JP5780551B2 - マイクロホン装置 - Google Patents

Description

この発明は、騒音の程度に応じて咽喉マイクロホンおよび音声マイクロホンの機能をそれぞれ生かすことができるマイクロホン装置に関する。

従来より、高騒音下においては咽喉マイクロホンを利用することが提案されている。この咽喉マイクロホンは、例えば圧電素子を利用して咽喉部の振動を電気信号に変換するものであり、周囲の騒音に影響されることなく、発声音を集音することができる。（例えば、特許文献１参照）
しかしながら、この咽喉マイクロホンは喉の部分の振動を検出することから、音声の摩擦音や破裂音等が集音できず、音声の明瞭度が低下する。

一方、前記した音声マイクロホンとしては、小型であるという特質を生かしてコンデンサマイクロホンが多く用いられている。特にエレクトレットコンデンサ型マイクロホンは、成極電圧をユニットに加える必要がないために、単一指向性の接話型マイクロホンとして利用するには都合が良い。
この音声（接話）マイクロホンは、比較的騒音が低い環境下において明瞭度の高い集音特性を発揮することができる。（例えば、特許文献２参照）

特開平１０−７９９９９号公報 特開２０１１−１３５４８１号公報

以上のように高い騒音下においては咽喉マイクロホンを利用するのが好ましく、比較的低い騒音下においては音声マイクロホンを接話型マイクロホンとして利用することで、それぞれの特質を生かすことができ、騒音の程度により個別のセットになされた両者を使い分ける必要があった。

したがって、騒音が高い場所と騒音が低い場所との間を移動する場合、もしくは同一の場所においても騒音のレベルが頻繁に変化する環境においては、前記した咽喉マイクロホンおよび音声マイクロホンをそれぞれ使い分けをするために、その扱いがきわめて煩わしいものとなる。

この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、騒音が高い場合には咽喉マイクロホンのみの出力が導出され、騒音が中程度の場合には咽喉マイクロホンと音声マイクロホンとの合成された出力が導出され、騒音が低い（軽微な）場合には、音声マイクロホンのみの出力が導出されるように構成することで、いずれの騒音下においても、それぞれのマイクロホンの特質を生かした音声出力を得ることができるマイクロホン装置を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるマイクロホン装置は、音声マイクロホンと咽喉マイクロホンおよび切り換え選択スイッチとが備えられ、前記切り換え選択スイッチは、少なくとも第１ないし第３の選択モードが選択可能に構成され、第１選択モードにおいて前記音声マイクロホンによる出力のみを出力端子に導出し、第２選択モードにおいて前記音声マイクロホンによる出力に前記咽喉マイクロホンによる出力を加算した出力を前記出力端子に導出すると共に、第３選択モードにおいて前記咽喉マイクロホンによる出力のみを前記出力端子に導出するように構成したことを特徴とする。

この場合、前記咽喉マイクロホンとしては、圧電素子を音声信号出力源として利用した構成を好適に採用することができる。また、前記音声マイクロホンとしてコンデンサマイクロホンもしくはダイナミックマイクロホンを好ましくは接話型マイクロホンとして用いた構成を好適に採用することができる。

そして、好ましい実施の形態においては、前記音声マイクロホンとしてコンデンサマイクロホンを用いた場合における前記第２選択モードにおいては、前記コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換器の出力端子に前記咽喉マイクロホンの圧電素子を直列接続することで、前記音声マイクロホンによる出力に前記咽喉マイクロホンによる出力を加算した出力を前記出力端子に導出するように構成される。

この発明にかかる前記したマイクロホン装置によると、騒音の程度に応じて切り換え選択スイッチを利用して第１選択モードないし第３選択モードを選択することができる。
これにより、第１選択モードを選択した場合には、例えば接話型の音声マイクロホンによる出力のみを利用することができ、明瞭度の高い音声信号を得ることができる。
また第２選択モードを選択した場合には、前記音声マイクロホンによる出力に咽喉マイクロホンによる出力を加算した出力を利用することができ、騒音により打ち消される明瞭度の高い音声信号を、騒音の影響を受けにくい咽喉マイクロホンによる出力によりカバーすることができる。

さらに、第３選択モードを選択した場合には、咽喉マイクロホンによる出力のみを利用することができるので、高い騒音下においても音声信号を伝達する機能を発揮することができる。
以上のように、例えば接話型の音声マイクロホンおよび咽喉マイクロホンの各セットを装着し直すことなく、騒音に応じて各マイクロホンの機能をそれぞれ生かすことができるマイクロホン装置を提供することができる。

この発明に係るマイクロホン装置の第１の実施の形態を示したブロック図である。 同じく第２の実施の形態を示したブロック図である。

以下、この発明にかかるマイクロホン装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。まず図１は第１の実施の形態を示したものであり、これは音声マイクロホンとしてエレクトレットコンデンサマイクロホンを用いた例を示すものである。
符号Ｍ１は、音声マイクロホンとして機能するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを示しており、このマイクロホンユニットＭ１は、単一指向性の接話マイクロホンとして利用される。

