JP6543102B2 - 集音器 - Google Patents

Description

この発明は、パラボラ形状の反射板の焦点位置にマイクを設置し、遠方の音をマイクを介し収音する集音器に関する。

遠方の音を収音する集音器として、パラボラ型反射板を用いたものがある。パラボラ型反射板とは、放物曲面をもった反射板であり、レンズ同様に焦点を有している。

図８（ａ）に従来からあるパラボラ型反射板を用いた集音器の例を示す。この集音器はパラボラ型反射板にマイク（パラボラマイク）を設置した集音器において、マイク３をパラボラ型反射板２の前面の凹面側の焦点に設置すると、遠方からの音は、図８（ｂ）において矢印で示すようにパラボラ型反射板２によって反射され、焦点位置に設置されたマイク３に集められる。その結果、マイク単独で収音する場合と比較し、大きな利得を得ることができ、遠方の音を明瞭に収音することができる。

パラボラマイクにおいては収音対象以外の音は拾わないことが望ましい。しかしながら、集音器の背面側に、例えば人が立ち、会話をしているようなことがある。パラボラ反射板２の背面にこのような音源があると、その背面音が前面に回り込み、回り込んできた回折音がパラボラマイクを設置している焦点において重なり合ってしまい収音対象物からの音の明瞭度を低下させてしまう。

これを解決するために、パラボラ反射板に指向性の異なる２本のマイクを設置したものがある。一方はパラボラ反射板前面方向に向けたカーディオイド特性のマイク、他方はパラボラ反射板前面とは逆、すなわち音源方向に向けた超指向性マイクを設け、これら２つのマイクで収音した音声信号を、適切な比率で加算することで、目的とする遠方の音のみを有効に収音し、背面や側面からの不必要な音を拾わないようにしている（特許文献１）。

特開平１０−２２４８８２号公報

しかしながら、この方法ではマイクを２つ使用しなければならず、そのうちひとつは、超指向性マイクという特殊なマイクを要するといった問題がある。さらに２つのマイクで収音した信号を加算するという処理も必要となり、構成が複雑で、かつその分、コスト高を招くという課題があった。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、パラボラ反射板形状に工夫を加えることによりその背面方向からの音が前面に回り込むのを低減し得る集音器を提供することにある。

請求項１に係る発明は、前面の焦点位置にマイク３が設けられ、このマイク３を介し音を収音するパラボラ反射板２を備えた集音器であって、前記パラボラ反射板２の外周部に、パラボラ反射板背面の音が前面に回り込むのを防止する背面音回折防止部４を設け、この背面音回折防止部４は前記パラボラ反射板２の外周部全体に亘って設けられ、かつ背面音回折防止部４は前方に向かって湾曲して突出断面半円状をなすことを特徴とする。請求項２に係る発明は、前面の焦点位置にマイク３が設けられ、このマイク３を介し音を収音するパラボラ反射板２を備えた集音器であって、前記パラボラ反射板２の外周部に、パラボラ反射板背面の音が前面に回り込むのを防止する背面音回折防止部４を設け、この背面音回折防止部４は前記パラボラ反射板２の外周部全体に亘って設けられ、かつ背面音回折防止部４は断面Ｙ字状またはＴ字状をなすことを特徴とする。

請求項１、２記載の本発明によれば、パラボラ反射板２の外周に、背面音回折防止部４を設けたため、背面の音が前面に回り込むのを減衰させることができ、遠方の目的音を明瞭に収音することができる。
また、この集音器は背面音回折防止部４をパラボラ反射板２の外周に一体に設ける簡易構成のため、コスト高を防止し得、かつ背面音回折防止部４によってパラボラ反射板２の強度も向上するといった利点がある。

（ａ）は本発明の第１実施例にかかる集音器の概略正面図、（ｂ）は同側面図を示す。 集音器に対する音圧分布の計算モデルの説明図である。 集音器のパラボラ反射板背面音の流れを示す動作説明図で、（ａ）は本発明、（ｂ）は従来品を示す。 （ａ）、（ｂ）は本発明の第１実施例の音圧分布の状態、（ｃ）、（ｄ）は本発明との対比での従来例の音圧分布の状態を示す説明図。 本発明の第１実施例にかかる集音器の斜視図。 （ａ）は本発明の第２実施例の概略正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の一使用例を示す。 （ａ）は従来例の概略正面図、（ｂ）は動作説明図を示す。

図１（ａ）は本発明の第１実施例の集音器１の概略正面図、同（ｂ）は概略側面図で、２は前面が凹面上に湾曲したパラボラ反射板、３はその焦点位置に設けられたマイク、４はパラボラ反射板２の外周全体に亘って設けられた背面音回折防止部である。

本発明では、パラボラ反射板２に、前面が前方に向って弧状に突出した断面半円形の背面音回折防止部４を設けたことに特徴を有している。パラボラ反射板２の外周にフランジ状に設けられた背面音回折防止部４はパラボラ反射板２と一体に設けられているため、強度も向上するといった利点がある。

