JP5203166B2

JP5203166B2 - エレクトレットコンデンサマイクロホンシステム

Info

Publication number: JP5203166B2
Application number: JP2008317894A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: JP2010141762A

Description

本発明は、単一指向性（１次音圧傾度型）のエレクトレットコンデンサマイクロホンと副マイクロホンとの組み合わせのもとで、騒音が加わるとエレクトレットコンデンサマイクロホン側の周波数応答を変化させてその明瞭度を向上させることができるようにしたエレクレットコンデンサマイクロホンシステムに関する技術である。

騒音下では、低域の音波によって明瞭度が低下して音声が聞き取りにくくなる。このため、騒音下で使用するエレクトレットコンデンサマイクロホンでは、あらかじめ低域の周波数応答を低下させておくことで、低域の収音によって音声がマスキングされることを防止する設計がなされてきている。

一方、このように低域の周波数応答を低下させたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、これを騒音のない静謐な環境のもとで使用すると、高域が特に強調されてしまうために耳障りになる。

一方、本願出願人は、下記特許文献１に示されているように減衰用コンデンサや増幅器によることなく、感度を調整できるようにしたエレクトレットコンデンサマイクロホンを既に提案している。
特開２００６−２９５３５７号公報

上記特許文献１のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動板もしくは固定極のいずれか一方を接地した状態のもとで、他方にファントム電源より給電される所定の電圧を印加することにより、マイクロホンユニット側に実効的に加えられる成極電圧が変化し、それに応じた感度を得ることができるように形成されている。

しかしながら、上記特許文献１のエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合には、ファントム電源より給電される所定の電圧を印加することで成極電圧を変化させて感度を高めることはできるものの、その時々の外部騒音レベルとの関係でエレクトレットコンデンサマイクロホン側の周波数応答を変化させてその明瞭度を向上させることはできないという不都合があった。

本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、単一指向性（１次音圧傾度型）のエレクトレットコンデンサマイクロホンと副マイクロホンとを組み合わせて、騒音が加わるとエレクトレットコンデンサマイクロホン側の周波数応答を変化させることでその明瞭度を向上させることができるようにしたエレクトレットコンデンサマイクロホンシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、スペーサーを介して対向配置された振動板と固定極とを有し、そのいずれか一方に分極処理されたエレクトレット誘電体膜を有するマイクロホンユニットを少なくとも備えて成極電圧の高まりに応じて感度を上昇させるエレクトレットコンデンサマイクロホンと、検出する騒音レベルの高まりに応じて出力電圧を増加させる副マイクロホンとが、該副マイクロホンからの出力電圧の前記エレクトレット誘電体膜側への印加を可能に接続され、前記エレクトレットコンデンサマイクロホンは、前記副マイクロホンが検出する騒音が所定レベルを越えると部分的に前記振動板と前記固定極とを接触させて低域での周波数応答を低下させ、中高域での周波数応答を高めるように前記成極電圧の制御を可能に形成したことを最も主要な特徴とする。

この場合、エレクトレットコンデンサマイクロホンの前記固定極における前記振動板との対向面には、前記成極電圧の高まりに応じて前記振動板を前記固定極に部分的に接触させるための複数個の小突起を突設しておくのが好ましい。

本発明によれば、エレクトレットコンデンサマイクロホンは、副マイクロホンからの出力電圧との関係で成極電圧を制御することにより、副マイクロホンが検出する騒音が所定レベルを越えると部分的に振動板と固定極とを接触させて低域での周波数応答を低下させ、中高域での周波数応答を高めてやることができるので、その明瞭度を向上させることができる。

図１は、本発明のシステム構成例についての要部回路の説明図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明を構成しているエレクトレットコンデンサマイクロホンの端面構造およびその作用を示す説明図である。

これらの図によれば、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１は、所定の厚さが付与されたスペーサ１４を介して対向配置された振動板１５と固定極１６とからなるコンデンサ部を備えており、該コンデンサ部は、円筒状に形成された金属ケース１２内において、フェルト材などからなる音響抵抗材１３で塞がれた前方音響端子孔１２ａが位置している前面側に配置されている。

この場合、固定極１６は、分極処理されたエレクトレット誘電体膜１６ｂを備えて形成されている（バックエレクトレット型）。また、固定極１６は、後方音響端子孔１８ａを有する絶縁台座１８に支持されており、後方音響端子孔１８ａは、フェルト材などからなる音響抵抗材１９を介して固定極１６に設けられている透孔１６ａと連通している。なお、エレクトレット誘電体膜は、固定極１６側ではなく、振動膜１５側に設けておくこともできる（膜エレクトレット型）。

