JP2007043397A - 防水マイク - Google Patents

Abstract

【課題】 明瞭な音を、効率よく、伝搬できる防水マイクを提供することにある。
【解決手段】 この防水マイクは、開口部１１ａを有する外ケース１１と、この外ケース１１に取り付けられる内ケース１２と、この内ケース１２の一端面１２ｃから露出するように上記内ケース１２内に取り付けられるマイク本体２０と、上記外ケース１１の上記開口部１１ａに水密状に取り付けられる振動板１３と、上記内ケース１２の一端面１２ｃに配置され上記内ケース１２と上記振動板１３とを結合する弾性部材１６とを備える。したがって、上記外ケース１１の内部と外部との空気圧に差が生じても、上記弾性部材１６の弾性により、上記振動板１３の変形を抑えることができる。
【選択図】 図２Ｂ

Description

この発明は、例えば、雨や霧に曝されるなどの高湿度な場所、気圧の低い高山、気圧の高い水中でも広い周波数帯に亘って良好に集音することができる防水マイクロホン(以下、防水マイクと略称する)に係り、特に、咽喉型の防水マイクに関する。

従来、防水マイクとしては、音波を電気信号に変換するコンデンサ型のマイク本体の全体を、防水カバーで覆っているものがある（特許３４８６１５１号公報：特許文献１参照）。

しかしながら、上記従来の防水マイクでは、上記防水カバーの内部と外部との空気圧に差が生じた場合、上記防水カバーが大きく変形する問題があった。このように、上記防水カバーの変形が大きくなると、上記防水カバーの振動によって上記マイク本体に伝搬される音域が変動して、明瞭な音を、効率よく、伝搬できなくなる虞があった。
特許３４８６１５１号公報（図２）

そこで、この発明の課題は、明瞭な音を、効率よく、伝搬できる防水マイクを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の防水マイクは、
開口部を有する筒状の外ケースと、
この外ケース内に取り付けられる筒状の内ケースと、
この内ケースの一端面から露出し上記外ケースの上記開口部に対向するように上記内ケース内に取り付けられると共に、音波を電気信号に変換するコンデンサ型のマイク本体と、
上記外ケースの上記開口部に水密状に取り付けられると共に、弾性を有する振動板と、
上記マイク本体を囲むように上記内ケースの一端面に配置されると共に、上記内ケースと上記振動板とを結合する弾性部材と
を備えることを特徴としている。

この発明の防水マイクによれば、上記内ケースと上記振動板とを結合する上記弾性部材を備えるので、上記外ケースの内部と外部との空気圧に差が生じても、上記弾性部材の弾性により、上記振動板の変形を抑えることができる。

このように、上記外ケースの内部と外部との空気圧の差に関わらず、上記振動板の変形を小さくできて、上記振動板の振動によって上記マイク本体に伝搬される音域を、略一定にできる。したがって、この防水マイクは、明瞭な音を、効率よく、伝搬できる。

また、上記振動板の振動よって発生する音圧によって、上記外ケースの内部の気圧が瞬間的に増加（動的圧力変動という）しても、この瞬間的な気圧の増加を、上記弾性部材によって吸収できるので、上記マイク本体によって、歪みの少ない音を取り出すことができる。

また、一実施形態の防水マイクでは、上記内ケースは、弾性部材を介して、上記外ケースに取り付けられている。

この実施形態の防水マイクによれば、上記内ケースは、弾性部材を介して、上記外ケースに取り付けられているので、上記内ケースは、上記マイク本体と共に、上記外ケースとの間に隙間をもった状態で、上記外ケースに取り付けられる。

このように、上記外ケースが空気圧等によって変形しても、この外ケースの変形を、上記弾性部材が吸収して、上記内ケースの変形を抑えることができる。したがって、上記マイク本体が変形して破損することを防止できる。

