JP3128257U - サラウンド録音用マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトな「一点」に配置された３つの個別のマイクロホンによりコインシデント音響信号を供給する、前方（または後方）のマルチチャンネルサラウンドシステム信号の録音装置の提供。
【解決手段】 ３チャンネル同軸マイクロホン方式は双指向性の音圧勾配特性を持つ近接して配置された３つの振動膜を含む。この３つの振動膜はそれぞれ円筒状のマイクロホン筐体５、６、７に収容されている。筐体はマイクロホン振動膜に必要なサスペンションと振動膜からのマイクロホン信号を内蔵プリアンプに伝えるコンタクトワイヤを含み、水平方向に中心より最低±９０度調整可能な機械的機構を含む。マイクロホン胴体下部パーツ８はマイクロホンの内蔵プリアンプ電子部品と３つの独立したマイクロホン信号をシールドされたオーディオケーブルによってマイクロホンのサウンドミキシングコンソル入力とつなぐマルチピン信号コネクタを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は電気通信分野の技術、特にサラウンド録音に使用するマイクロホンシステムに関する。詳細には比較的新しい分野である、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）の標準規格である「５．１ｃｈサラウンド」のようなマルチチャンネルサラウンドサウンド技術（録音、再生）に関する。

後記で説明する本発明は、アラン・ドワー・ブルムラインによるアメリカ合衆国特許ＵＳ２，０９３，５４０（１９３７年９月２１日）において説明されている「ブルムライン方式」マイクロホン配列（２つの双指向性マイクロホンを含む）の機能強化と見なすことが出来る。

２つの、いわゆる「双極型」の方向的特性を備え、Ｅが統一圧力の入社音波によって生成されたノーマライズされた増幅電圧でありかつθ（シータ）がマイクロホン振動膜の最大感度軸と入力音源の角度を示す場合にＥ＝ｃｏｓθに値する感度を示すような、図１（振動膜がお互いに９０°の角度を付けられ、音源０に対して−４５度、＋４５度に向けられた配置）にあるＸＹ収音のため配置された同軸、双指向性マイクロホンは比較的バランスのとれた（ステレオの）音場を提供する。この９０度の角度をなす双指向性マイクロホンの配置は通常発明者アラン・Ｄ・ブルムライン（米国）［文献１］にちなんで「ブルムライン方式」と呼ばれている。

現在、小型のステレオマイクロホンは幾つかの会社によって生産されているが、従来のものは１つのハウジング内に２つのマイクロホンカプセルを含んでおり、これにより「ブルムライン方式」型のステレオ録音をすることが可能である。（参照としてＡＫＧ（オーストリア）のＣ４２６モデルマイクロホン、Ｎｅｕｍａｎｎ（ドイツ）の（Ｕ）ＳＭ６９モデルマイクロホン等）

従来のマイクロホン配置のいくつか（サラウンドサウンド録音を目的とした物も含む）はマイクロホンの複数性を利用している。ここでは２つの例をとり、どの点が本発明に類似する、あるいは類似しないかを分析する。

バウワー（米国）による［文献２］に説明されているのは、４チャンネルサラウンドサウンドに必要な４つの信号（５．１ｃｈサラウンドに必要な５つや６つの信号ではなく）を獲得するため、すべてのマイクロホン出力を加算、あるいはまた、その後の信号処理に使用する、双指向性マイクロホンと無指向性マイクロホンの複数性である。

本発明はこれに類似した物理的配置を有するが、収音要素は「双極型」の方向特性をもつ１種類のみであり、音源に対するマイクロホンの配置は異なっており、サラウンドチャンネル信号獲得のためのさらなる信号処理を必要としない。

［文献３］においては、同軸上に配置された３つの指向性マイクロホンによるサラウンドサウンド収音が説明されている。外向き（左右、又は前後）に配置された２つの単一指向性マイクロホンと、中央に主感度軸を他と異なる９０度の方向に向けた双指向性マイクロホンを備える。マイクロホンからの信号は４チャンネルサラウンドサウンドを獲得するための「Ｍ−Ｓ」デコーディングとよばれる方法によって、サーキットに加算、または減算される。

本発明で説明するマイクロホンシステムにおいては、マイクロホンカプセルの水平方向ではなく垂直方向への整列という物理的配置をすること、収音要素を「双極型」の方向特性をもつ１種類とし、音源に対するマイクロホンの方向、サラウンドチャンネル信号獲得のためのさらなる信号処理を必要としないという点で、従来のものとは異なっている。

アラン・Ｄ・ブルムライン、アメリカ合衆国特許ＵＳ２，０９３，５４０ ベンジャミン・Ｂ・バウワー、アメリカ合衆国特許ＵＳＰａｔ．Ｎｏ．４，２６２，１７０ 直野博之、特開ＪＰ５７−０４２２９６公報

