JP5201578B2 - リボンマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、リボン型マイクロホンに関するもので、特に振動雑音や風雑音が入力されないようにするための、低周波領域の周波数応答を調整可能にしたことを特徴とするものである。

リボンマイクロホンは長い歴史を持っているが、製造やメンテナンスが困難であること、出力が極めて小さく取り扱いが難しいこと、などの理由から、現在では量産されていない。しかし、独特の音質ないしは音響特性を持っていることから、現在も需要がある。図６乃至図１０を参照しながら、従来のリボンマイクロホンの例について説明する。

図６において、リボンマイクロホンは筒形のマイクロホンケース１をベースにして組み立てられている。マイクロホンケース１の上端部からは支持台２が立ち上がっていて、支持台２の上にはリボン型のマイクロホンユニット３が固定されている。マイクロホンユニット３は、縦長に形成されたフレーム４を主体としてなり、フレーム４の相対向する左右の内側面には一対の長尺状のマグネット５が固着され、一対のマグネット５間に磁気ギャップが形成されている。一対のマグネット５の着磁方向は幅方向でありかつ磁極の向きが同じであるため、上記磁気ギャップには平行で均一な磁界が形成されている。この磁界内にリボン形振動板６が配置されている。リボン形振動板６は、導電性の極薄の板、例えばアルミニウム箔からなり、上記磁気ギャップに沿った長尺状の部品で、長さ方向両端部がフレーム４に固定され、音波を受けることによって振動するようになっている。リボン形振動板６は磁気ギャップ中で振動するため、リボン形振動板６にその振動に対応した電気信号すなわち音声信号が発生し、この音声信号をリボン形振動板６の両端から取り出すことができる。したがって、リボン形振動板６の長さ方向の少なくとも一端側を固定するフレーム４には、フレーム４から電気的に絶縁した端子部材が設けられ、この端子部材から音声信号が出力されるようになっている。

マイクロホンユニット３は縦長の姿勢でその下端が支持台２の上端に固定され、支持台２からマイクロホンユニット３が立ち上がっている。このマイクロホンユニット３を覆って有底筒形のメッシュ７がその開放端部を下に向けて被せられ、メッシュ７の開放端部がマイクロホンケース１の上端外周部に嵌められて固定されている。メッシュ７は物理的な外力がマイクロホンユニット３に加わらないようにマイクロホンユニット３を保護する。

マイクロホンケース１内には昇圧トランス９が固定されている。昇圧トランス９は、磁性材からなるコア９３と、コア９３の周囲に巻かれた一次巻線９１および二次巻線９２を有してなる。リボン形マイクロホンユニット３の出力電圧は極微小であるため、昇圧トランス９によって例えば数十倍の出力に昇圧して出力する。図６に示す例では、コア９３を貫いた取り付けねじ９４をマイクロホンケース１と一体の固定部材などに締め付けることによって昇圧トランス９が固定されている。マイクロホンケース１の下端には、コネクタ８が取り付けられている。コネクタ８には図示されないケーブル側コネクタが結合されることにより、マイクロホンの出力がマイクロホンケーブルを介して外部機器に向け出力されるようになっている。

図７は、図６に示す従来例の電気的な接続関係を示す。リボン形振動板６の両端に現れる電気信号がマイクロホンユニット３の出力信号となる。リボン形振動板６の各端は昇圧トランス９の一次巻線９１の各端に接続されている。すなわち、リボン形振動板６と昇圧トランス９の一次巻線９１は並列に接続されている。昇圧トランス９の二次巻線９２の両端がマイクロホンの出力となり、コネクタ８を介して外部に出力される。

以上説明したように構成されるリボン型マイクロホンは、一般に振動雑音や風雑音の影響を受けやすく、振動雑音や風雑音が出力信号に現れやすい。振動が大きい条件の下あるいは風が強い条件の下でリボンマイクロホンを使用する場合、低域の周波数応答を低下させることにより、振動雑音や風雑音が出力信号に現れる不具合を軽減することができる。低域の周波数応答を低下させることを「ローカット」と称している。リボンマイクロホンは質量制御であることから、特に振動雑音や風雑音を発生しやすい。図６、図７から明らかなように、リボンマイクロホンは一般に電子回路を内蔵していないので、ローカットを行うためには、ローカット用コイルによる受動回路が用いられる。

