JP6312551B2 - バウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタ - Google Patents

Description

この発明は、バウンダリープレートに対してマイクロホンの集音軸が可変できるように取付けられるバウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタに関する。

バウンダリーマイクロホン（面上集音式マイクロホン）は、会議の席やテレビ等のスタジオなどにおいて用いられることが多い。
このバウンダリーマイクロホンは会議の席などにおいては机上面に配置して使用され、またテレビ等のスタジオなどにおいては主に床面に配置して使用される。

前記したバウンダリーマイクロホンは、例えば特許文献１および２に開示されているように、バウンダリープレートと、このバウンダリープレート上に載置されたマイクロホンとにより構成される。
この場合、マイクロホンはバウンダリープレートに接近して配置されるので、マイクロホンには直接音とバウンダリープレートによる反射音が到来する。しかしながら直接音とバウンダリープレートによる反射音との時間差（位相差）は殆どなく、これにより明瞭度の高い音声信号を得ることができる。

特開平８−６５７８６号公報 特表２０１３−５２７９９５号公報

前記したバウンダリーマイクロホンは、単一指向性のマイクロホンの集音軸が、例えばバウンダリープレートの上面と平行となるように固定されて取付けられる場合が多い。
したがって、音源がバウンダリーマイクロホンの集音軸から外れている時には、良好な音質で集音することが困難になる。
したがって、このバウンダリーマイクロホンを例えば会議の席などで利用した場合、机上に置かれたバウンダリーマイクロホンに向かった話者が、着席した状態と立ち上がった状態とでは、周波数応答特性が大きく異なる問題が発生する。

そこで、バウンダリープレート上において、単一指向性マイクロホンユニットの集音軸の仰角が可変できるように前記マイクロホンユニットを取付ける構成を採用することが考えられる。この構成によると、マイクロホンユニットの集音軸を適宜音源方向に向くように設定することができるので、集音軸のずれによる周波数応答特性の悪化を防止することができる。

ところで、バウンダリープレート上に配置されたマイクロホンユニットについて、そのの集音軸を可変する操作がなされると、以下の理由によりマイクロホンユニットの指向性が変化するという問題が招来される。
すなわち、図５Ａ〜図５Ｃはバウンダリーマイクロホンとして利用される単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１の外観構成を示したものであり、それぞれマイクロホンユニット１の正面図、側面図、背面図を示している。

この単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１は、図に示されているとおり、例えばアルミニウム素材による円筒状のユニットケース２が外郭を構成し、ユニットケース２の前面壁には、図５Ａに示すようにマイクロホンユニット１の前部音響端子となる複数の開口３が形成されている。

図示していないが前記ユニットケース２内には周知のとおり、振動板とこの振動板の背面に対峙する固定極等が配置され、ユニットケース２の背面側には、図５Ｃに示すようにインピーダンス変換器として機能するＦＥＴ等が搭載された回路基板４が、ユニットケース２を封止するようにして取付けられている。
そして、前記回路基板４には、このマイクロホンユニット単体における後部音響端子となる複数の開口５が施されている。

前記したマイクロホンユニット１は、図６Ａに示したようにバウンダリープレート２１上に配置される。そしてマイクロホンユニット１は、その集音軸Ｄがバウンダリープレート２１の上面と平行となる仰角が０度の状態から、鉛直方向の９０度となる範囲で可変できるように適宜の手段でバウンダリープレート２１上に取付けられる。

図６Ｂは、マイクロホンユニット１の集音軸Ｄの仰角が４５度程度に設定された様子を示している。この状態によると図６Ａに示した集音軸Ｄの仰角が０度の状態と比較すると、マイクロホンユニット１の後部音響端子がバウンダリープレート２１に近接し、後部音響端子側の空間がバウンダリープレート２１との間で狭められる。
また、集音軸Ｄの仰角がさらに大きく鉛直方向に向かって設定される場合には、後部音響端子側の空間はバウンダリープレート２１との間でさらに狭められることになる。

したがって、マイクロホンユニット１の集音軸Ｄの前記した仰角の変化に伴い、後部音響端子側への信号波の供給に制限が加わることになる。これにより、マイクロホンユニットは単一指向性の特性から無指向性に近い特性に変化し、顕著な場合にはハウリングを引き起こすなどの問題に発展することになる。

