JP6568447B2

JP6568447B2 - 狭指向性マイクロホン

Info

Publication number: JP6568447B2
Application number: JP2015200669A
Authority: JP
Inventors: 秋野　裕; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: JP2017073712A

Description

本発明は、比較的離れた場所に存在する音源からの音を収音する際に用いられる音響管を有する狭指向性マイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、音響管の前端を終端するインピーダンスを切り替えて使用状況に適した特性とすることができる狭指向性マイクロホンに関するものである。

狭指向性マイクロホンでは、単一指向性のマイクロホンユニットに、比較的長尺の音響管を取り付けることにより狭指向性を得ているが、音響管の前端に負荷するインピーダンスによって指向周波数応答が異なることが知られている。非特許文献１には、音響管の前端を開放、閉止もしくは適切なインピーダンスで終端した場合について、その各特性が紹介されている。

音響管は、基本的な構成として、その管壁の一部分に軸線方向に沿って形成された例えばスリット状の側部音波導入孔を備えているが、多くの狭指向性マイクロホンでは、音響管の前端を開放している。

これによれば、音響管が同一長さであっても、前端を閉止したものよりも高い狭指向性が得られる。これに対して、音響管の前端を閉止した場合には、音響管内における音響中心が音響管の長さ方向のほぼ中央になることから、狭指向性および感度は前端を開放したものに比べて劣るものの、風雑音については前端を開放したものと比べて優れた特性となる。

非特許文献１には、音響管の前端に負荷する終端インピーダンスを適切に設計することにより、音響管の前端を開放したものよりも高い指向性が得られることが記載されているが、これに関連する技術として、特許文献１に記載された超指向性マイクロホンでは、音響管の前端に、音響管と同径で内部に吸音材が詰め込まれた音波導入孔を持たない無孔の第２音響管を接続するようにしている。

これによれば、音響管内の反射波が第２音響管内の吸音材によって、その反射エネルギーが吸収されるため、指向性がより高められることになるが、他方において、音響管の前端に第２音響管を接続することから、その分，マイクロホンが大型になる。特に、低域まで優れた指向特性を得ようとすると、第２音響管を長くする必要があるため、マイクロホンがより大型になってしまう、という問題がある。

特開平６−１７８３８０号公報

溝口章夫著：昭和４２年１１月日本音響学会講演論文集「１−２−１２ラインマイクロホン用音響管に関する考察」

そこで、本発明の課題は、音響管を用いる狭指向性マイクロホンにおいて、音響管の前端に吸音材を有する別の音響管等を付加することなく、音響管の前端を終端するインピーダンスを切り替え可能とし、使用状況に適した特性を得ることができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、前端に開口部を有する所定の長さの筒状であって、管壁の一部分に軸線方向に沿って側部音波導入孔が形成されている音響管を備え、上記音響管の後端にマイクロホンユニットが装着されている狭指向性マイクロホンにおいて、
上記音響管内に、一端が開口部で内部に吸音材が詰め込まれている有底筒状の内管を有し、上記内管は、その内管開口部が上記音響管開口部側に向けて上記音響管内に配置されているとともに、上記音響管開口部を開閉する第１シャッターと、上記内管開口部を開閉する第２シャッターとを備えていることを特徴としている。

本発明において、上記内管の断面積は、上記音響管と上記内管との間の断面積とほぼ同一であることが好ましい。

また、上記内管は、所定の支持手段を介して上記音響管と同軸に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、前端に開口部を有し管壁に側部音波導入孔が設けられている音響管内に、内部に吸音材が詰められた有底筒状の内管が、その内管開口部が音響管開口部に向くようにして、好ましくは内管の断面積を音響管と内管との間の断面積とほぼ同一とし、かつ、音響管に対して同軸として収納されているとともに、音響管開口部と内管開口部とに、それぞれ、第１シャッターと第２シャッターとが設けられていることにより、
第１の使用態様として、第１および第２シャッターを閉じて音響管開口部と内管開口部とをともに閉止すれば、前端が閉止された音響管と同じく、側部音波導入孔が主音響端子となり、風雑音が少なく、比較的広い収音角の狭指向性が得られ、
第２の使用態様として、第１シャッターを開いて音響管開口部を開放とし、第２シャッターを閉じて内管開口部を閉止すれば、前端が開放された音響管と同じく、音響管開口部が主音響端子となり、低域の周波数応答が持ち上がった狭い狭指向性が得られ、
第３の使用態様として、第１シャッターを閉じて音響管開口部を閉止し、第２シャッターを開いて内管開口部を開放すれば、側部音波導入孔が主音響端子となり、音響管の前端（音響管と内管との接続部分）が適切なインピーダンスで終端されるため、感度と低域の周波数応答が低下するものの、風雑音が少なく、良好な狭指向性が得られる。

