JP7843573B2 - マイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンに関する。

従来、風の影響を受ける状況下におけるマイクロホンの技術として、音波を通過させつつ、カバー内部の風による圧力変動を抑制するマイクロホンカバーや、高速気流中の音をマイクロホンの自己発生音を発生させずに検出する高速気流雑音防止マイクロホン装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

国際公開ＷＯ２０１５／０１５６４６ 特許第５０４４７９８号公報

この点、マイクロホンにとって風は雑音源であり、屋外の収音では風をいかに避けるか常に悩まされている。特に高速で移動するモータースポーツなどの車体上では、天候による風がなくとも相対的に強い空気の流れが発生するため、車体にマイクロホンを搭載して収音することが困難であった。マイクロホンが強い風の直撃を受けると、その音が目的音をかき消してしまうからである。
そこで従来は、マイクロホンを多孔質材料で包み込み、風がマイクロホンに直撃しないようにしていた。しかし、この方法では多孔質材料の吸音性により音質が劣化してしまう。
また、モータースポーツなどの競技では、搭載するマイクロホンはコンパクトである方が好ましい。マイクロホンが大きいと、空気抵抗や重量の増加、映像撮影の邪魔になるなど、競技自体の妨げになりかねないし、場合によっては搭載自体が不可能になる。

本発明は、移動体への搭載に適したマイクロホンを提供することを目的の一つとする。

本発明に係るマイクロホンは、移動体に搭載され、前記移動体の進行方向左右の外部音を収音するマイクロホンであって、１対のマイクロホンユニットと、前記マイクロホンユニットの先端に配設される収音部と、前記マイクロホンユニットを収容する収容部に連通する開口部が、前記移動体の進行方向に沿う側面に設けられた筐体と、を備え、前記マイクロホンユニットは、前記移動体に搭載されている状態において、前記収音部が前記進行方向に対して後方かつ斜め側方に向く方向に保持されている。

本発明に係るマイクロホンは、移動体への搭載に適する。

本発明の１の実施例に係るマイクロホンを正面側からみた斜視図である。 上記１の実施例に係るマイクロホンを背面側からみた斜視図である。 上記１の実施例に係るマイクロホンの正面図である。 上記１の実施例に係るマイクロホンを構成する保持体の斜視図である。 上記１の実施例に係るマイクロホンの内部機構を一部省略したＡ－Ａ部分断面図である。 マイクロホンユニットを筐体内に固定する固定部材の斜視図である。 上記実施例１に係るマイクロホンの周波数特性を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態に係るマイクロホンについて説明する。
本発明に係るマイクロホンは、移動体に搭載されて外部音を収音する装置であり、図１に示すマイクロホン１はその一例である。
移動体は、所定の進行方向に移動することを目的として使用される物体であり、例えば、二輪又は四輪等の車両、スノーモービル、船舶、ジェットスキー、航空機、ドローン、自律移動ロボットなどを含む。この移動体は、機械又は人力のいずれによって駆動するものであってもよいし、人や動物などであってもよい。また、移動体は、乗用であるか否かを問われないし、移動する場所が陸上、水上、空のいずれであってもよい。
なお、以下の説明では特段の言及がない限り、移動体が前進を予定している方向を進行方向ということとする。各図においては、ｘ方向が移動体の進行方向である。また、マイクロホン１の進行方向側を前方、マイクロホン１の進行方向とは逆の側を後方と称することがある。

本実施形態における外部音とは、収音の目的となる目的音である。マイクロホン１がモータースポーツに用いられる例では、車両のエンジン音や歓声、ドライバーやスタッフの会話などが目的音となることが想定される。

搭載に関して、マイクロホン１は、移動体に別体として取り付けられていてもよいし、移動体と一体をなすように製造されていてもよい。また、マイクロホン１は、歩いたり走ったり、あるいはスカイダイビングやスキーといったスポーツをする人が装着するヘルメット等に取り付けられることがあってもよい。

なお、マイクロホン１には、他の機能部としてＣＣＤカメラ等の撮像部が設けられていてもよい。撮像部は、例えばマイクロホン１の上部に一体的に設けられ、進行方向の映像を撮像する。

