JP6498453B2 - Contact microphone - Google Patents
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Description
本発明は、振動源の機械的振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンに関する。 The present invention relates to a contact microphone that converts mechanical vibration of a vibration source into an electric signal.
楽器などに取り付けて、楽器の機械的振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンが知られている(例えば、特許文献1参照)。コンタクトマイクロホンに適用される変換方式には、動電型や電磁型のほか、振動することで発電して信号を生成する圧電素子を用いた圧電型がある(例えば、特許文献2参照)。 A contact microphone that is attached to a musical instrument or the like and converts mechanical vibrations of the musical instrument into an electric signal is known (for example, see Patent Document 1). As a conversion method applied to a contact microphone, in addition to an electrodynamic type and an electromagnetic type, there is a piezoelectric type using a piezoelectric element that generates a signal by generating power by vibration (see, for example, Patent Document 2).
図9は、従来の圧電型のコンタクトマイクロホンの側面断面図である。圧電型のコンタクトマイクロホン100は、吸盤体200とマイクロホンユニットとしての振動センサ300とを有してなる。
FIG. 9 is a side sectional view of a conventional piezoelectric contact microphone. The
吸盤体200は、略円錐カップ状で、例えば樹脂などの弾性材料で一体成型された、ドーム部220と外周縁部221と頂部222と支持部223とを有してなる。吸盤体200は、振動センサ300やマイクロホンユニットを保持して、楽器などの振動源に圧着される。
The
振動センサ300は、頂部222の内部に形成された空間に埋設されていて、支持部223に支持されてコンタクトマイクロホン100に保持される。振動センサ300は、加速度ピックアップを備える。加速度ピックアップは、振動源の機械的振動に応じた検知信号を生成する圧電バイモルフを備える。
振動センサ300が生成した検知信号は、電気信号としてマイクケーブルなどを介してミキサーやアンプ、スピーカなどの外部の装置に出力される。これら外部の装置は、マイクロホンユニットとして振動センサ300から入力された電気信号に応じた音、つまり、振動センサ300が検知した機械的振動に応じた音を処理する。
The detection signal generated by the
図10は、振動源に載置されたコンタクトマイクロホン100の側面断面図である。コンタクトマイクロホン100は、外周縁部210のみが振動源の表面Gに接している。
FIG. 10 is a side cross-sectional view of the
図11は、頂部222の天井面が振動源に向けて押圧された状態におけるコンタクトマイクロホン100の側面断面図である。例えば指で、頂部222が押圧されることで、振動センサ300が振動源の表面Gに近接するように(紙面下方向に向けて)下降する。このとき、吸盤体200と表面Gとで囲まれた吸盤体200の内部の空気は、外周縁部221と表面Gとの間から吸盤体200の外部に流出する。コンタクトマイクロホン100は、外周縁部210に加えて、支持部223で表面Gに接する。
FIG. 11 is a side cross-sectional view of the
図12は、図11に示したコンタクトマイクロホン100の状態から、頂部222を介した振動センサ300への押圧力が解除された(頂部222から指が離れた)後のコンタクトマイクロホン100の側面断面図である。頂部222は、押圧力が解除されることで、吸盤体200の弾性力により表面Gから離れる方向(紙面上方向)に移動する。このとき、支持部223は表面Gから離れる。その結果、振動センサ300も、表面Gから離れる。ただし、外周縁部221と表面Gとは密着していて、吸盤体200の内部は密封されているため、頂部222への押圧力が解除されても、吸盤体200は押圧前の状態(図10に示す状態)には戻らない。
12 is a side cross-sectional view of the
コンタクトマイクロホン100は、図12に示した状態で振動源に取り付けられて使用され、振動源の機械的振動を検知部300の加速度ピックアップで検知して振動に応じた電気信号を出力する。ここで、振動源からの機械的振動は、外周縁部221と、ドーム部220と、頂部222および支持部223と、を介して振動センサ300を構成する圧電素子に加わる。
The
しかし、圧電素子と振動源との間に弾性材料が介在するとき、振動源の機械的振動は弾性材料の弾性力を介して圧電素子に加わる。そのため、特に高い周波数でのコンタクトマイクロホン100の周波数応答が劣化する。すなわち、周波数応答の劣化を回避する、つまり、振動源の機械的振動の検知精度を高めるためには、振動源の機械的振動が圧電素子に直接加わることが望ましい。
However, when an elastic material is interposed between the piezoelectric element and the vibration source, mechanical vibration of the vibration source is applied to the piezoelectric element via the elastic force of the elastic material. Therefore, the frequency response of the
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができるコンタクトマイクロホンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a contact microphone that can improve the detection accuracy of mechanical vibration of a vibration source.
