JP5687580B2

JP5687580B2 - 狭指向性マイクロホン

Info

Publication number: JP5687580B2
Application number: JP2011169308A
Authority: JP
Inventors: 秋野　裕; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: JP2013034108A; US20130034256A1; US8983106B2

Description

本発明は、音響管を用いた狭指向性マイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、風雑音等を低減するため、音響管の前端開口部をフィルムにて覆うことに伴って生ずる指向周波数応答の劣化を軽減する技術に関するものである。

音響管を用いた狭指向性マイクロホンでは、単一指向性マイクロホンユニットの振動板の前面側である前部音響端子側に、所定の軸長を有する細長い円筒状の音響管が取り付けられる。

音響管の内部に存在する空気は、低い周波数帯では音響質量として動作する。この低い周波数帯における音響質量は、振動板に付加されたことと等価に動作（振動板が重くなったことと等価に動作）することから、振動雑音を拾いやすくなる。

また、音響管には、多くの音波が入り込む開口部（前端開口部や管壁側に形成されたスリット状の開口部）が設けられているため、風雑音を受けやすい。振動雑音と風雑音は、ともに低い周波数成分が主である。

参考までに、図４に従来の音響管を用いた狭指向性マイクロホンの指向周波数応答のグラフを示す。このグラフから、低い周波数帯での出力レベルが上昇し、振動雑音と風雑音が大きく現れることが読み取れる。

そこで、本出願人は、特許文献１として、主に風雑音を低減するため、音響管の前端開口部を音波により変位可能なフィルムにて覆うことを提案している。

これによれば、フィルムが低周波の音波を通過させないことから、風雑音を低下させることができるが、フィルムが平板状である場合、風等で折れ曲がる際にフィルム固有の雑音が発生することがあるため、特許文献１に記載された発明では、好ましくは波打ち状に形成されたフィルムを用いるようにしている。

特許第４６８４０１２号公報

しかしながら、フィルムが波打ち状に形成されるにしても、フィルムには、その質量と元の位置に復元しようとするスチフネスがあるため、上記特許文献１に記載された構成の狭指向性マイクロホンにおいては、フィルムのスチフネスと、音響管内部の空気柱の音響質量とにより共振が発生することがある。なお、等価回路において、スチフネスは静電容量Ｃ，音響質量はインダクタンスＬに見立てられる。

図５に、上記特許文献１に記載された構成の狭指向性マイクロホンで測定された指向周波数応答のグラフを示すが、この測定例においては、２００Ｈｚ付近で上記Ｃ，Ｌによる共振が発生し、指向周波数応答の劣化が見られる。このことは音質も劣化することを意味している。

したがって、本発明の課題は、主に風雑音を低減するため音響管の前端開口部をフィルムにて覆うようにした狭指向性マイクロホンにおいて、フィルムのスチフネスと音響管内部の空気柱の音響質量との共振による指向周波数応答の劣化を軽減することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、単一指向性マイクロホンユニットの前部音響端子側に、所定の軸長を有する円筒状の音響管の後端部が接続され、上記音響管の前端開口部が風圧により変位可能なフィルムで覆われている狭指向性マイクロホンにおいて、上記フィルムの外面側で、上記フィルムが風圧により変位しても上記フィルムと接触しない位置に音響抵抗体が配置されていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記フィルムと上記音響抵抗体との間には、それらを非接触とする環状のスペーサが配置される。

また、上記音響抵抗体には、不織布，多数の細孔を有する金属薄板もしくは連続気泡を有するスポンジ材が好ましく採用される。

また、上記フィルムは熱可塑性樹脂からなり、上記フィルムの全域にわたって、周期が長くかつ粗い凹凸からなる第１凹凸パターンと、周期が短くかつ微細な凹凸からなる第２凹凸パターンとが形成されているとよい。

本発明によれば、音響管の前端開口部を覆うフィルムの外面側に音響抵抗体を配置したことにより、フィルムは音響抵抗体で直列共振が制動されるため、共振による指向周波数応答の劣化を軽減することができる。

