JP5004593B2 - ワイヤレスマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、カラオケ施設や会議室等で用いられるマイクロホンに係るものであり、詳しくは、音声の伝送に光信号（赤外線）を用いた光学式のワイヤレス（無線）マイクロホンに関する。

ワイヤレスマイクロホンは、コードの引き回しや、コードの長さによる利用者の動作制限を要しないため、自由に動き回ることが出来るといった利便性を有している。特に、カラオケ施設においては、利用者が動き回りながら歌うことや、マイクを持った状態で身振り手振りの動きを付けて楽しむことができるのでワイヤレスマイクロホンが汎用されている。また、持運びし易いといった利便性も有する。

このようなワイヤレスマイクロホンには、ＦＭ波を使用した電波式のものや、赤外線等の光信号を使用した光学式のものがある。
しかしながら、電波式のワイヤレスマイクロホンは、高価な上、電波が外部に漏れてしまうことや、混信を生じてしまう等の虞があった。そのため、最近では安価で、秘話性の高い光学式のものが多くなってきている。たとえば、赤外線では、電波式とは異なり、壁などの障害物によって信号を簡単に遮断できる。そのため、光学式ワイヤレスマイクロホンは、一つのフロアにいくつもの部屋を備えたカラオケ施設等に好適に用いられている。

光学式ワイヤレスマイクロホンは、光信号出力部を備えており、音声入力部で受け取った音声や音楽（音波）を変調された光信号として、前記光信号出力部より発信する。
また、この光信号は、ワイヤレスマイクロホンを使用する施設の天井や壁の適所に設けられた受信装置によって受信される。受信された光信号は、適宜電気信号に復調され、アンプ装置を介して音声や音楽としてスピーカ等より出力される。

ところが、光学式ワイヤレスマイクロホンの持ち方（握り位置）や使用角度によっては、光信号が受信装置に到達しないことがある。そのため使用者は、光信号出力部からの光信号が受信装置へ向かうように、ワイヤレスマイクロホンの向きや位置に常時注意していなければならず、非常に煩わしいものであった。
そこで、光信号出力部からの光信号が受信装置で確実に受信されるように、広い指向性を有することを目的として、光信号出力部の取り付け位置等に工夫を講じた手段が幾つか提案されている（たとえば、特許文献１又は２参照）。

また、光信号出力部が備える発光手段の下方に、鏡等の反射部材を配置し、重力によって前記反射部材の方向を規定し、光信号の反射方向を調整する方法も提案されている（特許文献３及び４参照）。前記反射部材の配置手段としては、回動軸回りに傾斜するジンバル型の可動部品に取り付けたり、液体に浮かせたりする方法がある。
たとえば、反射部材を液体に浮かせるようにしたワイヤレスマイクロホンの構造は、図４に示すとおりである。このようなワイヤレスマイクロホン１０１は、入力された音声を電気信号として出力する集音手段を備えるヘッド部１１０と、マイクロホンとして機能させるための各種電気回路を備えるグリップ部１２０と、前記電気信号を光信号に変換して出力する発光手段１３２を備える光信号送信部１３０と、を少なくとも有している。そして、前記光信号送信部１３０を備えるケース１３０ａ内に流動部材１３４を封入し、前記発光手段１３２の下方において、前記流動部材１３４に浮くように反射部材１３３を配置している。

しかしながら、ワイヤレスマイクロホンは通常手持ちマイクロホンとして用いられることから、ときには誤って床等に落下させてしまうことがある。そうすると、上記特許文献３及び４に記載されたように、反射部材を、可動部品に取り付けたり、液体に浮かせたりした場合、落下等の衝撃が前記反射部材に加えられ易く、前記反射部材は破損してしまうことがあった。すなわち、反射部材を可動部品に取り付けた構造であると、衝撃による慣性によって反射部材が大きく変位し、破損し易くなる。また、反射部材を液体に浮かせた構造であると、衝撃によって変位した反射部材が、その内壁に衝突して破損することがあった。
特開平８−１８５０９号公報 特開平９−１６３４８３号公報 特開３１７８０１９号公報 特開３１７８０２０号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、重力によって方向が規定できる反射部材を備える光学式のワイヤレスマイクロホンにおいて、落下等の衝撃によって反射部材が破損してしまうことを防止したワイヤレスマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤレスマイクロホンは、入力された音声を電気信号として出力する集音手段と、前記電気信号を光信号に変換して出力する発光手段と、前記光信号の出射方向を規定できる反射部材を有する光信号伝送手段と、ケース内に封入されていて前記反射部材を浮かせて前記反射部材の反射面を水平状態に支持し電圧の印加により粘性が増加する流動部材と、衝撃による振動を検知して電圧を発生する振動検知手段と、を備え、前記振動検知手段が振動を検知して発生する電圧が前記流動部材に印加されることにより前記流動部材の粘性が増加して前記反射部材の変位を抑制するように、前記振動検知手段と前記流動部材が電気的に接続されていることを最も主要な特徴とする。