また、一実施形態の防水マイクでは、上記内ケースは、弾性を有する。

この実施形態の防水マイクによれば、上記内ケースは、弾性を有するので、上記外ケースが空気圧等によって変形しても、この外ケースの変形を上記内ケースで吸収して、上記マイク本体の変形を防止して、このマイク本体の破損を防止できる。

また、一実施形態の防水マイクでは、略Ｃ字形状のネックバンドを備え、上記外ケースは、上記ネックバンドに対して首振り可能に上記ネックバンドの一端に結合される結合部を有する。

この実施形態の防水マイクによれば、上記外ケースは、上記ネックバンドに対して首振り可能に上記ネックバンドの一端に結合される結合部を有するので、上記防水マイクを首の周りに取り付けて使用する際に、上記外ケースを首に確実にフィットできて、音を確実に拾うことができる。

この発明の防水マイクによれば、上記内ケースと上記振動板とを結合する上記弾性部材を備えるので、空気圧による上記振動板の変形を抑えることができて、明瞭な音を、効率よく、伝搬できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の防水マイクの一実施形態である正面図を示している。この防水マイクは、略Ｃ字形状のネックバンド１と、このネックバンド１の一端１ａに取り付けられるマイク部２とを備える。このマイク部２から、電気信号線３が、延びている。

上記ネックバンド１は、例えば合成樹脂等の弾性を有する材料からなり、人間の首の周りに離脱自在に取り付けられる。上記マイク部２は、いわゆる、咽喉マイクであり、首の咽喉近くに直接に当てられて、音声を拾う。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、上記マイク部２は、円筒状の外ケース１１と、この外ケース１１内に取り付けられる円筒状の内ケース１２と、この内ケース１２内に取り付けられると共に音波を電気信号に変換するコンデンサ型のマイク本体２０とを備える。

上記外ケース１１は、例えば合成樹脂等の弾性を有する材料からなる。上記外ケース１１の一端開口部１１ａには、弾性を有する振動板１３が、水密状に取り付けられている。上記外ケース１１の他端開口部１１ｂには、蓋部１４が、取り付けられている。

上記振動板１３は、例えば０．０５ｍｍ〜１ｍｍの薄膜であり、プラスチック等の合成樹脂やウレタンゴム等のゴム等からなる。

上記内ケース１２は、例えば合成樹脂等の弾性を有する材料からなり、上記内ケース１２の一端開口部１２ａから上記マイク本体２０が露出する一方、上記内ケース１２の他端開口部１２ｂには、保護材１７が取り付けられている。

上記マイク本体２０は、上記内ケース１２の一端面１２ｃから露出し、上記外ケース１１の上記一端開口部１１ａにある上記振動板１３に対向している。

上記マイク本体２０を囲むように上記内ケース１２の一端面１２ｃに、弾性を有するＯリング等の弾性体１５が配置されている。具体的に述べると、上記一端面１２ｃには、嵌合溝１２ｄが環状に設けられ、この嵌合溝１２ｄに、環状の上記弾性体１５が嵌め込まれている。

上記弾性体１５は、上記内ケース１２の一端面１２ｃと上記振動板１３の一面のそれぞれに、接着剤にて接着されている。つまり、上記弾性体１５と上記接着剤によって、上記内ケース１２と上記振動板１３とを結合する弾性部材１６を構成する。

上記内ケース１２は、他の弾性部材１９を介して、上記外ケース１１に取り付けられている。この弾性部材１９としては、弾性接着剤１８を用いている。具体的に述べると、上記内ケース１２の外周面に環状に設けられた嵌合溝１２ｅ、および、上記内ケース１２の内周面に環状に設けられた嵌合溝１１ｃに、環状の上記弾性接着剤１８が嵌め込まれている。つまり、上記内ケース１２は、上記マイク本体２０と共に、上記外ケース１１との間に隙間をもった状態で、上記外ケース１１に取り付けられている。

