(57)【要約】  小型かつ安価に実現可能な外来振動ノイズを低減できるマイクロホン装置を提供する。音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構１ａと、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構１ｂとから構成され、第１のマイクロホン機構１と第２のマイクロホン機構１ｂとは、剛結合もしくは一体成型され、略同一の内部構造を有し、第１のマイクロホン機構１ａおよび前２のマイクロホン機構１ｂの出力差に応じた差動信号を出力する処理回路７を備えるか、あるいは、電極を逆方向に配列することにより差信号を出力する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構とから構成され、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、剛結合もしくは一体成型されていることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構は、略同一の内部構造を有することを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項３】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第２のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムは、前記第１のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムに比べて、その厚みが薄い、張り方が柔らかい、または材質が柔らかいことを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロホン装置において、
前記第２のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムには、単一もしくは複数個の貫通孔が設けられているか、あるいはダイアフラム自体がメッシュ構造を有していることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項５】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する差動回路を備えていることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項６】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する背面電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構のダイアフラム側出力と前記第２のマイクロホン機構の背面電極側出力とを接続し、前記第１のマイクロホン機構の背面電極側出力と前記第２のマイクロホン機構のダイアフラム側出力とを接続していることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項７】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する背面電極とを有し、前記背面電極に設置されるエレクトレット膜の帯電方向を、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とで逆方向に設定していることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項８】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構が背面電極方式の場合は、前記第２のマイクロホン機構の電極を前面側に、逆に、前記第１のマイクロホン機構が前面電極方式の場合は、前記第２のマイクロホン機構の電極を背面側に設置することを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項９】
請求項１記載のマイクロホン装置において、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構は、前記音孔が設けられていないダイアフラム側にも、他の音孔を設けていることを特徴とするマイクロホン装置。
【請求項１０】
同一もしくは異なる音孔を有する請求項１記載のマイクロホン装置を２台用い、それぞれの音孔が逆方向を向くように、隣接もしくは背中合わせに設置し、前記２台のマイクロホン装置の出力差に応じた差動信号を出力する差動回路を備えることを特徴とするマルチマイクロホン装置。
【請求項１１】
音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構と、音孔を持つ第３のマイクロホン機構とを備え、
前記第１のマイクロホン機構および前記第３のマイクロホン機構の音孔が逆方向を向くように配列され、
前記第２のマイクロホン機構が前記第１のマイクロホン機構と第３のマイクロホン機構との間に配置され、前記第１，第２，および第３のマイクロホン機構は、隣接もしくは背中合わせに剛結合もしくは一体成型され、
前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する第１の差動回路と、
前記第３のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する第２の差動回路と、
前記第１の差動回路と前記第２の差動回路の出力の差に応じた差動信号を出力する第３の差動回路と、
