特開 2017-183859 マイクロホン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-183859(P2017-183859A)

(43)【公開日】2017年10月5日

(54)【発明の名称】マイクロホン

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/02 20060101AFI20170908BHJP

   H04R 1/00 20060101ALI20170908BHJP

   H04R 19/04 20060101ALI20170908BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/02 106

   H04R1/00 327

   H04R19/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-64943(P2016-64943)

(22)【出願日】2016年3月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000128566

【氏名又は名称】株式会社オーディオテクニカ

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(72)【発明者】

【氏名】秋野 裕

【テーマコード（参考）】

5D017

5D021

【Ｆターム（参考）】

5D017BC15

5D017BC19

5D021CC19

(57)【要約】

【課題】空気伝導型マイクロホンとして利用する場合には、単一指向性マイクロホンとして動作させることができる骨伝導マイクロホンと兼用できるマイクロホンを提供する。
【解決手段】振動板７に対して弾性支持体１０によって支持された固定極９を対向配置させると共に、前記固定極に開口９ａを形成してなる静電型音響電気変換器を収容したユニットケース４と、前記ユニットケースの前面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔４ａを開閉する前面プレート３と、前記ユニットケースの背面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された後部音響端子孔４ｂを開閉する背面プレート５と、前記ユニットケースを中央にして、その前後に前記前面プレートおよび前記背面プレートを収容したマイクロホンケース２とが備えられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動板に対して、弾性支持体によって支持された固定極を対向配置させると共に、前記固定極に開口を形成してなる静電型音響電気変換器を収容したユニットケースと、
前記ユニットケースの前面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔を開閉する前面プレートと、
前記ユニットケースの背面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された後部音響端子孔を開閉する背面プレートと、
前記ユニットケースを中央にして、その前後に前記前面プレートおよび前記背面プレートを収容したマイクロホンケースと、
が備えられ、骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前記前面プレートおよび背面プレートによって封止され、空気伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔の封止が解かれることを特徴とするマイクロホン。

【請求項2】

前記弾性支持体を介した固定極の固有振動周波数と、前記振動板の固有振動周波数とを一致させたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。

【請求項3】

前記前面プレートおよび背面プレートには、それぞれ音通孔が穿設され、前記空気伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前面プレートおよび背面プレートに形成された各音通孔を介して外部に連通し、
前記骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前面プレートおよび背面プレートにおける前記音通孔が穿設されない面で封止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロホン。

【請求項4】

前記ユニットケースを中央にして、その前後に前記前面プレートおよび背面プレートが連結部材を介して連結され、連結された状態の前面プレート、ユニットケース、背面プレートが、底部に開口を備えた有底筒状のマイクロホンケース内に収容されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマイクロホン。

【請求項5】

前記背面プレートがマイクロホンケースの前記底部側に配置され、前記前面プレートがマイクロホンケースの開放口側に配置され、骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記開放口側に配置された前面プレートが、人体への当接部になされることを特徴とする請求項４に記載のマイクロホン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ひとつのマイクロホンで、大気を伝わる音波を収音する空気伝導型マイクロホンと、人体に伝わる骨導音を収音する骨伝導型マイクロホンとに使い分けることができるマイクロホンに関する。

【背景技術】

【0002】

周囲の騒音が大きいところで、ダイナミック型もしくはコンデンサ型等の空気伝導型マイクロホンを用いると、騒音によって話者の音声がマスクされるために、このマイクロホンを通した聞き手側は、話者の音声が聞き取りにくくなる。
このような場合には、人体に伝わる骨導音を拾う骨伝導型マイクロホンが有効であるが、この骨伝導型マイクロホンによると、人体の弾力によって特に高域の周波数が減衰することから、再生音の明瞭度が低下しやすい。

【0003】

そこで、周囲の騒音の大きさに応じて、空気伝導型マイクロホンと骨伝導型マイクロホンに機能を切り換えることができるマイクロホンについて、本件出願人は、既に提案をしており、これは特許文献１に開示されている。

【0004】

この特許文献１に開示されたマイクロホンによると、内部に所定容量の空気室を有し、その前部が人体に対する当接面として閉じられ、後部に出力孔を有する弾性材からなる骨伝導用の可動気室部と、この可動気室部を弾性支持体により支持すると共に、内部に音響電気変換器を備えたマイク筐体を備えている。
そして、可動気室部を人体に対して当接させた場合には、当接圧力によって可動気室部がマイク筐体に密着し、可動気室部の空気室が音響電気変換器の音響端子に連通される。これにより骨伝導型マイクロホンとして機能する。

