JPH0334800A

JPH0334800A - 機械電気変換器

Info

Publication number: JPH0334800A
Application number: JP16922189A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-14
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JP2972789B2

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］この発明は、機械電気変換器に関し、特にマイクロホン
や振動検出器として有用である。

［従来の技術］この種の機械電気変換器の代表例と（２て例えばマイク
ロホンがある。

従来のマイクロホンとしては、バイアス電流を流したカ
ーボン粉を音圧で振動させて電気抵抗の変化に変換する
カーボンマイクや、バイアス磁界中においたコイルを音
圧で振動させて起電力に変換するダイナミックマイクや
、コンデンサを形成する電極を音圧で振動させてキャパ
シタンスの変化に変換するコンデンサマイクが知られて
いる。

［発明が解決しようとする課題］上記従来のカーボンマイクは、簡単な回路構成で大きな
パワーゲインを得ることができる利点があるが、カーボ
ン粉がノイズ源となるため、良好なＳ／Ｎ比を得られな
い問題点がある。

他方、ダイナミックマイクやコンデンサマイクは、良好
なＳ／Ｎ比を得ることができるが、信号パワーを得るた
めには増幅回路を設ける必要があリ、構成が複雑になる
問題点がある。

そこで、この発明の目的は、簡単な構成で大きなパワー
ゲインを得ることができ、且つ、良好なＳ／Ｎ比を得る
ことができる機械電気変換器を提供することにある。

「発明を解決するための手段］この発明の機械電気変換器は、外部からの機械力により
変形しうる小室と、その小室内に相互に接触するように
充填された誘電体粉と、その誘電体粉にバイアス電界を
加えるバイアス電界印加手段と、前記誘電体粉を通る電
束の変化を検出し電流または電圧信号として出力する検
出手段とを具備してなることを構成上の特徴とするもの
である。

また、他の観点によれば、この発明は、外部からの機械
力により変形しろる小室と、その小室内に相互に接触す
るように充填された磁性体粉と、その磁性体粉にバイア
ス磁界を加えるバイアス磁界印加手段と、前記磁性体粉
を通る磁束の変化を検出し電流または電圧信号として出
力する検出手段とを具備してなることを構成上の特徴と
するものである。

し作用］この発明の機械電気変換器では、外部からの機械力によ
り小室が機械的に変形すると、その小室内に充填された
誘電体粉または磁性体粉の相互の接触面積が変化する。

すると、見かけ上の誘電率または透磁率が変化するため
、誘電体粉または磁性体粉を通る電束または磁束が変化
する。この変化は各回変化またはインダクタンスの変化
となるため、容易に電流信号または電圧信号として取り
出すことが出来る。

かくして機械力を電気信号に変換しうるが、カーボンマ
イクと同様の構造であるから簡単な構成で大きなパワー
ゲインを得ることができる。また、抵抗性のノイズ源で
あるカーボン粉を用いていないから、良好なＳ／Ｎ比を
得ることが出来る。

［実施例］以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を更に詳細に
説明する。なお、これによりこの発明が限定されるもの
ではない。

第１図はこの発明の機械電気変換器の一実施例のマイク
ロホン１の断面図である。

このマイクロホン１は、一方に開口部が形成された筺体
２と、その筺体２の開口部を塞ぐように貼設され音圧に
より振動する振動板３を有している。振動板３の中央部
分には、筺体２の底部に向けて突出し先端が半球状にな
った発泡樹脂製の圧迫子４が固着されている。波状部３
ａは振動を容易にするために形成されている。

筺体２の底部には、中央に四部を有する絶縁材製の台座
８が設けられている。この台座８のまわりには保護膜を
兼ねた上部電極５が貼設され、前記圧迫子４と密着して
いる。また、凹部の底部には下部電極７が貼設されてい
る。さらに、上部電極５と下部電極７の間には、誘電体
粉６が相互に軽く接触する程度の密度で充填されている
。

誘電体粉６としては、例えばポリフッ化ビニリデンのよ
うな高誘電率のプラスチックの直径数十μｍ〜数百μｍ
の球体を用いることが出来る。また、誘電体セラミクス
の球や、誘電体セラミクスの球を高誘電率のプラスチッ
クで被覆して接触性を良くしたものを用いることか出来
る。

なお、筺体２には、静圧抜き用の孔２ａが穿設され、音
響抵抗体９が嵌められている。

さて、リード線ａ、ｂを介して上部電極５と下部電極７
の間に電圧を印加し、誘電体粉６にバイアス電界を加え
る。

音響により振動板３が振動すると、その振動が圧迫子４
を介して誘電体粉６に伝達され、誘電体粉６が変形し、
その接触面積が変化する。そこで、誘電体粉６を通る電
束徂が変化する。すなわち、上部電極２０と下部電極２
２との間における見掛は上の誘電率が変化する。従って
、リード線ａ。

