JP2011014990A

JP2011014990A - ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法

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Publication number: JP2011014990A
Application number: JP2009155063A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP5281968B2

Abstract

【課題】無響室や防音室等の高価な測定設備を必要とすることなく、周囲に雑音が存在する環境下でも、ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定可能とする。
【解決手段】振動板１０と、磁気回路２０とがユニットフレーム３０に支持され、ユニットフレーム３０内の磁気回路２０の後部側に無指向性成分を司る音響抵抗材３２が配置されているダイナミックマイクロホンユニット１の音響特性を測定するにあたって、内部に無指向性マイクロホン４２を有する有底円筒状の測定用筐体４１を、ユニットフレーム３０の後端部３０ａに気密的に嵌合して空気室４１ａを形成し、発振器４３からボイスコイルに測定信号を与えて振動板１０を振動させ、音響抵抗材３２を介して空気室４１ａ内に入り込む音波を無指向性マイクロホン４２で収音し、その音圧レベルにより音響特性を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法に関し、さらに詳しく言えば、無響室や防音室等の高価な測定設備を必要とすることなく、周囲に雑音が存在する環境下でも、ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定可能とする技術に関するものである。

ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定するには、例えば特許文献１に記載されているように、スピーカより被測定ダイナミックマイクロホンユニットに音波を加え、そのボイスコイルに発生した電気信号をレベルメータで読み取るようにしている。

しかしながら、この測定方法では、測定環境に存在する定在波や反射波等の影響を避けるため、無響室や防音室が必要とされる。

また、使用するスピーカにしても、その周波数応答が平坦でないことから、これを補正して測定する装置が必要とされる。このように、上記の測定方法の場合、無響室や防音室等の高価な測定設備や測定器を準備する必要がある（ＥＩＡＪＲＣ−８１６０Ａ参照）。

仮に、無響室や防音室等の測定設備が整っていたとしても、音響特性を測定するつど、組立作業ラインから外れて、製品を無響室や防音室等に持ち込まなければならないため、その分手間と時間を要するという問題がある。

特開昭５９−７５１２６号公報

したがって、本発明の課題は、無響室や防音室等の高価な測定設備を必要とすることなく、周囲に雑音が存在する環境下でも、ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定し得るようにすることにある。

上記課題を解決するため、本願の第１の発明は、ボイスコイルを有する振動板と、上記ボイスコイルに磁気ギャップを提供する磁気回路とがユニットフレームに支持され、上記ユニットフレーム内の上記磁気回路の後部側に無指向性成分を司る音響抵抗材が配置されているダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定するダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法において、内部に無指向性マイクロホンを有する有底円筒状の測定用筐体を、上記ユニットフレームの後端部に気密的に嵌合して所定容積の空気室を形成し、発振器から上記ボイスコイルに所定周波数の測定信号を与えて上記振動板を振動させ、上記音響抵抗材を介して上記空気室内に入り込む音波を上記無指向性マイクロホンで収音し、その音圧レベルにより上記ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定することを特徴としている。

また、本願の第２の発明は、ボイスコイルを有する振動板と、上記ボイスコイルに磁気ギャップを提供する磁気回路とがユニットフレームに支持され、上記ユニットフレーム内の上記磁気回路の後部側に無指向性成分を司る音響抵抗材が配置されているダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定するダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法において、内部に無指向性マイクロホンを有する円筒状の測定用筐体の一端側に、音響特性が既知の基準ダイナミックマイクロホンユニットのユニットフレームの後端部を気密的に嵌合するとともに、上記測定用筐体の他端側に、被測定ダイナミックマイクロホンユニットのユニットフレームの後端部を気密的に嵌合して上記測定用筐体内に所定容積の空気室を形成し、発振器から所定周波数の測定信号を発生させ、上記各ダイナミックマイクロホンユニットのいずれか一方のボイスコイルには上記測定信号を正相として与え、いずれか他方のボイスコイルには上記測定信号を逆相として与えて、上記各ダイナミックマイクロホンユニットの振動板を振動させ、上記空気室内の音圧を上記無指向性マイクロホンで測定し、その出力レベルにより上記被測定ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定することを特徴としている。

