特許 6596319 マイクロホン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6596319

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】マイクロホン

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20191010BHJP

   H04R 9/08 20060101ALI20191010BHJP

   H04R 1/08 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   H04R3/00 320

   H04R9/08

   H04R1/08

【請求項の数】6

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-243791(P2015-243791)

(22)【出願日】2015年12月15日

(65)【公開番号】特開2017-112444(P2017-112444A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年9月12日

(73)【特許権者】

【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】100141173

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 啓一

(72)【発明者】

【氏名】秋野 裕

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２３７９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３６３９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３２８４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０３６２９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−１２３６８６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ ３／００

Ｈ０４Ｒ １／０８

Ｈ０４Ｒ ９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロホンユニットの前部音響端子の直前に配置され、破裂音による急激な気流を受けて変位する通気性を有するフィルタと、
破裂音による気流が加わることによる前記フィルタに作用する圧力、もしくは前記フィルタの変位を検知して、検知信号を出力するフィルタの状態検知手段と、
前記状態検知手段からの検知信号に基づいて、前記マイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させて信号出力部にもたらす出力信号処理部と、
を具備したことを特徴とするマイクロホン。

【請求項2】

前記マイクロホンユニットにおける振動板の前方に被せられて、前部音響端子が形成される音響端子板を備え、前記フィルタが前記音響端子板の周縁において支持されると共に、前記フィルタの変位により上昇する圧力を、マイクロホンユニット外に逃す開口部が、前記音響端子板の一部に形成されている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】

前記状態検知手段は、前記フィルタの周縁部に配置されて、当該フィルタに加わる前記圧力に基づいて、検知信号を出力する圧電フィルムにより構成されてい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】

前記状態検知手段は、前記フィルタの中央部に配置されて、当該フィルタの変位に基づく湾曲作用を受けて、検知信号を出力する圧電フィルムにより構成されてい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5】

前記出力信号処理部には、前記状態検知手段からの検知信号を受けて、制御信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に基づいて、前記マイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させるローカットフィルタとが備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のマイクロホン。

【請求項6】

前記圧電フィルムとして、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）を用いたことを特徴とする請求項３または請求項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、話者からの急激な気流の変化を伴って発せられるいわゆる破裂音を受けることにより生ずるポップ雑音を低減させるポップ雑音低減手段を備えたマイクロホンに関する。

【背景技術】

【0002】

ｐ，ｔ，ｋまたはｂ，ｄなどの一度閉じた唇を瞬間的に開くことにより発音される破裂音には、急激な気流の変化が伴われるため、マイクロホンのごく近くで話者から破裂音が発せられると、マイクロホンに急激な気体の流れが作用してポップ雑音が発生する。

【0003】

このポップ雑音は、主としてマイクロホンユニットの前部音響端子に前記した急激な気流が流れ込むことによって発生する。そこで、従来においてはポップ雑音を軽減するために、マイクロホンユニットの前部音響端子に、網やスポンジ等を貼り付ける方法が利用されている。

【0004】

この方法を利用してポップ雑音を小さくするためには、前記した急激な気流が前部音響端子に加わり難くなるように、網やスポンジ等の密度を高くする必要がある。
しかし網やスポンジ等の密度を高くすると、必然的に音響抵抗が高くなり、マイクロホンの指向周波数応答を劣化させる。

【0005】

このような技術的な課題を解決するために、本件出願人は先に特許文献１に示すポップ雑音の低減手段を施したマイクロホンを提案している。
特許文献１に記載のマイクロホンによれば、振動板の直前（音源側）に、破裂音に伴って生ずる急激な気流によって変位する通気性を有するフィルタが配置され、前記フィルタの変位によって上昇する振動板側の圧力をマイクロホンユニット外に逃がす開口部が設けられる。

【0006】

この構成によると、破裂音に伴って発生する急激な気流が、前部音響端子に直接加わらないため、ポップ雑音を低減させることができる。また通常の音波は前記フィルタを変位させることなく素通りするため、指向周波数応答を劣化させることもない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４５３８３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前記特許文献１に開示されたマイクロホンによると、通気性フィルタの存在により、破裂音によって前部音響端子に加わる急激な気流変化を少なくすることができる。
しかし、ポップ雑音は周波数が低くなるにしたがって、そのレベルが高くなる性質を有している。したがって特許文献１に開示された前記した通気性フィルタに作用する圧力、もしくは通気性フィルタの変位を関知して、低い周波数領域のポップ雑音を低減させる手段を加えることが望ましい。

