JP2859844B2 - マイクロホン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体中または固体
表面の伝搬音を収音するマイクロホンに関する。 ［発明の概要］この発明は、固体中または固体表面の伝
搬音を収音するマイクロホンに関するもので、固体から
マイクロホンのケースに伝わる振動音を受音するため、
密閉ケース内にコンプライアンス、質量、機械抵抗で構
成される機械共振素子を封入し、共振のＱと共振周波数
を変化させることにより、受音感度を上昇させ、また受
音周波数範囲の調整を可能にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体中または固体表面に設置し
て、固体中または固体表面の伝搬音を収音する方法に
は、ロッシェル塩等の有機塩系の結晶またはチタン酸バ
リウムやジルコン酸チタン酸鉛等の磁器圧電体を、振動
する固体に密着させてその機械的歪みを電気信号に変換
する方法がある。

【０００３】また、空気伝搬音を収音する目的で作られ
た動電型、電磁型または静電型マイクロホンを固体に密
着させて振動音を収音する方法もある。

【０００４】図１２は従来の空中音収音用のマイクロホ
ンで、動電（ムービングコイル）型の構造を示す縦断面
図である。このマイクロホン１は円筒形状を成してお
り、上端が開口し、下端が閉口した筺体２と、この筺体
２の内部に取り付けられた断面凸状の鉄心３と、この鉄
心３の凸部に挿着された形で筺体２の内部に取り付けら
れた永久磁石４と、この永久磁石４の上面に積層された
磁性体５と、この磁性体５の上端の外側に端部が固定さ
れた振動膜６と、鉄心３の凸部の周囲を前後（図では上
下）に移動できるようにして振動膜６の内側に連結され
たコイル７とから構成されている。コイル７からは２本
のリード線８が引き出されている。

【０００５】音波の圧力変化により振動膜６が筺体２に
対して振動すると、振動膜６に連結されたコイル７が永
久磁石４により作られる磁界中で振動し、これによって
コイル７に電気信号が発生する。振動膜６は空気中の微
小な圧力変化を高感度で検出するために面積を広くとっ
てある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の収音方法にあっては、次のような問題点があっ
た。

【０００７】（イ）圧電素子の振動周波数に対する出力
電圧特性が一様でなく、また感度が低いため、放送で使
用できる程度に周波数特性を一様にすると共に感度を上
昇させるには専用の増幅器、すなわち増幅器内部で素子
に対する補正を行った増幅器が必要であった。

【０００８】（ロ）上記専用の増幅器を挿入しても、出
力信号の信号対雑音比（所謂Ｓ／Ｎ比）が低下してしま
うことがあった。

【０００９】（ハ）空気伝搬音を収音する振動受音素子
を空気中で固体表面に接触させて固体伝搬音を収音する
場合、空気伝搬音も拾うために固体伝搬音だけを収音す
ることは難しい。

【００１０】（ニ）空気伝搬音を収音するマイクロホン
の構造は空気伝搬音を平坦な周波数特性で収音するよう
に設計されているため、固体伝搬音を収音したときに忠
実度の低い再生音質となることがある。また、振動受音
素子を空気伝搬音を拾わない目的で密閉した場合、ケー
ス内に密閉された空気の影響により、さらに音質が悪く
なることがある。

【００１１】（ホ）静電型マイクロホン素子を低温下で
使用した場合、Ｓ／Ｎ比が著しく低下し、目的とする音
の収音に使用できなくなることがある。

【００１２】（ヘ）固体振動音収音において、収音場所
は空気中に限らず、例えば水中や氷中などがあるが、空
気伝搬音を収音するマイクロホンはそのままでは水中や
氷中では使用できない。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、専用の増幅器が不要でかつＳ／Ｎ比
の低下がなく、さらに固体伝搬音を水中や氷中でも確実
に収音することができるマイクロホンを提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明によるマイクロホンは、気密性
のある筺体と、この筺体内に支持され、コイルが取り付
けられた非磁性材料からなる振動体と、この振動体を前
記筐体内に支持する支持体と、前記筐体の振動により前
記コイルから信号電圧が発生するように前記筺体内に固
定された磁石とを備え、前記振動体の質量と前記支持体
の硬さによる機械共振周波数が可聴周波数帯域になるよ
うに該質量と硬さが調整されてなるものである。

