(57)【要約】【課題】振動雑音を比較的簡単な構成により高い精度でキャンセル可能な無指向性マイクロホンを提供する。【解決手段】本発明に係る無指向性マイクロホンは、その中央部において双方の振動板の対向面に接する共通空間をダンピング空間とし、双方の振動板の対向面とは反対側の面に接して個別の音響空間と音響端子を形成して構成される。振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間それ自体は圧縮膨張を伴わずに変形するだけで済むから、振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。しかもマイクロホンの中央部にそれぞれの振動板に共通のダンピング空間を形成すればよいから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の容量電極になる振動板に、他方の容量電極になり貫通孔を有する背電極が対向配置され、前記貫通孔を通して前記振動板の一方の面に接し且つ第１の音響端子に連通する第１の音響空間が形成され、前記振動板の他方の面に接し且つ第２の音響端子に連通する第２の音響空間が形成された一対の双指向性マイクロホンを、双方の前記第２の音響端子が相互に連通するように結合し、連通された夫々の前記第２の音響空間が双方の振動板に共通の一つのダンピング空間とされた、無指向性マイクロホン。
【請求項２】
前記夫々の双指向性マイクロホンは、前記第１の音響空間側に、前記容量電極に形成された容量電圧を検出するための回路素子が実装された回路基板を有し、
前記第１の音響端子が前記回路基板に形成されている、請求項１記載の無指向性マイクロホン。
【請求項３】
前記夫々の双指向性マイクロホンは固有のケーシングを有し、双方のケーシング端面を当接させて双方の前記第２の音響端子が相互に連通するように結合されている、請求項１又は２記載の無指向性マイクロホン。
【請求項４】
ケーシングの中央部に、一方の容量電極になる一対の振動板がそれらに共通のダンピング空間を挟んで対向配置され、
前記ダンピング空間とは反対側で夫々前記振動板に接している個別音響空間には、他方の容量電極になる背電極が振動板に対向配置され、
夫々の前記背電極には前記個別音響空間を挟んで回路基板が対向配置され、
夫々の前記背電極には表裏に連通する連通孔が形成され、
夫々の前記回路基板には表裏に連通する音響端子が形成された、無指向性マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な振動に起因する雑音をキャンセルする無指向性マイクロホンに関し、例えば携帯電話機、ＩＣレコーダ、又はビデオカメラなどに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣレコーダーなどの録音機器をポケットに入れたまま使用すると、動いたとき機械的な振動音なども一緒に録音されてしまうことがある。また、ビデオカメラなどの録画機器に於いても焦点合わせのためにレンズが動く時に発生する機械的な振動雑音が録音されてしまうことがある。この振動雑音は、装置の機械的な振動による慣性力によってマイクロホンの振動板が変位して生ずる。そのような振動雑音をキャンセルする技術について例えば特許文献１に記載がある。同文献では、マイクロホンのカプセル内に一対の振動板が配置され、それら振動板にそれぞれカプセルの外側に向かって対向された一対の背極板が設けられ、また、一対の振動板の間には回路基板が配置される。同文献の図２の例では、回路基板に貫通孔を形成し、同孔をカプセルの側面に形成した音孔に連通させて音波を入力するようになっている。カプセルの両端面は閉塞されている。図８の例は音孔をカプセルの両端面にそれぞれ形成して音波を入力し、双方の振動板の間は前記回路基板で遮蔽するように構成される。何れの構成においても、一対の振動板に入力した音波に対して同相の出力を得ることができるときると共に、機械的振動に起因する振動雑音に対しては逆相の出力を得ることができ、これによって振動雑音をキャンセルすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２３１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は機械的な振動雑音のキャンセル効果を向上させることについて検討した。これによれば、特許文献１では、入力した音波を受ける振動板の受圧面とは反対側のダンピング空間が振動板毎に分離されている。同文献の図２の例では中央部から入力音波を受ける音響空間が双方の振動板で共有されているに過ぎず、ダンピング空間は振動板毎に離間して形成されている。同文献の図８の例ではカプセルの両端面から夫々の振動板が入力音波を受けていているが、中央部のダンピング空間は回路基板によって振動板毎に分離されている。このように、入力した音波を受ける振動板の受圧面とは反対側のダンピング空間がそれぞれの振動板毎に分離されていると、振動板が機械的な振動を受けて同じ方向に変位しようとしたとき、一方のダンピング空間は膨張し、他方のダンピング空間は縮小しようとする。しかしながら、双方のダンピング空間における膨張の変位速度と縮小の変位速度が同じになるような特別な考慮が払われていなければ、その出力が変位誤差や減衰誤差を生じ易くなり、充分に振動音をキャンセルできないことが本発明者によって見出された。