図２は直径が３０ｃｍの背面音回折防止部４がない従来のパラボラ反射板２を備えた集音器において、パラボラ反射板２の背面方向２ｍの距離に、音圧レベル９０ｄＢの点音源５が存在した場合のパラボラ反射板周辺部の音圧分布を測定する場合を示す。

パラボラ反射板２の背面側に音源が存在する場合、従来品では図３（ｂ）に示すように、矢印で示すように、背面音ａがパラボラ反射板２の前面側に回り込む。

しかしながら、図３（ａ）に示すように、本発明ではパラボラ反射板２の外周に背面音回折防止部４が設けられているため、背面音ａは背面が凹状の湾曲部となって背面音回折防止部４に沿い、背面側に流れ易く、パラボラ反射板２の前面側への回折が防止ないし減衰される。

図４は、図２に示した計算方法を用い、計算したパラボラ反射板周辺の音圧分布を示す。

図４（ａ）、（ｂ）は背面音回折防止部４を有する本発明品の音圧分布で、図４（ａ）は２ｋＨｚの周波数における音圧分布、図４（ｂ）は４ｋＨｚの周波数における音圧分布を示す。

これに対し、図４（ｃ）、（ｄ）は背面音回折防止部４がない従来例の場合であって、図４（ｃ）は２ｋＨｚの周波数における音圧分布、図４（ｄ）は４ｋＨｚの周波数における音圧分布を示す。

各図（ａ）〜（ｄ）の右側の長尺で示したスケールは、音圧を色と数値で示したものである。スケールの下部から上部に向って音圧が３０ｄＢから９０ｄＢへと変化し、それを濃淡の色で示している。

図４（ａ）、（ｂ）に示す本発明では背面音の回り込みは少なく、パラボラ反射板２の前面のマイク設定位置はほぼ７２ｄＢないし７０ｄＢとなっている。

これに対し従来例では、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、マイク設置位置周辺ではほぼ８４ｄＢと音圧が強くなっている。

このように本発明では背面音回折防止部４を設けているため、前面に回り込んでくる音のエネルギーが減少し、マイク３が拾う背面からの音を減衰させることができるといえる。そのため、パラボラ反射板２の背面方向からの音を音響的に低減させることで、目的とする遠方の音源を明瞭に収音することができる。

これに対し図４（ｃ）、（ｄ）に示す従来例では、パラボラ周囲端において背面音の回折を生じ、その音波によりパラボラ前面において干渉波が生じていることが分かる。パラボラ前面方向中央のマイク３が設置される位置には、干渉波の重なりにより音圧が強い領域となり、ほぼ８４ｄＢとなっていることが分かる。

図５は本発明の第１実施例の斜視図を示す。マイク３は支持部３ａによってパラボラ反射板２の焦点位置に設けられている。６はパラボラ反射板２の背面に設けられた把持部である。

図６は本発明の第２実施例で、断面Ｙ字状に背面音回折防止部４’を形成した例を示す。この第２実施例の作用効果も第１実施例とほぼ同様である。また、断面Ｔ字状としても良い。

図７は本発明の一使用例を示す。例えばビル７の火災において、火８が出ている階より上層の階の居住者が逃げ場を失い、屋上９に避難し、助けを求めているような場合、地上において本発明の集音器１を救助者１０が屋上の避難者１１に向ければ避難者１１の助けを求める叫びを収音することができ、それによって適切な救助活動を行うことができる。

また、大地震で倒壊した家屋の下にいる人のうめき声も収音可能であり、本発明は災害時の救命活動に役立ち、産業上の有用性は大である。

１ 集音器
２ パラボラ反射板
３ マイク
４ 背面音回折防止部
５ 点音源
６ 把持部
７ ビル
８ 火
９ 屋上
１０ 救助者

Claims (2)

1. 前面の焦点位置にマイク（３）が設けられ、このマイク(３)を介し音を収音するパラボラ反射板（２）を備えた集音器であって、前記パラボラ反射板（２）の外周部に、パラボラ反射板背面の音が前面に回り込むのを防止する背面音回折防止部（４）を設け、この背面音回折防止部（４）は前記パラボラ反射板（２）の外周部全体に亘って設けられ、かつ背面音回折防止部（４）は前方に向かって湾曲して突出断面半円状をなすことを特徴とする集音器。
   
2. 前面の焦点位置にマイク（３）が設けられ、このマイク（３）を介し音を収音するパラボラ反射板（２）を備えた集音器であって、前記パラボラ反射板（２）の外周部に、パラボラ反射板背面の音が前面に回り込むのを防止する背面音回折防止部（４）を設け、この背面音回折防止部（４）は前記パラボラ反射板（２）の外周部全体に亘って設けられ、かつ背面音回折防止部（４）は断面Ｙ字状またはＴ字状をなすことを特徴とする集音器。