【００１５】この構成によれば、筺体を固体に接触させ
ることによってその固体からの振動で筺体が振動する。
筺体が振動することにより、磁石が振動して磁界が振動
する。振動体とコイルは、慣性により静止しようとし、
磁石とコイルは相対的に振動することになる。これによ
り静止しようとするコイルが振動する磁石による磁界中
で相対的に振動することになり、コイルに信号電圧が発
生する。

【００１６】請求項２記載の発明によるマイクロホン
は、気密性のある筺体と、この筺体内に弾性体を介して
支持された磁性材料からなる振動体と、この筐体の振動
により巻回されたコイルから信号電圧が発生するように
前記筺体内に固定された磁石とを備え、前記振動体の質
量と前記弾性体の硬さによる機械共振周波数が可聴周波
数帯域になるように該質量と硬さが調整されてなるもの
である。

【００１７】この構成によれば、筺体を固体に接触させ
ることによってその固体からの振動で筺体が振動する。
筺体が振動することにより磁石が振動して磁界が振動す
る。振動体が慣性により静止しようとし、これにより振
動体が振動する磁石による磁界中で相対的に振動するこ
とになり、コイルに信号電圧が発生する。

【００１８】請求項３記載の発明によるマイクロホン
は、気密性のある筺体と、この筺体内に支持された振動
体と背極とからなるコンデンサとを備え、コンデンサの
振動体の質量と硬さによる機械共振周波数が可聴周波数
帯域になるように該質量と硬さが調整されてなるもので
ある。

【００１９】この構成によれば、筺体を固体に接触させ
ることによってその固体からの振動で筺体が振動する。
筺体が振動することにより背極が振動し、これにより慣
性により静止しようとする振動体と背極との間の静電容
量が変化して、信号電圧が発生する。

【００２０】請求項４記載の発明によるマイクロホン
は、振動体に貫通する空気抵抗低減用の穴を開けたもの
である。

【００２１】この構成によれば、振動体に貫通する穴を
開けることにより、振動体が振動して生ずる振動体前後
の気圧差による空気抵抗の影響を受けなくなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】＜実施の形態１＞図１は本発明に係るマイ
クロホンの実施の形態１の構成を示す縦断面図である。
この実施の形態１のマイクロホン１０は動電（ムービン
グコイル）型と呼ばれるものである。

【００２４】マイクロホン１０は、円筒形状を成してお
り、密閉した筺体１１と、この筺体１１の内部に取り付
けられた断面凸状の鉄心１２と、この鉄心１２の凸部１
２Ａに挿着された形で筺体１１の内部に取り付けられた
永久磁石１３と、この永久磁石１３上に積層された磁性
体１４と、この磁性体１４の上端の外周側に端部が固定
され、中央部には穴１５Ａが開けられた振動板（振動
体）１５と、鉄心１２の凸部１２Ａの周囲を前後（図で
は上下）に移動できるようにして連結部材１７を介して
振動板１５の穴１５Ａの内側開口端に取り付けられたコ
イル１６と、振動板１５の穴１５Ａの外側開口端に取り
付けられた非磁性体、例えば真鍮のリング（重り）１８
と、コイル１６から引き出されたリード線１９とから構
成されている。振動板１５にはポリエステル等の樹脂が
好適であるが、これに限定されるものではない。また、
真鍮のリング１８はコイル１６の直径と同じ大きさに形
成されている。

【００２５】図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、振動
板１５の下側に磁性体１４が配置されており、また振動
板１５の穴１５Ａの外側開口端に真鍮のリング１８が取
り付けられている。また振動板１５の穴１５Ａを通して
鉄心１２の凸部１２Ａが露出している。

【００２６】このマイクロホン１０は固体振動音を収音
するものであり、筺体１１を収音対象としての振動する
固体に接触させることによってその固体からの振動で筺
体１１が振動する。筺体１１が振動すると、永久磁石１
３が振動して磁界が振動する。振動板１５とコイル１６
は慣性により静止しようとするため、永久磁石１３とコ
イル１６は相対的に振動することになり鎖交磁束が変化
する。その結果、コイル１６に信号電圧が発生する。

