JP2015222889A - 可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents
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Abstract
Description
一般的にコンデンサマイクロホンは、ダイナミックマイクロホンに比較して広帯域の集音に適しており、かつ指向周波数応答に優れている。
このようなコンデンサマイクロホンの特質を活かし、各コンデンサマイクロホンユニットに加える成極電圧を加減することによって可変指向性を実現させたものが、非特許文献1に開示されている。
この特許文献1に開示されたコンデンサマイクロホンによれば、非特許文献1に開示されたコンデンサマイクロホンのように、前後の振動板を交流結合することにより生ずる出力感度の低下、S/Nの劣化を防止することができる。
これによれば、コンデンサマイクロホンユニットに前記したDC−DCコンバータ等の付帯的な構成も備える必要があり、コストが上昇することは免れない。
この特許文献2に開示された可変指向性コンデンサマイクロホンによれば、2つのコンデンサマイクロホンユニットの出力を、可変容量コンデンサ(バリコン)によって結合することで、連続的に指向性を変化させることができるマイクロホンを実現させることができる。
したがって前記した可変容量コンデンサに作用する外部振動の対策が必要となり、この点で改良の余地がある。
また、前記第1、第2バッファ回路の出力端子よりそれぞれ導出される平衡出力の音声信号を、ミキサーにより混合して出力する構成が採用される。
さらに、前記第1、第2バッファ回路の出力端子より前記可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン用のファントム電源が供給される構成も好適に採用することができる。
したがって、この発明に係る可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンによると、先に説明した特許文献1に開示された例に比較して、位相反転増幅器などの特別な回路構成を備える必要はなく、回路構成を簡素化させることができる。
図1は、この発明に係る可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンM1に、平衡シールドケーブルCaを介してミキサーM2が接続された状態を示しており、可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンM1は、ミキサーM2側のファントム電源装置より駆動電流を受けるように構成されている。
なお、この二つのエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットは、矢印0degで示す集音軸側を前側ユニットUfと称呼し、反対側を後側ユニットUbと称呼する。
なお、この実施の形態においては、前記第1と第2の固定極1f,1bにおける各振動板2f,2bに対峙する面には、それぞれエレクトレット誘電体膜3f,3bが備えられて、それぞれバックエレクトレット方式によるエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを構成している。
前記FETQ1のゲートとソースとの間には、逆並列にダイオードD1,D2および抵抗R1が接続されており、これらはFETQ1のゲートバイアスを生成する機能を果たす。また同じくFETQ2のゲートとソースとの間には、逆並列にダイオードD3,D4および抵抗R2が接続されており、これらはFETQ2のゲートバイアスを生成する機能を果たす。
またソースフォロア回路を構成する前記第1と第2のインピーダンス変換器F1,F2には、コンデンサC1,C2がそれぞれ接続され、インピーダンス変換された前記前側ユニットUfと後側ユニットUbによる信号が、前記各コンデンサC1,C2をそれぞれ介して引き出される。
同様に第2のエミッタフォロア回路E2は、バイアス設定抵抗R7,R8を備え、端子ピンP3を介したミキサーM2側を負荷抵抗(エミッタ抵抗)として構成されており、このエミッタフォロアの出力は、端子ピンP3にコールド側出力として供給される。
そして、第1バッファ回路E1と、第2バッファ回路E2による信号出力は、端子ピンP1を接地ラインとした平衡シールドケーブルCaを介して、前記したミキサーM2に平衡出力される。
そして、トランジスタQ3,Q4のコレクタが共通接続されて定電流素子Icに接続されており、この定電流素子Icと端子ピンP1の接地ラインとの間に、定電圧素子Z1と電解コンデンサC3による定電圧回路が形成されている。
なお、この実施の形態においては、前記定電流素子Icと定電圧素子Z1の直列回路を跨ぐようにして、交流結合バイパス用の電解コンデンサC4が接続されている。
そして、スイッチSW1,SW2が符号BIで示すポジションを選択した場合には、双指向性(Bidirectional特性)に設定され、またスイッチSW1,SW2が符号Cで示すポジションを選択した場合には、単一指向性(Cardioid特性)に設定される。さらにスイッチSW1,SW2が符号Oで示すポジションを選択した場合には、無指向性(Omnidirectional特性)に設定される。
これらの選択に基づく指向性の切替え作用は、図2〜図4に基づいて後で説明する。
すなわち、後側ユニットUbからの信号は、第1スイッチSW1の固定接点Oと、第2スイッチSW2の固定接点BIとの接続点に加わるように構成されている。
このミキサーM2には、オペレーショナルアンプによる減算回路OP1が搭載されており、端子ピンP2からの信号はコンデンサC11を介して減算回路OP1の非反転入力端子に供給され、端子ピンP3からの信号はコンデンサC12を介して減算回路OP1の反転入力端子に供給される。この構成により端子ピンP2とP3からの平衡出力の音声信号がミキサーM2により混合され、減算回路OP1による減算出力が、前記マイクロホンM1による音声信号として、出力端子OUTにもたらされる。
これにより、第2端子ピンP2と第3端子ピンP3には、図2に示したポーラパターンの信号がそれぞれ供給され、これらは前記ミキサーM2の減算回路OP1において減算されるため、結果として双指向性を有する音声信号を得ることができる。
これにより、第2端子ピンP2には図に示したポーラパターンの信号が供給されるのに対して、第3端子ピンP3は無信号となる。この結果、前記ミキサーM2の減算回路OP1による減算出力として、単一指向性を有する音声信号がもたらされる。
これにより、後側ユニットUbによる第2インピーダンス変換器F2からの信号が、前側ユニットUfの第1振動板2fに加わることになり、後側ユニットUbによるポーラパターンと、前側ユニットUfによるポーラパターンが加算されて、第2端子ピンP2には図に示したように無指向性のポーラパターンを有する信号が供給される。
