JP5236890B2 - マイクロホンユニット、騒音計及び音響校正器 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンの初期感度（出力）のバラツキを最小化し、かつ周囲環境変化、特に温度変化に対して感度（出力）が一定になるようにする温度補正機能付きマイクロホン、およびこのマイクロホン或いは技術を搭載した騒音計及び音響校正器に関するものである．

一般に、コンデンサーマイクロホン、或いはエレクトレットコンデンサーマイクロホンはその構造上の理由から、周辺環境条件に対し比較的安定に動作するが、大きな環境条件の変化、特に周囲温度の変化に対しては感度が変化する．特に、安価なエレクトレットコンデンサマイクロホンは初期感度のバラツキや変動が大きく、計測器には向かないとされている。

また、一般的に、騒音計には出力が比較的安定しているコンデンサーマイクロホンやエレクトレットコンデンサーマイクロホンが使われるが、特にエレクトレットコンデンサーマイクロホンの場合は、大きな周囲環境変化、中でも温度変化に対し出力・感度が無視できない変化を呈し、「計測器」としての騒音計や、それを校正する音響校正器（キャリブレータ）などに使われた場合、用をなさなくなることになる。

これらの製品に主として使われるのは、周囲の環境条件に対し比較的安定なコンデンサーマイクロホンである。

マイクロホンユニットは、通常はマイクカートリッジ部分にローノイズのプリアンプが付属しており、できるだけ規定範囲に入る感度・特性の個体を選定する以外、特別に周囲温度に対してユニットの出力を一定に保つような構成、制御は含まれていない。

また、マイクロホンの適用例として、騒音計がある。この騒音計についても、出力・感度が安定したコンデンサーマイクロホンを選定する以外、特に環境条件変化を有効に吸収する工夫や配慮は見られない。

さらに、測定用マイクロホンや騒音計の感度を構成する音響校正器としては、特許文献１に記載の提案がなされている。この特許文献１では、発音体（電磁形イヤホン）の発音レベルを大気圧−気圧の変化に対して安定になるように制御している。具体的には、騒音計のマイクロホンユニット部分に校正器を垂直に、かつ静かにかぶせて挿入し、スイッチを入れて規定の校正音圧を発生させる構成となっている。
特開２００１−３４９７７３公報

しかしながら、コンデンサーマイクロホンユニット、騒音計、音響校正器のそれぞれにおいて、それぞれ以下のようなことが懸念される。

（コンデンサーマイクロホンユニット単体）
（１） 通常プリアンプはカートリッジ部からの信号出力を増幅したり、インピーダンス変換したりする機能に限定、周囲環境の変化に対してはほとんど配慮が為されていない
。
（２） これらを騒音計などの計測器に組み込んだ場合、一般的な測定ではコンデンサーマイクロホンの比較的安定した温度特性により現行の工業規格のいずれかの「クラス」の規格（表１〜表３のＪＩＳ規格参照）内に入ることもあるが、−１０℃以下といった低温下や＋４０℃以上といった高温下では数ｄＢ以上出力・感度が変化してしまうことも多い。

但し、＋３９℃以上で露点を超えるである周囲温度と相対湿度との組み合わせは、適合性評価試験から除く。

クラス１及びクラス２の音響校正器における環境条件の範囲は、ＩＥＣ６１６７２−１に規定するクラス１及びクラス２のサウンドレベルメータにおける範囲と同じである。

（騒音計）
（１） 環境条件の変化を回避すべく使用するコンデンサーマイクロホンの安定性を上げようとすると、非常に高価になったり、歩留まりが極端に悪くなったりするきらいがあった。
（２） 自己雑音による騒音レベル／音圧レベルの測定下限を下げるため、自己雑音を予めメモリーなどに記憶して補正する手法との関連においては、周囲環境により出力感度が変化すると補正そのものの精度が低下してしまう。

