CN101356849B - 麦克风装置 - Google Patents

Abstract

麦克风单元具有第一振动板。支撑体支撑麦克风单元。第二振动板以与第一振动板隔开规定间隔的状态固定在支撑体上。套体覆盖麦克风单元和支撑体和第二振动板。由支撑体和第一振动板和第二振动板围成的空间成为封入了气体的密闭空间。

Description

麦克风装置

技术领域

本发明涉及适合于用二轮车在路上行驶时等的强风环境下所使用的麦克风装置，尤其涉及不较大地降低麦克风灵敏度而可大幅度地降低风切声等噪声的麦克风装置。

背景技术

以往，作为麦克风装置，如图1及图2所示的构造的麦克风装置为人所周知。

图1(A)所示的麦克风装置100是在柄H的前端部安装有麦克风单元M，并且以覆盖该麦克风单元M的方式装配了由氨基甲酸乙酯泡沫等形成的多孔质的防风罩W的装置。如图1(B)的声学等效电路所示，防风罩W在声学作用方面，成为对于麦克风单元M的声阻。因而，在图1(A)所示的麦克风装置100中，用防风罩W改变风的方向就能降低麦克风单元M因接收风切声(风响声)而引起的噪声的发生。然而，如上所述，由于防风罩W在声学等效电路上作为声阻起作用，所以大幅度地降低噪声意味着增大声阻，导致麦克风灵敏度也成比例地降低。即声音信号和噪声的比率(SN比)不变。

图2所示的麦克风装置200是以降低噪声为目的而在柄H的两端安装麦克风单元M、M，且电相位反相地对该两麦克风单元M、M配线的结构。在该送话装置200中，必须使用频率特性和相位特性完全相同的两个麦克风单元M。即使相位特性相同而频率特性稍微不同，就电输出而言，相当于两个麦克风单元M的灵敏度差的部分也成为噪声输出。另外，即使频率特性相同而相位特性不同，相当于相位偏差量的部分也成为噪声输出。

因而，如图2那样的麦克风装置200虽然从理论上讲是优良的，但是必须制造特性上没有波动的质地均匀的麦克风单元M，导致成本变高。另外，两个麦克风单元M中的一方在如给频率特性和相位特性带来影响的狭窄空间的使用无法得到噪声降低效果。

图3是具有一般的指向性的麦克风单元M的概略剖视图。该麦克风单元M做成声波从相对于内部的振动板d而设置在前后两侧(图3中上下两侧)的声孔So输入的结构。在相同相位的声波相对于振动板d而从两个声孔So输入时可发挥优良的噪声降低效果。另外，麦克风单元M是对来自用箭头所示的麦克风单元M的侧方的声压也可降低噪声的构造。但是，在对两个声孔So带来声学影响的狭窄空间的使用不能发挥噪声降低效果。

这里，一般的噪声分布如图4那样，低频率成分占大部分，频率越高衰减越多。图4的纵轴是噪声的大小即声压，横轴是频率。实际上，为了再现狭窄空间的噪声分布，如图5那样在全罩式安全帽50内以声孔So朝向安全帽50的戴用者60的嘴边的方式配置麦克风单元M，并用吹风机70向安全帽50内送风，结果测定出图6那样的噪声分布。

在图6中，A是用麦克风单元M单体进行测定的结果的频率特性，B是用由氨基甲酸乙酯泡沫构成的防风罩盖住了麦克风单元M的场合下所测定的结果的频率特性。从图6可知，防风罩对风切声不起有效的作用。

然而，在来自外部的噪声较大的环境下，通常使麦克风单元M接近嘴边等声源而使用以防噪声进入麦克风单元M麦克风。在该场合，进入麦克风单元M的声量过剩而产生失真。作为其对策，用电路的放大器进行适当的灵敏度补偿，或者为了防止失真而设置较大的声阻。据此，由于声音信号和噪声成比例衰减，因此，SN比全然不变化。

在专利文献1(日本实开平5-18188号公报)公开了麦克风在有底圆筒状的壳体内收放了保持在由弹性部件构成的麦克风支架上的麦克风单元，并在该麦克风单元前面侧配置了由在中央部具有声孔的防护具和在偏心位置具有声孔的均衡器所夹住的规定厚度的泡沫体的风切声防止型麦克风装置。

另外，在专利文献2(日本实开平6-73991号公报)中公开了麦克风在框体内设置了麦克风单元和风切声吸收层叠体，由声阻材料和夹住它的由非透气性的硬质材料构成的两个薄板形成该层叠体，并且，在离开了这两薄板的中央部的位置上穿设有小孔的风切声防止型麦克风装置。

根据专利文献1、2所记载的麦克风装置，可得到降低噪声(风切声)的效果。但是，由于在专利文献1所记载的麦克风装置中，泡沫体起声阻的作用，在专利文献2所记载的麦克风装置中，声阻材料起声阻的作用，所以，输入麦克风单元的声音信号也与噪声的降低效果成比例衰减，因而存在导致麦克风单元的灵敏度较大地降低之类的缺陷。

另外，专利文献1、2所记载的麦克风装置都需要较多的构成部件，所以难以抑制产品成本，制造工序也变得繁杂。而且，为了按照麦克风单元的种类而调整灵敏度，需要多种泡沫体或声阻材料，如果要通过泡沫体或声阻材料的变更而提高麦克风单元的灵敏度，则有损噪声降低效果。

发明内容

本发明是鉴于如上所述的情况而完成的，本发明的目的在于提供一种不较大地降低麦克风灵敏度而能够降低噪声(风切声)的麦克风装置。

本发明为了解决上述的现有技术的问题，提供一种麦克风装置，其特征在于，具备：具有接受来自外部的声波而振动的第一振动板(13)，且将上述第一振动板(13)的振动转换成电信号的麦克风单元(1)；支撑上述麦克风单元(1)的支撑体(6)；以与上述第一振动板(13)隔开规定间隔的状态固定在上述支撑体(6)上的第二振动板(5)；以及，覆盖上述麦克风单元(1)和上述支撑体(6)和上述第二振动板(5)的套体(2)，由上述支撑体(6)和上述第一振动板(13)和上述第二振动板(5)围成的空间做成封入了气体的密闭空间(S1)。

这里，优选上述第二振动板(5)以与上述第一振动板(13)平行的状态固定在上述支撑体(6)上。

优选上述套体(2)是可传递声波的多孔质的麦克风防风罩。

优选上述麦克风防风罩具有收放上述麦克风单元(1)和上述支撑体(6)和上述第二振动板(5)的空洞部(23)。

优选上述第二振动板(5)与上述空洞部(23)的顶部即上述麦克风防风罩的内面不接触。

优选上述麦克风防风罩为圆顶状，上述第二振动板(5)配置在与圆顶状的上述麦克风防风罩的顶部相对的位置上。

根据本发明的麦克风装置，具有与麦克风单元内的第一振动板不同的第二振动板，在这些第一振动板和第二振动板之间形成有封入了气体的密闭空间，所以，即使在像行驶于道路上的二轮车那样的强风环境下使用，也可以利用第二振动板的刚性等减少向麦克风单元的振动板传递的噪声(风切声等)。而且，由于因接受来自外部的声波而引起的第二振动板的振动通过密闭空间内的气体(空气)传递到麦克风单元内的第一振动板，所以不会使麦克风灵敏度较大地降低，且可减少噪声并增大SN比。

另外，由于具备覆盖麦克风单元和支撑体和第二振动板的套体，所以能够保护麦克风单元和第二振动板免受外力影响，并且可使视觉上的外观良好。

再有，在将套体作为可传递声波的多孔质的麦克风防风罩的场合，使吹向麦克风防风罩侧方的风沿着麦克风防风罩的表面流动，从而可减少进入麦克风防风罩内的风量，可降低风切声。在麦克风防风罩的内部设置空洞部，且第二振动板与麦克风防风罩的内面不接触的场合，麦克风防风罩的振动难以传递到第二振动板上，可使从声源发出的声波良好地传递到第二振动板上。

附图说明

图1是表示现有的麦克风装置与其声学等效电路的说明图。

图2是表示其它现有的麦克风装置的示意图。

图3是麦克风单元的概略剖视图。

图4是表示噪声和频率的关系的特性图。

图5是表示测定噪声分布时的麦克风单元的装配位置的例子的说明图。

图6是在图5的例子中测定了噪声分布的场合的频率特性图。

图7是表示涉及本发明的第一实施方式的麦克风装置的剖视图。

图8是表示涉及本发明的第一实施方式的麦克风装置的分解立体图。

图9是表示麦克风单元的构成例的剖视图。

图10是表示涉及本发明的第二实施方式的麦克风装置的剖视图。

图11是表示涉及本发明的第三实施方式的麦克风装置的剖视图。

图12是表示涉及本发明的第四实施方式的麦克风装置中的麦克风单元的立体图。

图13是表示涉及本发明的第五实施方式的麦克风装置中的麦克风单元的剖视图。

图14是涉及本发明的各实施方式的麦克风装置的声学等效电路。

图15是无风情况下的麦克风单元单体的频率特性图。

图16是无风情况下的麦克风装置的频率特性图。

图17是强风情况下的麦克风装置的频率特性图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下基于附图对本发明进行详细说明。图7是表示涉及本发明的第一实施方式的麦克风装置300的剖视图，图8是麦克风装置300的分解立体图。在图7、图8中，参照符号1是将声波转换成电信号的麦克风单元，参照符号2是内置麦克风单元1的套体。该套体2包括：平板状的底板21；以及使用加压型粘接剂等固定设置在该底板21上的圆顶状的麦克风防风罩22。一端与麦克风单元1连接的信号线3通过底板21和麦克风防风罩22之间。

