JP2012119829A - Variable directional microphone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指向性を選択できる可変指向性マイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、必要に応じて指向性を少なくともカージオイド,スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができる可変指向性マイクロホンに関するものである。 The present invention relates to a variable directional microphone capable of selecting directivity, and more specifically, a variable directional microphone capable of switching directivity to at least one of a cardioid, a super cardioid, or a hyper cardioid as required. It is about.
ライブステージや録音ステージ等で使用されるマイクロホンでは、音声が拡声されるために、往々にしてハウリングが発生する。これを防止するため、状況に応じて、カージオイド,ハイパーカージオイドもしくはスーパーカージオイド等の指向性の異なるマイクロホンユニットが選択されるのが一般的であるが、可変指向性マイクロホンによれば、一台のマイクロホンで指向性を選択できるので、ユニット交換の手間を省くことができる。 In a microphone used in a live stage, a recording stage or the like, howling often occurs because the sound is amplified. In order to prevent this, microphone units with different directivities such as cardioid, hypercardioid or super cardioid are generally selected according to the situation. Since directivity can be selected using a single microphone, unit replacement can be saved.
可変指向性マイクロホンのうち、固定極の前後にそれぞれ振動板を配置してなるコンデンサマイクロホンユニットを備える機種では、そのユニットは専用設計され、製造時には振動板と固定極間の静電容量,振動板の張力,音響抵抗等について前後の対称性を保つために、細かな設定が必要となる。 Among the variable directional microphones, models equipped with a condenser microphone unit in which diaphragms are arranged before and after the fixed pole, the unit is specially designed, and the capacitance between the diaphragm and the fixed pole is measured at the time of manufacture. In order to maintain the longitudinal symmetry of the tension, acoustic resistance, etc., fine setting is required.
これとは別に、カージオイドの指向性をもつ2つのマイクロホンユニットを180度方向に組み合わせて、各マイクロホンユニットの出力信号を加減する機種もあるが、これには、音響性能が揃った2つのカージオイドユニットが必要とされるため、その選別作業が容易ではない。 Separately, there are models that combine two microphone units with cardioid directivity in the 180-degree direction to adjust the output signal of each microphone unit. Since a geoid unit is required, the sorting operation is not easy.
ところで、ステージ等で使用されるマイクロホンでは、無指向性と双指向性のマイクロホンユニットが使用されることはほとんどないことから、カージオイド,スーパーカージオイド,ハイパーカージオイドが選択されればよい。 By the way, in a microphone used in a stage or the like, a non-directional and bi-directional microphone unit is rarely used. Therefore, a cardioid, a super cardioid, or a hyper cardioid may be selected.
そこで、本出願人は、特許文献1において、固定極の前後にそれぞれ振動板を有する2つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを含む可変指向性マイクロホンを提案している。
Therefore, the present applicant has proposed a variable directional microphone including two unidirectional condenser microphone units each having a diaphragm before and after the fixed pole in
このマイクロホンによれば、2つのマイクロホンユニットの出力の一方を選択しまたは混合することによって、指向性をカージオイド,スーパーカージオイド,ハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができるが、既存のマイクロホン部品を使用することができないので、やはり専用の設計が必要となる。 According to this microphone, directivity can be switched to one of cardioid, super cardioid, and hyper cardioid by selecting or mixing one of the outputs of the two microphone units. Since it cannot be used, a dedicated design is still necessary.
したがって、本発明の課題は、既存のマイクロホンユニットの組み合わせによって、指向性を少なくともカージオイド,スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替え可能とした可変指向性マイクロホンを作製することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to produce a variable directional microphone that can switch directivity to at least one of cardioid, super cardioid, or hyper cardioid by a combination of existing microphone units.