本発明に係るワイヤレスマイクロホンによれば、ワイヤレスマイクロホンに衝撃が加わった場合に、反射部材が大きく変位してしまうことを抑制でき、前記反射部材が衝撃による変位によって破損することが無くなる。そして、衝撃が加わった後も支障なく光信号を常に所定の方向へ向けて出射させるように規定できる。
したがって、重力によって方向が規定できる反射部材を備える光学式のワイヤレスマイクロホンにおいて、落下等の衝撃によって反射部材が破損してしまうことを防止したワイヤレスマイクロホンを提供することが出来る。

また、通常は前記反射部材の変位を許容し、落下等の衝撃が加わったときだけ前記反射部材の大きな変位を抑制するように制御できる。
また、振動検知手段での衝撃による振動の検知情報を前記流動部材へ素早く伝達し、前記反射部材の形状に関係なく前記流動部材によって、前記反射部材の変位を抑制することができる。

さらに、前記振動検知手段が、少なくとも互いに直交する三方向からの衝撃を検知できるものとすることにより、ワイヤレスマイクロホンの落下等の向きに関係なく衝撃を検知し、前記反射部材の大きな変位を抑制するように制御できる。
したがって、落下等の向きに関係なく、反射部材が衝撃により破損してしまうことを防止することができる。

以下、本発明にかかるワイヤレスマイクロホンの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のワイヤレスマイクロホンの一例を示す部分縦断側面図である。
本実施形態のワイヤレスマイクロホン１は、図１に示すように、ヘッド部１０と、グリップ部２０と、光信号送信部３０と、を少なくとも備え、前記光信号送信部３０が、衝撃による前記反射部材の変位を抑制する制御手段を更に備えていることを特徴とする。

ヘッド部１０は、入力された音声を電気信号として出力する集音手段として、マイクロホンユニット１１を有する。

グリップ部２０は、握り易いように適宜な直径で略円柱状に形成されている。
このグリップ部２０は、前記マイクロホンユニット１１にて出力された電気信号をレベル調整する増幅回路２１を有する。また、グリップ部２０は、レベル調整した電気信号をＦＭ変調するＦＭ変調回路２２を有する。

また、グリップ部２０には、ワイヤレスマイクロホン１を動作させる電源となる電池（不図示）を収納するためのグリップフレーム２８が設けられている。また、グリップフレーム２８には、増幅回路２１やＦＭ変調回路２２等マイクロホンとして機能させるための各種電気回路が取り付けられている。

グリップフレーム２８の下端部には、前記ＦＭ変調された電気信号を光信号に変換して出力する発光手段を取り付けるための台座２９が固定されている。
また、グリップ部２０と光信号送信部３０の接合部分には、クッション用のゴムリング４０が周回するように取り付けられている。ゴムリング４０は、ワイヤレスマイクロホン１をテーブルや机等の上に置く際に、前記光信号送信部３０を衝撃等から保護する機能を有している。

光信号送信部３０は、前記発光手段として複数の発光素子３２・・３２を有する。発光素子３２としては、たとえば赤外線発光ＬＥＤを挙げることができる。発光素子３２は、グリップ部２０の下端部軸回り方向に複数個配置される。図では、発光素子３２が下向きに取り付けられている。
この光信号送信部３０を備えるケース３０ａにおける発光素子３２に臨む部分は、光信号（赤外線）を減衰させることなく透過させる材料で構成されている。

また、光信号送信部３０は、光信号伝送手段を有する。この光信号伝送手段は、前記光信号の出射方向を規定できる反射部材３３を有する。反射部材３３としては、たとえば後述する流動部材３４に浮かべることの出来る円盤状の反射鏡を挙げることができる。したがって、反射部材３３は、下向きに取り付けられている発光素子３２の下方において、後述する流動部材３４に浮くように配置されている。

