JP5340791B2 - 狭指向性マイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、音響管内にマイクロホンユニットを装着してなる狭指向性マイクロホンに関する。より具体的には、煩雑な製造工程によることなく、経済的に所望の狭指向性に調節することができる狭指向性マイクロホンに関するものである。

狭指向性マイクロホンとして、細長い音響管を用いるものが知られている。これは、音響管の一端部内周側にマイクロホンユニットを装着し、音響管の他端である前端の開口から入ってくる音波をマイクロホンユニットで検出し音声信号に変換するものである。音響管を用いる従来の狭指向性マイクロホンの例として、金属管からなる音響管を用い、この音響管の周壁にスリット状などの開口を中心軸線方向に設け、合成樹脂薄膜、不織布などからなる音響抵抗体を音響管の周壁に貼り付けて、上記開口を音響抵抗体で覆ったものがある。かかる構成の狭指向性マイクロホンは、音響管の前端開口から入る音波のうち、周方向から回り込んで入る音波を、音響抵抗体を経て音響管の周壁開口から導かれる音波と干渉させることにより、狭指向性を実現している。

ここで、音響管を用いた従来の狭指向性マイクロホンの一例について概略を説明しておく。図８、図９において、狭指向性マイクロホン１９は、音響管１２、音響抵抗材１４、マイクロホンユニット１８、グリップ１７を有してなる。音響管１２は金属などからなる細長い円筒状の部材で、その周壁に音響管１２の中心軸線と平行に複数のスリット状の開口１３が形成されている。スリット状の開口１３は、音響管１２の中心軸線方向に複数個直線上に並んで形成されている。また、音響管１２の中心軸線方向における各開口１３の長さは、音響管１２の開放端からマイクロホンユニット１８の装着位置に向かうにしたがい、順次短くなっている。これによって、各開口１３の音響抵抗をマイクロホンユニット１８に近づくに従って大きくするとともに、周波数特性が平坦でかつ良好な狭指向性を得ることができる。図８において、音響管１４の左端を前端、右端を後端とすると、後端部内周側にマイクロホンユニット１８が配置されている。音響管１２の周壁には、開口１３を覆って音響抵抗材１４が貼り付けられている。音響管１２は長さ方向両端が開放されている。音響管１２の前端の開口は、前方から音波を導き入れる。音響管１２の後端部には、音響管１２に続いて円筒形状のグリップ１７が一体に結合されている。

狭指向性マイクロホンに関する発明を開示した文献として特許文献１がある。特許文献１に記載されている発明では、狭指向性マイクロホンは、音響管は開口をその円周方向において複数個所に有し、かつ軸線方向に間隔をおいて音響抵抗用の複数個の開口を有している。さらに、この開口を塞ぐように干渉パイプに取り付けられたダイヤフラムを有している。この開口をダイヤフラムで覆うことにより、大きく位相変化した音波で干渉パイプの前端方向から音響管に導かれた音波を干渉させている。音響管の前端方向音源からの音波以外は大きく減衰させ、非常に狭い指向性を実現している。

しかしながら、上記音響管の開口の試作あるいは加工には当然に必要な工数があり、適宜の狭指向性の音響管を実現するためには、金属などからなる音響管にその都度手間のかかる加工をしなければならなかった。また、上記音響管の加工には高い精度が求められるため、歩留まり率が低くなり、製造コストが高くなる難点があった。

特開昭６２−１１７８６９７号公報

そこで本発明は、音響管を用いた狭指向性マイクロホンであって、音響管の開口の寸法を変更するなどの煩雑な加工をする必要がなく、空気遮断材を開口の大きさの違うものに変更することで狭指向性の調整を容易に行うことができる狭指向性マイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、マイクロホンユニットと、周壁に軸線方向に沿って開口が形成されていて内方に上記マイクロホンユニットが装着されている音響管と、
上記音響管の上記開口を塞ぐ音響抵抗材と、を有してなる狭指向性マイクロホンであって、上記音響抵抗材の外周面側に空気遮断材が重ね合わされていて、上記空気遮断材は、上記音響管の開口とは軸線方向の長さが異なる複数の開口を軸線方向において有する弾性素材からなり、上記音響管の開口は、上記空気遮断材の開口の重なりにより制限される、ことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、狭指向性マイクロホンにおいて、空気遮断材を開口の違うものに変更することのみで狭指向性の調整が可能となり、音響管の加工の手間が省かれ工数が減少し、歩留まり率が改善されることで、コストダウンが可能になるとともに、任意の狭指向性を実現できる狭指向性マイクロホンを提供することができる。

