(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンケーシング（12）の中に格納されたマイクロホンカプセル（11）を備える小型マイクロホンであって、このマイクロホンケーシング（12）は、前側の容積部（16）に通じる前側の音響入口（14）と、後側の容積部（17）に通じる後側の音響入口（15）とを備えており、前側の容積部（16）はマイクロホンカプセル（11）の前側の音響入口とつながっているとともに、後側の容積部（17）はマイクロホンカプセル（11）の後側の音響入口とつながっている小型マイクロホンにおいて、前側の容積部（16）と後側の容積部（17）の間に連絡容積部（18）が設けられていることを特徴とする小型マイクロホン。
【請求項２】
連絡容積部（18）が通路によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の小型マイクロホン。
【請求項３】
前側の容積部（16）と後側の容積部（17）にはそれぞれ少なくとも１つの音響透過性の発泡材部品（19）で全面的または部分的に充填されていることを特徴とする請求項１または２記載の小型マイクロホン。
【請求項４】
連絡容積部（18）が、実質的に、ケーシング（12）の壁の内面とマイクロホンカプセル（11）の外面との間の環状隙間でできていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の小型マイクロホン。
【請求項５】
マイクロホンカプセル（11）がケーシング（12）の節部ないしウェブ（13）で保持されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の小型マイクロホン。
【請求項６】
前側の容積部（16）が、伝達されるべき波長の約１／４を有する高さを有していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の小型マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、前側の容積部に通じる前側の音響入口と、後側の容積部に通じる後側の音響入口と、連絡容積部とを備えるマイクロホンケーシングの中に格納されたマイクロホンカプセルを有する、防風性ないしポップノイズ防止性を改善した小型マイクロホン、すなわち圧力傾度受信機に関する。
【０００２】
【従来技術】
マイクロホンカプセルは、その物理的な作動形式に関わりなく、圧力受信機または圧力傾度受信機として構成することができる。この２種類のカプセル型式は、主に、達成可能な指向特性の点で互いに区別される。マイクロホンカプセルの指向特性は入射角度に依存するカプセルの感度として定義され、それぞれ付属するポーラグラフをもつ球形、腎臓形、超腎臓形、スーパー腎臓形、または８の字形の指向特性として表すことができる。カプセルのダイヤフラムが一方の側しか励起されない圧力受信機は、球形の指向特性を有している。
【０００３】
片側の指向特性を得られるようにするには、いわゆる圧力傾度受信機をつくらなければならない。圧力傾度受信機は、前側の音響入口を有するだけでなく、側方または後方に具体化されていてよい、マイクロホンカプセルのダイヤフラムが圧力差にさらされるのを可能にする第２の音響入口も有している。圧力傾度カプセルの音響同調は当業者によって公知の音響手段で行われ、それによって所望の指向特性と所望の周波数推移とがいずれも得られる。
【０００４】
特徴的な片側の指向特性をもつマイクロホンカプセルは、妨害音を減衰する特性を備えているので需要があるにもかかわらず、球形の指向特性をもつカプセルに比べると、風音やいわゆるポップノイズに対する大きな欠点も有している。ポップノイズは、「Ｐ」や「Ｂ」といった破裂音を不慣れな発音をしたときに生じるものである。
【０００５】
