【発明の詳細な説明】
パネル式マイクロホン
発明の技術分野
本発明は、マイクロホンに関し、より詳細には、パネル式音響要素を有するマ
イクロホンに関する。
発明の背景
英国特許出願公開第２２６２８６１号には、パネル式ラウドスピーカが提案さ
れており、そのパネル式ラウドスピーカは、
２つの表皮材料と横方向のセル構造の離隔用コアとから形成され、全方向にお
ける撓み剛性（Ｂ）と単位表面積あたりのパネル質量の３乗（μ）との比が少な
くとも１０であるような、一体型サンドイッチパネルである共振マルチモード放
射体要素と、
自由な非減衰状態で、前記パネルを支持し又は支持本体を前記パネルに取り付
ける取り付け手段と、
ラウドスピーカの作用周波数帯域内での電気入力に応じて、前記放射体パネル
内にマルチモード共振を励起させるよう作用する前記パネルに結合された電子機
械式駆動手段と
から構成されている。
本発明の開示
本発明の実施例では、本件出願人による、本件出願と同日に出願されたＰＣＴ
出願（本件出願人ケース番号第Ｐ５７１１）の教示を実行することにより、一般
的に又は特に達成可能な性質、構造および形状の部材を利用する。その部材は、
厚さを横切る方向に多くの場合該部材のエッジまで延びる（しかし必ずしもエッ
ジまで延びる必要はない）動作領域において、撓み波による入力振動エネルギー
を維持し伝播する能力を有している。また、その部材は、周囲空気との音響的な
結合を得るために、撓み剛性の異方性がある状態又はない状態で、前記動作領域
にわたって共振モード振動成分を有効に分布させるように構成されている。その
部材は、更に、トランスジューサ手段のために前記動作領域内に所定の優先位置
または場所を有しており、詳細には、前記動作領域における音響振動運動と、該
振動運動の音響内容に対応する（通常、電気的な）信号とに対して有効な作用的
な能動部分すなわち可動部分を有する。この部材の用途は、本件出願日と同日に
出願された本件出願人による国際特許出願（本件出願人ケース番号第Ｐ．５７１
１）に見ることができ、トランスジューサ手段のない「受動」音響装置として、
残響用に、音響フィルタ用に、または空間すなわち部屋において音響的に「音声
を発する」等に用いられ、トランスジューサ手段の付いた「能動」音響装置とし
ては、音へ変換される入力信号が供給されるとき極めて広いレンジの音源すなわ
ちラウドスピーカ用に、又は音を受けて別の信号に変換されるマイクロホン用に
用いられる。
本発明は、詳細には、マイクロホンの形態の能動音響装置に関する。
上記した部材は、本明細書においては、分布モード音響放射体と呼び、上述の
ＰＣＴ出願及び／又は本明細書において詳細に記載するもので特徴づけられる。
本発明は、パネル式マイクロホンであって、分布モード音響部材と、入射音響
エネルギーによる前記部材の共振に応答して信号を生成するように、該部材に全
体的に且つ独占的に取付けられたトランスジューサとを備えたことを特徴とする
パネル式マイクロホンである。前記部材が、回りを囲むフレームに、中間に介挿
された弾性支持体によって、取付けられているのが好ましい。
パネル式マイクロホンは、前記部材上に、間隔をおいた位置に取付けられてい
る少なくとも２つのトランスジューサであるのが好ましい。パネル式マイクロホ
ンは、前記部材上の更に別のトランスジューサで構成されるのが好ましく、この
トランスジューサが、入射音響エネルギーによる放射体の共振に応答して信号を
生成し、更に、該別のトランスジューサによって生成された信号を、第２トラン
スジューサによって生成された信号と比較する手段が設けられるのが好ましい。
上記の比較手段は、信号受信器と信号の調整器と信号出力手段とから構成し得
る。
前記部材は、セル状のコアと該コアをサンドイッチする表皮とを有する剛性で
軽量のパネルから構成し得る。
前記トランスジューサ又は各トランスジューサは、圧電型装置であるのが望ま
しい。
図面の簡単な説明
本発明が、例示として、添付の図面に図示されている。
図１は、本件出願人による国際特許出願（本件出願人ケース番号Ｐ５７１１）
に記載され請求された分布モードラウドスピーカを示す概略図である。
図２ａは、図１の線Ａ−Ａに沿った部分断面図である。
図２ｂは、図２ａに図示した種類の分布モード放射体の拡大横断面図であるが
、２つの別の構造体が示されている。
図３は、本発明による、分布モードマイクロホンの１実施例の図である。
図４は、圧電トランスジューサの斜視図である。
本発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、本出願と同日に出願された本件出願人による国際特許出願
（本件出願人ケース番号Ｐ．５７１１）に記載され請求された種類のパネル形状
のラウドスピーカ(81)が図示されている。このラウドスピーカ(81)は、長方形の
フレーム(1)を備え、そのフレームは内側周縁部のまわりに弾性サスペンション(
3)を支持し、該弾性サスペンションが、分布モード音放射体パネル(2)を支持し
ている。例えば、本願と同日に出願された本件出願人による国際特許出願（本件
出願人ケース番号Ｐ．５６８３／５６８４／５６８５）を参照して詳細に記載す
るように、トランスジューサ(9)が、寸法ｘとｙとにより定められる所定の位置
に、パネル(2)上に又はパネル(2)内に全体が且つ独占的に取り付けられており、
トランスジューサの場所の位置は、本出願と同日に出願された本件出願人による
国際特許出願（本件出願人ケース番号Ｐ．５７１１）に記載されたように計算さ
れ、撓み波をパネル内に発し、このパネルを共振させて音響出力を放射するよう
になっている。トランスジューサ(9)は、導線(28)によりトランスジューサに接
続された、例えばオーディオ増幅器のような、信号増幅器(10)により駆動される
。
増幅器の負荷やパワーの要件は、全く普通であり、感度が室内負荷状態で８６
〜８８ dB/ワットのオーダである従来のコーンスピーカに類似している。増幅器
の負荷インピーダンスは、６オームの大きな抵抗であり、パワーは２０〜８０ワ
ットである。パネルコアまたは表皮が金属から形成されている場合には、これら
をトランスジューサのヒートシンクとして作用させてトランスジューサのモータ
コイルから熱を除去し、パワー処理を改善するように形成されているのが好まし
い。
図２ａ及び図２ｂは、図１のラウドスピーカ(81)の部分的な典型的横断面図で
ある。図２ａは、フレーム(1)、包囲体（サスペンション）(3)及びパネル(2)が
、それぞれ接着剤で結合された結合部(20)により、ともに結合されている。フレ
ームに関する適切な材料は、軽量フレーム、例えばアルミニウム合金の押し出し
金属またはプラスチックからなる絵画用フレームを含む。適当な包囲体材料には
、発泡性ラバーすなわちフォームラバーおよび発泡性プラスチックすなわちフォ
ームプラスチックのような弾性材料がある。結合部(20)に関する適当な接着剤は
、エポキシ、アクリル、およびシアノ−アクリレート等の接着剤を含む。
図２ｂは、拡大図であって、パネル(2)がコア(22)を有する硬質の軽量パネル
である点を示しており、コア(22)は、例えば架橋されたポリ塩化ビニルのような
硬質のプラスチックフォーム(97)から成り、または、金属フォイルやプラスチッ
ク等のハネカム・マトリックスのセル状マトリックス(98)から成り、それらのセ
ルは、パネルの平面に対し横方向に延び、且つ、例えばペーパ、カード、プラス
チックまたは金属フォイルあるいはシートからなる対向する表皮(21)によって囲
まれている。表皮がプラスチックから構成されている場合には、例えば、カーボ
ン、グラス、ケブラー（登録商標）等からなる繊維で既知の手段で補強されて、
表皮の剛性を高めるようになっているのがよい。
予想できる表皮材料と補強材は、カーボン、グラス、ケブラー（登録商標）、
ノメックス（登録商標）すなわち様々な表皮および織物のアラミド等の繊維と、
ペーパ、結合されたペーパ積層、メラミンおよびマイラー（登録商標）、カプタ
ン（登録商標）、ポリカーボネート、フェノール類、ポリエステルまたはこれに
関連するプラスチック、および繊維補強プラスチック等のような高硬質の様々な
合成プラスチックフィルムおよび金属シートまたはフォイルを含む。液晶ポリマ
ー熱可塑性樹脂のベクトラ(Vectra)グレードの研究では、この熱可塑性樹脂は、
超薄表皮の射出成形、または約３０cmの径までのより小さい大きさのシェルの射
出成形に有効であることを示している。この材料自体が、射出の方向に配向した
結晶構造を形成しており、駆動点からパネル周囲までの高音エネルギーを良好な
状態で伝播するのに好ましい向きになる。
これの、及び他の熱可塑性樹脂に関する付加的なその成形により、成形用工具
が、例えばモータコイルや磁気サスペンションのようなトランスジューサ部品を
正確に位置決めするための溝またはリングのような、位置決めと整合の特徴を保
持することができる。さらにいくつかのより脆いコア材料に関しては、例えばト
ランスジューサの直径の１５０％までの領域すなわち環状部において局部的に表
皮の厚さを増大させることが有益であるように計算され、その領域を強化し、振
動エネルギーをパネルへ有効に結合する。この手段によって、高周波数のレスポ
ンスが、より柔軟なフォーム材料で改善される。
考えられるコア層の材料は、アルミニウム合金シート又はフォイルのハネカム
またはコルゲーション構造体、あるいは、ケブラー（登録商標）又はノメックス
（登録商標）、普通の又は接合されたペーパ及び様々な合成プラスチックフィル
ム、発泡性プラスチックすなわちフォームプラスチック、又はパルプ材料、適度
に低密度である場合にはエーロゲル金属をも含む。いくつかの適当なコア層材料
は、これらの製造において、利用可能な自己表皮形成を有効に呈しているか、あ
るいは表皮層の間に積層しなくても、使用するのに十分な固有の剛性を有する。
高性能なセル状コア材料が、登録商標「ロハセル(Rohacell)」としてが知られて
おり、これは、放射体パネルとして適当であり、表皮はない。実際には、特にコ