上記マイク本体２０は、基盤２１上に設けられている。この基盤２１は、例えばＰＣＢ（Polychlorinated Biphenyl：ポリ塩化ビフェニル）からなる。

上記マイク本体２０は、図３の回路図に示すように、音圧を電気信号に変換する音圧-電気信号変換部２２と、音声等による上記音圧-電気信号変換部２２のインピーダンスを外部の出力側回路のインピーダンスに等しくする変換モジュール２３とを備える。

上記音圧-電気信号変換部２２は、図示しないが、上記振動板１３の後方に配置された振動板と、この振動板の後方に隙間をもって配置された電極板とを備える。この振動板は、合成樹脂板に金属を蒸着するとともに、表面を永久帯電させてなる。例えば、この振動板は、表面を永久帯電させた所謂エレクトレット材からなる。上記振動板にエレクトレット材を用いることで、上記振動板と上記電極板の間に、直流電力（成極電圧）を印加する必要がなくなるうえ、総てが金属からなる振動板に比して湿気や腐食環境に強いという利点を有する。

上記変換モジュール２３は、抵抗Ｒ１〜Ｒ７、コンデンサＣ１〜Ｃ４、エミッタフォロワをなす２段のトランジスタＱ１,Ｑ２、リアクタンスＬ、ダイオードＤ、および、イコライザ負荷回路Ｅを備える。

詳しくは、抵抗Ｒ１〜Ｒ６、コンデンサＣ１〜Ｃ３およびトランジスタＱ１にて、入力インピーダンスアンプの一の回路２４を構成する。一方、抵抗Ｒ７、コンデンサＣ４、トランジスタＱ２、リアクタンスＬおよびダイオードＤにて、インピーダンス変換回路、増幅回路および電源回路の他の回路２５を構成する。

そして、この変換モジュール２３は、上記音圧-電気信号変換部２２から入力される微弱な電気信号を増幅するとともに、上記音圧-電気信号変換部２２の高いインピーダンスを、プラスの出力端子２６およびマイナスの出力端子２７に繋がれる信号線やスピーカの低いインピーダンスに等しくする。

これにより、防水マイクの出力インピーダンスは、１００Ω以下に抑えられ、出力信号線が２００ｍ程度と長くなっても、良好に音声信号を伝送できることが確かめられた。

また、上記変換モジュール２３は、上記プラスの出力端子２６を上記音声-電気信号変換部２２への電力供給線に兼用した２線式伝送方式を用いているので、３線式よりも構成が簡素化されるという利点がある。また、上記変換モジュール２３は、上記イコライザ負荷回路Ｅを備えるので、指定の音域を取り出すことができる。

図４Ａと図４Ｂに示すように、上記外ケース１１は、上記ネックバンド１に対して首振り可能に上記ネックバンド１の一端１ａに結合される結合部３０を有する。

この結合部３０は、上記外ケース１１の首部１１ｄに設けられ、この首部１１ｄに設けられた凹部３１と、この凹部３１の底面に対向するように上記首部１１ｄに取り付けられた軸部３２と、この軸部３２の回りに取り付けられたトーションバネ３３とを備える。

上記軸部３２は、上記凹部３１の底面に設けられた凹曲部３１ａに対向している。上記ネックバンド１の一端１ａは、曲部１ｂを有し、この曲部１ｂは、上記軸部３２と上記凹曲部３１ａとの間に嵌め込まれ、上記軸部３２の回りに、回転可能に取り付けられている。上記ネックバンド１の一端１ａは、上記トーションバネ３３によって、上記凹部３１の底面側に押圧されている。

上記マイク部２の上記ネックバンド１に対する首振りを説明すると、図４Ａの水平状態では、上記ネックバンド１の一端１ａは、上記トーションバネ３３によって、上記凹部３１の底面に押し付けられ、上記マイク部２は、上記ネックバンド１に対して、固定される。

