JP2013187788A - Non-directional microphone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械的な振動に起因する雑音をキャンセルする無指向性マイクロホンに関し、例えば携帯電話機、ICレコーダ、又はビデオカメラなどに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an omnidirectional microphone that cancels noise caused by mechanical vibration, and relates to a technique that is effective when applied to, for example, a mobile phone, an IC recorder, or a video camera.
ICレコーダーなどの録音機器をポケットに入れたまま使用すると、動いたとき機械的な振動音なども一緒に録音されてしまうことがある。また、ビデオカメラなどの録画機器に於いても焦点合わせのためにレンズが動く時に発生する機械的な振動雑音が録音されてしまうことがある。この振動雑音は、装置の機械的な振動による慣性力によってマイクロホンの振動板が変位して生ずる。そのような振動雑音をキャンセルする技術について例えば特許文献1に記載がある。同文献では、マイクロホンのカプセル内に一対の振動板が配置され、それら振動板にそれぞれカプセルの外側に向かって対向された一対の背極板が設けられ、また、一対の振動板の間には回路基板が配置される。同文献の図2の例では、回路基板に貫通孔を形成し、同孔をカプセルの側面に形成した音孔に連通させて音波を入力するようになっている。カプセルの両端面は閉塞されている。図8の例は音孔をカプセルの両端面にそれぞれ形成して音波を入力し、双方の振動板の間は前記回路基板で遮蔽するように構成される。何れの構成においても、一対の振動板に入力した音波に対して同相の出力を得ることができるときると共に、機械的振動に起因する振動雑音に対しては逆相の出力を得ることができ、これによって振動雑音をキャンセルすることができる。
If a recording device such as an IC recorder is used in a pocket, mechanical vibrations may be recorded with it when it moves. Also, in a recording device such as a video camera, mechanical vibration noise generated when the lens moves for focusing may be recorded. This vibration noise is generated by the displacement of the diaphragm of the microphone due to the inertial force due to the mechanical vibration of the apparatus. For example,
本発明者は機械的な振動雑音のキャンセル効果を向上させることについて検討した。これによれば、特許文献1では、入力した音波を受ける振動板の受圧面とは反対側のダンピング空間が振動板毎に分離されている。同文献の図2の例では中央部から入力音波を受ける音響空間が双方の振動板で共有されているに過ぎず、ダンピング空間は振動板毎に離間して形成されている。同文献の図8の例ではカプセルの両端面から夫々の振動板が入力音波を受けていているが、中央部のダンピング空間は回路基板によって振動板毎に分離されている。このように、入力した音波を受ける振動板の受圧面とは反対側のダンピング空間がそれぞれの振動板毎に分離されていると、振動板が機械的な振動を受けて同じ方向に変位しようとしたとき、一方のダンピング空間は膨張し、他方のダンピング空間は縮小しようとする。しかしながら、双方のダンピング空間における膨張の変位速度と縮小の変位速度が同じになるような特別な考慮が払われていなければ、その出力が変位誤差や減衰誤差を生じ易くなり、充分に振動音をキャンセルできないことが本発明者によって見出された。
The present inventor has studied to improve the effect of canceling mechanical vibration noise. According to this, in
本発明の目的は、比較的簡単な構成により高い精度で振動雑音をキャンセル可能な無指向性マイクロホンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an omnidirectional microphone capable of canceling vibration noise with high accuracy by a relatively simple configuration.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
すなわち、本発明に係る無指向性マイクロホンは、その中央部において双方の振動板の対向面に接する共通空間をダンピング空間とし、双方の振動板の対向面とは反対側の面に接して個別の音響空間と音響端子を形成して構成される。 That is, in the omnidirectional microphone according to the present invention, a common space that is in contact with the opposing surfaces of both diaphragms is a damping space at the center, and an individual surface that is in contact with the opposite surface of both diaphragms is in contact with each other. An acoustic space and an acoustic terminal are formed.
