JPH01251899A - 周波数予備強調を有するマイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明の技術的利用分野は電気的変換装置特に補聴器用
の小型電気的マイクロホンである。

［従来の技術］ 本発明は米国特許第４４５０９３０号（特許権者：ミー
ド　シー、キリオン（Ｍｅａｄ　Ｃ，Ｋ１１ｌｉｏｎ）
、発明の名称；ステップ化された応答を有するマイクロ
ホン（Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ　Ｗｉｔｈ　５ｔｅｐｐｅ
ｄＲｅｓｐｏｎｓｅＪの改良である。キリオン氏の特許
に記載されている発明は、マイクロホンに組込まれた場
合に音を電気的出力に変換する作用を有しこの際より高
い周波数がより低い周波数に対してより大きな信号レベ
ルを有する音響学的回路である。周波数に応じて信号を
このように退択的に調節することの聴力の障害に対する
利点を以下に記載する。

キリオン氏の特許に記載されているものはマイクロホン
装置でこの際空洞部を有するハウジングが主たるダイヤ
フラムによって２つの主要な室に分離されており更にマ
イクロホン変換要素を含み同要素はこの主たるダイヤフ
ラムの運動によって作動するように設けられている。周
囲の音は入力ポートの所で分割されてこの音の一部があ
まり減衰することなく室のいずれかに入る。入って（る
音の残りの部分は一連の比較的短い通路及び開口部を通
過して１つの壁を形成する第２のダイヤフラムを有する
閉封された室に入る。この第２の段階に入る音は最後に
第２のダイヤフラムと主たるダイヤフラムの対向する側
との屈曲部を通過する。

第２のダイヤフラムの柔軟性及び質量並びに通路の寸法
は、比較的低い周波数においてはこの第２の段階におけ
る音響学的減衰が相対的に小さくてその結果圧力が主に
主たるダイヤフラムの所で消滅してこれ等の低い周波数
におけるマイクロホンの応答が抑止されるように選定さ
れている。高い周波数においてはこの第２の段階におけ
る減衰が実質的に大きくなりその結果第２のダイヤフラ
ムにより生じる対抗圧力が非常に減衰され実質的に高周
波の出力が大となる。

キリオン氏の特許に記載された応答が段を有するマイク
ロホンにより応答周波数の必要な変更が得られたが一番
小さい実施形態においては約４．ＯＸ　５．６　Ｘ　２
．３ｍｍのケース全体の寸法が要求された。

［発明が解決しようとする課題］ この−船釣な構成のマイクロホンを更に小型化しようと
する試みはある限界以上は不成巧に終った、その主な理
由は即ち上記の第２の音響学的段階の比較的短い音響減
衰通路を適当に短縮することが不可能である一方１　ｋ
Ｈｚの近傍の共振反転点が所望された。

即ち本発明以前においては上記の不利を克服したキリオ
ン氏の構造の一般的周波数特性を有するマイクロホンに
対する要求は相変らず残っていた。

［課題を解決するための手段ｊ 本発明は上記の周波数に従属する音響減衰回路の改良で
ある。本構成においては従来の構成においては必要であ
った２つのインレットの代りに只１つのインレットしか
マイクロホンのケースに必要とせずしたがって音響イン
レットの周りを完全に閉封する必要が減少する。更に第
２のインレットに音を伝えるためにインレットチューブ
の直径及びチェーブのフランジの寸法が必然的に大きか
った従来の構成と異り、小さい寸法のインレットチュー
ブを使用することが可能となる。本発明は上記の特許の
音響学的回路の改良で本構成によれば物理学的により小
さいユニットで同じ周波数応答が得られる。

本発明に係る装置においては、第２のダイヤフラムは変
換装置の主たるダイヤフラムに対向するように設けられ
ていてケースを２つの主要な容積に分離する。周囲の音
は２つのダイヤフラムの間に形成された室に入り、この
構造は総括的な要素よりはむしろ配分されたラインの作
用をして段を有する応答形状に対して要求される音響学
的慣性を提供する。この構造は二次元よりもむしろ三次
元的に用いると有効で小さな容積のより小さい変換装置
を用いると更に有効である。