【０００５】
本発明の目的は、比較的簡単な構成により高い精度で振動雑音をキャンセル可能な無指向性マイクロホンを提供することにある。
【０００６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００８】
すなわち、本発明に係る無指向性マイクロホンは、その中央部において双方の振動板の対向面に接する共通空間をダンピング空間とし、双方の振動板の対向面とは反対側の面に接して個別の音響空間と音響端子を形成して構成される。
【０００９】
これによれば、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間それ自体は圧縮膨張を伴わずに変形するだけで済むから、振動雑音を高い精度でキャンセルすることが可能になる。しかも、マイクロホンの中央部にそれぞれの振動板に共通のダンピング空間を形成する構成は比較的簡単である。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、比較的簡単な構成により高い精度で振動雑音をキャンセル可能な無指向性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】
【００１２】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る無指向性マイクロホンを示す軸断面図である。
【図２】図２には本発明の別の一実施の形態に係る無指向性マイクロホンを示す軸断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１４】
〔１〕本発明の一実施の形態に係る無指向性マイクロホン（１）は、一方の容量電極になる振動板（２０）に、他方の容量電極になり貫通孔（４１）を有する背電極（４０）が対向配置され、前記貫通孔を通して前記振動板の一方の面に接し且つ第１の音響端子（７３）に連通する第１の音響空間（９０）が形成され、前記振動板の他方の面に接し且つ第２の音響端子（１１）に連通する第２の音響空間（８０）が形成された一対の双指向性マイクロホン（２Ａ，２Ｂ）を、双方の前記第２の音響端子が相互に連通するように結合し、連通された夫々の前記第２の音響空間が双方の振動板に共通の一つのダンピング空間（１００）とする。
【００１５】
これによれば、一対の音響端子から一対の振動板に入力した音波に対して夫々の振動板が相互に逆方向に変位して同相の出力を得る。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。このとき前記ダンピング空間は、双方の振動板の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難く、これによって振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。さらに、双指向性マイクロホンの第２の音響端子を連通させるように付き合わせて固定することによって、夫々の第２の音響空間を簡単に双方の振動板に共通の一つのダンピング空間にすることができるから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。
【００１６】
〔２〕項１において前記夫々の双指向性マイクロホンは、前記第１の音響空間側に、前記容量電極に形成された容量電圧を検出するための回路素子（７２）が実装された回路基板（７０）を有する。前記第１の音響端子が前記回路基板に形成されている。
【００１７】
〔３〕項１又は２において、前記夫々の双指向性マイクロホンは固有のケーシング（１０）を有し、双方のケーシング端面を当接させて双方の前記第２の音響端子が相互に連通するように結合されている。
【００１８】
最も簡単に双方を付き合わせて結合することができる。
【００１９】
〔４〕本発明の別の実施の形態に係る無指向性マイクロホン（１Ａ）は、ケーシング（１０Ａ）の中央部に、一方の容量電極になる一対の振動板（２０，２０）がそれらに共通のダンピング空間（１２０）を挟んで対向配置され、前記ダンピング空間とは反対側で夫々前記振動板に接している夫々の個別音響空間（１３０，１３０）には他方の容量電極になる背電極（４０）が振動板に対向配置される。夫々の前記背電極には前記個別音響空間を挟んで回路基板（７０）が対向配置され、夫々の前記背電極には表裏に連通する連通孔（４１）が形成され、夫々の前記回路基板には表裏に連通する音響端子（７３）が形成される。
【００２０】
これによれば、項１と同様に、一対の音響端子から一対の振動板に入力した音波に対して夫々の振動板が相互に逆方向に変位して同相の出力を得る。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。このとき前記ダンピング空間はケーシングの中央部において双方の振動板の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済むから、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難くなり、振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。さらに、ケーシングの中央部において双方の振動板の対向面に接するようにダンピング空間を形成すればよいから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。
