JP2010124030A - マイクロホンユニットの振動雑音調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動板と磁気回路ユニットとの共振周波数を一致させて振動雑音を調整するダイナミックマイクロホンユニットの振動雑音調整方法の提供。
【解決手段】中仕切り壁１２を介して前面開口部１４を有する一側空間部１３と後面開口部１６を有する他側空間部１５とに仕切られたユニットケース１１が用いられ、第１圧電素子４１とウエイト４２とを一体化して他側空間部１５内に配置する第１の工程と、磁気回路ユニット３１を第２圧電素子５１ともども一側空間部１３内に配置して振動板２１を張設する第２の工程と、ユニットケース１１を振動させて第１圧電素子４１が生成する電圧を第２圧電素子５１に印加してこれを駆動させる第３の工程とを経て、振動板２１と磁気回路ユニット３１との間に相対的速度差が発生しないように駆動力を同一にして振動雑音をキャンセルできるようにする。
【選択図】図１
【解決手段】中仕切り壁１２を介して前面開口部１４を有する一側空間部１３と後面開口部１６を有する他側空間部１５とに仕切られたユニットケース１１が用いられ、第１圧電素子４１とウエイト４２とを一体化して他側空間部１５内に配置する第１の工程と、磁気回路ユニット３１を第２圧電素子５１ともども一側空間部１３内に配置して振動板２１を張設する第２の工程と、ユニットケース１１を振動させて第１圧電素子４１が生成する電圧を第２圧電素子５１に印加してこれを駆動させる第３の工程とを経て、振動板２１と磁気回路ユニット３１との間に相対的速度差が発生しないように駆動力を同一にして振動雑音をキャンセルできるようにする。
【選択図】図１
Description
本発明は、マイクロホンユニットの振動雑音調整方法に関し、さらに詳しくは、ダイナミックマイクロホンの振動雑音を効果的に軽減することができるマイクロホンユニットの振動雑音調整方法に関する技術である。
ダイナミックマイクロホンは、振動板にボイスコイルが取り付けられるためにその全体質量が比較的重くなってしまう。その結果、振動が加えられた際には、慣性のあるボイスコイルと磁気回路ユニットとの間で相対的速度差が生じ、これが振動雑音となる。
図３は、このような振動雑音を軽減すべく提案された下記特許文献１に開示されているマイクロホン構造を示す説明図であり、ダイナミックマイクロホンは、振動板１を備え、該振動板１の周縁部８は、ユニットケース３の端面上に固着されている。
この場合、振動板１の背面側に取り付けられているボイスコイル２は、永久磁石４とカップ形ヨーク５と極板６とで構成されている磁気回路ユニットの空隙内に配置されている。
また、ユニットケース３と磁気回路ユニット側とは、相互が相対的に運動できるように弾性素子７を介して連結されており、これにより相対的速度差を生じづらくして振動雑音の発生を抑制できるようにしている。
特公昭５７−９２７９号公報
一方、ダイナミックマイクロホンには、双指向性と無指向性とのほか、双方の性質を併せ持つ単一指向性のものもある。これらのうち、リボンマイクロホンとも称される双指向性のダイナミックマイクロホンは、その制御方式が質量制御であり、振動板の共振周波数は必要とされる周波数応答の下限に設計される。また、無指向性のダイナミックマイクロホンは、その制御方式が抵抗制御であることから、振動板の共振周波数は必要とされる周波数応答の中央付近の周波数に設計される。
しかし、単一指向性のダイナミックマイクロホンの場合には、双指向性と無指向性との性質を併せ持つことから、低域の周波数応答においては振動板の共振周波数で制限されて１００Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度に振動板の共振周波数が設計されることになる。このため、振動雑音のうち低域成分のものは、拡声時に振幅が大きくなってしまう不具合があった。このような低域成分の振動雑音を軽減するためには、振動板の周波数応答と磁気回路ユニットの加速度による周波数応答とが同一であること、つまり、振動板と磁気回路ユニットとの共振周波数を一致させておく必要がある。