【００２７】固体振動音を収音する場合、振動板１５は
コイル１６を支持するだけの目的で存在し、すなわち空
気の振動をコイル１６に伝達する必要がないので、空中
音収音用のマイクロホン１（図１２参照）のように受音
感度を上げるために面積を広くする必要はない。むしろ
筺体１１内で振動する際に空気より受ける抵抗を減らす
ために面積は狭い方が望ましい。また振動板１５とコイ
ル１６の慣性力を増して感度を上げるには振動する部分
の質量が通常の空気中で使用するマイクロホン１の場合
よりも大きい方が望ましい。このようなことから、振動
板１５の中央部分に穴１５Ａを開けており、また質量を
増加させるための真鍮のリング１８を付加している。

【００２８】《実施の形態１の効果》この実施の形態１
では、筺体１１を気密性のあるものとし、また振動板１
５に穴１５Ａを開け、さらに振動板１５に重りとしての
真鍮のリング１８を設けると共に振動体１５の硬さを調
整して機械的な共振周波数が可聴周波数帯域内になるよ
うにした。これにより、以下に示す効果が得られる。

【００２９】（イ）圧電素子を使用したマイクロホンに
比べてノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要と
しない。また、動電型であるので低温下での使用が可能
になる。 （ロ）外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、
また水中や氷中での使用が可能になる。 （ハ）振動板１５に開けた穴１５Ａにより、振動板前後
の気圧差による空気抵抗の影響を受けないので、感度の
低下を抑制できる。 （ニ）振動板１５における質量と硬さを適宜調整するこ
とで、固体伝搬音を収音するのに十分な低域から高域ま
で均一な収音が可能になる。 （ホ）振動板１５に穴１５Ａを開ける作業および重りと
しての真鍮のリング１８を取り付ける作業はいたって簡
単であり、かつ材料費も安価であることから、簡単に固
体振動音を収音するマイクロホンを製作することができ
る。

【００３０】《変形例》なお、コイル１６とリング１８
を振動板１５で筺体１１に支える構造であれば、コイル
１６の材質や形状などはどのようなものでも構わない。
また、リング１８は真鍮製のものでなくても構わない。

【００３１】＜実施の形態２＞図３は本発明に係るマイ
クロホンの実施の形態２の構成を示す縦断面図である。
この実施の形態２のマイクロホン２０は電磁型の一種で
あるマグネチック型と呼ばれるものである。

【００３２】マイクロホン２０は、円筒形状を成してお
り、密閉した筺体２１と、この筺体２１の内部に取り付
けられた断面凹状の磁性体２２と、この磁性体２２の中
央部に取り付けられた円柱状の永久磁石２３と、この永
久磁石２３の上方に僅かな空隙を隔ててその周辺がバネ
（弾性体）２４で支持された振動板（振動体）２５と、
永久磁石２３の周囲に巻回されたコイル２６と、このコ
イル２６から引き出されたリード線２７とから構成され
ている。バネ２４の周辺は筺体２１の内部で、磁性体２
２の上端から僅か上方に取り付けられている。また、振
動板２５は磁性材料で作られており、その中央部には小
径の穴２５Ａが開けられている。

【００３３】図４は図３のＢ−Ｂ線断面図であり、中央
部に穴２５Ａが開けられた振動板２５が永久磁石２３の
上方に位置し、その周辺がリング状のバネ２４で支持さ
れている。

【００３４】このマイクロホン２０は固体振動音を収音
するものであり、筺体２１を収音対象としての振動する
固体に接触させることによってその固体からの振動で筺
体２１が振動する。筐体２１が振動すると、永久磁石２
３とコイル２６が振動して磁界が振動する。振動板２５
は慣性により静止しようとするため、永久磁石２３と振
動板２５は相対的に振動し磁束が変化する。その結果、
コイル２６に信号電圧が発生する。

【００３５】振動板２５が筺体２１の中で振動すること
で筺体２１内の空気から弾性力を受けて感度が低下する
ことになるが、振動板２５の穴２５Ａが振動板２５の両
側の圧力差を減少させて弾性力を減らすので、感度の低
下が抑制される。また、振動板２５の慣性力を増して感
度を上げるには振動板２５の質量が通常の空気中で使用
するマイクロホン１（図１２参照）の場合よりも大きい
方が望ましいので、質量を増加させるために振動板２５
を重くしている。

【００３６】《実施の形態２の効果》この実施の形態２
では、筺体２１を気密性のあるものとし、また振動板２
５に穴２５Ａを開け、さらに振動板２５の質量および振
動板２５を筺体内で支えるバネ２４の硬さを調整して機
械的な共振周波数が可聴周波数帯域内になるようにし
た。これにより、以下に示す効果が得られる。