これによれば、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間それ自体は圧縮膨張を伴わずに変形するだけで済むから、振動雑音を高い精度でキャンセルすることが可能になる。しかも、マイクロホンの中央部にそれぞれの振動板に共通のダンピング空間を形成する構成は比較的簡単である。 According to this, when the diaphragms are displaced in the same direction with respect to the vibration noise, the damping space itself only needs to be deformed without compressive expansion, so that the vibration noise can be canceled with high accuracy. Is possible. Moreover, a configuration in which a damping space common to the respective diaphragms is formed at the center of the microphone is relatively simple.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、比較的簡単な構成により高い精度で振動雑音をキャンセル可能な無指向性マイクロホンを提供することができる。 That is, it is possible to provide an omnidirectional microphone that can cancel vibration noise with high accuracy by a relatively simple configuration.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.
〔1〕本発明の一実施の形態に係る無指向性マイクロホン(1)は、一方の容量電極になる振動板(20)に、他方の容量電極になり貫通孔(41)を有する背電極(40)が対向配置され、前記貫通孔を通して前記振動板の一方の面に接し且つ第1の音響端子(73)に連通する第1の音響空間(90)が形成され、前記振動板の他方の面に接し且つ第2の音響端子(11)に連通する第2の音響空間(80)が形成された一対の双指向性マイクロホン(2A,2B)を、双方の前記第2の音響端子が相互に連通するように結合し、連通された夫々の前記第2の音響空間が双方の振動板に共通の一つのダンピング空間(100)とする。 [1] An omnidirectional microphone (1) according to an embodiment of the present invention has a back electrode (20) serving as one capacitive electrode and a back electrode (through-hole (41) serving as the other capacitive electrode). 40) are arranged opposite to each other, and a first acoustic space (90) that is in contact with one surface of the diaphragm through the through hole and communicates with the first acoustic terminal (73) is formed, and the other of the diaphragms is formed. A pair of bidirectional microphones (2A, 2B) having a second acoustic space (80) in contact with the surface and communicating with the second acoustic terminal (11) are connected to each other. The second acoustic spaces connected to each other are connected to each other as one damping space (100) common to both diaphragms.
これによれば、一対の音響端子から一対の振動板に入力した音波に対して夫々の振動板が相互に逆方向に変位して同相の出力を得る。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。このとき前記ダンピング空間は、双方の振動板の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難く、これによって振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。さらに、双指向性マイクロホンの第2の音響端子を連通させるように付き合わせて固定することによって、夫々の第2の音響空間を簡単に双方の振動板に共通の一つのダンピング空間にすることができるから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。 According to this, the respective diaphragms are displaced in opposite directions with respect to the sound waves input from the pair of acoustic terminals to the pair of diaphragms, and an in-phase output is obtained. With respect to vibration noise caused by mechanical vibration, the respective diaphragms are displaced in the same direction to obtain outputs of opposite phases. As a result, vibration noise can be canceled. At this time, the damping space is a common space in contact with the opposing surfaces of both diaphragms. Therefore, when the diaphragms are displaced in the same direction with respect to vibration noise, the damping space is not compressed and expanded. It is difficult to cause displacement errors or attenuation errors in both diaphragms, and vibration noise can be canceled with high accuracy. Further, by attaching and fixing the second acoustic terminal of the bidirectional microphone so as to communicate with each other, each second acoustic space can be easily made into one damping space common to both diaphragms. Therefore, the above-described effects can be achieved with a relatively simple configuration.
〔2〕項1において前記夫々の双指向性マイクロホンは、前記第1の音響空間側に、前記容量電極に形成された容量電圧を検出するための回路素子(72)が実装された回路基板(70)を有する。前記第1の音響端子が前記回路基板に形成されている。
[2] In each
〔3〕項1又は2において、前記夫々の双指向性マイクロホンは固有のケーシング(10)を有し、双方のケーシング端面を当接させて双方の前記第2の音響端子が相互に連通するように結合されている。
[3] In
最も簡単に双方を付き合わせて結合することができる。 The simplest way is to add them together.