本発明は、振動源の機械的な振動を電気信号に変換するコンタクトマイクロホンであって、振動源に圧着されて、振動源との間に空間を形成する吸盤体と、空間内に配置されて、振動に応じた電気信号を生成する振動センサを備えるマイクロホンユニットと、を有してなり、吸盤体には孔が設けられ、振動センサは、空間を、振動源に面した第1空間と、孔に連通する第2空間と、に仕切るように吸盤体に固着される、ことを特徴とする。 The present invention is a contact microphone that converts mechanical vibration of a vibration source into an electric signal, and is a pressure-bonded to the vibration source and a suction cup body that forms a space between the vibration source and a contact microphone. A microphone unit including a vibration sensor that generates an electric signal in response to vibration, the suction cup body is provided with a hole, and the vibration sensor includes a first space facing the vibration source, It is fixed to the suction cup body so as to partition into a second space communicating with the hole.
本発明によれば、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection precision of the mechanical vibration of a vibration source can be improved.
以下、図面を参照しながら、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの実施の形態について説明する。 Embodiments of a contact microphone according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの実施の形態を示す平面図である。
図2は、上記コンタクトマイクロホンの底面図である。
図3は、上記コンタクトマイクロホンの側面断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a contact microphone according to the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of the contact microphone.
FIG. 3 is a side sectional view of the contact microphone.
本発明にかかるコンタクトマイクロホン1は、吸盤体2と、マイクロホンユニットとしての振動センサ3と、を有してなる。
A
吸盤体2は、略円錐カップ状で、例えば樹脂などの弾性材料で一体成型された、ドーム部20と外周縁部21と頂部22とを有してなる。吸盤体2は、楽器などの振動源に圧着されて取り付けられて、振動源との間に空間を形成する。
The
外周縁部21は、ドーム部20の開口部分であり、円形である。
The outer
頂部22は、ドーム部20の天井部分に凸状に形成された略円柱状であり、頂部22の内部の空間とドーム20の内部の空間とは一体である。頂部22の天井面の裏面側(図3の紙面下側)には、頂部22の内部方向に凸状の押圧部4が形成されている。頂部22には、吸盤体2の内外に連通する孔2hが形成されている。図1には、4個の孔2hが形成された例が示されている。
The
なお、頂部22に形成される孔2hは、図1に示すように頂部22の天井面に限らず、例えば、頂部22の側面に形成されていてもよい。
Note that the
振動センサ3は、円板状の構造体で、吸盤体2と振動源との間に形成される空間内に配置され、マイクロホンユニットを構成する。振動センサ3は、振動源の機械的振動に応じた検知信号を生成する圧電バイモルフを備える。振動センサ3は、ドーナツ状の弾性部材5を介して吸盤体2の内部、具体的には頂部22とドーム部20の連接部分の開口を覆うように配置されて固定される。
The
振動センサ3は、圧電バイモルフが生成した検知信号を電気信号として、マイクケーブルなどを介してミキサーやスピーカなどの外部装置に出力する。これらの外部装置は、振動センサ3が検知した機械的振動、つまり、振動センサ3が出力した電気信号に応じた音声信号に各種の処理を施して出力する。
The
図4は、振動センサ3が備える加速度ピックアップ6の側面図である。
図5は、加速度ピックアップ6の正面図である。
FIG. 4 is a side view of the
FIG. 5 is a front view of the
加速度ピックアップ6は、2枚の平板状の圧電素子61が不図示の電極を介して積層された圧電バイモルフ62を備える。同図は、圧電バイモルフ62の配置例を示している。圧電バイモルフ62の長さ方向(図4の紙面左右方向)の一端は、ベース部材64に立設された支持部材63に片持ち梁状に支持される。圧電バイモルフ62の長さ方向の他端(圧電バイモルフ62の先端)には、ウェイト65が取り付けられている。
The
ウェイト65が取り付けられた圧電バイモルフ62は、加速度ピックアップ6に機械的振動が加わると、紙面上下方向に変形する。加速度ピックアップ6は、圧電バイモルフ62の変形に応じた電荷を発生させて、機械的振動を電気的に検出する。
The
なお、振動センサ3が備える加速度ピックアップは、圧電バイモルフを複数備えていてもよい。すなわち、例えば、2つの圧電バイモルフの振動方向の軸が直交するように配置された加速度ピックアップは、2つの方向の振動を検出することができる。すなわち、複数の方向の振動を検出することができるコンタクトマイクロホンは、振動検出の精度が向上する。その結果、コンタクトマイクロホンの感度は、高くなる。
Note that the acceleration pickup included in the
以下、コンタクトマイクロホン1の使用方法を説明する。
Hereinafter, a method of using the
図6は、振動源に載置されたコンタクトマイクロホン1の側面断面図である。コンタクトマイクロホン1は、外周縁部21のみが振動源の表面Gに接している。コンタクトマイクロホン1の内部に弾性部材5を介して取り付けられている振動センサ3は、コンタクトマイクロホン1と表面Gとで囲まれた空間を、振動源の表面Gに面した第1空間S1と、孔に連通する第2空間S2と、に仕切るように吸盤体2に固着されている。