上記第１および第２の発明において、上記無指向性マイクロホンとして、無指向性のコンデンサマイクロホンが好ましく用いられる。

第１および第２の発明によれば、測定時において、収音用の無指向性マイクロホンが配置されている測定用筐体内はほぼ密閉された状態となるため、周囲に雑音が存在する環境下でも、ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を正確に測定することができる。

また、第１の発明によれば、特に無指向性成分を司る音響抵抗材の音響抵抗値が適正であるか否かを判定することができる。

また、第２の発明によれば、基準ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性との対比により、被測定ダイナミックマイクロホンユニット全体の音響特性の良否を判定することができる。

本発明の第１実施形態による音響特性の測定状態を示す断面図。本発明の第２実施形態による音響特性の測定状態を示す断面図。

次に、図１，図２を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態の音響特性測定方法について説明するが、それに先だって、ダイナミックマイクロホンユニット１の構成を概略的に説明する。

ダイナミックマイクロホンユニット１は、基本的な構成として、振動板１０と、磁気回路２０と、これらを支持するユニットフレーム３０とを備える。

振動板１０は、センタードーム１１と、センタードーム１１の周りに形成されたサブドーム１２と、センタードーム１１とサブドーム１２との境界部分で振動板１０の背面側に接着固定されたボイスコイル１３とから構成されている。

磁気回路２０は、底の浅いカップ状を呈するヨーク２１と、ヨーク２１の底面のほぼ中央に配置された円盤状の永久磁石２２と、永久磁石２２上に配置されたセンターホールピース２３と、ヨーク２１の上端に配置され、センターホールピース２３との間で環状の磁気ギャップを形成するリングヨーク２４とから構成されている。

ユニットフレーム３０は、合成樹脂もしくはセラミック等の電気絶縁材によりほぼ円筒状に形成され、その前端側（図１において左側）で、振動板１０と磁気回路２０とを支持する。

磁気回路２０は、ユニットフレーム３０の前端側の中央に固定的に配置され、これに対して、振動板１０は、ボイスコイル１３が磁気回路２０の上記磁気ギャップ内で振動可能となるようにサブドーム１２の周縁部分がユニットフレーム３０の前端側に支持される。

また、ユニットフレーム３０の前端側には、前部音響端子１５を有するレゾネータ１４が振動板１０の前面を覆うように取り付けられる。

この実施形態におけるダイナミックマイクロホンユニット１は、単一指向性であるため、ユニットフレーム３０には、図示しない音源からの音波を振動板１０の背面側に作用させるための後部音響端子３１を備えている。

また、ダイナミックマイクロホンユニット１には、単一指向性，無指向性の別なく、ユニットフレーム３０の後部側に空気室（後部空気室）を備える。

この空気室は、図示しないマイクロホングリップ（マイク筐体）もしくはマイクロホングリップ内に配置されユニットフレーム３０の後端部３０ａに嵌合される中筒等により形成されるが、音響特性測定時には、後述する測定用筐体４１（もしくは５１）によって形成される。

上記空気室と振動板１０の背面側とを連通するため、磁気回路２０のヨーク２１の底部には、音孔（音を通す孔）２１ａが穿設され、ユニットフレーム３０内の磁気回路２０の底部側に無指向性成分を司る音響抵抗材３２が配置される。

音響抵抗材３２には、通常、フェルト材や連続気泡のスポンジ材が用いられ、その音響抵抗値によって無指向性成分が左右される。

したがって、音響抵抗材３２の音響抵抗値を一定とすることにより、無指向性，単一指向性の別なく音響特性の揃ったダイナミックマイクロホンユニットを作製することができるが、音響抵抗材３２の音響抵抗値は往々にしてバラツキが生じやすい。