〔4〕本発明の別の実施の形態に係る無指向性マイクロホン(1A)は、ケーシング(10A)の中央部に、一方の容量電極になる一対の振動板(20,20)がそれらに共通のダンピング空間(120)を挟んで対向配置され、前記ダンピング空間とは反対側で夫々前記振動板に接している夫々の個別音響空間(130,130)には他方の容量電極になる背電極(40)が振動板に対向配置される。夫々の前記背電極には前記個別音響空間を挟んで回路基板(70)が対向配置され、夫々の前記背電極には表裏に連通する連通孔(41)が形成され、夫々の前記回路基板には表裏に連通する音響端子(73)が形成される。 [4] In the omnidirectional microphone (1A) according to another embodiment of the present invention, a pair of diaphragms (20, 20) serving as one capacitive electrode is common to the central portion of the casing (10A). Each of the individual acoustic spaces (130, 130) which are disposed opposite to each other with the damping space (120) sandwiched therebetween and in contact with the diaphragm on the opposite side of the damping space (back electrode) 40) is arranged opposite to the diaphragm. A circuit board (70) is disposed opposite to each of the back electrodes with the individual acoustic space interposed therebetween, and a communication hole (41) communicating with the front and back is formed in each of the back electrodes. An acoustic terminal (73) communicating with the front and back is formed.
これによれば、項1と同様に、一対の音響端子から一対の振動板に入力した音波に対して夫々の振動板が相互に逆方向に変位して同相の出力を得る。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。このとき前記ダンピング空間はケーシングの中央部において双方の振動板の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済むから、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難くなり、振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。さらに、ケーシングの中央部において双方の振動板の対向面に接するようにダンピング空間を形成すればよいから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。 According to this, similarly to the first aspect, the diaphragms are displaced in opposite directions with respect to the sound waves input from the pair of acoustic terminals to the pair of diaphragms, thereby obtaining an in-phase output. With respect to vibration noise caused by mechanical vibration, the respective diaphragms are displaced in the same direction to obtain outputs of opposite phases. As a result, vibration noise can be canceled. At this time, since the damping space is a common space in contact with the opposing surfaces of both diaphragms in the central portion of the casing, the damping space is compressed and expanded when the diaphragms are displaced in the same direction with respect to vibration noise. Therefore, it is difficult to cause displacement errors and attenuation errors in both diaphragms, and vibration noise can be canceled with high accuracy. Furthermore, since the damping space has only to be formed so as to be in contact with the opposing surfaces of both diaphragms in the central portion of the casing, the above-described effects can be achieved with a relatively simple configuration.
2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.
図1には本発明の一実施の形態に係る無指向性マイクロホンの軸断面図が示される。同図に示される無指向性マイクロホン1は、相互に同じ2個の双指向性マイクロホン2A,2Bを組み合わせて構成される。
FIG. 1 is an axial sectional view of an omnidirectional microphone according to an embodiment of the present invention. The
