JP4178149B2 - マイクロフォンシールドシステム - Google Patents

Description

（優先権主張）
本出願は、２０００年５月２６日に出願された、当初のタイトルが「Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ Ａ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ Ｆｒｏｍ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ」の米国出願第０９／５７９，１１９の一部継続出願であり、現在、米国特許第６，７７１，７８８である。上記出願の開示は、リファレンスとしてここで援用される。

本発明は、マイクロフォンシールドに関し、特に、環境条件に対してマイクロフォンを保護するシステムに関する。

テレビ、映画および無線通信産業は、音声および他の音を、他の場所に送信され得る信号および高品質サウンドに再変換される信号に変換する機器に頼る。高品質サウンドは、消費者の期待を満たすために、また正確にイベントを保存するために重要であり得る。高品質サウンドを取得することは、大変難しく、特に、サウンドが周辺のノイズの影響を受ける時は難しい。

多くのソースが周辺のノイズを作成する。頻繁に直面するソースは、風および雨を含む。風は、マイクロフォンの検知要素によって検出されるサウンドを歪まし得る。一方、雨は、雨が検知要素に当たるとき、ノイズを作成し得る。電子フィルタリングが、風および雨のノイズをいくらか除去するために用いられてきた。しかしながら、電子フィルタリングは、サウンドの透明度および品質を低下させ得るオーディオの周波数をいくらか減衰させる。

従って、従来技術において、これらの潜在的な問題のいくつかを克服するシールドを提供する。

本発明は、選択された音を捕らえるシールドシステムを提供する。このシールドシステムは、ネックエクステンションに結合されているマイクロフォンエンクロージャを含む。エンクロージャの一部を横切って伸ばされたメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）が、選択された周波数範囲内で信号を通過させる。メンブレンは、周波数範囲より上および／または下の信号をブロックもしくは減衰して、選択された音を捕らえ得る。

本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な記載を検討することにより当業者に対して明らかである。このような追加的なシステム、方法、特徴および利点が本発明の記載内および本発明の範囲内に含まれ、また上記の請求項によって保護されることが意図される。

（項目１）
音波を受信する開口部を定義するマイクロフォンエンクロージャと、
開口部に渡って位置するメンブレン支持材と、
メンブレン支持材に渡って伸ばされたメンブレンと
を備えた、マイクロフォンシールドシステム。

（項目２）
マイクロフォンエンクロージャは、マイクロフォンエンクロージャから延びるエンクロージャネックを備え、次に、エンクロージャは、音波を受信する開口部を定義する、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目３）
メンブレンは、大気圧よりおよそ１ｐｓｉから３ｐｓｉ大きい膨張した圧力によって伸ばされる、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目４）
メンブレン支持材は、ワイヤーメッシュを備えた、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目５）
メンブレンは、音楽周波数を通過させる、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目６）
メンブレンは、有声音を通過させる、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目７）
マイクロフォンと目的地との間でワイヤレス接続リンクをさらに備えた、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目８）
メンブレンをマイクロフォンエンクロージャへ固定するガスケットをさらに備えた、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目９）
伸ばされたメンブレンは、予想される乱気流圧に少なくとも等しい圧力まで膨らまされる、項目１に記載のマイクロフォンシールドシステム。

（項目１０）
マイクロフォンシールシステムを構築する方法であって、
マイクロフォンエンクロージャを提供することと、
マイクロフォンエンクロージャにおいて、音波を受信する開口部を作成することと、
開口部に渡って位置するメンブレン支持材を提供することと、
メンブレン支持材を横切ってメンブレンを伸ばすことと
を包含する、方法。

（項目１１）
メンブレン支持材は、ワイヤーメッシュのドームを包含する、項目１に記載の方法。

（項目１２）
有声音を通過させる帯域通過フィルタとして機能するように、メンブレンを調整することをさらに包含する、項目１０に記載の方法。

（項目１３）
メンブレンをガスケットを有するマイクロフォンエンクロージャへ固定することをさらに包含する、項目１０に記載の方法。

（項目１４）
メンブレンは、予想される環境の圧力より大きい圧力まで膨らまされる、項目１０に記載の方法。

（項目１５）
メンブレンは、予想される乱気流圧に少なくとも等しい圧力まで膨らまされる、項目１０に記載の方法。

（項目１６）
音楽周波数を通過させる帯域通過フィルタとして機能するように、メンブレンを調整することをさらに包含する、項目１０に記載の方法。

（項目１７）
膨張針を用いてメンブレンを膨らませることをさらに包含する、項目１０に記載の方法。

本発明は、以下の図面および記載を参照して、より理解される。図中のコンポーネントは、縮尺に強調が置かれているのではなく、むしろ本発明の原理に強調が置かれている。さらに、図面において、同様の参照番号は、異なる見方の図面にわたって、対応するパーツを指し示す。

