TWI548285B

TWI548285B - Active anti - vibration microphone

Info

Publication number: TWI548285B
Application number: TW104108077A
Authority: TW
Inventors: zhao-zhi Zhang
Original assignee: Taiwan Carol Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-01
Also published as: TW201633796A; US20160269830A1; US9578422B2

Description

主動式抗震麥克風

本發明是有關於一種麥克風，特別是指一種主動式抗震麥克風(Active vibration cancelling microphone)。

參閱圖1與圖2，一種習知的被動式抗震麥克風9，包括一具有一殼體空間910的握柄91、一設置於該殼體空間910中的音頭模組92、一連接於該握柄91之一頂緣並覆蓋該音頭模組92的罩蓋93、一個位於該殼體空間910中的雙避震單元94，及一個設置於該握柄91之一底緣的外部端子95。

該音頭模組92具有一個音訊轉換組921、一個用以承載該音訊轉換組921的承載座922，及一個接線板923。該音訊轉換組921是此技術領域所熟悉的動圈式(dynamic)麥克風音頭。該音頭模組92之接線板923是設置於該承載座922之一底緣，並電連接於該音訊轉換組921與該外部端子95。該音訊轉換組921能將一音訊轉換成一電訊，該接線板923則是用以將該電訊傳送至該外部端子95。該雙避震單元94具有一個連接件941，及兩個避震體942。該雙避震單元94的連接件941是固定於該握柄91且鄰近該握柄91之一頂緣。該雙避震單元94的該等避震體 942是分別固定於該連接件941之相反兩端，並與該音頭模組92的承載座922相互連接。

該習知的被動式抗震麥克風9是以膠合方式，將該音頭模組92的承載座922直接固定在該雙避震單元94的該等避震體942上以位在該殼體空間910。然而，當使用者手持該被動式抗震麥克風9來歌唱或是演說時，勢必會對該握柄91施予磨擦、轉動、搖晃或切換開關等動作，此等動作皆會對該握柄91造成一振動。該振動所產生的一震波會透過該握柄91以依序傳送至該雙避振單元94的連接件941與該等避震體942。因此，該震波是藉由該等避震體942的緩衝效果來減緩該振動的幅度。然而，該等避震體942無法大幅度地消除該震波。因此，尚未被消除的震波仍可透過該音訊轉換組921的一振膜傳遞，以轉換成此技術領域之相關技術人員所不樂見的雜訊。更甚者，若是振動幅度過大，該等避震體942則形同虛設，無法有效地發揮降低雜訊的功能。

經上述說明可知，如何提出一種能夠大幅度地降低雜訊的麥克風，是此技術領域的相關技術人員所待突破的難題。

因此，本發明之目的，即在提供一種主動式抗震麥克風。

於是，本發明主動式抗震麥克風，包含：一握柄單元、一罩蓋、一電路單元，及一音頭模組。

該握柄單元包括一圍繞一軸線的殼體，及一固定於該殼體以位於該殼體內且圍繞該軸線的接觸座，該接觸座是用以做為傳遞一震波的介質。該罩蓋供一聲波輸入且連接於該殼體之一頂緣，並與該殼體共同界定出一容室。該電路單元設置於該殼體。

該音頭模組位於該容室中，並包括：一承載座、一主轉換單元，及一次轉換單元。該承載座具有一圍繞該軸線並固定於該接觸座的中空段，及自該中空段沿該軸線反向延伸的一第一承載段與一第二承載段，且該第一承載段是相對該第二承載段鄰近該罩蓋。該主轉換單元容置於該第一承載段，並具有一能隨著該聲波和該震波產生一第一振動且供該軸線通過的振膜，及一主訊號轉換組。該主訊號轉換組與其振膜連接且由其振膜所遮蔽，並能將該第一振動轉換成一含有一主電訊號及一次電訊號的第一電訊號。該次轉換單元容置於該第二承載段，並具有一能隨著該震波產生一第二振動且供該軸線通過的振膜，及一次訊號轉換組。該次訊號轉換組與其振膜連接且由其振膜所遮蔽，並能將該第二振動轉換成一含有一次電訊號的第二電訊號。

在本發明中，該中空段於鄰近該第二承載段處、該第二承載段與該次轉換單元三者共同界定有一密閉空間，以令該次轉換單元位於該密閉空間中；該軸線之與該接觸座的一最短距離處，沿該軸線反向到該等振膜的距離實質相等；該主訊號轉換組和次訊號轉換組是以極性相反的方式分別電連接至該電路單元，以令該第一電訊號與該第二電訊號同時傳輸至該電路單元時能抵消該等次電訊號。