ア及び表皮層からの寄与とコア及び表皮層の間の遷移を最適なものとすることを
含む特定の目的に適する全体的な軽量さと剛性をねらいとしている。
パネルに関するいくつかの好ましい配合物では、金属および金属合金の表皮、
またはカーボン繊維補強材を用いる。これらの双方とも、および合金エーロゲル
または金属ハネカムコアを備えた設計も、いくつかの電磁的（ＥＭＣ）用途にお
いて重要となる実質的なラジオ周波数スクリーン特性を有する。従来のパネルま
たはコアタイプのスピーカでは本質的に電磁スクリーン能力を有していない。
さらに、圧電形および電気力学形トランスジューサの好ましい形態では、電磁
放射線または漂遊磁界は無視し得る程である。従来のスピーカでは、特有の補償
対策手段がとられるまで、距離が１メートルの所まで大きな磁界を有する。
１用途において、スクリーニング機能を維持することが重要な場合には、電気
接続が、適当なＤＭＬパネルの導電性部分に行われ、あるいは、電気的に導電性
の発泡部材又は類似の境界用材料をエッジの取り付けに使用してもよい。
サスペンション(3)は、パネル(2)のエッジを制振させ、パネルのエッジが過度
に動かないようになっていればよい。さらに、又は交替的に、過度の動作を制振
してパネル上で均等に共振を分布させるように、パネルの選択された位置に結合
された例えばパッチ等のように、制振機能が付与されてもよい。パッチは、従来
のラウドスピーカ包囲体で通常使用されるようなビチューメンがベースの材料か
ら構成されてもよいし、あるいは、弾性または硬質のポリマーシート材料から構
成されてもよい。所定の材料、優れたペーパおよびカードと所定のコアとでは自
己制振し得ることがある。所望の場合には、硬質の硬化性接着剤ではなく、弾性
の硬化性接着剤を用いることによってパネルの構造内での制振機能を増大しても
よい。
有効な前記の選択的な制振では、永久的に組み込まれた手段のシート材料を含
むパネルに対する特定の適用を含む。エッジとコーナが、優勢に分散した及び少
なく分散した低い周波数のパネルの振動モードにとって、特に、重要なものにす
ることができる。より低い周波数の動作に対する所望の拡張に関してコーナが比
較的自由な状態であることが多いが、制振手段のエッジ方向の固定は、完全に枠
組みされたシート材料を有するパネルに有用に導くことができる。取り付けを接
着剤または自己接着材料によって行なうことができる。特に、更に明瞭な効果及
び／又は中間周波数と高周波数のための、有効な制振の別の形態は、前記領域の
所定の有効な中間に配置された位置において、シート材料に固定された適当な質
量による。
上述に記載したパネルは、パネル上の音響振動として現れる音の良好なレシー
バにもなる。好ましい軽量のパネル構造が感度を助け、振動は、例えば、以下の
図４において説明するような、圧電型の、１つの及び好ましくはより簡単なベン
ディング（撓ませ）トランスジューサによって、検出される。複数のトランスジ
ューサとそれらのトランスジューサの配置とが、分布したパネル振動から所望の
電気信号に結合する品質を最適化する。その配置は、パネルの中央よりの、高モ
ード密度の中にあるべきであり、パネルそれ自体が、良好なモード分布に対して
好ましい実際の又は等価の形状を有するべきである。
パネルに入射する音のエネルギーは、自由モードの振動に変換される。この振
動は、光学型又は動電型（ダイナミック型）振動トランスジューサによって検出
されて、マイクロホンが得られる。重大ではない応用においては、単一のセンサ
が、有効であり、等価で最適化した駆動点に配置される。
高い品質（音質）のために、トランスジューサの変換の原理の相反することの
ない性質が考慮されねばならない。２つのファクターが関係している。その第１
は、フラットな周波数応答に達するための周波数に依存する等化（イコライゼー
ション）であり、第２は、音響パネルの複合振動のより広いサンプリングを獲得
する要求である。最小の３つのトランスジューサが示されており、それらは、高
価ではない、圧電型のベンダー（撓め器）であり、それらの出力は並列に接続さ
れている。これに代わる例としては、広い面積のポリマー圧電フィルムが適用さ
れてもよく、その適正な形状のピックアップが、感度対周波数応答特性を必要と
する最適化のための振動の集積領域を形成するようにパターンを形成している。
マイクロホンへの応用にとって、空気とパネルの放射インピーダンスの間での
最良のマッチングが得られるように、パネルが軽量であるのが有利である。より
高い感度は、より低い質量のパネルによって得られる。１個のトランスジューサ
の場合、理論的なモデルの計算では、全振動モードがコーナで「声を発する」の
で、パネルのコーナにおいて最適な位置であることが示されている。
図３は、例えば、図１及び図２に示す種類の、本発明による分布モードパネル
(2)を示しており、これは、例えば、音のレシーバすなわちマイクロホンとして
使用されることを意図している。図３には示していないが、パネル(2)は、図１
及び図２に示すやりかたで、回りを包囲するフレーム(1)の内側に取付けられて
おり、弾性サスペンション(3)を介して、フレームに取付けられている。フレー
ムは、例えば、天井からの一対のワイヤ(33)で吊り下げられ、又はフロアから立
ち上がるフレーム（図示せず）に保持される。
パネルは、該パネル上に間隔をおいて、４つのトランスジューサ(63)の配列を
支持しており、これらのトランスジューサは、図４に示す種類の圧電型トランス
ジューサであるのが好ましく、信号受信器兼調整器(65)を駆動するように並列に
接続されており、信号受信器兼調整器(65)は出力部(66)に接続されている。
図４は、結晶形のディスク状圧電式ベンダー(27)の形状にされた、分布モード
パネル(2)のためのトランスジューサ(9)を示している。圧電式ベンダー(27)は、
例えば黄銅のディスク(118)に取付けられ、ディスク(118)は、パネル(2)の面に
例えば、接着部(20)によって接合されている。動作において、トランスジューサ
(9)に導線(28)を介して与えられた音響信号によって、圧電ディスク(27)がパネ
ル(2)を撓めて局部的に弾性変形させ、パネルに撓み波を発生せしめる。BACKGROUND OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The panelized microphone invention relates microphone, and more particularly to a microphone having a panelized acoustic elements. BACKGROUND OF THE INVENTION GB-A-2 262 861 proposes a panel-type loudspeaker, which is formed from two skin materials and a separating core in a lateral cell structure, and comprises A resonant multi-mode radiator element that is an integral sandwich panel such that the ratio of flexural stiffness in the direction (B) to the cube of the panel mass per unit surface area (μ) is at least 10; Mounting means for supporting the panel or attaching a supporting body to the panel; and operable to excite multi-mode resonance in the radiator panel in response to an electrical input within an operating frequency band of a loudspeaker. And electromechanical drive means coupled to the panel. Disclosure of the Invention In embodiments of the present invention, this can be achieved, in general or in particular, by implementing the teachings of the applicant of a PCT application filed on the same date as the present application (Applicant case number P5711). Utilize members of various properties, structures and shapes. The member has the ability to maintain and propagate input vibrational energy due to bending waves in an operating region that extends across the thickness, often to, but not necessarily to, the edge of the member. . The member is also configured to effectively distribute a resonance mode vibration component over the operating region with or without anisotropy of flexural rigidity to obtain acoustic coupling with ambient air. ing. The member further has a predetermined