【0009】

この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、破裂音を受けることにより生ずるポップ雑音について、前記した通気性フィルタによる低減効果に加え、電気回路による低域成分の減衰手段も併用して、ポップ雑音をさらに低減させることができるマイクロホンを提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るマイクロホンは、マイクロホンユニットの前部音響端子の直前に配置され、破裂音による急激な気流を受けて変位する通気性を有するフィルタと、破裂音による気流が加わることによる前記フィルタに作用する圧力、もしくは前記フィルタの変位を検知して、検知信号を出力するフィルタの状態検知手段と、前記状態検知手段からの検知信号に基づいて、前記マイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させて信号出力部にもたらす出力信号処理部とが具備される。

【0011】

この場合、好ましい形態においては、前記マイクロホンユニットにおける振動板の前方に被せられて、前部音響端子が形成される音響端子板が備えられ、前記フィルタが前記音響端子板の周縁において支持されると共に、前記フィルタの変位により上昇する圧力を、マイクロホンユニット外に逃す開口部が、前記音響端子板の一部に形成される。

【0012】

そして、前記状態検知手段は、前記フィルタの周縁部に配置されて、当該フィルタに加わる前記圧力に基づいて、検知信号を出力する圧電フィルムにより構成される。
また、前記変位検知手段は、前記フィルタの中央部に配置されて、当該フィルタの変位に基づく湾曲作用を受けて、検知信号を出力する圧電フィルムにより構成される形態も好適に採用することができる。

【0013】

一方、前記出力信号処理部には、前記状態検知手段からの検知信号を受けて、制御信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの制御信号に基づいて、前記マイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させるローカットフィルタとが備えられる。

【0014】

そして、前記した変位検知手段を構成する圧電フィルムとして、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）を好適に用いることができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明に係る前記したマイクロホンによると、破裂音による急激な気流を受けて変位する通気性を有するフィルタを、前部音響端子の直前に配置したので、破裂音に伴って発生する気流が前部音響端子に直接加わるのを阻止し、ポップ雑音の発生を低減させることができる。
加えて、前記フィルタに作用する圧力、もしくはフィルタの変位を検知して、検知信号を出力する状態検知手段と、前記検知信号に基づいて、マイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させる出力信号処理部を備えたので、さらにポップ雑音の低減効果を発揮するマイクロホンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明に係るマイクロホンの一例を示した中央断面図である。

【図2】図１に示すマイクロホンと共に用いられる出力信号処理部のブロック図である。

【図3】この発明に係るマイクロホンの他の例を示した出力信号処理部のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。図１は、この発明をダイナミックマイクロホンに適用した例を示すものである。
このダイナミックマイクロホンは、振動板１と磁気回路２とを含むマイクロホンユニット３と、マイクロホンユニット３を支持するユニットホルダ４と、マイクロホンユニット３の前面に被される音響端子板（レゾネータとも言う）５とを備えている。

【0018】

前記振動板１は、センタードーム１ａと、その周りに一体に連設されたサブドーム１ｂとを有し、センタードーム１ａにはボイスコイル１ｃが接着材などにより一体に取り付けられている。

【0019】

また、磁気回路２は、円盤状に形成されたマグネット２ａと、マグネット２ａの一方の極側に配置されたセンターポールピース２ｂと、マグネット２ａの他方の極に配置された皿状のテールヨーク２ｃと、テールヨーク２ｃの端部に配置され、センターポールピース２ｂとの間で磁気ギャップを形成するサイドヨーク２ｄとを備えている。

【0020】

マイクロホンユニット３は、ユニットホルダ４により磁気回路２側から支持されており、振動板１は、ボイスコイル１ｃが上記磁気ギャップ内で振動するようにサブドーム１ｂの周縁部がユニットホルダ４に固定されている。

【0021】

この実施の形態のダイナミックマイクロホンは単一指向性を構成しており、ユニットホルダ４は、所定の音響抵抗材１１を介して振動板１の後方（背面側）に連通する後部音響端子１２を備えている。また、ユニットホルダ４の外周部には、ボイスコイル１ｃの図示しない引出リード線が接続される端子板１３が設けられている。ここで、音響端子とは、マイクロホンユニット３に対して実効的に音圧を与える空気の位置を指す。言い換えれば、音響端子とは、マイクロホンユニット３が備える振動板１と同時に動く空気の中心位置である。マイクロホンユニット３は単一指向性であるので、音響端子は振動板１の前部および後部にある。