本發明之功效在於，該音頭模組之整體結構設計一方面令該主轉換單元和該次轉換單元分別容置該承載座的第一、二承載段，另一方面令該握柄單元之接觸座所固定處，能使該軸線於相對該接觸座的最短距離處沿該軸線至該等振膜的距離相等，並配合該等訊號轉換組是呈極性相反的電連接方式，以抵消掉自該震波所轉換的該等次電訊號並大幅度地降低雜訊。

0‧‧‧容室

1‧‧‧握柄單元

11‧‧‧殼體

12‧‧‧接觸座

2‧‧‧罩蓋

3‧‧‧電路單元

4‧‧‧音頭模組

40‧‧‧密閉空間

5‧‧‧承載座

51‧‧‧中空段

511‧‧‧本體

512‧‧‧底盤

52‧‧‧第一承載段

53‧‧‧第二承載段

531‧‧‧接合部

532‧‧‧蓋部

6‧‧‧主轉換單元

61‧‧‧振膜

62‧‧‧主訊號轉換組

621‧‧‧華司

622‧‧‧永久磁鐵

623‧‧‧線圈

624‧‧‧軛鐵

63‧‧‧主接線板

7‧‧‧次轉換單元

71‧‧‧振膜

711‧‧‧穿孔

72‧‧‧次訊號轉換組

721‧‧‧華司

722‧‧‧永久磁鐵

723‧‧‧線圈

724‧‧‧軛鐵

73‧‧‧調音片

74‧‧‧次接線板

81‧‧‧第一電訊號

811‧‧‧次電訊號

812‧‧‧主電訊號

82‧‧‧第二電訊號

821‧‧‧次電訊號

X‧‧‧軸線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體分解圖，說明一種習知的被動式抗震麥克風；圖2是一局部剖面圖，說明該習知的被動式抗震麥克風之一音頭模組與一雙避震單元的細部結構；圖3是一正視分解圖，說明本發明主動式抗震麥克風的一第一實施例；圖4是沿圖3的直線IV-IV所取得的一分解剖面圖，說明本發明該第一實施例的細部結構；圖5是一組合剖面圖，說明本發明該第一實施例之細部結構於組合後的連接關係；圖6是圖5的一局部放大圖，說明本發明該第一實施例之一音頭模組的細部結構；圖7是一示意圖，說明本發明該第一實施例之一主訊號轉換組所產生之一第一電訊號和一次訊號轉換組所產生之一第二電訊號以極性相反的方式電連接；圖8是一俯視圖，說明本發明該第一實施例之該次轉換單元的一振膜；圖9是一組合剖面圖，說明本發明主動式抗震麥克風的一第二實施例；圖10是圖9的一局部放大圖，說明本發明該第二實施例之音頭模組的細部結構；圖11是一響度對頻率曲線圖，說明該習知之被動式抗震麥克風、本發明該第一實施例，及該第二實施例在不同頻率之下的雜訊響度。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3、圖4與圖5，本發明主動式抗震麥克風的第一實施例，包含：一握柄單元1、一罩蓋2、一電路單元3，及一音頭模組4。

該握柄單元1包括一圍繞一軸線X的殼體11，及一固定於該殼體11以位於該殼體11內且圍繞該軸線X的接觸座12。該接觸座12是用以做為傳遞一震波的介質。

該罩蓋2供一聲波輸入且連接於該殼體11之一頂緣，並與該殼體11共同界定出一容室0。

該電路單元3設置於該殼體11並位於該容室0內。

該音頭模組4位於該容室0中，並包括：一承載座5、一主轉換單元6，及一次轉換單元7。

該承載座5具有一圍繞該軸線X並固定於該接觸座12的中空段51，及自該中空段51沿該軸線X反向延伸的一第一承載段52與一第二承載段53，且該第一承載段52是相對該第二承載段53鄰近該罩蓋2。

該主轉換單元6容置於該第一承載段52，並具有一能隨著該聲波和該震波產生一第一振動且供該軸線X通過的振膜61、一主訊號轉換組62，及一主接線板63。該主訊號轉換組62與該振膜61連接且由該振膜61所遮蔽，並能將該第一振動轉換成一含有一主電訊號(也就是，由該聲波轉換的電訊號)812及一次電訊號(也就是，由該震波轉換的電訊號)811的第一電訊號81，且該次電訊號811與該主電訊號812分別為電壓V₁與V₂(見圖7)。

該次轉換單元7容置於該第二承載段53，並具有一能隨著該震波產生一第二振動且供該軸線X通過的振膜71、一次訊號轉換組72，及一次接線板74。該次訊號轉換組72與該振膜71連接且由該振膜71所遮蔽，並能將該第二振動轉換成一含有一次電訊號821的第二電訊號82，且該次電訊號821為電壓V₁'(見圖7)。