図１において、マイクロフォンシールドシステム１００は、マイクロフォン１０４を囲む弾力性のあるメンブレン１０２を含み得る。メンブレン１０２は、エンクロージャ１０６を形成し得る。システム１００は、またメンブレン１０２のすべてもしくは一部を囲む気泡層１０８を含み得る。

マイクロフォン１０４は、前面１１２および背面１１４を有する検知要素１１０を含み得る。前面１１２と背面１１４との間に位置する信号コネクタ１１６、１１８は、エンクロージャ１０６を通過し得る。シール１２０は、エンクロージャに入る、またはエンクロージャから出る液体もしくは気体の通過を防ぎ得る。メンブレン１０２は、数ミル（ｍｉｌ）の厚さであり得る。メンブレン１０２は、膨らまされ得るバルーンに見られるゴムといった合成ゴム、ラテックス、もしくは他の材料から作られ得る。メンブレン１０２は、不透過的、かつ、弾力的であり、マイクロフォン１０４を囲むように膨らまされ得る。

メンブレン１０２は、大気圧より大きい数ＰＳＩ（例えば、１から３ＰＳＩ）まで膨らまされ得る。メンブレン１０２は、またエンクロージャ１０６への乱気流、風、雨もしくは他の環境的影響力によっておよぼされる予想される圧力より大きく膨らまされ得る。膨張圧は、選択されたまたは予想される圧力に実質的に一致し得るか、もしくは超え得る。圧力は、メンブレンに当たり得る継続的もしくは変動的圧力であり得る。圧力における変化とともに拡張および縮小し、かつ、エンクロージャ１０６を直ちに占め得る任意の媒体が、メンブレン１０２を膨らまさせるために用いられる。媒体は、液体もしくは気体を含み得る。気体が利用されるとき、気体は、メンブレン１０２の透過率と比べて、比較的大きな分子サイズを有し得る。気体は、二酸化炭素、もしくは、空気または他の気体といった気体の組み合わせであり得る。比較的大きい分子サイズを有する気体が、メンブレン１０２を膨らますために利用されるとき、メンブレンは、長時間、膨らんだままであり得る。

気泡層１０８は、可塑性の開放気泡といった開放気泡（ｏｐｅｎ ｃｅｌｌ ｆｏａｍ）であり得る。気泡層１０８は、また有機海綿に見られる天然の気泡構造といった天然の気泡構造を有し得る。気泡材料の組み合わせが、また利用され得る。

気泡層１０８は、さまざまな厚さに作られ得る。気泡層１０８は、およそ０．２５インチの厚さより小さくなり得て、およそ０．２５インチからおよそ０．５インチの厚さであり得て、もしくは他の厚さ、または他の範囲の厚さであり得る。気泡層１０８は、厚さにおいて増加するとき、気泡層１０８は、乱気流をますますブロックし得えて、また、入ってくる信号がメンブレン１０２に達する前に、入ってくる信号からの、より高い周波数の干渉を減衰し得る。気泡層１０８は、メンブレン１０２の上、もしくはメンブレン１０２に接触して機械的に保持され得るか、もしくは、メンブレン１０２に渡って伸ばされ得る。

メンブレン１０２に当たる音波は、エンクロージャ１０６内において、媒体を介して、メンブレン１０２にエネルギーを振動および送信させる。膨張圧は、乱気流を弱め得て、つまり乱気流を吸収し得て、マイクロフォン１０４に渡って圧力振動を減少させ得て、また所望されないノイズをフィルタリングし得る。メンブレン１０２は、また、ある周波数帯域内で信号を通過させ、周波数帯域より上および／または下の信号をブロックもしくは減衰することによって帯域通過フィルターの役割を果たし得る。