（音響校正器）
（１） 単に安定な発音体（スピーカ・電磁形イヤホン、など）を使った市販品がほとんどで、これらは常温では大過ないが、非常に高温や低音では発音体の効率が変化し、それに伴って規定出力（規定音圧）も変動し基本性能が確保できない嫌いがある。
（２） 高精度を指向する市販品の中には、発音体の出力を大気圧の変化に応じて制御する図５のようなタイプもあるが、この例では大気圧以外の要因、例えば温度変化などで発音レベル（規定音圧）が変動した場合、それを検知・補正する手段がない。
（３） 上記の出力変動を制御する帰還制御（フィードバッ型制御）、或いは回路などを持たないので、大きな環境変化には弱い、という問題が残る。

本発明は上記事実を考慮し、構造を複雑化することなく、周囲の温度変化に追従して自動的に出力を調整することができ、環境変化に対して精度の高い出力を維持することができるマイクロホンユニット、騒音計、音響校正器を得ることが目的である。

第１の発明は、圧力変動する波動である音を電気信号に変換するための振動板を備えたカートリッジ部と、振動板によって得た電気信号を増幅するプリアンプ部と、を有するマイクロホンユニットであって、前記プリアンプ部における増幅率を、予め定められた定常温度を基準として初期感度を補正する初期感度補正手段と、前記カートリッジ部又はプリアンプ部近傍の温度を検出する温度検出センサと、前記温度検出センサからの出力に基づいて、前記プリアンプ部からの出力を補正する出力補正手段と、を有している。

第２の発明は、圧力変動する波動である音を電気信号に変換するための振動板を備えたカートリッジ部と、振動板によって得た電気信号を増幅するプリアンプ部とを有し、製造時に、前記プリアンプ部における増幅率を、予め定められた定常温度を基準として初期感度が補正されたマイクロホンユニットであって、前記カートリッジ部又はプリアンプ部近傍の温度を検出する温度検出センサと、前記温度検出センサからの出力に基づいて、前記プリアンプ部からの出力を補正する出力補正手段と、を有している。

上記第１の発明又は第２の発明において、前記マイクロホンユニットは、コンデンサーマイクロホン、又はエレクトレットコンデンサーマイクロホンとして構成されていることを特徴としている。

また、第１の発明又は第２の発明において、前記温度センサが、サーミスタ或いは半導体温度センサーであり、当該サーミスタ或いは半導体温度センサーの選択が、当該サーミスタ或いは半導体温度センサーの温度特性と、前記プリアンプ部の出力の温度特性との相関関係に依存することを特徴としている。

第３の発明は、騒音を検出するための騒音計であり、前記請求項１〜請求項４の何れか１項記載のマイクロホンユニットが組み込まれていることを特徴とする。

第４の発明は、発音体を内蔵し、かつ前記発音体付近に出力監視用マイクロホンを配置して、当該出力監視用マイクロホンの出力により発音体の音響出力を常時監視・制御して、常に一定の校正音圧を発生するように構成された音響校正器を提供することにある．更に、このマイクロホンユニット、或いは騒音計を含む被検査対象を装着するカプラ部を備え、当該被検査対象の感度を校正するための音響校正器にあって、音響校正器近傍の温度を検出する温度検出センサにより前記出力監視用マイクロホンの音響出力を温度変化に対して一定に保ち、このマイクロホン出力に基づいて発音体の音響出力を補正する出力補正手段と、を備えることを特徴としている。

上記第４の発明において、電源として電池が用いられ、当該電池が消耗して電源電圧が許容範囲を超えて低下した場合に、表示手段と発音停止の両方で警告する警告手段をさらに有することを特徴としている。

また、第４の発明において、前記温度センサが、サーミスタ或いは半導体温度センサーであり、当該サーミスタの選択が、当該サーミスタの温度特性と、前記監視用マイクロホンの出力温度特性との相関関係に依存することを特徴としている。

以下、第１の発明〜第４の発明の共通要素に関して、「本発明」と総称する。

本発明によれば、ＥＣＭ（エレクトレット・コンデンサー・マイクロホン）のような安価なマイクロホンを用いても、初期感度のバラツキに対しや温度特性（温度勾配）自体は計時的に安定していることに着目し（後述）、非常に高度な対環境変化安定性のマイクユニットを提供できる。