この図5に示す例においては、すでに説明した図1に示す例に対して、前側ユニットUfにおける第1固定極1fと、第1振動板2fが相互に入れ替わって接続され、また後側ユニットUbにおける第2固定極1bと、第2振動板2bも相互に入れ替わって接続されている。
この図5に示す構成によると、矢印0degで示す集音軸が後側ユニットUbの正面側になされる点で、図1に示す可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンと異なることになる。
すなわち図6〜図8は、すでに説明した図2〜図4に示す第1の実施の形態における等価回路図に対応するものである。
これにより、第2端子ピンP2と第3端子ピンP3には、図6に示したポーラパターンの信号がそれぞれ供給され、これらは前記ミキサーM2の減算回路OP1において減算されるため、結果として双指向性を有する音声信号を得ることができる。
これにより、第2端子ピンP2には図に示したポーラパターンの信号が供給されるのに対して、第3端子ピンP3は無信号となる。この結果、前記ミキサーM2の減算回路OP1による減算出力として、単一指向性を有する音声信号がもたらされる。
これにより、後側ユニットUbによる第2インピーダンス変換器F2からの信号が、前側ユニットUfの第1固定極1fに加わることになり、後側ユニットUbによるポーラパターンと、前側ユニットUfによるポーラパターンが加算されて、第2端子ピンP2には図に示したように無指向性のポーラパターンを有する信号が供給される。
1b 第2固定極
2f 第1振動板
2b 第2振動板
3f エレクトレット誘電体膜
3b エレクトレット誘電体膜
Uf 前側ユニット(第1エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット)
Ub 後側ユニット(第2エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット)
F1 第1インピーダンス変換器
F2 第2インピーダンス変換器
E1 第1バッファ回路(第1エミッタフォロア回路)
E2 第2バッファ回路(第2エミッタフォロア回路)
SW1 第1スイッチ(指向性可変スイッチ)
SW2 第2スイッチ(指向性可変スイッチ)
OUT 音声信号出力端子
P1 第1端子ピン(接地ライン)
P2 第2端子ピン(ホット側端子)
P3 第3端子ピン(コールド側端子)
M1 可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン
M2 ミキサー
OP1 減算回路(オペレーショナルアンプ)
Ca 平衡シールドケーブル
Claims (5)
- 第1、第2固定極が互いに非導通状態で背中合わせに対向配置され、前記第1、第2固定極にそれぞれ一定の間隔をおいて第1、第2振動板が前記第1、第2固定極に対向して配置された電気的に独立した第1、第2エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットと、
前記第1固定極に入力端子が接続された第1インピーダンス変換器並びに第1インピーダンス変換器に接続された第1バッファ回路と、
前記第2固定極に入力端子が接続された第2インピーダンス変換器並びに第2インピーダンス変換器に選択的に接続される第2バッファ回路と、
少なくとも第1指向性モードから第3指向性モードを択一的に選択可能な指向性可変スイッチとが備えられ、
前記指向性可変スイッチにより第1指向性モードを選択したとき、前記第2インピーダンス変換器の出力端子に前記第2バッファ回路が接続され、
前記指向性可変スイッチにより第2指向性モードを選択したとき、前記第2バッファ回路の入力端子が接地され、
前記指向性可変スイッチにより第3指向性モードを選択したとき、前記第2インピーダンス変換器の出力端子に前記第1振動板が接続されると共に、前記第2バッファ回路の入力端子が接地され、
前記第2振動板は常時接地されて、前記第1、第2バッファ回路の出力端子より音声信号の平衡出力が導出されることを特徴とする可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。 - 第1、第2固定極が互いに非導通状態で背中合わせに対向配置され、前記第1、第2固定極にそれぞれ一定の間隔をおいて第1、第2振動板が前記第1、第2固定極に対向して配置された電気的に独立した第1、第2エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットと、
前記第1振動板に入力端子が接続された第1インピーダンス変換器並びに第1インピーダンス変換器に接続された第1バッファ回路と、
前記第2振動板に入力端子が接続された第2インピーダンス変換器並びに第2インピーダンス変換器に選択的に接続される第2バッファ回路と、
少なくとも第1指向性モードから第3指向性モードを択一的に選択可能な指向性可変スイッチとが備えられ、
前記指向性可変スイッチにより第1指向性モードを選択したとき、前記第2インピーダンス変換器の出力端子に前記第2バッファ回路が接続され、
前記指向性可変スイッチにより第2指向性モードを選択したとき、前記第2バッファ回路の入力端子が接地され、
前記指向性可変スイッチにより第3指向性モードを選択したとき、前記第2インピーダンス変換器の出力端子に前記第1固定極が接続されると共に、前記第2バッファ回路の入力端子が接地され、
前記第2固定極は常時接地されて、前記第1、第2バッファ回路の出力端子より音声信号の平衡出力が導出されることを特徴とする可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。 - 前記指向性可変スイッチが、2連動型の3接点切替えスイッチにより構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。
- 前記第1、第2バッファ回路の出力端子よりそれぞれ導出される平衡出力の音声信号を、ミキサーにより混合して出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。
- 前記第1、第2バッファ回路の出力端子より前記可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン用のファントム電源が供給されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された可変指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。
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