KR102627916B1

KR102627916B1 - 보이지 않는 헤드라이너 마이크로폰

Info

Publication number: KR102627916B1
Application number: KR1020190060677A
Authority: KR
Inventors: 마르코 살바토레 리만; 다린 크라예프스키; 마리안 아브람; 빅토르 도보스
Original assignee: 하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2024-01-22
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: EP3573346B1; KR20190134518A; JP7418160B2; US20210368252A1; CN110536211A; JP2019205167A; US11109134B2; EP3573346A1; US11638077B2; CN110536211B; US20190364351A1

Abstract

마이크로폰 조립체는 헤드라이너의 베이스 기재층에 의해 획정된 개구에 수용되도록 구성된 샤프트 부재를 포함한다. 상기 샤프트 부재는 공기 경로를 획정한다. 상기 마이크로폰 조립체는 하우징 내의 회로 기판 상에 장착된 마이크로폰 요소를 포함한다. 상기 마이크로폰 요소는 상기 공기 경로가 객실로부터 상기 마이크로폰 요소로 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된다. 상기 헤드라이너의 차량 객실 측은 음향적으로 투명한 층에 의해 덮여 있어서, 상기 마이크로폰 조립체는 상기 차량 실내에서 보이지 않는다.

Description

보이지 않는 헤드라이너 마이크로폰{INVISIBLE HEADLINER MICROPHONE}

본 출원은 일반적으로 차량용 마이크로폰 조립체에 관한 것이다.

차량에서 조용한 객실 환경을 조성하기 위해 많은 노력이 기울여져 왔다. 차량 설계에서 일반적인 목표는 객실에서 가청 소음을 최소화하는 것이다. 소비자는 도로 소음, 동력트레인 소음 및 다른 원치 않는 소음 소스로부터 격리되기를 원한다. 차량은 객실과 소음 발생 부품 사이에 다양한 절연 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 절연 물질은 비싸고 차량에 무게를 더할 수 있다. 일부 현대 차량은 차량 객실에서 가청 소음을 줄이기 위해 소음 관리 시스템을 포함한다. 소음 관리 시스템은 운전 경험을 향상시키는 소음 또는 음향을 발생시켜 동작할 수도 있다.

차량에서 소음 관리 시스템은 마이크로폰 및 라우드스피커(loud speaker)를 사용하여 소음 또는 음향을 제어함으로써 동작할 수 있다. 능동 소음 관리 시스템은 마이크로폰을 통해 오디오 신호를 검출할 수 있다. 마이크로폰 신호가 처리되고 라우드스피커 출력 신호가 생성될 수 있다. 또한, 차량 내의 다른 통신 시스템은 차량의 다양한 위치에 배치된 마이크로폰에 의존한다.

마이크로폰 조립체는 헤드라이너 베이스 표면(headliner base surface)의 개구를 통해 공기 경로를 획정하는 하나 이상의 샤프트를 갖게 구성된다. 상기 마이크로폰 조립체가 예를 들어 차량 헤드라이너에 설치될 때 상기 샤프트는 상기 헤드라이너 베이스 표면 내로 연장되도록 구성된다. 상기 마이크로폰 조립체는 상기 헤드라이너의 제1 측면에 설치된다. 상기 헤드라이너는 상기 마이크로폰 조립체가 설치된 측면과 반대쪽 상기 헤드라이너 측면에 음향적으로 투명한 층을 갖게 구성된다. 그 결과 상기 마이크로폰 조립체는 상기 마이크로폰을 위한 보이지 않는 개구를 갖게 설치된다.

마이크로폰 조립체는 공기 경로를 획정하기 위해 헤드라이너의 베이스 기재층의 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 구비하는 하우징; 및 상기 하우징 내에 결합된 회로 기판을 포함한다. 상기 마이크로폰 조립체는 상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 배치되고 상기 공기 경로를 상기 회로 기판으로 연장시키도록 구성된 개스킷 부재; 및 상기 회로 기판에 결합되고, 상기 공기 경로가 차량 객실로부터 마이크로폰 요소로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 더 포함한다.

상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정할 수 있다. 상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 계면에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상일 수 있다. 상기 샤프트 부재는 직사각형 형상의 내부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 직사각형 형상의 외부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 원통형 형상의 외부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 상기 베이스 기재층을 통해 90도 이외의 각도로 절단되는 개구를 수용하기 위해 상기 샤프트 부재의 외부 표면이 상기 샤프트 부재에 대해 90도 이외의 각도로 있도록 형성될 수 있다. 상기 마이크로폰 조립체는, 상기 베이스 기재층에 부착되고 상기 하우징과 협력하여 상기 마이크로폰 조립체를 상기 헤드라이너에 부착하도록 구성된 장착 베이스를 더 포함할 수 있다.