【0022】

ユニットホルダ４は円筒状に形成されていて、その内部にテールヨーク２ｃに穿設された音孔１４を介して振動板１の後方空間と連通する所定容積の背部気室（空気室）４ａを備えている。この例においては背部気室４ａは、ユニットホルダ４内に同軸状に気密的に嵌合される第１円筒部４ｂと第２円筒部４ｃとにより形成されている。

【0023】

第１円筒部４ｂと第２円筒部４ｃは、それぞれ一方の面側にフェルトなどの音響抵抗材４ｄ，４ｅが貼り付けられた音孔４ｆ，４ｇを有し、それらの他方の開口端部を突き合わせた状態でユニットホルダ４内に嵌合されることにより、その内部に所定容積の背部気室４ａを形成している。この構成により、背部気室４ａの音響質量および各音響抵抗材１１，４ｄ，４ｅの各音響抵抗値によって指向性，感度および指向周波数応答などの各特性が決められる。

【0024】

音響端子板５はマイクロホンユニット３の前面を覆うようにしてユニットホルダ４の前端部に支持され、音響端子板５には振動板１に対する多数の前部音響端子５ａが周方向に沿って等間隔に穿設されて形成されている。

【0025】

すなわち、前部音響端子５ａの前方（音源側）に、前部音響端子５ａと所定の間隔をもって通気性を有するフィルタ６が配置されている。このフィルタ６は、破裂音に伴って発生する急激な気流によって変位する網目状フィルタで、線径５０μｍ，２００メッシュ〜線径１００μｍ，５０メッシュ（特には、線径８０μｍ，１１０メッシュ）相当であることが好ましい。線種は繊維，金属のいずれであってもよい。なお、メッシュ（＃）とは１インチ（２５．４ｍｍ）あたりの本数である。

【0026】

前記フィルタ６は、前部音響端子５ａの周縁に形成されて、前方に環状に突出する支持脚５ｂによって支持されるが、図１に示す例においてはフィルタ６は、フィルタの状態検知手段として機能するリング状に形成された圧電フィルム２１を介して支持脚５ｂに取り付けられている。この圧電フィルム２１による信号出力（検知信号）は、後述する図２に示す出力信号処理部において利用される。

【0027】

なお、前記支持脚５ｂは、前部音響端子５ａの周縁に沿って間欠的に立設されており、各支持脚５ｂ，５ｂの間は開口部５ｃを形成している。換言すれば、開口部５ｃは前記音響端子板５の周縁に沿って間欠的に形成されて、フィルタ６の背面側が開口部５ｃを介して、外部に連通している。

【0028】

また、前部音響端子５ａは破裂音による急激な気流を避けるように、フィルタ６の最大変位量を示す中心からずれた位置に配置される。この例において、前部音響端子５ａは１０個であり、前記したとおり、その各々が音響端子板５の周辺側に同心状かつ均等に配置されている。前部音響端子５ａにも通気性を有するフィルタ１５が設けられてよいが、このフィルタ１５については、破裂音による急激な気流によって変位しない程度に前部音響端子５ａに張設される。

【0029】

以上のように構成されたダイナミックマイクロホンは、きわめて近い位置で話者から破裂音が発せられると、その急激な気流によってフィルタ６が図１の鎖線で示すように背面側に変位する。すなわち、フィルタ６はその周縁がリング状の圧電フィルム２１を介して、支持脚５ｂに取り付けられているので、中央部分が大きく撓む。

【0030】

このように、フィルタ６が変位する（撓む）ことにより、上記気流はフィルタ６の機械的変位に変換され、この機械的変位によって前部音響端子５ａの部分の圧力が上昇するが、その圧力（気流）の一部が上記開口部５ｃからユニット外に逃されるため、相対的に前部音響端子５ａに入り込む気流が小さくなり、これによりポップ雑音を低減させることができる。

【0031】

一方、図２は図１に示したマイクロホンに備えられたリング状の圧電フィルム２１からの検知信号を利用して、ポップ雑音をさらに低減させる出力信号処理部の一例を示したブロック図である。
図２に模式図で示すようにリング状の圧電フィルム２１は、その両面に第１電極２１ａと第２電極２１ｂがそれぞれ成膜されており、図１にも示したとおり圧電フィルム２１の前面側に前記したフィルタ６が装着されている。なお、前記圧電フィルム２１は好ましくはポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）が利用される。