本発明に係る狭指向性マイクロホンの実施例を示すもので、（ａ）は空気遮断材を取り付ける前の一部断面正面図、（ｂ）空気遮断材を取り付けた後の一部断面正面図である。 上記実施例の一部分を拡大して示す縦断面図である。 本発明に係る狭指向性マイクロホンの他の実施例を示すもので、（ａ）は空気遮断材を取り付ける前の一部断面正面図、（ｂ）空気遮断材を取り付けた後の一部断面正面図である。 本発明に係る狭指向性マイクロホンに適用可能な空気遮断材の別の実施例の正面図である。 空気遮断材を貼付していないマイクロホンの指向性を示すグラフである。 四角形状の開口を持つ空気遮断材を貼付したマイクロホンの指向性を示すグラフである。 図４に示すような空気遮断材を音響管に貼付したマイクロホンの例における指向性を示すグラフである。 従来の狭指向性マイクロホンを示す断面図である。 上記従来例の一部分を拡大して示す縦断面図である。

以下、本発明にかかる狭指向性マイクロホンの実施例を、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）において、狭指向性マイクロホン９は、マイクロホンケース６、音響管２、マイクロホンユニット８、グリップ７を有してなる。また、図１（ｂ）で示すように、音響管２の外周面全体は、音響抵抗材４によって覆われている。

音響管２は、主にアルミや鉄などの主に金属からなる細長い長方形状の板を素材としており、この素材が短辺方向に丸められて細長い円筒状に形成されている。上記音響管２の両端は開放されており、図１においてグリップ７側を後端、反対側を前端とすると、音響管２の後端部内周側にはマイクロホンユニット８が配置されている。音響管２の外周はほぼ円筒形状のマイクロホンケース６で覆われている。音響管２の素材としては、アルミなどの軽い金属性のものが実用的で好ましい。音響管２の周壁には軸線方向に沿ってスリット状の開口３が形成されている。

音響管２の開口３は、音響管２の円周方向において複数個所にかつ軸線方向に間隔をおいて複数形成されている。その外周壁が音響抵抗材４に覆われることで開口３も音響抵抗材４に覆われる。音響管２の円周方向の開口３における形成箇所としては目的に応じて適宜の箇所に形成することができ、１つであってもよい。特に音響調整の容易さあるいは音響管２の強度を考慮すると２か所あるいは３か所に設けるのが好ましい。

音響抵抗材４の外周面側にはさらに、上記音響管２の軸線方向の長さが異なる複数の開口３を軸線方向に有する空気遮断材１が重ね合わされ、上記空気遮断材１の開口１Ａが上記音響管２の開口３に重なってこの開口３を制限するように貼付されている。空気遮断材１の開口１Ａの大きさと、上記開口１Ａと音響管２の開口３との重ね合わせ方は、上記マイクロホン９の所望の狭指向性を実現するために適宜選択される。例えば、上記音響管２の開口３の上記軸線方向の長さを長くし、この開口３の長さより上記開口１Ａの上記軸線方向の長さが短くなるようにすると、指向性は空気遮断材１の開口１Ａの長さのみに依存することになるので、開口１Ａの設計に無駄がなく合理的で好ましい。音響管２の円周方向に上記開口３が複数ある場合には、音響抵抗材４の上から音響管２の外周側において円周方向に複数枚の空気遮断材１が貼付される。

空気遮断材１は、全体として細い四角形状に形成されている。空気遮断材１の素材としては、空気を遮断することができるならば適宜のものを選択でき、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニルなどの有機化合物の樹脂素材であってもよく、アルミ、カーボンなどの無機性の素材であってもよい。特に、弾性がある素材であると、空気遮断材１を変形させることで音響管２の周壁と重ね合わせ易くなり、さらにコスト面を考慮するとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。上記空気遮断材１の厚さとしては、空気を遮断することで音響管３の音響抵抗を調整できるならば適宜の厚さを選択することができる。なお、本実施例では、空気遮断材１としては、厚さ略２．５μｍのＰＥＴ樹脂を用いている。但し例えば、上記ＰＥＴ樹脂は、厚さ０．５μｍのものを用いてもよい。上述のように空気遮断材１が、音響管２の開口３に合わせて貼付され、その開口１Ａを通過して音波が上記マイクロホン９の側壁面方向から音響管２に導かれる。それにより、大きく位相変化した音波で音響管２の前端から回り込んで侵入する音波を干渉させることができる。したがって、音響管２の前方にある音源からの音波以外は大きく減衰され、非常に狭い指向性を実現できる。

図１、図２に示す実施例では、収音側マイクロホンに向かうに従い、音響管２の軸線方向における空気遮断材１の開口１Ａの長さが順次短くなっている。換言すれば、音響管２の軸線方向における空気遮断材１の開口１Ａの大きさが順次小さくなっている。かかる構成によれば、音響管２の音響抵抗が収音側マイクロホンに向かうに従い次第に大きくなるとともに、周波数特性が平坦でかつ良好な狭指向性を有することになる。空気遮断材１の開口１Ａの形状としては、狭指向性の調整が可能となる形状ならば適宜のものを選択できる。例えば、図１、図３で示したように、四角形でもよく、図４に示したように、空気遮断材１の開口１Ｂの形状のように、円状であって収音側マイクロホン方向に従い開口１Ｂの大きさを小さくしたものでもよい。