【００２１】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００２２】
図１には本発明の一実施の形態に係る無指向性マイクロホンの軸断面図が示される。同図に示される無指向性マイクロホン１は、相互に同じ２個の双指向性マイクロホン２Ａ，２Ｂを組み合わせて構成される。
【００２３】
双指向性マイクロホン２Ａ，２Ｂのそれぞれは、例えば、大凡、有底筒状を成すケーシング１０に形成されている。ケーシング１０は例えばアルミニウム製であり、その有底部分には一方の音響端子としての複数個の音波通過開口（以下第２の音響端子とも称する）１１が形成され、有底部分の反対側の端縁部分１２は組み立て工程の最後に内側に折り曲げられ、ケーシング１０の筒内に構成された後述する部材を係止し、その中央部に開口１３が形成されている。
【００２４】
ケーシングの筒内には、その奥部から順に、振動板２０、絶縁スペーサ３０、背電極４０、絶縁性チャンバー５０、接触リング６０、及び回路基板７０が配置される。
【００２５】
振動板２０は背電極４０とともにコンデンサの一方の容量電極になり、間隙をもって前記振動板２０の対極を成す背電極４０はコンデンサの他方の容量電極となる。
【００２６】
前記振動板２０は、特に制限されないが、ポリエステルフィルム等の誘電体膜の一面に金属膜が蒸着され、その金属膜２１が振動板リング２２に固定され、その誘電体面に絶縁性スペーサ３０が固定されている。前記振動板２０の金属膜２１は誘電体膜の両面に形成されていても差し支えない。前記金属膜２１と振動板リング２２の内周面で囲まれた空間は前記第２音響端子１１に連通する第２音響空間８０を構成する。
【００２７】
前記背電極４０は、表裏に連通する複数の貫通孔４１を有し、リング状の絶縁性チャンバー５０の内周に形成された陥凹部にその外周縁部の一部が嵌合固定されると共に、その一端面が絶縁性スペーサ３０に当接される。特に制限されないが、前記背電極４０は、導体、例えばニッケルメッキされた真ちゅう製であり、前記振動板２０との対向面には永久分極を形成するための例えばフッ素樹脂がラミネートされている。
【００２８】
回路基板７０は、特に制限されないが、表裏面に適宜の配線パターンが形成されたプリント配線基板７１に、インピーダンス変換に利用される電界効果トランジスタなどの回路チップ７２が実装されると共に、表裏に連通して他方の音響端子とされる複数個の音波通過開口（以下第１の音響端子とも称する）７３が形成される。特に図示はしないが、プリント配線基板７１の外部露出面には出力端子としての電極パッドが形成されている。
【００２９】
前記背電極４０は絶縁性チャンバー５０の内周部分に挿入された導電性の接触リング６０を介して前記プリント配線基板７１における所要の信号配線パターンに導通される。前記振動板２０の金属膜２１は振動板リング２２からケーシング１０を通りその端縁部分１２を介して前記プリント配線基板７１における所要の信号配線パターンに導通される。
【００３０】
前記金属膜２１の反対面から背電極４０の貫通孔４１を通して接触リング６０の内周面で囲まれた空間は前記第１音響端子７２に連通する第１音響空間９０を構成する。
【００３１】
上述より明らかなように、双指向性マイクロホン２Ａ，２Ｂのそれぞれは、振動板２０を挟んで一方の第１音響空間９０に連通する第１の音響端子７３を有すると共に、振動板２０を挟んで他方の第２音響空間８０に連通する第２の音響端子１１を有する。図１に示される無指向性マイクロホン１は、双指向性マイクロホン２Ａの第２の音響端子１１と双指向性マイクロホン２Ｂの第２の音響端子９０とが相互に連通するように、双方のケーシング１０，１０の端面を密着させて結合し、連通された夫々の前記第２の音響空間８０，８０が双方の振動板２０，２０に共通の一つのダンピング空間１００とされる。上記密着結合を行うには、ケーシング端面同志の接着剤による接着、両面テープを介在させた貼り付け固定、又は双方のケーシングを弾性体で外側から被覆する押圧固定などを採用するいことができる。ケーシング端面間の気密の確保はオーリングを用いて行ってもよい。
【００３２】
上記無指向性マイクロホン１によれば、ダンピング空間を構成する第２の音響空間８０は密閉されていて音波が外から入力されず、夫々の第１の音響空間９０に連通する第１の音響端子７３が外からの音波を入力する。これら一対の第１の音響端子７３からそれぞれに対応する振動板２０に入力した音波に対して夫々の振動板２０は相互に逆方向に変位する。すなわち、コンデンサを形成する振動板２０と背電極４０との距離が一方のマイクロホンにおいて離れるとすると、もう一方のマイクロホンでも離れ、また、一方のマイクロホンにおいて近づくと、もう一方のマイクロホンでも近づく。これにより、マイクロホン２Ａ，２Ｂ相互の音響特性が同位相となり、夫々の回路基板７０の出力パッド（図示せず）から同相の出力を得て、良好な音響感度を持った無指向性マイクロホンが実現される。