また、終端インピーダンスを構成する内管が音響管内に収納されているため、大型にもならない。また、内管の断面積は、音響管と内管との間の断面積とほぼ同一であるため、音響管と内管との接続部分でのインピーダンス整合もよい。

本発明の実施形態に係る狭指向性マイクロホンを一部分解して示す外観斜視図。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。内管の支持具を示す斜視図。第１および第２シャッターの操作部の構成を示す要部拡大断面図。上記狭指向性マイクロホンの第１の使用態様を示す模式的な断面図。上記狭指向性マイクロホンの第２の使用態様を示す模式的な断面図。上記狭指向性マイクロホンの第３の使用態様を示す模式的な断面図。

次に、図１ないし図８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。

まず、図１ないし図３を参照して、この実施形態に係る狭指向性マイクロホン１は、基本的な構成として、狭指向性を得るための音響管２と、マイクロホンユニット３とを備えている。

音響管２は所定の軸長を有する円筒体からなり、その前端（収音時に音源に向けられる側）２ａに開口部２１を有し、後端２ｂは開放されている。音響管２の管壁２０ｂの一部分には側部音波導入孔２２が設けられている。

この実施形態において、側部音波導入孔２２は、音響管２の軸線方向に沿って連続したスリット状に形成されており、１８０度対向する２箇所に配置され、その各々には、不織布等からなる音響抵抗材２３が被せられている。なお、側部音波導入孔２２は、連続したスリット孔ではなく、例えば音響管２の軸線方向に沿って一列に配列された複数の音孔の集合体であってもよい。

マイクロホンユニット３は単一指向性で、音響管２の後端２ｂに装着される。狭指向性マイクロホンの場合、通常、マイクロホンユニット３には静電型が用いられるが、動電型であってもよい。

この狭指向性マイクロホン１は、音響管２内に内管４を備えている。内管４は、一端が開口部４１とされた有底円筒体からなり、その内部にはガラス繊維等からなる吸音材４２が詰め込まれている。内管４は合成樹脂もしくは金属材からなり、開口部４１以外に音波導入部を持たない。

内管４は、終端インピーダンスを構成するための音響管として、その開口部４１を音響管２の開口部２１側に向けて音響管２内に収納されるが、内管４の断面積Ｓ１は、音響管２と内管４との間の断面積Ｓ２とほぼ同じとする。換言すれば、音響管２の断面積をＳとすると、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ／２である。これは、音響管２と内管４とを接続する接続部において終端インピーダンスの整合をとるためである。

内管４は、音響管２に対して非同軸な配置、すなわち、音響管２の内面の一部分に接する偏った位置に配置されてもよいが、例えば図４に示す内管支持部材５を介して音響管２に対して同軸の２重管的に配置されることが好ましい。

内管支持部材５は、内管４の外周面に嵌合する第１リング５１と、音響管２の内周面に嵌合する第２リング５２と、第１リング５１に対して第２リング５２を同軸に連結する複数本（この例では均等配置の３本）のスポーク５３とを有し、少なくとも内管４の前後２箇所に取り付けられる。

本発明によると、音響管２の前端２ａの終端インピーダンスを切り替えるため、音響管２の開口部２１を開閉する第１シャッター２４と、内管４の開口部４１を開閉する第２シャッター４３とを備える。第１シャッター２４、第２シャッター４３ともに合成樹脂等の遮音材からなる。

なお、内管４の軸長や、音響管２の開口部２１と内管４の開口部４１との間の距離（間隔）は、収音する音波の波長等を勘案して任意に決められてよい。

図５を参照して、この実施形態によると、第１シャッター２４は、１８０度対向する位置に操作ロッド２４ａ，２４ａを備えている。操作ロッド２４ａ，２４ａは、第１シャッター２４に対してほぼ直交するように取り付けられており、開口部２１の周りの前壁２０ａを貫通して音響管２の前方に引き出されている。