を備えることを特徴とするマルチマイクロホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機・小型マイクロホン等に使用されるマイクロホン装置に関し、特に、小型かつ安価に実現可能で、かつ外来振動のノイズに強いマイクロホン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロホン装置は、外来振動ノイズを抑圧するために、マイクカプセルをゴムなどの防振材で覆ったり、適応ノイズフィルタ等の学習型ノイズキャンセル機構を用いたり、マイクカプセル中に振動センサを別途設置して振動ノイズ成分を検出し、電気回路を用いてキャンセルする、等の手法が用いられていた。
例えば、特許文献1には、装置への組み込みが容易でしかも風切音、ホップノイズの発生が少ないマイクロホンが記載されている。このマイクロホンは、一面に複数の音孔が形成された音孔形成面を具備し、この音孔形成面の背面側に振動板を配置して構成されたマイクロホンユニットと、このマイクロホンユニットの音孔形成面に形成された複数の音孔すべてを覆う面形状を有し、音孔形成面に装着された多孔質性フィルタ素子と、端面が閉塞板によって閉塞された筒状体によって構成され、閉塞板とこの閉塞板と隣接する胴部と、マイクロホンユニットの音孔形成面とによって空洞を形成する姿勢でマイクロホンユニットを筒状の胴部内に支持する筒状ケースと、この筒状ケースの空洞の内部と空洞の外部とを連通させる音孔群とを具備するものである。【０００３】
また、特許文献２には、マイクロホンの近傍の音源が発する騒音、機械振動、風の影響を低減し、収音ＳＮ比の高い超指向性マイクロホンが記載されている。このマイクロホンは、全て無指向性マイクロホンユニットであるユニット１、２、３を、ユニット１とユニット２との間隔と、ユニット２とユニット３との間隔がそれぞれｄとなるように、同一直線上に配置する。ユニット２の出力信号をユニット間隔ｄに対応した位置遅れを施した後、ユニット１の出力信号より差し引くことによって第１の１次音圧傾度型単一指向性マイクロホンを構成する。これら第１および第２の単一指向性マイクロホンの出力信号の差信号を取ることによって、２次音圧傾度型超指向性マイクロホンが得られ、この超指向性マイクロホンの出力信号の低周波成分を加算して出力するものである。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９７７６５号公報
【特許文献２】特開平０５−１６８０８５号公報  しかしながら、上述した従来例においては、音孔を防振材等で覆っても小型化するとその防振材の効果が薄れたり、２つのマイクロホンユニットを距離を置いて設置しその位相遅れによる差信号を利用しても、ノイズそのものを除去できるものではなく、いずれにしてもノイズキャンセル機構を実現するためには大規模な回路を必要とし、これにより、コストおよび消費電力の増大を招いたり、振動センサそのものが高価であり振動モードもマイクの振動板とは異なるので、複雑な補正回路が必要である、という問題があった。  本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであって、小型且つ安価に実現可能な、かつ外来振動ノイズに強いマイクロホン装置を提供することを目的としている。
【発明の開示】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載のマイクロホン装置は、音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構とから構成され、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、剛結合もしくは一体成型されていることを特徴とする。この構成によれば、音孔を持つマイクロホン機構（以下、第１のカプセルという）と音孔を持たず密閉構造であるマイクロホン機構（以下、第２のカプセルという）を剛結合させて設置し、双方の差動信号を出力する。第１のカプセルからは、「目的音＋外来振動」が、第２のカプセルからは、「外来振動」のみが出力されるので、差動信号として「目的音」のみが出力される。従って、防振材や複雑なノイズキャンセラ回路が不要であり、安価で小型なマイクロホン装置が実現可能になる。
【０００６】
また、請求項２記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構は、略同一の内部構造を有することを特徴とする。この構成によれば、第１のカプセルと第２のカプセルの内部構造を、音孔の有無以外は同一とすることにより、振動センサとして安価なマイクロホン機構を用いることが可能になり、振動センサとして安価なマイクロホン機構を用いることができ、高価な振動センサが不要になる。また、振動センサの振動特性を、マイクロホン自体の振動特性に近づけることが可能であり、複雑な補正回路を用いることなく、振動成分のみを抑圧できる。
【０００７】
また、請求項３記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第２のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムは、前記第１のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムに比べて、その厚みが薄い、張り方が柔らかい、または材質が柔らかいことを特徴とする。この構成によれば、音孔の有無による振動モードの変化を補正し、より多くの振動ノイズを除去することができる。
また、請求項４記載のマイクロホン装置は、請求項３記載のマイクロホン装置において、前記第２のマイクロホン機構に設置されているダイアフラムには、単一もしくは複数個の貫通孔が設けられているか、あるいはダイアフラム自体がメッシュ構造を有していることを特徴とする。この構成によれば、請求項３と同様の効果が得られる。
【０００８】