상기 마이크로폰 조립체는 공기 경로를 획정하기 위해 헤드라이너의 베이스 기재층의 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 획정하는 베이스; 회로 기판; 및 상기 베이스와 협력하여 상기 회로 기판을 둘러싸도록 구성된 하우징을 포함한다. 상기 마이크로폰 조립체는, 상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 배치되고 공기 경로를 상기 회로 기판으로 연장시키도록 구성된 개스킷 부재; 및 상기 회로 기판에 결합되고, 상기 공기 경로가 차량 객실로부터 마이크로폰 요소 쪽으로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 더 포함한다.

상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정할 수 있다. 상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 계면에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상일 수 있다. 상기 샤프트 부재는 직사각형 형상의 내부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 직사각형 형상의 외부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 원통형 형상의 외부 표면을 획정할 수 있다. 상기 샤프트 부재는 상기 베이스 기재층을 통해 90도 이외의 각도로 절단되는 개구를 수용하기 위해 상기 샤프트 부재의 외부 표면이 상기 회로 기판에 대해 90도 이외의 각도로 있도록 형성될 수 있다. 상기 마이크로폰 조립체는, 상기 베이스 기재층에 부착되고 상기 하우징과 협력하여 상기 마이크로폰 조립체를 상기 헤드라이너에 부착하도록 구성된 장착 베이스를 더 포함할 수 있다.

차량용 헤드라이너 조립체는 상기 차량의 객실에 노출된 음향적으로 투명한 층, 및 개구를 획정하는 베이스 기재층으로 구성된 헤드라이너를 포함한다. 상기 헤드라이너 조립체는 공기 경로를 획정하기 위해 상기 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 획정하는 하우징, 및 회로 기판에 장착되고, 상기 공기 경로가 상기 객실로부터 마이크로폰 요소로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 구비하는 마이크로폰 조립체를 더 포함한다.

상기 헤드라이너 조립체는, 상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 설치되고 공기 경로를 연장시키는 개스킷 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 접촉점에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상일 수 있다. 상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정할 수 있다.

도 1은 차량 환경 내의 소음 관리 시스템을 도시하는 도면;
도 2는 제1 마이크로폰 조립체의 측단면도;
도 3은 제1 마이크로폰 조립체의 제1 단면 사시도;
도 4는 제1 마이크로폰 조립체의 제2 단면 사시도;
도 5는 제2 마이크로폰 조립체의 측단면도;
도 6은 제2 마이크로폰 조립체의 단면 사시도;
도 7은 마이크로폰 조립체의 사시도.

필요에 따라, 본 발명의 상세한 실시예가 본 명세서에 개시되지만, 개시된 실시예는 다양하고 대안적인 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 단지 예시적인 것으로 이해된다. 도면은 반드시 축척에 맞는 것은 아니고; 일부 특징은 특정 구성 요소를 상세히 보여주기 위해 과장되었거나 최소화되었을 수 있다. 그리하여, 본 명세서에 개시된 특정 구조 및 기능적 상세는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 본 발명을 다양하게 실시하는 방법을 개시하는 대표적인 기초인 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 실시예는 일반적으로 복수의 회로 또는 다른 전기 장치를 제공한다. 회로 및 다른 전기 장치 및 이들 각각에 의해 제공되는 기능에 대한 모든 언급은 본 명세서에 설명되고 도시된 것만을 포함하는 것으로 제한되는 것으로 의도된 것이 아니다. 특정 라벨이 개시된 다양한 회로 또는 다른 전기 장치에 할당될 수 있지만, 이러한 라벨은 회로 및 다른 전기 장치에 대한 동작 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 이러한 회로 및 다른 전기 장치는 원하는 특정 유형의 전기적 구현에 기초하여 임의의 방식으로 서로 조합될 수 있고/있거나 분리될 수 있다. 본 명세서에 개시된 임의의 회로 또는 다른 전기 장치는 임의의 수의 마이크로프로세서, 집적 회로, 전계 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(field-programmable gate array: FPGA), 메모리 장치(예를 들어, FLASH, 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM), 판독 전용 메모리(read only memory: ROM)), 전기적으로 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(electrically programmable read only memory: EPROM), 전기적으로 소거 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(electrically erasable programmable read only memory: EEPROM), 또는 이들의 다른 적절한 변형), 및 본 명세서에 개시된 동작(들)을 수행하기 위해 서로 협력하는 소프트웨어를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 임의의 하나 이상의 전기 장치는 본 명세서에 개시된 임의의 수의 기능을 수행하도록 프로그래밍된 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다.