また、本発明は、基本的な要素技術としての側面が強いので、技術の利用という視点から見ると、上述した騒音計などの音響計測器やマイクロホン校正用キャリブレータなどの音響校正器に、幅広く利用できる。

（初期感度のバラツキや温度特性（温度勾配）自体は計時的に安定していることに着目した経緯）
本発明において、例えば、常温（２０℃前後）において、個体ごとに感度がバラついたり、温度に対して無視できない変動を示したりするものの、その変化の仕方自体はほぼ一定しており、この発明はこの点・この性質に着目して温度変化に対しユニット（システム）の感度・出力が常に一定になるようにしたものである。

すなわち、本発明では、多かれ少なかれ存在するマイク製造初期感度のバラツキや周囲環境条件（特に温度）による出力変動などに対し、コンデンサーマイクロホンの初期感度自体や温度変化自体（温度特性／勾配）は計時的にほぼ一定していることに着目し、温度変化を検知してこれを電気的に補正し、個体ごとの初期感度のバラツキを最小化すると同時に、周囲環境変化（温度）に対して感度が常に一定になるようにするものである。

この結果、以下の作用効果を導くことができる。

（全般）
（１） ダイヤフラム付近の内部、或いは外部に設置した温度検知手段により感度を制御するので、環境変化、特に温度変化に対し非常に安定な特性のマイクロホンユニットが提供できる。
（２） 検知した温度（変化）とマイクロホンの初期感度を同時に補正するので、初期感度や温度勾配が計時的に安定でありさえすれば、安価なマイクロホン使用しても高性能なマイクロホンユニットが構成できる。
（３） エレクトレットコンデンサーマイクロホンはダイヤフラムに大きな張力を与えずに調整・製作されるため、初期感度や温度変化は大きくてもこの補正方法によれは、高価な計測用コンデンダマイクを凌駕する特性が得られる。
（４） この技術やマイクロホンユニットを搭載すれば、騒音計などの音響計測器も安価で高性能なものが提供できるが、ディジタル型の音響計測器にあっては、数値的に（ソフトウエア的に）これを行うことができるいので、更に高精度で細かく補正を施すことができ、マイクの修理交換などについても、CMOSなどの不揮発性メモリーに記憶された補正用定数テーブルを書き変えれば良い。
（５） また、この技術やマイクロホンユニットを搭載した音響校正器にあっては、校正用カプラ内の音圧を正しく検知して発音体の出力を制御するため、一般にマイクロホンより格段に出力変動の大きなスピーカや電磁形イヤホンを用いても、出力変動は変動の原因を問わず最小化できる。
（６） 加えて、音響校正器の出力補正用のマイクロホンは当該発明の技術により温度補正され、システム全体としては「温度補正付きマイクロホンによるフィードバック型出力制御」となるので、エレクトレットコンデンサーマイクロホンを用いてもシステム全体を安価に構成し、かつ高い安定度を提供することができる。

（コンデンサーマイクロホンユニット）
（１） ほとんどのコンデンサーマイクロホンに共通の性質、つまり周囲環境の変化のうち、湿度や気圧の変化にはかなり安定だが温度変化には弱い、という点を鑑み、最大の変化要因である温度に対し感度変化を補正しているため、どのような環境下でも安定した特性が得られる。
（２） 更に、マイクロホン個体についてみると、初期感度や温度勾配のバラつきは無視できないものの、それらの特性（傾向）の計時的な再現性は高いので、いったん補正をかけた後の経年変化はほとんど無く、安価なエレクトレットコンデンサーマイクロホンでも高価なコンデンサーマイクロホンを凌駕する安定度が実現できる。
（３） むしろ、単体ごとに微妙な調整を経て製造されるコンデンサマイクロホンに対し、自動機械（製造ロボット）により量産されるエレクトレットコンデンサマイクロホンの場合は、ダイヤフラムに大きな張力をかけて調整することができないため、かえってこの事実が、（初期感度や温度勾配に個体ごとのバラツキはあっても）経年変化は前者より少ないという特徴を発現しており、この点に着目したこの発明の補正をかけた後はむしろ安価な後者の方が特性が安定し高い精度を維持できる、という利点がある。