また、請求項５記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する差動回路を備えていることを特徴とする。この構成によれば、音孔を持つ第１のカプセルと音孔を持たず密閉構造である第２のカプセルとを剛結合させて設置し、差動回路を用いて双方の差動信号を出力する。第１のカプセルからは、「目的音＋外来振動」が、第２のカプセルからは、「外来振動」のみが出力されるので、差動信号として「目的音」のみが出力される。従って、防振材や複雑なノイズキャンセラ回路が不要であり、安価で小型なマイクロホン装置が実現可能になる。
【０００９】
また、請求項６記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する背面電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構のダイアフラム側出力と前記第２のマイクロホン機構の背面電極側出力とを接続し、前記第１のマイクロホン機構の背面電極側出力と前記第２のマイクロホン機構のダイアフラム側出力とを接続していることを特徴とする。この構成によれば、外付けの差動回路を用いることなく差動信号を生成できるため、より安価なマイクロホン装置が実現可能になる。
【００１０】
また、請求項７記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する背面電極とを有し、前記背面電極に設置されるエレクトレット膜の帯電方向を、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とで逆方向に設定していることを特徴とする。この構成によれば、外付けの差動回路を用いることなく差動信号を生成できるため、より安価なマイクロホン装置が実現可能になる。
【００１１】
また、請求項８記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構が背面電極方式の場合は、前記第２のマイクロホン機構の電極を前面側に、逆に、前記第１のマイクロホン機構が前面電極方式の場合は、前記第２のマイクロホン機構の電極を背面側に設置することを特徴とする。この構成によれば、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせることが可能になる。
【００１２】
また、請求項９記載のマイクロホン装置は、請求項１記載のマイクロホン装置において、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構はともに、外部からの振動を受けるダイアフラムと、当該ダイアフラムとともにマイクを形成する電極とを有し、前記第１のマイクロホン機構は、前記音孔が設けられていないダイアフラム側にも、他の音孔を設けていることを特徴とする。この構成によれば、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせることが可能になる。振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせることが可能になる。
【００１３】
また、請求項１０記載のマイクロホン装置は、同一もしくは異なる音孔を有する請求項１記載のマイクロホン装置を２台用い、それぞれの音孔が逆方向を向くように、隣接もしくは背中合わせに設置し、前記２台のマイクロホン装置の出力差に応じた差動信号を出力する差動回路を備えることを特徴とする。この構成によれば、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせたマルチマイクロホン装置が実現可能になる。
また、請求項１１記載のマイクロホン装置は、音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構と、音孔を持つ第３のマイクロホン機構とを備え、前記第１のマイクロホン機構および前記第３のマイクロホン機構の音孔が逆方向を向くように配列され、前記第２のマイクロホン機構が前記第１のマイクロホン機構と第３のマイクロホン機構との間に配置され、前記第１，第２，および第３のマイクロホン機構は、隣接もしくは背中合わせに剛結合もしくは一体成型され、前記第１のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する第１の差動回路と、前記第３のマイクロホン機構および前記第２のマイクロホン機構の出力差に応じた差動信号を出力する第２の差動回路と、前記第１の差動回路と前記第２の差動回路の出力の差に応じた差動信号を出力する第３の差動回路とを備えることを特徴とする。この構成によれば、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせたマルチマイクロホン装置が実現可能になる。
【００１４】
以上、本発明のマイクロホン装置によれば、音孔を持つマイクロホンカプセル（第１のカプセル）と、音孔を持たず密閉構造であるマイクロホンカプセル（第２のカプセル）を剛結合させて設置し、双方の差動信号を出力することにより、第１のカプセルからは、「目的音＋外来振動」が、第２のカプセルからは、「外来振動」のみが出力されるので、差動信号として「目的音」のみが出力される。従って、防振材や複雑なノイズキャンセラ回路が不要であり、安価で小型に実現可能である。
【００１５】
また、第１のカプセルと第２のカプセルの内部構造を、音孔の有無以外は同一とすることにより、振動センサとして安価なマイクロホン機構を用いることが可能であり、振動センサとして安価なマイクロホン機構を用いることが可能であり、高価な振動センサが不要になる。また、振動センサの振動特性を、マイクロホン自体の振動特性に近づけることが可能であり、複雑な補正回路を用いることなく、振動成分のみを抑圧できる。
また、音孔の有無による振動モードの変化を補正し、より多くの振動ノイズを除去することができる。
【００１６】