【００３７】（イ）圧電素子を使用したマイクロホンに
比べてノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要と
しない。また、電磁型であるので低温下での使用が可能
になる。 （ロ）外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、
また水中や氷中での使用が可能になる。 （ハ）振動板２５に開けた穴２５Ａにより、振動板前後
の気圧差による空気抵抗の影響を受けないので、感度の
低下を抑制できる。 （ニ）振動板２５の質量とバネ２４の硬さを適宜調整す
ることで、固体伝搬音を収音するのに十分な低域から高
域まで均一な収音が可能になる。 （ホ）振動板２５に穴２５Ａを開ける作業およびバネ２
４に振動板２５を取り付ける作業はいたって簡単であ
り、かつ材料費も安価であることから、簡単に固体振動
音を収音するマイクロホンを製作することができる。

【００３８】＜実施の形態３＞図５は本発明に係るマイ
クロホンの実施の形態３の構成を示す縦断面図である。
上記実施の形態１のマイクロホン１０ではコイル１６の
周辺を振動板１５で支持し、実施の形態２のマイクロホ
ン２０では振動板（振動体）２５の周辺をバネ２４で支
持するようにした場合であったが、振動板３１の支持部
分は筺体１１、２１の何処に接続しても良い。なお、こ
の図において、図１と共通する部分には同一の符号を付
している。

【００３９】マイクロホン３０は、コイル１６が連結さ
れた非磁性の振動板３１を複数（図では３本）の機械的
なバネ３２（弾性体）で筺体１１の上端部の内側から吊
り下げている。コイル１６に対して筺体１１が振動する
と、筺体１１に固定された永久磁石１３が作る磁界によ
り、コイル１６に起電力が発生して信号電圧を取り出す
ことができる。この原理は実施の形態１と同様であり、
当然他の機械電気変換でも可能である。

【００４０】振動板３１が筺体１１の中で振動すると筺
体１１内の空気から弾性力を受けて感度が低下すること
になるが、振動板３１に穴（図示略）を開けて、この穴
によって振動板３１の両側の圧力差を減少させて弾性力
を減らすようにすれば感度の低下を抑制することができ
る。また、振動板３１の慣性力を増して感度を上げるに
は、振動板３１の質量が通常の空気中で使用するマイク
ロホン１（図１２参照）の場合よりも大きい方が望まし
いので、質量を増加させるために振動板３１を重くして
いる。この場合、図５では振動板３１をバネ３２により
吊り下げるようにしている。

【００４１】この実施の形態３では、筺体１１を気密性
のあるものとし、また振動板３１をバネ３２により筺体
１１内に吊り下げるようにし、さらに振動板３１の質量
およびバネ３２の硬さを調整して機械的な共振周波数が
可聴周波数帯域内になるようにした。これにより、以下
に示す効果が得られる。

【００４２】（イ）圧電素子を使用したマイクロホンに
比べてノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要と
しない。また、動電型であるので低温下での使用が可能
になる。

【００４３】（ロ）外気を遮断できるので、空気伝搬音
を収音せず、また水中や氷中での使用が可能になる。

【００４４】（ハ）振動板３１に開けた穴により、振動
板前後の気圧差による空気抵抗の影響を受けないので、
感度の低下を抑制できる。

【００４５】（ニ）振動板３１の質量とバネ３２の硬さ
を適宜調整することで、固体伝搬音を収音するのに十分
な低域から高域まで均一な収音が可能になる。

【００４６】（ホ）振動板３１に穴を開ける作業はいた
って簡単であり、かつ材料費も安価であることから、簡
単に固体振動音を収音するマイクロホンを製作すること
ができる。

【００４７】《変形例》なお、コイル１６と振動板３１
をバネ３２で筺体１１に支える構造であれば、コイル１
６の材質や形状などはどのようなものでも構わない。

【００４８】＜実施の形態４＞図６は本発明に係るマイ
クロホンの実施の形態４の構成を示す縦断面図である。
この実施の形態４のマイクロホン４０は静電型（コンデ
ンサ型）と呼ばれるものである。