preferential position or location in the operating area for the transducer means, in particular corresponding to the acoustic vibration motion in the operating area and the acoustic content of the vibration motion. It has an active or movable part that is effective against (usually electrical) signals. The use of this component can be found in an international patent application filed by the applicant filed on the same date as the present application (Applicant case number P.5711-1), and as a "passive" acoustic device without transducer means. An "active" acoustic device with transducer means, used for reverberation, for acoustic filters, or acoustically "speaks" in space, ie, in a room, is provided with an input signal that is converted to sound. It is used for a very wide range of sound sources, ie loudspeakers, or for microphones that receive sound and convert it to another signal. The invention particularly relates to an active acoustic device in the form of a microphone. The above-described members are referred to herein as distributed mode acoustic radiators, and are characterized by those described in detail in the above-mentioned PCT application and / or herein. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a panel-type microphone, wherein the transducer is entirely and exclusively attached to the distributed mode acoustic member and to generate a signal in response to resonance of the member due to incident acoustic energy. And a panel microphone. It is preferable that the member is attached to a surrounding frame by an elastic support interposed therebetween. The panel microphone is preferably at least two transducers mounted on said member at spaced locations. The panel microphone preferably comprises a further transducer on said member, said transducer producing a signal in response to resonance of the radiator by incident acoustic energy, and further comprising a transducer produced by said other transducer. Preferably, means are provided for comparing the generated signal with the signal generated by the second transducer. The above-mentioned comparison means can be composed of a signal receiver, a signal conditioner, and a signal output means. The member may comprise a rigid, lightweight panel having a cellular core and a skin sandwiching the core. Preferably, the or each transducer is a piezoelectric device. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is illustrated by way of example in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a distributed mode loudspeaker described and claimed in an international patent application filed by the present applicant (Applicant case number P5711). FIG. 2a is a partial cross-sectional view along the line AA of FIG. FIG. 2b is an enlarged cross-sectional view of a distributed mode radiator of the type illustrated in FIG. 2a, but showing two alternative structures. FIG. 3 is a diagram of one embodiment of a distributed mode microphone according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the piezoelectric transducer. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIG. 1, a panel of the type described and claimed in an international patent application filed by the applicant filed on the same date as the present application (the applicant's case number P.5711). A shaped loudspeaker (81) is shown. The loudspeaker (81) comprises a rectangular frame (1), which supports an elastic suspension (3) around its inner periphery, which elastic suspension (3) supports a distributed mode sound radiator panel (2). I support it. For example, as described in detail with reference to an international patent application filed by the present applicant filed on the same date as the present application (the applicant's case number P.5683 / 5684/5685), the transducer (9) has a dimension x y, in its entirety and exclusively on the panel (2) or in the panel (2) at a predetermined position defined by y. Calculated as described in Applicant's International Patent Application (Applicant's case number P.5711), a bending wave is emitted into the panel, causing the panel to resonate and emit acoustic output. The transducer (9) is driven by a signal amplifier (10), such as an audio amplifier, connected to the transducer by a conductor (28). Amplifier loading and power requirements are quite normal, similar to conventional cone speakers with sensitivities on the order of 86-88 dB / watt at room loading. The load impedance of the amplifier is a large resistance of 6 ohms and the power is 20-80 watts. If the panel core or skin is made of metal, it is preferably formed to act as a heat sink for the transducer to remove heat from the motor coil of the transducer and improve power handling. 