しかし、図３に示すダイナミックマイクロホンによる場合には、振動板１と磁気回路ユニット側との共振周波数を一致させる構造を備えていないので、磁気回路ユニットが振動板１の振動とは別の周波数で振動すると、磁気回路ユニットを振動させない場合よりも大きな振動雑音を発生させてしまうという不都合があった。
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、ダイナミックマイクロホンにおける振動板と磁気回路ユニットとの共振周波数を一致させて大きな振動雑音を発生させなくすることができるマイクロホンユニットの振動雑音調整方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、中仕切り壁を介して前面開口部を有する一側空間部と後面開口部を有する他側空間部とに仕切られたユニットケースが用いられ、前記中仕切り壁との間に第１圧電素子を介在させて前記他側空間部内にウエイトを配置する第１の工程と、前記中仕切り壁との間に第２圧電素子を介在させて前記磁気回路ユニットを前記一側空間部内に配置するとともに、磁気回路ユニットが備える空隙内にボイスコイルを位置させて前記前面開口部側に振動板を張設する第２の工程と、該第２の工程を経た前記ユニットケースを前記磁気回路ユニットと前記振動板とが同一方向となるように振動させて前記第１圧電素子が前記ウエイトの重量に比例する駆動力のもとで生成する電圧を前記第２圧電素子に印加して前記磁気回路ユニットを前記振動板の振動方向と同一方向に駆動させる第３の工程とを少なくとも含むことを最も主要な特徴とする。
この場合、前記第３の工程においては、前記ウエイトの重量を変えて前記磁気回路ユニットに付与する駆動力を変動させるようにすることもできる。また、前記ウエイトは、前記ユニットケースを振動させた際の前記ボイスコイルの出力が最小となるように重量を調整するとともに、紫外線硬化樹脂を前記ボイスコイルの出力が最小となった時点で硬化させてその重量を固定するようにしてもよい。
本発明によれば、磁気回路ユニットは、その機械的寸法を変えずに等価的に駆動力としての振動速度を増加させることができるので、機械的寸法を変えた際に生じがちな磁気特性や音響特性の変化を考慮することなく、振動雑音を調整することができる。つまり、振動板と磁気回路ユニットとをユニットケースともども同一方向に振動させることにより、振動板と磁気回路ユニットとの間に相対的速度差が発生しないように調整してそれぞれの駆動力を同一にして振動雑音をキャンセルすることができる。
この場合、第３の工程においてユニットケースの他側空間部から突出している凹陥部内に調整ウエイトを入れてウエイト側の全体重量を容易に変えることができるので、磁気回路ユニットに付与する駆動力も簡単に変動させることができる。さらに、ウエイト側の全体重量は、充填してある紫外線硬化樹脂をボイスコイルの出力が最小となった時点で紫外線を照射して硬化させることで、固定化するようにしてもよい。
図１は、本発明が適用されるマイクロホンユニットの一例を切断端面として示す説明図であり、中仕切り壁１２を介して前面開口部１４を有する一側空間部１３と後面開口部１６を有する他側空間部１５とに仕切られたユニットケース１１が用いられる。
また、該ユニットケース１１の前面開口部１４側に張設される振動板２１は、その背面２２側にボイスコイル２３を備えて形成されている。
さらに、ユニットケース１１の一側空間部１３内に収容される磁気回路ユニット３１は、永久磁石３２とカップ形ヨーク３３と極板３４とで構成されており、振動板２１が備えるボイスコイル２３を配置するための空隙３５をカップ形ヨーク３３と極板３４との間に設けてその全体が形成されている。
このような構成部材を用いて行われる本発明方法は、第１圧電素子４１とウエイト４２とを一体化して他側空間部１５内に配置する第１の工程と、磁気回路ユニット３１を第２圧電素子５１ともども一側空間部１３内に配置して振動板２１を張設する第２の工程と、ユニットケース１１を振動させて第１圧電素子４１が生成する電圧を第２圧電素子５１に印加してこれを駆動させる第３の工程とを少なくとも経て行われる。