上記課題を解決するため、本発明は、指向性がカージオイドの第1マイクロホンユニットと、指向性が無指向性の第2マイクロホンユニットと、上記第1マイクロホンユニットの音声信号出力から上記第2マイクロホンユニットの音声信号出力を減算する演算回路と、上記演算回路に与えられる上記第2マイクロホンユニットの音声信号出力のレベルを調整するレベル調整回路とを備え、上記演算回路よりマイクロホン出力を得ることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides a first microphone unit having a cardioid directivity, a second microphone unit having a non-directivity directivity, and an audio signal output from the first microphone unit. An arithmetic circuit for subtracting the audio signal output of the unit, and a level adjusting circuit for adjusting the level of the audio signal output of the second microphone unit given to the arithmetic circuit, and obtaining a microphone output from the arithmetic circuit It is said.
本発明の好ましい態様によれば、上記レベル調整回路には、電圧利得が可変の反転増幅器もしくは非反転増幅器が用いられる。 According to a preferred aspect of the present invention, an inverting amplifier or a non-inverting amplifier having a variable voltage gain is used for the level adjustment circuit.
また、上記第1および第2マイクロホンユニットには、ともに動電型もしくは静電型のマイクロホンユニットが用いられる。 In addition, as the first and second microphone units, electrodynamic or electrostatic microphone units are used.
また、上記第1および第2マイクロホンユニットは、それらの収音軸を同一として同軸上に配置されていることが好ましい。 The first and second microphone units are preferably arranged coaxially with the same sound collection axis.
本発明によれば、無指向性の第2マイクロホンユニットの音声信号出力のレベルを調整するだけで、指向性を少なくともカージオイド,スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができる。 According to the present invention, the directivity can be switched to at least one of a cardioid, a super cardioid, and a hyper cardioid simply by adjusting the level of the audio signal output of the non-directional second microphone unit.
また、第1マイクロホンユニットは既存のカージオイドユニットであってよく、第2マイクロホンユニットにしても既存の無指向性ユニットであってよいため、可変指向性マイクロホンを得るにあたって、マイクロホンユニットに関しては新たに専用設計する必要がない。 In addition, the first microphone unit may be an existing cardioid unit and may be an existing omnidirectional unit even if it is a second microphone unit. There is no need for a special design.
次に、図1ないし図6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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, but the present invention is not limited thereto.
図1に示すように、この実施形態に係る可変指向性マイクロホン1は、ステージ等で使用されるボーカル用のダイナミックマイクロホンで、円筒状に形成されたグリップ部としての金属製のマイク筐体10を備えている。
As shown in FIG. 1, a
マイク筐体10の前部側(図1において左側)には、例えば金網からなるガードネット11が設けられており、また、マイク筐体10の後部側(図1において右側)には、出力コネクタ12が装着されている。
A
マイク筐体10内には、弾性材からなるショックマウント(緩衝部材)13を介して中筒14が同軸的に支持されている。中筒14は、ダイナミックマイクロホンユニットに所定容積の背部気室を提供する。
Inside the