また、第１のカプセルと第２のカプセルとの接続を、次のａ）〜ｃ）とすることにより、外付けの差動回路を用いることなく、差動信号を生成でき、より安価に実現可能である。ａ）第１のカプセルと第２のカプセルを逆方向に並列接続する、ｂ）第１のカプセルと第２のカプセルのエレクトレット膜の帯電方向を逆にする、ｃ）第１のカプセルと第２のカプセルの電極配置方向を逆にする。
また、第１のカプセルの背面側にも音孔を設けることにより、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせることが可能になる。
【００１７】
また、以下のように、マイクカプセルを組み合わせて設置することによっても、振動ノイズ耐性を持たせながら、指向性を持たせることが可能になる。ａ）本発明によるマイクロホンを２組隣接して設置し、その差動信号を出力する、ｂ）音孔を持つマイクロホンカプセル（第１のカプセル）と、音孔を持たず密閉構造であるマイクロホンカプセル（第２のカプセル）と、音孔を持つほかのマイクロホンカプセル（第３のカプセル）とを、第１のカプセルと第３のカプセルの音孔が逆方向を向くように、かつ、第１，第２，第３のカプセルが隣接若しくは背中合わせに剛結合させて設置し、（第１のカプセル−第２のカプセル）−（第３のカプセル−第２のカプセル）の差動信号を出力する。これにより、振動ノイズ特性をもたせながら、指向性を持たせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の機能を示す概略図である。
【図３】ダイアフラムの構造を示す概略図である。（ａ）は複数個の貫通孔を設けた例、（ｂ）は単一の貫通孔を設けた例、（ｃ）はメッシュ構造の例を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の回路構成例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の他の回路構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の回路構成を示す図である。（ａ）は第１の回路構成、（ｂ）は第２の回路構成、（ｃ）は第３の回路構成を示す。
【図７】本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の第３の回路構成を示す図である。（ａ）は断面図、（ｂ）は回路図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す断面図である。（ａ）は基本的構成、（ｂ）は他の構成を示す。
【図９】本発明の第４実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。（ａ）は概略図、（ｂ）は他の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。（ａ）は概略図、（ｂ）は他の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るマイクロホン装置について詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第1実施形態に係るマイクロホン装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。【００２０】
本実施形態は、基本型のマイクロホン装置である。
このマイクロホン装置1は、円筒形状に形成されたマイクカプセルケース２を有し、マイクカプセルケース２の一方の底面には音を導く音孔３が設けられ、他方の面には音孔は設けられていない。ここで、音孔３が設けられている方を前面、他方を背面という。また、全体として円筒形状ではあるが、その内部は、セパレータ４によって２つの区画に分割され、音孔３を有する区画と音孔を有さず密閉された区画とを有する。ここで、音孔を有する区画を第１のマイク１ａとし、音孔を有さず密閉された区画を第２のマイク１ｂとする。第１のマイク１ａは、第1のダイアフラム５、第１のダイアフラム支持体８、及び第１のバックプレート１０を有し、第２のマイク１ｂは、第２のダイアフラム６、第２のダイアフラム支持体９、及び第２のバックプレート１１を有し、所定の場所に処理回路７を備える。第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂはともに、マイクロホン機構を有し、剛結合もしくは一体成型されている。【００２１】
第１のマイク１ａは、マイクカプセルケース２の内壁に設けられた第１のダイアフラム支持体８によって、円盤状の第１のダイアフラム５が保持されている。また、第１のダイアフラム５と並行して第１のバックプレート１０が設置されている。第１のバックプレート１０には、エレクトレット膜（図示せず）が設置されており、第１のダイアフラム５と第１のバックプレート１０とがエレクトレット・コンデンサ・マイクとして働く。
第２のマイク１ｂは、第１のマイク１ａに対して、マイクカプセルケース２のセパレータ４によって２つに分割されている残りの区画からなり、第１のマイク１ａと同様に、マイクカプセルケース２の内壁に設けられた第２のダイアフラム支持体９によって、円盤状の第２のダイアフラム６が保持されている。また、第２のダイアフラム６と並行して第２のバックプレート１１が設置されている。第２のバックプレート１１には、エレクトレット膜（図示せず）が設置されており、第２のダイアフラム６と第１のバックプレート１１とがエレクトレット・コンデンサ・マイクとして働く。なお、第２のマイク１ｂには、音孔３が空いておらず、密閉されている。【００２２】
処理回路７は、第１のダイアフラム５および第１のダイアフラム支持体１０で構成される第１のマイク１ａの出力と、第２のダイアフラム６および第２のダイアフラム支持体１１で構成される第２のマイク１ｂの出力とを入力し、その出力差に応じた差動信号を出力する。すなわち、処理回路７は、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂの入力信号から、双方の差動信号（第１のマイクの信号−第２のマイクの信号）を生成し、外部に出力する。【００２３】