そして、上記マイク部２を上記ネックバンド１に対して傾けていくと、図４Ｂに示すように、上記マイク部２は、上記ネックバンド１に対して、上記軸部３２の回りを回転し、上記ネックバンド１の一端１ａは、上記凹部３１から離間する。このとき、上記ネックバンド１の一端１ａは、上記トーションバネ３３によって、上記凹部３１の側面に押し付けられ、上記マイク部２は、上記ネックバンド１に対して、固定される。上記マイク部２の上記ネックバンド１に対する傾斜幅は、略１５度程度である。

次に、この防水マイクの使用方法を説明する。

図５に示すように、上記ネックバンド１を首の周りに装着して、上記マイク部２を首の咽喉近くに当てる。上記マイク部２は、上記ネックバンド１に対して首振り可能であるので、上記マイク部２を首に確実にフィットできて、音を確実に拾うことができる。

詳しくは、図２Ｂに示すように、上記振動板１３が肌に直接に当てられ、発声したときに、咽喉からの振動が、上記振動板１３の振動を介して、上記マイク本体２０に伝達される。上記振動板１３は、弾性を有する薄膜であるので、感度が向上し、肌にフィットする。そして、上記マイク本体２０で、音波を電気信号に変換する。このマイク本体２０は、コンデンサ型マイクであるので、音質が良好になる。

この構成の防水マイクによれば、上記内ケース１２と上記振動板１３とを結合する上記弾性部材１６を備えるので、上記外ケース１１の内部と外部との空気圧に差が生じても（静的圧力変動という）、上記弾性部材１６の弾性により、上記振動板１３の変形を抑えることができる。

例えば、上記外ケース１１の内部の空気圧が、上記外ケース１１の外部の空気圧より、高い場合、上記振動板１３は、空気圧によって上記外ケース１１の外部へ押圧力を受けるが、上記弾性部材１６によって上記外ケース１１の内部へ引張力を受けるため、上記振動板１３の変形を小さくできる。

一方、上記外ケース１１の内部の空気圧が、上記外ケース１１の外部の空気圧より、低い場合、上記振動板１３は、空気圧によって上記外ケース１１の内部へ押圧力を受けるが、上記弾性部材１６によって上記外ケース１１の外部へ押圧力を受けるため、上記振動板１３の変形を小さくできる。

このように、上記外ケース１１の内部と外部との空気圧の差に関わらず、上記振動板１３の変形を小さくできて、上記振動板１３の振動によって上記マイク本体２０に伝搬される音域を、略一定にできる。したがって、この防水マイクは、明瞭な音を、効率よく、伝搬できる。

また、上記振動板１３の振動よって発生する音圧によって、上記外ケース１１の内部の気圧が瞬間的に増加（動的圧力変動という）しても、この瞬間的な気圧の増加を、上記弾性部材１６によって吸収できるので、上記マイク本体２０によって、歪みの少ない音を取り出すことができる。特に、低音を発声しても、音響特性の悪化を防止できる。要するに、上記弾性部材１６を設けない場合、音圧により、上記外ケース１１の内部の気圧が、大きく変化して歪んでしまい、違和感のある音となって、音響特性が悪化する。

したがって、雨や霧に曝されるなどの高湿度な場所、気圧の低い高山、および、気圧の高い水中等で、この防水マイクを利用することができる。また、この防水マイクは、上記振動板１３によって、完全に密封されているので、ＩＥＣ規格の最大ＩＰ６８以上の防水性を実現できる。

また、上記内ケース１２は、上記弾性部材１９を介して、上記外ケース１１に取り付けられているので、上記外ケース１１が空気圧等によって変形しても、この外ケース１１の変形を、上記弾性部材１９が吸収して、上記内ケース１２の変形を抑えることができる。したがって、上記マイク本体２０が変形して破損することを防止できる。

また、上記内ケース１２は、弾性を有するので、上記外ケース１１が空気圧等によって変形しても、この外ケース１１の変形を上記内ケース１２で吸収して、上記マイク本体２０の変形を防止して、このマイク本体２０の破損を防止できる。