【００４９】機械電気変換には、低温化で使用する場合
を除き静電型を採用することも当然可能である。この図
に示すマイクロホン４０は、密閉された筺体４１の内部
に電極についた金属製の振動板（振動体）４２と、この
振動板４２と絶縁された背極４３とが僅かな距離隔てて
筺体４１に固定されている。振動板４２と背極４３とに
よってコンデンサが形成されており、その容量変化が信
号電圧となる。

【００５０】固体振動音を収音する場合、筺体４１は接
触した固体からの振動を受けて振動し、背極４３も同時
に振動する。振動板４２と重り４４は、慣性により静止
しようとし、これにより振動板４２と背極４３との間の
距離が変化して静電容量が変化する。その結果、信号電
圧が発生する。

【００５１】振動板４２が筺体４１の中で振動すると筺
体４１内の空気から弾性力を受けて感度が低下すること
になるが、振動板４２に穴４２Ａを開けて、この穴４２
Ａによって振動板４２の両側の圧力差を減少させて弾性
力を減らすようにすれば感度の低下を抑制することがで
きる。この場合、さらに背極４３にも複数の穴４５を開
けるようにすると更に効果的である。

【００５２】また、振動板４２の慣性力を増して感度を
上げるには、振動板４２の質量が通常の空気中で使用す
るマイクロホン１（図１２参照）の場合よりも大きい方
が望ましいので、質量を増加させるために振動板に重り
４４を付加している。

【００５３】一方、静電型とした場合は出力インピーダ
ンスが大きくなるので、インピーダンス変換回路４６を
設けている。

【００５４】《実施の形態４の効果》この実施の形態４
では、筺体４１を気密性のあるものとし、また振動板４
４と背極４３とを対向させ、振動板４２に穴４２Ａを開
けると共に重り４４を設け、背極４３に複数の穴４５を
開け、さらに重り４４の質量および振動板４２の硬さを
調整して機械的な共振周波数が可聴周波数帯域内になる
ようにした。これにより、以下に示す効果が得られる。

【００５５】（イ）圧電素子を使用したマイクロホンに
比べてノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要と
しない。 （ロ）外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、
また水中での使用が可能になる。 （ハ）振動板４２に開けた穴により、振動板前後の気圧
差による空気抵抗の影響を受けないので、感度の低下を
抑制できる。 （ニ）重り４４の質量と振動板４２の硬さを適宜調整す
ることで、固体伝搬音を収音するのに十分な低域から高
域まで均一な収音が可能になる。 （ホ）振動板４２に穴４２Ａを開ける作業および重り４
４を取り付ける作業並びに背板４３に穴４５を開ける作
業はいたって簡単であり、かつ材料費も安価であること
から、簡単に固体振動音を収音するマイクロホンを製作
することができる。

【００５６】＜実施の形態の解析結果＞次に、上記実施
の形態１、２について等価回路を示し、解析した結果を
用いて説明する。

【００５７】（ａ）穴を開ける前のマイクロホンの振動
系の等価回路 変換機構は動電型または電磁型であるので、振動速度
（コイルまたは振動板と磁石との相対速度）に比例した
起電力が得られる。

【００５８】図７は穴を開ける前のマイクロホンの振動
系の構造図である。この図に示す各符号の意味は以下の
通りである。

【００５９】Ｍ：筺体と磁石の質量 ｓ_d ：弾性体の硬さ ｍ：弾性体に支持される質量 Ｓ：振動板の実効面積 ｗ₁ 、ｗ₂ ：振動板前後の空間の容積 Ｆ：外力 Ｖ_M ：筺体と磁石の振動速度 Ｖ_m ：コイルまたは振動板の振動速度 この図７の等価回路は図８のように表わすことができ
る。

【００６０】この図におけるコンプライアンスｃ₁ 、ｃ
₂ は次式のようになる。 ｃ₁ ＝ｗ₁ ／ρ・ ｃ² ｃ₂ ＝ｗ₂ ／ρ・ ｃ²

【００６１】なお、周知の如くコンプライアンスとは、
力学的振動系を電気回路に類似させるときの電気容量に
対応する量のことである。

【００６２】図８の等価回路はさらに図９のように表わ
すことができる。

【００６３】ここで、ｓ₁ 、ｓ₂ は空間の容積ｗ₁ 、ｗ
₂ により振動板に作用する等価スティフネスである。 ｓ₁ ＝Ｓ² ・ ρ・ ｃ² ／ｗ₁ ｓ₂ ＝Ｓ² ・ ρ・ ｃ² ／ｗ₂

