JP4912034B2

JP4912034B2 - マイクロホン

Info

Publication number: JP4912034B2
Application number: JP2006141066A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野; 三男根本
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-05-22
Also published as: JP2007312261A; US8150077B2; US20070269059A1

Description

本発明は、電気音響変換方式の異なる複数のマイクロホンユニットを共通のマイクロホン本体内に組み込んだ複合型のマイクロホンに関するもので、例えば、ダイナミックマイクロホンユニットの前部音響端子部分にコンデンサーマイクロホンユニットを配置した構成にすることができるものである。

同一の楽器などから発せられる音声を収音する場合に、電気音響変換方式の異なるマイクロホン、例えばダイナミックマイクロホンとコンデンサーマイクロホンを並べて使用することがある。電気音響変換方式の異なるマイクロホンは互いに音質が異なるため、同一の音源からの音を変換方式の異なる複数のマイクロホンで収音し、各マイクロホンの出力信号を混合してそれぞれマイクロホンの特徴を活かすという意図によるものである。特に、バスドラムの収音にこのような収音形態がとられることが多い。

上記のように変換方式の異なる複数のマイクロホンで同一音源からの音を収音しようとする場合、双方のマイクロホンの相対的な設置位置関係によっては、双方のマイクロホンの出力信号に位相差が生じるので、位相差が生じないように、複数のマイクロホンは相対的な設置位置が注意深く決められる。ところが、演奏者が楽器を演奏すると、マイクロホンを支持しているスタンドが振動し、振動とともにマイクロホンの設置位置がずれて初期の設置位置を保持することができず、マイクロホン相互の出力信号に位相差が生じるに至るという難点がある。

このような位置ずれの問題点を解決するために、複合型のマイクロホンが実用化されている。従来の複合型マイクロホンは、互いに異なる電気音響変換方式のマイクロホンユニット、例えば、ダイナミックマイクロホンユニットとコンデンサーマイクロホンユニットを、単一のマイクロホン本体内に並列的に配置し、双方のマイクロホンユニットの振動板を同一平面上に位置させたものである。かかる従来の複合型マイクロホンによれば、楽器の演奏などによってマイクロホンの設置位置がずれたとしても、マイクロホン本体内に組み込まれた二つのマイクロホンユニット相互の位置関係がずれることはなく、二つのマイクロホンユニットからの出力信号相互の位相がずれることもない。

しかし、従来の複合型マイクロホンは、二つのマイクロホンユニットを並列的に並べて一体化したものであるから、マイクロホンが直径方向に大型化する難点がある。大型化したマイクロホンは、設置するのに不自由であり、重量が重くなるため、マイクロホンスタンドも頑丈なつくりにする必要があって重くなり、取り扱いが不自由になる難点がある。

なお、複合型マイクロホンに関連する公知技術として、骨導マイクロホンと気導マイクロホンを複合化した、騒音の中で使用されるマイクロホンがある。かかる形式の複合型マイクロホンにおいて、骨導マイクロホンからの骨導出力成分と気導マイクロホンからの気導出力成分とを合成する合成制御回路を備え、合成制御回路は、外部騒音レベルを測定する騒音レベル測定手段を有し、この測定手段によって測定された外部騒音レベルが小さいときには骨導出力成分に対する気導出力成分の比率を大きくし、外部騒音レベルが大きいときには骨導出力成分に対する気導出力成分の比率を小さくする制御を行なうように構成し、外部騒音変動下においても、骨導出力成分と気導出力成分の混合比が適正に維持されるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１記載の発明は、後述の本願発明とは解決課題および課題を解決するための手段が異なる。

複合型マイクロホンに関連する公知技術として、ＦＭワイヤレスマイクロホン回路系と光ワイヤレスマイクロホン回路系とを一体化したものもある。これは、同一筐体内にＦＭワイヤレスマイクロホン回路系と光ワイヤレスマイクロホン回路系を収容したワイヤレスマイクロホン装置であって、逓倍回路系、周波数変換回路系、ＰＬＬ回路系の組み合わせにより、高音質の光方式と、長い飛距離が得られる電波方式を共有化したものである（例えば、特許文献２参照）。
しかし、特許文献２記載の発明は、後述の本願発明とは解決課題および課題を解決するための手段が異なる。