メンブレン１０２は、およそ１００Ｈｚからおよそ１０ＫＨｚ、およそ３００Ｈｚからおよそ５ＫＨｚ、およそ１００Ｈｚからおよそ１５ＫＨｚ〜２５ＫＨｚ、およそ３００Ｈｚからおよそ３，４００Ｈｚまたは他の周波数範囲の通過帯域を作成するために選ばれ得る。通過帯域の組み合わせが、また利用され得る。マイクロフォンが音楽信号を捕えるとき、およそ１００Ｈｚからおよそ１０ＫＨｚの通過帯域が利用され得る。およそ３００Ｈｚからおよそ５ＫＨｚの通過帯域またはおよそ３００Ｈｚからおよそ３，４００Ｈｚは、マイクロフォンが、スピーチもしくは歌といった音声信号を捕えるとき、用いられ得る。およそ１００Ｈｚからおよそ１５〜２５ＫＨｚの通過帯域は、マイクロフォンが、ハイファイ音楽を捕えるとき、利用され得る。

メンブレン１０２によって通過される周波数範囲は、気泡層１０８を操作することによって調整され得る。気泡材料、その弾力性および厚さにおける変更は、通過帯域特性を変更し得る。同様に、メンブレン材料、膨張圧、厚さおよび厚さの範囲の変更もまた通過帯域特性を変更し得る。

メンブレン１０２は、より厚くされることにより、通過帯域の周波数の範囲を減少させ得るか、または通過帯域の周波数をシフトダウンさせ得る。あるいは、メンブレン１０２は、膨張の状態であることにより、通過帯域の周波数範囲を減少させ得るか、または通過帯域の周波数をシフトダウンさせ得る。メンブレン１０２および気泡層１０８は、エンクロージャ１０６、およびマイクロフォン検知要素１１０の前面１１２と背面１１４との間における空気圧において、準音波振盪を含む圧力差を減少し得る。

封入されている媒体の漏れを防ぎ、かつ、環境的影響に対して保護するために、エンクロージャ１０６は、シールされ得る。シール１２０は、ゴムストッパー、クランプ、ひも、接着シール、もしくは他のデバイス、または漏れを実質的に防ぐ他のシールであり得る。信号コネクタ１１６、１１８は、シール１２０を通過し得るか、もしくは他の開口部を介して、エンクロージャ１０６から出るように導かれ得る。膨張針は、シール１２０とメンブレン１０２との間を通過し得、またはシール１２０を通過することにより、メンブレン１０２を膨らまし得る。

マイクロフォン１０４は、音を電気信号または光信号に変換する。追加的なハードウェアおよび／またはソフトウェアは、マイクロフォン出力をコンピュータまたはコントローラが処理し得るデジタルデータに変換し得る。ワイヤーは、マイクロフォンの出力を行き先に接続し得る。あるいは、接続はワイヤレスであり得、かつ、周波数変調接続または振幅変調接続といった変調された搬送波を用い得る。有線もしくは無線接続は、マイクロフォンをＺｉｇＢｅｅ、Ｍｏｂｉｌｅ―Ｆｉ、Ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ、Ｗｉ―ｆｉもしくはＷｉＭａｘネットワークといった無線ネットワークにリンクし得る。

図２において、マイクロフォンシールドシステム２００は、チャンバ２０４を形成するマイクロフォンエンクロージャ２０２を含み得る。チャンバ２０４は、マイクロフォン２０６を囲み得る。シールドシステム２００は、またメンブレン支持材２０８と、メンブレン２１０と、気泡層２１２とを含み得る。マイクロフォンエンクロージャ２０２は、マイクロフォンの上に位置する、音波を受信する開口部２１４を有し得る。

メンブレン支持材２０８は、メンブレン２１０のすべてもしくは一部を覆う気泡層２１２を有する開口部２１４のすべてもしくは一部に渡って延び得る。メンブレン支持材２０８は、ワイヤーメッシュから作られ得る。メンブレン２１０は、またマイクロフォンエンクロージャ２０２のすべてもしくは一部を覆い得る。マイクロフォンエンクロージャ２０２は、風、雨もしくは他の環境的影響に対してマイクロフォン２０６を保護する気密性が高いエンクロージャであり得る。

メンブレン支持材２０８は、チャンバ２０４上にドームを形成し得る、もしくは曲面を持たないチャンバ２０４に延び得る。メンブレン２１０は、そのメンブレン２１０をエンクロージャに締め付け得る、つまり固定し得るメンブレン支持材２０８に渡って機械的に伸ばされ得る。メンブレン支持材２０８は、強風もしくは大雨といったいずれかのタイプの外部的条件下での、メンブレン２１０の変形を制限し得る。