単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットにおいて、その双指向性成分は後部音響端子３１の音響質量で制御される。後部音響端子３１の音響質量は、その音響端子の機械寸法を均一にすることによって安定なものとすることができ、音響抵抗材３２に比べて、ほとんどバラツキが生じない。

この第１実施形態では、主としてダイナミックマイクロホンユニット１内に組み込まれている音響抵抗材３２の音響抵抗値を測定する。そのため、測定用筐体４１，無指向性マイクロホン４２，発振器（オシレータ）４３および図示しないレベルメータ等を用いる。

測定用筐体４１は、有底円筒状であってダイナミックマイクロホンユニット１の後部に空気室４１ａを形成する。材質は、金属，合成樹脂，セラミックス等であってよい。

無指向性マイクロホン（以下、単に「マイクロホン」ということがある）４２は、音響抵抗材３２を通過して空気室４１ａ内に入り込む音波を収音するマイクロホンで、無指向性コンデンサマイクロホンが好ましく用いられる。マイクロホン４２は、あらかじめ測定用筐体４１内にセットされ、そのマイクコード４２ａは気密孔を介して測定用筐体４１外に引き出される。

発振器４３は、振動板１０のボイスコイル１３に接続する。ボイスコイル１３のコイルエンドは、ユニットフレーム３０の胴部に配置されている回路基板３３の図示しない端子部にハンダ付けされているため、発振器４３を回路基板３３の上記端子部に接続すればよい。

音響特性を測定するには、図１に示すように、測定用筐体４１をユニットフレーム３０の後端部３０ａに気密的に嵌合して、ダイナミックマイクロホンユニット１の後部に所定容積の空気室４１ａを形成した後、発振器４３からボイスコイル１３に測定信号を供給して振動板１０を振動させる。

これにより発生した音波は、音響抵抗材３２を通過して空気室４１ａ内に入り込む。その音圧は音響抵抗材３２の音響抵抗値に依存する。

したがって、音響抵抗材３２を通過して空気室４１ａ内に入り込む音波をマイクロホン４２で収音し、その音圧レベルを図示しないレベルメータ等で測定することにより、音響抵抗材３２の音響抵抗値の良否を判定することができる。

次に、図２を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、あらかしめ音響特性が既知（良品）の基準ダイナミックマイクロホンユニットを１Ｓとし、被測定ダイナミックマイクロホンユニットを１Ｍとして、１Ｓと１Ｍとを対比して１Ｍの音響特性を測定する。

そのため、第２実施形態では、測定用筐体として、両端が開口されている円筒状の測定用筐体５１を用いる。測定用筐体５１内には、上記第１実施形態と同じく、マイクロホン４２がセットされている。

また、発振器４３よりダイナミックマイクロホンユニット１Ｓ，１Ｍの各ボイスコイル１３に測定信号を供給するが、差動的に動作させるため、一方のボイスコイル１３には、発振器４３から出力される測定信号をそのまま正相として供給するのに対して、他方のボイスコイル１３には、測定信号を位相反転回路４３ａにより位相を反転させた逆相信号として供給する。

なお、ダイナミックマイクロホンユニット１Ｓ，１Ｍは、ともに図１で説明した構成であるため、その説明は省略するが、構成要素について、基準側と被測定側とを区別する必要がある場合には、その参照符号にＳ，Ｍを付す。

音響特性を測定するには、図２に示すように、基準ダイナミックマイクロホンユニット１Ｓを測定用筐体５１の一端側（この例では、図２の左端側）に気密的に嵌合し、被測定ダイナミックマイクロホンユニット１Ｍを測定用筐体５１の他端側（この例では、図２の右端側）に気密的に嵌合して、測定用筐体５１内を両マイクロホンユニットに共通の空気室５１ａとする。

なお、被測定ダイナミックマイクロホンユニット１Ｍは、測定用筐体５１に着脱自在であるが、基準ダイナミックマイクロホンユニット１Ｓは、ネジもしくは接着材等で測定用筐体５１に固定されてもよい。