【0005】

また、可動気室部が人体に当接されない状態においては、前記可動気室部は弾性支持体の作用によりマイク筐体から離れるため、前記音響電気変換器には、大気中を伝搬する音波が作用し、これにより空気伝導型マイクロホンとして機能する。
したがって、前記した可動気室部を人体に対して当接させるか否かによって、骨伝導マイクロホンと空気伝導型マイクロホンに使い分けることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５０７５６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献１に開示されたマイクロホンによると、マイク筐体内の前記音響電気変換器は、振動板の背面が密閉されてユニットケース内に収容されており、したがって、これを空気伝導型マイクロホンとして利用する場合には、無指向性のマイクロホンとして機能することになる。それ故、周囲の騒音を取り込み易い欠点があった。

【0008】

また、特許文献１に開示されたマイクロホンを骨伝導型マイクロホンとして使用する場合は、可動気室部を人体に押し付けることになるため、可動気室部内の空気が、振動板の前面に直接作用して振動板が大きく変位するという問題が発生する。
したがって、音響電気変換器としてコンデンサマイクロホンユニットを用いる場合を想定すると、振動板が固定極に接触して大きな雑音を発生させるだけでなく、極端な場合には振動板の破損や、振動板が元の状態に戻らないクリープ（塑性変形）を引き起こすことにもなる。
このような事態を避けるために、振動板の前後を低い周波数で接続する（例えば、振動板に穴を開ける）などの別の対策を施すことが必要となる。

【0009】

この発明は、従来のマイクロホンが有する前記した技術的な問題点を解消するためになされたものであり、空気伝導型マイクロホンとして利用する場合には、単一指向性マイクロホンとして動作させて、より騒音の影響を受け難くすると共に、骨伝導マイクロホンとして利用する場合においては、振動板を過度に変位させることによる大きな雑音の発生や、振動板の破損などを阻止することができるマイクロホンを提供するものである。

【0010】

この発明に係るマイクロホンは、振動板に対して、弾性支持体によって支持された固定極を対向配置させると共に、前記固定極に開口を形成してなる静電型音響電気変換器を収容したユニットケースと、前記ユニットケースの前面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔を開閉する前面プレートと、前記ユニットケースの背面側に配置されて、前記ユニットケースに形成された後部音響端子孔を開閉する背面プレートと、前記ユニットケースを中央にして、その前後に前記前面プレートおよび前記背面プレートを収容したマイクロホンケースとが備えられ、骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前記前面プレートおよび背面プレートによって封止され、空気伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔の封止が解かれることを特徴とする。

【0011】

この場合、本発明の実施形態として、前記弾性支持体を介した固定極の固有振動周波数と、前記振動板の固有振動周波数は一致している。

【0012】

そして、本発明の一実施形態においては、前記前面プレートおよび背面プレートには、それぞれ音通孔が穿設され、前記空気伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前面プレートおよび背面プレートに形成された各音通孔を介して外部に連通し、前記骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、ユニットケースに形成された前部音響端子孔および後部音響端子孔が、前面プレートおよび背面プレートにおける前記音通孔が穿設されない面で封止されるように構成される。

【0013】

さらに、前記ユニットケースを中央にして、その前後に前記前面プレートおよび背面プレートが連結部材を介して連結され、連結された状態の前面プレート、ユニットケース、背面プレートが、底部に開口を備えた有底筒状のマイクロホンケース内に収容された構成が採用される。

【0014】

この場合、前記背面プレートがマイクロホンケースの前記底部側に配置され、前記前面プレートがマイクロホンケースの開放口側に配置されていることが望ましく、これにより骨伝導型マイクロホンの機能を選択した時には、前記開放口側に配置された前面プレートが、人体への当接部として機能することになる。

【発明の効果】

【0015】

前記した構成のマイクロホンによれば、マイクロホンケースを把持し、例えばマイクロホンケースの開放口側に配置された前面プレートを人体に押し当てることにより、前面プレートおよび背面プレートが中央のユニットケースの両面に密着する。これにより、ユニットケースの両面に形成された前部音響端子孔と後部音響端子孔が、前面プレートおよび背面プレートによって封止される。
そして、ユニットケース内の固定極は、弾性支持体によって支持されていて慣性質量を有するので、骨伝導に伴うユニットケースと振動板側の振動が、静電容量の変化となって出力され、骨伝導型マイクロホンとして機能する。