特開平８−２１４３９１号公報特開平１０−７５４９７号公報

本発明は、電気音響変換方式の異なるマイクロホンユニットを共通のマイクロホン本体内に組み込んだ複合型のマイクロホンにおいて、各マイクロホンユニットから出力される信号の位相を同じ位相に保ちながら、大型化することおよび重量が重くなることを回避することができ、設置の自由度および取り扱いの自由度を高めることができるマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、電気音響変換方式の異なる第１、第２のマイクロホンユニットを共通のマイクロホン本体に組み込んだ複合型のマイクロホンであって、前記第１のマイクロホンユニットの前方に前記第２のマイクロホンユニットが配置され、前記第１のマイクロホンユニットの径よりも前記第２のマイクロホンユニットの径が小さく、前記第１のマイクロホンユニットの振動板の前方に前記振動板が存在する内部空間と外部空間を連通する孔によって前部音響端子が形成され、前記第１のマイクロホンユニットの半径をａｄとしたとき、前記第１のマイクロホンユニットの前記前部音響端子からその前方０．６１×ａｄまでの範囲に前記第２のマイクロホンユニットが配置されていることを最も主要な特徴とする。
第１のマイクロホンユニットはダイナミックマイクロホンユニットとし、第２のマイクロホンユニットはコンデンサーマイクロホンユニットとするとよい。

一つの電気音響変換方式による第１のマイクロホンユニットの前部音響端子部分に、別の電気音響変換方式による第２のマイクロホンユニットが配置されるため、第１、第２のマイクロホンユニットは前後方向に直列的に配置されることになり、マイクロホンが直径方向に大型化することを避けることができ、設置の自由度および取り扱いの自由度を高めることができる。
第１のマイクロホンユニットの前部音響端子部分の、第１のマイクロホンユニットの振動板と同位相で振動する空気の範囲内に第２のマイクロホンユニットが配置され、第１、第２のマイクロホンユニットから出力される信号の位相のずれをなくすことができる。

以下、本発明にかかるマイクロホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１において、円筒形状に形成されたマイクロホン本体をなすケース３０の前端部分（図１において左端部分）には第１のマイクロホンユニットとしてダイナミックマイクロホンユニット１０が組み込まれ、マイクロホン本体ケース３０の前端から前方に突出して、第２のマイクロホンユニットとしてコンデンサーマイクロホンユニット２０が取り付けられている。したがって、電気音響変換方式の異なる二つのマイクロホンユニットが共通のマイクロホン本体ケース３０に組み込まれ、複合型のマイクロホンが構成されている。

ダイナミックマイクロホンユニット１０は、マイクロホン本体ケース３０の前端部に配置された振動板としてのダイヤフラム１１と、ダイヤフラム１１の後面側に突出して固着されたコイル１２と、永久磁石１３と、バックヨーク１４と、前側ヨーク１５と、前側外周ヨーク１６を有してなる。ダイヤフラム１１は比較的大きなドーム状の部分を主体としてなり、その周囲は断面が小さなドーム状のエッジとなっていて、エッジの外周部がマイクロホン本体ケース３０の前端に固着されている。中央部のドーム状の部分とドーム状エッジとの境界に、円筒形状に巻き回されたコイル１２が固着されている。ダイヤフラム１１は、音波を受けることによって上記固着部を支点として振動し、ダイヤフラム１１と一体にコイル１２も前後方向に振動するようになっている。

上記永久磁石１３と、バックヨーク１４と、前側ヨーク１５と、前側外周ヨーク１６は磁気回路を構成するための部材で、永久磁石１３を挟んでバックヨーク１４と前側ヨーク１５が重ねられている。バックヨーク１４は、その外周縁部が円筒状に形成されることにより有底円筒形状になっていて、円筒状外周縁部前端面と前側外周ヨーク１６の後端面が固着されている。前側ヨーク１５と前側外周ヨーク１６は同一面において内外に位置し、前側ヨーク１５の外周面と前側外周ヨーク１６の内周面との間に円筒形状のギャップが形成され、このギャップを上記コイル１２が貫いている。上記ギャップには、永久磁石１３と、バックヨーク１４と、前側ヨーク１５と、前側外周ヨーク１６で構成される磁気回路によって磁界が形成されていて、この磁界中にコイル１２が存在している。音波を受けてダイヤフラム１１が振動し、ダイヤフラム１１とともにコイル１２が動いて磁界を横切ることによりコイル１２に起電力が発生し、この起電力が音声信号として出力されるようになっている。このようにして、ダイヤフラム１１、コイル１２および磁気回路を構成する永久磁石１３などによってマイクロホンユニットが構成されている。

