低噪聲接觸振動壓電式麥克風的製作方法
2023-10-06 02:15:09
專利名稱：低噪聲接觸振動壓電式麥克風的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低噪聲接觸振動壓電式麥克風，係指可供放 置於鼻骨或喉嚨，作為語音通訊之用，尤指可應用於鼻骨，使鼻骨振 音更清晰，且無聲音傳導的雜音的接觸振動壓電式麥克風。
背景技術：
傳統電容式陶瓷壓電片，都是通過彈簧來傳遞振波到壓電片，而 把機械力轉成電信號，譬如熟知的汽車振動式防盜系統，只要晃動車 子，就會搖晃陶瓷壓電片上的彈簧，造成振動電信號，只要搖動振幅 超過界限，就會起動警報器。
近來市面上出現接觸壓電麥克風，無論直接或間接，仍是用傳統 電容式陶瓷壓電片配合彈簧和放大電路，如圖1所示，其包含有塑膠
薄膜IO、包裝盒20、彈簧30、陶瓷壓電片40、電極片50及放大電路 60;塑膠薄膜10與包裝盒20殼體系垂直向結合，而彈簧30、陶瓷壓 電片40及電極片50設於包裝盒20內部；其中，彈簧30—邊固定在 塑膠薄膜10的中央凸點上，通過塑膠薄膜10去感測皮膚的聲音振動， 並通過彈簧30把振波傳遞到彈簧30的另一邊，該彈簧30利用振波機 械力敲打電容式陶瓷壓電片40，而轉成電信號，其中，由陶瓷壓電片 40的正端接出一電線401作為正信號線，而陶瓷壓電片40的負端接至 電極片50，再經由電極片50接出的電線501作為負信號線，該正、負 信號線接至背後的放大電路60，而將信號放大再傳送出去。
基本上，上述那些振動麥克風的製作原理都是相同的，即運用彈 簧傳遞機械振動波，敲擊陶瓷壓電片，轉成電信號，只是包裝上不同。 同時，上述振動麥克風主要是用於偵測喉嚨振動的喉音，所以包裝(體 積)很大。而且，由於喉音振幅很大，信號噪聲比(信噪比)要求不 高，可以呈現不錯的喉音。但是當把這種振動麥克風設置在鼻子，由 於鼻子較小，語音振幅也較小，故上述振動壓電麥克風就顯得太大，且呈現某種程度的雜音，尤其因為包裝盒20在與塑膠薄膜10接合處 並無彎角或弧面的設計，故使塑膠薄膜10無法完全沒入接觸的皮膚， 致使無法呈現正確的鼻音，及會有無法隔絕環境背景雜音的情形。
實用新型內容
根據上述技術發展的背景，本案設計人發現既然鼻音的清晰度與 個人音質辨識度優於喉音，只要進行降低雜音的技巧，則振動陶瓷壓 電麥克風仍然可以用於呈現說話經過鼻骨傳出來的原音；據此，本案 設計人特別提出低噪聲接觸振動壓電式麥克風，以排除上述振動壓電 麥克風設置在鼻子的缺點。又，這種設計既可應用于于鼻骨，當然更 可應用於喉嚨。
故本實用新型的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其至少包含有感 測膜、包裝盒、彈簧、壓電片、電極片及放大電路，感測膜與包裝盒 殼體結合，亦可為一體成型，且感測膜可為圓形或橢圓形等各種形狀; 而彈簧、壓電片、電極片設於包裝盒內部，且彈簧的二端分別固定在 感測膜與壓電片，電極片設於壓電片與包裝盒之間，且壓電片與電極 片貼合，又電極片由導電材料(譬如銅)製成，而包裝盒底部的左右 設有凸起的支柱，使電極片與包裝盒底部間具有間隙；彈簧系將感測 膜的振波敲打壓電片，轉成電信號，使壓電片正端接設出一電線作為 正信號線，而負端與電極片結合，且電極片另接設出一電線作為負信 號線，該正、負信號線接至放大電路，而將信號放大及傳送出去；其 中，包裝盒在與感測膜接合處可具彎角部以完全貼合皮膚使背景雜音 無法從空氣中敲動感測膜，或以彈簧與壓電片之間另具有可消除彈簧 橫向振動的緩衝層來隔絕環境背景雜音，當然，彎角部與緩衝層兼設 其功效更佳。
承上，放大電路可放在電極片和感測膜之間的包裝盒空間，或放 在電極片和包裝盒底部之間，或放在包裝盒的外面。而包裝盒的外面 可以有介面連接裝置。該介面連接裝置可為利於固定眼鏡支撐架上而 使麥克風貼合鼻梁的粘貼物。此外，具有緩衝層時，該彈簧的一端系 固定在感測膜的中心區域，另一端則接觸緩衝層和壓電片。而緩衝層 可以是具有緩衝彈性的薄片或粘著劑等。因此，本實用新型的目的為隔絕雜音，而使低噪聲接觸振動壓電 式麥克風亦可應用在鼻子，主要可通過包裝盒與感測膜接合處具彎角 部，使感測膜可以完全貼合振動位置或沒入皮膚之中，以免背景噪聲 通過感測膜傳送進來。或可以彈簧與壓電片之間增設緩衝層的方式為 另一實施技術；緩衝層是用來袪除彈簧的橫向振動，免得產生摩擦的 沙沙雜音，影響音質。當然，彎角部與緩衝層兼設的實施方式更可增 強完全杜絕雜音的效果。
圖1系公知的接觸壓電麥克風的平面結構實施例示意圖。 圖2系本實用新型的平面結構實施例示意圖。(具有彎角部及緩 衝層)
圖3系本實用新型的另一平面結構實施例示意圖。(具有彎角部)主要元件符號說明
(公知設計)
20…包裝盒
10…塑膠薄膜 30…彈簧 40…陶瓷壓電片 50…電極片 60…放大電路 (本實用新型) 1…感測膜 2…包裝盒 211…弧面部 23…間隙 4…緩衝層 5…壓電片 6…電極片 7…放大電路