【0016】

また、人体に対する前面プレートの押し当てを解除することで、ユニットケースの両面に形成された前部音響端子孔と後部音響端子孔は、前面プレートおよび背面プレートに形成されたそれぞれの音通孔を介して外部に連通する。これにより、ユニットケース内の音響電気変換器は、空気伝導型の単一指向性のマイクロホンユニットとして機能し、より騒音の影響を受け難いマイクロホンを提供することができる。

【0017】

この場合、前記弾性支持体を介した固定極の固有振動周波数と、これに対向する振動板の固有振動周波数は一致するように設定されているので、ユニットケースに加えられた加速度を受けて、固定極と振動板とは相対移動するのが抑制される。
したがって、単一指向性マイクロホンとして動作している状態において、このマイクロホンに加わった振動により生じる振動雑音の発生を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この発明に係るマイクロホンを人体に当接させて骨伝導型マイクロホンとして機能させた状態を示す断面図である。

【図2】同じく人体から離して空気伝導型マイクロホンとして機能させた状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

この発明に係るマイクロホンについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
この発明に係るマイクロホン１は、その外郭が比較的底の浅い有底筒状のマイクロホンケース２により構成されており、短軸状のマイクロホンケース２の開放口２ａが、人体Ｈ（特に骨伝導音を拾い易い人体の例えば頭部の一部）に接することで、図１に示す骨伝導型マイクロホンとして機能し、前記開放口２ａが人体Ｈから離れることで、図２に示す空気伝導型マイクロホンとして機能する。
そして、前記マイクロホンケース２における底部２ｂの中央には、比較的径の大きい円形状の音通孔としての開口２ｃが形成されている。

【0020】

前記マイクロホンケース２内には、マイクロホンケース２の底部２ｂから開放口２ａ側に向かって、円板状の背面プレート５、円筒状のユニットケース４、円板状の前面プレートが順に収容されている。これら背面プレート５、ユニットケース４、前面プレート３の各間には、その周縁部において連結部材６が取り付けられて、これら三者は軸方向に伸縮可能な連結体を構成している。そして、前記背面プレート５がマイクロホンケース２の底部２ｂに、接着等の手段を利用して取り付けられている。

【0021】

なお、前記連結部材６には、図２に示すように空気伝導型マイクロホンとして機能させる場合には、前記した前面プレート３、ユニットケース４、背面プレート５の各間に、それぞれ空間を形成させる付勢力が持たされている。
そして、前面プレート３には、周に沿って等間隔に複数の音通孔３ａが穿設されており、また背面プレート５にも、周に沿って等間隔に複数の音通孔５ａが穿設されている。

【0022】

前記ユニットケース４内には、その前面側に振動板７が配置され、この振動板７は周囲を円形状の支持リング８によって所定のテンションがかけられた状態で張設されている。
そして、振動板７の背面側には、固定極９が振動板７に対向するようにして配置されている。また固定極９は、その周縁部がリング状の弾性支持体１０を介して円筒状の支持体１１の内側面に取り付けられている。円筒状の支持体１１はユニットケース４の内周面に沿って取り付けられ、かつ前端縁が前記支持リング８に当接することで、振動板７と固定極９の間の位置決めがなされている。
なお、前記固定極９には、周に沿って等間隔に複数の開口９ａが形成されている。

【0023】

前記した振動板７、支持リング８、固定極９、弾性支持体１０、円筒状の支持体１１の各部材は、静電型音響電気変換器を構成するものとなる。そして、この静電型音響電気変換器は、振動板７もしくは固定極９のいずれか一方に、エレクトレット誘電体膜を備えることで、エレクトレット型コンデンサマイクロホンを構成している。

【0024】

なお、前記ユニットケース４の前面中央には開口４ａが形成されており、この開口４ａは、前記静電型音響電気変換器の前部音響端子孔を構成するものとなる。また、前記ユニットケース４の背面中央には開口４ｂが形成されており、この開口４ｂは、前記静電型音響電気変換器の後部音響端子孔を構成するものとなる。
また、後部音響端子孔を構成する開口４ｂの内側面には、開口４ｂを塞ぐようにして音響抵抗体１２が取り付けられている。