（騒音計「音響計測器」）
（１） 安価ながら経年変化の少ないエレクトレットコンデンサーマイクロホンを採用することにより、従来より安価で、かつ高精度・高安定度の騒音計を提供することができる。
（２） また、マイクロホンの自己雑音やプリアンプ・ヘッドアンプまで含めたマイクロホンユニット（システム）全体のバックグラウンドノイズをもとに、その影響を排して測定下限を下げることを意図する騒音計または計測器においては、この発明の感度補正法の採用により、当該バックグラウンドノイズ低減用補正をいかなる温度下でも安定にかけることが可能になる．つまり、両者の組み合わせにより、超低騒音レベルまで測定できる極めて安定した感度の騒音計や音響計測器を実現することができる。

（音響校正器（キャリブレータ））
（１） 一般にマイクロホンの安定性はスピーカなどの安定性より高いので、マイクロホンの出力により発音体（スピーカ・電磁形イヤホン、など）の出力＝音圧を制御するフィードバック制御の採用により、システムとしての校正器の精度、安定性は従来のものより格段に高められる。
（２） これに加え、校正器のカプラ部内の音圧のセンサーとしてのマイクロホンに、上記の温度補正を施した場合、制御精度は更に高められエレクトレットコンデンサマイクロホンを用いた場合でも安価で高性能な校正器が提供できる
（３） キャリブレータの精度や安定性はマイクロホンにより決まるので、何らかの原因で発音体の出力が変動しても、理由を問わずそれらはマイクロホンの精度・安定性のレベルまで低減できる。

以上説明したように本発明では、温度検出センサを取り付け、出力補正手段をマイクのプリアンプ部分に施し「補正機能付きコンデンサーマイクロホンユニット」として一体化すれば、初期感度は温度勾配の大きな安価なマイク（エレクトレットコンデンサーマイクロホン、など）でも非常に安定度の高いマイクユニットが提供できる。なお、初期感度補正手段を付加するか、製造段階で補正を完了させておくかは、製造段階の手順や設計仕様によって判断すればよい。

車両や溶鉱炉の周辺などの高温環境、或いは極地などの氷点下環境における測定において、非常に安定した音響センサーとして利用できる。また、このマイクロホンユニットを使って騒音計を製作すれば低いコストで安定度の高い製品が実現できる。

さらに、騒音計の感度校正を司る音響校正器に用い、その出力でスピーカの出力を制御するようにすれば、出力の精度はこの補正機能付きマイクロホンユニットで決まることになり、一般にマイクロホン以上に出力変動が大きな発音部（スピーカ）を用いても安定度の高い校正器を提供することができる。

（第１の実施の形態「第１の発明、第２の発明に対応」）
図１に第１の実施の形態に係る温度補正機能付きマイクロホンユニット１０を示す。マイクロホンユニット１０は、その筒状の筐体１２内に、振動板１４を備えたカートリッジ部１６と、演算増幅器（ＯＰアンプ；オペレーショナルアンプリファイアー）１８を備えたプリアンプ部２０とで構成されている。なお、筐体１２における振動板１４が取り付けられる領域は制振厚肉構造とされ、振動板１４の特性に支障がない工夫がなされている。

筐体１２は、金属製であり、その外形寸法は、筐体１２の直径が１０mmφ、長さ寸法が１５０mm（１／２インチマイクロホンを使用した場合）程度とされている。振動板１４は、固定電極部１４Ａと振動電極部１４Ｂとが対峙されて構成されている。

固定電極部１４Ａはバイアス電源２２のプラス端子に接続され、バイアス電源２２のマイナス端子は、プリアンプ部２０との一方の接続端子２４に接続されている。また、振動電極部１４Ｂは、抵抗Ｒ０を介して前記一方の接続端子２４に接続されている。これにより、バイアス電圧によって固定電極部１４Ａにプラスの電荷、振動電極部１４Ｂにマイナスの電荷を与えた状態となっている。前記振動電極部１４Ｂは、コンデンサＣ１を介してプリアンプ部２０との他方の接続端子２６に接続されている。

