JP2823736B2 - 音響装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロホンを備えた
各種オーディオ機器、ＡＶ機器等の音響装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般に用いられているマイクロ
ホンを備えた音響装置は、図７に示すように、マイクロ
ホン５７の出力信号を増幅させるためのマイクアンプ５
０、プリアンプ５１、グラフィック・イコライザー５
２、フラットアンプ５３等からなるマイクロホン増幅回
路を備えている。マイクロホン５７にてピックアップさ
れた音は、マイクロホン５７からオーディオ信号として
出力され、上述のマイクロホン増幅回路を介して適当に
増幅された後、たとえばボリューム５４にて音量調整を
施され、パワーアンプ５５を介してスピーカ５６から出
力される。

【０００３】上記マイクロホン５７は、図８に示すよう
に、振動板４０から垂下した状態で支持された図９に示
すボイスコイル６０を備えており、このボイスコイル６
０がマグネット４２とヨーク４３の間のギャップ内を振
動板４０の振動に伴って上下動することによりピックア
ップした音に応じたオーディオ信号を出力するようにな
っている。

【０００４】上記マイクロホン５７の周波数特性を図１
０の曲線６２ａに示す。尚、曲線６２ｂと曲線６２ｃ
に、第２高調波歪及び第３高調波歪の周波数特性を併せ
て示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
音響装置では、マイクロホン５７の周波数特性が図１０
に示すように、起伏の激しい特性を有しているので、マ
イクロホン増幅回路にて増幅された信号もまたこのよう
な周波数特性を有することとなり、このため、このよう
な周波数特性を有したマイクロホン５７にてピックアッ
プした音は、現音と懸け離れた音に再現されるという問
題が生じている。

【０００６】また、マイクロホン５７にハイレベルの音
が入ってくると、マイクロホン増幅回路にもまたハイレ
ベルな信号が入力されることとなり、この場合、マイク
ロホン増幅回路のリニアリティが少ないため、歪んだ音
に再現されるという問題も有している。

【０００７】そこで、従来、マイクロホン増幅回路にハ
イレベルな信号が入力されないように、減衰器を設けて
入力レベルを下げる方法が提案されたが、大きな音に続
いて小さな音が入力された場合、レベルが下がったまま
となり小さな音の再現性が悪くなる、また、レベル調整
のアタックタイムとリカバリータイムとで不自然な音と
なる等、多くの問題点が指摘されている。

【０００８】本発明の音響装置は、上記問題に鑑みなさ
れたもので、マイクロホンの周波数特性を補正すると共
に、歪レベル以内にレベルを抑えることにより、歪みが
なく、できうる限り現音に近い音をマイクロホン増幅回
路から出力することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の音響装置は、上
記課題を解決するために、マイクロホンにてピックアッ
プした音に対応する信号を、電子式の音量調整手段と電
子式の音質調整手段とからなるマイクロホン増幅回路に
て増幅する音響装置において、以下の手段を講じてい
る。

【００１０】即ち、上記マイクロホンに、駆動時の駆動
電流に対応する駆動状況検出信号を発生するための検出
端子が備えられると共に、上記マイクロホン増幅回路
に、歪レベル及び上記マイクロホンの周波数特性を記憶
する記憶部と、上記駆動状況検出信号及びマイクロホン
増幅回路の出力信号をディジタル信号に変換し、これら
ディジタル信号の信号レベルと上記記憶部に記憶されて
いる歪レベルとを比較することによりマイクロホン増幅
回路の出力信号が歪まないように音量調整手段を制御す
ると共に、これらディジタル信号の周波数特性と上記記
憶部に記憶されている周波数特性とに基づいてマイクロ
ホン増幅回路の出力信号の周波数特性が平坦になるよう
に音質調整手段を制御する制御回路とが備えられてい
る。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、制御回路が、予め記憶部
に記憶されている歪レベル及びマイクロホンの周波数特
性と、マイクロホンの駆動時に出力される駆動状況検出
信号のディジタル信号とを比較すると共に、マイクロホ
ン増幅回路にて増幅された後の出力信号のディジタル信
号とも比較して、これらの結果に基づいて、マイクロホ
ン増幅回路の出力信号が歪まないように音量調整手段を
制御すると共に、マイクロホン増幅回路の出力信号が平
坦な周波数特性を有するように音質調整手段を制御する
ので、たとえマイクロホンからハイレベルの信号が入力
されても、音が歪み難くなり、また、マイクロホンの周
波数特性が補正されて、マイクロホンにてピックアップ
した音を現音に近い音で再現できる。