【0025】

そして、本発明の実施形態として、前記弾性支持体１０を介してユニットケース４内に配置された前記固定極９の固有振動周波数と、支持リング８によって所定のテンションがかけられた振動板７の固有振動周波数は、ほぼ一致するように設定される。
この場合、固定極９と振動板７の質量比は、１０００＞１であり、したがって前記質量比に応じた弾性支持体１０のコンプライアンスと、支持リング８によって振動板７に加えるテンションの調整により、固有振動周波数を合わせることができる。

【0026】

以上のように構成されたマイクロホン１は、マイクロホンケース２の開放口２ａを人体Ｈに押し当てることで、マイクロホンケース２の開放口２ａ側に配置された前面プレート３が人体Ｈに当接する。これにより、前面プレート３はユニットケース４と共に、連結部材６を折り曲げつつ、マイクロホンケース２内に押し込まれ、マイクロホン１は、図１に示すように骨伝導型マイクロホンとして機能することになる。

【0027】

図１に示す骨伝導型マイクロホンによると、マイクロホンケース２内において、ユニットケース４を中央にして、前面プレート３および背面プレート５が密着する。したがってユニットケース４に形成された前部音響端子孔４ａは、前面プレート３における音通孔３ａが穿設されない中央部の封止面３ｂによって封止される。また、ユニットケース４に形成された後部音響端子孔４ｂは、背面プレート５における音通孔５ａが穿設されない中央部の封止面５ｂによって封止される。

【0028】

ユニットケース４に形成された前部音響端子孔４ａが、前面プレート３によって封止されると、振動板７の前面とユニットケース４との間で形成される空気室のスチフネスが支配的となり、ユニットケース４にたとえ加速度が加わっても、ユニットケース４に対する振動板７の振動は抑えられる。すなわち、振動板７はユニットケース４と一体になる。

【0029】

これに対して、前記した固定極９は弾性支持体１０によって、ユニットケース４内に支持されて慣性質量を有しており、かつ固定極９には開口９ａが形成されているので、振動板７のようにユニットケース４に対してスチフネスで振動が抑えられることはない。
したがって、この時のマイクロホン１は、人体Ｈからの骨伝導による振動を受けて、静止した固定極９に対して、ユニットケース４と共に振動板７が相対的に振動することになる。この相対振動による振動板７と固定極９との間で生ずる静電容量の変化が、骨伝導型マイクロホンによる出力となる。

【0030】

一方、人体Ｈに対する前面プレート３の押し当てを解除すると、前面プレート３とユニットケース４は、連結部材６を介してマイクロホンケース２内から、開放口２ａの外側に向かって移動する。これにより、マイクロホン１は図２に示すように空気伝導型マイクロホンとして機能することになる。

【0031】

この図２に示す構成によると、ユニットケース４と前面プレート３の間、およびユニットケース４と背面プレート５の間に、それぞれ空間Ｓ１，Ｓ２が形成される。したがって、ユニットケース４の前面に形成された前部音響端子孔４ａは、矢印で示したように前記空間Ｓ１を介して前面プレート３に形成された音通孔３ａを介して外部に連通する。
また、ユニットケース４の背面に形成された後部音響端子孔４ｂは、矢印で示したように前記空間Ｓ２を介して背面プレート５に形成された音通孔５ａおよびマイクロホンケース２に形成された開孔２ｃを介して外部に連通する。

【0032】

したがって、マイクロホンケース２内の音響電気変換器は、後部音響端子孔４ｂが開放された空気伝導型の単一指向性マイクロホンユニットとして機能し、騒音の影響を受け難いマイクロホンとして利用することができる。
この場合、前記弾性支持体１０を介した固定極９の固有振動周波数と、これに対向する振動板７の固有振動周波数は一致するように設定されているので、ユニットケース４に加えられた加速度によって、固定極９および振動板７は相対移動するのが抑制され、これにより振動雑音の発生を効果的に阻止することができる。

【符号の説明】

【0033】

１ マイクロホン
２ マイクロホンケース
２ａ 開放口
２ｂ 底部
２ｃ 開口
３ 前面プレート
３ａ 音通孔
３ｂ 封止面
４ ユニットケース
４ａ 開口（前部音響端子孔）
４ｂ 開口（後部音響端子孔）
５ 背面プレート
５ａ 音通孔
５ｂ 封止面
６ 連結部材
７ 振動板
８ 支持リング
９ 固定極
９ａ 開口
１０ 弾性支持体
１１ 円筒状支持体
１２ 音響抵抗体
Ｈ 人体
Ｓ１，Ｓ２ 空間

【図1】

【図2】