本発明による狭指向性マイクロホンの実施形態を示す断面図。上記実施形態に適用されている外装ケースを示す断面図。上記外装ケース内に収納される音響管とユニット部とを示す断面図。（ａ）上記実施形態に適用されるフィルムを示す平面図，（ｂ）その一部拡大平面図，（ｃ）その一部拡大断面図。上記実施形態で測定された指向周波数応答を示すグラフ。従来の一般的な狭指向性マイクロホンの指向周波数応答を示すグラフ。音響管の前端開口部にフィルムを有する狭指向性マイクロホンの指向周波数応答を示すグラフ。

次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１ａに示すように、本発明の実施形態に係る狭指向性マイクロホン１は、図１ｂに示す外装ケース１０内に、図１ｃに示す音響管２０とユニット部３０とを収納することにより組み立てられる。

外装ケース１０は、音響管２０とユニット部３０とを連結した状態で収納し得る長さを有する長尺な円筒体からなる。外装ケース１０の材質は、金属もしくは合成樹脂のいずれであってもよい。

外装ケース１０における音響管２０の収納部分の管壁には、その軸線方向に沿ってスリット孔１１が形成されている。この例では、スリット孔１１を３つとしているが、これらをつなげた一連のスリット孔としてもよい。

また、外装ケース１０の前端開口部には、音響管２０に対する抜け止め用のストッパリング１３が取り付けられる。この取り付け方法は、外装ケース１０の前端開口部内に形成された雌ねじ１０ａと、ストッパリング１３の外周に形成された雄ねじ１３ａとの螺合による。

また、外装ケース１０におけるユニット部３０の収納部分の管壁には、ユニット部３０が備える単一指向性マイクロホンユニット３３の後部音響端子に対する後部音波取り入れ孔１２が穿設されている。

音響管２０は、外装ケース１０内にほとんど隙間なく嵌合される軸長が外装ケース１０よりも短い円筒体からなり、その管壁には、外装ケース１０のスリット孔１１と合致する音波取り入れ用のスリット孔２１が穿設されている。スリット孔１１，２１は、例えば管壁の１８０゜対向する位置もしくは９０゜間隔で４箇所に設けられてよい。

この実施形態において、ユニット部３０は、ともにほぼ同径の円筒状に形成されたシリンダ３１とユニットケース３２とを備える。図示しないが、シリンダ３１内には音声信号出力回路等が実装された回路基板が収納され、また、シリンダ３１の後端部には、ファントム電源と接続される３極（３ピン型）の出力コネクタが設けられる。

ユニットケース３２は、シリンダ３１の前端側に連結され、その内部に単一指向性のマイクロホンユニット３３を備えている。狭指向性マイクロホンにおいて、マイクロホンユニット３３には、多くの場合、コンデンサマイクロホンユニットが用いられる。

音響管２０とユニット部３０は、ユニットケース３２の前端側、すなわちマイクロホンユニット３３の前部音響端子３３ａ側に音響管２０の後端部２０ｂを連結した状態で、図１に示すように外装ケース１０内に収納されるが、風雑音低減のため、音響管２０の前端開口部２０ａに、風圧によって変位するフィルム２２を備える。

フィルム２２は、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂からなり、波打ち状に成形されたフィルムであってもよいが、本出願人が先に出願した特願２００８−１４２０６７号（特開２００９−２９０６３８号公報）に記載されている立体成型による振動板と同様なフィルムが好ましく採用される。

これについて、図２を参照して説明すると、図２（ａ）に示すように、フィルム２２は、支持リング２２１に所定のテンションがかけられた状態で張設され、その全域にわたって、周期の長い粗い凹凸からなる第１凹凸パターン２２２と、それよりも周期の短い微細な凹凸からなる第２凹凸パターン２２３とが形成されている。

図２（ｂ）に示すように、第１凹凸パターン２２２は、好ましくは６角形の亀甲模様を呈し、第２凹凸パターン２２３は、第１凹凸パターン２２２の凹凸部分を含めてフィルム２２の全域にわたって形成されている。

図２（ｃ）を参照して、第１凹凸パターン２２２は高低差が大きな凹凸からなり、これに対して、第２凹凸パターン２２３は凹部の底部から凸部の頂部までの高さがフィルムの厚み以上である多数の連続した微細な凹凸からなる。