図３において、マイクロフォンシールドシステム３００は、チャンバ３０４を形成するマイクロフォンエンクロージャ３０２を含み得る。チャンバ３０４は、ネック３０８を含み得る。ネック３０８は、マイクロフォンエンクロージャ３０２へ外延を形成し得、チャンバ３０４の幅より、幅が小さい開口部３１０を有し得る。開口部３１０は、その開口部３１０に渡ってメンブレン３１４を伸ばすこと、つまり固定することを容易にし得る。気泡層３１６は、すべてもしくは一部の開口部３１０およびマイクロフォンエンクロージャ３０２に渡って延び得る。

ネック３０８は、エンクロージャ３０２の一部であり得、成形プロセスによって形成され得る。ネック３０８は、また別個に取り付けられているか、またはエンクロージャ３０２に機能的に結合されている。さらに、ネック３０８は、図３に示される端より、むしろエンクロージャ３０２のサイドから突出し得る。

締め具３１８は、メンブレン３１４をエンクロージャ３０２、もしくはメンブレン支持材３１２の上のネック３０８を取り付け得る。

締め具３１８は、プラスチックもしくはゴムから作られた平坦なリングであり得、ガスケットとして利用され得る。締め具３１８は、メンブレン３１４およびネック３０８の上に押し付けられることにより、メンブレンをマイクロフォンエンクロージャ３０２に取り付け得る。

図４は、マイクロフォンシールドシステムを作成するフローチャート４００である。マイクロフォンエンクロージャは、マイクロフォンチャンバを形成し得る（ステップ４０２）。ネックは、マイクロフォンエンクロージャの上に延びることにより、マイクロフォンエンクロージャの幅より、幅が小さい開口部を有する第２のチャンバを形成し得る（ステップ４０４）。

マイクロフォンは、そのマイクロフォンが、チャンバの壁によって囲まれる、つまりエンクローズされるように、チャンバ内に位置され得る（ステップ４０６）。チャンバは、ストッパー、クランプ、ひもによってシールされ得るか、またはグルーまたはセメントといった接着材もしくは封止材をエンクロージャに適用することによってシールされ得る（ステップ４０８）。マイクロフォンに結合されている信号コネクタは、開口部またはチャンバシールを通過し得る。

メンブレン支持材は、チャンバの上に形成され得る（ステップ４１２）。チャンバ内に形成される開口部のすべてもしくは一部にわたりに位置するワイヤーメッシュもしくは他の支持材構造が用いられ得る。メンブレンは、マイクロフォンエンクロージャおよびメンブレン支持材に渡って伸ばされ得る（ステップ４１４）。メンブレンは、弾力性のあるメンブレンであり得、膨張方法、機械的方法、または方法の組み合わせによって伸ばされ得る。

チャンバは、大気圧より大きく加圧され得る（ステップ４１６）。メンブレンは気体、液体または他の物質によって膨らまされ得る。気泡層は、メンブレンに渡って広がり得、またオプション的にメンブレンに接触して位置し得る（ステップ４１８）。気泡層は、人工的な開放気泡、天然の気泡もしくは気泡の組み合わせであり得る。気泡層の厚さは、調整されることにより、所望の周波数応答を有する帯域通過フィルターを作成し得る。

図５は、シールドシステム１００、２００もしくは３００を統合し得るシステムを示す。携帯電話５０２といった電話は、シールドシステム５０４を含み得る。携帯電話５０２におけるシールドシステム５０４は、およそ３００Ｈｚからおよそ５ＫＨｚの周波数応答、またはおよそ３００Ｈｚからおよそ３４００Ｈｚの周波数応答、または他の所望の周波数応答を提供し得る。

マイクロフォンシステム５０６は、またシールドシステム５０８を含み得る。マイクロフォンシステム５０６は、有線もしくは無線のマイクロフォンであり得る。シールドシステム５０８は、音楽信号を捕えるために、およそ１００Ｈｚからおよそ１０ＫＨｚの周波数応答、ハイファイ音楽を捕えるために、およそ１００Ｈｚからおよそ１５ＫＨｚ〜２５ＫＨｚの周波数応答、もしくは、スピーチを捕えるために、およそ３００Ｈｚからおよそ３，４００Ｈｚ〜およそ５ＫＨｚの周波数応答を提供するように調整され得る。

オフィスに用いられるといったヘッドセットマイクロフォンシステム５１０が、またシールドシステム５１２を利用し得る。シールドシステム５１２は、有声信号を通過させる周波数応答を提供するために調整され得る。

