JP2011223537A

JP2011223537A - 捕音器

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Publication number: JP2011223537A
Application number: JP2010102668A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Murakami; 和男村上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-09
Also published as: JP5354295B2

Abstract

【課題】音源またはスピーカから放射される音を聴くと臨場感の乏しい、音像のはっきりしない音になりがちである。臨場感が損なわれない集音方法を提供する。
【解決手段】捕音器はキャップ状に形成され、例えば小型のコンデンサーマイクにマイクキャップ３として装着されるものである。捕音器はほぼ奇数倍または整数倍の周波数成分に共鳴する、開口部を有する円筒管またはテーパー状の共鳴管アレイ１からなる。開口端部を有し、長さの異なる複数の共鳴管を他端部で束ねてコンデンサーマイクなどの先端部振動板４に対して近接させて密閉状態に装着して集音する。共鳴管の長さは最長をＬとすると最短はＬ／２で、その間を６〜１２分割して補間する長さとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、音を音響的に良い音色として集音して聞くために、開口端部を有し、長さの異なる複数の共鳴管を他端部で束ねてコンデンサーマイクなどの先端部振動板に対して近接させて密閉状態に装着して集音することを特徴とする捕音器であり、高音域成分に対してそのほぼ奇数倍または整数倍の周波数成分に共鳴して良い音質で良く響くように集音することができることを特徴とする捕音器に関するものである。

音楽を聞いて楽しむ場として、オーディオやテレビで音楽を聴く場合やコンサートホールで音楽を聞く場合や小さな演奏会の会場では特に音響装置もなくそのままの音場の特性で聞く場合などがある。また野外でコンサートを聞く場合もある。特にカラオケやステージでのボーカルの集音にマイクが使われるが、その音質や響きは明瞭度を欠き、臨場感に乏しいものであり、歌い手にとっても聞く人にとっても満足の行くものではない。音響的により良い音を効果的に集音する方法が求められている。歌手が伴奏にのって自分の唄をもっと旨く表現できるマイクが求められている。

従来行なわれてきている音の集音の方法としてはマイクによって音圧変動を電気信号に変換する方法が行われており、その変換効率の良さと周波数特性が平坦で周波数帯域の広いものが工夫されてきている。

しかし、マイクの入力音圧を音響変換して捕らえるようなマイクキャップはなく、風防のためのマイクキャップが特に屋外での収録時に使われているのみである。

一方、マイクにかぶせるキャップの形態ではなく、パラボラ型の集音器に関する論文はある（非特許文献３）。パラボラ型をした集音板で集音した音をマイクの集音位置を調整して特定の周波数を抑制して集音する構造の集音マイクはある（特許文献１）。また、マイクで集音した音波信号を電気信号に変換し、高い特定周波数帯域で且つ特定方向の聞き分けが出来る音波信号を集音して信号変換器に加えることにより指向感度を増強する聴力改善装置がある（特許文献２）。
［１］特開平−２１０１８０号公報［２］ＷＯ２００５／００４５３６号公報［３］内部吸音型集音器，日本音響学会誌Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．９，Ｐａｇｅ５１１−５１９（２００７．０９．０１）［４］管楽器の音程改良と新しい管楽器創造へのアプローチ，日本音響学会ＭＡ研資料ＭＡ２００１−７４，Ｐａｇｅ１５−２２（２００２．３．２１）

ここでは音波の周波数帯域を仮に５００Ｈｚ以下を低域、５００Ｈｚ〜１ｋＨｚを中域、１ｋＨｚ〜８ｋＨｚを高域とする。音波に含まれる高域成分や高域の音は音源またはスピーカなどの発音体から空気中に放射されると音場空間で反射板や壁などに反射されつつ伝搬して、吸音され、減衰して耳に届く。従って実際には音源や発音体の近傍の音質と比べて高調波成分の少ない音を聞くことになる。特に打撃音や発音時のノイズ成分は弱くなり音の立ち上がりや過渡的な音は伝わりにくくなるのでリズム感がはっきりしなくなる。結果的には臨場感の乏しい音像のはっきりしない、広がり感の少ない音を聞くことになる。特にカラオケやステージでのボーカルの集音にマイクが使われるが、電気的に音質を変えたりエコーをつけたりするため、その音質や響きは明瞭度を欠き臨場感に乏しいものであり、歌い手にとっても聞く人にとっても満足の行くものではない。ここでは音や音楽を聞く音場でのこうした問題点を改善することが課題となる。

最も音域が広いピアノの演奏においても高域の音は聴者には伝わりにくい。ピアノのみならず一般に、楽器の音には高調波成分が多く含まれており、基本周波数成分に対してほぼ整数倍になっているが、この高調波成分は音の立ち上がりに多く含まれ、比較的速く減衰するのでやはり聴者のもとには届きにくい。

円筒管または円錐状のテーパー管では管の形状と管長によって決まる共振周波数において、開口部から入射した音波はその端部で最大の音圧となることが知られている。円筒管の場合はその高次の共振周波数は基本周波数のほぼ奇数倍となる。ある範囲のテーパー管の場合、例えば小径の閉端側の内径にもよるがテーパー度が０．０４〜０．０６の場合、その高次の共振周波数は基本周波数のほぼ整数倍となる（非特許文献４）。

本発明の課題を解決するために、今までに例を見ない独創的な捕音器を開発して適用する。捕音器はキャップ状に形成され、例えば小型のコンデンサーマイクにマイクキャップとして装着されるものである。捕音器はほぼ奇数倍または整数倍の周波数成分に共鳴する、開口部を有する円筒管またはテーパー状の共鳴管アレイからなる。開口端部を有し、長さの異なる複数の共鳴管を他端部で束ねてコンデンサーマイクなどの先端部振動板に対して近接させて密閉状態に装着して集音する。共鳴管の長さは最長をＬとすると最短はＬ／２でその間を６〜１２分割して補間する長さとする。