FIG. 6 is a side cross-sectional view of the
振動センサ3は、第2空間S2の内部に設けられている押圧部4と接している。ただし、本発明において、振動センサ3と押圧部4とは、後述する吸盤体2の表面の押圧の前において、必ずしも接していなくてもよい。
The
図7は、振動センサ3が振動源に向けて押圧されている状態のコンタクトマイクロホン1の側面断面図である。吸盤体2は、振動源に向けて(紙面下方向に向けて)押圧される。このとき、例えば指で、吸盤体2の表面の一部である押圧部4に対応する位置(頂部22の天井面)が押圧されることで、吸盤体2は振動源に接触するように下降する。第1空間S1の空気は、外周縁部21と表面Gとの間から吸盤体2の外部に流出する。押圧部4に押圧される振動センサ3は表面Gに当接し、弾性部材5も表面Gに当接する。ドーム部20と表面Gとの間には、ドーナツ状の空間S11が形成される。第2空間S2の体積は変わらない。
FIG. 7 is a side cross-sectional view of the
図8は、例えば、頂部22から指が離れて振動センサ3への押圧力が解除されたコンタクトマイクロホン1の側面断面図である。頂部22は、押圧力が解除されることで、吸盤体2の弾性力により、表面Gから離れる方向(紙面上方向)に移動する。その結果、頂部22の内部に設けられた押圧部4は、表面Gに当接している振動センサ3から離れる。
FIG. 8 is a side cross-sectional view of the
押圧部4は、吸盤体2が振動源に圧着していないとき(図6)には振動センサ3に当接していて、吸盤体2が振動源に圧着しているとき(図8)には振動センサ3に当接していない。
The
ここで、弾性部材5のスチフネスは吸盤体2のスチフネスよりも小さいため、頂部22への押圧力が解除されて頂部22が表面Gから離れる方向に移動するとき、弾性部材5が頂部22の移動を抑制する。
Here, since the stiffness of the
第1空間S1の空気が外部に流出することで、第1空間S1と外部の空気の密度に違いが生じる。換言すれば、第1空間S1の空気の量は外部の空気の量より少なくなるため、外部の空気の重さ(気圧差)により吸盤体2は、振動源の表面Gに向けて押さえつけられる。
As the air in the first space S1 flows out, a difference occurs in the density of the first space S1 and the outside air. In other words, since the amount of air in the first space S1 is smaller than the amount of external air, the
また、頂部22が表面Gから離れる方向に移動するとき、コンタクトマイクロホン1の外部から第2空間S2に孔2hを通じて空気が流入して、第2空間S2の体積は増加する。その結果、振動センサ3は、孔2hから流入する空気の重さ(気圧差)により、表面Gに押圧される。
When the
このように、弾性部材5と吸盤体2のスチフネスの大小の設定と、孔2hを介して第2空間S2に流入する空気と、の作用により、頂部22への押圧力が解除された状態においても振動センサ3の表面Gへの当接は維持される。すなわち、コンタクトマイクロホン1においては、頂部22への押圧力が解除されても振動センサ3の表面Gへの当接が維持されるように、弾性部材5と吸盤体2との弾性力が設計されている。また、コンタクトマイクロホン1においては、頂部22への押圧力が解除されても振動センサ3の表面Gへの当接が維持されるように、吸盤体2と表面Gとで囲まれた空間(図8の空間S12)の表面G上での有効面積(吸盤体2の径方向(紙面左右方向)の長さ)と、振動センサ3の表面積と、が設定されている。
Thus, in a state in which the pressing force to the
以上説明した実施の形態によれば、コンタクトマイクロホン1は、振動センサ3が表面Gに当接した図8に示した状態で使用される。すなわち、振動源に取り付けられたコンタクトマイクロホン1は、振動センサ3に対する振動源への押圧を維持した状態で使用される。そのため、コンタクトマイクロホン1は、振動源からの機械的振動が振動センサ3に直接加わるようにすることができ、振動源の機械的振動の検知精度を高めることができる。
According to the embodiment described above, the
なお、以上説明した実施の形態は、マイクロホンユニットを構成する振動センサに圧電型の振動センサを用いたコンタクトマイクロホンを例に説明したが、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの振動センサは圧電型に限らず、例えば、静電容量型センサ、動電型センサ、電磁型センサ、のいずれかであってもよい。すなわち、本発明にかかるコンタクトマイクロホンの振動センサは、振動源の機械的振動を検知して、検知した振動に応じた電気信号を生成して出力することができるものであればよい。 In the embodiment described above, a contact microphone using a piezoelectric vibration sensor as the vibration sensor constituting the microphone unit has been described as an example. However, the vibration sensor of the contact microphone according to the present invention is not limited to the piezoelectric type. For example, any of a capacitive sensor, an electrodynamic sensor, and an electromagnetic sensor may be used. That is, the contact microphone vibration sensor according to the present invention only needs to detect mechanical vibration of the vibration source and generate and output an electrical signal corresponding to the detected vibration.