図５は、またボイスレコーダ５１６を示す。ボイスレコーダは、携帯可能であり、ＭＰ３もしくはＷＡＶファイルを録音または処理し得る。ボイスレコーダ５１６において、シールシステム５１８は、有声および無声信号を通過させる周波数応答を提供し得る。音を検知する他のシステムは、また１つ以上のマイクロフォンシールドを含み得る。

マイクロフォンシールドシステムは、多くの用途に対して、高品質な音の再生を提供する。マイクロフォンシールドシステムは、雨、風および他の環境的影響からマイクロフォンを保護し得る。

本発明のさまざまな実施形態が記載されてきたが、一方で、より多くの実施形態およびインプリメンテーションが、本発明の範囲内で、可能であることが当業者には明らかである。従って、本発明は、添付の請求項およびその同等物によって制限される。

マイクロフォンシールドシステムを示す。 第２のマイクロフォンシールドシステムを示す。 第３のマイクロフォンシールドシステムを示す。 マイクロフォンシールドシステムを作成するフローチャートである。 マイクロフォンシールドシステムを統合し得るシステムを示す。

符号の説明

１００、２００、３００ マイクロフォンシールドシステム
１０２、２１０、３１４ メンブレン
１０４、２０６ マイクロフォン
１０６ エンクロージャ
１０８、２１２、３１６ 気泡層
１１０ 検知要素
１１２ 前面
１１４ 背面
１１６、１１８ 信号コネクタ
１２０ シール
２０２、３０２ マイクロフォンエンクロージャ
２０４、３０４ チャンバ
２０８、３１２ メンブレン支持材
２１４、３１０ 開口部
３０８ ネック
３１８ 締め具

Claims (19)

1. 音波を受信する開口部を定義するマイクロフォンエンクロージャと、
   該開口部に渡って伸ばされたメンブレンであって、外面を有するメンブレンと
   を備え、
   該メンブレンの外面にかかる大気圧より高い圧力まで該メンブレンを膨張させることによって、該マイクロフォンエンクロージャは、該メンブレンの外面にかかる該大気圧より高い圧力まで加圧されている、マイクロフォンシールドシステム。
2. 前記マイクロフォンエンクロージャは、該マイクロフォンエンクロージャから延びるエンクロージャネックを備え、該エンクロージャネックは、音波を受信する前記開口部を定義する、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
3. 前記メンブレンは、大気圧よりおよそ１ｐｓｉから３ｐｓｉ大きい膨張した圧力によって伸ばされる、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
4. 前記開口部に渡って位置するワイヤーメッシュのメンブレン支持材さらに備えた、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
5. 前記メンブレンは、音楽周波数を通過させる、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
6. 前記メンブレンは、有声音を通過させる、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
7. 前記マイクロフォンと目的地との間でワイヤレス接続リンクをさらに備えた、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
8. 前記メンブレンを前記マイクロフォンエンクロージャへ固定するガスケットをさらに備えた、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
9. 前記伸ばされたメンブレンは、予想される乱気流圧に少なくとも等しい圧力まで膨らまされる、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
10. マイクロフォンシールドシステムを構築する方法であって、
    該方法は、
    マイクロフォンエンクロージャを提供することと、
    該マイクロフォンエンクロージャにおいて、音波を受信する開口部を作成することと、
    該開口部に渡って外面を有するメンブレンを伸ばすことと、
    該メンブレンの外面にかかる大気圧より高い圧力まで該メンブレンを膨張させることによって、該メンブレンの外面にかかる該大気圧より高い圧力まで該マイクロフォンエンクロージャを加圧することと
    を包含する、方法。
11. 前記開口部に渡って位置するワイヤーメッシュのメンブレン支持材を提供することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
12. 有声音を通過させる帯域通過フィルタとして機能するように、前記メンブレンを調整することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
13. ガスケットを用いて前記マイクロフォンエンクロージャへ前記メンブレンを固定することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記メンブレンは、予想される環境の圧力より大きい圧力まで膨らまされる、請求項１０に記載の方法。
15. 前記メンブレンは、予想される乱気流圧に少なくとも等しい圧力まで膨らまされる、請求項１０に記載の方法。
16. 音楽周波数を通過させる帯域通過フィルタとして機能するように、前記メンブレンを調整することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
17. 膨張針を用いて前記メンブレンを膨らませることをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
18. 前記開口部に渡って位置するメンブレン支持材をさらに備えた、請求項１に記載のマイクロフォンシールドシステム。
19. 前記開口部に渡って位置するメンブレン支持材を提供することをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。

Images