2a and 2b are partial typical cross-sectional views of the loudspeaker (81) of FIG. In FIG. 2a, the frame (1), the enclosure (suspension) (3) and the panel (2) are joined together by a joint (20), which is joined by an adhesive. Suitable materials for the frame include lightweight frames, such as extruded metal or plastic painting frames of aluminum alloys. Suitable enclosure materials include resilient materials such as foamable rubber or foam rubber and foamable plastic or foam plastic. Suitable adhesives for joint (20) include adhesives such as epoxy, acrylic, and cyano-acrylate. FIG. 2b is an enlarged view showing that panel (2) is a rigid lightweight panel having a core (22), wherein the core (22) is a rigid panel, such as a cross-linked polyvinyl chloride. Or a cellular matrix (98) of a honeycomb matrix, such as metal foil or plastic, the cells extending transversely to the plane of the panel and, for example, paper, Surrounded by opposing skins (21) of card, plastic or metal foil or sheet. When the skin is made of plastic, it is preferable that the skin be reinforced by known means, for example, with fibers made of carbon, glass, Kevlar (registered trademark) or the like so as to increase the rigidity of the skin. Possible skin materials and reinforcements include carbon, glass, Kevlar®, Nomex®, fibers such as aramid of various skins and fabrics, paper, bonded paper laminates, melamine and mylar (registered trademark). Trademark), various rigid plastic films and metal sheets or foils, such as Captan®, polycarbonate, phenolics, polyester or related plastics, and fiber reinforced plastics. Studies of the Vectra grade of liquid crystal polymer thermoplastics have shown that this thermoplastic is effective for injection molding of ultra-thin skin or smaller size shells up to about 30 cm in diameter. Is shown. The material itself forms a crystal structure oriented in the direction of emission, and is in a preferred direction for transmitting high sound energy from the driving point to the periphery of the panel in a favorable state. This, and its additional molding with respect to other thermoplastics, allows the molding tool to align and align, for example, grooves or rings to accurately position transducer components such as motor coils and magnetic suspensions. Characteristic can be retained. Further, for some more brittle core materials, it is calculated that it would be beneficial to locally increase the skin thickness, for example in the region up to 150% of the transducer diameter or annulus, to enhance that region. Effectively couples vibration energy to the panel. By this measure, the high frequency response is improved with a more flexible foam material. Possible core layer materials are aluminum alloy sheet or foil honeycomb or corrugated structures, or Kevlar® or Nomex®, plain or bonded paper and various synthetic plastic films, foamable Plastics or foam plastics, or pulp materials, also include airgel metals when moderately low density. Some suitable core layer materials will effectively exhibit the available self-skin formation in their manufacture, or have sufficient inherent stiffness to be used without lamination between the skin layers. Have. A high performance cellular core material is known under the trademark "Rohacell", which is suitable as a radiator panel and has no skin. In practice, the aim is for an overall light weight and stiffness suitable for a particular purpose, including especially the contribution from the core and the skin layer and the transition between the core and the skin layer. Some preferred formulations for panels use metal and metal alloy skins, or carbon fiber reinforcement. Both of these, and designs with alloy airgel or metal honeycomb cores, also have substantial radio frequency screen properties that are important in some electromagnetic (EMC) applications. Conventional panel or core type speakers have essentially no electromagnetic screen capability. Further, in preferred forms of piezoelectric and electrodynamic transducers, electromagnetic radiation or stray magnetic