401…電線 501…電線
21…彎角部
22…支柱
3…彈簧
51…電線 61…電線 8…介面連接裝置
具體實施方式
為使審査員對本實用新型有更進一步的了解，現以下列具體實施 例加以說明。
首先如圖2所示，本實用新型的"低噪聲接觸振動壓電式麥克風" 至少包含有感測膜l、包裝盒2、彈簧3、緩衝層4、壓電片5、電極片 6及放大電路7。感測膜1與包裝盒2殼體結合，且包裝盒2在與感測 膜1接合處具彎角部21;彈簧3、緩衝層4、壓電片5及電極片6設於 包裝盒2內部，且彈簧3 —端固定在感測膜2的中心區域，另端則依 序接觸緩衝層4和壓電片5;電極片6設於壓電片5與包裝盒2之間， 包裝盒2底部的左右設有凸起的支柱22，使電極片6與包裝盒2底部 間具有間隙23;電極片6是由導電材料製成(如銅)，且壓電片5貼 在電極片6上。
其中，壓電片5負責把振動轉成電信號，壓電片5於正端處接出 一電線51作正信號線，而負端系與電極片6結合，而由電極片6另接 出一電線61作壓電片5的負信號線；正、負信號線接至放大電路7; 據此，當彈簧3接收自感測膜1的振波敲打壓電片5，而轉成為電信號， 經電線51及電線61將正、負信號傳至放大電路7後放大及傳送出去。
本實用新型主要運用降低雜音技巧和簡化結構的技術，使得傳統 壓電麥克風小到可以放在鼻骨上，可配合眼鏡，進行語音通訊。其中， 感測膜1和包裝盒2可以一體成型製造，也可以分開製作，就是感測 膜1可以用不同材料增加感測靈敏度，再將感測膜1粘在包裝盒2上。 感測膜1可為圓形或橢圓形等各種形狀，只要可確保感測膜1完全沒 入接觸的皮膚，而可隔絕環境背景雜音的形狀均可。
而包裝盒2在感測膜1接合處具有彎角部21 ，彎角部21亦可為弧 面部211 (如圖3)，其作用是在感測膜l接觸皮膚之後，能完全和皮 膚密合而無任何空隙，讓背景雜音無法從空氣中敲動感測膜，另包裝 盒2的厚度不能太薄，免得無法隔絕環境背景雜音。
其中，彈簧3系負責把感測膜1所感測到的振動信號傳遞給壓電 片5，彈簧3的線性反應頻率區域要在語音範圍之內，即100Hz 20KHz。 另外，在彈簧3和壓電片5之間有緩衝層4，其目的是隔絕彈簧3和壓 電片5的振動傳遞雜音。因彈簧3如受到橫向力量，導致彈簧3會左 右振蕩，這左右振蕩雖然小，但當直向振蕩信號夠小的時候，這左右振動所產生的沙沙雜音就相當明顯，尤其感測鼻骨語音振動信號的時 候。
所謂直向振動是指振動從感測膜1延著彈簧3的方向敲打壓電片 5，橫向振動就是垂直於直向振動的振動。設立的緩衝層4可以是有緩 衝力量的薄膜，這薄膜要相當薄，免得明顯降低直向振動，其主要目 的是去除彈簧3任何的橫向振動，使達到壓電片5的振動皆為直向振 動。緩衝層4也可以是粘著劑，鋪上一層粘著劑，使得彈簧3不會左 右自由振動，同時粘著劑本身也有緩衝能力， 一舉兩得，降低橫向振 動的效果相當好。根據實驗證實，沒加上緩衝層4時，說話聲中，常 會夾雜著沙沙的聲音，相當不自然。
又，壓電片5系負責把振動轉成電信號，作為後續信號放大之用。 壓電片5是貼在電極片6上，壓電片5的正端接出一電線51，而電極 片6用電線61接出來當作壓電片5的負端信號線。正負信號線接到放 大電路7，作信號變大的輸出， 一般都用雙極型電晶體(BJT, Bipolar Junctional Transistor)或結型場效應管(JFET, Junctional Field-Effect Transistor)當第一級放大器，之後才做最後的放大，成為聲音。
再者，電極片6可架在包裝盒2底部凸起的左右二支柱22上，使 得電極片6和包裝盒2之間具有間隙23，電極片6可以在間隙23中作 些微的擺幅，以便壓電片5有足夠的靈敏度把直向振動轉成電信號。
另外，放大電路7系可放在電極片6和感測膜1之間的包裝盒2 空間，或可放在電極片6和包裝盒2底部之間，或為了使振動麥克風 變小，可將放大電路7和包裝盒2分開，以減少振動麥克風的厚度， 而可放在包裝盒2的外面。
此外，包裝盒2的外面，可以有介面連接裝置8，使得本實用新型 可以和支持物結合(本實施例並未繪出)，放在頭骨或喉嚨，作為語 音振動感測之用。這支持物可以是眼鏡或任何產品。如支持物為眼鏡 時，介面連接裝置8可為利於固定眼鏡支撐架上而達麥克風貼合鼻梁 的粘貼物。
承上所述，本實用新型的目的為隔絕雜音，而包裝盒2在與感測 膜1接合處具有彎角部21，或(及)彈簧3與壓電片5之間具有消除 橫向振動的緩衝層4，都是為達隔絕雜音的功效；因此，本實用新型系可選擇僅設彎角部21或僅設緩衝層4的選項，皆可具隔絕環境背景雜 音的功能；當然，彎角部21與緩衝層4兼設，其功效更佳。而圖2的 實施例即以彎角部21與緩衝層4兼具的實施例。另圖3系不具緩衝層 4的實施例，其主要用於放在鼻骨上其中的彎角部21為圓弧部211， 以符合鼻子的人體工程學，而中間感測膜1薄約0.5mm，可以將彈簧3 放在內面，而外面則放於鼻子上。感測膜1成圓弧狀，目的是要緊貼 鼻骨，感測膜l之外的牆壁相當厚，可以阻擋外界噪聲進入。