【００１２】上記の記憶部に記憶される歪レベルには、
マイクロホン増幅回路の出力信号を歪ませる原因とな
る、マイクロホン増幅回路の有する歪レベルとマイクロ
ホンの有する歪レベルの両方が含まれる。

【００１３】

【実施例】本発明の第１実施例について図１ないし図６
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１４】本実施例の音響装置は、図１に示すよう
に、マイクロホン３３と、マイクアンプ２４、電子グラ
フィック・イコライザー１（電子式の音質調整手段）、
電子ボリューム２（電子式の音量調整手段）、制御回路
２３等からなるマイクロホン増幅回路と、パワーアンプ
３、スピーカー４から構成されており、マイクロホン３
３から入ってきた音を、適当に増幅させてスピーカー４
から出力させるようになっている。

【００１５】上記マイクロホン３３は、図３に示すよう
に、マイクロホンユニット３３ａの内部に、振動板４
０、マグネット４２、ヨーク４３、ボイスコイル３４、
ピックアップ・コイル３５、背気室４４、背面音圧導入
口４５等を備えている。上記ボイスコイル３４は、マイ
クロホン３３にてピックアップした音に応じたオーディ
オ信号である出力信号を発生させるためのもので、一
方、ピックアップ・コイル３５（検出端子）は、マイク
ロホン３３の動作状況を検出するためのものである。こ
れら両コイル３４・３５は、同軸に配置されており（図
４）、マグネット４０とヨーク４３の間のギャップ内に
振動板４０から垂下した状態で、振動板４０の振動に合
わせて上下方向に可動するように支持されている。そし
て、これら両コイル３４・３５の共通端子はグランドに
接続されている。

【００１６】マイクロホン３３が音をピックアップする
と、振動板４０が振動し、この振動に合わせてボイスコ
イル３４が上下してフレミングの左手の法則にしたがっ
て出力信号を出力する一方、電磁誘導により、ピックア
ップ・コイル３５の両端に駆動電流に応じた電圧を発生
するようになっている。

【００１７】上記制御回路２３は、２個のアンプ５・
６、比較アンプ７、コントロールマイコン８、２個のロ
ーパスフィルタ９ａ・９ｂ、２個のサンプルホールド回
路１０ａ・１０ｂ、マルチプレックス回路１１、Ａ／Ｄ
コンバータ１２、ディジタル信号処理回路１３、クロッ
ク発生回路１４、キースイッチ部１５、表示部１６とを
備えており、マイクロホン３３にてピックアップされた
音を、ハイレベルな入力音は歪まないように、また、通
常レベルの入力音はより現音に近い音にてスピーカ４か
ら出力されるように、電子グラフィック・イコライザー
１と電子ボリューム２を制御するようになっている。

【００１８】制御回路２３に備えられている上記アンプ
５は、ピックアップ・コイル３５に生じた駆動電流に応
じた電圧、即ち検出信号（駆動状況検出信号）を増幅す
るもので、アンプ６は、マイクロホン増幅回路の出力信
号を増幅するものである。

【００１９】比較アンプ７は、アンプ５の出力とアンプ
６の出力を比較するもので、検出信号とマイクロホン増
幅回路の出力信号とを、ディジタル信号に処理する前の
アナログ信号の段階で両者を比較し、比較結果をコント
ロールマイコン８へと出力するようになっている。

【００２０】ローパスフィルタ９ａ・９ｂは、それぞれ
アンプ５・６の出力信号から高周波のノイズ成分を除去
するもので、また、サンプル・ホールド１０ａ・１０ｂ
は、ローパス・フィルター９ａ・９ｂの出力信号をそれ
ぞれサンプリングしてサンプリング電圧を保持するもの
で、さらに、マルチプレックス回路１３は、サンプル・
ホールド回路１０ａ・１０ｂの出力信号を多重化するも
のである。

【００２１】Ａ／Ｄコンバーター１２は、サンプリング
電圧を量子化する量子化回路１２ａと、量子化された電
圧を符号化する符号化回路１２ｂから構成されており、
多重化されたサンプリング電圧をディジタル信号に変換
するものである。また、ディジタル信号処理回路１３
は、Ａ／Ｄ変換されたディジタル信号のタイミングを合
わせるためのものであり、ディジタル信号処理回路１３
の出力はコントロールマイコン８に入力されている。

