JP4971220B2 - 車載用マイク装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の搭乗者の音声を集音するために、自動車室内に設けられている車載用マイク装置、特に単一指向性を有するマイクロホンを備えた車載用マイク装置の構造に関する。

自動車の室内において、携帯電話や自動車電話などで通話をする際にハンズフリー通話をすることができるように車載用マイク装置が備えられていることがある。また、この車載用マイク装置はナビゲーションシステムの音声操作にも使用されることがある。

一般的に、車載用マイク装置は、特定の方向に感度が良い性能を有する単一指向性のマイクロホンを備えている。これにより、特定の搭乗者の音声をはっきりと捉えることができ、それ以外の搭乗者の音声または車外の騒音などのノイズを低減することができる。例えば、車載用マイク装置は、運転席と助手席との間の天井面にあるオーバーヘッドコンソール部に設けられており、マイクロホンの単一指向性を例えば運転席の方向に設定することで、運転席に着座する搭乗者の音声を感度よく集音することができる。

従来の車載用マイク装置の一例について図を用いて説明する。図１は、従来の車載用マイク装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、従来のマイクロホンの概略構成を示す断面図である。なお、従来の車載用マイク装置は、運転席に着座する搭乗者の音声を感度よく集音する一方で、助手席に着座する搭乗者の音声をできるだけ排除するような指向性が設定された装置である。

車載用マイク装置１１０は、車室内の例えば天井面に設けられる。車載用マイク装置１１０は、車室内に固定される筐体１２０と、これに収容されるマイクロホン１３０とを有する。筐体１２０の一部は、車室内の天井面１１８を形成する。マイクロホン１３０は単一指向性を有する。このため、マイクロホン１３０は、感度が良い方向、すなわち音源１１２がある方向に対して向かい合う側を正面１３０ａと規定し、この正面１３０ａの反対にある側を背面１３０ｂと規定している。

図１に示すように、車載用マイク装置１１０に対して紙面右側に音源１１２が位置し、この音源１１２は、運転席に着座する搭乗者である。そうすると、車載用マイク装置１１０に対して紙面左側には助手席に着座する搭乗者が位置することになる。

筐体１２０には、マイクロホン１３０の正面１３０ａと背面１３０ｂとに音が到達するように、車室内の天井面１１８からマイクロホン１３０まで音の通路がそれぞれ設けられる。具体的には、天井面１１８において音源１１２に近い位置、すなわち運転席側に寄った位置に開口１１８ａを有し、その開口１１８ａとマイクロホン１３０の正面１３０ａとを接続する正面通路１２２が設けられる。また、天井面１１８において音源１１２から遠い位置、すなわち助手席側に寄った位置に開口１１８ｂを有し、その開口１１８ｂとマイクロホン１３０の背面１３０ｂとを接続する背面通路１２４が設けられる。

正面通路１２２と背面通路１２４とは、一般的にマイクロホン１３０が有する周波数特性に悪影響を及ぼさない構成になっている。通常、マイクロホン１３０の背面１３０ｂに通じる背面通路１２４によって音が遅延してしまう。そこで、この遅延を正面通路１２２でも同様に生じさせる。すなわち、正面通路１２２が、その距離が背面通路１２４の距離と等しくなるように形成される。これにより、車載用マイク装置１１０において、マイクロホン１３０が有する周波数特性に悪影響を及ぼさずにマイクロホン１３０を使用することができる。

次に、単一指向性のマイクロホン１３０について図２を用いて説明する。マイクロホン１３０は、マイクハウジング１３２と、振動板１３８と、遅延板１４０とを有する。マイクハウジング１３２は、音源１１２の音を受音するため、二つの孔が形成されている。すなわち、正面１３０ａに正面受音部１３４が、背面１３０ｂに背面受音部１３６がそれぞれ形成されている。マイクハウジング１３２の内部に、振動板１３８と遅延板１４０とが設けられている。具体的には、振動板１３８が正面１３０ａ側に、遅延板１４０が背面１３０ｂ側に配置されている。振動板１３８は、マイクロホン本体であり、音源１１２の音を捉える板である。遅延板１４０は、背面受音部１３６から侵入する音が振動板１３８に到達するのを遅らせる板であり、この板には音が通る遅延孔１４０ａが形成されている。また、背面１３０ｂの内部側には、増幅素子１４２とコンデンサ１４４とが配置され、その裏面、すなわち背面１３０ｂの外部側には、電源供給と信号出力とを兼用する電極１４６が配置される。また、その外部側には、電極１４６と外部基板との間を結ぶケーブル（図示せず）が接続される。