本発明に係る装置の好ましい実施態様においては、段を
有する応答形状を提供する主要な音響学的構造は電気的
増幅器及び接続回路に対向する変換装置のダイヤフラム
の側にある。特許第４４５０９３０号を寸法の小さな系
に用いようとした他の構成に対してこの音響学的構造を
設けたことにより振幅の段が１　ｋＨｚの固有周波数に
おいて発生するようになった。変換装置の主たるダイヤ
フラムの周りの単一のバイパス要素のために本発明によ
り高い音響学的慣性が得られる一方主たるダイヤフラム
と二次ダイヤフラムとの間の容積の大部分が省略される
。バックカバー領域に音響学的回路を設けることにより
この表面を非平面化することができ従ってこの領域を端
子台の支持のような他の目的のために開放し、このこと
（こより更にマイクロホンの容積が小さくなる。

本発明に係る装置のさらに他の好ましい実施態様におい
ては、追加の音響学的慣性（イナータンス）が二次ダイ
ヤフラムと直列に与えられ、２つのダイヤフラムの間に
ラビリンス板を閉封して挿入することにより反転周波数
を更に低下させこの際この板はこのようにして形成され
た２つの室の間で音を連結させる適当な寸法の通路を有
している。周囲の音は制限されてラビリンス板と主たる
ダイヤフラムとの間に形成された室に入り、この室を横
切ってラビリンス板を通過しその後逆方向に二次ダイヤ
フラムを横切って流れる。即ちこの増加した通路の長さ
は更に必要な全イナータンスに貢献する。

［実施例］ 以下本発明を添付の実施例に関する図面に基づき詳細に
説明する。

本発明は多くの異なる態様で実施されつるが、図面並び
に以下詳細に行なわれる説明には特に実施形態があげら
れているが、この開示は本発明の要旨の例であって本発
明の広い要旨を図示された実施形態に限定するものでは
ないと了承されたい。

図面において本発明によるマイクロホン装置１０の構造
はケース又はハウジング１２を含み同ハウジングは図示
された実施形態では矩形で従属壁１４を有している。板
１６が回路板１８を支持している。（図には示されてい
ない）電気的増幅器がこの板１８上に構成されており同
板は増幅器に接続されたターミナル２６を担持していて
外側に突出している。

主たるハウジング１２の隅２８の２つは変形されていて
所定の高さを支持する働きをする（第３図参照）。特殊
なラビリンス板３０の２つの隅はこれらの支持体の上に
のっている。

この板３０の反対側の端は突出部を有し同突出部はケー
スのインレット３６の中に延びていて３点支持を形成す
る。このラビリンス板３０は一般にケースを２つの絶縁
された容積に分割し同容積は特別な音響学的通路をのぞ
いては相互に閉封されておりそのいずれかは孔３４で一
般に音のインレット３６に対向して対称的に配置されて
いる。第１Ａ図に示されているラビリンス３０の右手面
に接着されて環状に配置されたリング３３は以下に続く
装置のスペーサの働きをする。リング３３の一部は除去
されていてケースのインレット３６に入ってくる音の流
れは阻止されない。

ラビリンス板３０の左手面の上に、前記のキリオン氏の
特許で提案されたものと形状が類似の一般的に円形で椀
状の二次ダイヤフラム３８が設けられている。二次ダイ
ヤフラム３８とラビリンス板３０との間の距離は限定さ
れていてマイクロホン装置の全周波数に応答する働きを
する。二次３８の環状のフランジ部分４０は第１Ａ図に
示されているようにラビリンス板３０の左手面に接着さ
れている。二次ダイヤフラム３８はラビリンス板３０か
られずかの距離の所にあって音響学的通路以外は一般的
に閉封された容器を形成する。取付リング４０に外周で
取付けられた柔軟性を有する主たる導通ダイヤフラム４
２より成る主たるダイヤフラム装置は接着テープ４６に
よってハウジングの内部に添付されていて主たるダイヤ
フラム４２がスペーサリング３３と正面で接触する位置
に保持される。接着テープ４６及びインレット通路、３
６の近くの主ダイヤフラム取付リング４４のその部分は
効果的に主たるダイヤフラムの右側のマイクロホン装置
の内部構造をインレット通路３６から閉封する。電気的
装置４９が（図には示されていない手段によって）取付
リング４４に取付られていて主たるダイヤフラム４２と
外周部分において接触係合している。