【００２２】キースイッチ部１５は、電子グラフィック
・イコライザー１と電子ボリューム２の設定や、マイク
ロホン３３の周波数特性・歪レベルを予め後述する記憶
部に入力させるために用いられる。表示部１６は、音量
及び音質等を表示するものである。クロック発生回路１
４は、水晶発振子１４ａを備えており、クロック発生回
路１４から出力される基準クロックは、各サンプル・ホ
ールド回路１０ａ・１０ｂ、量子化回路１２ａ、符号化
回路１２ｂ及び、コントロール・マイコン８に入力され
ている。

【００２３】そして、コントロールマイコン８は、図２
に示すように、主に、第１〜第４演算部１８ａ〜１８ｄ
からなる処理部１７と、第１〜第４記憶部１９ａ〜１９
ｄから構成されており、ディジタル信号処理回路１３の
出力信号、比較アンプ７の出力信号等に基づいて電子グ
ラフィック・イコライザー１と電子ボリューム２の制御
を行うものである。

【００２４】上記第１記憶部１９ａは、マイクロホン３
３の周波数特性を記憶するもので、第２記憶部１９ｂ
は、歪レベルを記憶するものである。第３記憶部１９ｃ
は、電子ボリューム２の音量設定値を記憶するもので、
第４記憶部１９ｄは、電子グラフィック・イコライザー
１の周波数帯域毎の音質設定値を記憶するものである。

【００２５】第１演算部１８ａはマイクロホン３３の動
作レベルが歪レベルを越えていないかどうかを判定する
ようになっており、第２演算部１８ｂは、マイクロホン
増幅回路の出力信号の周波数特性が平坦になるように電
子グラフィック・イコライザー１の周波数帯域毎の増幅
度（あるいは減衰度）を計算するようになっている。第
３演算部１８ｃは第１演算部１８ａの判定結果に基づい
てマイクロホン増幅回路の出力信号のレベルが歪レベル
内となるように電子ボリューム２を制御し、第４演算部
１８ｄは第２演算部１８ｂの計算結果に基づいて電子グ
ラフィック・イコライザー１を制御するようになってい
る。

【００２６】上記の音響装置を使用する際、キースイッ
チ部１５を操作することにより、マイクロホン３３の周
波数特性及び歪レベルの周波数特性を入力し、それぞ
れ、第１及び第２記憶部１９ａ・１９ｂに予め記憶させ
ておく。また、音量及び音質をキースイッチ部１５を操
作することにより好みに応じて設定し、設定値をぞれぞ
れ第３及び第４記憶部１９ｃ・１９ｄに記憶させてお
く。

【００２７】マイクロホン３３にて音がピックアップさ
れると、マイクロホン３３からオーディオ信号が出力さ
れる。電子グラフィック・イコライザー１に入力された
オーディオ信号は、上記の設定値に応じて周波数帯域毎
に増幅される。グラフィック・イコライザー１の出力は
電子ボリューム２を介して設定値に応じてレベルアップ
されたマイクロホン増幅回路の出力信号は、パワーアン
プ３を介してスピーカー４から出力されると共に、モニ
ターされてアンプ６にて増幅される。アンプ６にて増幅
されたマイクロホン増幅回路の出力信号は、比較アンプ
７に入力される一方、ローパスフィルター９ｂに入力さ
れ、ローパス・フィルター９ｂで高周波のノイズ成分が
除去された後、サンプル・ホールド回路１０ｂでサンプ
リングされ、サンプリング電圧が保持される。サンプリ
ング電圧は、後述する検出信号とマルチプレックス回路
１１にて多重化され、Ａ／Ｄコンバーター１２でディジ
タル信号に変換された後、ディジタル信号処理回路１３
にてタイミングを合わせてコントロール・マイコン８に
入力される。

【００２８】一方、マイクロホン３３にて音がピックア
ップされると、駆動時電圧は、検出信号としてピックア
ップ・コイル３５でモニターされて、アンプ５で増幅さ
れる。アンプ５で増幅された検出信号は、比較アンプ７
に入力される一方、ローパス・フィルター９ａに入力さ
れて高周波のノイズ成分が除去される。ローパス・フィ
ルター９ａの出力はサンプル・ホールド回路１０ａでサ
ンプリングされ、サンプリング電圧が保持される。サン
プリング電圧は上述したように、マイクロホン増幅回路
の出力信号とマルチプレックス回路１１にて多重化さ
れ、Ａ／Ｄコンバーター１２でディジタル信号に変換さ
れた後、ディジタル信号処理回路１３にてタイミングを
合わせてコントロール・マイコン８に入力される。