【0032】

フィルタ６の前面側から破裂音に伴う急激な気流（白抜きの矢印で示す。）を受けた場合、フィルタ６は背面側に変位し、フィルタ６の周縁部に配置されたリング状の圧電フィルム２１に圧力が加わることになる。この圧電フィルム２１に加わる圧力の度合いに応じて前記第１電極２１ａと第２電極２１ｂ間に検知信号が発生する。

【0033】

圧電フィルム２１の第１電極２１ａは、回路の基準電位点（アース）に接続され、第２電極２１ｂは、インピーダンス変換回路２５に接続されている。したがって圧電フィルム２１による検知信号は、インピーダンス変換回路２５によってインピーダンス変換され、その出力は制御回路２６に供給される。
制御回路２６は、インピーダンス変換回路２５から所定の閾値を超える出力を受けた場合に制御信号を出力するコンパレータとして作用し、その制御出力はローカットフィルタ２７に供給される。

【0034】

一方、前記ローカットフィルタ２７には、前記したマイクロホンユニット３からの変換信号が供給されており、この変換信号は制御回路（コンパレータ）２６からの制御出力を受けた時のみ、低域を減衰（ローカット）させた状態で、信号出力部としての出力端子２８から変換信号を出力させるように作用する。
これにより、マイクロホンユニット３からの変換信号中の主に低域に存在するポップ雑音を効果的に除去することが可能となる。

【0035】

図３はこの発明に係るマイクロホンの他の例を示したものであり、この図３に示す例はフィルタ６の状態検知手段として、円板状の圧電フィルム２２を、フィルタ６のほぼ中央部に配置した（取り付けた）構成が採用されている。なお図３に示す出力信号処理部の回路構成は図２に示したものと同一であり、同一の機能を果たす各部を図２と同一の符号で示している。

【0036】

図３に示す例においては、その両面に第１電極２２ａと第２電極２２ｂがそれぞれ成膜された円板状の圧電フィルム２２が用いられており、この例においても圧電フィルム２２は好ましくはポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）が利用される。
この図３に示す例によると、フィルタ６の前面側から破裂音に伴う急激な気流（白抜きの矢印で示す。）を受けた場合、フィルタ６は背面側に変位し、これに伴いフィルタ６の中央部に配置された円板状の圧電フィルム２２には、フィルタ６と共に湾曲する作用が与えられる。

【0037】

この時の湾曲の度合いに応じて第１電極２２ａと第２電極２２ｂ間に発生する検知信号が、インピーダンス変換回路２５を介して、制御回路２６に供給されるように作用する。そして、図３に示す信号出力処理部の作用は、図２に基づいて説明したものと同一のものとなる。
この図３に示す構成においても、マイクロホンユニット３からの変換信号中の主に低域に存在するポップ雑音を効果的に除去することが可能となる。

【0038】

以上説明したように、この発明に係るマイクロホンによると、破裂音による急激な気流を受けて変位する通気性を有するフィルタによるポップ雑音の低減手段と、前記フィルタに作用する圧力、もしくはフィルタの変位を検知してマイクロホンユニットからの変換信号より、低域成分を減衰させるポップ雑音の低減手段を併用したので、ポップ雑音の低減効果を十分に発揮するマイクロホンを提供することができる。

【0039】

なお、前記した実施の形態における出力信号処理部は、圧電フィルム２１，２２による検出出力が、所定の閾値を超えた場合に、ローパスフィルタが動作するように説明しているが、前記圧電フィルム２１，２２による検出出力のレベルに応じて、低域カット周波数が可変できるように構成しても、同様の作用効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 振動板
２ 磁気回路
３ マイクロホンユニット
４ ユニットホルダ
５ 音響端子板（レゾネータ）
５ａ 前部音響端子
５ｂ 支持脚
５ｃ 開口部
６ フィルタ
１１ 音響抵抗材
１２ 後部音響端子
２１ リング状圧電フィルム
２１ａ 第１電極
２１ｂ 第２電極
２２ 円板状圧電フィルム
２２ａ 第１電極
２２ｂ 第２電極
２５ インピーダンス変換回路
２６ 制御回路
２７ 低域成分減衰回路（ローカットフィルタ）
２８ 出力端子（信号出力部）

【図1】

【図2】

【図3】