図１及び図５に示すように、１の実施例に係るマイクロホン１は、筐体１０、マイクロホンユニット１０２、及び風防１１を有する。

●筐体１０
図５に示すように、筐体１０は、中空の収容部１０１を備えており、収容部１０１内にマイクロホンユニット１０２や電気回路などを収容する。
筐体１０は、例えばアルミニウム合金製の無垢材を削り出し成形したものであり、軽量であると共に、風による振動をマイクロホンユニット１０２に伝えにくいものであることが好ましい。この筐体１０は、移動体の所定の箇所にマイクロホン１を載置し、ネジなどの連結部材を移動体に連結させたり、接着剤により接着させたりして移動体に取り付けられる。なお、筐体１０と移動体が一体的に形成されていてもよい。

筐体１０は、進行方向の長さに比して、進行方向に対して直交する幅方向の長さが短い。さらに、筐体１０の進行方向側の端部は、平面視Ｖ字状からなり、前方から後方にかけて緩やかに幅広となるように形成されている。これにより、移動体の移動に伴ってマイクロホン１に吹き付ける風は、筐体１０の前方から後方へ筐体１０の表面を伝ってスムーズに流れ、移動体の移動時に筐体１０によって生じる空気抵抗を抑えられる。

図１及び図２に示すように、筐体１０の側面（ｙ方向の面）であって、移動体の進行方向に沿う側面には、収容部１０１に連通する開口部１０ａが設けられている。
開口部１０ａは、移動体の進行方向に対して直交又は直交する方向より移動体の進行方向後方に向いて設けられている。これにより、移動体の移動に伴って進行方向からマイクロホン１に吹き付ける風は、開口部１０ａに直接入らない。
開口部１０ａは、移動体の進行方向に対して直角な幅方向（ｙ方向）の両側面に一対設けられている。これにより、マイクロホン１は移動体の進行方向左右の外部音を収音し、ステレオ音声を得る。

なお、開口部１０ａは、メッシュ部材で覆われていてもよい。メッシュ部材は、例えば外部音が筐体１０の収容部１０１内のマイクロホンユニット１０２に届くような通気性を有する繊維材料や金属材料からなるシート部材であってもよい。また、メッシュ部材は撥水性を有していてもよい。撥水性は、例えばメッシュ部材の材質自体が予め備えるものであってもよいし、撥水加工が施されることで備えられてもよい。これにより、開口部１０ａに雨が吹き込むのを防止できる。

●マイクロホンユニット１０２
図５に示すように、マイクロホンユニット１０２は、電気回路と共に筐体１０内に収容され、外部音を収音する。マイクロホンユニット１０２の指向性は無指向性であり、開口部１０ａを介して収容部１０１内に入ってきた外部音を当該収容部１０１内で収音する。マイクロホンユニット１０２は電気回路に接続しており、電気回路はマイクロホンユニット１０２によって電気音響変換された音声信号を処理する。
なお、マイクロホンユニット１０２の電気音響変換方式は任意であり、例えば、コンデンサ型でもよいし、ダイナミック型でもよい。また、電気回路によって処理されたデータは、例えばワイヤレス通信により外部の装置に送信される。また、筐体１０の所定の箇所に、電気回路と有線により接続する端子が設けられていてもよい。

マイクロホンユニット１０２は、筐体１０の両側面に設けられた開口部１０ａに対応して一対設けられている。一対のマイクロホンユニット１０２は、略円筒形状からなり、先端には外部音を収音する収音部１０２１が配設されている。
また、一対のマイクロホンユニット１０２は、移動体に搭載されている状態において、収音部１０２１が移動体の進行方向に対して後方かつ斜め側方に向く方向に保持されている。一方、収音部１０２１が配設されている側とは反対側の端部は、互いに近接するように開口部１０ａから前方に向かって斜めに収容されている。これにより、筐体１０の幅を小さくし、筐体１０が移動体の移動によって受ける風の抵抗を小さくできる。

また、一対のマイクロホンユニット１０２は、移動体に搭載されている状態において、収音部１０２１が移動体の進行方向に対して斜め下方に向く方向に保持されている。これにより、雨などの水分は外部から開口部１０ａを介して内部へ浸入しづらい。

一対のマイクロホンユニット１０２は、収容部１０１内において固定部材１０３により保持されている。
固定部材１０３は、筐体１０の収容部１０１内の空間を埋めるように収容部１０１内に配設されている。この固定部材１０３は、内側の中空部１０３１内にマイクロホンユニット１０２を収容する。中空部１０３１の内壁とマイクロホンユニット１０２の外側の間には、Ｏリング１０４が設けられている。Ｏリング１０４は、中空部１０３１の内壁とマイクロホンユニット１０２の外側に生じる隙間を埋め、マイクロホンユニット１０２を中空部１０３１内に固定する。このＯリング１０４は、例えば弾力性あるいは可撓性を有するゴム製からなる。これにより、中空部１０３１内のマイクロホンユニット１０２のぐらつきを防げるし、筐体１０の固定振動が伝わりにくく、固定振動による音声劣化を防げる。

