JP2007174165A - マイクロホン及びこれを用いた補聴器 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化しても感度やＳ／Ｎ比を低下させないマイクロホンを提供する。
【解決手段】 振動板３と背極５とインピーダンス変換素子２２を備えるマイクロホンであって、振動板３と背極５を組み合わせた音響電気変換部１を２組設けて音響電気変換ユニット１１を構成し、振動板３，３を対向させることで、十分な振動板３，３の可動面積を確保し、振動板３，３を夫々音口２５ａに対して垂直に配設して振動板３，３が対向する空間を前室２６とすることで、十分な後室２７の体積を確保する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、振動板と背極とインピーダンス変換素子を備えるマイクロホン及びこれを用いた補聴器に関する。

補聴器の小型化が進み、特に補聴器全体が外耳道内に収まる耳穴式補聴器では、マイクロホンを補聴器装用時に見える限られた表面に設置しなければならないので、補聴器に搭載されるマイクロホンには、更なる小型化が要望されている。
このような小さな耳穴式補聴器のシェルの中には、マイクロホンとイヤホンが接近して配置されるので、イヤホン内部に配設された振動膜の振動の一部がシェルなどを伝わってマイクロホンに到達すると、マイクロホン内部に配設された振動板にも伝わり、ハウリングが発生する場合がある。

従来、耳穴式補聴器に用いられるマイクロホンとしては、円筒形状に形成し、円筒形筐体内で振動板を音口に対向させて配設し、振動板の可動面積を少しでも大きくするために円形の振動板を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、マイクロホンを小型化しながら振動板の有効面積を確保するために、振動板を筒状に形成したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３２７９７号公報 米国特許出願公開第２００３／０１０３６３９号明細書

しかし、特許文献１に記載されたマイクロホンにおいては、耳穴式補聴器への実装面積を小さくするために小型化すると、音響電気変換するための振動板の可動面積も必然的に小さくなって、感度が低下し、Ｓ／Ｎ比が悪くなり、補聴器の性能を十分に発揮できず、補聴器装用者は必要な補聴効果を得られない。
また、特許文献２に記載されたマイクロホンにおいては、前室より後室の方を桁違いに大きくしなければならないという条件を維持することができないため、振動板の面積を大きくしたほどの感度やＳ／Ｎ比を確保することができない。
更に、特許文献１及び特許文献２に記載されたマイクロホンは、振動板にまで伝わったイヤホンからの振動を考慮されていない。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化しても感度やＳ／Ｎ比を低下させず且つハウリングを発生させ難いマイクロホン及びこれを用いた補聴器を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、振動板と背極とインピーダンス変換素子を備えるマイクロホンであって、振動板と背極を組み合わせた部材を、２組設けたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のマイクロホンにおいて、前記振動板を対向させると共に、前記振動板を夫々音口に対して垂直に配設し、前記振動板が対向する空間を前室とした。

請求項３に係る発明は、請求項１記載のマイクロホンにおいて、前記背極を対向させると共に、前記背極を夫々音口に対して垂直に配設し、前記背極が対向する空間を前室とした。

請求項４に係る発明は、補聴器において、請求項１、２、３又は４記載のマイクロホンを用いたものである。

以上説明したように請求項１に係る発明によれば、振動板と背極を組み合わせた部材を、２組設けることにより、マイクロホンを小型にしても、十分な振動板の可動面積を確保することができ、感度及びＳ／Ｎ比を低下させることがない。

請求項２に係る発明によれば、２つの振動板を対向させることで、音口から入る音圧に対しては、各振動板は反対向きに動き（逆位相）、外部からマイクロホンの筐体に伝わる振動に対しては、各振動板は同じ向きに動く（同位相）。従って、音圧振動と機械的振動を分離できるので、機械的振動をキャンセルすることができる。また、２つの振動板に挟まれた空間を前室とすることで、十分な後室の体積を確保でき、感度及びＳ／Ｎ比を低下させることなく、マイクロホンを小型化することが可能になる。

請求項３に係る発明によれば、背極を前室側に設けることにより、浮遊容量を小さくすることができるので、感度及びＳ／Ｎ比が向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、補聴器の更なる小型化を実現することが可能になる。また、耳穴式補聴器のイヤホンが発する機械的振動をマイクロホンが受けることで発生するハウリングを防ぐことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は音響電気変換部の平面図（ａ）と正面図（ｂ）と断面図（ｃ）、図２は音響電気変換ユニットの正面図（ａ）と断面図（ｂ）、図３は本発明に係るマイクロホンの正面図（ａ）と断面図（ｂ）、図４は本発明に係るマイクロホンの一部断面の平面図、図５は本発明に係る耳穴式補聴器の一部断面の側面図である。