この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、バウンダリープレートとの間で集音軸を変化させた場合、マイクロホンユニットの後部音響端子側への音声波の作用に変化を与えないように構成し、これによりマイクロホンユニットの指向性の変化を大幅に抑えることができるバウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタを提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るバウンダリーマイクロホンは、単一指向性マイクロホンユニットと、周側面に前記単一指向性マイクロホンユニットを装着するユニット装着凹部を備えた円筒体状のユニット装着部材と、前記ユニット装着部材の中空部の軸芯をプレート上面に対して平行に配置すると共に、前記ユニット装着部材を前記軸芯上において回動可能に取付けたバウンダリープレートとを備えたバウンダリーマイクロホンであって、前記ユニット装着部材に装着された前記単一指向性マイクロホンユニットは、前部音響端子がユニット装着部材の周側面の外側に向かって配置されて、集音軸がユニット装着部材の中空部の軸芯と交差し、後部音響端子が前記ユニット装着部材の前記中空部を介して当該中空部の両外側に連通していることを特徴とする。

この場合、一つの好ましい形態においては、前記ユニット装着部材に形成されたユニット装着凹部は、ユニット装着部材の前記周側面から前記中空部の軸芯に向かって形成された貫通孔と、前記ユニット装着凹部に挿入される前記マイクロホンユニットの後端部に係止するユニット位置決め用の当接部とを備えられる。

加えて、前記円筒体状のユニット装着部材は、当該ユニット装着部材の前記周側面に沿って配置される支持枠部材によって、前記バウンダリープレート上に回動可能に取付けられた構成が採用される。

また前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るバウンダリーマイクロホン用アダプタは、周側面に単一指向性マイクロホンユニットを装着可能なユニット装着凹部を備えた円筒体状のユニット装着部材と、前記ユニット装着部材の中空部の軸芯をプレート上面に平行に配置すると共に、前記ユニット装着部材を前記軸芯上において回動可能に取付けたバウンダリープレートとを備えたバウンダリーマイクロホン用アダプタであって、前記ユニット装着部材のユニット装着凹部を利用して、単一指向性マイクロホンユニットを装着することにより、前部音響端子がユニット装着部材の周側面の外側に向かって形成されて、集音軸がユニット装着部材の中空部の軸芯と交差し、後部音響端子が前記ユニット装着部材の前記中空部を介して当該中空部の両外側に連通した状態になされることを特徴とする。

そして、このバウンダリーマイクロホン用アダプタにおいても、前記ユニット装着部材に形成されたユニット装着凹部は、ユニット装着部材の前記周側面から前記中空部の軸芯に向かって形成された貫通孔と、前記ユニット装着凹部に挿入される前記マイクロホンユニットの後端部に係止するユニット位置決め用の当接部とが備えられる。

前記した構成のバウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタによると、バウンダリープレート上におけるユニット装着部材を軸回転させることで、ユニット装着部材に装置されたマイクロホンユニットの集音軸を変更することができる。
この場合、マイクロホンユニットの集音軸がたとえ変更されても、ユニット装着部材はその中空部が軸芯として回動されるので、前記マイクロホンユニットの後部音響端子に連通する中空部の姿勢ならびに形態は変化しない。

したがって、マイクロホンユニットの後部音響端子とバウンダリープレートの位置関係は変化せず、これによりマイクロホンユニットの指向性が変化するのを効果的に阻止することができる。
それ故、マイクロホンユニットの集音軸をたとえ変化させても、指向周波数応答特性に影響を与えることのないバウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタを実現することができる。

ユニット装着部材にマイクロホンユニットを装着した状態を示す斜視図である。 同じく側面図である。 同じく正面図である。 図２ＢにおけるＡ−Ａより矢印方向に見た断面図である。 この発明に係るバウンダリーマイクロホンの平面図である。 同じく側面図である。 ユニット装着部材を回動可能に支持する例を示した模式図である。 バウンダリーマイクロホンに用いられるマイクロホンユニットの例を示した正面図である。 同じく側面図である。 同じく背面図である。 従来のバウンダリーマイクロホンの基本構成を示した側面図である。 同じく集音軸を変化させた例を示した側面図である。 本発明に係るバウンダリーマイクロホンにおける集音軸の仰角が０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が３０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が６０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が９０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 従来のバウンダリーマイクロホンにおける集音軸の仰角が０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が３０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が６０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。 同じく集音軸の仰角が９０度の時の指向周波数応答特性図である。 この時のポーラパターンである。

この発明に係るバウンダリーマイクロホンおよびバウンダリーマイクロホン用アダプタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１および図２Ａ〜図２Ｃには、バウンダリーマイクロホンを構成する円筒体状のユニット装着部材１１と、これに装着された単一指向性マイクロホンユニット１の形態が示されている。
なお、この実施の形態において用いられる単一指向性マイクロホンユニット１は、図５Ａ〜図５Ｃに基づいてすでに説明した単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１が利用されており、したがってその詳細な説明は省略する。

