JP2012239100A

JP2012239100A - ステレオマイクロホン

Info

Publication number: JP2012239100A
Application number: JP2011108024A
Authority: JP
Inventors: Shioto Okita; 潮人沖田; Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2012-12-06
Also published as: US8983079B2; US20120288101A1

Abstract

【課題】高い周波数においても安定した指向周波数応答を得るとともに、固有雑音の発生を抑制することができるステレオマイクロホンを得る。
【解決手段】４つのコンデンサマイクロホンユニット１０がそれぞれの指向軸を同一水平面内に位置させて配置されているステレオマイクロホン。４つのユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄはそれぞれ単一指向性であり、それぞれ指向軸方向から見た平面形状が四角形であり、隣接するユニット同士の指向軸の向きを９０度ずつ変えて配置され、対角位置にあって指向軸の向きが互いに１８０°異なる２つのユニット１０が協働して双指向性のマイクロホンユニット対を形成し、双指向性のマイクロホンユニット対が２対指向軸を互いに９０°異ならせて配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い周波数においても安定した指向周波数応答を得るとともに固有雑音の発生を抑制することのできるステレオマイクロホンに関する。

ステレオマイクロホンは、特許文献１に記載されているように、２つのマイクロホンユニットを内蔵し、それぞれのユニットの出力を左右の２チャンネルの信号とするものである。

そのようなステレオマイクロホンの例として、双指向性マイクロホンユニットを２つ備え、それぞれのユニットの指向軸をマイクロホンの正面に対して左側に−４５度、右側に＋４５度に向けたステレオマイクロホンがある。ステレオマイクロホンに採用されている上記集音方法は、ブルームラインアレイと呼ばれている。ブルームラインアレイを構成する双指向性マイクロホンユニットには、静電型のコンデンサマイクロホンユニットと、動電型のリボンマイクロホンユニットとがある。

一般に、ステレオマイクロホンを構成する２つのマイクロホンユニットは、それぞれの指向軸が同一水平面内にあるように配置される。しかし、ブルームラインアレイに用いられる双指向性マイクロホンユニットは、近傍の構造物が音響中心に対し前後対称でないと特性が悪化するため、左右チャンネルのユニットを隣り合わせて配置することは性能上好ましくない。このため、ブルームラインアレイ方式のステレオマイクロホンでは、２つの双指向性ユニットは縦方向に積み重ねて使用される。

このようなブルームラインアレイ方式のステレオマイクロホンでは、２つのマイクロホンユニットの指向軸は異なる水平面内に存在することとなり、ステレオ集音において好ましくない。上下に積み重ねた２つのマイクロホンユニットのそれぞれの指向軸は同一水平面内に無いため、特に近接音源に対して、音源の垂直（上下）方向の偏りが、それぞれ上下のマイクロホンユニットで区別されて集音され、水平（左右）方向の偏りとして出力されてしまう。

そこで、ステレオマイクロホンは、近傍の構造物による音響特性への影響の抑制と、マイクロホンユニットの同一平面内への配置による良好なステレオ集音とを両立させることが望まれる。

特開平０６−３０３６９１号公報

ブルームライン方式のステレオマイクロホンには双指向性コンデンサマイクロホンユニットを用いることができる。双指向性コンデンサマイクロホンユニットは前後に音響端子を有している。そして、前後の音響端子間の距離によって得られる音圧傾度により振動板が振動される。そのため、所望の感度を得るためには音圧傾度を生じ易くする必要があり、ある程度の音響端子間距離が必要となる。しかし、音響端子間距離が長くなると、高域集音限界周波数が低くなってしまう。

また、双指向性コンデンサマイクロホンユニットを用いる場合、一般に円形の振動板が用いられていることから、感度を高くするためには、ユニットの直径が大きくなってしまう。

ここで、２つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを１８０°方向に組み合わせ、出力される音声信号を減算することで双指向性を得る方法がある。このように構成された双指向性の集音軸を同一水平面内に配置すると、上述した双指向性マイクロホンユニットを上下に組み合わせたときの問題は生じず、上述した双指向性コンデンサマイクロホンユニットを用いる場合と同様にステレオ集音を行うことができる。

また、類似の構成として４チャンネル用ワインポイントピックアップマイクロホンがある。これは、４つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを水平面内でそれぞれ９０°ずつ向きを変えて配置し、後部音響端子を音響的に結合したステレオマイクロホンである。１８０°方向にある２つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの音声信号を減算すると双指向性を得ることができる。