fields are negligible. Conventional loudspeakers have a large magnetic field up to a distance of 1 meter until specific compensation measures are taken. In one application, where it is important to maintain the screening function, electrical connections may be made to the conductive portion of the appropriate DML panel, or an electrically conductive foam or similar demarcation material may be used. May be used to attach edges. The suspension (3) only needs to dampen the edge of the panel (2) so that the edge of the panel does not move excessively. Additionally or alternatively, a damping function may be provided, such as a patch, coupled to a selected location on the panel to dampen excessive motion and distribute resonance evenly on the panel. You may. The patch may be composed of a bitumen-based material, such as is commonly used in conventional loudspeaker enclosures, or may be composed of an elastic or rigid polymer sheet material. Certain materials, good papers and cards and certain cores may be capable of self-damping. If desired, an elastic curable adhesive, rather than a hard curable adhesive, may be used to increase the damping function in the structure of the panel. The aforementioned selective damping which is effective involves the specific application of the panel to the sheet material of the permanently incorporated means. Edges and corners can be especially important for vibration modes of the predominantly dispersed and less dispersed low frequency panels. Although the corners are often relatively free with respect to the desired extension to lower frequency operation, the edge-wise fixation of the damping means can be usefully guided to panels with fully framed sheet material. it can. The attachment can be made with an adhesive or a self-adhesive material. Another form of effective damping, in particular for more pronounced effects and / or intermediate and high frequencies, is the use of a suitable damper fixed to the sheet material at a position located at a predetermined effective middle of said area. Depending on the mass. The panels described above are also good receivers for the sound appearing as acoustic vibrations on the panel. A preferred lightweight panel construction aids sensitivity and vibration is detected by, for example, one and preferably a simpler bending transducer of the piezoelectric type, as described in FIG. 4 below. The plurality of transducers and their arrangement optimizes the quality of coupling the distributed panel vibrations to the desired electrical signal. The arrangement should be in a high mode density, from the center of the panel, and the panel itself should have a real or equivalent shape that is favorable for good mode distribution. The energy of the sound incident on the panel is converted into free mode vibrations. This vibration is detected by an optical or electro-dynamic (dynamic) vibration transducer to obtain a microphone. In non-critical applications, a single sensor is located at an effective, equivalent and optimized drive point. For high quality (sound quality), the non-conflicting nature of the transducer's conversion principle must be considered. Two factors are involved. The first is frequency dependent equalization to reach a flat frequency response, and the second is the need to obtain a wider sampling of the composite vibration of the acoustic panel. A minimum of three transducers are shown, which are inexpensive, piezoelectric benders, whose outputs are connected in parallel. As an alternative, a large area polymer piezoelectric film may be applied, such that the properly shaped pickup forms an integrated region of vibration for optimization that requires sensitivity versus frequency response. To form a pattern. For microphone applications, it is advantageous for the panel to be lightweight so that the best match between air and the radiation impedance of the panel is obtained. Higher sensitivity is obtained with lower mass panels. In the case of a single transducer, theoretical model calculations indicate that all vibration modes are "voicing" at the corners, and thus are optimal positions at the panel corners. FIG. 3 shows a distributed mode panel (2) according to the invention, for example of the type shown in FIGS. 1 and 2, which is intended to be used, for example, as a sound receiver or microphone. . Although not shown in FIG. 3, the panel (2) is attached to the inside of the surrounding frame (1) in the manner shown in FIGS. 1 and 2, and is connected via the elastic suspension (3). Mounted on the frame. The frame is suspended by, for example, a pair of wires (33) from the ceiling, or is held by a frame (not shown) rising from the floor. The panel supports an array of four transducers (63) spaced apart on the panel, which are preferably piezoelectric transducers of the type shown in FIG. The adjuster (65) is connected in parallel so as to drive the adjuster (65), and the signal receiver / adjuster (65) is connected to the output section (66). FIG. 4 shows a transducer (9) for a distributed mode panel (2) in the form of a crystalline disk-shaped piezoelectric bender (27). The piezoelectric bender (27) is attached to, for example, a brass disk (118), and the disk (118) is joined to the surface of the panel (2) by, for example, an adhesive portion (20). In operation, an acoustic signal applied to the transducer (9) through the conducting wire (28) causes the piezoelectric disk (27) to flex the panel (2) and locally elastically deform, generating a bending wave in the panel. .
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年１１月１０日
【補正内容】
明細書
パネル式マイクロホン
発明の技術分野
本発明は、マイクロホンに関し、より詳細には、パネル式音響要素を有するマ
イクロホンに関する。
発明の背景
英国特許出願公開第２２６２８６１号には、パネル式ラウドスピーカが提案さ
れており、そのパネル式ラウドスピーカは、
２つの表皮材料と横方向のセル構造の離隔用コアとから形成され、全方向にお
ける撓み剛性（Ｂ）と単位表面積あたりのパネル質量の３乗（μ）との比が少な
くとも１０であるような、一体型サンドイッチパネルである共振マルチモード放
射体要素と、
自由な非減衰状態で、前記パネルを支持し又は支持本体を前記パネルに取り付
ける取り付け手段と、
ラウドスピーカの作用周波数帯域内での電気入力に応じて、前記放射体パネル
内にマルチモード共振を励起させるよう作用する前記パネルに結合された電子機
械式駆動手段と
から構成されている。
本発明の開示
本発明の実施例では、本件出願人による、本件出願と同日に出願された国際公
開番号ＷＯ９７／０９８４２の教示を実行することにより、一般的に又は特に達
成可能な性質、構造および形状の部材を利用する。その部材は、厚さを横切る方
向に多くの場合該部材のエッジまで延びる（しかし必ずしもエッジまで延びる必
要はない）動作領域において、撓み波による入力振動エネルギーを維持し伝播す
る能力を有している。また、その部材は、周囲空気との音響的な結合を得るため
に、撓み剛性の異方性がある状態又はない状態で、前記動作領域にわたって共振
モード振動成分を有効に分布させるように構成されている。その
部材は、更に、トランスジューサ手段のために前記動作領域内に所定の優先位置
または場所を有しており、詳細には、前記動作領域における音響振動運動と、該
振動運動の音響内容に対応する（通常、電気的な）信号とに対して有効な作用的
な能動部分すなわち可動部分を有する。この部材の用途は、本件出願日と同日に
出願された本件出願人による国際公開番号ＷＯ９７／０９８４２に見ることがで
き、トランスジューサ手段のない「受動」音響装置として、残響用に、音響フィ
ルタ用に、または空間すなわち部屋において音響的に「音声を発する」等に用い
られ、トランスジューサ手段の付いた「能動」音響装置としては、音へ変換され
る入力信号が供給されるとき極めて広いレンジの音源すなわちラウドスピーカ用
に、又は音を受けて別の信号に変換されるマイクロホン用に用いられる。
本発明は、詳細には、マイクロホンの形態の能動音響装置に関する。
上記した部材は、本明細書においては、分布モード音響放射体と呼び、上述の
ＰＣＴ出願及び／又は本明細書において詳細に記載するもので特徴づけられる。
本発明は、パネル式マイクロホンであって、厚さを横切る方向に延びる少なく
とも１つの動作領域において撓み波による入力振動エネルギーを維持し伝播する
能力を有する部材を備え、該部材は、前記少なくとも１つの動作領域にわたって
共振モード振動成分を分布させており且つトランスジューサ手段のために前記領
域内に所定の優先位置又は場所を有しており、前記部材の前記優先位置又は場所
の１つには、トランスジューサが全体的に且つ独占的に、入射音響エネルギーに
よる前記部材の共振に応答して信号を生成するように、取付けられていることを
特徴とするパネル式マイクロホンである。前記部材は、回りを囲むフレームに、
中間に介挿された弾性支持体によって、取付けられて得る。２つ若しくはそれ以
上のトランスジューサが、前記部材上の前記位置又は場所に取付けられて得る。
前記部材は、セル状のコアと該コアをサンドイッチする表皮とを有するものとす
ることができる。前記トランスジューサ又は各トランスジューサは、圧電型装置
とすることができる。
図面の簡単な説明
本発明が、例示として、添付の図面に図示されている。
図１は、本件出願人による国際公開番号ＷＯ９７／０９８４２に記載され請求
された分布モードラウドスピーカを示す概略図である。
図２ａは、図１の線Ａ−Ａに沿った部分断面図である。
図２ｂは、図２ａに図示した種類の分布モード放射体の拡大横断面図であるが
、２つの別の構造体が示されている。
図３は、本発明による、分布モードマイクロホンの１実施例の図である。
図４は、圧電トランスジューサの斜視図である。
本発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、本出願と同日に出願された本件出願人による国際公開番号
ＷＯ９７／０９８４２に記載され請求された種類のパネル形状のラウドスピーカ
(81)が図示されている。このラウドスピーカ(81)は、長方形のフレーム(1)を備
え、そのフレームは内側周縁部のまわりに弾性サスペンション(3)を支持し、該
弾性サスペンションが、分布モード音放射体パネル(2)を支持している。例えば
、本願と同日に出願された本件出願人による国際公開番号ＷＯ９７／０９８５９
、ＷＯ９７／０９８６１、ＷＯ９７／０９８５８を参照して詳細に記載するよう
に、トランスジューサ(9)が、寸法ｘとｙとにより定められる所定の位置に、パ
ネル(2)上に又はパネル(2)内に全体が且つ独占的に取り付けられており、トラン
スジューサの場所の位置は、本出願と同日に出願された本件出願人による国際公
開番号ＷＯ９７／０９８４２に記載されたように計算され、撓み波をパネル内に
発し、パネルを共振させて音響出力を放射するようになっている。トランスジュ
ーサ(9)は、導線(28)によりトランスジューサに接続された、例えばオーディオ
増幅器のような、信号増幅器(10)により駆動される。
増幅器の負荷やパワーの要件は、全く普通であり、感度が室内負荷状態で８６
〜８８ dB/ワットのオーダである従来のコーンスピーカに類似している。増幅器
請求の範囲
１．パネル式マイクロホンであって、厚さを横切る方向に延びる少なくとも１つ
の動作領域において撓み波による入力振動エネルギーを維持し伝播する能力を有
する部材（２）を備え、該部材は、前記少なくとも１つの動作領域にわたって共
振モード振動成分を分布させており且つトランスジューサ手段のために前記領域
内に所定の優先位置又は場所を有しており、前記部材（２）の前記優先位置又は
場所の１つには、トランスジューサ（９，６３）が全体的に且つ独占的に、入射
音響エネルギーによる前記部材の共振に応答して信号を生成するように、取付け
られていることを特徴とするパネル式マイクロホン。
２．請求項１に記載のパネル式マイクロホンにおいて、前記部材（２）が、回り
を囲むフレーム（１）に、中間に介挿された弾性支持体（３）によって、取付け
られていることを特徴とするパネル式マイクロホン。
３．請求項１又は２に記載のパネル式マイクロホンにおいて、少なくとも２つの
トランスジューサ（９，６３）が、前記部材上の前記位置又は場所に取付けられ
ていることを特徴とするパネル式マイクロホン。
４．請求項１〜３のいずれか１項に記載のパネル式マイクロホンにおいて、前記
部材（２）は、セル状のコア（２２）と該コアをサンドイッチする表皮(21)とを
有することを特徴とするパネル式マイクロホン。
５．請求項１〜４のいずれか１項に記載のパネル式マイクロホンにおいて、前記
トランスジューサ又は各トランスジューサ（９，６３）は、圧電型装置であるこ