1 コンタクトマイクロホン
2 吸盤体
2h 孔
20 ドーム部
21 外周縁部
22 頂部
3 振動センサ
4 押圧部
5 弾性部材
6 加速度ピックアップ
61 圧電素子
62 圧電バイモルフ
63 支持部材
64 ベース部材
65 ウェイト
S1 第1空間
S2 第2空間
1
Claims (6)
前記振動源に圧着されて、前記振動源との間に空間を形成する吸盤体と、
前記空間内に配置されて、前記振動に応じた前記電気信号を生成する振動センサを備えるマイクロホンユニットと、
を有してなり、
前記吸盤体には孔が設けられ、
前記振動センサは、前記空間を、前記振動源に面した第1空間と、前記孔に連通する第2空間と、に仕切るように前記吸盤体に固着され、
前記振動センサは、弾性部材を介して前記吸盤体に固着され、
前記吸盤体は弾性材料で形成され、
前記弾性部材のスチフネスは、前記吸盤体のスチフネスより小さい、
ことを特徴とするコンタクトマイクロホン。 A contact microphone that converts mechanical vibration of a vibration source into an electric signal,
A suction cup that is crimped to the vibration source to form a space with the vibration source;
A microphone unit including a vibration sensor disposed in the space and generating the electrical signal corresponding to the vibration;
Having
The suction cup is provided with a hole,
The vibration sensor is fixed to the suction cup body so as to partition the space into a first space facing the vibration source and a second space communicating with the hole ,
The vibration sensor is fixed to the suction cup body via an elastic member,
The suction cup is formed of an elastic material;
The stiffness of the elastic member is smaller than the stiffness of the suction cup body,
Contact microphone characterized by that.
前記振動センサは、前記吸盤体の表面の前記押圧部に対応する位置が押圧されているとき、前記振動源に当接する、
請求項1記載のコンタクトマイクロホン。 A pressing portion that presses the vibration sensor is provided inside the second space,
The vibration sensor contacts the vibration source when a position corresponding to the pressing portion on the surface of the suction cup body is pressed.
The contact microphone according to claim 1.
請求項2記載のコンタクトマイクロホン。 When the pressing is released, the volume of the second space increases and the contact is maintained.
The contact microphone according to claim 2.
前記吸盤体が前記振動源に圧着していないとき、前記押圧部は、前記振動センサに当接していて、
前記吸盤体が前記振動源に圧着しているとき、前記押圧部は、前記振動センサに当接していない、
請求項2または3記載のコンタクトマイクロホン。 The suction cup body is pressed at a position corresponding to the pressing portion on the surface of the suction cup body, and is pressed against the vibration source,
When the suction cup body is not pressure-bonded to the vibration source, the pressing portion is in contact with the vibration sensor,
When the suction cup is crimped to the vibration source, the pressing portion is not in contact with the vibration sensor.
The contact microphone according to claim 2 or 3.
請求項1乃至4のいずれかに記載のコンタクトマイクロホン。 The vibration sensor includes a piezoelectric element.
Contact microphone according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれかに記載のコンタクトマイクロホン。 The vibration sensor is any one of a capacitive sensor, an electrodynamic sensor, and an electromagnetic sensor.
Contact microphone according to any one of claims 1 to 5.
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