JP5931566B2 - 単一指向性マイクロホン - Google Patents

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Description

本発明は、単一指向性マイクロホンに関し、さらに詳しくいえば、無指向性マイクロホンユニットと双指向性マイクロホンユニットとを組み合わせてなる単一指向性マイクロホンに関するものである。
無指向性マイクロホンユニットと双指向性マイクロホンユニットの出力を加算(合成)することにより、単一指向性マイクロホンを得ることができる(非特許文献1参照)。
この場合、一般には制御方式が隣接するユニットが用いられる。例えば、弾性制御方式のコンデンサ型無指向性ユニットと、抵抗制御方式のコンデンサ型双指向性ユニットの組み合わせ、抵抗制御方式のリボン(ダイナミック)型無指向性ユニットと、質量制御方式のリボン(ダイナミック)型双指向性ユニットの組み合わせ等が挙げられる(非特許文献2参照)。
ところで、コンデンサマイクロホンの無指向性成分は弾性制御であることから、振動板の共振周波数は収音帯域の上限に設定される。これに対して、双指向性成分は抵抗制御である。
直流バイアス型コンデンサマイクロホンにおいて、振動板は固定極側から静電吸引力を受けるため、振動板の張力を極端に低くすることができない。そのため、単一指向性コンデンサマイクロホンの低域限界は振動板の張力に依存する(非特許文献3参照)。
他方において、双指向性リボンマイクロホンの制御方式は質量制御である。このため、振動板の共振周波数は収音帯域の下限に設定される。リボンマイクロホンの振動板(金属のリボン箔)は磁界内で振動するため、直流バイアス型コンデンサマイクロホンのように静電吸引力が働かないことから、振動板の張力を低くすることが可能である。
したがって、無指向性と双指向性の各ユニットの出力を加算(合成)してなる単一指向性マイクロホンを得るうえで、周波数の制限を受けにくいという観点から、無指向性のコンデンサマイクロホンユニットと、双指向性のリボンマイクロホンユニットの組み合わせが好ましいと言える。
しかしながら、リボンマイクロホンユニットの出力レベルは、コンデンサマイクロホンユニットの出力レベルに比べて低いため、各ユニットの音声信号出力の合成に係る単一指向性マイクロホンを得るにあたって、単純にコンデンサマイクロホンユニットの出力とリボンマイクロホンユニットの出力とを加算することができない、という問題がある。
安野功修,松本美治男,直野博之,片倉光宏共著、「1−7−1 合成マイクロホンの単一指向性に関する一考察」、昭和57年3月発行の日本音響学会講演論文集。 HARRY F. OLSON著、「A History of High−Quality Studio Microphones」と題してJOURNAL OF THE AUDIO ENGINEERING SOCIETYに掲載された1976年11月1日にニューヨークで行われたAudio Engineering Sociaty の集会で発表論文(p233の図14〜16およびこれに関する記載参照)。 溝口章夫著、「1−4−5 直流バイアス方式指向性コンデンサーマイクロホンの小形化の問題点」、昭和44年10月発行の日本音響学会講演論文集。
そこで、本発明の課題は、無指向性コンデンサマイクロホンユニットの出力と、双指向性リボンマイクロホンユニットの出力とを加算してなる単一指向性マイクロホンを実現することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、請求項1に記載されているように、所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極との間に生ずる静電容量の変化をインピーダンス変換器を介して音声信号として出力する無指向性のコンデンサマイクロホンユニットと、磁界内に振動可能に配置されたリボン箔を有する双指向性のリボンマイクロホンユニットとを含み、上記コンデンサマイクロホンユニットと上記リボンマイクロホンユニットとが昇圧トランスを介して直列に接続され、上記各マイクロホンユニットの音声信号が加算されて上記インピーダンス変換器より出力されることを特徴としている。
本発明の好ましい態様によると、請求項2に記載されているように、上記固定極が上記インピーダンス変換器に接続されており、上記昇圧トランスの一次側巻線に上記リボンマイクロホンユニットが接続されるとともに、上記昇圧トランスの二次側巻線が上記振動板に接続される。
別の態様として、請求項3に記載されているように、上記振動板が上記インピーダンス変換器に接続されており、上記昇圧トランスの一次側巻線に上記リボンマイクロホンユニットが接続されるとともに、上記昇圧トランスの二次側巻線が上記固定極に接続されてもよい。
いずれの態様においても、請求項3に記載されているように、上記昇圧トランスにより、上記リボンマイクロホンユニットの出力レベルが上記コンデンサマイクロホンユニットの出力レベルと同等になるように昇圧されることが好ましい。
本発明によれば、双指向性のリボンマイクロホンユニットの出力が昇圧トランスにより昇圧されて無指向性のコンデンサマイクロホンユニットに加えられ、2つのマイクロホンユニットの出力が加算されることにより、無指向性のコンデンサマイクロホンユニットと双指向性のリボンマイクロホンユニットとの組み合わせよりなる単一指向性マイクロホンが提供される。
本発明の実施形態に係る単一指向性マイクロホンを示す模式図。 本発明の別の実施形態に係る単一指向性マイクロホンを示す模式図。
次に、図1および図2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1を参照して、この実施形態に係る単一指向性マイクロホン1には、無指向性に適した弾性制御方式のユニットである無指向性のコンデンサマイクロホンユニット10と、双指向性に適した質量制御方式のユニットである双指向性のリボンマイクロホンユニット20とが含まれている。
コンデンサマイクロホンユニット10は、ダイヤフラムリング12に所定の張力をかけて張設された振動板11と、固定極13とを図示しない電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置してなる音響電気変換器を備える。
振動板11には、片面に金属蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜が用いられてよい。固定極13は、アルミニウム等の電極板で、振動板11と対向する面側にエレクトレット誘電体膜13aが設けられている。
すなわち、この実施形態において、コンデンサマイクロホンユニット10は、バックエレクトレット型であるが、特にエレクトレット型である必要はない。
コンデンサマイクロホンユニット10は、インピーダンス変換器としてのFET(電界効果トランジスタ)14を備える。この実施形態において、FET14には、そのゲートGとソースSとの間に、電流の流れる順方向を逆として並列に接続された2つのダイオードD1,D2と、このダイオード群に対して並列に接続された高抵抗素子R1とを含むバイアス内蔵型のFETが用いられている。
この実施形態によると、FET14のゲートGには固定極13が接続され、ドレインDには駆動電源VDDが接続される。また、ソースSは電流検出用の抵抗素子R2を介して接地に接続されるとともに、ソースSから直流阻止用の電解コンデンサCを介して音声信号の出力端子Tが引き出されている。
リボンマイクロホンユニット20は、所定の間隔をもって配置された図示しない例えば一対の永久磁石により形成される直流磁界内に、アルミニウム等の金属からなるリボン箔を振動可能に配置してなるダイナミック型の音響電気変換器である。
リボンマイクロホンユニット20の出力レベルは、コンデンサマイクロホンユニット10の出力レベルよりも低いため、リボンマイクロホンユニット20をそのままコンデンサマイクロホンユニット10に電気的に接続することができない。
そこで、本発明では、リボンマイクロホンユニット20の出力レベルをコンデンサマイクロホンユニット10とほぼ同じレベルとするため、昇圧トランス30を用い、その一次側31にリボンマイクロホンユニット20を接続するとともに、二次側32の一端をコンデンサマイクロホンユニット10の振動板11に接続する。二次側32の他端は接地に接続する。
なお、昇圧トランス30の昇圧比を大きくすると高い出力レベルが得られるが、これに伴って出力インピーダンスが高くなり、そのままマイクロホン出力とすることは困難になるが、コンデンサマイクロホンユニット10の出力側には、インピーダンス変換器としてのFET14が接続されているため、低インピーダンスで音声信号を出力することができる。
このように、本発明によれば、一次側31にリボンマイクロホンユニット20が接続された昇圧トランス30の二次側32をコンデンサマイクロホンユニット10の振動板11に接続することにより、リボンマイクロホンユニット20とコンデンサマイクロホンユニット10とが直列に接続される。
これにより、2つのマイクロホンユニット10,20の音声信号が加算され、FET14のソースSに接続されている出力端子Tより低い出力インピーダンスで音声信号を出力することができる。
なお、別の実施形態として、図2に示すように、振動板11をFET14のゲートGに接続する場合には、昇圧トランス30の二次側32を固定極13に接続すればよい。この場合には、上記実施形態を基準として、出力信号波形の位相は逆位相、指向軸は180゜反対向きとなる。
1 単一指向性マイクロホン
10 コンデンサマイクロホンユニット
11 振動板
13 固定極
14 FET(インピーダンス変換器)
20 リボンマイクロホンユニット
30 昇圧トランス
31 昇圧トランスの一次側
32 昇圧トランスの二次側
T 出力端子