マイクロホン本体ケース３０の前端には、ダイヤフラム１１を覆って、かつ、ダイヤフラム１１との間に適宜の間隙を置いて端板３１が固定されている。端板３１には、ダイヤフラム１１が存在する内部空間の前側と外部空間とを連通させるために適宜数の孔が形成されていて、これらの孔はダイナミックマイクロホンユニット１０の前側音響端子Ｔ１−１を構成している。マイクロホン本体ケース３０の外周寄りには、ダイヤフラム１１が存在する内部空間の後側と外部空間とを連通させるために適宜数の孔が形成されていて、これらの孔はダイナミックマイクロホンユニット１０の後側音響端子Ｔ１−２を構成している。

前記コンデンサーマイクロホンユニット２０は、上記端板３１の前端面から一体に伸び出た支持体３２に固定されている。コンデンサーマイクロホンユニット２０は、円筒形状のユニットケース２８内に、振動板としてのダイヤフラム２１と、ダイヤフラム２１の背後に適宜の間隙をおいて固定されたバックプレート２２と、バックプレート２２の背後に配置されたインシュレータ２４と、インシュレータ２４の背後に配置された端板２７を有してなる。コンデンサーマイクロホンユニット２０の出力インピーダンスはきわめて高いため、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）２５を主体とするインピーダンス変換回路が組み込まれている。上記ＦＥＴ２５はインシュレータ２４内に埋め込まれるようにして配置され、ＦＥＴ２５からの出力端子がコンデンサーマイクロホンユニット２０の出力端子２６として端板２７の孔を貫いて後方に引き出されている。

上記ユニットケース２８の前端面中央にはダイヤフラム２１の前面を外部空間に解放する孔が形成されていて、この孔がコンデンサーマイクロホンユニット２０の前側音響端子Ｔ２−１となっている。バックプレート２２、インシュレータ２４、端板２７には、ダイヤフラム２１の後面を外部空間に連通させる孔が形成されていて、この孔がコンデンサーマイクロホンユニット２０の後側音響端子Ｔ２−２となっている。後側音響端子Ｔ２−２の中間には音響抵抗２３が配置されている。ダイナミックマイクロホンユニット１０の外径に対してコンデンサーマイクロホンユニット２０の外径は小さく、約１／２程度である。

従来技術の説明において、一つの音源に対し複数のマイクロホンを使用する場合の、出力信号の位相差について説明した。そして、複数のマイクロホンユニットが共通のマイクロホン本体に組み込まれた複合マイクロホンにおいて、各ユニットのダイヤフラムが同一平面上にある場合は位相差の問題は生じないことも説明した。
しかるに、図示の実施例によれば、第１、第２のマイクロホンユニットのダイヤフラム１１，２１が前後にずれた位置にあって、各マイクロホンユニットの出力信号に位相差が生じる要因を持っているように思われる。しかしながら、一定の条件下においては、第１、第２のマイクロホンユニット１０，２０のダイヤフラム１１，２１が前後にずれた位置にあっても、各マイクロホンユニットの出力信号の位相を合わせることができ、図示の実施例はその条件を満足している。以下、その条件について説明する。