発振器４３から測定信号を出力して、ダイナミックマイクロホンユニット１Ｓ，１Ｍを駆動すると、基準側の振動板１０Ｓと被測定側の振動板１０Ｍは、振動方向を同一として振動する。すなわち、図２において、振動板１０Ｓが左側に動けば、振動板１０Ｍも左側に動き、振動板１０Ｓが右側に動けば、振動板１０Ｍも右側に動く。

したがって、振動板１０Ｓ，１０Ｍの振幅や、音響抵抗材３２Ｓ，３２Ｍの音響抵抗値等が揃っていれば、空気室５１ａ内の音圧はほとんど変動しないため、マイクロホン４２の出力レベルも低くなり、これにより、被測定ダイナミックマイクロホンユニット１Ｍが基準ダイナミックマイクロホンユニット１Ｓと同等の音響特性を備えている、と判定できる。

以上説明したように、上記第１実施形態，第２実施形態のいずれの場合でも、空気室４１ａ，５１ａ内にマイクロホン４２を配置していることから、周囲の雑音や騒音の影響を受けることなく音響特性を測定できる。

したがって、雑音や騒音の多い組立ラインで作製されたユニットの良否を手軽に、かつ、正確に判定することができる。本発明で測定できる項目には、感度，指向性，低域の周波数応答，振動板の動く極性等が挙げられる。

１ダイナミックマイクロホンユニット
１Ｓ基準ダイナミックマイクロホンユニット
１Ｍ被測定ダイナミックマイクロホンユニット
１０振動板
１５前部音響端子
２０磁気回路
３０ユニットフレーム
３１後部音響端子
３２音響抵抗材
４１，５１測定用筐体
４１ａ，５１ａ空気室
４２無指向性マイクロホン
４３発振器

Claims

ボイスコイルを有する振動板と、上記ボイスコイルに磁気ギャップを提供する磁気回路とがユニットフレームに支持され、上記ユニットフレーム内の上記磁気回路の後部側に無指向性成分を司る音響抵抗材が配置されているダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定するダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法において、
内部に無指向性マイクロホンを有する有底円筒状の測定用筐体を、上記ユニットフレームの後端部に気密的に嵌合して所定容積の空気室を形成し、発振器から上記ボイスコイルに所定周波数の測定信号を与えて上記振動板を振動させ、上記音響抵抗材を介して上記空気室内に入り込む音波を上記無指向性マイクロホンで収音し、その音圧レベルにより上記ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定することを特徴とするダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法。
ボイスコイルを有する振動板と、上記ボイスコイルに磁気ギャップを提供する磁気回路とがユニットフレームに支持され、上記ユニットフレーム内の上記磁気回路の後部側に無指向性成分を司る音響抵抗材が配置されているダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定するダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法において、
内部に無指向性マイクロホンを有する円筒状の測定用筐体の一端側に、音響特性が既知の基準ダイナミックマイクロホンユニットのユニットフレームの後端部を気密的に嵌合するとともに、上記測定用筐体の他端側に、被測定ダイナミックマイクロホンユニットのユニットフレームの後端部を気密的に嵌合して上記測定用筐体内に所定容積の空気室を形成し、
発振器から所定周波数の測定信号を発生させ、上記各ダイナミックマイクロホンユニットのいずれか一方のボイスコイルには上記測定信号を正相として与え、いずれか他方のボイスコイルには上記測定信号を逆相として与えて、上記各ダイナミックマイクロホンユニットの振動板を振動させ、上記空気室内の音圧を上記無指向性マイクロホンで測定し、その出力レベルにより上記被測定ダイナミックマイクロホンユニットの音響特性を測定することを特徴とするダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法。
上記無指向性マイクロホンとして、無指向性のコンデンサマイクロホンを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のダイナミックマイクロホンユニットの音響特性測定方法。