この構成により、感度が良い方向、すなわち運転席であり音源１１２がある方向から正面通路１２２、正面受音部１３４を通って振動板１３８に伝達する音は、はっきりと捉えることができる。一方、感度が良い方向以外の方向、例えば助手席がある方向から背面通路１２４、背面受音部１３６を通って遅延板１４０を介して振動板１３８に伝達する音は、正面受音部１３４に回りこんで振動板１３８に伝達する音に相殺される。したがって、このように構成される車載用マイク装置１１０においては、運転席に着座する搭乗者の音声をはっきりと捉えることができる。一方で、助手席に着座する搭乗者などの音声はマイクロホン１３０内にて相殺されて、できるだけ排除される。

下記特許文献１においては、自動車の搭乗者の音声を集音するために、車室内の天井面のオーバーヘッドコンソールに単一指向性マイクロホンを備えた車載用マイク装置が記載されている。

特開２００７−１６８６８６号公報

上述のような従来の車載用マイク装置１１０においては、マイクロホン１３０が有する周波数特性に悪影響を及ぼさないようにするために、正面通路１２２と背面通路１２４の距離を等しくする必要がある。そうすると、正面通路１２２に対してある程度のスペースが必要になってしまい、車載用マイク装置１１０の小型化が困難であるという問題があった。

本発明の目的は、簡易な構造で、特定の搭乗者の音声を集音する性能を維持しつつ装置の小型化を図ることができる車載用マイク装置を提供することにある。

本発明は、車室内に固定される筐体と、筐体に収容された単一指向性のマイクロホンと、を備え、前記マイクロホンは、正面受音部と背面受音部とを含むマイクハウジングと、マイクハウジングの正面側に設けられた振動板と、背面側に設けられた遅延板とを有し、集音したい音源と排除したい音源との間に設けられた車載用マイク装置において、前記マイクロホンは、背面が車室側に向くように配置され、筐体は、集音したい音源側に寄って位置する正面集音口と、排除したい音源側に寄って位置する背面集音口とを有し、前記背面集音口が前記マイクロホンの背面受音部に直結し、前記正面集音口が前記マイクロホンの正面受音部に、筐体内を迂回する通路を介して接続されることを特徴とする。

また、マイクハウジングの正面には、電源供給用と信号出力用のケーブルが接続されていることを特徴とする。

また、遅延板は、マイクロホンの背面側に複数枚設けられていることを特徴とする。

本発明の車載用マイク装置によれば、簡易な構造で、特定の搭乗者の音声を集音する性能を維持しつつ装置の小型化を図ることができる。

本発明に係る車載用マイク装置の実施形態について、図に従って説明する。図３は、本実施形態の車載用マイク装置１０の概略構成を示す図である。本実施形態においては、一例として、車室内の天井面に設けられた車載用マイク装置を挙げ、この車載用マイク装置について説明する。なお、本発明は、車室内の天井面に設けられた車載用マイク装置に限らず、車室内の搭乗者の音声を集音するために車室内の天井面以外、例えばインストルメントパネルに設けられた車載用マイク装置にも適用できる。

車載用マイク装置１０は、筐体１４と、これの蓋であって、車室内の天井の一部となる下部パネル１６とを有する。下部パネル１６には、車室内にある音源１２から発生した音を筐体１４の内部に透過させる集音口１８が複数形成されている。下部パネル１６の内側、すなわち筐体１４の内部には、通路形成部材２０と、マイクロホン３０と、基板５０とが収容される。