風音の減衰は、公知の従来技術では、さまざまな種類のマイクロホンキャップによって行われる。この場合、マイクロホンカプセルの機械的な保護としても役立つマイクロホンキャップは、多種多様な多孔性材料で充填されている。そのために使用されるのは主に連続気泡をもつ発泡材であり、これがマイクロホンの格子型キャップの内部に挿入されるか、または防風キャップとしてマイクロホンの格子型キャップに装着される。このような防風装置の効果は、一方では発泡密度に依存するとともに、他方ではマイクロホンカプセルとの距離に依存する。密度が高い発泡材のほうが一般に優れた防風性をもたらすが、高い周波数ではマイクロホンの感度損失ももたらす。保護されるべきマイクロホンカプセルからの距離に関しても同様の挙動がみられる。この距離が大きいことは優れた保護を意味するが、マイクロホンを目立たないように小型に保つことはできなくなる。
【０００６】
発泡材をベースとするポップノイズの防止装置を適用している例として、ここでは、ＥＰ０１３０４００Ａ２を挙げておく。これは逆さにしてマイクロホンケーシングにかぶせる連続気泡発泡材で製作されたポップノイズ・風音防止装置である。
【０００７】
別の方法がＵＳ４，９６６，２５２Ａに記載されている。この場合、マイクロホンのカプセル領域だけでなく、マイクロホン全体がツェッペリンのような防風ケーシングの中に組み込まれる。
【０００８】
ＤＥ２９８１３３９７Ｕ１は、同じく、マイクロホンケーシングへ逆さにかぶせられる発泡材の施工形態を記載している。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】
この３つの例にすべて共通しているのは、施工形態が複雑で高価なことと、外部の気象状況が保護装置の耐用寿命に対してきわめてマイナスに作用することである。
【００１０】
ベルト固定、ピン固定、接着、載置などによって主に人間の身体で携帯される小型マイクロホンは、風音やポップノイズの感度を減らす目的のために圧力受信機として施工されている。それによって、マイクロホンの風音感度は低く抑えることができるものの、他方では、マイクロホンの球状の指向特性によって、好ましくない妨害音もマイクロホンの音響環境から受信され、次へと伝達されてしまう。片側の指向特性をもつ小型マイクロホンの適用は、これまで風音感度のせいで格別に困難であった。このような小型マイクロホンは、発泡材でできた外部防護キャップをどうしても付けざるを得ない。
【００１１】
本発明の目的は、マイクロホンの構造を複雑かつ高価に構成することなく、片側の指向特性をもつダイナミックカプセルまたはエレクトレットカプセルからなる小型マイクロホンを、防風装置が一体化されていることを特徴とする小さな寸法の構成部品（たとえばヘッドセットのマイクロホン）に組み込むことを可能にすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、マイクロホンカプセルが組付状態のとき、マイクロホンケーシングの内部に施工された狭い通路によって、マイクロホンカプセルの前側と後側の間に音響的な接続が成立することによって達成される。
【００１３】
本発明は次の態様を含む。
【００１４】
１．マイクロホンケーシング（12）の中に格納されたマイクロホンカプセル（11）を備える小型マイクロホンであって、このマイクロホンケーシング（12）は、前側の容積部（16）に通じる前側の音響入口（14）と、後側の容積部（17）に通じる後側の音響入口（15）とを備えており、前側の容積部（16）はマイクロホンカプセル（11）の前側の音響入口とつながっているとともに、後側の容積部（17）はマイクロホンカプセル（11）の後側の音響入口とつながっている小型マイクロホンにおいて、前側の容積部（16）と後側の容積部（17）の間に連絡容積部（18）が設けられていることを特徴とする小型マイクロホン。
【００１５】
２．第１の態様において、連絡容積部（18）が通路によって構成されていることを特徴とする。
【００１６】
３．第１または第２の態様において、前側の容積部（16）と後側の容積部（17）にはそれぞれ少なくとも１つの音響透過性の発泡材部品（19）で全面的または部分的に充填されていることを特徴とする。
【００１７】
４．第１〜第３の態様において、連絡容積部（18）が、実質的に、ケーシング（12）の壁の内面とマイクロホンカプセル（11）の外面との間の環状隙間でできていることを特徴とする。
【００１８】
５．第１〜第４の態様において、マイクロホンカプセル（11）がケーシング（12）の節部ないしウェブ（13）で保持されていることを特徴とする。
【００１９】
第１〜第５の態様において、前側の容積部（16）が、伝達されるべき波長の約１／４を有する高さを有していることを特徴とする。
【００２０】
なお、符号については、実施の形態に付されているものを参照している。
【００２１】
【実施形態】
まず、本発明の根底にある問題性について、以下に図１と図２を参照しながら解説する。図１は波線で示すように、２つの音響入口ａおよびｂを備えるマイクロホンカプセルが中に置かれた乱れた音場を示している。
【００２２】
図２には、乱れた音圧場における圧力状況がベクトル図で示されている。ここでは個々のベクトルに次のような意味がある。すなわちＰ０は静的な空気圧であり、その強度変化は無視することができるほどゆっくりしている。ベクトルＰ０の先端に、２つのベクトルＰａおよびＰｂが図示されている。ベクトルＰ０の長さは、これら両方のベクトルより係数×１０5（＝１０００００）だけ長い。これら両方のベクトルは、図１に示すマイクロホンカプセルの両方の音響入口ａおよびｂの地点における音圧状況を表している。マイクロホンカプセルは小型なので、両方のベクトルＰａおよびＰｂの強度（長さ）は同じである（これくらい短い区間では弱められない）。しかし、これらのベクトルの位相位置は、音場の乱れに起因してまったくランダムである。
【００２３】
図２には２通りのスナップショットが描かれている。第１のケース（実線）では、ベクトルＰｂは約４５°の位相角を有しており、マイクロホンカプセルのダイヤフラムに駆動力として作用するベクトル差は、ΔＰ１の強度を有している。別の時点（破線）では、ベクトルＰｂは約１２０°の位相角を有している。このときの圧力差Ｐａ−Ｐｂ＝ΔＰ２は、個々の圧力ＰａまたはＰｂよりも大きい。
【００２４】
このことは、風音やポップノイズが発生しているときには通常発生している乱れた空気圧環境では、圧力カプセルの場合より、圧力傾度カプセルの場合のほうがダイヤフラム駆動力がはるかに大きくなる可能性があることを意味している。しかもその理由は、図２から明らかなように、乱れた空気圧場における２つの隣接する点の圧力差は、同じ乱れた空気圧場の点における、時間を横軸にとったときの空気圧よりはるかに大きくなる可能性があるためである。このよなマイクロホンカプセルをもつ構造のマイクロホンは、風音に対して格別に感度が高く、その減衰は、通常、非常に大きなコストをかけなければ実現可能でない。
【００２５】
図３には、従来技術に基づく、片側の指向特性をもつ従来式の小型マイクロホンを例示してある。図示しない前側および後側の音響入口を備えるマイクロホンカプセル１は、握り音または摩擦音を阻止する中空円筒状の弾性的なカプセル保持部２に埋設されている。このとき、後側の容積部７に通じる側方の音響口３がマイクロホンケーシング４に組み込まれている。前方のカプセル側には、マイクロホンケーシング４にある付属の前側の音響入口６を備える前側の容積部に、程度の差こそあれ多孔性の発泡材５が挿入されているのが普通である。この発泡材５の役割は２つある。１つ目は、それによってカプセルの埃防護を保証することであり、２つ目はポップノイズ防止を達成しようと試みることである。
【００２６】
しかしこの図示例では、圧力傾度受信機として施工されたマイクロホンカプセル１が（特に図示しない）２つの音響入口を有してはいるものの、後側の音響入口３を備える後側の容積部７には発泡材が挿入されておらず、カプセル保持部２は前側の容積部を後側の容積部から（音響的に）完全に絶縁していることがわかる。このようにして若干の製造コストが節約されるが、完全に同一の音経路だけではカプセルのダイヤフラムにおける追加的な圧力差につながらないので、マイクロホンの風感度もいっそう上がってしまう。
【００２７】
マイクロホンの後側の容積部７に発泡材が欠けていることで、ダイヤフラムの圧力差が（発泡材カバーが完全に欠けている場合に比べて）大きくなり、それによって風感度またはポップ感度も大きくなる。
【００２８】
そのために、風音ないしポップノイズに対する防護をするために、小さな寸法（外径が２５ｍｍ以下）をもつ従来式のマイクロホン組付部品に、構造部全体にわたって張り渡すか、ないしは被せなければならない追加的な発泡材体（防風部品）を設けることが必要である。この場合の欠点は、追加的に所要スペースが生じることと、環境要因の作用によって、こうしたいわゆる追加の防風部品の劣化が起こることである。