双指向性マイクロホン2A,2Bのそれぞれは、例えば、大凡、有底筒状を成すケーシング10に形成されている。ケーシング10は例えばアルミニウム製であり、その有底部分には一方の音響端子としての複数個の音波通過開口(以下第2の音響端子とも称する)11が形成され、有底部分の反対側の端縁部分12は組み立て工程の最後に内側に折り曲げられ、ケーシング10の筒内に構成された後述する部材を係止し、その中央部に開口13が形成されている。
Each of the
ケーシングの筒内には、その奥部から順に、振動板20、絶縁スペーサ30、背電極40、絶縁性チャンバー50、接触リング60、及び回路基板70が配置される。
In the cylinder of the casing, the
振動板20は背電極40とともにコンデンサの一方の容量電極になり、間隙をもって前記振動板20の対極を成す背電極40はコンデンサの他方の容量電極となる。
The
前記振動板20は、特に制限されないが、ポリエステルフィルム等の誘電体膜の一面に金属膜が蒸着され、その金属膜21が振動板リング22に固定され、その誘電体面に絶縁性スペーサ30が固定されている。前記振動板20の金属膜21は誘電体膜の両面に形成されていても差し支えない。前記金属膜21と振動板リング22の内周面で囲まれた空間は前記第2音響端子11に連通する第2音響空間80を構成する。
The
前記背電極40は、表裏に連通する複数の貫通孔41を有し、リング状の絶縁性チャンバー50の内周に形成された陥凹部にその外周縁部の一部が嵌合固定されると共に、その一端面が絶縁性スペーサ30に当接される。特に制限されないが、前記背電極40は、導体、例えばニッケルメッキされた真ちゅう製であり、前記振動板20との対向面には永久分極を形成するための例えばフッ素樹脂がラミネートされている。
The
回路基板70は、特に制限されないが、表裏面に適宜の配線パターンが形成されたプリント配線基板71に、インピーダンス変換に利用される電界効果トランジスタなどの回路チップ72が実装されると共に、表裏に連通して他方の音響端子とされる複数個の音波通過開口(以下第1の音響端子とも称する)73が形成される。特に図示はしないが、プリント配線基板71の外部露出面には出力端子としての電極パッドが形成されている。
The
前記背電極40は絶縁性チャンバー50の内周部分に挿入された導電性の接触リング60を介して前記プリント配線基板71における所要の信号配線パターンに導通される。前記振動板20の金属膜21は振動板リング22からケーシング10を通りその端縁部分12を介して前記プリント配線基板71における所要の信号配線パターンに導通される。
The
前記金属膜21の反対面から背電極40の貫通孔41を通して接触リング60の内周面で囲まれた空間は前記第1音響端子72に連通する第1音響空間90を構成する。
A space surrounded by the inner peripheral surface of the
上述より明らかなように、双指向性マイクロホン2A,2Bのそれぞれは、振動板20を挟んで一方の第1音響空間90に連通する第1の音響端子73を有すると共に、振動板20を挟んで他方の第2音響空間80に連通する第2の音響端子11を有する。図1に示される無指向性マイクロホン1は、双指向性マイクロホン2Aの第2の音響端子11と双指向性マイクロホン2Bの第2の音響端子90とが相互に連通するように、双方のケーシング10,10の端面を密着させて結合し、連通された夫々の前記第2の音響空間80,80が双方の振動板20,20に共通の一つのダンピング空間100とされる。上記密着結合を行うには、ケーシング端面同志の接着剤による接着、両面テープを介在させた貼り付け固定、又は双方のケーシングを弾性体で外側から被覆する押圧固定などを採用するいことができる。ケーシング端面間の気密の確保はオーリングを用いて行ってもよい。
As is clear from the above, each of the
上記無指向性マイクロホン1によれば、ダンピング空間を構成する第2の音響空間80は密閉されていて音波が外から入力されず、夫々の第1の音響空間90に連通する第1の音響端子73が外からの音波を入力する。これら一対の第1の音響端子73からそれぞれに対応する振動板20に入力した音波に対して夫々の振動板20は相互に逆方向に変位する。すなわち、コンデンサを形成する振動板20と背電極40との距離が一方のマイクロホンにおいて離れるとすると、もう一方のマイクロホンでも離れ、また、一方のマイクロホンにおいて近づくと、もう一方のマイクロホンでも近づく。これにより、マイクロホン2A,2B相互の音響特性が同位相となり、夫々の回路基板70の出力パッド(図示せず)から同相の出力を得て、良好な音響感度を持った無指向性マイクロホンが実現される。
According to the
一方、機械的振動に起因する振動雑音に対しては、夫々の振動板20が相互に同じ方向に変位して、夫々の回路基板70の図示を省略する出力パッドから逆相の出力を得ることによって、振動雑音をキャンセルすることができる。特に、前記ダンピング空間100は、双方の振動板20,20の対向面に接して密閉された共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板20,20が相互に同じ方向に変位するとき、ダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板に変位誤差や減衰誤差を生じ難く、これによって振動雑音を高い精度でキャンセル可能になる。また、相互の振動板20,20の間隔は小さく、ダンピング空間を小さくすることができるから、振動雑音に対して、双方の振動板の振動減衰差などによる影響を更に抑えることができ、この点でも振動雑音を効果的にキャンセルすることができる。その上、双指向性マイクロホンの第2の音響端子を連通させるように付き合わせて固定することによって夫々の第2の音響空間を簡単に双方の振動板に共通の一つのダンピング空間にすることができるから、比較的簡単に構成によって上記作用効果を奏することができる。
On the other hand, with respect to vibration noise caused by mechanical vibration, the