ここで、これらの各工程をさらに詳しく説明すれば、第１の工程は、中仕切り壁１２側にその一側面４１ａが密着配置される第１圧電素子４１と、該第１圧電素子４１の他側面４１ｂに一端部４３側の端面４３ａを密着させて配置されるウエイト４２とを他側空間部１５内に配置することで行われる。なお、第１圧電素子４１の配線は、図示は省略しているが、引っ張り力が加えられると電圧を発生する方向に配線されている。
この場合、ウエイト４２は、その他端部４４にその端面側を開口させた凹陥部４５を有して形成されており、該凹陥部４５側が他側空間部１５の後面開口部１６から突出させた状態のもとで他側空間部１５内に配置されている。
第２の工程では、中仕切り壁１２側にその一側面５１ａが密着配置される第２圧電素子５１と、該第１圧電素子５１の他側面５１ｂに磁気回路ユニット３１を構成しているカップ状ヨーク３３の底部３４の外表面３４ａを密着させて一体化させた状態で配置される磁気回路ユニット３１とを一側空間部１３内に配置する。なお、第２圧電素子５１の配線は、図示は省略しているが、電圧が印加されると縮む方向に接続されている。
また、振動板２１は、ユニットケース１１の前面開口部１４を仕切っている開口縁部１４ａにその周縁部２１ａを固着させ、かつ、ボイスコイル２３が空隙３６に位置するように張設することで、第２の工程を終了する。
第３の工程では、第２の工程を経てユニットケース１１の一側空間内に振動板２１と磁気回路ユニット３１と第２圧電素子５１とを、他側空間部１５内に第１圧電素子４１とウエイト４２とをそれぞれ配置されている状態のもとで、磁気回路ユニット３１と振動板２１とが同一方向となるようにユニットケース１１自体を図示しない加振器を用いてまず振動させる。
このとき、第１圧電素子４１は、ユニットケース１１の振動（引っ張り力）を受け、ウエイト４２の重量に比例する駆動力のもとで電圧を発生させる。該電圧は、第２圧電素子５１に印加され、磁気回路ユニット３１を振動板２１の振動方向と同一方向に駆動させる。
この場合、振動板２１の振動速度をｖ１，磁気回路ユニット３１の振動速度をｖ２，ウエイト４２の振動速度をｖ３とすれば、磁気回路ユニット３１の振動速度ｖ２は、ウエイト４２の振動速度ｖ３が増加すると増加する関係にあり、振動板２１も同一方向に駆動されて振動板２１の振動速度ｖ１と一致させることができる。
つまり、磁気回路ユニット３１は、その機械的寸法を変えずに等価的に駆動力としての振動速度ｖ２を増加させることができるので、機械的寸法を変えた際に生じがちな磁気特性や音響特性の変化を考慮することなく、振動雑音を調整することができることになる。
しかも、第３の工程においては、図２に示すようにウエイト４２側が上に位置するようにユニットケース１１を起立させ、該ユニットケース１１の他側空間部１５から突出している凹陥部４５内に例えば適宜の個数の小径球体からなる調整ウエイト４６を入れてウエイト４２側の全体重量を変えることで、磁気回路ユニット３１に付与する駆動力を簡単に変動させることができるようにしてもよい。
この場合、ウエイト４２側の全体重量は、ユニットケース１１を加振器を用いて振動させた際におけるボイスコイル２３の出力が最小となるように調整し、充填してある紫外線硬化樹脂４７をボイスコイル２３の出力が最小となった時点で紫外線を照射して硬化させることで、固定化するようにしてもよい。
このため、本発明によれば、振動板２１と磁気回路ユニット３１とをユニットケース１１ともども同一方向に振動させることにより、振動板２１と磁気回路ユニット３１との間に相対的速度差が発生しないように調整してそれぞれの駆動力を同一にすることで、振動雑音をキャンセルさせることができる。
なお、音波に対しては、磁気回路ユニット３１側の質量が振動板２１の質量に比較して極めて大きいことから、磁気回路ユニット３１側は、音波によっては振動せず、振動板２１のみが振動することから、両者間に相対的速度差が発生し音声による出力が得られることになる。
１１ ユニットケース
１２ 中仕切り壁
１３ 一側空間部
１４ 前面開口部
１４ａ 開口縁部
１５ 他側空間部
１６ 後面開口部
２１ 振動板
２２ 背面
２３ ボイスコイル
３１ 磁気回路ユニット
３２ 永久磁石
３３ カップ型ヨーク
３４ 底部
３４ａ 外表面
３５ 極板
３６ 空隙
４１ 第１圧電素子
４１ａ 一側面
４１ｂ 他側面
４２ ウエイト
４３ 一端部
４３ａ 端面
４４ 他端部