현대의 차량은 차량 내 청각 환경을 관리하도록 협력하는 다양한 음향 관리 시스템 및 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 차량 탑승자가 듣는 도로 소음의 양을 감소시키도록 구성된 도로 소음 제거(road noise cancellation: RNC) 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 하나 이상의 마이크로폰으로부터 입력을 수신하고 음향 패턴을 변경하는 신호를 하나 이상의 라우드스피커에 출력함으로써 동작한다. 이 시스템은 원하지 않는 도로 및 엔진 소음을 차단하여 객실을 더 조용하게 만들 수 있다. 다른 응용은 핸즈프리 통신 시스템 및 전화 응용을 포함할 수 있다. 다른 차량 음향 관리 시스템은 능동 소음 제어(active noise control: ANC) 및 차량 내 통신(in-car communication: ICC) 시스템을 포함할 수 있다.

이러한 차량 시스템은 음향/소음 입력을 수신하기 위해 하나 이상의 마이크로폰을 사용한다. 마이크로폰은 차량 내의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 음향은 압력 파로서 공기를 통해 전파된다. 소스는 공기(또는 다른 매체)에 진동을 일으킴으로써 음향을 생성할 수 있다. 이들 진동은 소스로부터 매체(예를 들어, 공기)를 통해 전파된다. 마이크로폰은 이러한 압력 파를 수신하고 압력 파를 전기 신호로 변환하여 동작할 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 마이크로폰 요소는 압력 파에 노출될 필요가 있을 수 있다.

기존의 차량 내 마이크로폰은 객실 공기를 마이크로폰 요소에 노출시키는 개구를 통해 압력 파를 수신한다. 예로서, 차량의 헤드라이너에 마이크로폰이 설치될 수 있다. 헤드라이너에 설치하기 위한 마이크로폰 조립체는 하나 이상의 개구를 획정하는 가시적인 A-표면 그릴/베젤(A-surface grill/bezel)을 포함할 수 있다. A-표면은 객실 내에서 볼 수 있는 표면일 수 있다. 마이크로폰 조립체는 헤드라이너의 B-면으로부터 그릴/베젤에 부착되는 하우징을 포함할 수 있다. B-면은 A-표면과 반대쪽 표면일 수 있으며 일반적으로 객실 내에서 볼 수 없다. 이 베젤은 일반적으로 객실에서 볼 수 있어서 심미적으로 불쾌감을 줄 수 있다. 또한, 개구는 먼지 및 수분이 마이크로폰 요소로 침입하여 성능 저하를 초래할 수 있다. 이러한 개구를 필요로 하지 않는 개선된 마이크로폰 조립체가 개시된다.

도 1은 제어기(102)를 포함하는 차량(100)의 블록도를 도시한다. 제어기(102)는 다양한 특징 및 기능을 구현하기 위해 마이크로프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(102)는 RNC 시스템 또는 ANC 시스템의 일부일 수 있다. 제어기(102)는 차량 내 통신을 관리하는 ICC 시스템의 일부일 수 있다. 제어기(102)는 음성 인식 및 핸즈프리 시스템 동작과 같은 텔레매틱스(telematics) 특징을 구현하기 위해 음향 프로세서로서 구성될 수도 있다.

제어기(102)는 하나 이상의 라우드스피커(106)에 전기적으로 연결될 수 있다. 라우드스피커(106)는 제어기(102)로부터 수신된 신호에 기초하여 음향을 생성하도록 구성될 수 있다. 제어기(102)는 하나 이상의 마이크로폰(104)에 전기적으로 연결될 수 있다. 마이크로폰(104)은 차량(100) 내 여러 위치에 있을 수 있다. 마이크로폰(104)은 마이크로폰(104)의 위치에서 음향 또는 소음을 나타내는 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 차량(100)은 사용자 인터페이스(108)를 더 포함할 수 있다. 일부 예에서, 사용자 인터페이스(108)는, 제어기(102)로부터 컨텐츠를 디스플레이할 수 있고 제어기(102)에 입력(예를 들어, 메뉴 선택)을 제공할 수 있는 터치스크린 디스플레이일 수 있다. 사용자 인터페이스(108)는 또한 버튼 및 스위치를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(108)의 구성 및 사용은 제어기(102)의 목적에 의존할 수 있다.

차량(100)은 헤드라이너(도 1에 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 헤드라이너는 차량(100)의 지붕의 내부를 라이닝하도록 구성될 수 있다. 헤드라이너는 차량의 객실 내에 소음 및 단열을 제공하도록 구성될 수 있다. 헤드라이너는 또한 다양한 부품을 장착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명, 제어 패널 및 마이크로폰은 헤드라이너에 장착될 수 있다.

도 2는 차량 헤드라이너(202)에 설치되도록 구성된 제1 마이크로폰 조립체(200)를 도시한다. 이 예는 차량 헤드라이너에 설치되는 것에 관한 것이지만, 개념 및 조립체는 객실의 다른 영역(예를 들어, 측면 트림, 계기판, 콘솔)에도 적용될 수 있다. 차량 헤드라이너(202)는 A-표면층(206)에 의해 덮인 베이스 기재층(204)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 베이스 기재층(204)은 특정 용도의 강성, 강도 및 절연 특성을 갖는 복합 물질로 구성될 수 있다. A-표면층(206)은 음향적으로 투명한 물질일 수 있다. 음향적으로 투명한 물질은 음파가 투과할 수 있는 물질일 수 있다. 예를 들어, A-표면층(206)은 음향적으로 투명하도록 구성된 음향 직물(acoustic fabric)일 수 있다. 음향적으로 투명한 직물은 공기가 쉽게 통과할 수 있는 개방된 직조를 갖는 직물을 포함할 수 있다.