符号ＢＡは、前記マイクロホンユニットＭ１のインピーダンス変換器として動作するバッファアンプであり、これはバイアス回路内蔵型のＦＥＴＱ１が具備されており、ＦＥＴＱ１のドレインには直流駆動電源Ｅ１が接続されている。またＦＥＴＱ１のソースにはソース抵抗が接続されてソースフロアー回路を構成しており、したがって前記ＦＥＴＱ１のソースが前記コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換器における出力端子Ｔ１を構成している。
なお、ＦＥＴＱ１のゲートとソースとの間に逆並列で接続されたダイオードＤ１，Ｄ２および抵抗Ｒｂは、ＦＥＴＱ１のゲートバイアスを生成するものである。

前記したインピーダンス変換器の出力端子Ｔ１として機能するＦＥＴＱ１のソースには直流成分をカットするカップリングコンデンサＣ１の一端が接続され、その他端は連動型の切り換え選択スイッチのうちの第１スイッチＳＷ１における第１被選択端子Ｍに接続されている。
また、インピーダンス変換器の出力端子として機能するＦＥＴＱ１のソースには、咽喉マイクロホンとして機能する圧電素子Ｍ２の一端が接続され、その他端は前記第１スイッチＳＷ１における第２被選択端子Ｂおよび第３被選択端子Ｐに接続されている。

前記第２スイッチＳＷ２の第１被選択端子Ｍおよび第２被選択端子Ｂは、基準電位点（アース）に接続されており、第２スイッチＳＷ２の第３被選択端子Ｐは、インピーダンス変換器の出力端子Ｔ１として機能するＦＥＴＱ１のソースに接続されている。
そして、前記第１スイッチＳＷ１の選択端子は、音声信号出力端子ＯＵＴとされ、前記第２スイッチＳＷ２の選択端子は、基準電位点（アース）に接続されている。

なお、咽喉マイクロホンとして機能する前記圧電素子Ｍ２としては、静電容量の大きな積層型を利用することが望ましく、好ましくは静電容量が１０００ｎＦ程度のものが利用される。
これによれば前記圧電素子Ｍ２が、インピーダンス変換器の出力端子Ｔ１からもたらされるマイクロホンユニットＭ１による音声信号に対して比較的インピーダンスが低いカップリングコンデンサとして機能すると共に、圧電素子Ｍ２による咽喉マイクロホンとしての音声出力を、コンデンサマイクロホンの音声出力に対して効果的に加算する機能を果たすことができる。

図１に示した以上の構成において、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、前記したとおり連動型の切り換え選択スイッチを構成しており、第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第１被選択端子Ｍを選択する第１選択モードにおいて、接話型音声マイクロホンによる出力のみを出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。

すなわち、第１選択モードにおいては、マイクロホンユニット（音声マイクロホン）Ｍ１による出力がバッファアンプＢＡによりインピーダンス変換され、カップリングコンデンサＣ１および第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴにもたらされる。
この時、第２スイッチＳＷ２は、基準電位を選択することになり、第１スイッチＳＷ１の選択動作には影響しない。

また、前記第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第２被選択端子Ｂを選択する第２選択モードにおいては、マイクロホンユニット（音声マイクロホン）Ｍ１による出力に、咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力を加算した出力を前記出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。

すなわち、第２選択モードにおいては、マイクロホンユニットＭ１による出力が、ＦＥＴＱ１のソースにインピーダンス変換されて出力され、当該ソースに前記咽喉マイクロホンの圧電素子Ｍ２が直列接続されて、マイクロホンユニットＭ１による出力に、咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力が加算され、第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴにもたらされる。
この時、第２スイッチＳＷ２は、基準電位を選択することになり、第１スイッチＳＷ１の選択動作には影響しない。

また、前記第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第３被選択端子Ｐを選択する第３選択モードにおいては、前記咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力のみが前記出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。
すなわちこの場合には、前記第２スイッチＳＷ２は基準電位を選択し、咽喉マイクロホンを構成する圧電素子Ｍ２の一端を基準電位に設定する。また前記第１スイッチＳＷ１は咽喉マイクロホンを構成する圧電素子Ｍ２の他端を選択するので、咽喉マイクロホンＭ２による出力のみが第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴにもたらされる。

以上のとおり、前記した第１の実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、騒音の程度に応じて切り換え選択スイッチを第１ないし第３選択モードに設定することで、いずれの騒音下においても、接話型の音声マイクロホンおよび咽喉マイクロホンの特質を生かした音声出力を得ることができ、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

次に図２は、第２の実施の形態を示したものであり、これは音声マイクロホンとしてダイナミックマイクロホンを用いた例を示すものである。
なお、図２においては前記した図１に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがって、重複する説明は省略する。