【００６４】動電型のマイクロホンは筺体に磁器回路が
固定されており、振動板とコイルとが筺体に対して振動
する。また、電磁型のマイクロホンでは筺体に磁器回路
とコイルとが固定されており、振動板が筺体に対して振
動する。したがって、マイクロホンの出力は振動板と筺
体の相対速度（等価回路ではＶ_M −Ｖ_m ）に比例するこ
とになる。しかるにＶ_M −Ｖ_m の特性がこのマイクロホ
ンの応答特性を表わす。

【００６５】等価回路によりＶ_M を基準とした時の応答
特性は数式１に示すようになる。

【００６６】

【数１】 また、このときの共振周波数ｆ₀ は数式２に示すように
なる。

【００６７】

【数２】 （ｂ）穴を開けた後のマイクロホンの振動系の等価回路 図１０は振動板に穴を開けた後のマイクロホンの振動系
の等価回路を示す図である。振動板に穴を開けることに
より、振動板前後の空間の容積が振動板に対してスティ
フネスとして作用しなくなるため、その等価回路と応答
特性は数式３に示すようになる。

【００６８】

【数３】 また、このときの共振周波数ｆ₀ ´は数式４に示すよう
になる。

【００６９】

【数４】 図１１は数式１、数式３よりその特性を計算した概略を
示す図である。この図において、振動板に穴を開け、さ
らに重りを付加した場合はＣ_v1で示す特性となる。ま
た、振動板に穴を開けた場合はＣ_v2で示す特性となる。
また、振動板に穴を開けない場合はＣ_v3で示す特性とな
る。

【００７０】これらの特性から解るように、振動板に穴
を開けることにより、振動板前後の空間による影響を受
けなくなり、ｆ₀ が低い周波数に移行し、より低い周波
数からの収音が可能になる。

【００７１】実際にそれぞれの未知数に数値を入れて計
算すると、外形が３０ｍｍ×４０ｍｍ程度のマイクロホ
ンではｆ₀ が約２ｋＨｚとなり、それ以下の周波数では
１オクターブあたり１２ｄＢで出力が低下する。このた
め、低域の収音がほとんどできない。そこで振動板に穴
を開けることにより、ｆ₀ ´が２００Ｈｚ程度となり、
さらに振動板の質量ｍを増加することにより、ｆ₀ を１
００Ｈｚ程度に設定することが可能になる。これによ
り、低域からの収音が可能になる。

【００７２】したがって、本発明の構造を用いた場合の
方が２０Ｈｚから１０００Ｈｚの周波数で感度が約１０
ｄＢ高く、感度を増加させるに有効であることが検証さ
れた。

【００７３】このように、本発明では、専用の増幅器が
不要でかつＳ／Ｎ比の低下がなく、さらに固体伝搬音を
水中や氷中でも確実に収音することができるマイクロホ
ンの提供が可能になる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、気密性のある筺体内に揺動自在に取り付けたコ
イルを有する振動体と、筺体内に固定した磁石とを備
え、振動体の質量と硬さによる機械共振周波数が可聴周
波数帯域になるように該質量と硬さを調整したものであ
るので、以下に示す効果が得られる。

【００７５】圧電素子を使用したマイクロホンに比べ
てノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要としな
い。また、動電型であるので低温下での使用が可能にな
る。 外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、また
水中や氷中での使用が可能になる。 振動体の質量と硬さを適宜調整することで、固体伝搬
音を収音するのに十分な低域から高域まで均一な収音が
可能になる。 振動体の質量を調整することはいたって簡単であり、
かつ重りを付加するような場合でもその材料費が安価で
あることから、簡単に固体振動音を収音するマイクロホ
ンを製作することができる。

【００７６】請求項２の発明によれば、気密性のある筺
体内に弾性体を介して揺動自在に支持した磁性材料から
なる振動体と、筺体内に固定すると共にコイルを巻回し
た磁石とを備え、振動体の質量と弾性体の硬さによる機
械共振周波数が可聴周波数帯域になるように該質量と硬
さを調整したものであるので、以下に示す効果が得られ
る。