前記一方の接続端子２４は、コンデンサＣ２及び可変抵抗Ｒ１を介してＯＰアンプ１８のマイナス側入力端子に接続されると共に、音声信号を取り出すための一方の端子２８に接続されている。また、他方の接続端子２６は、ＯＰアンプ１８のプラス側入力端子に接続されている。

さらに、ＯＰアンプ１８の出力端子は、音声信号を取り出すための他方の端子３０に接続されると共に、ゲイン（増幅率）結締する帰還抵抗Ｒ２を介してＯＰアンプ１８の一方の入力端子に接続されている。これらの基本構成に加え、前記帰還抵抗Ｒ２の両端には、サーミスタ３２からの信号線が接続されている。すなわち、帰還抵抗Ｒ２とサーミスタ３２とが並列接続された帰還抵抗素子となる。

このサーミスタ３２は、前記筐体１２の外周、かつカートリッジ部１６側の端部（振動板１４の側部）に取り付けられている。サーミスタ３２は、常時、周囲温度を監視する。すなわち、サーミスタ３２は温度変化に応じて、抵抗値Ｒ３が変化するため、結果として帰還抵抗素子の抵抗値が変化し、ゲインが調整され、出力レベルがプリアンプ部２０で調整・制御できるように構成されている。温度変化に対する抵抗変化はサーミスタ３２の特性に依存するため、適用されるマイクロホン１０の温度変化に対するゲイン変化に基づいて選定すればよい。

なお、図２は、前記サーミスタ３２を筐体１２の内部に設けた、図１の変形例であり、機能的には全く変わりない。従って、他の構成部分については、図１と同一の符号を付してその構成の説明は省略する。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。上記構成の温度補正機能付きマイクロホンユニット１０について、動作の概要を説明する。

マイクロホンユニット１０の初期感度は、予め可変抵抗器Ｒ１により常温（２０℃〜２５℃）で規定感度範囲になるよう調整されている。この調整は、製造段階で行ってもよいし、筐体１２に可変抵抗器Ｒ１の抵抗値を調整操作できるようなピンホールを設けておき、出荷後に調整可能にしてもよい。

周囲温度が高くなると、帰還抵抗Ｒ２に並列接続されるサーミスタ３２の抵抗値Ｒ３が低くなる。このため、温度上昇よるマイクロホンユニット１０の感度上昇を抑えるように自動調整される。逆に、温度が下がった場合はサーミスタ３２の抵抗値Ｒ３が高くなり反対方向に感度低下を抑えるように自動調整される。

調整の度合い、即ち温度勾配は抵抗Ｒ１、サーミスタ３２の抵抗値Ｒ３で調整しておく。なお、カートリッジ部１６の振動板１４の特性によっては、初期感度、温度補正のいずれかを省略することもできる。

このように、マイクロホンユニット１０の出力は周囲環境の変化、特に温度変化に対して非常に安定した感度（出力）を示し、コンデンサーマイクロホンに比べ安価で市販されるエレクトレットコンデンサーマイクロホンを使用した場合でも、補正の無い高価な測定用コンデンサーマイクロホンユニットを凌駕する性能が期待できる。むしろ、エレクトレット型は、ダイヤフラムに張力をかけていないことが多く、この視点からは、むしろコンデンサーマイクロホンより経時変化・経年変化が少ないことが多い。

（第２の実施の形態「第３の発明に対応」）
以下に第２の実施の形態について説明する。

図３及び図４は、前述の第１の実施の形態で説明したマイクロホンユニット１０の基本構成（サーミスタ３２搭載なしであるため、以下、「マイクオロホンユニット１０Ａ」という）を、騒音計５０の一部として適用した例である。従って、マイクロホンユニット１０Ａの構造についてはその説明を省略する。

図３に示される如く、騒音計５０は、その外観は矩形箱型の本体ケース５２に主要制御機器が内蔵され、当該本体ケース５２の一部から筒状のセンサプループ５４が突出された構造となっている。このセンサプルーブ５４にマイクロンユニット１０Ａが内臓される。なお、この騒音計５０は、本発明の技術の採用により従来の外観・大きさ・重量などが大きく変化することはない。

