JP5340979B2 - ステレオマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、ステレオマイクロホンに関するもので、特に、ＭＳ方式ステレオ録音に使用されるマイクロホンにおける左右の指向軸相互のなす角度すなわち定位を可変する技術に関するものである。

ステレオ録音方式の一つにＭＳ方式がある。ＭＳステレオ録音方式は、中央方向すなわちミドル（Ｍ）方向と横方向すなわちサイド（Ｓ）方向に分けて録音する方式であり、ＭＳステレオ録音用のマイクロホンも製品化されている。ＭＳステレオマイクロホンは、ミドル方向からの音を収音するための単一指向性マイクエレメントと、サイド方向からの音を収音するための双指向性マイクエレメントを備え、これらのマイクエレメントの指向軸を直交させて配置したものである。

図３はＭＳステレオマイクロホンの例を示すもので、符号１０は単一指向性のミドル用マイクエレメントを、２０は双指向性のサイド方向収音用マイクエレメントを示している。この例では各マイクエレメント１０，２０はコンデンサ型のマイクエレメントが用いられている。各マイクエレメント１０，２０はマイクロホンケース４０に、より正確にはマイクロホンケース４０の上半部に被せられた網状のカバー４２内に組み込まれている。マイクエレメント１０の上方にマイクエレメント２０が配置されている。各マイクロホンエレメント１０，２０は、それらの指向軸が水平になるように、かつ、双方の指向軸が互いに９０度の角度になるようにマイクロホンケース４０に固定されている。マイクロホンケース４０内には後で説明するような回路が組み込まれ、マイクロホンケース４０の下端部にはマイクロホンの出力信号を外部に向けて出力するためのコネクタ４１が設けられている。

ＭＳステレオマイクロホンによるステレオ録音の原理について、ＭＳ方式ステレオ録音による定位の可変も含めて、図８を参照しながら概略的に説明しておく。図８（ａ）（ｂ）において、左端の図は、ミドル用の単一指向性マイクエレメントの指向性を示すもので、周知のとおりカージオイド曲線を描いている。図８（ａ）（ｂ）において、中央の図は、サイド用の双指向性マイクエレメントの指向性を示す。これらの指向性曲線中に記した「＋」「−」は、音圧の向きを示している。ＭＳ方式のステレオ録音では、ミドル用マイクエレメントの出力とサイド方向収音用のマイクエレメントの出力を加算したものを右（Ｒ）チャンネル信号とし、ミドル用マイクエレメントの出力からサイド方向収音用のマイクエレメントの出力を減算したものを左（Ｌ）チャンネル信号としている。

図８（ａ）の右端の図は右チャンネル信号を示しており、ミドル用マイクエレメントの出力とサイド用マイクエレメントの出力が加算されることにより、マイクロホン中心の基準軸から左側に６３．４度程度傾いた軸線を中心としたハイパーカージオイドの指向性になる。図８（ｂ）の右端の図は左チャンネル信号を示しており、ミドル用マイクエレメントの出力からサイド用のマイクエレメントの出力が減算されることにより、マイクロホン中心の基準軸から右側に６３．４度程度傾いた軸線を中心としたハイパーカージオイドの指向性になる。このように、指向軸が右に偏った収音信号と収音信号が左に偏った収音信号を得ることができ、かつ、二つの収音信号の指向性は互いに相似形であるから、上記二つの収音信号からステレオ信号を得ることができる。

図８において、上記右チャンネルの収音信号と左チャンネルの収音信号の指向軸は、理論的にはそれぞれマイクロホン中心の基準軸から右と左にそれぞれ６３．４度傾く。したがって、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度は、図８（ｃ）に示すように約１２７度となる。この左右チャンネルの指向軸相互の角度１２７度は、ほとんどの条件のもとでの録音に適用可能であるが、好みに応じて、あるいは録音対象の広がりなどの諸条件に応じて上記角度を可変とし、いわゆる定位を可変にすることが望まれることがある。ＭＳ方式ステレオ録音の場合、ミドル用マイクエレメントの出力に対して加減算するサイド用マイクエレメントの出力レベルを調整することによって、上記左右チャンネルの指向軸相互の角度を変えることができる。サイド用マイクエレメントの出力レベルを不変とし、ミドル用マイクエレメントの出力レベルを可変とすることによって、左右の指向軸相互の角度を変えることも可能である。左右の指向軸相互の角度は大きすぎても小さすぎてもステレオ効果が阻害され、定位が不明確になる。一般的に左右の指向軸相互の角度は、図８（ｃ）に示すように、下限で９０度、上限で１２７度とされている。