Claims (4)

  1. 所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極との間に生ずる静電容量の変化をインピーダンス変換器を介して音声信号として出力する無指向性のコンデンサマイクロホンユニットと、磁界内に振動可能に配置されたリボン箔を有する双指向性のリボンマイクロホンユニットとを含み、
    上記コンデンサマイクロホンユニットと上記リボンマイクロホンユニットとが昇圧トランスを介して直列に接続され、上記各マイクロホンユニットの音声信号が加算されて上記インピーダンス変換器より出力されることを特徴とする単一指向性マイクロホン。
  2. 上記固定極が上記インピーダンス変換器に接続されており、上記昇圧トランスの一次側巻線に上記リボンマイクロホンユニットが接続されるとともに、上記昇圧トランスの二次側巻線が上記振動板に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の単一指向性マイクロホン。
  3. 上記振動板が上記インピーダンス変換器に接続されており、上記昇圧トランスの一次側巻線に上記リボンマイクロホンユニットが接続されるとともに、上記昇圧トランスの二次側巻線が上記固定極に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の単一指向性マイクロホン。
  4. 上記昇圧トランスにより、上記リボンマイクロホンユニットの出力レベルが上記コンデンサマイクロホンユニットの出力レベルと同等になるように昇圧されることを特徴とする請求項1,2または3に記載の単一指向性マイクロホン。
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