しかしながら前記で説明した配置では実際の使用においてある音響の制限を示す場合があることを特記しておく。双指向性マイクロホンの高い指向性のため入射角０度の音源０においては（図１参照）２つのマイクロホンの主要感度軸に近い音源、例えば±４５度の周辺などと比較すると周波数レスポンスにおける勾配の問題を抱える事になる。

与えられた部屋の音響効果、また直接音と反響音の比率によっても（他の主要感度軸に近い音源と比較すると）入射角０度に近い音源の損失が起こりうる。

一般的にマイクロホンの特性（オムニ、カーディオイド、双極型等）とは独立してマイクロホンの感度主軸（通常振動膜に対して９０度の方向に位置する）に近い音源はこのからはずれている音源に比べより正確な周波数レスポンスで録音されることが知られている。

前記で説明したような好ましくない「ブルムライン方式」の音響特性はより大きな２つのマイクロホン振動膜同士の角度の開き、例えば１２０度での使用、において更に顕著になる。しかし比較的近接した大きな音源を録音する場合等においてはこのような配置が必要となってくる。

特にそのような場合において、複雑で周波数に依存するアコースティック楽器の放射の特性のため、特に音源がマイクロホンの配置に比較的近接している場合において、「イメージング」と呼ばれる位置把握の誤差がおこりうる。

２チャンネルステレオ録音時におこるこのような問題の他に、５．１ｃｈサラウンド録音時において、特にマイクロホンシステム主軸、または主軸付近（例えば０度）に位置する音源に対する聴者の安定した位置把握を補助するためプレイバックに加えて独立した中央チャンネルが必要となる。

前記の問題を解決するため、３チャンネル同軸マイクロホン方式は、音の到達時間の相違による水平方向に対する位置把握のひずみを最小限に押さえるため同軸上に近接して配置された双指向性の音圧勾配特性を持つ３つの振動膜により形成される。このようなサラウンドサウンド信号を録音する事を目的とした、音源に比例して、方位角−４５度、＋４５度、０度の最大感度軸を通常位置とする共有の垂直の軸に支えられた３つの双指向性マイクロホンを１つのハウジングに具備し、それぞれが必要に応じて、適切な機械的機構により最低±９０度、水平方向に調整可能であり、いわゆる同軸マイクロホン方式を形成するように前記の３つのマイクロホンユニットを出来るだけ緊密に配置した、内蔵のマイクロホンプリアンプにより処理された前記３つのマイクロホンの信号を個別に使用することでサラウンドサウンド録音システムにおける３つの信号とする、１ユニットを形成する３つのマイクロホン（電気的音響変換装置、または振動膜）の特定の配置によるマイクロホンシステムを提供する。

本発明で説明されている第３の新しく加えられた振動膜は音源に対して中心から０度の位置に配置されており中心に近いすべての音源の音響的に安定した信号を供給する。通常のステレオ（２チャンネル）の録音においては第３のマイクロホンの信号は同等に左右のステレオ加算バスに加算される。５．１ｃｈサラウンド録音の場合には第３の振動膜によって供給される信号は５．１ｃｈ（または６．１ｃｈ）スピーカーシステムにおける中央前方（または中央後方）に配置される。

このようにして、本発明で説明されたマイクロホンの配置は、コンパクトな「一点」に配置された３つの個別のマイクロホンによりコインシデント音響信号を供給する、前方（または後方）のマルチチャンネルサラウンドシステム信号の録音装置を提供する。

本発明におけるサラウンドマイクロホンとはサラウンドサウンド信号を録音する３つのマイクロホン（電気的音響変換装置、または振動膜）、その特定の配置、１つのハウジング内に、通常の位置で最大感度軸が音源に対して方位角−４５度、＋４５度、０度となる、共通の縦軸によって支持される３つの双指向性マイクロホンを含むという特性により構成されるユニットを１ユニットとし、それぞれ必要に応じて音源に対し水平方向に±９０度適切な機構により調整可能なハウジングを有し、ハウジング内の３つのマイクロホンがいわゆる同軸マイクロホン方式を構成するために可能な限り近接して設置してあり、各マイクロホンの内臓プリアンプによって処理された信号を別々にサラウンドサウンド録音システムの３つの信号として使用する、という特徴をもつマイクロホンシステムによって形成される。

本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図２の上部は前記で説明した３つのマイクロホン振動膜の配置の正面からの概要を表す。

第１の振動膜１は左側からの音のピックアップのための方向に向けられ、第２の振動膜２は右側からの、第３の振動膜３は正面からの音のピックアップ用に方向を向けるものとする。振動膜は可能な限り近接して設置されなければならない。