上述のように空気遮断材１が使用されることで、本発明に係る狭指向性マイクロホンは、上記空気遮断材１を開口１Ａが違うものに変更することで狭指向性の調整が可能となる。そのため主に金属を主な素材とする音響管２の開口３の加工の手間が省かれ工数が減少し、歩留まり率が改善されることで、コストダウンが可能になるとともに、所望の狭指向性を実現することができる。

図２は、音響管２と、音響抵抗材４と、空気遮断材１との関係を拡大して示している。上述のように、音響管２の外周面上は音響抵抗材４で覆われており、音響抵抗材４と音響管２とが接着剤５によって図示のように接着されている。音響管２の１つの開口３に対し、空気遮断材１の複数の開口１Ａが重なっている。図３において、音響管２の開口３が、音響管２の軸線方向に細長い長方形状に１つ形成されている。
図３（ｂ）に示すように、音響管２の軸線方向の開口３の数が１つであっても、空気遮断材１を載せることで、上記大気遮断材１を開口１Ａが違うものに変更するのみで狭指向性マイクロホン９の調整が可能となる。すなわち、音響管２の開口３の軸線方向への数は、空気遮断材１の開口１Ａによって狭指向性マイクロホン９の調整をすることができるならば、適宜の数にしてもよい。

図１において、音響管２の外周はほぼ円筒形状のマイクロホンケース６で覆われ、マイクロホンケース６が音響管２の保護材として機能している。マイクロホンケース６の素材は適宜のものを用いることができ、金属でもよく、有機性物質でもよく、カーボン製でもよい。円筒形の音響管２はマイクロホンケース６内に挿入される。マイクロホンケース６の軸線に対し垂直方向に、したがってマイクロホンケース６の周方向に、複数の細長い窓孔が形成されている。本発明にかかる狭指向性マイクロホン９おいて、所期の目的を達成するための構成として、音響管２と、音響抵抗材４の上に貼付された空気遮断材１とが大きな役割を占めていて、マイクロホンケース６は音響管２を保護しあるいは補強する役目をするに過ぎない。したがって、音響管２の外周側に位置するマイクロホンケース６の窓孔は、音響抵抗として機能する必要はないから、マイクロホンケース６が補強材として十分に機能する範囲でできるだけ大きいほうがよい。

上記マイクロホンユニット８は、その外周側を、音響管２を介してマイクロホンケース６で保持されている。マイクロホンユニット８の外周面と音響管２の内周面との間に隙間を設けて、マイクロホンユニット８の前方音響端子と後方音響端子とを、上記隙間からなる音響インピーダンスにより音響的に短絡し、風雑音を低減するようにしてもよい。

マイクロホンケース６の後端部には、マイクロホンケース６に続いて円筒形状のグリップ７が一体に結合されている。グリップ７の後端部の構成は、目的に応じて適宜のものを選択することができる。例えば、マイクロホンユニット８によって電気信号に変換された音声信号を外部に引き出すための図示しないコネクタが設けられてもよく、適宜の無線通信手段が設けられたワイヤレスマイクロホンであってもよい。また、グリップ７内には、コネクタとマイクロホンユニット８との間を中継し、必要な場合に電気的処理を施す電気回路が配置された回路基板が配置されていてもよい。

図４は、本発明に適用可能な空気遮断材の別の例を示す。この空気遮断材１は、音響管２の開口３に重なってこの開口３を制限する開口１Ｂが円形であることが、前述の実施例における空気遮断材の構成と異なっている。上記空気遮断材１の開口１Ｂの直径は、空気遮断材１の長手方向一端部から他端部に向かって順次小さくなっている。空気遮断材１は、音響管２の外周面に、直接あるいは音響抵抗材を介在させて、上記開口３に上記開口１Ｂが重なるように固着されるが、音響管２の前端から後端に向かって上記開口１Ｂの直径が小さくなる向きに固着される。

本発明にかかる狭指向性マイクロホンの指向性のグラフを図６、図７に示す。図５は、本発明にかかる狭指向性マイクロホンとの指向性の違いを比較するために挙げたもので、音響管２に空気遮断材１を使用していないマイクロホンのグラフである。図６は、図１に示した実施例と同様に四角形状の開口１Ａを持ち、空気遮断材１に相当する厚さ２．５μｍのＰＥＴフィルムを音響抵抗材４の音響管２外面側に貼付したマイクロホンのグラフである。図７は、図４に示した円形の開口１Ｂを持つ厚さ２．５μｍのＰＥＴフィルムを用いた以外は、図６の実施例と同様に構成されたマイクロホンのグラフである。図５、図６、及び図７に示したグラフは、音響管２の仕様を共通にして測定した結果得られたものである。