図４に、図３のＡ−Ａ線による断面図を示す。通路形成部材２０は、下部パネル１６の集音口１８から侵入する音源１２の音をマイクロホン３０に導く通路を有する。通路形成部材２０には、マイクロホン３０（図中、破線で示す）が配置される。次に説明するがマイクロホン３０には正面３０ａと背面３０ｂが規定されている。本実施形態における車載用マイク装置１０においては、マイクロホン３０の正面３０ａが図中の上側に向くように通路形成部材２０に配置されることを特徴とする。言い換えれば、マイクロホン３０の背面３０ｂが車室側に向くように配置され、通常のマイクロホンの配置方向とは逆に配置されることを特徴とする。

マイクロホン３０について、図５を用いて説明する。マイクロホン３０は、単一指向性を有する。このため、マイクロホン３０は、一般的に、感度が良い方向、すなわち音源がある方向に対して向かい合う側を正面３０ａと規定し、この正面３０ａの反対にある側を背面３０ｂと規定している。

マイクロホン３０は、マイクハウジング３２と、振動板３８と、第一及び第二遅延板４０，４１とを有する。マイクハウジング３２は、音源１２の音を受音するため、二つの孔が形成されている。すなわち、正面３０ａに正面受音部３４が、背面３０ｂに背面受音部３６がそれぞれ形成されている。マイクハウジング３２の内部に、振動板３８と第一及び第二遅延板４０，４１とが設けられている。具体的には、振動板３８は正面３０ａ側に、遅延板４０，４１は背面３０ｂ側に配置されている。なお、本実施形態においては遅延板が２枚から構成される場合について説明したが、この構成に限らず、遅延板が１枚のみで構成されることもできるし、遅延板が３枚以上から連なるように構成されることもできる。

振動板３８は、マイクロホン本体であり、音源１２の音を捉える板である。第一及び第二遅延板４０，４１は、背面受音部３６から侵入する音が振動板３８に到達するのを遅らせる板である。第一遅延板４０には音を通す第一遅延孔４０ａが、第二遅延板４１には音を通す第二遅延孔４１ａがそれぞれ形成されている。背面受音部３６と第一及び第二遅延孔４０ａ，４１ａは、正面３０ａから背面３０ｂに向かう方向に対してずれて設けられている。これにより、マイクハウジング３２の内部において、背面受音部３６から振動板３８までを結ぶ距離が、第二遅延孔４１ａ、そして第一遅延孔４０ａを通過することで長くなるので、背面受音部３６から侵入する音が振動板３８に到達する時間を遅らせることができる。

また、マイクロホン３０の正面３０ａの内部側には、増幅素子４２とコンデンサ４４と含む電気部品が配置される。また、正面３０ａの外部側には、マイクロホン３０への電源供給とマイクロホン３０からの信号出力とを兼用する電極４６が配置される。また、正面３０ａの外面には、電極４６と基板５０との間を結ぶケーブル（図示せず）が接続される。

図４に戻り、通路形成部材２０の集音口１８は、音源１２側、すなわち運転席側に寄っている開口を正面集音口１８ａと、それとは逆に助手席側に寄っている開口を背面集音口１８ｂに分けることができる。通路形成部材２０は、正面集音口１８ａとマイクロホン３０の正面３０ａの正面受音部３４とを接続する正面通路２２を有する。また、通路形成部材２０は、背面集音口１８ｂとマイクロホン３０の背面３０ｂの背面受音部３６とを接続する背面通路２４を有する。背面通路２４は、背面集音口１８ｂから背面受音部３６に向かい直線的に、比較的短く形成される。なお、背面集音口１８ｂと背面受音部３６を直結するようにし、背面通路２４を無くすこともできる。これにより、筐体１４を平板状にすることができ、車載用マイク装置１０の天井内に向かう奥行き寸法を小さくすることができる。結果として、車載用マイク装置１０を小型化することができる。

一方、正面通路２２は、正面集音口１８ａから断面Ｌ状に屈曲して正面３０ａに到達するよう、すなわち音が迂回して正面受音部３４に到達するよう形成される。よって、正面通路２２は背面通路２４より長く形成される。なお、通路形成部材２０より図中の上方、すなわち車室天井の内側には、基板５０（図中、破線で示す）が位置し、この基板５０が正面通路２２の一部を構成する。

