(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動源の機械的な振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンであって、
前記振動源に圧着されて、前記振動源との間に空間を形成する吸盤体と、
前記空間内に配置されて、前記振動に応じた前記電気信号を生成する振動センサを備えるマイクロホンユニットと、
を有してなり、
前記吸盤体には孔が設けられ、
前記振動センサは、前記空間を、前記振動源に面した第１空間と、前記孔に連通する第２空間と、に仕切るように前記吸盤体に固着され、
前記振動センサは、弾性部材を介して前記吸盤体に固着され、
前記吸盤体は弾性材料で形成され、
前記弾性部材のスチフネスは、前記吸盤体のスチフネスより小さい、
ことを特徴とするコンタクトマイクロホン。
【請求項２】
前記第２空間の内部には、前記振動センサを押圧する押圧部が設けられていて、
前記振動センサは、前記吸盤体の表面の前記押圧部に対応する位置が押圧されているとき、前記振動源に当接する、
請求項１記載のコンタクトマイクロホン。
【請求項３】
前記押圧が解除されたとき、前記第２空間の体積は増加して、前記当接は維持される、
請求項２記載のコンタクトマイクロホン。
【請求項４】
前記吸盤体は、前記吸盤体の表面の前記押圧部に対応する位置が押圧されて、前記振動源に圧着され、
前記吸盤体が前記振動源に圧着していないとき、前記押圧部は、前記振動センサに当接していて、
前記吸盤体が前記振動源に圧着しているとき、前記押圧部は、前記振動センサに当接していない、
請求項２または３記載のコンタクトマイクロホン。
【請求項５】
前記振動センサは、圧電素子を備える、
請求項１乃至４のいずれかに記載のコンタクトマイクロホン。
【請求項６】
前記振動センサは、静電容量型センサ、動電型センサ、電磁型センサ、のいずれかである、
請求項１乃至５のいずれかに記載のコンタクトマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動源の機械的振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
楽器などに取り付けて、楽器の機械的振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンが知られている（例えば、特許文献１参照）。コンタクトマイクロホンに適用される変換方式には、動電型や電磁型のほか、振動することで発電して信号を生成する圧電素子を用いた圧電型がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図９は、従来の圧電型のコンタクトマイクロホンの側面断面図である。圧電型のコンタクトマイクロホン１００は、吸盤体２００とマイクロホンユニットとしての振動センサ３００とを有してなる。
【０００４】
吸盤体２００は、略円錐カップ状で、例えば樹脂などの弾性材料で一体成型された、ドーム部２２０と外周縁部２２１と頂部２２２と支持部２２３とを有してなる。吸盤体２００は、振動センサ３００やマイクロホンユニットを保持して、楽器などの振動源に圧着される。
【０００５】
振動センサ３００は、頂部２２２の内部に形成された空間に埋設されていて、支持部２２３に支持されてコンタクトマイクロホン１００に保持される。振動センサ３００は、加速度ピックアップを備える。加速度ピックアップは、振動源の機械的振動に応じた検知信号を生成する圧電バイモルフを備える。
【０００６】
振動センサ３００が生成した検知信号は、電気信号としてマイクケーブルなどを介してミキサーやアンプ、スピーカなどの外部の装置に出力される。これら外部の装置は、マイクロホンユニットとして振動センサ３００から入力された電気信号に応じた音、つまり、振動センサ３００が検知した機械的振動に応じた音を処理する。
【０００７】
図１０は、振動源に載置されたコンタクトマイクロホン１００の側面断面図である。コンタクトマイクロホン１００は、外周縁部２１０のみが振動源の表面Ｇに接している。
【０００８】
図１１は、頂部２２２の天井面が振動源に向けて押圧された状態におけるコンタクトマイクロホン１００の側面断面図である。例えば指で、頂部２２２が押圧されることで、振動センサ３００が振動源の表面Ｇに近接するように（紙面下方向に向けて）下降する。このとき、吸盤体２００と表面Ｇとで囲まれた吸盤体２００の内部の空気は、外周縁部２２１と表面Ｇとの間から吸盤体２００の外部に流出する。コンタクトマイクロホン１００は、外周縁部２１０に加えて、支持部２２３で表面Ｇに接する。