上記各グラフは、上記各狭指向性マイクロホンを長さ方向の前端を放音装置に向け、その方向を０°とし、その位置を軸にして上記前端を放音方向から回転させながら、音波を測定し続けることで、上記各マイクロホンの狭指向性の性能を確認したものである。

図５のグラフでは、図６のグラフと比べ音波の感知を示す太線の形状が９０°と２７０°方向に広がり、前方方向以外の音響を広く感知してしまっていることが判った。四角形状の開口１Ａを持つＰＥＴフィルムを貼付したマイクロホンの指向性を示す図６のグラフでは、図５のグラフよりも明確に上記太線の形状が０°軸方向に細くなっており、狭指向性を実現していることが判った。
また、図７の丸状の開口１Ｂを有するフィルムを用いた狭指向性マイクロホンにおいても、図５と比較して明らかに上記太線の形状が０°軸方向に細くなり狭指向性を実現していることが判った。以上から、本発明に係る空気遮断材に相当するＰＥＴフィルムを音響管に使用した狭指向性マイクロホンは、性能の高い狭指向性マイクロホンを実現できることが判った。

以上、本発明に係る狭指向性マイクロホンの実施例を図面に基づいて説明したが、その具体的な構成はこれに限定されるものではない。本発明の主な効果である開口の形状の違う空気遮断材を変更するのみで狭指向性の調整が可能となるならば、空気遮断材の開口の大きさは、マイクロホンユニット８が装着される方向にしたがって小さくならなくともよい。また、音響管の円周方向に複数の開口が存在する場合において、空気遮断材の開口の形状の組み合わせとしては、適宜の形状を選択することでき、例えば、四角形状と円状の組み合わせでもよく、その他の形状の組み合わせでもよい。狭指向性マイクロホンにおける音響抵抗材、空気遮断材及び音響管の位置の構成は、適宜のものを選択することができ、音響管内部に大気遮断材が位置してもよい。音響抵抗材と空気遮断材双方とも音響管内部に位置してもよく、その場合、音響抵抗材と空気遮断材の重なりの順序は限定されず任意である。また、音響管外壁の上面に空気遮断材を上述のようにお互いの開口を重ね合わせ空気遮断材を貼付し、その空気遮断材の上面と音響管外壁の外周を音響抵抗材で覆う位置関係でもよい。

本発明に係る狭指向性マイクロホンは、プロ用音響機器のマイクロホンとしても、アクセサリーとしてのマイクロホンとしても使用可能で、例えば、音響機器やビデオレコーダーに付属のものとして利用することができる。

１ 空気遮断材
１Ａ 空気遮断材の開口
１B 空気遮断材の開口
２ 音響管
３ 音響管の開口
４ 音響抵抗材
５ 接着材
６ 外筐筒
７ グリップ
８ マイクロホンユニット
９ 狭指向性マイクロホン

Claims (8)

1. マイクロホンユニットと、
   周壁に軸線方向に沿って開口が形成されていて内方に上記マイクロホンユニットが装着されている音響管と、
   上記音響管の上記開口を塞ぐ音響抵抗材と、
   を有してなる狭指向性マイクロホンであって、
   上記音響抵抗材の外周面側に空気遮断材が重ね合わされていて、
   上記空気遮断材は、 上記音響管の開口とは軸線方向の長さが異なる複数の開口を軸線方向において有する弾性素材からなり、
   上記音響管の開口は、上記空気遮断材の開口の重なりにより制限される、
   ことを特徴とする狭指向性マイクロホン。
2. 上記空気遮断材は、音響管に着脱可能である請求項１に記載の狭指向性マイクロホン。
3. 上記空気遮断材の複数の開口は、音響管の軸線方向の長さが、音響管の開放端からマイクロホンユニットの収容位置に近づくにしたがって短くなっている請求項１または２に記載の狭指向性マイクロホン。
4. 上記空気遮断材の開口の形状は、四角形である請求項１〜３のいずれかに記載の狭指向性マイクロホン。
5. 上記空気遮断材の開口の形状は、円形である請求項１〜３いずれかに記載の狭指向性マイクロホン。
6. 上記空気遮断材は、樹脂製フイルムである請求項１〜５のいずれかに記載の狭指向性マイクロホン。
7. 上記樹脂製フイルムは、ポリエチレンテレフタレートである請求項６に記載の狭指向性マイクロホン。
8. 音響抵抗材は音響管の外周を覆っていて、上記音響抵抗材の外周に空気遮断材が重ねられている請求項１記載の狭指向性マイクロホン。

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