図面２の下部は水平方向の振動膜の配置を示す上面からの概要を表す。これら３つの振動膜１、２、３の総体を１つのユニット４とする。

図３は円筒形のマイクロホン筐体（パーツ５、６、７）内に３つのマイクロホン振動膜を各設置し、それぞれを縦に配置したサラウンドマイクロホンの正面からの概要図を表す。

マイクロホン胴体下部のパーツ８はマイクロホンの内蔵プリアンプ電子部品と３つの独立したマイクロホン信号をシールドされたオーディオケーブルによってマイクロホンのサウンドミキシングコンソル（通常「ミキシングデスク」とも呼ばれる）入力とつなぐマルチピン信号コネクタを含む。

それぞれの筐体５、６、７はマイクロホン振動膜に必要なサスペンションと振動膜からのマイクロホン信号をマイクロホンの内蔵プリアンプに伝えるコンタクトワイヤを含み、マイクロホンエレメントを水平方向に中心より最低±９０度調整可能な機械的機構を有する。円筒形のそれぞれの筐体の外部は、業界で通常使われているような、音響的に透明な金属の網で出来ている。

前記で説明したマイクロホン配置を使用することで５．１ｃｈサラウンド録音に必要な５つの全周波数帯信号中３つの信号が獲得される。これら３つのマイクロホン振動膜１、２、３から配信された信号は通常、左チャンネル（Ｌ）、右チャンネル（Ｒ）、中央チャンネル（Ｃ）の１つとなる。

前記で説明されたサラウンドマイクロホンの第２のユニットはサラウンドサウンド情報の後部チャンネル（左サラウンド（ＬＳ）、右サラウンド（ＲＳ））のピックアップとして使用することが可能である。

後部に後部中央チャンネルを加えた新しい６．１ｃｈサラウンドスタンダード（Ｄｏｌｂｙ５．１ＥＸやＤＴＳ−ＥＳ６．１）の信号情報の録音の場合にはマイクロホン振動膜３からの第３の信号を活用することができる。

図４は大型の音源９を前方サラウンドマイクロホンと後方サラウンドマイクロホンで録音する場合の上部からの概要図である。

マイクロホン振動膜の双方向性の特徴のため、適切な配置と後部サラウンドマイクロホンの音響的シールドが必要となる。この目的のため、後部信号ピックアップのために配置されたサラウンドマイクロホンをステージからのすべての直接音から隔離する音響吸収パネル１０を配置することができる。

前方のピックアップのためのサラウンドマイクロホン背部に設置された音響吸収パネル１０は音響室の反響が後方から収音されるのを防ぐ目的でも有用である。

前方と後方のサラウンドマイクロホンの間隔は部屋の容積、意図するリプレイ時の空間印象によって調整されなければならない。「コンパクト」な室内のように聴こえるよう例えば５０ｃｍの間隔をおいたり、「壮大な」空間印象を与えるためには例えば１０ｍの間隔をおくことが適切であろう。常に録音が行われる部屋の音響に左右されることになる。

しかしながら特定の具体的形状が前記で説明されているが、本発明の請求項の範囲内での具体的形状に対する変更や修正が予想されることを特記しておく。

「ブルムライン方式」配置を参照して、発明者は本発明で説明するマイクロホンの配置を「ブルムライン・ファンザーゲル・トリプル」と名付ける。

「ブルムライン方式」マイクロホン配置に対する入射角０度の音源０を表す概要図である。 上部は前記で説明した３つのマイクロホン振動膜の正面概要図である。下部は３つのマイクロホン振動膜の上面概要図である。 各マイクロホン振動膜が設置されたマイクロホン保護筐体を縦に配置したサラウンドマイクロホンの構造の斜視図である。 大型の音源９を前方サラウンドマイクロホンと後方サラウンドマイクロホンで同時に録音する場合においての、音響吸収パネル１０を間に配置した状況の上面図である。

符号の説明

０入射角０度の音源
１マイクロホン振動膜
２マイクロホン振動膜
３マイクロホン振動膜
４３つの振動膜の総体のユニット
５マイクロホン筐体
６マイクロホン筐体
７マイクロホン筐体
８マイクロホン胴体部
９大型の音源
１０音響吸収パネル

Claims (2)

1. サラウンドサウンド信号を録音する事を目的とした、音源に比例して、方位角−４５度、＋４５度、０度の最大感度軸を通常位置とする共有の垂直の軸に支えられた３つの双指向性マイクロホンを１つのハウジングに具備し、それぞれが必要に応じて、適切な機械的機構により最低±９０度、水平方向に調整可能であり、いわゆる同軸マイクロホン方式を形成するように前記の３つのマイクロホンユニットを出来るだけ緊密に配置した、内蔵のマイクロホンプリアンプにより処理された前記３つのマイクロホンの信号を個別に使用することでサラウンドサウンド録音システムにおける３つの信号とする、１ユニットを形成する３つのマイクロホン（電気的音響変換装置、または振動膜）の特定の配置によるマイクロホンシステム。
2. 添付の図表に参照するここに説明された実体的な３チャンネルサラウンドマイクロホン装置。

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