음향적으로 투명한 물질은 물질의 흡음을 정량화하는 소음 감소 계수(noise reduction coefficient: NRC)에 기초하여 평가될 수 있다. 예를 들어, NRC는 ASTM 인터내셔널(ASTM C423-17)에 정의된 반향룸 방법(Reverberation Room Method)에 의한 흡음 및 흡음 계수에 대한 표준 시험 방법으로 측정될 수 있다. NRC는 물질이 흡수하는 음향의 양을 나타낼 수 있다. 이상적으로 음향적으로 투명한 물질은 0인 NRC를 가질 수 있다. 실제로, 음향적으로 투명한 물질은 낮은 NRC를 가져야 한다.

A-표면층(206)은 베이스 기재층(204)에 접착되거나 다른 방식으로 고정될 수 있다. 일부 구성에서, A-표면층(206)은 베이스 기재층(204)에 걸쳐 신축성 있게 끼워질 수 있다.

베이스 기재층(204)은 하나 이상의 개구를 획정할 수 있다. 예를 들어, 도시된 베이스 기재층(204)은 제1 개구(230) 및 제2 개구(232)를 한정한다. 개구(230, 232)의 형상은 원형 또는 직사각형일 수 있다.

마이크로폰 조립체(200)는 하우징(220)을 포함할 수 있다. 하우징(220)은 마이크로폰 조립체(200)의 다른 부재를 둘러싸고 다른 부재에 구조적 지지를 제공하도록 구성될 수 있다. 하우징(220)은 플라스틱 물질로 형성될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 마이크로폰 조립체(200)는 전기 신호를 마이크로폰 조립체(200)로부터 다른 시스템(예를 들어, 제어기(102))으로 전달하기 위해 전기 커넥터를 수용하도록 구성된 커넥터(218)를 포함할 수 있다. 커넥터(218)는 상대 커넥터의 대응하는 전도성 부재와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 전기 전도성 핀(pin) 또는 리세스(recess)를 포함할 수 있다.

마이크로폰 조립체(200)는 회로 기판(212)을 포함할 수 있다. 마이크로폰 조립체(200)는 회로 기판(212)에 결합되거나 일체화된 하나 이상의 마이크로폰(214, 216)을 포함할 수 있다. 도시된 마이크로폰 조립체(200)는 제1 마이크로폰(214) 및 제2 마이크로폰(216)을 포함한다.

마이크로폰(214, 216)은 다양한 구성을 포함할 수 있다. 마이크로폰(214, 216)은 마이크로 전자 기계 시스템(microelectromechanical system: MEMS) 기술을 이용할 수 있고, 회로 기판(212)에 장착된 집적 회로/센서 조립체일 수 있다. 일부 구성에서, 집적 마이크로폰 모듈이 회로 기판(212) 대신에 설치될 수 있다. 마이크로폰(214, 216)은 압전 마이크로폰일 수 있다. 마이크로폰(214, 216)은 일렉트릿 콘덴서(electret condenser) 마이크로폰일 수 있다. 마이크로폰(214, 216)은 또한 콘덴서 마이크로폰일 수 있다. 마이크로폰(214, 216)은 센서에서 음파를 전기 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 마이크로폰(214, 216)을 회로 기판(212)에 전기적으로 연결하는 것은 이용된 마이크로폰 기술의 유형에 의존할 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰(214, 216)들은 회로 기판(212) 상에 장착된 부품으로서 직접 결합될 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰(214, 216)으로부터 전기적 리드(electrical lead)는 회로 기판(212)에 솔더링하는 것에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰(214, 216)은 내장된 신호 처리 유닛을 포함할 수 있다.

회로 기판(212)은 마이크로폰(214, 216)과 협력하기 위해 다른 전기/전자 부품을 포함할 수 있다. 부품은 필터 및 전력 관리 특징부를 포함할 수 있다. 커넥터(218)의 전기 전도성 부분은 회로 기판(212)과 외부 제어기 간에 신호를 전달하기 위해 회로 기판(212)의 트레이스(trace)에 전기적으로 결합될 수 있다. 회로 기판(212)의 일부 특징은 마이크로폰(214, 216)에 포함될 수 있다.