マイクロホンには、音響端子付近にダイヤフラムと同位相で振動する空気が存在する。ダイヤフラムと同位相で振動する空気の部分に前部音響端子の音響中心が存在する。いま、第１のマイクロホンユニットであるダイナミックマイクロホンユニット１０の外径が約２８ｍｍ程度であるとすると、その半径ａｄは１．４（ｃｍ）である。空気の密度をρとすると、ρ＝１．２２×１０^−３（ｇ／ｃｍ^３）であり、ダイヤフラム１１の振動によってダイヤフラム１１と一緒に動く空気の質量Ｍは、
Ｍ＝０．６１πρａｄ^３（ｇ）
＝０．６１×３．１４×１．２２×１０^−３×１．４^３
＝６．４１（ｍｇ）
となる。換言すれば、ダイヤフラム１１の振動によってダイヤフラム１１と同じ位相で振動する質量（付加質量）６．４１（ｍｇ）に相当する空気が存在する。このため、マイクロホンの前部音響端子の音響中心は、マイクロホンユニット１０自体よりも前方に存在することになる。さらに、音響中心はマイクロホンユニットの口径が大きくなればなるほど前方に位置することになる。図１において、ダイナミックマイクロホン１０の前方にドーム状に描かれている破線は、ダイヤフラム１１と同じ位相で振動する空気の境界線を示し、この境界線より内側の空間ＡＭにダイヤフラム１１と同じ位相で振動する空気が存在する。したがって、上記空間ＡＭに第２のマイクロホンユニットを配置すれば、同一音源に対し第１、第２のマイクロホンユニットのダイヤフラムを同位相で振動させ、同位相の出力信号を得ることができる。

コンデンサーマイクロホンユニットはダイナミックマイクロホンユニットに比較して小径かつ小型に作成することができる。そこで、図示の実施例では、比較的径の大きいダイナミックマイクロホンユニット１０を第１のマイクロホンユニットとし、その前部音響端子の音響中心Ｓに中心を合わせて第２のマイクロホンユニットとしてのコンデンサーマイクロホンユニット２０が配置されている。このように、第１のマイクロホンユニットであるダイナミックマイクロホンユニット１０の前部音響端子部分の、ダイナミックマイクロホンユニット１０の振動板１１と同位相で振動する空気が存在している空間ＡＭ内に、第２のマイクロホンユニットであるコンデンサーマイクロホンユニット２０を配置しているため、ダイナミックマイクロホンユニット１０とコンデンサーマイクロホンユニット２０を前後方向にずらして直列的に配置しているにもかかわらず、同一の音源に対するダイナミックマイクロホンユニット１０とコンデンサーマイクロホンユニット２０の出力信号の位相を合わせることができる。

上記実施例によればまた、第１、第２のマイクロホンユニットを共通のマイクロホン本体に前後方向に、さらには中心軸線を同一にして配置しているため、複合型マイクロホンの径を小さくすることができる。第２のマイクロホンユニットを、小型化が可能なコンデンサーマイクロホンユニットとすることにより、複合型マイクロホンの前後方向の長さが単独のダイナミックマイクロホンの長さとほとんど変わりのない長さにすることができる。このように、複合型マイクロホンの小型化が可能であることから、複合型マイクロホンの重量を軽くすることも可能で、取り扱いの容易な複合型マイクロホンを提供することができる。

第１のマイクロホンユニットと第２のマイクロホンユニットの電気音響変換方式は互いに異なっておればよく、各ユニットの電気音響変換方式は特に限定されないが、図示の実施例のように、第２のマイクロホンユニットはなるべくコンパクトなユニットであることが望ましく、コンデンサーマイクロホンユニットが適している。

本発明にかかるマイクロホンの実施例を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ダイナミックマイクロホンユニット
１１ダイヤフラム
１２コイル
１３永久磁石
２０コンデンサーマイクロホンユニット
２１ダイヤフラム
２２バックプレート
３０マイクロホン本体をなすケース
Ｓ音響中心
Ｔ１−１前部音響端子
Ｔ１−２後部音響端子
Ｔ２−１前部音響端子
Ｔ２−２後部音響端子

Claims

電気音響変換方式の異なる第１、第２のマイクロホンユニットを共通のマイクロホン本体に組み込んだ複合型のマイクロホンであって、
前記第１のマイクロホンユニットの前方に前記第２のマイクロホンユニットが配置され、
前記第１のマイクロホンユニットの径よりも前記第２のマイクロホンユニットの径が小さく、
前記第１のマイクロホンユニットの振動板の前方に前記振動板が存在する内部空間と外部空間を連通する孔によって前部音響端子が形成され、
前記第１のマイクロホンユニットの半径をａｄとしたとき、前記第１のマイクロホンユニットの前記前部音響端子からその前方０．６１×ａｄまでの範囲に前記第２のマイクロホンユニットが配置されているマイクロホン。
第１のマイクロホンユニットはダイナミックマイクロホンユニットであり、第２のマイクロホンユニットはコンデンサーマイクロホンユニットである請求項１記載のマイクロホン。