これによれば、操作ロッド２４ａ，２４ａを指で摘まんで、音響管２内に押し込むことにより、第１シャッター２４が図５の右方向に移動し、音響管２の開口部２１が開かれて前端開放となる。また、操作ロッド２４ａ，２４ａを引っ張ることにより、第１シャッター２４が図５の左方向に移動し、音響管２の開口部２１が閉じられ前端閉止となる。

また、第２シャッター４３も、１８０度対向する位置に操作ロッド４３ａ，４３ａを備えているが、この場合、操作ロッド４３ａ，４３ａは、その各端部が音響管２の管壁２０ｂを貫通するように第２シャッター４３の半径方向に延ばされている。

これに対応して、音響管２の管壁２０ｂ側には、操作ロッド４３ａ，４３ａの各端部が貫通するスリット４４，４４が軸線方向に沿って設けられている。これによれば、操作ロッド４３ａ，４３ａを介して第２シャッター４３を内管４の開口部４１を閉止する位置と、内管４の開口部４１を開放する位置とに動かすことができる。

なお、スリット４４，４４から音響管２内に音が入り込まないようにするため、操作ロッド４３ａ，４３ａに、スリット４４よりも幅および長さがともに大きな遮音カバー４５，４５を取り付けることが好ましい。また、各シャッター２４，４３をその閉位置と開位置とにおいて適度な係合力をもって保持する係合手段を備えることが好ましい。さらには、音響管２内のスペースが許せば各シャッター２４，４３を蝶型弁としてもよい。

次に、図６ないし図８により、この実施形態に係る狭指向性マイクロホン１の特性の切り替えについて説明する。なお、これらの各図には、作図の都合上、各シャッター２４，４３の操作部材（操作ロッド２４ａ，４３ａ）は図示を省略している。

まず、第１の使用態様として、図６に示すように、第１シャッター２４により音響管２の開口部２１を閉じて前端閉止（このとき、内管４の開口部４１も第２シャッター４３にて閉じる）とすることにより、側部音波導入孔２２が主音響端子となり、風雑音が少なく、比較的広い収音角の狭指向性が得られる。

次に、第２の使用態様として、図７に示すように、第２シャッター４３にて内管４の開口部４１を閉じた状態で、第１シャッター２４を開いて音響管２開口部２１を開放することにより、前端が開放された音響管と同様、音響管２の開口部２１が主音響端子となり、低域の周波数応答が持ち上がった狭い狭指向性が得られる。

さらに、第３の使用態様として、図８に示すように、第１シャッター２４にて音響管２の開口部２１を閉じた状態で、第２シャッター４３を開いて内管４の開口部４１を開放することにより、側部音波導入孔２２が主音響端子となり、音響管２の前端（音響管２と内管４との接続部分）が適切なインピーダンスで終端されるため、感度と低域の周波数応答が低下するものの、風雑音が少なく、良好な狭指向性が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、終端インピーダンスを構成する吸音材を含む音響管を内管として本来の音響管内に配置するとともに、音響管の前端開口部（音波導入口）と内管の開口部とにそれぞれ開閉シャッターを設けたことにより、音響管を大型化することなく、音響管の前端を終端するインピーダンスを適宜切り替えて、音響管の前端を開放，閉止もしくは適切なインピーダンスで終端することができる。

１狭指向性マイクロホン
２音響管
２ａ前端
２ｂ後端
２０ａ前壁
２０ｂ管壁
２１開口部
２２側部音波導入孔
２３音響抵抗材
２４第１シャッター
２４ａ操作ロッド
３マイクロホンユニット
４内管
４１開口部
４２吸音材
４３第１シャッター
４３ａ操作ロッド
４４スリット
４５遮音カバー
５内管支持部材

Claims

前端に開口部を有する所定の長さの筒状であって、管壁の一部分に軸線方向に沿って側部音波導入孔が形成されている音響管を備え、上記音響管の後端にマイクロホンユニットが装着されている狭指向性マイクロホンにおいて、
上記音響管内に、一端が開口部で内部に吸音材が詰め込まれている有底筒状の内管を有し、上記内管は、その内管開口部が上記音響管開口部側に向けて上記音響管内に配置されているとともに、上記音響管開口部を開閉する第１シャッターと、上記内管開口部を開閉する第２シャッターとを備えていることを特徴とする狭指向性マイクロホン。
上記内管の断面積は、上記音響管と上記内管との間の断面積とほぼ同一であ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。
上記内管は、所定の支持手段を介して上記音響管と同軸に配置されてい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。