ガードネット11内で、中筒14の前部側にダイナミックマイクロホンユニットが設けられるが、本発明では、そのマイクロホンユニットとして、第1マイクロホンユニット20と第2マイクロホンユニット30の2つのマイクロホンユニットが用いられる。
In the
この実施形態において、2つのマイクロホンユニットのうち、第1マイクロホンユニット20は指向性がカージオイドであり、第2マイクロホンユニット30は指向性が無指向性である。したがって、以下の説明において、第1マイクロホンユニットを「カージオイドユニット20」,第2マイクロホンユニットを「無指向性ユニット30」と言うことがある。
In this embodiment, of the two microphone units, the
この可変指向性マイクロホン1では、指向性を可変とするための電気的な回路構成として、演算回路21とレベル調整回路31とを備える。
The
カージオイドユニット20の音声信号出力は、好ましくは増幅器22により所定に増幅されて演算回路21に与えられ、これに対して、無指向性ユニット30の音声信号出力は、レベル調整回路31を介して演算回路21に与えられる。
The audio signal output of the
そして、演算回路21において、カージオイドユニット20の音声信号出力から、レベル調整された無指向性ユニット30の音声信号出力が減算され、この減算された音声信号出力が、この可変指向性マイクロホン1のマイクロホン出力として出力端子23から出力される。
Then, the
この実施形態において、レベル調整回路31には、図2に示す反転増幅回路31aが用いられため、演算回路21を加算回路21aとしている。
In this embodiment, since the inverting
すなわち、加算回路21aにおいて、カージオイドユニット20の音声信号出力から、反転増幅回路31aにてレベルが調整され、かつ、極性が負に反転された無指向性ユニット30の音声信号出力が加算処理(実質的な減算処理)される。
That is, in the
なお、レベル調整回路31に図示しない非反転増幅回路が用いられてもよく、その場合には、演算回路21に減算回路が用いられる。また、出力端子23は、出力コネクタ12に含まれてよい。
Note that a non-inverting amplifier circuit (not shown) may be used for the
また、図1では、カージオイドユニット20の上に重なるように無指向性ユニット30が配置されているが、この配置は逆であってもよい。いずれの場合にしても、各ユニット20,30は、収音軸(図示しない音源に対する0゜方向のX軸)を同一として同軸上に配置されることが好ましい。
In FIG. 1, the
図3に模式的に示すように、カージオイドの指向性は、双指向成分と無指向成分とを合成することにより得られる。ここで、説明を容易にするため、双指向成分の0゜方向の感度を「1」とし、無指向成分の全方向の感度を同じく「1」とすると、その合成により、カージオイドにおける0゜方向の感度は「2」となり、90゜方向の感度は「1」となる。 As schematically shown in FIG. 3, the cardioid directivity is obtained by synthesizing the bi-directional component and the omni-directional component. Here, for ease of explanation, assuming that the sensitivity of the bi-directional component in the 0 ° direction is “1” and the sensitivity of the omnidirectional component in all directions is also “1”, the synthesis results in 0 ° in the cardioid. The sensitivity in the direction is “2”, and the sensitivity in the 90 ° direction is “1”.
本発明では、カージオイドユニット20の音声信号出力から、レベル調整回路31(反転増幅回路31a)にてレベルが所定に調整された無指向性ユニット30の音声信号出力を減算することにより、指向性を図5(a)に示すカージオイドから、図5(b)に示すスーパーカージオイド,図5(c)に示すハイパーカージオイドへと切り替えることができる。
In the present invention, directivity is subtracted from the audio signal output of the
図4に、図3で説明したカージオイドユニット20の音声信号出力から、レベル調整回路31(反転増幅回路31a)にて無指向性ユニット30の音声信号出力レベルを0.2に調整し減算して、指向性をスーパーカージオイドとする例を示す。
In FIG. 4, the audio signal output level of the
このスーパーカージオイドにおいては、0゜方向の感度が「2.0」→「1.8」,90゜方向の感度が「1.0」→「0.8」となり、180゜方向に「0.2」の感度を持つ。 In this super cardioid, the sensitivity in the 0 ° direction is “2.0” → “1.8”, the sensitivity in the 90 ° direction is “1.0” → “0.8”, and the sensitivity in the 180 ° direction is “0”. .2 "sensitivity.