第１Ａ図、第１Ｂ図及び第２図において（矢印Ｆ−Ｆに
よって示されている）インレットチューブ４８を通って
入ってくる音は減衰要素又はフィルタ５０を通して入っ
てくる音及びその後インレットポート３６に入る音に対
してイナータンス又は抵抗を与える。その後入って（る
音は主たるダイヤフラム４２とラビリンス板３０とによ
って形成される室５２（入力室）を横切りこの際主たる
ダイヤフラム４２を励起する。その復音はラビリンス板
３０の中の小さな開口部３４を通過して、二次ダイヤフ
ラム３８とラビリンス板との間に形成された室５４（出
力室）の中に入る。この二次ダイヤフラム３８の励起に
よって音が、ケース１２、二次ダイヤフラム３８及びラ
ビリンス板３０の内面によって定められる残りの容積５
６に伝達される。

この室で受取られる音は続いてバイパスポート５１　（
第２図参照）を通過して結合されて主たるダイヤフラム
４２の右側にあるハウジングの中の容積５８に入り主た
るダイヤフラム４２の後面に衝当する。このバイパスポ
ート５１は第２図に示されているようにラビリンス板３
０、ダイヤフラム取付リング４４及びハウジングのいず
れかの隅の近くにあるスペーサリング３３の隅を斜めに
切断することにより作られる。その結果、このバイパス
ポート５１によって二次ダイヤフラム３８から受取られ
た音が主たるダイヤフラム４２の後（右手）面に迂回し
て伝達される。

各チャネル、開口部及びポートの寸法、２つのダイヤフ
ラム４２及び３８の柔軟性、減衰要素５０の音響学的伝
達特性及び各室の相対容積は、低い周波数においては入
って（る音から主たるダイヤフラム４２に与えられる圧
力励起の実質的な復元がバイパスポート５１を介して主
たるダイヤフラムの後面に与えられてこの際実質的にこ
のように近い周波数範囲の励起圧力を減少させる。この
ようにしてマイクロホンは低い周波数の音に対して比較
的応答しないようにされる。しかしながら比較的高い周
波数においては、結合路の周波数に従属する音響学的減
衰特性によってこの著しい迂回減衰が生じ、その結果こ
れ等の高い周波数においてこの圧力相殺効果が大きく失
なわれる。この結果これ等の高い周波数においてマイク
ロホンの感度が実質的に増大する。

各音響学的要素を更に詳細に検討すると低い周波数にお
いては音は小さな間隙によっては比較的阻止されず非常
に柔軟性を有する二次ダイヤフラム３８以外の所では変
換ダイヤフラム４２の両側においては大きさが実質的に
等しくなるであろう。二次ダイヤフラム３８によって低
い周波数においては比較的一定一の大きさのわずかな音
響圧力のアンバランスが生じその結果変換装置の信号出
力のレベルが低くなる。よく制御された中間周波数にお
いては主たるダイヤフラム３８を横切って流れる及び二
次ダイヤフラムを通過して残りの音路の中を流れる空気
の慣性によって共振条件が生じ同条件により音響学的に
総ての比較的高い周波数に対してこの音路が閉封される
。このことにより米国特許第４４５０９３０号によって
提案されたパターンと類似の周波数応答パターンの中に
段階が生じるが本発明は同じ応答を得るために必要な構
造の構成が異なっている。

第１図に示されているように主たる変換ダイヤフラム及
びラビリンス板３０によって狭い寸法の小さな空洞部５
２が形成される。通常のマイクロホンと異なり、この空
洞部は総括的な容量要素の働きはしない。即ちラビリン
ス板３０の中の孔３９により空洞部の全長を伝わる音が
外部に出ることができる。空洞部の高さが低いので空洞
部の全長に沿う音の流れが限定され同空洞部も音響学的
に主たるダイヤフラム４２の部分によって各点において
分路されている。即ちこの空洞部は一般的に配分された
伝達ラインの作用をする。即ち音はラビリンス壁３０と
二次ダイヤフラム３３との間に形成され更に限定された
空洞部５４に入り、そこかられずかに減衰されて出てき
て以後はバイパスポート５１を介して主たるダイヤフラ
ム４２の対向面に達する。