【００２９】コントロール・マイコン８の処理部１７
は、これらのディジタル信号に基づいてマイクロホン増
幅回路の出力信号が歪まないように、電子グラフィック
・イコライザー１と電子ボリューム２の制御を行う。即
ち、ディジタル信号のレベルと第２記憶部１９ｂに記憶
されている歪レベルとが第１演算部１８ａで比較され、
マイクロホン３３の動作レベルが歪レベルを越えていな
いかどうかを判定する。この結果に基づいて、マイクロ
ホン増幅回路が歪レベル内で駆動されるように、第３演
算部１８ｃは電子ボリューム２を制御する。また、処理
部１７は、これらのディジタル信号に基づいてマイクロ
ホン増幅回路の出力信号の周波数特性が平坦になるよう
に、電子グラフィック・イコライザー１の制御を行う。
即ち、ディジタル信号の周波数特性を第１記憶部１９ａ
に記憶されているマイクロホン３３の周波数特性に基づ
いて第２演算部１８ｂにて電子グラフィック・イコライ
ザー１の周波数帯域毎の増幅度を計算し、この計算結果
に基づいて、第４演算部１８ｄがマイクロホン増幅回路
の出力信号の周波数特性が平坦になるように電子グラフ
ィック・イコライザー１を制御する。

【００３０】また、比較アンプ７は、検出信号とマイク
ロホン増幅回路の出力信号をディジタル信号に変換する
前に比較することにより、歪レベルを越えるような過大
なハイレベルなオーディオ信号が電子グラフィック・イ
コライザー１に入力されたかどうかを即座に判定し、こ
の結果をコントロール・マイコン８に入力する。したが
って、コントロール・マイコン８は、検出信号及びマイ
クロホン増幅回路の出力信号をディジタル信号に変換す
るまでの期間、比較アンプ７の出力に基づいて、マイク
ロホン増幅回路の出力信号が歪まないように、電子ボリ
ューム２を制御することができる。これにより、モニタ
ーした信号をディジタル信号に変換するまでの期間も、
ハイレベルな信号が出力されることがなくなるので、マ
イクロホン３３から入力された信号はさらに歪みにくく
なる。

【００３１】図５の曲線２９ａは、本実施例の音響装置
を用いて再生した場合のマイクロホン３３の周波数特性
を示しており、曲線３０は従来の音響装置を用いて再生
したときのマイクロホン３３の周波数特性を示してい
る。

【００３２】曲線２９ａと曲線３０とを比較すると、本
実施例の音響装置では、マイクロホン３３の周波数特性
が大幅に改善されており、平坦な周波数特性が得られて
いることがわかる。

【００３３】また、図６の曲線２９ｂと曲線２９ｃはそ
れぞれ本実施例の音響装置にて再生した場合のマイクロ
ホン３３の第２高調波歪及び第３高調波歪の周波数特性
を示している。従来のものと比較すると（図１０参
照）、第２高調波歪及び第３高調波歪成分のぞれぞれに
おいて減少していることがわかる。

【００３４】このように、本実施例の音響装置は、マイ
クロホン３３の後段に備えられたマイクロホン増幅回路
に、制御回路２３を新たに付加することにより、マイク
ロホン３３の周波数特性を補正し、歪レベル以内にレベ
ルを抑えるようになっている。

【００３５】したがって、同じマイクロホン３３にてピ
ックアップした音でも、本実施例の音響装置を用いた場
合、格段に現音に近い音に再現できると共に、たとえハ
イレベルな音がピックアップされたとしても、歪んだ音
で再現される恐れがない。

【００３６】また、ユーザが電子ボリューム２や電子グ
ラフィック・イコライザー１を用いて、好みの音量、音
質に変化させた際にも、歪みの無い音量、音質で楽しむ
ことができ、昨今ＤＳＰ等の音場補正を施した機器にお
いてもマイクロホン３３の周波数特性を補正することが
できるので、より現音に近い音に再現できる。