図８はローカット用コイルを用いた従来のリボンマイクロホンの例を示す。図８において、マイクロホンケース１内には、昇圧トランス９のほかにローカット用コイル１０が固定されている。図９に示すように、ローカット用コイル１０は、開閉スイッチ１１を直列に介して昇圧トランス９の二次巻線９２と並列にすなわちマイクロホン出力と並列に接続されている。開閉スイッチ１１は手動により任意に開閉することができるスイッチで、このスイッチ１１がオンであればローカットが有効となり、上記スイッチがオフであればローカットが無効となる。図１０は周波数応答特性を示しており、曲線Ａはローカットを無効にした場合、曲線Ｂはローカットを有効にした場合を示す。ローカット無効の場合は特性がフラットになり、ローカットを有効にすれば、低域での周波数応答が低下する。したがって、振動が大きい条件の下あるいは風が強い条件の下でリボンマイクロホンを使用する場合は、スイッチ１１をオンにしてローカットを有効にするとよい。ローカットを有効にすると、ローカット用コイル１０のリアクタンスが低い周波数で低下するので、低い周波数になるに従いマイクロホンの出力レベルが低下する。

以上のように、従来のリボンマイクロホンにおいては、振動が大きい条件の下あるいは風が強い条件の下で使用する場合、ローカットを有効にすることによって、振動雑音や風雑音が出力信号に現れることを抑制することができる。しかしながら、従来のリボンマイクロホンにおいてローカットを実現するには、マイクロホンユニットの出力を昇圧する昇圧トランスとローカット用コイルが必要であり、部品点数が増えるとともにマイクロホンが大型化する難点がある。また、昇圧トランスとローカット用コイルが磁気的に結合しないように対策を施す必要があり、そのために、例えば、パーマロイなどの高価な素材からなるケースに昇圧トランスとローカット用コイルの少なくとも一方を収納して磁気シールドする必要がある。

なお、リボンマイクロホンに関する特許文献は少なく、技術的に関連のある特許文献としてはリボン形スピーカが記載されている特許文献がある。特許文献１記載のものはその一つで、マグネットとともに磁気回路を構成するヨークの磁気空隙形成部分を分割し、分割したヨーク間に振動系組立体を狭持して振動板を磁気空隙中に配置している。そして、分割ヨークが互いに接触しないように、少なくとも振動系組立体を分割ヨーク間にスペーサとして介在させている。磁気回路からの振動板の分離を容易にすることを目的としている。

また、特許文献２には、リボン形振動板の軸長方向の両端部を固定端子により支持するとともに軸長方向の縁部と振動板が配置される磁気回路ギャップ壁面との間に紫外線硬化型樹脂を塗布し、この樹脂に紫外線を照射して反応させることにより振動板を磁気回路の磁気ギャップに取り付けたリボン形スピーカが記載されている。生産効率の向上、性能の安定性を図ることを目的としている。

実開昭５７−１６３８９２号公報 実開昭５７−１１９９８９号公報

特許文献１および特許文献２に記載されているリボン型スピーカは、電磁的な動作原理および構成の面からリボンマイクロホンに近いものである。しかし、特許文献１および特許文献２には、本願発明が解消しようとしている技術的課題に関しては記載がなく、本願発明が備えている特徴的な構成に関しても示唆されていない。

本発明は、前記従来のリボンマイクロホンに見られる技術的な課題を解決すること、すなわち、振動雑音や風雑音が音声信号に入り込みやすい条件下においてローカットを行なうことができるリボンマイクロホンであって、部品点数が増えず、嵩張ることもなくローカットが可能なリボンマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、フレームに固定されたマグネットを有することによって形成される磁気ギャップ内にリボン形振動板が配置されてなるリボン形マイクロホンユニットと、リボン形マイクロホンユニットを固定したマイクロホンケースと、マイクロホンケースに固定された昇圧トランスと、を有し、上記昇圧トランスは、分割されたコアとこのコアに巻かれた巻線を有し、上記分割されたコアの磁気的結合度合いは、上記マイクロホンケースに上記昇圧トランスを固定する締結部材により調整可能であって、上記磁気的結合度合いの調整により、上記リボン形マイクロホンユニットのローカットを調整可能にしたことを最も主要な特徴とする。

分割されたコア相互間に磁気回路が形成されていて、分割されたコアが互いに密着しているとき磁気的結合度合いが最も大きく磁気抵抗は最も小さくなる。分割されたコア相互間に隙間が生じかつこの隙間が大きくなればなるほど磁気的結合度合いが小さくなって磁気抵抗が大きくなる。上記磁気抵抗が大きい状態ではローカット周波数が比較的高く、すなわちローカット効果が高く、比較的高い周波数から低い周波数まで減衰させることができる。上記磁気抵抗が小さくなるに従いローカット周波数が低くなり、ローカット効果が低くなる。このようなローカット効果を外部から調整することができるとともに、従来のようなローカット用のコイルを設ける必要がないから、ローカット機能を備えたリボンマイクロホンの部品点数の増大および大型化を回避することができる。