なお、図示しないが、上記振動板１３に僅かに丸みをもたせてもよく、（例えば水深５０ｍの）深水での使用に耐えることができる。また、上記内ケース１２を上記外ケース１１に取り付ける上記弾性部材１９を小さくすることによって、上記マイク本体２０と上記振動板１３の間の空間を大きくできて、この防水マイクの感度を低下し、この防水マイクを口の前に直接に当てて話すことができる。

また、上記マイク本体２０の振動板および電極板に、それぞれ、オリフィス等の絞り孔を設けてもよい。この絞り孔は、上記振動板の前方の空間の動的圧力変動を、上記電極板の後方の空間に実質的に伝えず、上記振動板の前方の空間の静的圧力変動を、上記電極板の後方の空間に実質的に伝えるようになっている。なお、前方とは、上記電極板から上記振動板に向かう方向をいう。したがって、気圧が変化しても、上記振動板と上記電極板との間の空間を略一定に保つことができて、上記振動板を音声に応じて正常に振動させることができる。

また、上記振動板１３の共振周波数を高くしたい場合、上記弾性体１５（上記弾性部材１６）の太さを選択して、共振点を選ぶことができる。例えば、この防水マイクを、１００Ｈｚから８ＫＨｚまでの音域に、利用できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記ネックバンド１を省略してもよい。また、上記マイク部２を上記ネックバンド１に対して首振り可能にしなくてもよい。また、上記外ケース１１または上記内ケース１２は、円筒形状に限らず、角筒等の形状でもよい。また、上記弾性部材１６は、弾性と接着性を有する弾性接着剤等であってもよく、また、上記弾性部材１９は、Ｏリング等の弾性体と接着剤であってもよい。また、上記弾性部材１６，１９は、環状でなく、複数に分割されていてもよい。また、上記結合部３０の構成は、上記ネックバンド１と上記マイク部２とが相対的に揺動可能であれば、どのような構成でもよい。

本発明の防水マイクの一実施形態を示す正面図である。 この防水マイクの平面図である。 この防水マイクの断面図である。 この防水マイクの電子回路を示す回路図である。 マイク部のネックバンドに対する水平状態を示す一部断面正面図である。 マイク部のネックバンドに対する傾斜状態を示す一部断面正面図である。 この防水マイクの使用状態を示す説明図である。

符号の説明

１ ネックバンド
１ａ 一端
２ マイク部
１１ 外ケース
１１ａ 一端開口部
１２ 内ケース
１２ｃ 一端面
１３ 振動板
１５ 弾性体（Ｏリング）
１６ 弾性部材
１８ 弾性接着剤
１９ 弾性部材
２０ マイク本体
３０ 結合部

Claims (4)

1. 開口部を有する筒状の外ケースと、
   この外ケース内に取り付けられる筒状の内ケースと、
   この内ケースの一端面から露出し上記外ケースの上記開口部に対向するように上記内ケース内に取り付けられると共に、音波を電気信号に変換するコンデンサ型のマイク本体と、
   上記外ケースの上記開口部に水密状に取り付けられると共に、弾性を有する振動板と、
   上記マイク本体を囲むように上記内ケースの一端面に配置されると共に、上記内ケースと上記振動板とを結合する弾性部材と
   を備えることを特徴とする防水マイク。
2. 請求項１に記載の防水マイクにおいて、
   上記内ケースは、弾性部材を介して、上記外ケースに取り付けられていることを特徴とする防水マイク。
3. 請求項１または２に記載の防水マイクにおいて、
   上記内ケースは、弾性を有することを特徴とする防水マイク。
4. 請求項１に記載の防水マイクにおいて、
   略Ｃ字形状のネックバンドを備え、
   上記外ケースは、上記ネックバンドに対して首振り可能に上記ネックバンドの一端に結合される結合部を有することを特徴とする防水マイク。

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