図４に示される如く、マイクロホンユニット１０Ａは、Ａ／Ｄ変換器５６を介して、周波数補正部５８に接続されている。周波数補正部５８は、温度補正部６０に接続されている。ここで、環境温度を検出するためのサーミスタ６２は、マイクロホンユニット１０Ａの近傍に配設されており、プリアンプ部６４に接続されている。プリアンプ部６４は、Ａ／Ｄ変換器６６を介して、温度補正演算部６０に接続されている。

温度補正部６０には、補正用定数テーブルメモリ６８が接続されている。このため、周波数補正部５８から出力値は、温度補正部６０で環境温度に応じて補正された後、対数圧縮部７０を介して検出データを得るようになっている。検出データは表示部７２に表示される。なお、この表示は、表示部７２にディジタル表示される。

上記構成の騒音計５０では、温度補正用の定数を、マイクロホンの初期感度・温度特性などに応じ予め温度補正演算部６０に接続された温度補正定数テーブルメモリ６８に記憶しておく。そして、この定数と、Ａ／Ｄ変換されたサーミスタ６２の出力から補正値を決定する。補正した結果は対数圧縮部７０でｄＢ値に変換した後、表示部７２に表示される。対数圧縮部７０は温度補正演算部６０の前段であってもよい。

騒音計５０などには、第１の実施の形態で説明したサーミスタ３２付のマイクロホンユニット１０（図１又は図２参照）をそのまま用いることもできるが、計測器によっては、より高度な補正処理が求められるので、第２の実施の形態では、ほとんどの処理をディジタル処理し、全体をディジタル騒音計として構成している。この第２の実施の形態のように、最終段階で温度補償を行えば、初期感度のバラツキはもとより、温度変化に対しても感度は安定し、かつ表示の再現性にも優れた効果を発揮することができる。

（第３の実施の形態「第４の発明に対応」）
以下に第３の実施の形態について説明する。図５は、音響校正器１００の外観を示すものであり、被測定用としての騒音計１０２（以下、「被測定対象１０２」という）のマイクロホンユニット部１０２Ａが、カプラ部１０４を介して音響校正器本体１０６と接続されている。

なお、騒音計１０２（被想定対象１０２）は、図４に示したようなサーミスタ６２は付加されていない一般的な騒音計である。従って、マイクロホンユニット部１０２Ａにも、第１の実施の形態に適用したサーミスタ３２（図１又は図２参照）が存在せず、基本構成のマイクロホンユニットである。

図６に示される如く、カプラ部１０４は、マイクロホンユニット部１０２Ａを装填可能な装填部１０８が設けられ、この装填部１０８に装填された被測定対象１０２のマイクロホンユニット部１０２Ａの振動板（図６では図示省略）が、カプラ部１０４の内方空間部１１０に位置する。この空間部１１０には、一対の発音体１１２と、温度補正対象のマイクロホン１１４とが配設されている。発音体１１２は、動電型スピーカ、圧電型スピーカ、電磁形イヤホン等が適用可能である。

発音体１１２は、音響校正器本体１０６に内蔵されたＡＭＰ回路１１６の出力端に接続されている。ＡＭＰ回路１１６の入力端は、ＣＰＵ１１８に接続されている。このため、発音体１１２からは、ＣＰＵ１１８で発振された音信号がＡＭＰ回路１１６で増幅され、出力される。ＣＰＵ１１８には、温度センサ（サーミスタ等）１２０が接続され、環境温度に基づく電気信号がＣＰＵ１１８に入力されるようになっている。また、ＣＰＵ１１８には、補正用定数テーブルメモリ１２２が接続されている。

音響校正器１００では、発音体１１２の発音中は、マイクロホン１１４が、常時、発音体１１２の出力を監視する。ＣＰＵ１１８は、マイクロホン１１４や温度サンサ１２０からの信号を受けて増幅するプリアンプやＡ／Ｄ変換器、ＡＭＰ回路１１６を経て発音体１１２へ校正用の信号を送る発振器やＤ／Ａ変換器、或いは、演算処理チップ、ＬＥＤ１２４の点灯灯用の制御回路、などを含み演算処理の中核を成すものである。また、音響校正器１００は、電源スイッチＳＷ１を含む電池ユニット１２６（安定化電源でもよい）を含んで構成されている。