底板21是具有隔断向麦克风单元1入射的声波的功能的非透气性板材，在本实施方式中，使用具有挠性的树脂板(聚酯胶片)作为底板21。

另外，在底板21的底面上安装有用于将麦克风装置300整体固定在安全帽等对象物上的安装片4。在本实施方式中，使用面紧固件作为安装片4。也可以取代面紧固件而使用双面胶带等。

另一方面，麦克风防风罩22是其整体可传递声波的具有透气性的多孔质的构造物。本实施方式的麦克风防风罩22用柔软的氨基甲酸乙酯泡沫形成，在麦克风防风罩22的内部中央形成有用于收放麦克风单元1的空洞部23。

并且，麦克风装置300做成麦克风单元1用粘接剂等固定在底板21上，且该麦克风单元1由麦克风防风罩22覆盖的结构。还有，也可以不是将麦克风单元1固定在底板21上，而是将空洞部23的开口径的至少一部分做成与麦克风单元1的外径大致相同，由麦克风防风罩22从侧方支撑麦克风单元1。即，也可以使麦克风单元1离开底板21而处于浮在空洞部23内的状态。

另外，在麦克风防风罩22内的空洞部23中设有相对内置于麦克风单元1内的一端侧的振动板13(图9所示)留有规定间隔而相对的振动板5。麦克风单元1内的振动板13为第一振动板，振动板5为第二振动板。如后面所述的那样，振动板13和振动板5之间成为密闭空间，在该密闭空间内封入有用于传递振动的空气。振动板5在声学等效电路上相当于耦合电容器，作为振动板5使用由塑料胶片或纸等构成的质量小的圆形薄膜。在本实施方式中，振动板5由聚酯胶片构成，振动板5以与麦克风防风罩22的内面非接触的状态设置在与麦克风防风罩22相对的位置。

参照符号6是支撑麦克风单元1的圆筒形的支撑体，该支撑体6使用合成橡胶系粘接剂等与麦克风单元1的一端部结合。支撑体6也嵌入空洞部23并由麦克风防风罩22从侧方被支撑。也可以用粘接剂等将支撑体6牢固地固定在麦克风防风罩22上。振动板5其周边部用粘接剂等固定在支撑体6的圆形凹部6A上。由支撑体6、振动板5和振动板13围成的空间成为封入了空气的密闭空间S1。还有，密闭空间S1虽然也可以不是如完全隔断气体(空气)进出的完全密闭型，但以处于高气密状态为宜。

该密闭空间S1具有例如与麦克风单元1中的声孔11A(图9所示)的直径(例如5.8mm)大致相同的直径(例如6.0mm)，在密闭空间S1的直径范围内，容许振动板5的前后方向(图7的上下方向)的振动。还有，密闭空间S1的直径也可以不与声孔11A的直径大致相同。在支撑体6的顶部，粘贴有由无纺布等具有透气性的部件构成的保护片7。振动板5和保护片7之间具有规定的空隙S2。保护片7保护振动板5免受外力。

这里，使用图9对麦克风单元1的构造进行说明。在图9中，参照符号11是圆筒形的外筒，在其一端中央部形成有声孔11A。在外筒11的顶部以覆盖声孔11A的方式粘贴有具有透气性的布12。在外筒11内设有将从声孔11A入射的声波转换成机械振动的振动板13以及将振动板13的振动转换成电信号的转换部。振动板13通过隔离物15配置在外筒11内所设的树脂制支架14上，振动板13的周边部由隔离物15和环状的垫圈16支撑。

将振动板13的振动转换成电信号的转换部由设置于振动板13的背面侧的固定极板17以及连接在固定极板17上的放大器18等构成。放大器18由例如场效应晶体管(FET)构成，安装在外筒11的底部上所装配的电路板19上。