【０００９】
図１２は、図１１に示したコンタクトマイクロホン１００の状態から、頂部２２２を介した振動センサ３００への押圧力が解除された（頂部２２２から指が離れた）後のコンタクトマイクロホン１００の側面断面図である。頂部２２２は、押圧力が解除されることで、吸盤体２００の弾性力により表面Ｇから離れる方向（紙面上方向）に移動する。このとき、支持部２２３は表面Ｇから離れる。その結果、振動センサ３００も、表面Ｇから離れる。ただし、外周縁部２２１と表面Ｇとは密着していて、吸盤体２００の内部は密封されているため、頂部２２２への押圧力が解除されても、吸盤体２００は押圧前の状態（図１０に示す状態）には戻らない。
【００１０】
コンタクトマイクロホン１００は、図１２に示した状態で振動源に取り付けられて使用され、振動源の機械的振動を検知部３００の加速度ピックアップで検知して振動に応じた電気信号を出力する。ここで、振動源からの機械的振動は、外周縁部２２１と、ドーム部２２０と、頂部２２２および支持部２２３と、を介して振動センサ３００を構成する圧電素子に加わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５０７５７７４号明細書
【特許文献２】特許第５４６４９１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、圧電素子と振動源との間に弾性材料が介在するとき、振動源の機械的振動は弾性材料の弾性力を介して圧電素子に加わる。そのため、特に高い周波数でのコンタクトマイクロホン１００の周波数応答が劣化する。すなわち、周波数応答の劣化を回避する、つまり、振動源の機械的振動の検知精度を高めるためには、振動源の機械的振動が圧電素子に直接加わることが望ましい。
【００１３】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができるコンタクトマイクロホンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、振動源の機械的な振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンであって、振動源に圧着されて、振動源との間に空間を形成する吸盤体と、空間内に配置されて、振動に応じた電気信号を生成する振動センサを備えるマイクロホンユニットと、を有してなり、吸盤体には孔が設けられ、振動センサは、空間を、振動源に面した第１空間と、孔に連通する第２空間と、に仕切るように吸盤体に固着される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかるコンタクトマイクロホンの実施の形態を示す平面図である。
【図２】上記コンタクトマイクロホンの底面図である。
【図３】上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図４】上記コンタクトマイクロホンの振動センサが備える加速度ピックアップの側面図である。
【図５】上記加速度ピックアップの正面図である。
【図６】振動源に載置された上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図７】上記振動センサが振動源に向けて押圧された上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図８】上記振動センサへの押圧力が解除された上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図９】従来のコンタクトマイクロホンの例を示す側面断面図である。
【図１０】振動源に載置された図９のコンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図１１】図９のコンタクトマイクロホンの振動センサが振動源に向けて押圧された図９のコンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【図１２】上記振動センサへの押圧力が解除された図９のコンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの実施の形態を示す平面図である。
図２は、上記コンタクトマイクロホンの底面図である。
図３は、上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