하우징(220)은 마이크로폰(214, 216)으로 음파를 보내기 위해 하나 이상의 샤프트(208, 210)를 추가로 획정할 수 있다. 샤프트(208, 210)는 헤드라이너(202)에 장착될 때 A-표면층(206)으로 연장되지 않고 베이스 기재층(204)으로 연장되도록 획정될 수 있다. 샤프트(208, 210)는 베이스 기재층(204)에 의해 획정된 개구(230, 232)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 샤프트(208, 210)의 외부 표면은 개구(230, 232)에 의해 수용되도록 구성될 수 있다. 그리하여, 샤프트(208, 210)의 외부 둘레 또는 표면의 형상은 개구(230, 232)의 형상과 일치하도록 획정될 수 있다. 샤프트(208, 210)는 베이스 기판층(204)을 통해 마이크로폰(214, 216)으로 공기 경로 또는 채널을 생성하도록 구성될 수 있다.

마이크로폰 조립체(200)는 샤프트(208, 210)에 의해 획정된 공기 경로를 마이크로폰(214, 216)으로 연장시키도록 구성된 하나 이상의 공기 경로 개스킷(222, 224)을 더 포함할 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 고무와 같은 탄성 물질로 형성될 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 회로 기판(212)에 결합될 수 있다. 조립 시, 샤프트(208, 210) 및 공기 경로 개스킷(222, 224)은 음향이 베이스 기재층(204)을 통해 마이크로폰(214, 216)으로 진행하는 연속적인 공기 경로를 형성할 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 임의의 제조 공차를 보상하기 위해 마이크로폰 조립체(200)를 조립하는 것을 도울 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 탄성적이어서 샤프트(208, 210) 및 마이크로폰(214, 216)을 정렬할 때 임의의 약간의 불일치를 조절할 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 공기 경로에 진입한 공기가 원치 않는 위치에서 빠져 나가 누출되는 것을 방지하는 음향 밀봉 기능을 제공할 수 있다.

베이스 기판층(204)에 대해 수직으로 배향된 것으로 도시되어 있지만, 샤프트(208, 210)는 상이한 방향으로부터 음향이 수집되는 것을 강조하기 위해 베이스 기판층(204)에 대해 90도 이외의 각도로 배향될 수 있다. 따라서 공기 경로 개스킷(222, 224)은 또한 베이스 기재층(204)을 통해 마이크로폰(214, 216)으로 연속적인 공기 경로를 생성하도록 조절될 수 있다. 그리하여, 개구(230, 232)는 베이스 기재층(204)을 통해 상이한 각도로 절단할 수 있다.

공기 경로는 샤프트(208, 210)와 공기 경로 개스킷(222, 224)의 내부 표면에 의해 획정된다. 샤프트(208, 210) 및 대응하는 공기 경로 개스킷(224, 222)은 원추형 공기 경로를 생성하도록 구성될 수 있다. 원추형 공기 경로는 베이스 기판층(204)에서 더 넓은 반경을 가질 수 있다. 원추형 공기 경로가 마이크로폰(214, 216)에 접근함에 따라 반경이 감소할 수 있다. 일부 구성에서, 샤프트(208, 210) 및 대응하는 공기 경로 개스킷(224, 222)은 직사각형 공기 경로를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 공기 경로 형상도 유사하게 가능하다. 획정된 공기 경로의 반경 및 길이는 미리 결정된 주파수 응답을 초래하도록 선택될 수 있다.

마이크로폰 조립체(200)는, 하우징(220)에 부착되고 베이스 기재층(204)의 일측에 장착되도록 구성된 장착 베이스(226)를 포함할 수 있다. 일부 구성에서, 장착 베이스(226)는 베이스 기재층(204)에 접착제로 접착될 수 있다. 일부 구성에서, 장착 베이스(226)는 베이스 기판층(204)의 일부로서 형성될 수 있다. 하우징(220)은 마이크로폰 조립체(200)를 헤드라이너(202)에 고정하기 위해 장착 베이스(226)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 장착 베이스(226)는 하우징(220)을 수용하도록 구성된 직립 부재를 포함할 수 있다. 하우징(220)은 하우징(220)을 장착 베이스(226)에 고정하기 위해 직립 부재에 의해 획정된 대응하는 돌출부와 협력하는 노치(notch) 또는 채널을 획정할 수 있다.

도 3은 전술한 마이크로폰 조립체의 단면 사시도(300)를 도시한다. 상기 부품은 전술한 바와 같을 수 있다. 도 4는 전술한 바와 같은 마이크로폰 조립체의 단면 측사시도(400)를 도시한다. 구성 요소는 전술한 바와 같을 수 있다. 도 3 및 도 4는 A-표면층을 도시하지 않는다.