次に、ＭＳステレオマイクロホンの従来例について説明する。
図４において、符号１０は前述のとおり単一指向性のミドル用マイクエレメントを、２０は双指向性のサイド用マイクエレメントを示している。マイクエレメント１０，２０はともにコンデンサ型マイクエレメントで、各マイクエレメント１０，２０にはＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源回路２２から成極電圧が供給されるようになっている。電源回路２２は、５Ｖ程度の電源電池電圧を±１００Ｖ程度に昇圧してコンデンサマイクエレメントの振動板とこれに対向する固定極との間に印加するようになっている。各マイクエレメント１０，２０の出力信号は、増幅器１１，２１でそれぞれ増幅されて出力されるようになっている。

マイクロホン出力は左チャンネルと右チャンネルに分けられ、さらに、各チャンネルの信号は３ピン方式で平衡出力するために、以下のような回路構成になっている。ミドル側のマイクエレメント１０の出力を増幅する上記増幅器１１の出力端は増幅器２６を経て左チャンネルの２番ピンに、上記増幅器１１の出力端はまた増幅器２７を経て右チャンネルの２番ピンに接続されている。上記サイド側のマイクエレメント２０の出力を増幅する上記増幅器２１の出力端は増幅器２９を経て右チャンネルの３番ピンに接続され、また、上記増幅器２１の出力端は入力抵抗Ｒｓを介して差動増幅器からなる反転増幅器２５の反転入力端子に接続されている。反転増幅器２５の出力端子と反転入力端子との間に帰還抵抗Ｒｆが接続されている。入力抵抗Ｒｓと帰還抵抗Ｒｆとの比率によって反転増幅器２５の出力信号の位相差が変わる。ここではＲｓ＝Ｒｆに設定され、入力信号に対する出力信号の位相差が１８０度異なるように設定されている。反転増幅器２５の出力端は増幅器２８を経て左チャンネルの３番ピンに接続されている。各増幅器２６〜２９はいずれもエミッタフォロワ接続になっている。

上記増幅器１１からのミドル出力をＭとしその位相を基準にしてこれを＋とすると、ＬチャンネルとＲチャンネルの各２番ピンからＭ＋信号が出力される。この２番ピンは平衡出力のホット側出力端子となる。一方、上記増幅器２１からのサイド出力をＳとするとこのサイド出力Ｓの位相も＋位相であり、Ｓ＋の信号が右チャンネルの３番ピンから出力される。上記増幅器２１のサイド出力Ｓ＋は反転増幅器２５を通ることによって位相がＳ−に反転し、この反転信号Ｓ−が増幅器２８を経て左チャンネルの３番ピンから出力されるようになっている。左チャンネル信号も右チャンネル信号も３ピン方式のコネクタから平衡信号として出力されるようになっていて、各チャンネルの１番ピンは接地され、２番ピンは上記のようにホット側の信号ピン、３番ピンはコールド側の信号ピンとなっている。

上記のように、左チャンネルＬからは信号Ｍ＋とＳ−が平衡出力され、右チャンネルＲからは信号Ｍ＋とＳ＋が平衡出力される。左チャンネルＬの平衡出力はホット側が＋位相のミドル出力Ｍ＋、コールド側が−位相のサイド出力Ｓ−からなり、図８（ｂ）に示すような基準軸から右側に傾いた軸線を中心とした指向性になる。右チャンネルＲの平衡出力はホット側が＋位相のミドル出力Ｍ＋、コールド側が＋位相のサイド出力Ｓ＋からなり、図８（ａ）に示すような基準軸から左側に傾いた軸線を中心とした指向性になる。このようにしてステレオ音声信号を得ることができる。