在本实施方式中，麦克风单元1做成了电容式(静电式)，但也可以做成动态式(电动式)、压电式、石墨式等。

通过以上结构，若麦克风装置300的使用者对麦克风装置300发出声音，则声波通过麦克风防风罩22传递到振动板5上。并且，振动板5的振动通过密闭空间S1内的空气向麦克风单元1内的振动板13传递。麦克风单元1将振动板13的振动转换成电信号，该电信号从信号线3输出。

作为第一实施方式的变型例也可以做成如下。套体2只要与振动板5的密闭空间S1相反的一侧的区域(麦克风防风罩22的顶部)做成可传递声波的区域即可。因此，也可以将可传递该声波的区域作为声道而开口。并且，也可以做成在该开口上配置了无纺布或金属丝网等的多孔板的结构。

另外，构成套体2的麦克风防风罩22并不限于如上所述氨基甲酸乙酯泡沫那样的软质的多孔质的构造物，也可以由金属丝网或金属制防风玻璃构成。

(第二实施方式)

在图10所示的涉及第二实施方式的麦克风装置400中，对于与第一实施方式的麦克风装置300共通的部分标注相同符号而省略详细说明。第一实施方式的变型例也可同样地应用于第二实施方式中。

在图10中，支撑体6是由圆筒状的套筒61和在中央形成有开口的圆形保持框62构成的两件构造。保持框62具有与套筒61的顶部抵接的部分、和向背面侧突出一些而与套筒61的外周面抵接的部分。在该麦克风装置400中，振动板5由套筒61和保持框62夹持其周边部而固定。在图10中，在套筒61的侧面部和防风罩22之间形成有空隙，但也可以使空洞部23与支撑体6的形状吻合而使防风罩22与套筒61的外周面紧贴。

在第二实施方式的麦克风装置400中，由支撑体6(套筒61)、振动板5和麦克风单元1内的振动板13围成的空间也成为封入了空气的密闭空间S1，振动板5的振动通过密闭空间S1内的空气向振动板13传递。

(第三实施方式)

在图11所示的涉及第三实施方式的麦克风装置500中，对于与第二实施方式的麦克风装置400共通的部分标注相同符号而省略详细说明。第一实施方式的变型例也可同样地应用于第三实施方式中。

在图11中，第三实施方式的麦克风装置500通过除去麦克风装400所具备的底板21而简化结构，实现成本降低。另外，在麦克风装置400中，使用了比麦克风防风罩22的底面大的正方形的安装片4，但是在麦克风装置500中，使用了大小与麦克风防风罩22的底面大致相同的圆形安装片40。这样一来，安装片40便不易从麦克风防风罩22的底面剥落。

在该麦克风装置500中，麦克风单元1用粘接剂等固定在安装片40上。套筒61、振动板5、保护框62、保护片7按照该顺序安装在麦克风单元1上。麦克风防风罩22用粘接剂等固定在安装片40上，覆盖从麦克风单元1至保护片7的整体。

在第三实施方式中，表示了除去第二实施方式中的底板21，并取代安装片4而使用安装片40的结构，但是也可以采用除去图7、图8的第一实施方式中的底板21，并取代安装片4而使用安装片40的结构。

(第四实施方式)

第四实施方式改善了从麦克风单元1的信号线3的引出方法。除了信号线3的引出方法之外，其余是上述的第一～第三实施方式的任一种结构，所以在表示第四实施方式的图12中只图示出麦克风单元1和信号线3。

针对在第一～第三实施方式中将信号线3从麦克风单元1的底部引出，在第四实施方式中是将信号线3如下引出。即，如图12所示，将正的信号线3a和负的信号线3b从麦克风单元1的外周面向外部引出，并沿着彼此相反的外周面捆扎信号线3a、3b作为信号线3。这样，可提高信号线3的抗拉强度。

(第五实施方式)

在第一～第四实施方式中，将振动板5构成为相对振动板13平行，但是两者也可以不一定平行。图13(A)、(B)表示使振动板5、13处于不平行状态的第五实施方式。图13(A)是以相对于振动板13稍微倾斜的状态固定了振动板5的例子。这种情况下，支撑体61成为弯曲的筒状。在支撑体61内部的一方端部侧固定有麦克风单元1，在另一方端部侧固定有振动板5。在振动板5和振动板13之间形成有封入了气体的密闭空间S1。

图13(B)是相对于振动板13以正交状态固定了振动板5的例子。这种情况下，支撑体62成为垂直地弯曲的筒状。。在支撑体62内部的一方端部侧固定有麦克风单元1，在另一方端部侧固定有振动板5。在振动板5和振动板13之间形成有封入了气体的密闭空间S1。