도 2의 예는 중공 샤프트 부재(208, 210)가 하우징(220)의 일부로서 일체로 형성된 구성을 도시한다. 샤프트 부재(208, 210)는 공기 경로를 획정한다. 개스킷(224, 222)은 공기 경로를 연장시키기 위해 회로 기판(212)과 샤프트 부재(208, 210) 사이에 배치될 수 있다. 마이크로폰 요소(214, 216)는 회로 기판(212)에 결합될 수 있으며, 공기 경로가 차량 객실로부터 마이크로폰 요소(214, 216)로 음향을 보내도록 공기 경로와 정렬될 수 있다. 샤프트 부재(208, 210)와 개스킷 부재(224, 222) 사이의 접촉점 또는 계면에서, 샤프트 부재(208, 210)와 개스킷(224, 222)의 내부 표면의 반경은 일치하거나 또는 거의 동일하여 연속적인 공기 경로를 생성할 수 있다. 개스킷(224, 222)은 접촉점 또는 계면에서 개스킷(224, 222)의 일부가 샤프트 부재(208, 210)의 외부 표면의 일부 주위로 연장되도록 더 획정될 수 있다. 샤프트 부재(208, 210)와 개스킷 부재(224, 222)의 결합된 내부 표면은 원추형 형상의 공기 경로를 형성할 수 있다.

마이크로폰 요소(214, 216)는 다양한 방식으로 회로 기판(212)에 장착될 수 있다. 장착은 마이크로폰 요소(214, 216)의 포트 또는 수신기의 위치에 의존할 수 있다. 포트 또는 수신기는 마이크로폰 요소(214, 216)들 중 음파에 노출된 요소일 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰 요소(214, 216)는 샤프트 부재(208, 210)와 개스킷(224, 222)에 의해 형성된 공기 경로 내에 포트가 위치되도록 장착될 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰 요소(214, 216)는 회로 기판(212)의 반대쪽(예를 들어, 공기 경로의 반대쪽)에 장착될 수 있으며, 회로 기판(212)은 공기 경로를 연장시키기 위해 개구를 획정할 수 있다. 마이크로폰 요소(214, 216)의 포트는 회로 기판(212)에 의해 획정된 개구 쪽에 장착될 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로폰 요소(214, 216)는 공기 경로에 정렬된 원통형 포트를 획정할 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(212)은 원통형 포트를 수용하도록 개구를 획정할 수 있다.

내부 둘레 또는 표면에 의해 형성된 공기 경로는 원추형 형상의 공기 경로일 수 있지만, 샤프트(208, 210)의 전체 형상은 반드시 원추형 형상이어야 하는 것은 아니라는 것이 주목된다. 예를 들어, 샤프트(208, 210)의 외부 둘레 또는 표면은 원통형 형상일 수 있다. 다른 예에서, 외부 둘레 또는 표면은 직사각형 형상이거나 또는 둥근 모서리를 갖는 직사각형일 수 있다. 공기 경로 개스킷(222, 224)은 유사한 방식으로 설명될 수 있다.

도 5는 제2 마이크로폰 조립체(500)를 도시한다. 요소는 도 2를 참조하여 기술된 바와 같이 기능할 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 이전의 설명이 적용된다. 전술한 바와 같이, 차량 헤드라이너(202)는 A-표면층(206)으로 덮인 베이스 기재층(204)을 포함하는 다층 구조물일 수 있다. A-표면층(206)은 전술한 바와 같이 음향적으로 투명한 물질일 수 있다.

마이크로폰 조립체(500)는 하우징(520)을 포함할 수 있다. 하우징(520)은 조립체(500)의 다른 부재를 둘러싸고 다른 부재에 구조적 지지를 제공하도록 구성될 수 있다. 하우징(520)은 플라스틱 물질로 형성될 수 있다. 마이크로폰 조립체(500)는 전기 신호를 마이크로폰 조립체(500)로부터 다른 시스템(예를 들어, 제어기(102))으로 전달하기 위해 전기 커넥터를 수용하도록 구성된 커넥터(518)를 포함할 수 있다. 커넥터(518)는 하나 이상의 전기 전도성 핀 또는 리세스를 포함할 수 있다. 커넥터(518)는 전술한 바(예를 들어, 커넥터(218))와 같을 수 있다.

마이크로폰 조립체(500)는 회로 기판(512)을 포함할 수 있다. 마이크로폰 조립체(500)는 회로 기판(512)에 결합되거나 일체화된 하나 이상의 마이크로폰(514, 516)을 포함할 수 있다. 도시된 마이크로폰 조립체(500)는 제1 마이크로폰(214) 및 제2 마이크로폰(216)을 포함한다. 마이크로폰(514, 516)은 도 2(예를 들어, 마이크로폰(214, 216)과 관련하여 설명된 바와 같은 다양한 구성을 포함할 수 있다.

회로 기판(512)은 마이크로폰(514, 516)과 협력하기 위해 다른 전기/전자 부품을 포함할 수 있다. 부품은 필터 및 전력 관리 특징부를 포함할 수 있다. 커넥터(518)의 전기 전도성 부분은 회로 기판(512)과 외부 모듈 간에 신호를 전달하기 위해 회로 기판(512)의 트레이스에 전기적으로 결합될 수 있다.