図６に示すように、固定部材１０３は、一端側の基部１０３２と、基部１０３２から二股状に枝分かれした一対の端部１０３３からなる。
基部１０３２の前方には、開口部１０３２ａが設けられている。中空部１０３１に収容されたマイクロホンユニット１０２に接続する配線は、この開口部１０３２ａから外側に導出され、筐体１０内に収容されている電気回路に接続している。

端部１０３３の端面には、開口部１０ａと中空部１０３１に連通する連通孔１０３４が形成されている。連通孔１０３４は、中空部１０３１の進行方向後端であって、収音部１０２１に対応する位置に配設されている。連通孔１０３４は、開口部１０ａよりも小さく、固定部材１０３が筐体１０に収容された状態において、筐体１０の開口部１０ａから外側に露出する。外部の音声は、この連通孔１０３４を介して中空部１０３１内のマイクロホンユニット１０２に収音される。

また、連通孔１０３４は、第１連通孔１０３４１と、第２連通孔１０３４２とを有する。第１連通孔１０３４１は、開口部１０ａに接続する。第２連通孔１０３４２は、第１連通孔１０３４１と中空部１０３１とを連通する。第２連通孔１０３４２の直径は、第１連通孔１０３４１の直径よりも小さく、連通孔１０３４は、第１連通孔１０３４１と第２連通孔１０３４２の境界部分において段をなしている。また、少なくとも第２連通孔１０３４２の直径は、収音部１０２１の直径よりも小さい。このような構成によれば、連通孔１０３４における共鳴を低減できるので、外部音をより精確に収音できる。
なお、本実施例にかかわらず、連通孔１０３４の直径は軸心方向の全長にわたって同一の直径であってもよく、その直径は収音部１０２１の直径よりも小さい直径であってもよい。

固定部材１０３の収容状態における上下面にはそれぞれ、固定部材１０３を収容部１０１内にネジ止め等により連結するためのネジ孔１０３５が設けられている。これに対応して筐体１０の収容部１０１内には、ネジ孔１０３５に貫挿されたネジが螺合するネジ穴が設けられている。ネジ孔１０３５に貫挿されたネジがこのネジ穴に螺合することにより、固定部材１０３が収容部１０１内にネジ止めされる。なお、ネジ孔１０３５は、固定部材１０３の上面又は下面のいずれか一方にのみ設けられいていてもよい。また、固定部材１０３を収容部１０１内に固定する手段は、接着剤による接着等、ネジ止め以外の連結手段によるものであってもよい。

固定部材１０３が収容部１０１内に収容されて収容部１０１内の空間が埋められると共に、Ｏリング１０４によって固定部材１０３が収容部１０１内に固定されるため、マイクロホン１では収容部１０１内の共鳴を防げる。また、固定部材１０３によりマイクロホンユニット１０２が筐体１０から離隔する結果、筐体１０の振動や温度がマイクロホンユニット１０２に直接的に伝わることがなく、振動や温度の影響を抑えてクリアな外部音を収音できる。
また、連通孔１０３４の長さ分、開口部１０ａと収音部１０２１が離れているため、雨などの水分や埃などが収音部１０２１に届きにくく、収音部１０２１の劣化や破損を防げる。

●風防１１
図１及び図２に示すように、風防１１は、筐体１０の側面であって、開口部１０ａからみて移動体の進行方向に取り付けられている。
図３及び図４に示すように、風防１１は、本体１２と、この本体１２を保持する保持体１３とを備える。

本体１２は、ウレタンフォームなどの多孔質材料からなる。本体１２は、保持体１３によって保持されており、移動体の移動に伴ってマイクロホン１に吹き付ける風を受け流す。本体１２が風を受け流す結果、風の勢いは開口部１０ａに届くまでに十分に減衰され、風雑音を抑制できる。また、本体１２がウレタンフォームなどの柔軟性を有する材料であれば、風による振動が本体１２に吸収され、固体振動がマイクロホンユニット１０２に伝わることもない。なお、本体１２の素材には、フェイクファーなどを採用してもよい。