图14表示如上构成的本实施方式的麦克风装置300、400、500的声学等效电路。在图14中，R1是振动板5的机械阻力，R2是麦克风防风罩22的声阻，R3是保护片7的声阻，C1是振动板5的声顺，C2是振动板5和麦克风单元1之间(密闭空间S1)的声容，C3是振动板5和保护片7之间(空隙S2)的声容，L1是振动板5的质量。

这里，若质量L1较大，则由于在麦克风特性的可听区域产生较大的共振频率，所以，有必要通过用轻量材料形成振动板5，而使质量L1尽可能地小。如果减小振动板5的质量L1，则可使图14的声学等效电路的L1达到可忽略的程度，从而可使振动板5作为耦合电容器有效地发挥作用。

图15表示在不含噪声的无风下的消声室内测定的麦克风单元1单体的频率特性。在图15中，M1是麦克风装置300、400、500的试制品所使用的麦克风单元1的频率特性，M2是比较用麦克风单元(图5的测定所使用的麦克风单元M)的频率特性。可见M1、M2示出大致相同的频率特性。

图16表示在不含噪声的无风下的消声室内测定的麦克风装置的频率特性。在图16中，M10是使用了具有频率特性M1的麦克风单元1的麦克风装置300、400、500的频率特性，M20是仅用由与麦克风防风罩22相同的氨基甲酸乙脂泡沫构成的防风罩覆盖具有频率特性M2的麦克风单元M的麦克风装置(称为比较麦克风装置)的频率特性。在两个频率特性M10、M20中，可观察到直到大致2kHz为止存在6dB左右的灵敏度差，这是为了防止因使麦克风单元1位于声源即嘴边而引起的失真的发生，而调整振动板5的机械阻抗(刚性等)等所带来的结果。

图17表示在与图5同样的强风下的麦克风装置的频率特性。在图17中，M10’是强风下的麦克风装置300、400、500的频率特性，M20’是强风下的上述的比较麦克风装置的频率特性。频率特性M20’与图6的频率特性B相同。从图17可知，在20Hz～5kHz的范围内，本实施方式的麦克风装置300、400、500与只安装了防风罩的比较麦克风装置相比较，噪声最大减少20dB左右。还有，噪声在2.5kHz附近减少最大。

若考虑在图16中所说明的灵敏度差，则在麦克风装置300、400、500中，与比较麦克风装置相比较，可认为能够发挥最大14dB左右的噪声降低效果。图16中的频率特性M10、M20的灵敏度差和图17的噪声的频率特性差在理论上讲本应相同。然而如图17所示，频率特性M10’与频率特性M20’相比较，噪声减少到灵敏度差以上。这是因为，通过麦克风装置300、400、500特有的结构改善了SN比，从而发挥了噪声衰减效果。

本实施方式的麦克风装置300、400、500利用安装片4、40固定在例如二轮车用安全帽的内侧，作为行驶中的麦克风使用。根据麦克风装置300、400、500，能够发送风切声小的高音质的声音信号。

工业上的利用可能性如下：

涉及本发明的麦克风装置，不仅在用二轮车行驶在道路上时可以使用，在产生较大风切声的所有强风环境下也可使用。另外，涉及本发明的麦克风装置在强风环境下以外的通常环境下也可以使用。

Claims (6)

1.一种麦克风装置，其特征在于，具备：

具有接受来自外部的声波而振动的第一振动板，且将上述第一振动板的振动转换成电信号的麦克风单元；

支撑上述麦克风单元的支撑体；

以与上述第一振动板隔开规定间隔的状态固定在上述支撑体上的第二振动板；以及，

覆盖上述麦克风单元和上述支撑体和上述第二振动板的套体，

由上述支撑体和上述第一振动板和上述第二振动板围成的空间做成封入了气体的密闭空间，

上述第二振动板的振动通过上述密闭空间内的空气向上述麦克风单元内的上述第一振动板传递。

2.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，

上述第二振动板以与上述第一振动板平行的状态固定在上述支撑体上。

3.根据权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，

上述套体是可传递声波的多孔质的麦克风防风罩。

4.根据权利要求3所述的麦克风装置，其特征在于，

上述麦克风防风罩具有收放上述麦克风单元和上述支撑体和上述第二振动板的空洞部。

5.根据权利要求4所述的麦克风装置，其特征在于，

上述第二振动板与上述空洞部的顶部即上述麦克风防风罩的内面不接触。

6.根据权利要求4所述的麦克风装置，其特征在于，

上述麦克风防风罩为圆顶状，上述第二振动板配置在与圆顶状的上述麦克风防风罩的顶部相对的位置上。

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