以上説明したＭＳステレオマイクロホンにおいて、例えば、音源が狭い範囲にあって、図８（ｃ）について説明したように収音角度を例えば１２７度から９０度に向かって狭くすることが求められる場合がある。図５乃至図７は、収音角度を可変とするために考えられたＭＳステレオマイクロホンの各種例を示す。

図５は、ＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源回路を、ミドル側電源回路２２１とサイド側電源回路２２２に分け、例えばミドル側電源回路２２１の電源電圧を固定とし、サイド側電源回路２２２の電源電圧を可変として、サイド方向収音用マイクエレメント２０の成極電圧を可変としたものである。ミドル用マイクエレメント１０の出力レベルは一定であるのに対して、ミドル用マイクエレメント１０の出力に加減算するサイド用マイクエレメント２０の出力レベルは、上記のように成極電圧を可変とすることによって調整することができる。その結果、収音角度すなわち左右チャンネルの指向軸相互の角度を変えることができる。

しかし、図５に示す例のように、ＤＣ−ＤＣコンバータからなる二つの電源回路を備えていると、これらの電源回路相互間で干渉してビートノイズが発生する。すなわち、二つの電源回路２２１，２２２はそれぞれ１．２ＭＨｚ付近で発振ないしはスイッチング動作して生起された交番信号をトランスで昇圧し、これを整流することにより、例えばＣＤ５Ｖ程度をＤＣ±１００Ｖ程度に昇圧している。また、電源回路２２１，２２２はコストを安くするために自励発振回路が用いられているため、各電源回路２２１，２２２の発振周波数は不安定で双方の発振周波数を一致させることは難しい。そのため、それぞれの電源回路の発振周波数をｆ１，ｆ２とすると、その差の周波数のビートノイズが発生する。加えて、二つの電源回路２２１，２２２は上記のように比較的高い周波数で発信しているため容易に磁気結合し、相互間で容易に干渉し合い、雑音を発生する。雑音の発生を防ぐには、各電源回路２２１，２２２の発振周波数を安定化させるために水晶発振器を用いるなどの対策が考えられるが、マイクロホンの生産コストを高める要因になり、望ましくない。

図６は、サイド方向収音用マイクエレメント２０の成極電圧を可変とした別の例を示す。この例は、サイド側マイクエレメント２０の成極電圧を分圧抵抗の切り換えによって可変としたものである。ミドル側マイクエレメント１０とサイド側マイクエレメント２０に成極電圧を供給する電源回路２２の＋Ｖｐ出力端子と−Ｖｐ出力端子間に抵抗Ｒｄ１,Ｒｄ２，Ｒｄ３，Ｒｄ４が直列に接続されている。ミドル側マイクエレメント１０には電源回路２２の出力端子が接続されて電源回路２２の出力電圧が直接印加されるようになっている。電源回路２２の＋Ｖｐ出力端と、上記抵抗Ｒｄ１とＲｄ２の接続点のいずれか一方を選択するスイッチ３１が設けられるとともに、電源回路２２の−Ｖｐ出力端と、上記抵抗Ｒｄ３とＲｄ４の接続点のいずれか一方を選択するスイッチ３２が設けられている。

スイッチ３１，３２は連動して動作するスイッチで、一方の切り換え態様では、サイド側マイクエレメント２０に電源回路２２の出力電圧を成極電圧として直接印加し、他方の切り換え態様では、上記抵抗Ｒｄ１,Ｒｄ２，Ｒｄ３，Ｒｄ４による分圧電圧を成極電圧として印加するようになっている。スイッチ３１，３２が図６に実線で示す切り換え態様にあるときは、サイド側マイクエレメント２０の成極電圧が高く、前述の例で説明したように、左右チャンネルの指向軸相互の角度は広くなる。スイッチ３１，３２が図６に破線で示す切り換え態様にあるときは、サイド側マイクエレメント２０の成極電圧が低くなり、前述の例で説明したように、左右チャンネルの指向軸相互の角度は狭くなる。