音孔３は、円筒形のマイクカプセルケース２の第１のマイク１ａの前面のほぼ中央に開口して形成されている。
図２は、本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の機能を示す概略図である。
第１のマイク１ａには、前述したように、音孔３が空いており、第１のダイアフラム５は、外部からの音響信号Ａによって振動すると同時に、マイクカプセルケース２に加えられた外部振動Ｖが第１のダイアフラム支持体８を伝わってきた外部振動Ｖ１によっても振動する。すなわち、第１のマイク１ａの出力信号は、（Ａ＋Ｖ１）となる。【００２４】
これに対して、第２のマイク１ｂは密閉されているため、外部からの音響信号Ａは第２のダイアフラム６には到達せず、マイクカプセルケース２に加えられた外部振動Ｖが第２のダイアフラム支持体９を伝わってきた外部振動Ｖ２によってのみ振動する。
処理回路７において第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂの両者における信号の差分をとると、その出力は、（Ａ＋Ｖ１−Ｖ２）となり、Ｖ１とＶ２とが等しい場合は、Ａとなる。従って、目的の音響信号Ａのみが抽出できる。この場合、Ｖ１とＶ２を等しくするためには、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂの構造や材質を可能な限り、同一にすること望ましい。【００２５】
より詳細には、第１のマイクロホン１ａには音孔が開いており、第２のマイクロホン１ｂは、密閉されている。したがって、双方のマイクロホンの構造や材質が同じであっても、第１のマイクロホン１ａの第１のダイアフラム５は、空気によるダンピング効果が少ないために、第２のマイクロホン１ｂの第２のダイアフラム６に比べて振動しやすく、感度や周波数特性が異なってくる。これを補正するために、例えば、第２のダイアフラム６を第１のダイアフラム５に比べて薄くするか、張り方を緩くするか、または材質を柔らかいものに変えるなどの方法を用いて第２のダイアフラム６の振動のしやすさを増加させることが可能である。【００２６】
これによって双方のダイアフラムの振動特性を近づけ、ノイズ除去性能を向上させることができる。
上記方法以外にも、以下のような方法がある。
図３は、ダイアフラムの構造を示す概略図である。（ａ）は複数個の貫通孔を設けた例、（ｂ）は単一の貫通孔を設けた例、（ｃ）はメッシュ構造の例を示す。
図３（ａ）に示すように、第２のダイアフラム６に複数個の貫通孔を設けたダイアフラム６ａを用いるか、図３（ｂ）に示すように、第２のダイアフラム６に単一の貫通孔を設けたダイアフラム６ｂを用いるか、あるいは図３（ｃ）に示すように、第２のダイアフラム６自身を複数の孔の開いたメッシュ構造としたダイアフラム６ｃを用いることもできる。【００２７】
このように、第２のダイアフラム６に孔を開けることで、ダイアフラムの前後の空気室が繋がり、空気によるダンピング効果が少なくなることで、第２のダイアフラム６の振動のしやすさを増加させることができる。
また、当該孔の位置、個数、大きさ、あるいはメッシュの大きさまたは間隔を変化させることで、ダンピング効果の大小を制御可能となり、第１のマイクロホン１ａとの特性一致が容易になる。【００２８】
図４は、本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の第１の回路構成図（基本的な回路構成図）である。
同図に示すように、第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂからの信号は、処理回路７内の差動回路７１を介して出力されるが、第１のマイク１ａの出力は差動回路７１のプラス側入力に入り、第２のマイク１ｂの出力は差動回路７１のマイナス側入力に入り、差動回路７１は、両者の差信号を出力する。【００２９】
以上、本実施形態では、音孔３の有無以外は、第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂの両区画の構成を同じにすることで、良好な振動抑圧性能を得ることができると共に、既にマイク用として用いられている安価な構成材料の使用を可能としている。
なお、同様の性能（Ｖ１＝Ｖ２）さえ得ることができれば、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂの構成材料は異なっていても構わない。
また、本実施形態では、堅いマイクカプセルケース２内に両マイクを作り込むことで、良好な振動抑圧性能を得ることができる。このように、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは可能な限り近接して、剛結合されていることが望ましい。【００３０】
なお、同様の性能さえ得られれば、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは、必ずしも近接設置や、剛結合していなくても構わない。
また、本実施形態では、第１および第２のバックプレート１０，１１にエレクトレット膜を設置しているが、これ以外にも、第１及び第２のダイアフラム５，６にエレクトレット膜を設置（膜エレクトレット式）しても、円筒形の底面に当たるフロントプレートへの設置であっても構わない。また、エレクトレット膜を用いないコンデンサマイクであっても構わない。【００３１】
さらに、コンデンサマイクではなく、コイル型やリボン型のマイクであっても、第１のマイク（音孔付き）と第２のマイク（音孔なし密閉）からなる構造が同じであれば、同様の効果を得ることができる。