また、各発光素子３２は、発光素子駆動回路３１により同時に駆動制御される。
ここで、入力された音声（音波）に応じて発光素子３２が駆動制御される流れを簡単に説明する。
まず、前記ヘッド部１０より音声（音波）が入力される。
そして、図２に示すように、入力された音声（音波）は、マイクロホンユニット１１において電気信号に変換されて出力する。出力した電気信号は、増幅回路２１において適宜増幅される。増幅された電気信号は、ＦＭ変調回路２２においてＦＭ変調される。
また、変調された電気信号は、発光素子駆動回路３１に供給される。そして、発光素子駆動回路３１は、変調された電気信号に基づいて輝度が変調されるように、各発光素子３２の発光強度を制御して発光駆動させる。
このようにしてワイヤレスマイクロホン１では、マイクロホンユニット１１でピックアップされた音声が、光信号として発光素子３２から出力されることになる。

制御手段は、振動検知手段と変位抑制手段とから構成されている。
振動検知手段は、衝撃による振動を検知し、加えられる軸方向振動による圧力の変化に応じて電圧を発生する。前記振動検知手段としては、たとえば振動を電気信号に変換させる表面実装型の圧電素子３５を挙げることができる。
したがって、たとえばワイヤレスマイクロホン１に衝撃等の振動が加わると、その振動の大きさに比例した力が圧電素子３５に加わる。圧電素子３５では、振動によって機械的な歪が生じると、圧電効果によって歪量に応じた高電圧の電気信号を出力する。

前記変位抑制手段は、電圧（電界）の印加により前記反射部材の変位を抑制するものであり、流動部材３４と印加手段とから構成されている。
流動部材３４は、電圧の印加により粘性を増加させて前記反射部材３３を支持するものであり、粘性を可逆的に変化させることができる流体である。流動部材３４としては、たとえば電界強度に応じて見かけ上の粘性が変化する電気粘性（ＥＲ：Electro Rheological）流体を挙げることができる。電圧を印加することで材料の粘性特性が変化する性質はＥＲ（エレクトロ・レオロジー）効果と呼ばれ、このような特性を持つ電気粘性流体として、たとえば絶縁性の液体に誘電性固体微粒子を分散させた懸濁液や液晶がある。

このような流動部材３４は、光信号送信部３０を備えるケース３０ａ内を、光透過性を有する仕切り板３８で区分けすることにより形成される密閉空間の中に封入される。
したがって、流動部材３４は、発光素子３２の下方に配置される反射部材３４を浮かべるように配置されている。また、この仕切り板３８により、流動部材３４が、発光素子３２に触れることや、外部に漏れることが防止されている。

前記印加手段は、前記振動検知手段としての圧電素子３５と前記流動部材としての電気粘性流体３４とを電気的に接続するものであり、たとえば電極３６，３６と導電配線３７，３７から構成するものとすることが出来る。
したがって、圧電素子３５が衝撃等による振動を検知すると電圧を発生し、前記電圧は、圧電素子３５の電極面（不図示）から導電配線３７を通じて電極３６へ送られ、流動部材３４を印加する。流動部材３４は、電圧の印加を受けると、その流れを阻止して粘性を増加させ、反射部材３３が変位しないように支持する。一方、流動部材３４への電圧の印加が解除されると、粘度が低減し再び流れを取り戻して反射部材３４を浮かべるものとなる。

以上のように本実施形態のワイヤレスマイクロホン１は、導電配線３６と電極３７から構成される印加手段を備え、前記印加手段と、流動部材３４とで、変位制御手段を構成している。また、前記変位制御手段と、圧電素子３５等からなる振動検知手段とで、制御手段を構成している。

このように、前記光信号伝送手段が前記制御手段を備えることにより、ワイヤレスマイクロホン１に衝撃が加わった場合に、前記制御手段によって前記反射部材３３の大きな変位を抑制できる。
また、前記制御手段が、前記振動検知手段と前記変位抑制手段とから構成されることにより、使用者の通常の動作では前記反射部材３３の変位を許容し、マイクロホンが落下したときなど、衝撃が加わったときだけ前記反射部材３３の大きな変位を抑制するように制御できる。
さらに、前記変位抑制手段が、流動部材３４と印加手段とから構成されることにより、前記反射部材３３に衝撃を与えること無く、前記流動部材３４によって前記反射部材３３の変位を抑制するように制御することができる。すなわち、流動部材３４は、電圧が印加されない状態では自由な流れを有するものである。そうすると、前記流動部材３４は反射部材３３の形状に関係なく、前記反射部材３３と密接状態を維持することができる。これにより、前記反射部材３３の変位の抑制に伴って、衝撃を与えて接触することは無い。
したがって、ワイヤレスマイクロホン１の落下等の衝撃によって、反射部材３３が光信号送信部３０の内壁に衝突して破損してしまうことを防止することができる。