車載用マイク装置１０の動作について説明する。まず、感度が良い方向、すなわち運転席側の音源１２のある方向から音を集音する場合について説明する。

音源１２の音は、下部パネル１６の集音口１８から筐体１４の内部に入り、正面通路２２と背面通路２４を通る。正面通路２２を通過した音は、正面受音部３４からマイクハウジング３２の内部に侵入し、振動板３８に到達する。一方、背面通路２４を通過した音は、背面受音部３６からマイクハウジング３２の内部に侵入し、第一及び第二遅延板４０，４１を通過して振動板３８に到達する。ここで、音源１２から振動板３８に到達するまでの距離は、正面通路２２を通るルートと背面通路２４を通るルートとでほぼ等しい。そして、背面通路２４を通るルートにおいては、マイクハウジング３２内で第一及び第二遅延板４０，４１を通過し、音が遅延する。したがって、正面通路２２を通る音の方が早く振動板３８に到達して、マイクロホン３０は音源１２の音を集音することができる。

次に、助手席側の方向からの音をできるだけ排除する場合について説明する。

助手席側の音は、下部パネル１６の集音口１８から筐体１４の内部に入り、正面通路２２と背面通路２４を通る。正面通路２２を通過した音は、正面受音部３４からマイクハウジング３２の内部に侵入し、振動板３８に到達する。一方、背面通路２４を通過した音は、背面受音部３６からマイクハウジング３２の内部に侵入し、第一及び第二遅延板４０，４１を通過して振動板３８に到達する。ここで、助手席側にある音源から振動板３８に到達するまでの距離は、正面通路２２を通るルートのほうが背面通路２４を通るルートよりはるかに長い。そして、背面通路２４を通るルートにおいては、マイクハウジング３２内で第一及び第二遅延板４０，４１を通過し、音が遅延する。したがって、第一及び第二遅延板４０，４１により音が遅延する効果と、正面通路２２を通ることで音が遅延する効果とが同等になるようにすることにより、助手席側の音源からの音を振動板３８で相殺することができる。その結果、助手席側の方向からの音をできるだけ排除することができる。

本実施形態においては、運転席に集音したい音源があり、助手席に排除したい音源がある場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、助手席に集音したい音源があり、運転席に排除したい音源がある場合にも適用できる。つまり、集音したい音源と排除したい音源との中間に車載用マイク装置１０を配置し、集音したい音源側に正面集音口１８ａを、排除したい音源側に背面集音口１８ｂを設けることにより、集音したい音源の音を感度よく捉えることができるとともに、排除したい音源の音をできるだけ排除することができる。

従来の車載用マイク装置の概略構成を示す断面図である。 従来のマイクロホンの概略構成を示す断面図である。 本実施形態の車載用マイク装置の概略構成を示す図である。 図３のＡ−Ａ線による断面図である。 図３のＢ−Ｂ線による断面図である。

符号の説明

１０ 車載用マイク装置、１２ 音源、１８ａ 正面集音口、１８ｂ 背面集音口、３０ マイクロホン、３０ａ 正面、３０ｂ 背面、３２ マイクハウジング、３４ 正面受音部、３６ 背面受音部、３８ 振動板、４０，４１ 遅延板。

Claims (3)

1. 車室内に固定される筐体と、
   筐体に収容された単一指向性のマイクロホンと、
   を備え、
   前記マイクロホンは、正面受音部と背面受音部とを含むマイクハウジングと、マイクハウジングの正面側に設けられた振動板と、背面側に設けられた遅延板とを有し、
   集音したい音源と排除したい音源との間に設けられた車載用マイク装置において、
   前記マイクロホンは、背面が車室側に向くように配置され、
   筐体は、集音したい音源側に寄って位置する正面集音口と、排除したい音源側に寄って位置する背面集音口とを有し、
   前記背面集音口が前記マイクロホンの背面受音部に直結し、
   前記正面集音口が前記マイクロホンの正面受音部に、筐体内を迂回する通路を介して接続される、
   ことを特徴とする車載用マイク装置。
2. 請求項１に記載の車載用マイク装置において、
   マイクハウジングの正面には、電源供給用と信号出力用のケーブルが接続されていることを特徴とする車載用マイク装置。
3. 請求項１または２に記載の車載用マイク装置において、
   遅延板は、マイクロホンの背面側に複数枚設けられていることを特徴とする車載用マイク装置。

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