前記ユニット装着部材１１は、比較的肉厚状に成形された円筒体により構成されており、その周側面に前記したマイクロホンユニット１を装着することができるユニット装着凹部１２が備えられている。
このユニット装着凹部１２は、ユニット装着部材１１の周側面から、その軸芯部分の中空部１３に達する円形状の貫通孔として形成されている。そして、貫通孔の底部にはユニット装着凹部１２に挿入される前記マイクロホンユニット１の後端部が係止されるユニット位置決め用の当接部１４（図２Ｃ参照）が備えられている。

なお、図２Ｃに示されているように、ユニット位置決め用の当接部１４に続く前記中空部１３には、この中空部１３の内径を部分的に拡張するくり抜き部１３ａが形成されている。
このくり抜き部１３ａは、ユニット装着凹部１２に装着された状態のマイクロホンユニット１の後部音響端子となる前記した複数の開口５が、前記当接部１４によって閉塞されるのを避けるために形成されている。

以上の構成により、前記したユニット装着凹部１２に、マイクロホンユニット１を装着することで、マイクロホンユニット１の前部音響端子としての開口３が、ユニット装着部材１１の周側面の外側に向かって配置され、その集音軸Ｄがユニット装着部材１１の中空部１３の軸芯と交差する状態に設定される。
そして、マイクロホンユニット１の後部音響端子としての前記した回路基板４に形成された開口５が、ユニット装着部材１１の前記中空部１３を介して当該中空部１３の両外側に連通した状態になされる。

マイクロホンユニット１を搭載した円筒状のユニット装着部材１１は、図３Ａおよび図３Ｂに示すようにバウンダリープレート２１上に載置されて、バウンダリーマイクロホン２５が構成される。
そして、バウンダリープレート２１上に載置されたユニット装着部材１１は、当該ユニット装着部材１１の軸芯上において回動可能に取付けられる。これにより、ユニット装着部材１１に搭載されたマイクロホンユニット１は、その集音軸Ｄがバウンダリープレート２１の上面と平行となる仰角が０度の状態から、鉛直方向の９０度となる矢印θで示す範囲で可変することができる。

図４は、ユニット装着部材１１をバウンダリープレート２１上で回動可能に支持する支持具の一例を示したものであり、図４においては前記支持具は縦断面図で示している。
この支持具は、ユニット装着部材１１の軸方向の両側から、ユニット装着部材１１の周側面に沿って配置される一対のリング状の支持枠部材３１と、この支持枠部材３１をバウンダリープレート２１上に固定するための一対のベースプレート３２とにより構成されている。

すなわち、ユニット装着部材１１の軸方向の両端部を、一対の支持枠部材３１で挟み込み、ベースプレート３２を利用してバウンダリープレート２１上に固定することで、ユニット装着部材１１をバウンダリープレート２１上で回動可能に取付けることができる。
そして、例えば図４に示すようにユニット装着部材１１の側面の一部にロッド状のハンドル３３を取付けることで、ユニット装着部材１１を軸回転させることができ、ユニット装着部材１１に取付けられたマイクロホンユニット１における集音軸Ｄの仰角θを、容易に調整することができる。

以上のとおり構成されたバウンダリーマイクロホン２５によると、マイクロホンユニット１は円筒状に形成されたユニット装着部材１１に取付けられて軸回転されるので、マイクロホンユニット１の集音軸Ｄの仰角θを変更しても、マイクロホンユニット１の後部音響端子に連通する中空部１３の姿勢ならびに形態は変化しない。
したがって、マイクロホンユニット１の集音軸Ｄを変更しても、マイクロホンユニット１の後部音響端子とバウンダリープレート２１との位置関係は変化がなく、これによりマイクロホンユニット１の指向性の変化を大幅に抑えることができる。

図７Ａ〜図７Ｈは、集音軸Ｄの仰角θを変更した場合のこの発明に係るバウンダリーマイクロホンによる指向周波数応答特性とポーラパターンを示している。また図８Ａ〜図８Ｈは、集音軸Ｄの仰角θを同様に変化させた場合の従来のバウンダリーマイクロホンによる指向周波数応答特性とポーラパターンを示している。

すなわち、図７Ａおよび図８Ａは、集音軸Ｄの仰角θを０度に設定した場合において、符号Ａ，Ｂは音源に対して０度および１８０度の場合の特性を示している。
また、図７Ｃおよび図８Ｃは、集音軸Ｄの仰角θを３０度に設定した場合において、符号Ａ，Ｂ，Ｃは音源に対して０度、３０度および２１０度の場合の特性を示している。
また、図７Ｅおよび図８Ｅは、集音軸Ｄの仰角θを６０度に設定した場合において、符号Ａ，Ｂ，Ｃは音源に対して０度、６０度および２４０度の場合の特性を示している。
さらに、図７Ｇおよび図８Ｇは、集音軸Ｄの仰角θを９０度に設定した場合において、符号Ａ，Ｂ，Ｃは音源に対して０度、９０度および２７０度の場合の特性を示している。