【００１９】
本発明にかかるコンタクトマイクロホン１は、吸盤体２と、マイクロホンユニットとしての振動センサ３と、を有してなる。
【００２０】
吸盤体２は、略円錐カップ状で、例えば樹脂などの弾性材料で一体成型された、ドーム部２０と外周縁部２１と頂部２２とを有してなる。吸盤体２は、楽器などの振動源に圧着されて取り付けられて、振動源との間に空間を形成する。
【００２１】
外周縁部２１は、ドーム部２０の開口部分であり、円形である。
【００２２】
頂部２２は、ドーム部２０の天井部分に凸状に形成された略円柱状であり、頂部２２の内部の空間とドーム２０の内部の空間とは一体である。頂部２２の天井面の裏面側（図３の紙面下側）には、頂部２２の内部方向に凸状の押圧部４が形成されている。頂部２２には、吸盤体２の内外に連通する孔２ｈが形成されている。図１には、４個の孔２ｈが形成された例が示されている。
【００２３】
なお、頂部２２に形成される孔２ｈは、図１に示すように頂部２２の天井面に限らず、例えば、頂部２２の側面に形成されていてもよい。
【００２４】
振動センサ３は、円板状の構造体で、吸盤体２と振動源との間に形成される空間内に配置され、マイクロホンユニットを構成する。振動センサ３は、振動源の機械的振動に応じた検知信号を生成する圧電バイモルフを備える。振動センサ３は、ドーナツ状の弾性部材５を介して吸盤体２の内部、具体的には頂部２２とドーム部２０の連接部分の開口を覆うように配置されて固定される。
【００２５】
振動センサ３は、圧電バイモルフが生成した検知信号を電気信号として、マイクケーブルなどを介してミキサーやスピーカなどの外部装置に出力する。これらの外部装置は、振動センサ３が検知した機械的振動、つまり、振動センサ３が出力した電気信号に応じた音声信号に各種の処理を施して出力する。
【００２６】
図４は、振動センサ３が備える加速度ピックアップ６の側面図である。
図５は、加速度ピックアップ６の正面図である。
【００２７】
加速度ピックアップ６は、２枚の平板状の圧電素子６１が不図示の電極を介して積層された圧電バイモルフ６２を備える。同図は、圧電バイモルフ６２の配置例を示している。圧電バイモルフ６２の長さ方向（図４の紙面左右方向）の一端は、ベース部材６４に立設された支持部材６３に片持ち梁状に支持される。圧電バイモルフ６２の長さ方向の他端（圧電バイモルフ６２の先端）には、ウェイト６５が取り付けられている。
【００２８】
ウェイト６５が取り付けられた圧電バイモルフ６２は、加速度ピックアップ６に機械的振動が加わると、紙面上下方向に変形する。加速度ピックアップ６は、圧電バイモルフ６２の変形に応じた電荷を発生させて、機械的振動を電気的に検出する。
【００２９】
なお、振動センサ３が備える加速度ピックアップは、圧電バイモルフを複数備えていてもよい。すなわち、例えば、２つの圧電バイモルフの振動方向の軸が直交するように配置された加速度ピックアップは、２つの方向の振動を検出することができる。すなわち、複数の方向の振動を検出することができるコンタクトマイクロホンは、振動検出の精度が向上する。その結果、コンタクトマイクロホンの感度は、高くなる。
【００３０】
以下、コンタクトマイクロホン１の使用方法を説明する。
【００３１】
図６は、振動源に載置されたコンタクトマイクロホン１の側面断面図である。コンタクトマイクロホン１は、外周縁部２１のみが振動源の表面Ｇに接している。コンタクトマイクロホン１の内部に弾性部材５を介して取り付けられている振動センサ３は、コンタクトマイクロホン１と表面Ｇとで囲まれた空間を、振動源の表面Ｇに面した第１空間Ｓ１と、孔に連通する第２空間Ｓ２と、に仕切るように吸盤体２に固着されている。
【００３２】
振動センサ３は、第２空間Ｓ２の内部に設けられている押圧部４と接している。ただし、本発明において、振動センサ３と押圧部４とは、後述する吸盤体２の表面の押圧の前において、必ずしも接していなくてもよい。
【００３３】
図７は、振動センサ３が振動源に向けて押圧されている状態のコンタクトマイクロホン１の側面断面図である。吸盤体２は、振動源に向けて（紙面下方向に向けて）押圧される。このとき、例えば指で、吸盤体２の表面の一部である押圧部４に対応する位置（頂部２２の天井面）が押圧されることで、吸盤体２は振動源に接触するように下降する。第１空間Ｓ１の空気は、外周縁部２１と表面Ｇとの間から吸盤体２の外部に流出する。押圧部４に押圧される振動センサ３は表面Ｇに当接し、弾性部材５も表面Ｇに当接する。ドーム部２０と表面Ｇとの間には、ドーナツ状の空間Ｓ１１が形成される。第２空間Ｓ２の体積は変わらない。