図６に示す例によれば、電源回路２２の主体をなすＤＣ−ＤＣコンバータから分圧抵抗Ｒｄ１,Ｒｄ２，Ｒｄ３，Ｒｄ４に電流が流れることによってＤＣ−ＤＣコンバータの消費電流が増加する難点がある。ＤＣ−ＤＣコンバータは整流器を内蔵しているため、ＤＣ−ＤＣコンバータの消費電流が増加すると整流器などによる電圧降下が増大し、出力電圧が低下する。そこで、分圧抵抗全体の抵抗値を例えば１ＭΩというように高い抵抗値に設定して分圧抵抗に流れる電流がなるべく少なくなるようにしている。しかしながら、分圧抵抗に電流が流れることは避けることができないから、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力が分圧抵抗で消費され、信号系に必要な電流が制限される難点がある。

図７は、サイド用マイクエレメント２０の出力レベルを可変とすることにより左右チャンネルの指向軸相互の角度（定位）を可変としたさらに別の例を示している。この例は、サイド側の信号回路に接続されている反転増幅器２５の出力回路に、分圧抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６，Ｒｄ７，Ｒｄ８と、連動して動作するスイッチ３３，３４を接続してサイド側の出力レベルを切り換えるようにしたものである。サイド用マイクエレメント２０の出力信号を増幅する増幅器２１の出力端と、反転増幅器２５の出力端との間に分圧抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６，Ｒｄ７，Ｒｄ８が直列に接続されている。スイッチ３３は、反転増幅器２５の出力端と、抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６の接続点のいずれか一方を選択して前記増幅器２８に入力するように接続されている。スイッチ３４は、増幅器２１の出力端と、抵抗Ｒｄ７，Ｒｄ８の接続点のいずれか一方を選択して前記増幅器２９に入力するように接続されている。

連動スイッチ３３，３４が図７において実線で示す切り換え態様にあるときは、反転増幅器２５の出力が増幅器２８に直接入力され、増幅器２１の出力が増幅器２９に直接入力される。したがって、増幅器２８，２９にはそれぞれ最大のサイド信号Ｓ−，Ｓ＋が入力され、左右チャンネルの指向軸相互の角度は広くなる。連動スイッチ３３，３４が図７において破線で示す切り換え態様にあるときは、反転増幅器２５の出力Ｓ−が分圧抵抗で分圧されて増幅器２８に入力され、増幅器２１の出力Ｓ＋が分圧抵抗で分圧されて増幅器２９に入力される。したがって、増幅器２８，２９に入力されるサイド信号Ｓ−，Ｓ＋のレベルは低くなり、左右チャンネルの指向軸相互の角度は狭くなる。

このように、図７に示す例でも左右チャンネルの指向軸相互の角度を切り換えることができる。
しかし、この例によれば、サイド信号の出力回路に接続した分圧抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６，Ｒｄ７，Ｒｄ８の値が低いとこの分圧抵抗が反転増幅器２５の大きな負荷となって反転増幅器２５の出力信号を歪ませる難点がある。そこで分圧抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６，Ｒｄ７，Ｒｄ８の値を高くすると、反転増幅器２５の出力信号の歪みは小さくなるが、分圧抵抗Ｒｄ５，Ｒｄ６，Ｒｄ７，Ｒｄ８から発生する抵抗雑音のレベルが増大し、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が劣化する難点がある。

ＭＳ方式ステレオマイクロホンの従来例として特許文献１記載のステレオマイクロホンが知られている。また、ＭＳ方式ステレオ信号を符号化、復号化等の信号処理を行う技術も知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
しかし、上記各特許文献記載の発明は、左右チャンネルの指向軸相互の角度を切り換えることを可能にしたものではない。

特開２００６−１７４１３６号公報 特開２００８−２８５７４号公報 特開２００７−４０５０号公報

左右チャンネルの指向軸相互の角度を切り換えることを可能にしたＭＳ方式ステレオマイクロホンとして、図６乃至図８に示すような構成のものが考えられるが、これらの例によれば、前に説明したように、電源回路からビートノイズが発生する、電源回路の主体をなすＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力が分圧抵抗で消費され、信号系に必要な電流が制限される、分圧抵抗が反転増幅器の負荷となって反転増幅器の出力信号を歪ませる、あるいは分圧抵抗が雑音源となる、などの問題があった。