本発明に係るマイクロホンを構成する音響電気変換部１は、図１に示すように、振動板枠２、振動板３、スペーサ４、背極（エレクトレット）５からなる。
振動板枠２は、金属部材をロの字形状に形成した枠体で、一枠の面２ａに振動板枠２の内側と外側をつなげるコの字状の溝２ｂを設けている。振動板３は、矩形状の樹脂薄膜で、金属蒸着が施されている。スペーサ４は、薄板部材をロの字形状に形成した枠体である。背極５は、楕円形状に形成されている。なお、背極５の形状は楕円でなくても構わない。三角形や四角形などの多角形であっても、振動板３とスペーサ４と背極５で囲まれる空間が密閉されなければよい。

振動板３は、その一方の面３ａが、接着剤６ａで振動板枠２の溝２ｂのない面２ｃに接着され、その他方の面３ｂが、接着剤６ｂでスペーサ４の一方の面４ａに接着されている。更に、スペーサ４の他方の面４ｂに背極５が、その外周面に絶縁性接着剤６ｃを盛って接着されている。このように、振動板枠２に振動板３、スペーサ４、背極５が接着剤６ａ，６ｂ，６ｃにより固定される。

本発明に係るマイクロホンを構成する音響電気変換ユニット１１は、図２に示すように、２つの音響電気変換部１からなり、２つの音響電気変換部１の振動板枠２の溝２ｂのある面２ａ同士を、溝２ｂを合わせて導電性接着剤１６で接着して形成される。合わされた溝２ｂ，２ｂは、音響電気変換ユニット１１と外界を通じる入音口１２となる。音響電気変換ユニット１１では、２つの振動板３，３が、対向して配設されることになる。

本発明に係るマイクロホン２１は、図３及び図４に示すように、音響電気変換ユニット１１、インピーダンス変換素子としてのＦＥＴ２２、筐体２３、端子板２４などを備えて構成される。筐体２３は、円筒状に形成された金属部材で、一方の開口は中央に矩形の貫通孔（音口）２５ａを開けた円形部材２５で塞ぎ、他方の開口は円形の端子板２４で塞がれている。なお、筐体２３と円形部材２５は、深絞り成形により一体成形することができる。切削でもよい。

音響電気変換ユニット１１は、入音口１２と貫通孔（音口）２５ａが対向するように、筐体２３内に配設され、導電性接着剤１６で振動板枠２と筐体２３の内壁を接着することにより固定されている。すると、２つの振動板３，３は、夫々貫通孔（音口）２５ａに対して垂直に配設されることになる。また、２つの背極５の出力端子は、ＦＥＴ２２の入力端子に配線（不図示）により接続され、ＦＥＴ２２の出力端子は、端子板２４の外部出力端子に半田により固定されている。

そして、音響電気変換ユニット１１の振動板３，３が対向する空間が前室２６となり、音響電気変換ユニット１１の外側で筐体２３内部の空間が後室２７となる。前室２６と後室２７は、静圧的には繋がっているが、前室２６への入力音圧が後室２７に漏れない程度に前室２６と後室２７は音響電気変換ユニット１１により仕切られている。

以上のように構成した本発明に係るマイクロホン２１の動作について説明する。筐体２３の貫通孔（音口）２５ａに入った音は、音響電気変換ユニット１１の入音口１２を通って前室２６に到達し、２つの振動板３，３を振動させる。２つの振動板３，３の振動により、背極５に振動の大きさ及び周波数に応じた電圧が発生する。即ち、音響信号が電気信号に変換される。背極５の出力信号は、ＦＥＴ２２でインピーダンス変換され、端子板２４の外部出力端子から電気信号として出力される。

このように、２つの振動板３，３を対向させると共に、２つの振動板３，３を夫々貫通孔（音口）２５ａに対して垂直に配設することで、貫通孔（音口）２５ａから入る音圧に対しては、各振動板３は反対向きに動き（逆位相）、外部からマイクロホン２１の筐体２３に伝わる振動に対しては、各振動板３は同じ向きに動く（同位相）。従って、音圧振動と機械的振動を分離できるので、機械的振動をキャンセルすることができる。また、２つの振動板３，３に挟まれた空間を前室２６とすることで、十分な後室２７の体積を確保でき、感度及びＳ／Ｎ比を低下させることなく、マイクロホン２１を小型化することが可能になる。