以下、本発明にかかるリボンマイクロホンの実施例を、図１ないし図５を参照しながら説明する。なお、前述の従来例の構成と同じ構成部分には共通の符号を付し、本願発明の実施例として特徴のある構成部分を重点的に説明する。

図１において、リボンマイクロホンは、マイクロホンケース１、支持台２、マイクロホンユニット３、メッシュ７、コネクタ８、昇圧トランス９を有してなる。マイクロホンユニット３は、枠型のフレーム４、マグネット５、リボン形振動板６を有してなる。これらは前述の従来例の構成とほぼ同様に構成されている。この実施例の特徴ある構成は、昇圧トランス９にある。昇圧トランス９は、これを中心軸線に沿って貫通している調整ねじ９５が、マイクロホンケース１の内周側に固定されている固定部材１２にねじ込まれて、固定部材１２に固定されている。すなわち、調整ねじ９５は、昇圧トランス９をマイクロホンケース１に固定する締結部材を兼ねている。調整ねじ９５は、その頭部がマイクロホンケース１を貫いて外側に突出していて、この頭部をユーザーが回転操作することにより、固定部材１２に対する昇圧トランス９の締め付け強度を調整することができるようになっている。

図２乃至図４は上記昇圧トランス９の構成をより詳細に示している。図２乃至図４において、昇圧トランス９は２分割された第１コア９３１と第２コア９３２を有している。第１コア９３１と第２コア９３２は、本来一体に形成されかつ軸方向両端にフランジを備えているコアを、中心軸線方向の中心位置において中心軸線に直交する方向の面に沿って切断した形になっている。分割された第１コア９３１と第２コア９３２の外周にはボビン９７が嵌められ、ボビン９７に一次巻線９１と二次巻線９２が巻かれている。ボビン９７は、第１コア９３１と第２コア９３２の両方又は少なくとも一方に対して中心軸線方向に相対移動可能に嵌められている。ボビン９７の一端側のフランジとコアのフランジとの間には弾性材９６が介在している。弾性材９６は、ゴム質の素材あるいはスポンジ状の素材などをリング状に形成したものを用いることができる。図示の実施例では、第２コア９３２のフランジ内面とボビン９７のフランジ外面との間に弾性材９６が介在しているが、第１コア９３１および第２コア９３２のフランジとボビン９７の両端のフランジとの間にそれぞれ弾性材９６が介在していてもよい。弾性材９６が介在することにより、ボビン９７と少なくとも一方のコアとが互いに離間する向きに付勢され、結果的には第１コア９３１と第２コア９３２が互いに離間する向きに付勢されている。

第１コア９３１と第２コア９３２は中心軸線に沿った中心孔を有し、この中心孔に調整ねじ９５が挿入されている。図示の例では、調整ねじ９５は水平方向に向いていて、前記固定部材１２に横向きに形成されている雌ねじに調整ねじ９５がねじ込まれ、昇圧トランスがその中心軸線を水平方向に向けて固定されている。図２乃至図４では、便宜上、調整ねじ９５が固定部材１２に代わるナット１２１にねじ込まれているものとして描かれている。一次巻線９１および二次巻線９２からは、前記マイクロホンユニット３の振動板６の両端と電気的に接続される引き出し線と、コネクタ８の接点と電気的に接続される引き出し線が引き出される。図２乃至図４では、上記引き出し線をそれぞれ符号９８，９９で示している。

これまでの説明で分かるとおり、分割されている第１コア９３１と第２コア９３２は、調整ねじ９５の締め付け度合いによって相互間の距離が変化し、分割されたコア９３１，９３２相互間の磁気的結合度合いが変化する。図２は調整ねじ９５による締め付け度合いが弱く、弾性材９６の反発力で第１コア９３１と第２コア９３２が比較的大きく離間している状態を示している。図２では第１コア９３１と第２コア９３２が０．１ｍｍ離間していることを示している。かかる状態のときは第１コア９３１と第２コア９３２相互の磁気的結合度合いが弱く、磁気抵抗が大きい。

図３は、調整ねじ９５を途中まで締め付けて、第１コア９３１と第２コア９３２の間隔を０．０５ｍｍに接近させた状態を示している。これによって第１コア９３１と第２コア９３２相互の磁気的結合度合いが強くなり、磁気抵抗が小さくなるが、第１コア９３１と第２コア９３２相互間に僅かながら隙間があることによって、まだある程度の（中程度の）磁気抵抗がある。図４は、調整ねじ９５をさらに締め付けて、第１コア９３１と第２コア９３２の間隔を０にした、すなわち第１コア９３１と第２コア９３２を密着させた状態を示す。この状態では第１コア９３１と第２コア９３２相互の磁気的結合度合いが最も強くなり、磁気抵抗は最小となる。