【００２９】
いま、本発明の実施の形態を、図４と図５に示す。
【００３０】
片側の指向特性を備える通常の圧力傾度カプセル１１が、通常は円筒状であるが、あるいはその他の形状で施工することもできるケーシング１２の中にあり、ケーシング壁から内方に突出する節部ないしウェブ１３で保持されている。
【００３１】
ケーシング１２には、前側の音響入口１４と後側の音響入口１５が設けられている。ケーシング１２の中では、挿入されているカプセル１１によって、前側の容積部１６、後側の容積部１７、およびこの両者をつなぐ連結容積部１８が構成されている。
【００３２】
前側の容積部１６と後側の容積部１７は、それぞれ少なくとも１つの音透過性の発泡部品１９が、全面的または部分的に充填されている。連結容積部１８は鎮静化ゾーンとして作用し、発泡部品１９の特性との関連で、風騒音の非常に強力な減衰をもたらす。
【００３３】
前側の音響入口１４は、前方から前側の容積部１６へ音が入るのを可能にし、それにより、カプセル１１の前面にある入口穴（特に図示せず）に音が入り、さらに連結容積部１８によって後側の容積部１７にも音が入り、そこから、カプセル１１の裏側にある後側の音響入口（特に図示せず）へと入る。
【００３４】
後側の容積部１７の後壁は、後続する構造部から音響的にしっかり絶縁されており、それによって第１に容積部１７が小型に保たれるとともに、第２には、マイクロホンケーシング１２が内部で密閉されて、他の容積部からの干渉を許さない。
【００３５】
図４には、さらにマイクロホンカプセル１１の接続線１０が見られる。この接続線１０は開口部に挿通され、開口部は接着剤またはその他の弾性材料２１で塞がれ、それによってマイクロホンケーシング１２の残りの容積部２０が容積部１７に音響的に干渉することがない。
【００３６】
各容積部および音響入口のサイズは、マイクロホン設計で通常用いられる基準を適用したうえで、周波数応答の所望のフォーミングが得られるように選択される。有利には発泡材１９が全体的に充填される前側の容積部１６の形状とサイズは、最も有利には、その高さ（マイクロホンカプセル１１の前面と、前側の音響入口１４との間隔）が、伝達されるべき最小の波長（伝達されるべき最高の周波数）のほぼ１／４を有するように選択される。それにより、その共振器としての効果を生かして、周波数が高いときにマイクロホン周波数の推移を拡大する。
【００３７】
後側の容積部１７のサイズは、第１に開口部１５がカプセル１１の底面に十分近くに配置されていて、第２にそのサイズがスムーズな音の通過を可能にしてさえいれば、それほど重要ではない。連結容積部１８として図示されている連結通路は、有利には幅が約０，５から２ｍｍである（半径方向の長さ）。連結通路をこれよりさらに広く構成することもできるが、それによってマイクロホンがいっそう大型化するので、例外的な場合にしか有意義ではない。
【００３８】
さらに付言しておくと、明細書および特許請求の範囲における「容積部」という用語は、空の容積部、または発泡材等が部分的もしくは全体的に充填された容積部を指しているが、いずれの場合でも音響的には実質的に透過性である。
【００３９】
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内でさまざまな変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の根底にある問題性を説明するための音圧場の説明図である。
【図２】同じく音圧場の圧力状況をベクトル的に示す図である。
【図３】従来技術の小型マイクロフォンの図である。
【図４】本発明によるマイクロホンを示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１１  マイクロフォンカプセル
１２  マイクロフォンケーシング
１４  音響入口
１５  音響出口
１６  容積部
１７  容積部
１８  連絡容積部
１９  発泡材部品
【図１】
0003819305.tif 000002
【図２】
0003819305.tif 000003
【図３】
0003819305.tif 000004
【図４】
0003819305.tif 000005
【図５】
0003819305.tif 000006