前記した各図において、図７Ａにおける音源に対する０度（特性Ａ）と１８０度（特性Ｂ）のレベル差は、約２１ｄＢであり、図７Ｃにおける音源に対する３０度（特性Ｂ）と２１０度（特性Ｃ）のレベル差も、約２１ｄＢである。
また、図７Ｅにおける音源に対する６０度（特性Ｂ）と２４０度（特性Ｃ）のレベル差は、約１９ｄＢであり、図７Ｇにおける音源に対する９０度（特性Ｂ）と２７０度（特性Ｃ）のレベル差は、約２１ｄＢである。
これは、この発明に係るバウンダリーハイクロホンによると、集音軸Ｄを種々変更しても、指向特性に殆ど変化が見られないことを示すものとなる。

因みに、従来のバウンダリーマイクロホンにおいて、図８Ａ、図８Ｃ、図Ｅ、図８Ｇに示された同様のレベル差は、それぞれ約３０ｄＢ、約２７ｄＢ、約１６ｄＢ、約１５ｄＢであり、これは集音軸Ｄの変更に伴い、その指向特性が大幅に変化することが裏付けられるものとなる。

なお、以上説明したこの発明に係るバウンダリーマイクロホンは、その構成から単一指向性マイクロホンを除いた状態で、バウンダリーマイクロホン用アダプタとして提供することもできる。これによれば、ユーザは単一指向性マイクロホンを別に用意することで、同様の作用効果を奏するバウンダリーマイクロホンを得ることができる。

１ マイクロホンユニット
２ ユニットケース
３ 開口（前部音響端子）
４ 回路基板
５ 開口（後部音響端子）
１１ ユニット装着部材
１２ ユニット装着凹部
１３ 中空部
１３ａ くり抜き部
１４ 当接部
２１ バウンダリープレート
２５ バウンダリーマイクロホン
３１ 支持枠部材
３２ ベースプレート
３３ ハンドル

Claims (5)

1. 単一指向性マイクロホンユニットと、周側面に前記単一指向性マイクロホンユニットを装着するユニット装着凹部を備えた円筒体状のユニット装着部材と、前記ユニット装着部材の中空部の軸芯をプレート上面に対して平行に配置すると共に、前記ユニット装着部材を前記軸芯上において回動可能に取付けたバウンダリープレートとを備えたバウンダリーマイクロホンであって、
   前記ユニット装着部材に装着された前記単一指向性マイクロホンユニットは、前部音響端子がユニット装着部材の周側面の外側に向かって配置されて、集音軸がユニット装着部材の中空部の軸芯と交差し、後部音響端子が前記ユニット装着部材の前記中空部を介して当該中空部の両外側に連通していることを特徴とするバウンダリーマイクロホン。
2. 前記ユニット装着部材に形成されたユニット装着凹部は、ユニット装着部材の前記周側面から前記中空部の軸芯に向かって形成された貫通孔と、前記ユニット装着凹部に挿入される前記マイクロホンユニットの後端部に係止するユニット位置決め用の当接部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載されたバウンダリーマイクロホン。
3. 前記円筒体状のユニット装着部材は、当該ユニット装着部材の前記周側面に沿って配置される支持枠部材によって、前記バウンダリープレート上に回動可能に取付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたバウンダリーマイクロホン。
4. 周側面に単一指向性マイクロホンユニットを装着可能なユニット装着凹部を備えた円筒体状のユニット装着部材と、前記ユニット装着部材の中空部の軸芯をプレート上面に平行に配置すると共に、前記ユニット装着部材を前記軸芯上において回動可能に取付けたバウンダリープレートとを備えたバウンダリーマイクロホン用アダプタであって、
   前記ユニット装着部材のユニット装着凹部を利用して、単一指向性マイクロホンユニットを装着することにより、前部音響端子がユニット装着部材の周側面の外側に向かって形成されて、集音軸がユニット装着部材の中空部の軸芯と交差し、後部音響端子が前記ユニット装着部材の前記中空部を介して当該中空部の両外側に連通した状態になされることを特徴とするバウンダリーマイクロホン用アダプタ。
5. 前記ユニット装着部材に形成されたユニット装着凹部は、ユニット装着部材の前記周側面から前記中空部の軸芯に向かって形成された貫通孔と、前記ユニット装着凹部に挿入される前記マイクロホンユニットの後端部に係止するユニット位置決め用の当接部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載されたバウンダリーマイクロホン用アダプタ。

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