如圖5與圖6所示，該中空段51於鄰近該第二承載段53處、該第二承載段53與該次轉換單元7三者共同界定有一密閉空間40，以令該次轉換單元7位於該密閉空間40中；該軸線X之與該接觸座12的一最短距離處，沿該軸線X反向到該等振膜61、71的距離實質相等；此外，配合參閱圖3、圖5與圖7，該主訊號轉換組62和次訊號轉換組72是以極性相反的方式分別電連接至該電路單元3，使得該第一電訊號81與該第二電訊號82同時傳輸至該電路單元3時，該等電壓相近(也就是，V₁與V₁’)且極性相反的次電訊號811、821(也就是，自該震波轉換的電訊號)能抵消，並僅剩下該第一電訊號81的主電訊號812電壓V₂(也就是，自該聲波所轉換的電訊號)被傳輸至該電路單元3。

參閱圖8，較佳地，該次轉換單元7的振膜71具有至少一穿孔711。更佳地，該穿孔711是實質位於該軸線X。由於該次轉換單元7的振膜71是位於該密閉空間40內，不易感受該震波而振動。因此，該振膜71主要是藉由該穿孔711使該穿孔711上方空間的壓力相等於該穿孔711下方空間的壓力，以利該振膜71的振動。

簡單地來說，由於該接觸座12至該軸線X之最短距離處且沿該軸線X反向到該等振膜61、71的距離實質相等，以致於該震波自該接觸座12傳入後，分別傳至該等振膜61、71的距離也相等。因此，該等次電訊號811、821具有相近的波形和振幅；此外，該主訊號轉換組62與該次訊號轉換組72兩者以相反極性電連接至該電路單元3後，令波形和振幅相近的該等次電訊號811、821兩者間的相位相差180度，而被互相抵消。關於該主訊號轉換組62與該次訊號轉換組72以極性相反的方式電連接至該電路單元3的具體連接方式，則容後說明。

再參閱圖5與圖6，在本發明該第一實施例中，該主訊號轉換組62與該次訊號轉換組72沿該軸線X反向於該罩蓋2分別依序具有一圍繞該軸線X的華司621、721、一纏繞有一線圈623、723且圍繞該軸線X的永久磁鐵622、722，及一圍繞該軸線X、其永久磁鐵622、722與其華司621、721的軛鐵624、724。該主轉換單元6與該次轉換單元7的振膜61、71是分別直接遮蔽其華司621、721，且纏繞於各永久磁鐵622、722的各線圈623、723是電連接至該電路單元3。

再參閱圖6並配合參閱圖5，在本發明該第一實施例中，該次轉換單元7還包括一用以間接調整該振膜71的振動幅度的調音片73；該調音片73是設置於該第二承載段53並供該軸線X穿過，且相對該次訊號轉換組72遠離該罩蓋2；該承載座5的中空段51具有一圍繞該軸線X的本體511，及一自該本體511且鄰近該第二承載段53處朝該軸線X延伸的底盤512。因此，在本發明該第一實施例中，是由該中空段51的底盤512、該第二承載段53，及該次轉換單元7三者共同界定有該密閉空間40。

此外，在本發明該第一實施例中(再參閱圖3並配合參閱圖6)，該主接線板63是設置於該第一承載段52之一外周面，該次接線板74是設置於該第二承載段53之一外周面；該主訊號轉換組62之線圈623是依序電連接至該主接線板63、該次接線板74與該電路單元3，且該次訊號轉換組72的線圈723是依序電連接至該次接線板74與該電路單元3。此處需說明的是，雖然圖3中所顯示之主訊號轉換組62的線圈623是直接連接至該主接線板63與該次接線板74，且圖3所顯示之次訊號轉換組72的線圈723是直接連接至該次接線板74。然而，此處需說明的是，圖3僅是為了方便說明元件間的連接關係的示意圖。實際上，本發明於實施該第一實施例時，該主訊號轉換組62的線圈623是透過複數導線(未給予元件符號)依序電連接至該主接線板63與該次接線板74；同樣地，該次訊號轉換組72之線圈723亦是透過複數導線(未給予元件符號)電連接至該次接線板74。

更具體地來說，整合上述該第一實施例的詳細說明再配合參閱圖3、圖5與圖7可知，該主訊號轉換組62和該次訊號轉換組72所分別產生的第一電訊號81與第二電訊號82是以極性相反的方式電連接(也就是，該主轉換單元6之主接線板63的一正極是通過該次轉換單元7之次接線板74並電連接於該電路單元3，且該主接線板63的一負極則是電連接至該次接線板74的一負極並電連接至該次接線板74的一正極，最後再電連接至該電路單元3)，能令該第一電訊號81與該第二電訊號82同時傳輸至該電路單元3時，使原本波形、振幅相近之該等次電訊號811、821(也就是，相近的電壓V₁與V₁’)的相位彼此相差180度，從而令該等次電訊號811、821得以相互抵消。因此，僅輸出該第一電訊號81之主電訊號812電壓V₂，並達到消除雜訊的功效。此處需補充說明的是，被傳輸至該電路單元3之第一電訊號81的主電訊號812，最後可進一步地透過複數傳輸線連接至位處於該握柄單元1之殼體11之一底緣的外部端子(圖未示)，以傳輸至外部的揚聲器。