本発明は、従来考えられているＭＳ方式ステレオマイクロホンにおける上記のような問題点を解消すること、すなわち、左右の指向軸相互のなす角度を切り換え可能としたＭＳ方式のステレオコンデンサマイクロホンにおいて、電源回路がノイズ源になることがなく、分圧抵抗が増幅器の負荷にならず、かつ、雑音源ともならないように回路構成を工夫することを目的とする。

本発明は、単一指向性のミドル用マイクエレメントとこのミドル用マイクエレメントの指向軸に対して指向軸を直交させて配置されている双指向性のサイド用マイクエレメントを有し、サイド用マイクエレメントの出力回路にはサイド用マイクエレメントの出力信号の位相を反転して出力する反転増幅器が設けられ、左右チャンネルの一方の信号を得るためにミドル用マイクエレメントの出力信号にサイド用マイクエレメントの非反転出力信号を加算し、左右チャンネルの他方の信号を得るためにミドル用マイクエレメントの出力信号に上記反転増幅器の出力信号である上記サイド用マイクエレメントの反転出力信号を加算し、上記反転増幅器への入力抵抗と帰還抵抗はともに分割可能になっていて、これら入力抵抗および帰還抵抗の分割比を可変とすることにより、ミドル用マイクエレメントの出力信号に加算するサイド用マイクエレメントの非反転出力信号および反転出力信号のレベルを切り換えて、左右の指向軸相互のなす角度を切り換え可能としたことを最も主要な特徴とする。

反転増幅器への入力抵抗と帰還抵抗の分割比を可変にし、ミドル用マイクエレメントの出力信号に加算するサイド用マイクエレメントの非反転出力信号および反転出力信号のレベルを高くすると、左右の指向軸相互のなす角度が広がる。上記非反転出力信号および反転出力信号のレベルが低くなるように切り換えると、左右の指向軸相互のなす角度が狭まる。左右の指向軸相互のなす角度の切り換えは、双指向性成分の信号路であるサイド用マイクエレメントからの信号路に設けた反転増幅器の入力抵抗と帰還抵抗の分割比を可変にすることによって実現しているため、前述の図６乃至図８に示す例のように増幅器が分圧抵抗によって過負荷になる、というようなことがなく、マイクロホンで変換された音声信号の歪みを低減することができる。また、回路構成が比較的簡単であり、上記入力抵抗と帰還抵抗がノイズ源となることもない。

本発明に係るステレオマイクロホンの一実施例を示す回路図である。 本発明に係るステレオマイクロホンの別の実施例を示す回路図である。 ＭＳステレオマイクロホンの機械的な構造の例を示すもので、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 従来考えられているステレオマイクロホンの例を示す回路図である。 従来考えられているステレオマイクロホンの別の例を示す回路図である。 従来考えられているステレオマイクロホンのさらに別の例を示す回路図である。 従来考えられているステレオマイクロホンのさらに別の例を示す回路図である。 ＭＳステレオマイクロホンの原理を説明するための、（ａ）は片方のチャンネルの指向性を示す指向特性線図、（ｂ）は他方のチャンネルの指向性を示す指向特性線図（ｃ）は左右の指向軸相互のなす角度の可変原理を説明するための指向特性線図である。

以下、本発明に係るステレオマイクロホンの実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係るステレオマイクロホンの機械的な構成は、図３に示す構成と同じ構成で差し支えないから、機械的な構成についての説明は省略する。また、本発明に係るステレオマイクロホンにおいて、ＭＳステレオマイクロホンとしての基本的な回路構成の大半は、図５に示す回路構成と共通であるため、共通の回路構成部分には共通の符号を付している。

図１において、符号１０は単一指向性のミドル用マイクエレメントを、２０は双指向性のサイド用マイクエレメントを示している。マイクエレメント１０，２０はともにコンデンサ型マイクエレメントで、各マイクエレメント１０，２０にはＤＣ−ＤＣコンバータからなる電源回路２２から成極電圧が供給されるようになっている。電源回路２２は、５Ｖ程度の電源電池電圧を±１００Ｖ程度に昇圧してコンデンサマイクエレメントの振動板とこれに対向する固定極との間に印加する。各マイクエレメント１０，２０の出力信号は、増幅器１１，２１でそれぞれ増幅されて出力されるようになっている。各ユニット１０，２０はインピーダンス変換器を内蔵していてもよいし、増幅器１１，２１がインピーダンス変換器を兼ねていてもよい。いずれにせよ、増幅器１１，２１からは高インピーダンスの各ユニット１０，２０の出力が低インピーダンスに変換されて出力される。増幅器１１，２１は便宜上第１の増幅器という。