以下に、音響校正器１００の動作を説明する。電源スイッチＳＷ１をオンにすると電池ユニット１２６の電池から電源電圧+Ｖｃｃが各部へ供給され、レベルを監視・制御されながら校正用の信号がカプラ部１０４内に出力される。ここでは、カプラ部１０４内の音場が十分拡散され安定した音圧が得られるように、発音体１１２としてスピーカを２個配しているが、場合によっては１個でもよい。

出力はマイクロホン１１４により常時監視され、出力変動があるとＡＭＰ回路１１６を経て発音体１１２の出力が調整されて、規定の音圧になるように調整される。周囲温度が変化すると、温度センサ１２０がこれを検知し、ＣＰＵ１１８が補正用定数テーブルメモリからデータを取り込み、参照してマイクロホン１１４の感度を規定値まで補正する。

補正用定数テーブルメモリ１２２のデータは、図６の鎖線Ｘで繋がれたマイクロホン１１４毎に、初期感度や温度変化に対する補正値（温度勾配）が記憶されている。このように、発音体１１２からの出力、すなわちカプラ部１０４内の校正音圧は、常に規定値に保たれることになる。このため、適用される温度補正用のマイクロホン１１４は、その温度に対する挙動（特性）さえ計時的に安定していれば（再現性を有していれば）、初期感度・温度特性などは各個体ごとにバラついていても問題とならず、エレクトレットコンデンサーマイクロホンなど非常に安価なマイクを用いた場合でも安定、かつ高性能な音響校正器を構築できる。

むしろ、感度の計時的安定性は、一般の計測用コンデンサーマイクロホンのようにダイヤフラムに大きな張力をかけることが無いので、エレクトレットコンデンサーマイクロホンの方が高いことも多く、その点でも当該発明の補正法は有利である。なお、電源電圧として上記のような電池ユニット１２６を用いる場合などは、電池が消耗し電源電圧+Ｖｃｃが許容範囲を超えることがある。このため、これを警告するためのＬＥＤ１２４を本体外側表面に配置し、同時に発音を停めて誤った出力で校正が行われないよう二重に対策している。

第１の実施の形態に係るマイクロホンユニット内部構成図である。 第１の実施の形態に係るマイクロホンユニットの変形例を示す内部構成図である。 第２の実施の形態に係る騒音計の外観を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る騒音計の回路構成図である。 第３の実施の形態に係る音響校正器の外観を示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る音響校正器の回路構成図である。

符号の説明

Ｒ０ 抵抗
Ｒ１ 可変抵抗（初期感度補正手段）
Ｒ２ 帰還抵抗（出力補正手段）
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
１０ マイクロホンユニット
１２ 筐体
１４ 振動板
１４Ａ 固定電極部
１４Ｂ 振動電極部
１６ カートリッジ部
１８ 演算増幅器（ＯＰアンプ）
２０ プリアンプ部
２２ バイアス電源
２４ 一方の接続端子
２６ 他方の接続端子
２８ 一方の端子
３０ 他方の端子
３２ サーミスタ：Ｒ３（温度検出センサ、出力補正手段）
（第２の実施の形態）
１０Ａ マイクオロホンユニット（基本構成）
５０ 騒音計
５２ 本体ケース
５４ センサプループ
５６ Ａ／Ｄ変換器
５８ 周波数補正部
６０ 温度補正部
６２ サーミスタ
６４ プリアンプ部
６６ Ａ／Ｄ変換器
６８ 補正用定数テーブルメモリ
７０ 対数圧縮部
７２ 表示部
（第３の実施の形態）
１００ 音響校正器
１０２ 被測定対象（騒音計）
１０２Ａ マイクロホンユニット部
１０４ カプラ部
１０６ 音響校正器本体
１０８ 装填部
１１０ 空間部
１１２ 発音体
１１４ マイクロホン（監視用マイクロホン）
１１６ ＡＭＰ回路
１１８ ＣＰＵ
１２０ 温度センサ
１２２ 補正用定数テーブルメモリ
１２４ ＬＥＤ
ＳＷ１ 電源スイッチ
１２６ 電池ユニット