図2には本発明の別の実施の形態に係る無指向性マイクロホンの軸断面図が示される。同図に示される無指向性マイクロホン1Aは、図1に対して1個のケーシング10Aに構成されている点が相違される。図2において図1と同じ構成部品には同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 2 shows an axial sectional view of an omnidirectional microphone according to another embodiment of the present invention. The omnidirectional microphone 1A shown in the figure is different from that shown in FIG. 1 in that it is configured as a single casing 10A. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ケーシング10Aの中央部にはスペーサ110を介して一対の振動板20,20がそれらに共通のダンピング空間120を挟んで対向配置される。前記ダンピング空間120とは反対側で前記振動板20,20に接している夫々の個別音響空間130,130には他方の容量電極になる背電極40、40が振動板20、20に対向配置される。夫々の前記背電極40、40には前記個別音響空間130,130を挟んで回路基板70,70が対向配置され、夫々の前記背電極40,40には表裏に連通する連通孔41が形成され、前記回路基板70,70には表裏に連通する音響端子73,73が形成される。背電極40と回路基板70の間には前記絶縁性チャンバー50及び接触リング60が配置されており、ケーシング10Aの両端の端縁部分12Aは組み立て工程の最後に内側に折り曲げられ、ケーシング10Aの筒内に構成された部材を係止し、その中央部には音響端子73を露出させる開口13Aが形成されている。
A pair of
これによれば、図1と同様に、一対の音響端子73,73から一対の振動板20,20に入力した音波に対して夫々の振動板20,20が相互に逆方向に変位して同相の出力を得ることができる。機械的振動に起因する振動雑音に対しては夫々の振動板20,20が相互に同じ方向に変位して逆相の出力を得る。これによって振動雑音をキャンセルすることができる。特に、前記ダンピング空間120はケーシング10Aの中央部において双方の振動板20,20の対向面に接する共通空間とされるから、振動雑音に対して夫々の振動板20,20が相互に同じ方向に変位するときダンピング空間は圧縮膨張を伴わずに済み、双方の振動板20,20に変位誤差や減衰誤差を生じ難くなり、振動雑音を高い精度でキャンセルすることができる。さらに、ケーシング10Aの中央部において双方の振動板20、20の対向面に接するようにダンピング空間120を形成すればよいから、比較的簡単な構成によって上記作用効果を奏することができる。
According to this, as in FIG. 1, the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等におけるズーム音やICレコーダー等の振動キャンセルマイクロホンとして有効である。またタッチノイズ等の振動対策が必要な機器へも適用することができる。 For example, the present invention is effective as a zoom sound in a digital video camera, a digital still camera or the like, or as a vibration canceling microphone in an IC recorder or the like. It can also be applied to devices that need countermeasures against vibration such as touch noise.
1 無指向性マイクロホン
2A,2B 双指向性マイクロホン
10 ケーシング
11 第2の音響端子
20 振動板
21 金属膜
22 振動板リング
30 絶縁スペーサ
40 背電極
41 貫通孔
50 絶縁性チャンバー
60 接触リング
70 回路基板
72 回路チップ
73 第1の音響端子
80 第2音響空間
90 第1音響空間
100 ダンピング空間
10A ケーシング
110 スペーサ
120 ダンピング空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の音響端子が前記回路基板に形成されている、請求項1記載の無指向性マイクロホン。 Each of the bidirectional microphones has a circuit board on which a circuit element for detecting a capacitive voltage formed on the capacitive electrode is mounted on the first acoustic space side,
The omnidirectional microphone according to claim 1, wherein the first acoustic terminal is formed on the circuit board.
前記ダンピング空間とは反対側で夫々前記振動板に接している個別音響空間には、他方の容量電極になる背電極が振動板に対向配置され、
夫々の前記背電極には前記個別音響空間を挟んで回路基板が対向配置され、
夫々の前記背電極には表裏に連通する連通孔が形成され、
夫々の前記回路基板には表裏に連通する音響端子が形成された、無指向性マイクロホン。 In the center of the casing, a pair of diaphragms that serve as one capacitive electrode are arranged opposite to each other across a common damping space,
In the individual acoustic space that is in contact with the diaphragm on the opposite side to the damping space, a back electrode that becomes the other capacitive electrode is disposed opposite to the diaphragm,
A circuit board is disposed opposite to each of the back electrodes across the individual acoustic space,
Each of the back electrodes is formed with a communication hole communicating with the front and back.
An omnidirectional microphone in which an acoustic terminal communicating with the front and back is formed on each circuit board.
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