【００３７】尚、本実施例では、マイクロホン３３の一
例として、マグネチック型の例を挙げたが、コンデンサ
ー型を用いてもかまわない。また駆動時の駆動状態を検
出するためのマイクロホンを別途設けた構成としてもよ
い。

【００３８】また、本実施例では、第２記憶部１９ｂに
記憶され、マイクロホン増幅回路の出力信号が歪まない
ように電子ボリューム２を制御する際に用いる歪レベル
としてマイクロホン３３の歪みを例示したが、〔発明が
解決しようとする課題〕の項で述べたように、マイクロ
ホン増幅回路に歪みがあることは知られており、その場
合は、第２記憶部１９ｂに記憶される歪レベルにはもち
ろんマイクロホン増幅回路の歪みも含まれる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の音響装置は、以上のように、マ
イクロホンに、駆動時の駆動電流に対応する駆動状況検
出信号を発生するための検出端子が備えられると共に、
上記マイクロホン増幅回路に、歪レベル及び上記マイク
ロホンの周波数特性を記憶する記憶部と、上記駆動状況
検出信号及びマイクロホン増幅回路の出力信号をディジ
タル信号に変換し、これらディジタル信号の信号レベル
と上記記憶部に記憶されている歪レベルとを比較するこ
とによりマイクロホン増幅回路の出力信号が歪まないよ
うに音量調整手段を制御すると共に、これらディジタル
信号の周波数特性と上記記憶部に記憶されている周波数
特性とに基づいてマイクロホン増幅回路の出力信号の周
波数特性が平坦になるように音質調整手段を制御する制
御回路とが備えられている構成である。

【００４０】それゆえ、たとえマイクロホンからハイレ
ベルの信号が入力されても、音が歪み難くなり、また、
マイクロホンの周波数特性が補正されるので、マイクロ
ホンにてピックアップした音を現音に近い音で再現でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであり、音響装置
の概略の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のコントロール・マイコンの概略の構成を
示すブロック図である。

【図３】図１のマイクロホンの概略の構成を示す縦断面
図である。

【図４】図３のボイスコイルとピックアップ・コイルの
説明図である。

【図５】図３のマイクロホンを図１の音響装置で再生さ
せたときの周波数特性と、このマイクロホンを図７の従
来の音響装置で再生させたときの周波数特性とを示すグ
ラフである。

【図６】図３のマイクロホンを図１の音響装置で再生さ
せたときの周波数特性と、第２高調波歪及び第３高調波
歪の周波数特性を示すグラフである。

【図７】従来の音響装置の概略の構成を示すブロック図
である。

【図８】図７のマイクロホンの概略の構成を示す縦断面
図である。

【図９】図９のボイスコイルの説明図である。

【図１０】図８のマイクロホンを図７の音響装置で再生
したときの周波数特性と、第２高調波歪及び第３高調波
歪の周波数特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 電子グラフィック・イコライザー（音質調整手
段） ２ 電子ボリューム（音量調整手段） ３ パワーアンプ ４ スピーカー ５ アンプ ６ アンプ ７ 比較アンプ ８ コントロール・マイコン １５ キースイッチ部 １９ａ 第１記憶部（記憶部） １９ｂ 第２記憶部（記憶部） １９ｃ 第３記憶部（記憶部） １９ｄ 第４記憶部（記憶部） ２３ 制御回路 ３３ マイクロホン ３４ ボイスコイル ３５ ピックアップ・コイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロホンにてピックアップした音に対
   応する信号を、電子式の音量調整手段と電子式の音質調
   整手段とからなるマイクロホン増幅回路にて増幅する音
   響装置において、 上記マイクロホンに、駆動時の駆動電流に対応する駆動
   状況検出信号を発生するための検出端子が備えられると
   共に、 上記マイクロホン増幅回路に、歪レベル及び上記マイク
   ロホンの周波数特性を記憶する記憶部と、 上記駆動状況検出信号及びマイクロホン増幅回路の出力
   信号をディジタル信号に変換し、これらディジタル信号
   の信号レベルと上記記憶部に記憶されている歪レベルと
   を比較することによりマイクロホン増幅回路の出力信号
   が歪まないように音量調整手段を制御すると共に、これ
   らディジタル信号の周波数特性と上記記憶部に記憶され
   ている周波数特性とに基づいてマイクロホン増幅回路の
   出力信号の周波数特性が平坦になるように音質調整手段
   を制御する制御回路とが備えられていることを特徴とす
   る音響装置。