比較的高い周波数においてはこの迂回作用は非常に減衰
される。即ちこのような減衰は限定された通路を通過す
る音が受ける慣性及び抵抗作用のために著しいものとな
る。一般に慣性作用は音響学的コンジットの内側に封じ
られた空気柱を加速するために必要な圧力差分から生じ
る。定量的にはこの現象はイナータンスと称される。所
定のコンジットの単位長当りイナータンスは空気の密度
に比例しコンジットの横断面積に反比例する。抵抗作用
は本来消滅的なものでコンジットの壁にある粘性を有す
る障害物より生じこのような障害物により圧力差分が上
昇する。明らかに充分に低い周波数においては所定のコ
ンジットの中のイナータンス作用は無視することができ
抵抗作用がまだ残ることがある。−船釣に所定のコンジ
ットの単位長当りの抵抗は主として同コンジットの最小
の寸法、例えば主たるダイヤフラム４２とラビリンス壁
３０との間の間隙及び二次ダイヤフラムとラビリンス壁
との間の間隙によって著しく支配される。

マイクロホン装置１０の実際の等価回路は非常に複雑で
はあるがある程度の一般的な観察は可能である。第１は
反転周波数即ち主たるダイヤフラム４２の背後に迂回す
る補償音響圧力が極度に減少しはじめる周波数が二次ダ
イヤフラム３８の柔軟度と同ダイヤフラムに音響エネル
ギーを伝久る音響学的通路の実効イナータンスとの積に
著しく支配されることである。−次近似ではこのイナー
タンスは入力室５２の下半分の実効イナータンス、ラビ
リンス板ポート３４のイナータンス及び二次ダイヤフラ
ム空洞部５４の下半分のイナータンスと見なされる。

反転点の充分上方の周波数における減衰量も各関連コン
ジット及びポート並びに音響学的減衰装置５０の抵抗に
支配される。

ハウジング１２の内壁と二次ダイヤフラム３８との間の
間隙を同様に調節することにより追加の抵抗及びイナー
タンス作用が得られることは明らかである。ラビリンス
板３０は省略することができ、二次ダイヤフラム３８は
主たるダイヤフラム４２に適当に近づけることができる
。しかしながらこのようにするとその結果反転周波数が
上昇する。このようなラビリンス板３０を用いて音響学
的通路の長さを著しく増加すると充分なイナータンスが
得られ、本発明の構成の目的により小さな寸法のマイク
ロホン装置において約１　ｋＨｚの点で所望の段を有す
る周波数応答反転が得られる。ある理由によって著しく
高めの反転周波数が所望される場合にはラビリンス板３
０は上記のように省略することができる。代りに多重ラ
ビリンス板を用いて所望の場合にはラビリンスイナータ
ンス及び（又は）抵抗を増加することができる。