マイクロホン出力は、左チャンネルと右チャンネルに分けられ、さらに、各チャンネルの信号は３ピン方式で平衡出力するために、以下のような回路構成になっている。ミドル用マイクエレメント１０の出力を増幅する第１の増幅器１１の出力Ｍ＋は増幅器２６を経て左チャンネルの２番ピンからホット信号として出力され、上記増幅器１１の出力はまた増幅器２７を経て右チャンネルの２番ピンからホット信号として出力されるように接続されている。上記サイド用マイクエレメント２０の出力を増幅する第１の増幅器２１の出力端は入力抵抗Ｒｓ１とＲｓ２を直列に介して差動増幅器からなる反転増幅器２５の反転入力端子に接続されている。反転増幅器２５の反転入力端子と出力端子との間には、直列接続された帰還抵抗Ｒｆ１とＲｆ２が接続されている。入力抵抗Ｒｓ１＋Ｒｓ２と帰還抵抗Ｒｆ１＋Ｒｆ２との比率によって反転増幅器２５の入力信号に対する出力信号の位相が変わる。ここではＲｓ１＋Ｒｓ２＝Ｒｆ１＋Ｒｆ２に設定され、入力信号に対する出力信号の位相差が１８０度になるように設定されている。

増幅器２１からはサイド用マイクエレメント２０の非反転信号が出力され、この非反転信号は右チャンネルのコールド信号Ｓ＋として増幅器２９を経て右チャンネルの３番ピンから出力される。ただし、増幅器２１と増幅器２９の間には切り換えスイッチ２３があり、このスイッチ２３によって、増幅器２１の出力端と、入力抵抗Ｒｓ１とＲｓ２の接続点とのいずれかを選択するように接続されている。また、反転増幅器２５の出力信号すなわちサイド側のマイクエレメント２０の反転信号Ｓ−は、増幅器２８を経て左チャンネルの３番ピンからコールド信号として出力されるように接続されている。ただし、反転増幅器２５と増幅器２８の間には切り換えスイッチ２４があり、このスイッチ２４によって、反転増幅器２５の出力端と、帰還抵抗Ｒｆ１とＲｆ２の接続点とのいずれかを選択するように接続されている。上記二つの切り換えスイッチ２３，２４は同時に動作する連動スイッチで、図１に実線で示すように、増幅器２１の出力端と反転増幅器２５の出力端を選択した切り換え態様と、図１に破線で示すように、入力抵抗Ｒｓ１とＲｓ２の接続点および帰還抵抗Ｒｆ１とＲｆ２の接続点を選択した態様のいずれかに切り換えることができるようになっている。各増幅器２６〜２９はいずれもエミッタフォロワ接続になっている。各増幅器２６〜２９は便宜上第２の増幅器とする。

上記増幅器１１からのミドル出力信号Ｍの位相を基準にしてこれをＭ＋とすると、ＬチャンネルとＲチャンネルの各２番ピンからＭ＋信号が出力される。この２番ピンは平衡出力のホット側出力端子となる。一方、上記増幅器２１からのサイド出力をＳとするとこのサイド出力信号Ｓの位相も＋位相であり、Ｓ＋の信号が右チャンネルの３番ピンから出力される。上記増幅器２１のサイド出力信号Ｓ＋は反転増幅器２５を通ることによって位相がＳ−に反転し、この反転信号Ｓ−が増幅器２８を経て左チャンネルの３番ピンから出力されるようになっている。左チャンネル信号も右チャンネル信号も３ピン方式のコネクタから平衡信号として出力されるようになっていて、１番ピンは接地され、２番ピンは上記のようにホット側の信号ピン、３番ピンはコールド側の信号ピンとなっている。