共鳴管アレイを構成する一本の共鳴管を例にその音響的な作用効果を説明する。円筒状の共鳴管の片端が開放で他端が閉端状態の場合には、管路の長さと内径によって決まる周波数で共鳴して、その共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・・はｆ１のほぼ奇数倍となって各次数のモードでキャップの中心部すなわちマイクの先端部で高い音圧（略＋１０ｄＢ）となる。一方、テーパー状の共鳴管の片端が開放で他端が閉端状態の場合には、管路の長さと形状（径とテーパー度）によって決まる周波数で共鳴して、その共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・・はｆ１のほぼ整数倍となって各次数のモードでキャップの中心部すなわちマイクの先端部で高い音圧（略＋１０ｄＢ）となる。共鳴管の長さは最長をＬとすると最短はＬ／２でその間を６〜１２分割して補間する長さからなる共鳴管アレイでは各共鳴管のｆ１がほぼ１音〜半音ずつ、ずれることになり１オクターブの範囲をほぼ網羅することになりその高次成分にも対応して共鳴することになる。従って開放端から入射される音波はその共振周波数成分が増幅されて音色的に特徴付けられて高調波成分がマイクで検知されることになるという利点がある。

捕音器は、ほぼ奇数倍または整数倍の周波数成分に共鳴する、開口部を有する円筒管またはテーパー状の共鳴管アレイからなる。開口端部を有し、長さの異なる複数の共鳴管を他端部で束ねてコンデンサーマイクなどの先端部振動板に対して近接させて密閉状態に装着して集音する。共鳴管の長さは最長をＬとすると最短はＬ／２でその間を６〜１２分割して補間する長さとする。

実施例１を図１に示す。図１はマイクが大型（１インチ）の場合である。図１は全ての管は図示していないが、長さＬとＬ／２の共鳴管の長さ間を６分割して長さを直線的に補間して共鳴管アレイ１を構成する。各共鳴管の共振鋭度（Ｑ値）は比較的鈍であり比較的広帯域に応答共鳴する。ＬとＬ／２の共鳴管のｆ１はオクターブの関係で共鳴し、その間の長さの共鳴管ではその共振周波数を補間することになる。すなわちほぼ全ての周波数で共鳴することになり、開口部２から入射される音を増幅してマイクキャップ部３に装着されたマイク４により捕らえることができる。アレイ１の並べ方構成は本実施例に限らずマイクカバー５に内包されるようにそのバリエーションが可能である。
下記に各物理量の実用的な値の例を示す。

実施例２は図２に示す。図２はマイクが小型（１／４インチ）の場合である。図１は全ての管は図示していないが、長さＬとＬ／２の共鳴管の長さを６分割して長さを直線的に補間して共鳴管アレイ１を構成する。長い管はマイクカバー５に内包されるように適宜曲げる。各共鳴管の共振鋭度（Ｑ値）は比較的鈍であり比較的広帯域に応答共鳴する。ＬとＬ／２の共鳴管のｆ１はオクターブの関係で共鳴し、その間の長さの共鳴管ではその共振周波数を補間することになる。すなわちほぼ全ての周波数で共鳴することになり、開口部２から入射される音を増幅してマイクキャップ部３に装着されたマイク４により捕らえることができる。アレイ１の並べ方構成は本実施例に限らずマイクカバー５に内包されるようにそのバリエーションが可能である。

実施例３は図３に示す。図３はマイクが小型（１／４インチ）でマイク本体に対して片側に偏芯している場合である。図３は長さＬとＬ／２の共鳴管の長さの間を６分割して所定長さのテーパー管を管長を連続的に変えて水平面内に配列して共鳴管アレイ１を構成する。ＬとＬ／２の共鳴管のｆ１はオクターブの関係で共鳴し、その間の共鳴管ではその共鳴周波数を補間することになる。すなわちほぼ全ての周波数で共鳴することになり、開口部２から入射される音を増幅してマイクキャップ部３に装着されたマイク４により捕らえることができる。アレイ１の並べ方構成は本実施例に限らずマイクカバー５に内包されるようにそのバリエーションが可能である。

Ｌは対象とする帯域にあわせて設定することができる。軽量小型が求められるので、防水性の特殊紙や素形材などで薄肉に一体的に成形する。本発明ではマイクは外形６ｍｍの小型のコンデンサーマイクを前提としているが、他の寸法のマイク（例えば１インチ）にもそのキャップ部の径を合わせることにより対応が可能である。図１のタイプについては試作してその作用効果の有用性を確認している。本発明の目的にかなうものであり産業上の利用可能性は高い。特にカラオケの上級者用やプロ歌手用のマイクとして、また管楽器などのソロ演奏の集音マイクとしても有用性が高い。また、本実施例では示さなかったが共鳴管アレイとキャップ部からなる捕音器を装飾的にデザインして素形材成形で一体的に成形することができる。

捕音器１の正面図（一部断面）捕音器２の正面図（一部断面）捕音器３の正面図と平面図（下）

１共鳴管アレイ
２開口部
３マイク装着部（キャップ部）
４マイク（振動板）
５マイクカバー（防音・補強カバー）

Claims

開口端部を有し、長さの異なる複数の共鳴管を他端部で束ねてマイクの先端部に密閉状態に装着して集音することを特徴とする捕音器。
請求項１に記載の複数の共鳴管の全て、または一部をテーパー管としてほぼ整数倍の共振周波数で共鳴するようにしたことを特徴とする捕音器。
請求項１と２に記載の捕音器の先端外周部を風防カバーで覆って補強することを特徴とするマイクロホン。