４５ 凹陥部
４６ 調整用ウエイト
４７ 紫外線硬化樹脂
５１ 第２圧電素子
５１ａ 一側面
５１ｂ 他側面
１２ 中仕切り壁
１３ 一側空間部
１４ 前面開口部
１４ａ 開口縁部
１５ 他側空間部
１６ 後面開口部
２１ 振動板
２２ 背面
２３ ボイスコイル
３１ 磁気回路ユニット
３２ 永久磁石
３３ カップ型ヨーク
３４ 底部
３４ａ 外表面
３５ 極板
３６ 空隙
４１ 第１圧電素子
４１ａ 一側面
４１ｂ 他側面
４２ ウエイト
４３ 一端部
４３ａ 端面
４４ 他端部
４５ 凹陥部
４６ 調整用ウエイト
４７ 紫外線硬化樹脂
５１ 第２圧電素子
５１ａ 一側面
５１ｂ 他側面
Claims (3)
- 中仕切り壁を介して前面開口部を有する一側空間部と後面開口部を有する他側空間部とに仕切られたユニットケースが用いられ、
前記中仕切り壁との間に第１圧電素子を介在させて前記他側空間部内にウエイトを配置する第１の工程と、
前記中仕切り壁との間に第２圧電素子を介在させて前記磁気回路ユニットを前記一側空間部内に配置するとともに、磁気回路ユニットが備える空隙内にボイスコイルを位置させて前記前面開口部側に振動板を張設する第２の工程と、
該第２の工程を経た前記ユニットケースを前記磁気回路ユニットと前記振動板とが同一方向となるように振動させて前記第１圧電素子が前記ウエイトの重量に比例する駆動力のもとで生成する電圧を前記第２圧電素子に印加して前記磁気回路ユニットを前記振動板の振動方向と同一方向に駆動させる第３の工程とを少なくとも含むことを特徴とするマイクロホンユニットの振動雑音調整方法。 - 前記第３の工程においては、前記ウエイトの重量を変えて前記磁気回路ユニットに付与する駆動力を変動させる請求項１に記載のマイクロホンユニットの振動雑音調整方法。
- 前記ウエイトは、前記ユニットケースを振動させた際の前記ボイスコイルの出力が最小となるように重量を調整するとともに、紫外線硬化樹脂を前記ボイスコイルの出力が最小となった時点で硬化させてその重量を固定する請求項２に記載のマイクロホンユニットの振動雑音調整方法。
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|---|---|---|---|---|
| WO2017200219A1 (ko) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 소스트 주식회사 | 피에조 멤스 마이크로폰 및 그 제조방법 |
| CN117544888A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 瑞声光电科技(常州)有限公司 | 电磁麦克风 |
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| JPH10145882A (ja) * | 1996-11-08 | 1998-05-29 | Audio Technica Corp | マイクロホン |
| JP2002232983A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Hirokazu Matsumoto | スピーカおよびその製造方法 |
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2008
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| JP2002232983A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Hirokazu Matsumoto | スピーカおよびその製造方法 |
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| CN117544888B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-04-09 | 瑞声光电科技(常州)有限公司 | 电磁麦克风 |
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