いま、連動する２つのスイッチ２３，２４が、図１に実線で示す切り換え態様にあるものとすると、第１の増幅器２１の出力Ｓ＋が直接第２の増幅器２９に入力され、反転増幅器２５の出力Ｓ−が直接第２の増幅器２８に入力される。したがって、この切り換え態様では、サイド用マイクエレメント２０から出力される双指向性成分レベルが、非反転信号Ｓ＋も反転信号Ｓ−も最大のレベルになり、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度が最大になる。

次に、連動する２つのスイッチ２３，２４を、図１に破線で示す切り換え態様に切り替えたとする。第２の増幅器２９に入力される第１の増幅器２１の出力Ｓ＋は入力抵抗Ｒｓ１とＲｓ２で分割され、また、第２の増幅器２８に入力される反転増幅器２５の出力Ｓ−は帰還抵抗Ｒｆ１とＲｆ２で分割される。したがって、サイド用マイクエレメント２０から出力される双指向性成分レベルが、非反転信号Ｓ＋も反転信号Ｓ−も低くなり、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度が狭くなる。非反転信号Ｓ＋と反転信号Ｓ−の絶対値のレベルは一致するように入力抵抗Ｒｓ１とＲｓ２、帰還抵抗Ｒｆ１とＲｆ２の値が設定されている。

このように、図１に示す第１の実施例は、双指向性成分の信号路であるサイド用マイクエレメント２０からの信号路に設けた反転増幅器２５の入力抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２と帰還抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２の分割比を可変にすることによって左右の指向軸相互のなす角度の切り換えを可能にしている。そのため、増幅器が分圧抵抗によって過負荷になる、というようなことがなく、マイクロホンで変換された音声信号の歪みを低減することができる。回路構成が比較的簡単である。また、従来考えられていた双指向性レベル可変手段と比較して、ノイズの増加を抑制できる利点もある。すなわち、上記入力抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２では雑音の発生はあるが無視できる程度に小さい。また、帰還抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２は反転増幅器２５に対してループを作っているため雑音の発生はない。よって、双指向性成分の可変手段を持たないＭＳステレオマイクロホンと比較して雑音の増加を抑制しながら、双指向性成分を可変することが可能になった。

図２は第２の実施例を示す。この実施例は反転増幅器２５の入力抵抗と帰還抵抗の分割比を可変するために、入力抵抗として可変抵抗ＶＲｓを、帰還抵抗として可変抵抗ＶＲｆを設けた点が図１に示す実施例と異なる。換言すれば、図１に示す実施例における入力抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２と帰還抵抗Ｒｆ１、Ｒｆ２および切り換えスイッチ２３，２４の代わりに、可変抵抗ＶＲｓと可変抵抗ＶＲｆを設けたものである。可変抵抗ＶＲｓとＶＲｆは連動して動作するもので、この可変抵抗を操作することにより抵抗値が連続的に変化する。この抵抗値の変化によって、サイド用マイクエレメント２０から出力される双指向性成分である非反転信号Ｓ＋と反転信号Ｓ−の絶対値のレベルが一致しながら連続的に変化するように、可変抵抗ＶＲｓの可動接点が第２の増幅器２９に、可変抵抗ＶＲｆの可動接点が第２の増幅器２８に接続されている。可変抵抗ＶＲｓとＶＲｆが図２において実線で示す向きに操作され、限界位置に達すると、非反転信号Ｓ＋と反転信号Ｓ−のレベルが最大になり、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度が最大になる。可変抵抗ＶＲｓとＶＲｆが図２において破線で示す向きに操作されると、非反転信号Ｓ＋と反転信号Ｓ−のレベルが可変抵抗ＶＲｓとＶＲｆで分割されて同じレベルで連続的に低くなり、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度が連続的に狭くなる。

このように、図２に示す第２の実施例では、サイド用マイクエレメント２０の反転信号を得るために第１の増幅器２１の後段に反転増幅器２５を接続するとともに、反転増幅器２５の入力抵抗と帰還抵抗を可変抵抗とすることによって、ミドル用マイクエレメント１０の出力信号に加算するサイド用マイクエレメント２０の非反転出力信号Ｓ＋および反転出力信号Ｓ−のレベルを切り換え、もって、左右チャンネルの指向軸相互のなす角度を変えることができるようにした。したがって、図２に示す第２の実施例においても、増幅器に大きな負荷がかかることがなく、マイクロホンで変換された音声信号の歪みを低減することができる。また、回路構成が比較的簡単であり、上記入力抵抗と帰還抵抗がノイズ源となることもない、といった前記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