しかし、１８０°方向にある２つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの後部音響端子が音響的に結合されていることから、音響端子間距離が長くなってしまう。音響端子間距離が長くなると、前述の双指向性コンデンサマイクロホンユニットを２つ使用する場合と同様に、高域集音限界周波数が低くなってしまう。

また、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、４つの円形の単一指向性を有するコンデンサマイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを同一水平面内にそれぞれ、隣接する前記コンデンサマイクロホンユニット１０同士の指向軸の向きを９０度ずつ変えて、外径部同士が接するように配置されることがある。このようなユニット配置のマイクロホンは「４チャンネル用ワンポイントマイクロホン」といわれるもので、４方向から収音してそれぞれ別個に音声信号に変換して出力するものである。

図４に示すユニット配置において、対角位置にあって指向軸の向きが互いに１８０°異なる２つの前記コンデンサマイクロホンユニット１０ａと１０ｃ、および１０ｂと１０ｄを協働させれば、双指向性のマイクロホンユニット対を形成することができる。こうして形成された双指向性の前記マイクロホンユニット対を２対、指向軸を互いに９０°異ならせて配置することにより、ステレオマイクロホンを構成することができる。

この場合、マイクロホンユニット対の音響端子間距離Ｗ２は、コンデンサマイクロホンユニット１０同士の直径によって規定される。ここで、コンデンサマイクロホンユニットでは、振動板１０１と固定極１０２間の有効静電容量が大きいほど感度が高く有効雑音を低く抑えることができるが、この有効静電容量を大きくするためには、コンデンサマイクロホンユニット１０の振動板１０１の面積Ｓ２を増加させる必要がある。

円形のコンデンサマイクロホンユニット１０において振動板１０１の面積Ｓ２を増加させるためには、振動板１０１およびコンデンサマイクロホンユニット１０の直径を増加させる必要がある。しかし、これらの直径が増加すると、マイクロホンユニット対の音響端子間距離Ｗ２が長くなってしまう。そして、図５に示すように、高域集音限界周波数が低くなってしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、振動板の面積を広くしても音響端子間距離を短く保つことで、高い周波数においても安定した指向周波数応答を得るとともに、固有雑音の発生を抑制することのできるステレオマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明に係るステレオマイクロホンは、４つのコンデンサマイクロホンユニットがそれぞれの指向軸を同一水平面内に位置させて配置されているステレオマイクロホンであって、４つのコンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ単一指向性であり、４つのコンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ指向軸方向から見た平面形状が四角形であり、４つのコンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ、隣接するコンデンサマイクロホンユニット同士の指向軸の向きを９０度ずつ変えて配置され、対角位置にあって指向軸の向きが互いに１８０°異なる２つの前記コンデンサマイクロホンユニットが協働して双指向性のマイクロホンユニット対を形成し、双指向性の前記マイクロホンユニット対が２対指向軸を互いに９０°異ならせて配置されていることを最も主要な特徴とする。

本発明に係るステレオマイクロホンによると、振動板の面積を広くしても音響端子間距離を短く保つことができるため、高い周波数においても安定した指向周波数応答を得るとともに、固有雑音の発生を抑制することができる。

本発明に係るステレオマイクロホンの実施例を示す一部断面正面図である。上記ステレオマイクロホンに用いられているコンデンサマイクロホンユニットを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は断面図である。上記ステレオマイクロホンの音響性能を示すグラフである。従来のステレオマイクロホンに用いられるコンデンサマイクロホンユニットの例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は断面図である。上記従来例に係るステレオマイクロホンの音響特性を示すグラフである。

以下、本発明に係るステレオマイクロホンの実施例について図１〜３を参照しながら説明する。なお、図４に示す従来のステレオマイクロホンと同じ構成については同一の符号を付してある。

図１に示すように、本発明の実施例に係るステレオマイクロホン１は、マイクロホンケース２内部に、平面形状が略正方形状の４つの単一指向性のコンデンサマイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄがそれぞれ、指向軸を同一水平面内に位置させて収納されている。外部からの音声はマイクロホンケース２に設けられたシールドメッシュ（不図示）を通じてコンデンサマイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに到達する。

また、マイクロホンケース２内には、昇圧トランス等の電子部品を搭載した回路基板３が設けられている。コンデンサマイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄからの出力はそれぞれ出力トランスを経て、３ピンコネクタ４から外部機器へと出力される。３ピンコネクタ４は出力トランスのホット側およびコールド側端子と、アース端子とから構成されている。