次に、図５を参照して、本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の他の回路例について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係るマイクロホン装置の第２の回路構成図である。【００３２】
同図に示すように、この例では、差動回路７１の入力段にインピーダンス変換用の電界効果トランジスタＦＥＴを設けている。この例では、ＦＥＴは、第１のマイク１ａ側と第２のマイク１ｂ側の両側にそれぞれ設けられている。このように、電界効果トランジスタを用いて電圧増幅を行なうことにより、外部ノイズへの耐性を強くすることができる。
なお、これらの処理回路７は、マイクカプセルケース２の外部に設置しても構わないが、外部ノイズへの耐性を強くするためには、マイクカプセルケース２のなるべく近傍にかつシールドされた状態で設置されることが望ましい。【００３３】
さらに、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとの振動特性の差を吸収するために、第１のマイク１ａまたは第２のマイク１ｂの出力をイコライザやフィルタに通してから差動処理を行なっても良い。
〔第２実施形態〕
次に、図６，図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置について説明する。【００３４】
図６（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の第１の回路構成図である。
この例では、第１のマイク１ａの第１のダイアフラム５及び第１のバックプレート１０の設置場所が、第２のマイク１ｂの第２のダイアフラム６及び第２のバックプレート１１の設置場所と逆向きで、従って、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとが、「逆方向に」並列接続されている。これによって、第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂの双方の差信号のみが出力されるため、差動回路７１は不要となる。【００３５】
図６（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の第２の回路構成図である。
この例は、図６（ａ）で前述した第１の回路構成と同様の効果を持つ他の回路構成例である。この例では、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは、「同一方向に」並列接続されているが、第２のマイク１ｂのエレクトレット膜の帯電方向は、第１のマイク１ａのエレクトレット膜の帯電方向とは逆になっており、結果的に第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとを逆極性で接続したのと同様の効果を得ることができる。【００３６】
図６（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の第３の回路構成図である。
なお、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂが互いに逆方向の出力を生じる場合には、図６（ａ），図６（ｂ）に示すように、単一のバッファ用ＦＥＴを双方に用いる他に、図６（ｃ）に示すように、個々のマイクにバッファ用ＦＥＴを設け、出力を結合させる方式でも同様の効果が得られる。【００３７】
図７は、本発明の第２実施形態に係るマイクロホン装置の第３の回路構成を示す図である。図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は回路構成図である。
図７（ｂ）に示すように、この例では、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは、同一方向に並列接続され、図６（ｂ）で前述した第２の処理回路と同様の効果を持つ他の回路構成例である。しかしながら、図７（ａ）に示すように、第２のマイク１ｂを構成する第２のバックプレート１１は、第１のマイク１ａとは逆に、第２のダイアフラム６の「前面側に」（音孔３が設けられている面）設置され、セパレータ４を介して第１のバックプレート１０と対向して配置されている。これによって、結果的に第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとを逆極性で接続したのと同様の効果を得ることができる。【００３８】
なお、逆に、第１のマイク１ａの第１のバックプレート１０を前面側に、第２のマイク１ｂの第２のバックプレート１１を背面側に設置しても、同様の効果を得ることができる。
なお、図７では、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとで、電極配置方式を逆にしている（背面−前面もしくは前面−背面）が、双方が同じ配置方式（例：双方とも前面電極か背面電極）の場合には、片方のマイクの設置方向を前後逆にすることで、同様の効果を得ることができる。なお、この場合にも、図７（ｂ）に示す回路の他、図６（ｃ）に示すように、バッファＦＥＴを別個に設ける回路も使用可能である。
〔第３実施形態〕
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るマイクロホン装置について説明する。【００３９】
図８は、本発明の第３実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す断面図である。図８（ａ）は基本的構成を示す断面図、図８（ｂ）は他の構成を示す断面図である。本実施形態は、貫通穴型の指向性マイクロホン装置である。