ここで、第１凹凸パターン２２２の周期（１ピッチ）をＴ１とし、第２凹凸パターン２２３の周期（１ピッチ）をＴ２とすると、周期Ｔ１は周期Ｔ２よりも１０倍以上長いことが好ましい。

すなわち、第１凹凸パターン２２２の凹凸の間に、１０以上の第２凹凸パターン２２３の凹凸が存在することが好ましい。このようなフィルム２２は、加熱金型を有するプレス装置により容易に成形することができる。

図１ａおよび図１ｃに示すように、フィルム２２は、支持リング２２１に張設された状態で、支持リング２２１を外向き（反音響管側の向き）として、音響管２０にその前端開口部２０ａを覆うようにして取り付けられるが、本発明によると、フィルム２２の外面側（反音響管側）に音響抵抗体２３がさらに配置される。

音響抵抗体２３には、平板状に形成された不織布，多数の細孔を有する金属薄板もしくは連続気泡を有するスポンジ材（連続気泡の多孔体）が用いられるとよい。音響抵抗体２３は、フィルム２２が風圧により変位してもフィルム２２に接触しない位置に配置される。

この実施形態では、フィルム２２の支持リング２２１をスペーサリングとして音響抵抗体２３をフィルム２２と非接触状態に保持し、フィルム２２と音響抵抗体２３とを環状のホルダリング２４にて音響管２０の前端開口部２０ａに固定するようにしている。なお、図１ａに示すように、ホルダリング２４は最終的にストッパリング１３により押さえられる。

このように、風雑音低減用のフィルム２２の外面側に、音響抵抗体２３を非接触状態で配置することにより、フィルム２２のスチフネスと、音響管２０内の空気柱の音響質量との直列共振が制動され、共振による指向周波数応答の劣化を軽減することができる。

一例として、音響抵抗体２３に、日本バイリーン社製の不織布ＪＨ−１００７（ポリエステル繊維製で目付量７０ｇ／ｍ^２，厚さ０．１３ｍｍ）による外径２４．２ｍｍの音響抵抗板を用い、フィルム２２との間隔を０．８ｍｍ、フィルム２２の有効振動部の直径を約２０ｍｍとした狭指向性マイクロホンで測定された指向周波数応答のグラフを図３に示す。

これによれば、フィルム２２の直列共振が十分に制動され、特に低い周波数帯での出力レベルが平坦化されるとともに、音響管２０内の空気室の容積による音響容量が中高域での音響動作を劣化させていないことが読み取れる。

上記実施形態では、外装ケース１０内に音響管２０とユニット部３０とを収納する構成としているが、外装ケース１０は必ずしも必要ではなく、外装ケース１０を用いない場合には、ユニット部３０のユニットケース３２に、単一指向性マイクロホンユニット３３の後部音響端子に対する後部音波取り入れ孔１２を設ければよい。

１狭指向性マイクロホン
１０外装ケース
１１スリット孔
１２後部音波取り入れ孔
１３ストッパリング
２０音響管
２０ａ前端開口部
２１スリット孔
２２フィルム
２３音響抵抗体
３０ユニット部
３１シリンダ
３２ユニットケース
３３マイクロホンユニット

Claims

単一指向性マイクロホンユニットの前部音響端子側に、所定の軸長を有する円筒状の音響管の後端部が接続され、上記音響管の前端開口部が風圧により変位可能なフィルムで覆われている狭指向性マイクロホンにおいて、
上記フィルムの外面側で、上記フィルムが風圧により変位しても上記フィルムと接触しない位置に音響抵抗体が配置されていることを特徴とする狭指向性マイクロホン。
上記フィルムと上記音響抵抗体との間には、それらを非接触とする環状のスペーサが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の狭指向性マイクロホン。
上記音響抵抗体は、不織布，多数の細孔を有する金属薄板もしくは連続気泡を有するスポンジ材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の狭指向性マイクロホン。
上記フィルムは熱可塑性樹脂からなり、上記フィルムの全域にわたって、周期が長くかつ粗い凹凸からなる第１凹凸パターンと、周期が短くかつ微細な凹凸からなる第２凹凸パターンとが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の狭指向性マイクロホン。