베이스 조립체(500)는 베이스(530)를 더 포함할 수 있다. 베이스(530)는 음파를 마이크로폰(514, 516)으로 보내기 위해 하나 이상의 샤프트(508, 510)를 획정할 수 있다. 샤프트(508, 510)는 헤드라이너(202)에 장착될 때 A-표면층(206)으로 연장됨이 없이 베이스 기재층(204) 내로 연장하도록 획정될 수 있다. 샤프트(508, 510)는 베이스 기재층(204)에 의해 획정된 개구(230, 232)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 샤프트(508, 510)는 베이스 기재층(204)을 통해 마이크로폰(514, 516)으로 공기 경로 또는 채널을 생성할 수 있다. 베이스(530)는 하우징(520)과 협력하여 마이크로폰 조립체(500)를 둘러싸도록 더 구성될 수 있다. 하우징(520) 및 베이스(530)는 하우징(520)과 베이스(530)를 너트로 함께 고정하기 위해 협력하는 탭(tab) 및 노치/채널을 획정할 수 있다.

마이크로폰 조립체(500)는 샤프트(508, 510)에 의해 획정된 공기 경로를 마이크로폰(514, 516)으로 연장시키도록 구성된 하나 이상의 공기 경로 개스킷(522, 524)을 더 포함할 수 있다. 공기 경로 개스킷(522, 524)은 고무와 같은 탄성 물질로 형성될 수 있다. 공기 경로 개스킷(522, 524)은 회로 기판(512)에 결합될 수 있다. 조립될 때, 샤프트(508, 510) 및 공기 경로 개스킷(522, 524)은 음향이 베이스 기재층(204)을 통해 마이크로폰(514, 516)으로 진행하는 공기 경로를 형성할 수 있다. 공기 경로 개스킷(522, 524)은 (예를 들어, 공기 경로 개스킷(222, 224)에 대해) 전술한 바와 같이 기능할 수 있다.

샤프트(508, 510) 및 대응하는 공기 경로 개스킷(524, 522)은 원추형 공기 경로를 생성하도록 구성될 수 있다. 원추형 공기 경로는 베이스 기판층(204)에서 더 넓은 반경을 가질 수 있다. 원추형 공기 경로가 마이크로폰(514, 516)에 접근함에 따라 반경이 감소할 수 있다. 일부 구성에서, 샤프트(508, 510) 및 대응하는 공기 경로 개스킷(524, 522)은 직사각형 공기 경로를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 공기 경로 형태도 유사하게 가능하다.

내부 둘레 또는 표면에 의해 형성된 공기 경로는 원추형 형상의 공기 경로일 수 있지만, 샤프트(508, 510)의 전체 형상은 반드시 원추형 형상이어야 하는 것은 아니라는 것이 주목된다. 예를 들어, 샤프트(508, 510)의 외부 둘레 또는 표면은 원통형 형상일 수 있다. 다른 예에서, 외부 주변은 직사각형 형상이거나 또는 둥근 모서리를 갖는 직사각형일 수 있다. 공기 경로 개스킷(522, 524)은 유사한 방식으로 설명될 수 있다.

도 6은 제2 마이크로폰 조립체(500)의 단면 사시도를 도시한다. 부품은 전술한 바와 같을 수 있다. 도 6은 A-표면을 도시하지 않는다.

도 7은 제2 마이크로폰 조립체의 전체도(700)를 도시한다. 도 7은 장착될 헤드라이너 또는 표면을 도시하지는 않는다. 마이크로폰 조립체는 전술한 바와 같이 내부 마이크로폰에 공기 경로를 형성하기 위한 대표적인 샤프트(508, 510)를 도시한다. 장착 베이스(526)가 도시되고, 이 장착 베이스는 하우징(520) 주위로 완전히 연장되도록 구성될 수 있으며, 하우징(520)보다 더 큰 풋프린트를 갖는다.

도 5의 예는 중공 샤프트 부재(508, 510)가 베이스(530)의 일부로서 일체로 형성된 구성을 도시한다. 샤프트 부재(508, 510)는 공기 경로를 획정한다. 개스킷(522, 524)은 공기 경로를 연장시키기 위해 회로 기판(512)과 샤프트 부재(508, 510) 사이에 배치될 수 있다. 마이크로폰 요소(514, 516)는 회로 기판(512)에 결합될 수 있고, 공기 경로가 차량 객실로부터 음향을 마이크로폰 요소(514, 516)로 보내도록 공기 경로와 정렬될 수 있다. 샤프트 부재(508, 510)와 개스킷(522, 524) 사이의 접촉점에서 샤프트 부재(508, 510)와 개스킷(522, 524)의 내부 표면의 반경은 일치하거나 또는 거의 동일하여 연속적인 공기 경로를 생성할 수 있다. 개스킷(522, 524)은 접촉점에서 개스킷(522, 524)의 일부가 샤프트 부재(508, 510)의 외부 표면의 일부 주위로 연장되도록 더 획정될 수 있다.