図８（ａ）に示すように、本実施形態では、第１の音孔３ａ以外に第２の音孔３ｂと、貫通穴７ａとを備えていることを特徴とする。貫通穴７ａは、マイクカプセルケース２の内部に開けられている。第１のマイク１ａの第１の音孔３ａが設けられている側をフロント（Ｆ）側、その反対側をバック（Ｂ）側とすると、貫通穴７ａは、第１のマイク１ａのバック（Ｂ）側から始まり、マイクカプセルケース２の側壁に沿って貫通された後、第２のマイク１ｂの第２の音孔３ｂにつながるように設けられている。これにより、貫通穴７ａは、第１のマイク１ａの後面（第１のダイアフラム５の第１の音孔３ａの「無い側」）と、マイクカプセルケース２の背面の第２の音孔３ｂとで外部と接続され，これによって、第１のマイク１ａに指向性を持たせることが可能となる。【００４０】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した実施形態と同様の効果をもつ他の構成例である。
この例では、貫通孔７ｂは、第１のマイク１ａのバック側から第２の音穴３ｂまで第２のマイク１ｂのほぼ中央をその軸に沿って縦断して設置されている。従って、この方式では、図８（ａ）で前述した貫通穴７ａに比べて、貫通穴７ｂを直線的に設置できるため、第１のマイクの周波数特性を向上させることができる。しかしながら、その一方で、第２のマイク１ｂの第２のダイアフラム６１が特殊形状となり、振動特性が第１のダイアフラム５と異なるために振動抑制特性は悪化する可能性がある。
〔第４実施形態〕
次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態に係るマイクロホン装置について説明する。【００４１】
図９は、本発明の第４実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。図９（ａ）は断面図及び回路図、図９（ｂ）は他の構成を示す斜視図である。この実施形態は、第３実施形態と同様に、指向性マイクロホン装置の実施形態である。
図９（ａ）において、第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂは、それぞれ第１実施形態と同様の構成を有している。
同図に示すように、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは、円筒形状において同軸、すなわち背中合わせに剛結合もしくは一体成型されている。第１のマイク１ａの前面には第１の音孔３ａが，第２のマイク１ｂの前面には第２の音孔３ｂが設けられ、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは互いに逆方向を向いている。また、第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂの出力は、それぞれ差動回路７２および７３に出力され、その後、両者の出力は、差動回路７１に出力される。【００４２】
第１のマイク１ａは、マイクＡ１とマイクＡ２とを有し、第２のマイク１ｂは、マイクＢ１とマイクＢ２とを有する。第１のマイク１ａおよび第２のマイク１ｂは、それぞれ差動回路７２，７３に接続されている。マイクＡ１の出力は差動回路７２の＋側入力に、マイクＡ２の出力は、差動回路７２の−側入力に接続され、マイクＢ１の出力は差動回路７３の＋側入力に、マイクＢ２の出力は差動回路７３の−側入力に接続されている。
差動回路７２および差動回路７３は、それぞれ差動回路７１の＋側入力，−側入力に接続されている。従って、この装置からは、第１のマイク１ａの出力（マイクＡ１−マイクＡ２）から第２のマイク１ｂの出力（マイクＢ１−マイクＢ２）を減じたものが差動回路７１から出力される。【００４３】
これによって、マイク全体として指向性を持たせることが可能となる。
図９（ｂ）は、図９（ａ）と同様の効果をもつ他の構成例である。
本実施例では、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとは、図９（ａ）で前述した例と同様に、逆向きに対向して配置されているが、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂの配列は、円筒形状における同軸ではなく隣接して並列に設置されている。
これによって、装置全体の高さを抑制することが可能となる。
〔第５実施形態〕
次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態に係るマイクロホン装置について説明する。【００４４】
図１０は、本発明の第５実施形態に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。図１０（ａ）は断面図及び回路図、図１０（ｂ）は他の構成を示す回路図、図１０（ｃ）はさらに他の構成を示す斜視図である。この実施形態は、本発明を用いたさらに他の指向性マイクロホン装置であり、マルチ出力型マイクロホン装置である。
本実施形態は、図１０（ａ）示すように、第１，第２，及び第３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃと３台のマイクを使用し、第１及び第３のマイク１ａ，１ｃは、第１実施形態における第１のマイク１ａと同様の構成を有し、第２のマイク１ｂは、第１実施形態における第２のマイク１ｂと同様の構成を有している。【００４５】
すなわち、第１のマイク１ａは、第１の音孔３ａを有し、第２のマイク１ｂは、音孔が無く完全に密閉され、第３のマイク１ｃは、第１のマイク１ａと同様に音孔３ｂを有している。第１，第２，及び第３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃは、互いに剛結合もしくは一体成型され、同軸の円筒形状である。また、第１のマイク１ａの前面には、第１の音孔３ａが、第３のマイク１ｃの前面には第２の音孔３ｂがあり、第１のマイクと第３のマイクとは、互いに逆の方向に向いている。第２のマイク１ｂは、密閉された円筒形状である。【００４６】