上記のマイクロホン装置の応答は一般に段付で前記のキ
リオン氏の特許に記載されたマイクロホン装置の応答に
類似している。この装置は約１　ｋＨｚの反転周波数を
有しそれ以後は３　ｋＨｚの値において約２０ｄＢのフ
ァクタ上昇する。しかしながらこの作用は以上概略を述
べた理由によってキリオン氏の構造よりも実質的により
小さい構造によって達せられる。図面に示した装置の（
インレットチューブ３８を除く）ケースの寸法は約３．
６　Ｘ　３．６　Ｘ　２．３ｍｍである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明に係るマイクロホン装置の切断側面図
である。 第１Ｂ図は第１Ａ図に類似の切断側面図であるがマイク
ロホン装置の音響学的通路の直接に関連しない要素は取
りはずしてあり、これらの通路は矢印で示しである。 第２図は第１図に示したマイクロホン装置の部分的に切
断した平面図である。 第３図は第１図に示したマイクロボン装置の反対側から
見た側面図である。 １０・・・本発明に係るマイクロホン装置１２・・・ケ
ース又はハウジング １４・・・従属壁　　　　　１６・・・板１８・・・回
路板 ２６・・・ターミナル　　　２８・・・隅３０・・・ラ
ビリンス板　　３３・・・リング３４・・・孔 ３６・・・インレット（通路） ３８・・・二次ダイヤフラム ４０・・・取付はリング ４２・・・導通ダイヤフラム ４４・・・主ダイヤフラム取付はリング４６・・・接着
テープ ４８・・・インレットチューブ ４９・・・電気的装置 ５０・・・減衰要素又はフィルタ ５１・・・バイパスポート ５２・・・空洞部（入力室） ５４・・・二次ダイヤフラム空洞部 ５６・・・残りの容積 ５８・・・ハウジング中の容積 他　　３　　名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入ってくる周囲の音から周波数を変更する作動圧力
   を変換装置を作動するダイヤフラムに与える、周波数が
   補償された補聴器であって、 （１）その内部に主たる室を有するハウジングと、 （２）柔軟性を有する第１のダイヤフラムであって、上
   記の主たる室の内部を上記の第 １のダイヤフラムの第１の側の第１の室と上記の第１の
   ダイヤフラムの上記の第１の側に対向する第２の側の第
   ２の室とに分割するように設けられている第１のダイヤ
   フラム と、 （３）上記の第１のダイヤフラムの運動に応答する電気
   信号を発生するための、第１のダイヤフラムと連結され
   ている変換手段と、 （４）上記の第１の室を伝達室と励起室とに分割するよ
   うに配置されている、柔軟性を有する第２のダイヤフラ
   ムであって、上記の第 １のダイヤフラムに対して、一般に対向する平行関係に
   設けられている第２のダイヤフラムと、 （５）周囲の音を上記の両ダイヤフラムを接合する外周
   領域で上記の励起室に伝えて、入ってくる音を上記の両
   ダイヤフラムの間をこれらのダイヤフラムに対して平行
   に通過するように限定するように構成されていて、上記
   の両ダイヤフラムを横切って通過する音に対して加えら
   れるイナータンスと上記の第１のダイヤフラムの柔軟度
   が配分された音響学的ラインを形成していて上記の伝達
   室に伝達される音の密度を周波数と共に変更させる入力 ポート手段と、 及び （６）上記の第２のダイヤフラムを通って上記の伝達室
   に伝達された音を上記の第２の室に伝達して上記の第１
   のダイヤフラムの上記の第２の側に対して周波数と共に
   変化する音の密度を与えるバイパスポート手段と、 を含む周波数予備強調を有するマイクロホ ン。 ２．上記の第１のダイヤフラム及び上記の第２のダイヤ
   フラムが上記の励起室の対向する壁の大部分を形成する
   ように構成されている請求項１に記載のマイクロホン。 ３．更に障害壁手段及び壁ポート手段を含み、上記の障
   害壁手段が一般的に上記の壁の大部分に対して平行に設
   けられていて上記の励起室を複数の音響学的室に分割し
   上記の音響学室が上記の第１の膜を１つの壁として有す
   る入力室と上記の第２の膜を１つの壁として有する出力
   室とを含み上記の入力ポート手段が上記の周囲の音を先
   ず上記の入力室に伝達するように構成されておりかつ上
   記の壁ポート手段が連続的に上記の複数の音響学的室を
   相互に音響学的に接合して上記の入力ポート手段から上
   記の第２のダイヤフラムに伝播する上記の障害壁手段を
   横切る音の伝達方向を少なくとも１回反転させるように
   設けられている請求項２に記載のマイクロホン。 ４．上記の入力ポート手段が上記の周囲の音を上記の第
   １のダイヤフラムの端の第１の隣接点で上記の入力室に
   伝達するように構成されている請求項３に記載のマイク
   ロホン。 ５．上記の壁ポート手段が第１の壁ポートを含み同壁ポ
   ートが上記の第１の点に一般的に対称的に対向する第２
   の点において上記の入力室と上記の複数の音響学的室の
   ２番目の室とを連通するように設けられていて、上記の
   入力ポート手段から上記の第１の壁ポートに向う音の流
   れが上記の第１のダイヤフラムと上記の障害壁手段とに
   よって限定されて上記の第１のダイヤフラムＹを一般的
   に横切って流れる請求項４に記載のマイクロホン。 ６．上記の障害壁手段が上記の励起室を只１つの上記の
   入力室と出力室とに分割するように構成されている請求
   項５に記載のマイクロホン。 ７．上記の入力ポート手段が音響学的減衰手段を含み同
   手段が周囲の音の上記の第１のダイヤフラムへの伝達に
   音響学的抵抗を加えるように設けられている請求項１乃
   至６のいずれか１つに記載のマイクロホン。 ８．上記の伝達手段が上記の第２の室の内部に設けられ
   ている請求項１乃至６のいずれか １つに記載のマイクロホン。