綜上所述，當知本實用新型的優點在於提供可放置於鼻骨或喉嚨 的可隔絕雜音的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，作為語音通訊之用， 尤指可應用於鼻骨，使鼻骨振音更清晰，更無聲音傳導的雜音。因此， 本實用新型應已具有實用性、新穎性與創造性，符合實用新型專利要 件。但是以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用來限 定本實用新型實施的範圍。即凡依本實用新型權利要求書範圍所做的 均等變化與修飾，皆為本實用新型專利範圍所涵蓋。
權利要求1、一種低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其至少包含有感測膜、包裝盒、彈簧、壓電片、電極片及放大電路，感測膜與包裝盒殼體結合，而彈簧、壓電片、電極片設於包裝盒內部，且彈簧的二端分別固定在感測膜與壓電片，電極片設於壓電片與包裝盒之間；彈簧接收自感測膜的振波敲打壓電片而轉成為電信號，經由放大電路放大及傳送出去；其特徵在於包裝盒在與感測膜接合處具彎角部。
2、 根據權利要求1所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，彈簧與壓電片之間另具有可消除彈簧橫向振動的緩衝層。
3、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，壓電片於正端接設一電線作正信號線，而負端與電極片結合， 電極片另接設一電線作負信號線，正、負信號線接至放大電路。
4、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，壓電片貼合於電極片上。
5、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，電極片是由導電材料製成。
6、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，包裝盒底部的左右設有凸起的支柱，使電極片與包裝盒底部間 具有間隙。
7、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，感測膜為圓形或橢圓形的形狀。
8、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，感測膜和包裝盒為一體成型。
9、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特徵 在於，包裝盒的外面有介面連接裝置。
10、 根據權利要求9所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，介面連接裝置為利於固定於眼鏡支撐架上而使麥克風貼合鼻 梁的粘貼物。
11、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，放大電路放在電極片和感測膜之間的包裝盒空間。
12、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，放大電路放在電極片和包裝盒底部之間。
13、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，放大電路放在包裝盒的外面。
14、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，彈簧系將感測膜的振動傳到壓電片，彈簧的一端固定在感測 膜的中心區域，另一端則接觸緩衝層和壓電片。
15、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，緩衝層為具有緩衝彈性的薄片。
16、 根據權利要求2所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，緩衝層是粘著劑。
17、 根據權利要求1所述的低噪聲接觸振動壓電式麥克風，其特 徵在於，彎角部為弧面部。
專利摘要本實用新型揭示一種低噪聲接觸振動壓電式麥克風，係指包裝盒在感測膜之處設有使感測膜可嚴密貼合振動的彎角部，或於彈簧與壓電片接合處設有緩衝層，或兼具彎角部及緩衝層，以達到降低雜音的功效，而可供放置於鼻骨或喉嚨，偵測說話聲音的皮膚與骨胳的振動，作為語音通訊之用。且由於鼻骨振音較喉音更清晰，但振幅較小，對聲音傳導雜音更敏感，故本實用新型更可使傳統壓電麥克風小到可以放在鼻骨上(如配合眼鏡)，以進行語音通訊。
文檔編號H04R17/00GK201134929SQ20072015065
公開日2008年10月15日 申請日期2007年5月31日 優先權日2007年5月31日
發明者李秀勳 申請人:新興盛科技股份有限公司