振動板１５は、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂薄膜からなり、固定極１６との対向面側に金属蒸着膜を備えた構成のものであってもよい。固定極１６は、アルミニウムや黄銅合金などの金属材からなり、エレクトレット誘電体膜１６ｂには、ＦＥＰ（ＦｌｕｏｒｉｎａｔｅｄＥｔｈｙｌｅｎｅＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）などのエレクトレット材が用いられる。エレクトレット材は、例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存する特性を有している。

しかも、固定極１６は、振動板１５との対向面にあって透孔１６ａが位置しない適宜の領域に突出させた複数個の小突起１７を備えて形成されている。この場合、小突起１７は、振動板１５の振幅が大きくなった際に、その一部を固定極１６側に接触させることができる配置関係にありさえすれば、所要の高さを有する適宜の部材で形成されているものを貼着するなどして形成することができる。

さらに、金属ケース１２の後方開口部側には、プリント基板２２に実装された状態のインピーダンス変換器（ＦＥＴ）２３が収納されており、金属ケース１２の開放縁部側を内側に向けてカールするようにかしめることで、プリント基板２２により後方開口部側が封口されている。

この場合、インピーダンス変換器２３と固定極１６とは、コンタクトスプリング材２４と導電端子材２５とを介して相互が電気的に導通する配置関係となっている。

一方、副マイクロホン３１は、収音して検出される騒音レベルの高まりに応じて増加する出力電圧を、図１に示すように増幅回路３２と検波回路３３と平滑回路３４とを介在させた上で、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１が備える振動板１５側に印加できるようにして接続されている。副マイクロホン３１としては、無指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンを好適に用いることができる。

次に、このようにして構成されている本発明の作用・効果を図示例を参照して説明すれば、騒音レベルのさほど高くないある程度静謐な状態のもとでは、収音する副マイクロホン３１からの出力電圧も低いので、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１も通常のマイクロホンとして使用することができる。

一方、副マイクロホン３１は、収音される騒音レベルが次第に高くなるにつれてその出力電圧も高くなり、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１側に印加される成極電圧も高くなる結果、次第に感度が上昇して音声が聞き取りやすくなる。
る。

そして、副マイクロホン３１が収音する騒音が所定レベルを越えると、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１が備える振動板１５の振幅も大きくなり、やがて固定極１６が備える小突起１７に接触するに至る。

そして、振動板１５は、その振幅がさらに大きくなると、通常は面として固定極１６側に接触することになるが、小突起１７に邪魔されて図２（ｃ）に示すように部分的な接触となり、低域での周波数応答が低下するものの、中高域が強調される結果、騒音による音声のマスキングが低下して明瞭度が向上する。

つまり、本発明によれば、騒音のないときには、エレクトレットコンデンサマイクロホン１１により聞き取りやすい音声で収音することができ、騒音が大きいときには、明瞭度の高い音声を収音することができることになる。

本発明のシステム構成例についての要部回路の説明図。本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの一例を示す回路説明図。本発明を構成しているエレクトレットコンデンサマイクロホンの端面構造例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、組み立て前の状態を、（ｂ）は、組み立て後の状態を、（ｃ）は、騒音が所定レベルを越えた際の振動板の状態をそれぞれ示す。

符号の説明

１１エレクトレットコンデンサマイクロホン
１２金属ケース
１２ａ前方音響端子孔
１３音響抵抗材
１４スペーサ
１５振動板
１６固定極
１６ａ透孔
１６ｂエレクトレット誘電体膜
１７小突起
１８絶縁台座
１９音響抵抗材
２２プリント基板
２３インピーダンス変換器
２４コンタクトスプリング
２５導電端子材
３１副マイクロホン
３２増幅回路
３３検波回路
３４平滑回路

Claims

スペーサーを介して対向配置された振動板と固定極とを有し、そのいずれか一方に分極処理されたエレクトレット誘電体膜を有するマイクロホンユニットを少なくとも備えて成極電圧の高まりに応じて感度を上昇させるエレクトレットコンデンサマイクロホンと、検出する騒音レベルの高まりに応じて出力電圧を増加させる副マイクロホンとが、該副マイクロホンからの出力電圧の前記エレクトレット誘電体膜側への印加を可能に接続され、
前記エレクトレットコンデンサマイクロホンは、前記副マイクロホンが検出する騒音が所定レベルを越えると部分的に前記振動板と前記固定極とを接触させて低域での周波数応答を低下させ、中高域での周波数応答を高めるように前記成極電圧の制御を可能に形成したことを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホンシステム。
エレクトレットコンデンサマイクロホンの前記固定極における前記振動板との対向面には、前記成極電圧の高まりに応じて前記振動板を前記固定極に部分的に接触させるための複数個の小突起を突設した請求項１に記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンシステム。