JPH04167798A - ディジタルマイクロホン - 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］ 本発明は、圧電体を用いたマイクロホンに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のマイクロホンは１両面に全面電極が施された圧電
体を振動板に接着している。この振動板は、入力音圧に
比例した変位を生する。この際。

圧電体の両極には、振動板の変位に比例した電圧が発生
する。この電圧を検出することによって。

入力音圧を電気信号に変換している。

この際マイクロホンから得られる電気信号は。

アナログ情報となっている。このため音圧信号をマイク
ロプロセッサ等で情報処理するような場合には、Ａ／Ｄ
変換器で音圧アナログ情報をディジタル情報に変換して
いる。

第４図は上記の音圧情報をディジタル情報に変換する場
合の一般的な回路構成を示す図であり。

４１は比較器、４２はＤ／Ａ変換器、４３は逐次比較用
レジスタおよび制御用論理回路である。この回路による
Ａ／Ｄ変換原理を第５図用いて解説する。先ず最初に、
Ｄ／Ａ変換器の最上位ビット（ＭＳＢ）を“１”に設定
しそのときのＤ／Ａ変換出力（第５図中ではＶＦｓ／２
）とアナログ入力電圧（Ｖｌ）を比較器で比較する。

第５図のように■＋　＞Ｖｐｓ／２ならば、ＭＳＢ−“
１′とし、逆にｙ、＜Ｖｐｓ／２ならば、　ＭＳＢ＝”
０″に戻す。

これに続いて順次２ビツト目以下の比較動作に移行する
ことによって、最下位ビット（ＬＳＢ）までのディジタ
ル信号に変換している（第４，５図およびこれに関する
記述は、オーム社刊「電子情報通信ハンドブック　第１
分冊ｊｐ、９３ｇに基づいている。）。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら上記の方法ではＡ／Ｄ変換が逐次的に行わ
れるため、１つのデータ比較に要する時間をｔ［ｓｅｃ
］　とすると１　Ｎ個のディジタルデータを得るために
は、Ｎ−ｔ　［ｓｅＣ］必要となり。

Ａ／Ｄ変換に要する時間が長くなる。

従って本発明は上記の従来技術のＡ／Ｄ変換時間を短縮
したマイクロホンを提供しようとするものである。より
具体的には、本発明は音圧をアナログデータを経ること
なく直接デジタルデータに変えようとするものである。

［課題を解決するための手段］ はじめにこの発明の原理について説明すると。

一方の面に互いに面積が異なるようにＮ個の分割電極を
形成した圧電体を、分割電極面が表側になるように振動
板に接着する。この振動板は入力音圧に比例した変位を
生ずる。この際圧電体の両面には１振動板の変位量に比
例した電圧が発生する。

従って振動板側電極を共通電極として、各分割電極に発
生する電圧は下式（１）で表される。

Ｖ、＝Ｖ２＝・・・＝Ｖ９＝α・Ｐ　　・・・（１）（
ＶＮ：第Ｎ電極と共通電極間の電圧、α：比例定数、Ｐ
：入力音圧） 次に各電極の面積を考慮に入れて、各電極がら流れる電
流値を求める。各分割電極と共通電極間の静電容量は、
各分割電極の面積に比例する。従って各分割電極から発
生する電流値は、下式（２）％式％ （ＩＮ　：第Ｎ電極から流れる電流値、β　比例定数、
Ｐ：入力音圧、　　ＳＮ　：第Ｎ電極の面積）各分割電
極からの電流値と入力音圧の関係を仮にＮ＝５として図
示すると第２図となる。この各分割電極からの電流値に
対して、適当なしきい電流値を設定し、このしきい電流
値との大小比較を行うことによって、各電極から所望の
“１′。

“０′のディジタル情報を出力する。

すなわち本発明によれば２両面に電極を施した圧電体を
用い、一方の電極面を振動板に接着し他方の電極面から
音圧を入力しこの入力音圧をディジタル電気信号に変換
するマイクロホンにおいて。

前記他方の電極が互いに面積か異なるＮ個の分割電極で
形成され、マイクロホンに音圧入力された際に各分割電
極から流れる電流値をある選ばれたしきい値と大小比較
を行って、Ｎ個の２値データとして出力ディジタル情報
発生手段を設けたことを特徴とするディジタルマイクロ
ホンが得られる。

［発明の作用コ 電極を複数個に分割し、各分割電極からの電流を別々に
同時に処理することにより、マイクロホンに入力された
音圧を高速にディジタル情報として出力することができ
る。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例として、Ｎ−５とした場合の
構成を示す図である。圧電体１０の片側電極は同心円状
に５分割され１１；　　１２．１Ｂ。

１４．１５で示されている。この圧電体１０は裏側で金
属振動板２０に接着されている。各分割電極１１〜１５
から得られる電流値■１〜Ｉ、は負荷抵抗Ｒ１−Ｒ９間
の電圧値として検出し、比較器３１〜３５により適当な
しきい値Ｖ。との大小比較を行うことによって、入力音
圧Ｐ１〜Ｐ、を第３図に示すような５個の２値データと
するディジタル情報として出力することができる。この
図の最上段１１〜１５は分割電極の番号を示し、出力信
号“１”は、電流値を１．抵抗値をＲと一般的にあられ
せば、ＩＲ＞Ｖｏをあられし、出力信号“Ｏ”はＩＲ＜
Ｖ。をあられしている。なおＮとして５以上又は以下の
複数であってもよいこというまでもない。

［発明の効果］ 本発明は圧電体の表側の電極を面積の互いに異る複数の
分極を構成し、各分極からの電流を独立に単一の２値デ
ータとすることにより、短時間にディジタル音圧情報を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は本
発明における分割電極からの電流値と入力音圧の関係を
示す図、第３図は入力音圧と出力ディジタル情報の関係
を示す図、第４図は従来装置の構成例を示す図、第５図
は従来装置における電圧とディジタル出力の関係を示す
タイムチャートを示す図である。 記号の説明：１０は誘電体、１１〜１５は分割電極、２
０は金属振動板、３１〜３５は比較器をそれぞれあられ
している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．両面に電極を施した圧電体を用い，一方の電極面を
   振動板に接着し他方の電極面から音圧を入力しこの入力
   音圧をディジタル電気信号に変換するマイクロホンにお
   いて，前記他方の電極が互いに面積が異なるＮ個の分割
   電極で形成され，マイクロホンに音圧入力された際に各
   分割電極から流れる電流値をある選ばれたしきい値と大
   小比較を行って，Ｎ個の２値データとして出力ディジタ
   ル情報発生手段を設けたことを特徴とするディジタルマ
   イクロホン。