図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、４つの単一指向性を有するコンデンサマイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを同一水平面内にそれぞれ、隣接する前記コンデンサマイクロホンユニット１０同士の指向軸の向きを９０度ずつ変えて、外縁部同士が接するように配置されている。各マイクロホンユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、前述の通り正面から見た形状が正方形であり、かつ、大きさ、電気音響変換方式、その他の仕様が共通である。

図２（Ａ）に示す平面図において、対角位置にあって指向軸の向きが互いに１８０°異なる２つのコンデンサマイクロホンユニット１０ａと１０ｃ、および１０ｂと１０ｄが協働して、右チャンネル用および左チャンネル用の双指向性のマイクロホンユニット対を形成している。右チャンネル用のマイクロホンユニット対を形成するコンデンサマイクロホンユニット１０ａと１０ｃが直列に接続されているとともに、左チャンネル用のマイクロホンユニット対を形成するコンデンサマイクロホンユニット１０ｂと１０ｄが直列に接続されている。こうして形成された双指向性の前記マイクロホンユニット対が２対、指向軸を互いに９０°異ならせて配置されている。

このように構成されたステレオマイクロホンにおいて、一組のマイクロホンユニット対の音響端子間距離Ｗ１は、コンデンサマイクロホンユニット１０の平面形状である略正方形の一辺の長さによって規定される。振動板１０１と固定極１０２間の有効静電容量が大きいほど感度が高く有効雑音を低く抑えることができる。有効静電容量を大きくするためには、コンデンサマイクロホンユニット１０の振動板１０１の面積Ｓ１を増加させる必要がある。

ここで、本実施例における振動板１０１の面積Ｓ１が、図４に示す従来のコンデンサマイクロホンユニット１における円形の振動板１０１の面積Ｓ２の面積と同じである場合について説明する。

本実施例における振動板１０１の面積Ｓ１と、従来の円形の振動板１０１の面積Ｓ２とが同じ場合、有効静電容量も同じとなり、固有雑音の発生を同様に抑制することができる。

しかし、本実施例におけるコンデンサマイクロホンユニット１０間の音響端子間距離Ｗ１は、従来のステレオマイクロホンにおける音響端子間距離Ｗ２よりも短くすることができる。これは、本実施例における正方形の振動板１０１を用いることで、従来のステレオマイクロホンにおいて円形の振動板１０１を用いることにより発生していた余分なスペースＳ３（図４（Ｂ）参照）を省略することができ、一定体積の空間に占めるマイクロホンユニットの体積の割合を高めることができるからである。

そして、図３に示すように、本発明に係るステレオマイクロホンを用いることで、従来のステレオマイクロホンでは得ることができなかった高い周波数における安定した指向周波数応答（図５参照）を得ることができる。

なお、一定の空間に占めるマイクロホンユニットの割合を高めることによって本発明の目的を達成することができる。そのためには、マイクロホンユニットの平面形状を長方形にしてもよい。

１ステレオマイクロホン
２マイクロホンケース
３回路基板
４３ピンコネクタ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄコンデンサマイクロホンユニット
１０１振動板
１０２固定極

Claims

４つのコンデンサマイクロホンユニットがそれぞれの指向軸を同一水平面内に位置させて配置されているステレオマイクロホンであって、
４つの前記コンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ単一指向性であり、
４つの前記コンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ指向軸方向から見た平面形状が四角形であり、
４つの前記コンデンサマイクロホンユニットはそれぞれ、隣接する前記コンデンサマイクロホンユニット同士の指向軸の向きを９０度ずつ変えて配置され、
対角位置にあって指向軸の向きが互いに１８０°異なる２つの前記コンデンサマイクロホンユニットが協働して双指向性のマイクロホンユニット対を形成し、双指向性の前記マイクロホンユニット対が２対指向軸を互いに９０°異ならせて配置されていることを特徴とするステレオマイクロホン。
隣接する前記コンデンサマイクロホンユニットの外縁部同士が接するように配置されている請求項１記載のステレオマイクロホン。
１対の前記マイクロホンユニット対は右チャンネル用であり、他の１対の前記マイクロホンユニット対は左チャンネル用である請求項１または２記載のステレオマイクロホン。
前記マイクロホンユニット対に含まれる２つの前記コンデンサマイクロホンユニット同士が直列に接続されている請求項３記載のステレオマイクロホン。