기술된 마이크로폰 조립체는 마이크로폰이 차량 객실 내에서 보이지 않게 은닉된다는 장점을 갖는다. 차량 내부 탑승자는 마이크로폰 조립체가 존재하는 것을 인식하지 못할 수 있다. 이것은 이전의 베젤/그릴 디자인보다 더 일관성 있고 단절되지 않은 헤드라이너 표면을 얻을 수 있다. 또 다른 장점은 먼지 및 다른 오염물이 들어가지 않도록 공기 경로가 덮여 있다는 것이다. 그리하여 성능 저하로 인한 문제가 줄어들 것으로 예상될 수 있다.

예시적인 실시예가 전술되었지만, 이들 실시예는 본 발명의 가능한 모든 형태를 설명하는 것은 아닌 것으로 의도된다. 오히려, 본 명세서에서 사용된 단어는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 단어이며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 가능한 것으로 이해된다. 추가적으로, 다양한 구현 실시예의 특징들이 본 발명의 다른 실시예를 형성하도록 결합될 수 있다.

Claims

마이크로폰 조립체로서,
공기 경로를 획정하기 위해 헤드라이너(headliner)의 베이스 기재층의 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 구비하는 하우징;
상기 하우징 내에 결합된 회로 기판;
상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 배치되고 상기 공기 경로를 상기 회로 기판으로 연장시키도록 구성된 개스킷 부재; 및
상기 회로 기판에 결합되고, 상기 공기 경로가 차량 객실로부터 마이크로폰 요소로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 포함하고,
상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 계면에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상인, 마이크로폰 조립체.
제1항에 있어서, 상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정하는, 마이크로폰 조립체.
제1항에 있어서, 상기 샤프트 부재는 상기 베이스 기재층을 통해 90도 이외의 각도로 절단되는 개구를 수용하도록 상기 샤프트 부재의 외부 표면이 상기 회로 기판에 대해 90도 이외의 각도로 있도록 형성된, 마이크로폰 조립체.
제1항에 있어서, 상기 베이스 기재층에 부착되고, 상기 하우징과 협력하여 상기 마이크로폰 조립체를 상기 헤드라이너에 부착하도록 구성된 장착 베이스를 더 포함하는, 마이크로폰 조립체.
마이크로폰 조립체로서,
공기 경로를 획정하기 위해 헤드라이너의 베이스 기재층의 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 획정하는 베이스;
회로 기판;
상기 베이스와 협력하여 상기 회로 기판을 둘러싸도록 구성된 하우징;
상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 배치되고 상기 공기 경로를 상기 회로 기판으로 연장시키도록 구성된 개스킷 부재; 및
상기 회로 기판에 결합되고, 상기 공기 경로가 차량 객실로부터 마이크로폰 요소 쪽으로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 포함하며,
상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 계면에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상인, 마이크로폰 조립체.
제5항에 있어서, 상기 샤프트 부재는 상기 베이스 기재층을 통해 90도 이외의 각도로 절단되는 개구를 수용하기 위해 상기 샤프트 부재의 외부 표면이 상기 회로 기판에 대해 90도 이외의 각도로 있도록 형성된, 마이크로폰 조립체.
제6항에 있어서, 상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정하는, 마이크로폰 조립체.
제5항에 있어서, 상기 베이스 기재층에 부착되고, 상기 하우징과 협력하여 상기 마이크로폰 조립체를 상기 헤드라이너에 부착하도록 구성된 장착 베이스를 더 포함하는, 마이크로폰 조립체.
차량용 헤드라이너 조립체로서,
상기 차량의 객실에 노출된 음향적으로 투명한 층, 및 개구를 획정하는 베이스 기재층으로 구성된 헤드라이너;
공기 경로를 획정하기 위해 상기 개구에 의해 수용되도록 구성된, 일체로 형성된 중공 샤프트 부재를 획정하는 하우징, 및 회로 기판에 장착되고, 상기 공기 경로가 상기 객실로부터 마이크로폰 요소로 음향을 보내도록 상기 공기 경로와 정렬된 상기 마이크로폰 요소를 구비하는 마이크로폰 조립체; 및
상기 회로 기판과 상기 샤프트 부재 사이에 배치되고 상기 공기 경로를 연장시키도록 구성된 개스킷 부재;를 포함하고,
상기 개스킷 부재의 내부 표면은, 상기 샤프트 부재와의 계면에서 상기 샤프트 부재의 반경과 일치하고 상기 회로 기판 쪽으로 감소하는 반경을 갖는 원추형 형상인, 헤드라이너 조립체.
제9항에 있어서, 상기 샤프트 부재는 원추형 형상의 내부 표면을 획정하는, 헤드라이너 조립체.
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