また、本発明のワイヤレスマイクロホン１は、通常の使用においてその向きや姿勢が変化しても、反射部材３３が常に水平状態の反射面を得ることが出来るものである。ゆえに、ワイヤレスマイクロホン１より送信される光信号は、常に一定の角度方向に出射方向が規定されている。したがって、受信装置２側で信号を確実に受信することができるものとなる。

ここで、ワイヤレスマイクロホン１より送信された信号の流れを、図３に基づいて簡単に説明する。
まず、受信装置２は、ワイヤレスマイクロホン１から送信されてくる光信号を受信する。受信装置２は、たとえばフォトダイオード等の受光素子を備える光信号受信部の他、光信号をアナログ信号に変換する各種変換回路等（何れも不図示）を有している。
次に、受信装置２は、光信号を受信すると、その光信号をＦＭ復調部（不図示）で復調する。復調された電子信号は、ケーブルを介して、たとえばアンプ装置３等の外部機器へ提供され、さらに、スピーカ装置４に与えられる。
そして、スピーカ装置４では、電気信号を音声として出力（発音）する。
なお、受信装置２は、光信号である赤外線波長帯域を透過し、それ以下の光線波長帯域を遮断する所謂赤外線フィルターによって覆われている。

なお、上記実施形態においては、圧電素子３５が一つしか設置されていないが、本発明はこれに限定されない。したがって、たとえば少なくとも互いに直交する三方向からの衝撃を検知できるように、三つ設置するものとしても良い。
このように、三方向からの衝撃を検知できるものとすることにより、ワイヤレスマイクロホン１の落下等の向きに関係なく、衝撃を検知して電圧を発生し、前記電圧の印加によって流動部材３４の粘性を増加させて反射部材３３を支持し、大きな変位を抑制することができる。したがって、反射部材３３が衝撃により破損してしまうことを防止することができる。
このような構造は、グリップ部２０にゴムリング４０が取り付けられていない場合に、効果的である。

また、上記実施形態においては、赤外線発光ＬＥＤ３２が、ワイヤレスマイクロホン１を把持することで覆われる可能性の少ないグリップ部２０の下端部に設けられているが、本発明はこれに限定されない。したがって、ワイヤレスマイクロホン１の把持により覆われにくい場所であれば良く、たとえばグリップ部２０の上端部もしくは中間部であっても良い。

さらに、上記実施形態においては、反射部材３３を流動部材３４に浮かせた構造の場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。したがって、反射部材をジンバル型の可動部品に取り付けた構造の場合にも、反射部材と一体となる可動部品の変位を抑制するように適応することが出来るものである。

本発明に係るワイヤレスマイクロホンの一例を簡略的に示す部分縦断側面図である。 図１に示すワイヤレスマイクロホンの内部構造を簡略的に示す模式図である。 図１に示すワイヤレスマイクロホンを用いた信号の送信を説明する模式図である。 従来のワイヤレスマイクロホンの一例を簡略的に示す部分縦断側面図である。

符号の説明

１ ワイヤレスマイクロホン
１０ ヘッド部
１１ マイクロホンユニット
２０ グリップ部
２１ 増幅回路
２２ ＦＭ変調回路
３０ 光信号送信部
３１ ＬＥＤ駆動回路
３２ 発光素子（赤外線発光ＬＥＤ）
３３ 反射部材（反射鏡）
３４ 流動部材（電気粘性流体）
３５ 圧電素子
３６ 電極
３７ 導電配線
３８ 仕切り板

Claims (4)

1. 入力された音声を電気信号として出力する集音手段と、
   前記電気信号を光信号に変換して出力する発光手段と、
   前記光信号の出射方向を規定できる反射部材を有する光信号伝送手段と、
   ケース内に封入されていて前記反射部材を浮かせて前記反射部材の反射面を水平状態に支持し電圧の印加により粘性が増加する流動部材と、
   衝撃による振動を検知して電圧を発生する振動検知手段と、を備え、
   前記振動検知手段が振動を検知して発生する電圧が前記流動部材に印加されることにより前記流動部材の粘性が増加して前記反射部材の変位を抑制するように、前記振動検知手段と前記流動部材が電気的に接続されているワイヤレスマイクロホン。
2. 前記振動検知手段は、圧電素子からなる請求項１に記載のワイヤレスマイクロホン。
3. 前記流動部材は、電気粘性流体からなる請求項１または２に記載のワイヤレスマイクロホン。
4. 前記振動検知手段は、少なくとも互いに直交する三方向からの衝撃を検知できるものである請求項１、２または３に記載のワイヤレスマイクロホン。
   

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