【００３４】
図８は、例えば、頂部２２から指が離れて振動センサ３への押圧力が解除されたコンタクトマイクロホン１の側面断面図である。頂部２２は、押圧力が解除されることで、吸盤体２の弾性力により、表面Ｇから離れる方向（紙面上方向）に移動する。その結果、頂部２２の内部に設けられた押圧部４は、表面Ｇに当接している振動センサ３から離れる。
【００３５】
押圧部４は、吸盤体２が振動源に圧着していないとき（図６）には振動センサ３に当接していて、吸盤体２が振動源に圧着しているとき（図８）には振動センサ３に当接していない。
【００３６】
ここで、弾性部材５のスチフネスは吸盤体２のスチフネスよりも小さいため、頂部２２への押圧力が解除されて頂部２２が表面Ｇから離れる方向に移動するとき、弾性部材５が頂部２２の移動を抑制する。
【００３７】
第１空間Ｓ１の空気が外部に流出することで、第１空間Ｓ１と外部の空気の密度に違いが生じる。換言すれば、第１空間Ｓ１の空気の量は外部の空気の量より少なくなるため、外部の空気の重さ（気圧差）により吸盤体２は、振動源の表面Ｇに向けて押さえつけられる。
【００３８】
また、頂部２２が表面Ｇから離れる方向に移動するとき、コンタクトマイクロホン１の外部から第２空間Ｓ２に孔２ｈを通じて空気が流入して、第２空間Ｓ２の体積は増加する。その結果、振動センサ３は、孔２ｈから流入する空気の重さ（気圧差）により、表面Ｇに押圧される。
【００３９】
このように、弾性部材５と吸盤体２のスチフネスの大小の設定と、孔２ｈを介して第２空間Ｓ２に流入する空気と、の作用により、頂部２２への押圧力が解除された状態においても振動センサ３の表面Ｇへの当接は維持される。すなわち、コンタクトマイクロホン１においては、頂部２２への押圧力が解除されても振動センサ３の表面Ｇへの当接が維持されるように、弾性部材５と吸盤体２との弾性力が設計されている。また、コンタクトマイクロホン１においては、頂部２２への押圧力が解除されても振動センサ３の表面Ｇへの当接が維持されるように、吸盤体２と表面Ｇとで囲まれた空間（図８の空間Ｓ１２）の表面Ｇ上での有効面積（吸盤体２の径方向（紙面左右方向）の長さ）と、振動センサ３の表面積と、が設定されている。
【００４０】
以上説明した実施の形態によれば、コンタクトマイクロホン１は、振動センサ３が表面Ｇに当接した図８に示した状態で使用される。すなわち、振動源に取り付けられたコンタクトマイクロホン１は、振動センサ３に対する振動源への押圧を維持した状態で使用される。そのため、コンタクトマイクロホン１は、振動源からの機械的振動が振動センサ３に直接加わるようにすることができ、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができる。
【００４１】
なお、以上説明した実施の形態は、マイクロホンユニットを構成する振動センサに圧電型の振動センサを用いたコンタクトマイクロホンを例に説明したが、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの振動センサは圧電型に限らず、例えば、静電容量型センサ、動電型センサ、電磁型センサ、のいずれかであってもよい。すなわち、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの振動センサは、振動源の機械的振動を検知して、検知した振動に応じた電気信号を生成して出力することができるものであればよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  コンタクトマイクロホン
２  吸盤体
２ｈ  孔
２０  ドーム部
２１  外周縁部
２２  頂部
３  振動センサ
４  押圧部
５  弾性部材
６  加速度ピックアップ
６１  圧電素子
６２  圧電バイモルフ
６３  支持部材
６４  ベース部材
６５  ウェイト
Ｓ１  第１空間
Ｓ２  第２空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006498453.tif 000006
【図６】
0006498453.tif 000007
【図７】
0006498453.tif 000008
【図８】
0006498453.tif 000009
【図９】
0006498453.tif 000010
【図１０】
0006498453.tif 000011
【図１１】
0006498453.tif 000012
【図１２】
0006498453.tif 000013