図示の実施例は、本発明を実施する場合の例を示したもので、特許請求の範囲に記載した技術思想を逸脱しない範囲において任意に設計変更可能である。
ミドル用マイクエレメントとサイド用マイクエレメントはともにコンデンサ型マイクエレメントであるとして説明したが、ミドル用マイクエレメントが単一指向性、サイド用マイクエレメントが双指向性であれば、マイクエレメントの方式は任意である。また、ミドル用マイクエレメントとサイド用マイクエレメントは互いに異なる方式であってもよい。

１０ ミドル用マイクエレメント
１１ 第１の増幅器
２０ サイド用マイクエレメント
２１ 第１の増幅器
２３ スイッチ
２４ スイッチ
２５ 反転増幅器
２６ 第２の増幅器
２７ 第２の増幅器
２８ 第２の増幅器
２９ 第２の増幅器
Ｒｓ１，Ｒｓ２ 入力抵抗
Ｒｆ１，Ｒｆ２ 帰還抵抗

Claims (9)

1. 単一指向性のミドル用マイクエレメントとこのミドル用マイクエレメントの指向軸に対して指向軸を直交させて配置されている双指向性のサイド用マイクエレメントを有し、
   サイド用マイクエレメントの出力回路にはサイド用マイクエレメントの出力信号の位相を反転して出力する反転増幅器が設けられ、
   左右チャンネルの一方の信号を得るためにミドル用マイクエレメントの出力信号にサイド用マイクエレメントの非反転出力信号を加算し、
   左右チャンネルの他方の信号を得るためにミドル用マイクエレメントの出力信号に上記反転増幅器の出力信号である上記サイド用マイクエレメントの反転出力信号を加算し、
   上記反転増幅器への入力抵抗と帰還抵抗はともに分割可能になっていて、これら入力抵抗および帰還抵抗の分割比を可変とすることにより、ミドル用マイクエレメントの出力信号に加算するサイド用マイクエレメントの非反転出力信号および反転出力信号のレベルを切り換えて、左右の指向軸相互のなす角度を切り換え可能としたステレオマイクロホン。
2. 左右チャンネルの一方のチャンネルは、ミドル用マイクエレメントの出力信号をホット、反転増幅器の出力信号であるサイド用マイクエレメントの反転出力信号をコールドとして平衡出力され、左右チャンネルの他方のチャンネルは、ミドル用マイクエレメントの出力信号をホット、サイド用マイクエレメントの非反転出力信号をコールドとして平衡出力される請求項１記載のステレオマイクロホン。
3. ミドル用マイクエレメントの出力端およびサイド用マイクエレメントの出力端にはともに第１の増幅器が接続されていて、それぞれのマイクエレメントから上記各第１の増幅器を介して信号が出力される請求項１記載のステレオマイクロホン。
4. サイド用マイクエレメント側の第１の増幅器から非反転信号が出力され、サイド用マイクエレメントの反転信号を得るために上記第１の増幅器の後段に反転増幅器が接続されている請求項３記載のステレオマイクロホン。
5. 反転増幅器への入力抵抗と帰還抵抗の分割比を切り換えるスイッチを備えている請求項１記載のステレオマイクロホン。
6. 反転増幅器への入力抵抗と帰還抵抗は連動する可変抵抗からなり、この可変抵抗はその動作によって非反転信号と反転信号のレベルが同じレベルで連続的に変化するように接続されている請求項１記載のステレオマイクロホン。
7. 左右チャンネルの各ホット信号およびコールド信号の各出力回路にはエミッタフォロワ接続された第２の増幅器が接続されている請求項１記載のステレオマイクロホン。
8. ミドル用マイクエレメントおよびサイド用マイクエレメントはともにコンデンサ型マイクエレメントである請求項１記載のステレオマイクロホン。
9. 入力抵抗および帰還抵抗は、それぞれの分割比が同じになってサイド用マイクエレメントの非反転出力信号および反転出力信号レベルの絶対値が同じになるように接続されている請求項１記載のステレオマイクロホン。

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