【００３３】
一方、機械的振動に起因する振動雑音に対しては、夫々の振動板２０が相互に同じ方向に変位して、夫々の回路基板７０の図示を省略する出力パッドから逆相の出力を得ることによって、振動雑音をキャンセルすることができる。特に、前記ダンピング空間１００は、双方の振動板２０，２０の対向面に接して密閉された共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板２０，２０が相互に同じ方向に変位するとき、ダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難く、これによって振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。また、相互の振動板２０，２０の間隔は小さく、ダンピング空間を小さくすることができるから、振動雑音に対して、双方の振動板の振動減衰差などによる影響を更に抑えることができ、この点でも振動雑音を効果的にキャンセルすることができる。その上、双指向性マイクロホンの第２の音響端子を連通させるように付き合わせて固定することによって夫々の第２の音響空間を簡単に双方の振動板に共通の一つのダンピング空間にすることができるから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。
【００３４】
図２には本発明の別の実施の形態に係る無指向性マイクロホンの軸断面図が示される。同図に示される無指向性マイクロホン１Ａは、図１に対して１個のケーシング１０Ａに構成されている点が相違される。図２において図１と同じ構成部品には同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３５】
ケーシング１０Ａの中央部にはスペーサ１１０を介して一対の振動板２０，２０がそれらに共通のダンピング空間１２０を挟んで対向配置される。前記ダンピング空間１２０とは反対側で前記振動板２０，２０に接している夫々の個別音響空間１３０，１３０には他方の容量電極になる背電極４０、４０が振動板２０、２０に対向配置される。夫々の前記背電極４０、４０には前記個別音響空間１３０，１３０を挟んで回路基板７０，７０が対向配置され、夫々の前記背電極４０，４０には表裏に連通する連通孔４１が形成され、前記回路基板７０，７０には表裏に連通する音響端子７３，７３が形成される。背電極４０と回路基板７０の間には前記絶縁性チャンバー５０及び接触リング６０が配置されており、ケーシング１０Ａの両端の端縁部分１２Ａは組み立て工程の最後に内側に折り曲げられ、ケーシング１０Ａの筒内に構成された部材を係止し、その中央部には音響端子７３を露出させる開口１３Ａが形成されている。
【００３６】
これによれば、図１と同様に、一対の音響端子７３，７３から一対の振動板２０，２０に入力した音波に対して夫々の振動板２０，２０が相互に逆方向に変位して同相の出力を得ることができる。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板２０，２０が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。特に、前記ダンピング空間１２０はケーシング１０Ａの中央部において双方の振動板２０，２０の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板２０，２０が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板２０，２０に変位誤差や減衰誤差を生じ難くなり、振動雑音を高い精度でキャンセルすることができる。さらに、ケーシング１０Ａの中央部において双方の振動板２０、２０の対向面に接するようにダンピング空間１２０を形成すればよいから、比較的簡単な構成によって上記作用効果を奏することができる。
【００３７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３８】
例えば、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等におけるズーム音やＩＣレコーダー等の振動キャンセルマイクロホンとして有効である。またタッチノイズ等の振動対策が必要な機器へも適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  無指向性マイクロホン
２Ａ，２Ｂ  双指向性マイクロホン
１０  ケーシング
１１  第２の音響端子
２０  振動板
２１  金属膜
２２  振動板リング
３０  絶縁スペーサ
４０  背電極
４１  貫通孔
５０  絶縁性チャンバー
６０  接触リング
７０  回路基板
７２  回路チップ
７３  第１の音響端子
８０  第２音響空間
９０  第１音響空間
１００  ダンピング空間
１０Ａ  ケーシング
１１０  スペーサ
１２０  ダンピング空間
【図１】
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【図２】
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