とを特徴とするパネル式マイクロホン。[Procedure amendment] Patent Law # 184 Article 8 paragraph 1 of the filing date] November 10, 1997 [correction contents] TECHNICAL FIELD The present invention of the specification-panel microphone invention relates to a microphone, and more particularly, The present invention relates to a microphone having a panel-type acoustic element. BACKGROUND OF THE INVENTION GB-A-2 262 861 proposes a panel-type loudspeaker, which is formed from two skin materials and a separating core in a lateral cell structure, and comprises A resonant multi-mode radiator element that is an integral sandwich panel such that the ratio of flexural stiffness in the direction (B) to the cube of the panel mass per unit surface area (μ) is at least 10; Mounting means for supporting the panel or attaching a supporting body to the panel; and operable to excite multi-mode resonance in the radiator panel in response to an electrical input within an operating frequency band of a loudspeaker. And electromechanical drive means coupled to the panel. DISCLOSURE OF THE INVENTION In embodiments of the present invention, properties, structures and structures that are generally or particularly achievable by carrying out the teachings of the applicant of the present application WO 97/09842 filed on the same day as the present application. Use a shaped member. The member has the ability to maintain and propagate input vibrational energy due to bending waves in an operating region that extends across the thickness, often to, but not necessarily the edge of the member. . The member is also configured to effectively distribute a resonance mode vibration component over the operating region with or without anisotropy of flexural rigidity to obtain acoustic coupling with ambient air. ing. The member further has a predetermined preferential position or location in the operating area for the transducer means, in particular corresponding to the acoustic vibration motion in the operating area and the acoustic content of the vibration motion. It has an active or movable part that is effective against (usually electrical) signals. Uses of this member can be found in WO 97/09842, filed on the same date as the filing date of the present application, as a "passive" acoustic device without transducer means, for reverberation, for acoustic filters. Or "active" acoustic devices, such as used acoustically in a space or room, and with transducer means, include an extremely wide range of sound sources when supplied with an input signal that is converted to sound. Used for loudspeakers or for microphones that receive sound and convert it to another signal. The invention particularly relates to an active acoustic device in the form of a microphone. The above-described members are referred to herein as distributed mode acoustic radiators, and are characterized by those described in detail in the above-mentioned PCT application and / or herein. The present invention comprises a panel-type microphone comprising a member capable of maintaining and propagating input vibration energy due to bending waves in at least one operating region extending in a direction transverse to the thickness, wherein the member includes the at least one member. Distributing the resonant mode vibration component over the operating region and having a predetermined preferential position or location in said region for the transducer means, wherein one of said preferential positions or locations of said member comprises a transducer; A panel-type microphone that is mounted in a manner that generates a signal in response to resonance of said member due to incident acoustic energy, entirely and exclusively. The member may be attached to a surrounding frame by an elastic support interposed therebetween. Two or more transducers may be mounted at the location or location on the member. The member may have a cellular core and a skin sandwiching the core. The or each transducer may be a piezoelectric device. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is illustrated by way of example in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a distributed mode loudspeaker as described and claimed in International Publication No. WO 97/09842 by the applicant. FIG. 2a is a partial cross-sectional view along the line AA of FIG. FIG. 2b is an enlarged cross-sectional view of a distributed mode radiator of the type illustrated in FIG. 2a, but showing two alternative structures. FIG. 3 is a diagram of one embodiment of a distributed mode microphone according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the piezoelectric transducer. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIG. 1, a panel-shaped loudspeaker (81) of the kind described and claimed in International Publication No. WO 97/09842 filed on the same date as the present application by the present applicant. Is illustrated. The loudspeaker (81) comprises a rectangular frame (1), which supports an elastic suspension (3) around its inner periphery, which elastic suspension (3) supports a distributed mode sound radiator panel (2). I support it. For example, as described in detail with reference to International Patent Publication Nos. WO97 / 09859, WO97 / 09861, and WO97 / 09858, filed on the same date as the present application, the transducer (9) is defined by the dimensions x and y. Mounted in or on the panel (2) in a defined predetermined position, in its entirety and exclusively, the location of the transducer is determined by the applicant filed on the same date as the present application. It is calculated as described in International Publication No. WO 97/09842 to emit bending waves into the panel, resonate the panel and emit acoustic output. The transducer (9) is driven by a signal amplifier (10), such as an audio amplifier, connected to the transducer by a conductor (28). Amplifier loading and power requirements are quite normal, similar to conventional cone speakers with sensitivities on the order of 86-88 dB / watt at room loading. Amplifier Claims 1. A panel microphone comprising a member (2) capable of maintaining and propagating input vibrational energy due to bending waves in at least one operating region extending in a direction transverse to the thickness, said member comprising: Distributing the resonance mode vibration component over a region and having a predetermined preferential position or location in said region for the transducer means, one of said preferential positions or locations of said member (2) comprising: A panel type microphone, characterized in that the transducer (9, 63) is mounted so as to generate a signal in response to the resonance of said member due to incident acoustic energy, entirely and exclusively. 2. 2. A panel type microphone according to claim 1, wherein said member (2) is attached to a surrounding frame (1) by an elastic support (3) interposed therebetween. Panel microphone. 3. Panel microphone according to claim 1 or 2, characterized in that at least two transducers (9, 63) are mounted at said position or location on said member. 4. The panel microphone according to any one of claims 1 to 3, wherein the member (2) has a cellular core (22) and a skin (21) for sandwiching the core. Panel microphone. 5. A panel microphone according to any one of the preceding claims, characterized in that the or each transducer (9, 63) is a piezoelectric device.
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(31)優先権主張番号 ９６０６８３６．６
(32)優先日 1996年３月30日
(33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ）
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ
，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ
，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，
ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ
Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ
，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，
ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ
(72)発明者 ハリス ニール
イギリス ケンブリッジ シービー２ ５
ジェイエフ グレート シェルフォード
ディヴィー クレッセント ９────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(31) Priority claim number 9606836.6
(32) Priority date March 30, 1996
(33) Priority claim country United Kingdom (GB)
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S
Z, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD
, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ
, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU,
CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, H
U, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ
, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD,
MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, P
T, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ
, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN
(72) Inventor Harris Neil
UK Cambridge CB2 5
Jeff Great Shelford
Divie Crescent 9