Claims (8)

1. 圧力変動する波動である音を電気信号に変換するための、ダイヤフラムなどの振動板を備えたカートリッジ部と、振動板によって得た電気信号を増幅するプリアンプ部と、を有するマイクロホンユニットであって、
   前記プリアンプ部における増幅率を、予め定められた定常温度を基準として初期感度を補正する初期感度補正手段と、
   前記カートリッジ部又は前記プリアンプ部近傍の温度を検出する温度検出センサと、
   前記温度検出センサからの出力に基づいて、前記プリアンプ部からの出力を補正する出力補正手段とを有し、
   前記温度検出センサは、前記プリアンプ部に配置された帰還抵抗と電気的に並列に接続され、前記帰還抵抗と帰還抵抗素子を構成し、
   前記出力補正手段は、前記帰還抵抗素子により、周囲温度の変化に応じて前記プリアンプ部における増幅率を自動調整することで、前記プリアンプ部からの出力を補正する
   ことを特徴とするマイクロホンユニット。
2. 圧力変動する波動である音を電気信号に変換するための振動板を備えたカートリッジ部と、振動板によって得た電気信号を増幅するプリアンプ部とを有し、製造時に、前記プリアンプ部における増幅率を、予め定められた定常温度を基準として初期感度が補正されたマイクロホンユニットであって、
   前記カートリッジ部又は前記プリアンプ部近傍の温度を検出する温度検出センサと、
   前記温度検出センサからの出力に基づいて、前記プリアンプ部からの出力を補正する出力補正手段とを有し、
   前記温度検出センサは、前記プリアンプ部に配置された帰還抵抗と電気的に並列に接続され、前記帰還抵抗と帰還抵抗素子を構成し、
   前記出力補正手段は、前記帰還抵抗素子により、周囲温度の変化に応じて前記プリアンプ部における増幅率を自動調整することで、前記プリアンプ部からの出力を補正する
   ことを特徴とするマイクロホンユニット。
3. 前記マイクロホンユニットは、コンデンサーマイクロホン又はエレクトレットコンデンサーマイクロホンとして構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマイクロホンユニット。
4. 前記温度センサが、サーミスタ或いは半導体温度センサーであり、当該サーミスタ或いは半導体温度センサーの選択が、当該サーミスタの温度特性と、前記プリアンプ部の出力の温度特性との相関関係に依存する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載のマイクロホンユニット。
5. 前記請求項１〜請求項４の何れか１項記載のマイクロホンユニットが組み込まれ、騒音を検出するための騒音計。
6. 発音体を内蔵し、かつ前記発音体付近に出力監視用マイクロホンを配置して、当該出力監視用マイクロホンの出力を常時監視・制御して、常に一定の校正音圧を発生するように構成され、マイクロホンユニット、或いは騒音計を含む被検査対象を装着するカプラ部を備え、当該被検査対象の感度を校正するための音響校正器にあって、
   音響校正器近傍の温度を検出する温度検出センサと、
   前記出力監視マイクロホン出力を、前記温度検出センサの検出結果に基づいて補正する出力補正手段とを備え、
   前記温度検出センサは、前記出力監視マイクロホンに配置された帰還抵抗と電気的に並列に接続され、前記帰還抵抗と帰還抵抗素子を構成し、
   前記出力補正手段は、前記帰還抵抗素子により、周囲温度の変化に応じて前記プリアンプ部における増幅率を自動調整することで、前記出力監視マイクロホンからの出力を補正する
   ことを特徴とする音響校正器。
7. 電源として電池が用いられ、当該電池が消耗して電源電圧が許容範囲を超えて低下した場合に、表示手段と発音停止の両方で警告する警告手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項６記載の音響校正器。
8. 前記温度センサが、サーミスタ或いは半導体温度センサーであり、当該サーミスタ或いは半導体温度センサーの選択が、当該サーミスタの温度特性と、前記監視用マイクロホンの出力温度特性との相関関係に依存する
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の音響校正器。

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