また、差動回路７２は、第１のマイク１ａの出力を＋側入力に、第２のマイク１ｂの出力を−側入力に受け、差動回路７３は、第３のマイク１ｃの出力を＋側入力に、第２のマイク１ｂの出力を−側入力に受け、差動回路７２と差動回路７３の出力は、それぞれ差動回路７１の＋側入力，−側入力に接続され、その差動出力が差動回路７１から出力される。
従って、この装置からは、（第１のマイク１ａ−第２のマイク１ｂ）−（第３のマイク１ｃ−第２のマイク１ｂ）の差動信号が出力されている。【００４７】
これによって、マイクロホン装置全体として指向性を持たせることが可能になる。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）と同様の効果を持つ他の回路構成図である。
この例も、第１，第２，及び第３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃを用い、同軸になるように形成され、第１のマイク１ａおよび第３のマイク１ｃは、それぞれ逆方向に音孔３ａ，３ｂを有しているが、第２のマイク１ｂは音孔を有していない。
本実施形態では、第１，第２，及び第３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃの出力は、２台の差動回路７１，７２に出力されるが、第１のマイク１ａの出力は差動回路７２の＋側入力に、第２のマイク１ｂの出力は差動回路７１の−側入力に、第３のマイク１ｃの出力は差動回路７２の−側入力に入力され、差動回路７２からの出力は差動回路７１の＋側入力に、第２のマイク１ｂの出力は差動回路の−側入力に入力され、差動回路７１からその差動出力が出力される。【００４８】
従って、この例の場合、システムからは、（（第１のマイク−第３のマイク）−第２のマイク）の差動信号が出力される。
これによって、系全体の高さを抑制することが可能になる。
また、図１０（ｃ）は、さらに他の回路構成図である。このように、第１，第２，及び３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃを、前述した円筒形状における同軸ではなく、この例では，全て同軸ではなく、隣接して設置され、第１，第２，第３のマイク１ａ，１ｂ，１ｃが三角形をなすように並列して配置されて良い。この場合、第１のマイク１ａの第１の音孔３ａと第３のマイク１ｃの第２の音孔３ｂとは逆向きになっており、音孔を持たない第２のマイク１ｂは、第１のマイク１ａと第２のマイク１ｂとの間に載置された状態で設置される。これによっても、系全体の高さを抑制することができる。【００４９】
このように、本手法を用いることで、小型かつ安価に外来振動ノイズに強いマイクロホン装置を実現することができる。
以上、本発明のマイクロホン装置の実施形態について説明してきたが、本発明は、これら実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【図１】
2006062120.tif 000002
【図２】
2006062120.tif 000003
【図３】
2006062120.tif 000004
【図４】
2006062120.tif 000005
【図５】
2006062120.tif 000006
【図６】
2006062120.tif 000007
【図７】
2006062120.tif 000008
【図８】
2006062120.tif 000009
【図９】
2006062120.tif 000010
【図１０】
2006062120.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月18日(2006.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2006062120.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月5日(2008.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構とから構成され、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、剛結合もしくは一体成型され、
前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、逆方向に設置されているか、あるいは、帯電方向が逆になっていることを特徴とするマイクロホン装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載のマイクロホン装置は、音を導く音孔を持つ第１のマイクロホン機構と、音孔を持たず密閉された第２のマイクロホン機構とから構成され、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、剛結合もしくは一体成型され、前記第１のマイクロホン機構と前記第２のマイクロホン機構とは、逆方向に設置されているか、あるいは、帯電方向が逆になっていることを特徴とする。この構成によれば、音孔を持つマイクロホン機構（以下、第１のカプセルという）と音孔を持たず密閉構造であるマイクロホン機構（以下、第２のカプセルという）を剛結合させて設置し、双方の差動信号を出力する。第１のカプセルからは、「目的音＋外来振動」が、第２のカプセルからは、「外来振動」のみが出力されるので、差動信号として「目的音」のみが出力される。従って、防振材や複雑なノイズキャンセラ回路が不要であり、安価で小型なマイクロホン装置が実現可能になる。
【国際調査報告】
2006062120.tif 000013
2006062120.tif 000014
2006062120.tif 000015
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