この図２に示す実施の形態によれば、音声マイクロホンとしてダイナミックマイクロホンＭ３が単一指向性の接話型マイクロホンとして利用されている。したがって、この実施の形態によれば、図１に示したインピーダンス変換器を構成するバッファアンプＢＡおよびバッファアンプを駆動する直流駆動電源Ｅ１などは不要となり、その構成はより簡素化される。

すなわち、ダイナミックマイクロホンＭ３による音声マイクロホンの出力端子Ｔ１は、連動型の切り換え選択スイッチのうちの第１スイッチＳＷ１における第１被選択端子Ｍに接続されている。
また、前記音声マイクロホンＭ３の出力端子Ｔ１には、咽喉マイクロホンを構成する圧電素子Ｍ２の一端が接続され、前記圧電素子Ｍ２の他端は、前記第１スイッチＳＷ１における第２被選択端子Ｂおよびに第３被選択端子Ｐに接続されている。
一方、連動型の切り換え選択スイッチのうちの第２スイッチＳＷ２における第３被選択端子Ｐには、前記音声マイクロホンＭ３の出力端子Ｔ１が接続されている。

図２に示した以上の構成において、連動する前記第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第１被選択端子Ｍを選択する第１選択モードにおいては、音声マイクロホンＭ３による出力のみを出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。
すなわち、第１選択モードにおいては、ダイナミックマイクロホン（音声マイクロホン）Ｍ３の出力端子Ｔ１が第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴに接続される。
この時、第２スイッチＳＷ２は、未選択となり第１スイッチＳＷ１の選択動作には影響しない。

また、前記第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第２被選択端子Ｂを選択する第２選択モードにおいては、ダイナミックマイクロホン（音声マイクロホン）Ｍ１による出力に、咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力を加算した出力を前記出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。

すなわち、第２選択モードにおいては、ダイナミックマイクロホンＭ３による出力端子Ｔ１に、前記咽喉マイクロホンの圧電素子Ｍ２が直列接続されて、マイクロホンＭ３による出力に、咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力が加算され、第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴにもたらされる。
この時、第２スイッチＳＷ２は、未選択となり第１スイッチＳＷ１の選択動作には影響しない。

また、前記第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、第３被選択端子Ｐを選択する第３選択モードにおいては、前記咽喉マイクロホン（圧電素子Ｍ２）による出力のみが前記出力端子ＯＵＴに導出するようになされる。
すなわちこの場合には、前記第２スイッチＳＷ２は基準電位を選択し、咽喉マイクロホンを構成する圧電素子Ｍ２の一端を基準電位に設定する。また前記第１スイッチＳＷ１は咽喉マイクロホンを構成する圧電素子Ｍ２の他端を選択するので、咽喉マイクロホンＭ２による出力のみが第１スイッチＳＷ１を介して出力端子ＯＵＴにもたらされる。

以上のとおり、前記した第２の実施の形態に係るマイクロホン装置においても、騒音の程度に応じて切り換え選択スイッチを第１ないし第３選択モードに設定することで、いずれの騒音下においても、接話型の音声マイクロホンおよび咽喉マイクロホンの特質を生かした音声出力を得ることができ、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

ＢＡ バッファアンプ（インピーダンス変換器）
Ｃ１ カップリングコンデンサ
Ｅ１ 直流駆動電源
Ｍ１ エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット
Ｍ２ 咽喉マイクロホン（圧電素子）
Ｍ３ ダイナミックマイクロホン
ＯＵＴ 出力端子
Ｑ１ ＦＥＴ
Ｒｓ ソース抵抗
ＳＷ１ 第１スイッチ（切り換え選択スイッチ）
ＳＷ２ 第２スイッチ（切り換え選択スイッチ）
Ｔ１ 音声マイクロホン出力端子

Claims (4)

1. 音声マイクロホンと咽喉マイクロホンおよび切り換え選択スイッチとが備えられ、前記切り換え選択スイッチは、少なくとも第１ないし第３の選択モードが選択可能に構成され、第１選択モードにおいて前記音声マイクロホンによる出力のみを出力端子に導出し、第２選択モードにおいて前記音声マイクロホンによる出力に前記咽喉マイクロホンによる出力を加算した出力を前記出力端子に導出すると共に、第３選択モードにおいて前記咽喉マイクロホンによる出力のみを前記出力端子に導出するように構成したことを特徴とするマイクロホン装置。
2. 前記咽喉マイクロホンとして、圧電素子を音声信号出力源として利用したことを特徴とする請求項１に記載されたマイクロホン装置。
3. 前記音声マイクロホンとしてコンデンサマイクロホンもしくはダイナミックマイクロホンを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたマイクロホン装置。
4. 前記音声マイクロホンとしてコンデンサマイクロホンを用いた場合における前記第２選択モードにおいては、前記コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換器の出力端子に前記咽喉マイクロホンの圧電素子を直列接続することで、前記音声マイクロホンによる出力に前記咽喉マイクロホンによる出力を加算した出力を前記出力端子に導出するように構成したことを特徴とする請求項２に記載されたマイクロホン装置。

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