この場合、図2に示す反転増幅回路31aの帰還抵抗Rfを可変抵抗として、その抵抗値を変えることにより、無指向性ユニット30の音声信号出力レベルを所定に調整することができる。これとは別に、帰還抵抗Rfを抵抗値の異なる複数の抵抗素子として、そのいずれかを帰還抵抗Rfとして選択するようにしてもよい。
In this case, the audio signal output level of the
なお、無指向性ユニット30の音声信号出力レベルと、カージオイドユニット20の無指向性成分(90゜方向成分)のレベルが同一の場合には、双指向性となる。
In addition, when the audio signal output level of the
次に、図6に示されているカージオイドユニット20の指向周波数応答のグラフを参照して、カージオイドユニットの0゜と90゜のレベル差は、通常6dBである。90゜のレベルはカージオイドユニットの無指向成分である。
Next, referring to the graph of the directed frequency response of the
本発明では、上記したように、カージオイドユニット20の無指向成分を減少させるように、無指向性ユニット30からの音声信号レベルを調整し、カージオイドユニット20の音声信号出力から減算するのであるが、これに伴って、0゜方向の感度も減少する。そこで、0゜方向の感度がどの程度変化するかについて検証する。
In the present invention, as described above, the audio signal level from the
例えば、0゜と90゜のレベル差を6dB→7.5dB(Δ−1.5dB)として、指向性をスーパーカージオイドとする場合には、カージオイドユニットの無指向成分が0.84になるように、無指向性ユニットからの音声信号レベルを調整する。 For example, if the level difference between 0 ° and 90 ° is 6 dB → 7.5 dB (Δ−1.5 dB) and the directivity is super cardioid, the omnidirectional component of the cardioid unit is 0.84. Thus, the audio signal level from the omnidirectional unit is adjusted.
これに伴って、0゜方向の感度(レベル)は1+0.84=1.84になる。ここで、20log1.84=5.296dBであるから、6−5.296≒0.70より、0゜方向の感度は約0.70dB低下する。 Along with this, the sensitivity (level) in the 0 ° direction becomes 1 + 0.84 = 1.84. Here, since 20 log 1.84 = 5.296 dB, the sensitivity in the 0 ° direction is reduced by about 0.70 dB from 6-5.296≈0.70.
次に、0゜と90゜のレベル差を6dB→9.5dB(Δ−3.5dB)として、指向性をハイパーカージオイドとする場合には、カージオイドユニットの無指向成分が0.67になるように、無指向性ユニットからの音声信号レベルを調整する。 Next, if the level difference between 0 ° and 90 ° is changed from 6 dB to 9.5 dB (Δ−3.5 dB) and the directivity is set to hypercardioid, the omnidirectional component of the cardioid unit is set to 0.67. The audio signal level from the omnidirectional unit is adjusted so that
これに伴って、0゜方向の感度(レベル)は1+0.67=1.67になる。ここで、20log1.67=4.454dBであるから、6−4.454≒1.5より、0゜方向の感度は約1.5dB低下する。 Accordingly, the sensitivity (level) in the 0 ° direction is 1 + 0.67 = 1.67. Here, since 20 log 1.67 = 4.454 dB, the sensitivity in the 0 ° direction is reduced by about 1.5 dB from 6-4.454≈1.5.
本発明によれば、0゜方向の感度低下をこの程度に抑えて、指向性をカージオイド→スーパーカージオイド→ハイパーカージオイドへと連続的もしくは段階的に変化させることができる。なお、カージオイドとする場合には、無指向性ユニット30の出力系に例えばオンオフスイッチ等を設けて、無指向性ユニット30の出力を0とすればよい。
According to the present invention, it is possible to continuously or stepwise change the directivity from cardioid → supercardioid → hypercardioid while suppressing the decrease in sensitivity in the 0 ° direction to this extent. In the case of a cardioid, for example, an on / off switch or the like may be provided in the output system of the
上記実施形態では、カージオイドユニット20と無指向性ユニット30をダイナミックユニットとしているが、その双方をともにコンデンサユニットとしてもよい。また、ステージ等で使用されるボーカル用マイクロホンを例にしているが、これ以外の用途のマイクロホンであってもよい。
In the above embodiment, the
1 可変指向性マイクロホン
10 マイク筐体
11 ガードネット
12 出力コネクタ
20 カージオイドユニット(第1マイクロホンユニット)
21 演算回路
21a 加算回路
22 増幅器
23 出力端子
30 無指向性ユニット(第2マイクロホンユニット)
31 レベル調整回路
31a 反転増幅器
DESCRIPTION OF
21
31
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