６間の電圧もしくはこれらを流れる電流が変化し、音響
が電気信号に変換される。

次に、上記マイクロホン１を用いた回路例について説明
する。

まず第２図に示す回路は、マイクロホン１と抵抗Ｒとを
直列接続して直流電圧Ｅを印加し、マイクロホン１の電
圧の変化をコンデンサＣを介して取り出すものである。

なお、抵抗Ｒの値は十分大なる値とする。この回路では
、カーボンマイクに比して良好なＳ／Ｎ比か得られる。

次に第３図に示す回路は、マイクロホン１とコンデンサ
ＣＩ、Ｃ２および平衡調整用トリマＣ３をブリッジ結線
し、高周波電源Ｏ２０から搬送波を与え、変成器Ｔを介
して出力を取り出すものである。音圧でマイクホン１の
容量が変化すると、それに応じて搬送波が変調され、両
側波帯信号（ＤＳＢ）が導出される。この回路では大き
な信号レベルにて動作できるため、その出力を直接的に
アンテナや伝道ラインに接続することも可能となる。

第４図はこの発明の機械電気変換器の他の実施例のマイ
クロホン２１の断面図である。

このマイクロホン２１において、面記実施例のマイクロ
ホン１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

筺体２の底部には、電磁軟鉄製のポールピース２５が設
けられ、そのポールピース２５の上部には円筒状の永久
磁石２２とコイル２３とが直装されている。コイル４２
からはリード線ａ、ｂが導出されている。また、永久磁
石２２の上面には非磁性材料製の保護膜２６が貼設され
、その保護膜２６に圧迫子４の先端か嵌合している。さ
らに、永久磁石２２．コイル２３．ポールピース２５お
よび保護膜２６で囲まれた小室には、磁性体粉２４か相
互に軽く接触する程度の密度で充埴されている。

この磁性体粉２４としては、純鉄の微粉末をプラスチッ
クのバインダで覆った球体を用いることか出来る。ある
いはフェライトの球を用いることも出来る。この場合、
中空球とするのが、スチフネスがより小さいため、好ま
しい。また、電磁軟鉄やフェライトの如き透磁率の高い
材料の核をプラスチック（例えばポリエチレン）で覆っ
た球を用いることも出来る。

さて、磁性体粉２４には、永久磁石２２によりバイアス
磁界が加えられている。

音響により振動板３が振動すると、その振動か圧迫子４
を介して磁性体粉２４に伝達され、磁性体粉２４が変形
し、その接触面積が変化する。そこで、磁性体粉２４を
通る磁束量か変化する。すると、コイル２３を通る磁束
が変化するから、コイル２３のインダクタンスが変化し
、リード線ａ。

６間の電圧またはこれらを流れる電流が変化する。

すなわち、音響が電気信号に変換される。

第５図は、上記マイクロホン２１の等価回路図である。

次に、上記マイクロホン２１を用いた回路例を第６図に
示す。

この回路は、マイクロホン２１とインダクタンスＬｌ、
Ｌ２およびＬ３をブリッジ結線し、高周波電源Ｏ２０か
ら搬送波を与え、変成器Ｔを介して出力を取り出すもの
である。音圧でマイクホン２１のインダクタンスが変化
すると、それに応じて搬送波が変調され、両側波）１）
信号（ＤＳＢ）が導出される。この回路では大きな信号
レベルにて動作できるため、その出力を直接的にアンテ
ナや伝送ラインに接続することも可能となる。

他の実施例としては、上記マイクロホン１．２１を発振
回路のＣまたはＬと１７で組み込むことにより、ＦＭ送
信機としたものか挙げられる。

また、この発明をレコード用ピックアップ等に適用した
ものが挙げられる。

［発明の効果］この発明の機械電気変換器によれば、カーボンマイクと
同様の構造であるから、簡単な構成で大きなパワーゲイ
ンを得ることができる。一方、抵抗外のノイズ源である
カーボン粉を用いていないから、良好なＳｌＮ比を得る
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機械電気変換器の一実施例のマイク
ロホンの断面図、第２図は第１図のマイクロホンを用い
た回路例の回路図、第３図は第１図のマイクロホンを用
いた他の回路例の回路図、第４図はこの発明の機械電気
変換器の他の実施例のマイクロホンの断面図、第５図は
第４図のマイクロホンの等価回路図、第６図は第４図の
マイクロホンを用いた回路例の回路図である。（符号の説明）１２１・・・マイクロホン２・・・框体４・・・圧迫子６・・・誘電体粉２２・・永久磁石　　　　２２４・・・磁性体粉　　　　２３・・・振動板５・・・上部電極７・・・下部電極３・・・コイル５・・・ポールピース。

Claims

【特許請求の範囲】１、外部からの機械力により変形しうる小室と、その小
室内に相互に接触するように充填された誘電体粉と、そ
の誘電体粉にバイアス電界を加えるバイアス電界印加手
段と、前記誘電体粉を通る電束の変化を検出し電流また
は電圧信号として出力する検出手段とを具備してなるこ
とを特徴とする機械電気変換器。２、外部からの機械力により変形しうる小室と、その小
室内に相互に接触するように充填された磁性体粉と、そ
の磁性体粉にバイアス磁界を加えるバイアス磁界印加手
段と、前記磁性体粉を通る磁束の変化を検出し電流また
は電圧信号として出力する検出手段とを具備してなるこ
とを特徴とする機械電気変換器。