また、本発明に係る補聴器３１は、図５に示すように、シェル３２、マイクロホン２１、ＤＳＰ３３、イヤホン３４、電池３５、フェイスプレート３６などで構成される。音がマイクロホン２１の音口２５ａに入ると、上記のように処理された後に、マイクロホン２１の出力信号は、ＤＳＰ３３で装用者の聴覚特性や環境音に適合した処理をした後、イヤホン３４から音として出力される。

このように、２つの振動板３，３を対向させると共に、２つの振動板３，３を夫々貫通孔（音口）２５ａに対して垂直に配設することで、貫通孔（音口）２５ａから入る音圧に対しては、各振動板３は反対向きに動き（逆位相）、外部から筐体２３に伝わる振動に対しては、各振動板３は同じ向きに動く（同位相）マイクロホン２１を用いることにより、耳穴式補聴器３１のイヤホン３４が発する機械的振動をマイクロホン２１が受けることで発生するハウリングを防ぐことができる。

例えば、外形寸法φ2.6の円筒形筐体に収めた従来のマイクロホンの振動板と、外形寸法φ1.9の円筒形筐体に収めた従来のマイクロホンの振動板と、外形寸法φ1.9の円筒形筐体２３に収めた本発明の振動板３の面積を比較する。筐体の厚さ0.1ｍｍ、振動板枠の枠幅を0.2ｍｍ、振動板枠外周と筐体との間隔を0.2ｍｍとした場合、従来のマイクロホンの振動板の可動面積は、φ2.6の場合2.01ｍｍ^２、φ1.9の場合0.64ｍｍ^２である。本発明の場合、筐体２３の音口２５ａ面に垂直な方向の振動板枠２の長さを1.46ｍｍとすると、１つの振動板３の可動面積は、1.31ｍｍ^２、２つで2.62ｍｍ^２となる。

このように、振動板３を２つ設け、これらの振動板３，３に挟まれた空間を前室２６とし、ＦＥＴ２２を音口２５ａと反対側に配置することで、マイクロホン全体を小さくしながらも、感度とＳ／Ｎ比を十分に確保するマイクロホン２１を提供できる。

また、背極５を対向させると共に、背極５を夫々音口２５ａに対して垂直に配設し、背極５が対向する空間を前室２６とするマイクロホンを形成することもできる。背極５を前室２６側に設けることにより、浮遊容量を小さくすることができるので、感度及びＳ／Ｎ比が向上させることができる。

振動板と背極を組み合わせた部材を、２組設けることにより、十分な振動板の可動面積を確保すると共に、２つの振動板に挟まれた空間を前室とすることで、十分な後室の体積を確保でき、感度及びＳ／Ｎ比を低下させることがない小型のマイクロホンを提供することができる。また、このようなマイクロホンを用いることにより、イヤホンが発する機械的振動をマイクロホンが受けることで発生するハウリングを発生させない耳穴式補聴器を提供することができる。

音響電気変換部の平面図（ａ）と正面図（ｂ）と断面図（ｃ） 音響電気変換ユニットの正面図（ａ）と断面図（ｂ） 本発明に係るマイクロホンの正面図（ａ）と断面図（ｂ） 本発明に係るマイクロホンの一部断面の平面図 本発明に係る耳穴式補聴器の一部断面の側面図

符号の説明

１…音響電気変換部、２…振動板枠、３…振動板、４…スペーサ、５…背極（エレクトレット）、１１…音響電気変換ユニット、１２…入音口、２２…ＦＥＴ（インピーダンス変換素子）、２３…筐体、２５ａ…貫通孔（音口）、２６…前室、２７…後室、３１…耳穴式補聴器。

Claims (4)

1. 振動板と背極とインピーダンス変換素子を備えるマイクロホンであって、振動板と背極を組み合わせた部材を、２組設けたことを特徴とするマイクロホン。
2. 請求項１記載のマイクロホンにおいて、前記振動板を対向させると共に、前記振動板を夫々音口に対して垂直に配設し、前記振動板が対向する空間を前室とすることを特徴とするマイクロホン。
3. 請求項１記載のマイクロホンにおいて、前記背極を対向させると共に、前記背極を夫々音口に対して垂直に配設し、前記背極が対向する空間を前室とすることを特徴とするマイクロホン。
4. 請求項１、２又は３記載のマイクロホンを用いたことを特徴とする補聴器。