このように、調整ねじ９５による締め付け強度を調整することにより、第１コア９３１と第２コア９３２相互の磁気的結合度合い乃至は磁気抵抗を調整することができる。なお、調整ねじ９５による締め付け力を緩めるときは、弾性部材９６の反発力によって第１コア９３１と第２コア９３２相互が離間する方向に動く。

調整ねじ９５による締め付け強度を調整することにより、前述のローカット調整が可能である。図５を参照することによってこのことを理解することができる。図５は、昇圧トランス９の磁気抵抗の違いによるローカット効果の相違を周波数応答曲線で示す。図５に示す曲線ａは図２に示すように昇圧トランス９の磁気抵抗が大きい場合、曲線ｂは図３に示すように磁気抵抗がある程度小さくなった場合、曲線ｃは図４に示すように磁気抵抗が最小になった場合を示している。図２に示すように昇圧トランス９の磁気抵抗が大きい場合は、低い周波数信号に対するインピーダンスが高くなるため、比較的高い周波数で減衰が始まり、曲線ａで示すようにローカット周波数が例えば１６０Ｈｚというように比較的高くなる。図４に示すように昇圧トランス９の磁気抵抗が最小の場合は、比較的低い周波数に対してもインピーダンスが低いことから、曲線ｃで示すようにローカット周波数が例えば２５Ｈｚというように比較的低くなる。

以上説明したとおり、本願発明の実施例によれば、調整ねじ９５を外部から操作して昇圧トランス９の分割コアの磁気的結合度合いを調整することにより、ローカット周波数を調整することができる。従って、振動雑音や風雑音を拾いやすい環境の下では、ローカット周波数を任意に調整して振動雑音や風雑音の影響を回避することができる。また、ローカットを有効にするためには調整ねじ９５を調整するだけでよく、従来のように、ローカット用コイルや切り替えスイッチを付加する必要がないから、部品点数が増大することがなく、マイクロホン全体が大型化することを回避することもできる。

本発明にかかるリボンマイクロホンの実施例を示す縦断面図である。 上記実施例中の昇圧トランスを示す縦断面図である。 上記昇圧トランスの異なる作動態様を示す縦断図である。 上記昇圧トランスのさらに異なる作動態様を示す縦断図である。 上記昇圧トランスの各作動態様における周波数応答を示す特性線図である。 従来のリボンマイクロホンの例を示す縦断面図である。 上記従来のリボンマイクロホンの電気的接続を示す回路図である。 ローカット機能を備えた従来のリボンマイクロホンの例を示す縦断面図である。 上記ローカット機能を備えた従来のリボンマイクロホンの電気的接続を示す回路図である。 上記ローカット機能を備えた従来のリボンマイクロホンの周波数応答を示す特性線図である。

符号の説明

１ マイクロホンケース
２ 支持台
３ マイクロホンユニット
４ フレーム
５ マグネット
６ リボン形振動板
７ メッシュ
８ コネクタ
９ 昇圧トランス
１２ 固定部材
９１ 一次巻線
９２ 二次巻線
９５ 調整ねじ
９６ 弾性材
９７ ボビン
９３１ 第１コア
９３２ 第２コア

Claims (5)

1. フレームに固定されたマグネットを有することによって形成される磁気ギャップ内にリボン形振動板が配置されてなるリボン形マイクロホンユニットと、
   リボン形マイクロホンユニットを固定したマイクロホンケースと、
   マイクロホンケースに固定された昇圧トランスと、を有し、
   上記昇圧トランスは、分割されたコアとこのコアに巻かれた巻線を有し、
   上記分割されたコアの磁気的結合度合いは、上記マイクロホンケースに上記昇圧トランスを固定する締結部材により調整可能であって、
   上記磁気的結合度合いの調整により、上記リボン形マイクロホンユニットのローカットを調整可能にしたことを特徴とするリボンマイクロホン。
2. 分割されたコアは、弾性部材によって互いに離間する向きに付勢されている請求項１記載のリボンマイクロホン。
3. 昇圧トランスは分割されたコアにまたがって嵌められたボビンを有し、このボビンに一次巻線と二次巻線が巻かれている請求項１記載のリボンマイクロホン。
4. ボビンは、分割されたコアの少なくとも一つに対し中心軸線方向に相対移動可能である請求項３記載のリボンマイクロホン。
5. 分割されたコアの少なくとも一方とボビンの一端との間に弾性部材が介在し、分割されたコアが弾性部材によって互いに離間する向きに付勢されている請求項４記載のリボンマイクロホン。

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