【００７７】圧電素子を使用したマイクロホンに比べ
てノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要としな
い。また、電磁型であるので低温下での使用が可能にな
る。 外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、また
水中や氷中での使用が可能になる。 振動体の質量と弾性体の硬さを適宜調整することで、
固体伝搬音を収音するのに十分な低域から高域まで均一
な収音が可能になる。 振動体の質量を調整することはいたって簡単であり、
かつ重りを付加するような場合でもその材料費が安価で
あることから、簡単に固体振動音を収音するマイクロホ
ンを製作することができる。

【００７８】請求項３の発明によれば、気密性のある筺
体内に揺動自在に取り付けた振動体と背極とからなるコ
ンデンサを備え、コンデンサの振動体の質量と硬さによ
る機械共振周波数が可聴周波数帯域になるように該質量
と硬さを調整したものであるので、以下に示す効果が得
られる。

【００７９】圧電素子を使用したマイクロホンに比べ
てノイズが少なくなり、また専用の増幅器を必要としな
い。 外気を遮断できるので、空気伝搬音を収音せず、また
水中での使用が可能になる。 振動体の質量と硬さを適宜調整することで、固体伝搬
音を収音するのに十分な低域から高域まで均一な収音が
可能になる。 振動体の質量を調整することはいたって簡単であり、
かつ重りを付加するような場合でもその材料費が安価で
あることから、簡単に固体振動音を収音するマイクロホ
ンを製作することができる 請求項４の発明によれば、上記振動体に貫通する穴を開
けたものであるので、振動板前後の気圧差による空気抵
抗の影響を受けないので、感度の低下を抑制できる。ま
た、振動板に穴を開ける作業はいたって簡単であること
から、簡単に固体振動音を収音するマイクロホンを製作
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロホンの実施の形態１の構
成を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡＡ線断面図である。

【図３】本発明に係るマイクロホンの実施の形態２の構
成を示す縦断面図である。

【図４】図３のＢＢ線断面図である。

【図５】本発明に係るマイクロホンの実施の形態３の構
成を示す縦断面図である。

【図６】本発明に係るマイクロホンの実施の形態４の構
成を示す縦断面図である。

【図７】本発明に係るマイクロホンの実施の形態１、２
における振動板に穴を開ける前のマイクロホンの振動系
の構造図である。

【図８】本発明に係るマイクロホンの実施の形態１、２
における振動板に穴を開ける前のマイクロホンの振動系
の等価回路図である。

【図９】図８の等価回路を簡略化した等価回路である。

【図１０】本発明に係るマイクロホンの実施の形態１、
２における振動板に穴を開けた後のマイクロホンの振動
系の等価回路図である。

【図１１】振動板の穴の有無と重りを付加した各場合に
おける応答特性を示す図である。

【図１２】従来の動電型のマイクロホンの構成を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０ マイクロホン １１、２１、４１ 筺体 １３、２３ 永久磁石 １５、２５、３１、４２ 振動板 １５Ａ、２５Ａ、４２Ａ 穴 １６、２６ コイル １８ リング ２４、３２ 弾性体 ４３ 背極 ４４ 重り

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04R 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密性のある筺体と、 この筺体内に支持され、コイルが取り付けられた非磁性
   材料からなる振動体と、 この振動体を前記筐体内に支持する支持体と、 前記筐体の振動により前記コイルから信号電圧が発生す
   るように前記筺体内に固定された磁石と、を備え、 前記振動体の質量と前記支持体の硬さによる機械共振周
   波数が可聴周波数帯域になるように該質量と硬さが調整
   されてなることを特徴とするマイクロホン。
2. 【請求項２】 気密性のある筺体と、 この筺体内に弾性体を介して支持された磁性材料からな
   る振動体と、 この筐体の振動により巻回されたコイルから信号電圧が
   発生するように前記筺体内に固定された磁石と、を備
   え、 前記振動体の質量と前記弾性体の硬さによる機械共振周
   波数が可聴周波数帯域になるように該質量と硬さが調整
   されてなることを特徴とするマイクロホン。
3. 【請求項３】 気密性のある筺体と、 この筺体内に支持された振動体と背極とからなるコンデ
   ンサと、を備え、 前記コンデンサの振動体の質量と硬さによる機械共振周
   波数が可聴周波数帯域になるように該質量と硬さが調整
   されてなることを特徴とするマイクロホン。
4. 【請求項４】 前記振動体に貫通する空気抵抗低減用の
   穴を開けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載のマイクロホン。