要補充說明的是，該第一電訊號81與該第二電訊號82以極性相反的方式電連接，除了上述的正、負極的電連接的形式外，亦能依照該主接線板63、次接線板73的正、負極的配置，進行電連接形式的調整。

本發明該第一實施例使該震波透過該握柄單元1的殼體11傳遞至固定於該殼體11的接觸座12(見圖5)後，是沿該軸線X依序反向傳遞至該承載座5的中空段51、該等承載段52、53與該等轉換單元6、7；又，該接觸座12至該軸線X之最短距離處且沿該軸線X反向至該等轉換單元6、7之振膜61、71的距離也相等。因此，配合該等訊號轉換組62、72以極性相反的方式電連接至該電路單元3，能夠主動地消除該等次電訊號(自該震波所轉換的電訊號)811、821所產生的雜訊，解決習知該被動式抗震麥克風9因振動幅度過大而無法大幅地消除雜訊的問題。

參閱圖9與圖10，本發明主動式抗震麥克風的第二實施例，大致上是相同於該第一實施例，其不同處在於，該音頭模組4之該承載座5及該次轉換單元7的細部結構。

如圖10所示，本發明該第二實施例之該承載座5除了該中空段51有別於該第一實施例外(也就是，該中空段51未具有顯示於圖6中的本體511與底盤512)，且該第二實施例之第二承載段53是如圖10所示，具有一與該中空段51銜接並用以容置該次轉換單元7的接合部531，及一相對該接合部531遠離該中空段51並覆蓋接合部531的蓋部532。

此外，再參閱圖9與圖10，本發明該第二實施例的之次轉換單元7除了結構有別於該第一實施例(也就是，未具有顯示於圖6的調音片73)外，且該次訊號轉換組72是如圖9所示沿該軸線X朝向該罩蓋2依序具有該圍繞該軸線X的華司721、該纏繞有該線圈723且圍繞該軸線X的永久磁鐵722，及該圍繞該軸線X、其永久磁鐵722與其華司721的軛鐵724，且該次轉換單元7的振膜71是直接遮蔽其華司721。

在本發明該第二實施例中，該中空段51於鄰近該第二承載段53處、該第二承載段53的蓋部532，及該次轉換單元7三者共同界定有該密閉空間40，且該次轉換單元7的次接線板74是設置於該第二承載段53的接合部531的一外周面。

由上述說明並配合圖10所顯示的結構可知，該主轉換單元6與該次轉換單元7內之細部元件於該軸線X上的配置關係，是鏡像對稱設置。換句話說，該震波自該接觸座12傳入該承載座5以沿該軸線X反向傳遞至該等轉換單元6、7的過程中，是依序行經相同的介質；因此，本發明該第二實施例的該等轉換單元6、7是共用該承載座5的中空段51以做為該音頭模組4的音腔。

本發明該第二實施例於消除該震波所產生之雜訊的機制上，是相同於該第一實施例，於此不再多加贅述。

為進一步證實本發明該等實施例之主動式抗震麥克風的整體結構設計，在消除該震波所衍生之雜訊上的能力是優於該習知之被動式抗震麥克風9，申請人是提出圖11來輔助說明。參閱圖11可知，習知該被動式抗震麥克風9於頻率介於20Hz~200Hz處的響度高出該等實施例許多，證實本發明該等實施例的結構設計可大幅地消除該震波所產生的雜訊。特別值得一提的是，由於該第二實施例之該等轉換單元6、7共用該承載座5的中空段51為其音頭模組4的音腔(即，該震波自該接觸座12傳入該音頭模組4的過程中是沿途經過相同介質)，以致於該第一電訊號81的次電訊號811及該第二電訊號82的次電訊號821的波形、振幅更加接近。因此，該第二實施例於頻率介於20Hz~200Hz處的響度是低於該第一實施例，其所能消除的雜訊較該第一實施例多。

綜上所述，本發明主動式抗震麥克風之整體結構設計，一方面令該主轉換單元6和該次轉換單元7分別容置在該承載座5的該第一、二承載段52、53，另一方面令該握柄單元1之接觸座12所固定的位置能使該震波傳遞至該等振膜61、71的距離相等，並配合極性相反的方式使該等訊號轉換組62、72分別電連接於該電路單元3，可抵消掉自該震波所轉換的該等次電訊號811、821，從而大幅度地降低雜訊，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。