保持体１３は、複数の薄板状の保持片１３１１、１３１２、１３１３、１３１４と、これらを一体的に連結する薄板状の連結片１３２とからなる。保持体１３は、金属やプラスチック等の硬質材料からなる。なお、本実施例の説明において、複数の保持片１３１１、１３１２、１３１３、１３１４を個々に識別せずに言及する場合には、「保持片１３１」と称することがある。

各保持片１３１は、略半円形状からなり、厚み方向（ｚ方向）において互いに離間して設けられている。各保持片１３１は、その長さ方向が移動体の進行方向に沿うように配設される。これにより、各保持片１３１の幅広な面は略鉛直方向（ｚ方向）を向くため、移動体の移動に伴う風の抵抗を受けないようになっている。

各保持片１３１の側縁のうち、筐体１０の側面に配設される側縁１３１１ａ、１３１２ａ、１３１３ａ、１３１４ａは、筐体１０の側面形状に即した形状からなる。この側縁１３１１ａ、１３１２ａ、１３１３ａ、１３１４ａは、連結片１３２の幅広な第一の面に連結している。
連結片１３２の第一の面とは反対側の幅広な第二の面は、筐体１０の側面形状に即した形状からなる。この第二の面は、筐体１０の側面に直接、接着剤により接着されたり、粘着性を有するテープにより接着されたりする。これにより、保持体１３は筐体１０の側面に隙間なく取り付けられるため、移動体の移動に伴う風の影響にかかわらず容易には剥がれない。

各保持片１３１のうち、保持片１３１１、１３１４の間に設けられる保持片１３１２、１３１３にはそれぞれ、本体１２を挿通させて係止させるための係止孔１３１２ｂ、１３１３ｂが形成されている。係止孔１３１２ｂ、１３１３ｂは、進行方向と直交する上下方向（ｚ方向）に開口している。また、保持片１３１１、１３１４には係止孔１３１２ｂ、１３１３ｂに相当する孔が形成されていない。これにより、本体１２は、保持片１３１１から保持片１３１４にかけて、上下方向から抜け出ることなく、係止孔１３１２ｂ、１３１３ｂに挿通した状態で係止される。また、図３に示すように、本体１２は、係止孔１３１２ｂ、１３１３ｂに係止された状態において、各保持片１３１の間から進行方向に向かって露出しており、当該部分において風を受ける。
なお、本実施例では保持片１３１を４つ設けているが、数は限定されない。

図２に示すように、風防１１は、開口部１０ａからみて、移動体の進行方向に取り付けられている。これにより、開口部１０ａは、風防１１に覆われることなく外部に露出している。また、開口部１０ａの上下方向の長さは、保持片１３１２と保持片１３１３の間の長さと同じかそれよりも短い。そして、開口部１０ａは、移動体の進行方向からみて、保持片１３１２と保持片１３１３の間の部分の本体１２に隠れる位置に設けられている。これにより、開口部１０ａに向かって移動体の進行方向から吹き付ける風は、開口部１０ａに届く前に、本体１２によって確実に減衰する。

本実施例に係るマイクロホン１によれば、開口部１０ａが風防１１により覆われていないため、目的音の音質の劣化を防げる。また、移動体の移動に伴ってマイクロホン１に吹き付ける風は、本体１２によって受け流されて減衰するため、風雑音を抑制できる。また、保持体１３が複数の保持片１３１からなるため、風の渦が当該複数の保持片１３１によって細かな渦に分割され、大きな渦の発生を防げる。また、全体として小型化されており、容易に移動体に搭載できる。さらに、移動体の使用の妨げにもならないし、移動時に生じる空気抵抗も十分に抑えられる。

●周波数特性
図７は、収音時の音声の周波数特性を示したグラフであり、風防１１を備えたマイクロホン１の音響特性（線ｍ１）と、風防１１を備えないマイクロホンの音響特性（線ｍ２）を比較した実験結果を示している。なお、この実験では、風防１１を備えたマイクロホン１、風防１１を備えないマイクロホンそれぞれの前方に送風機を設置し、移動体に対して移動に伴う風が吹き付ける環境を再現した。
これによれば、広い周波数範囲において音圧の差が生じている。特に５ｋＨｚ付近以下では、およそ１０ｄＢの音圧の差が生じており、風雑音が十分に低減できていることが把握される。また、１０ｋＨｚ付近のピークは、実験で使用した送風機が発する音のピークである。

なお、以上の本実施形態において、風防１１は筐体１０の側面に取り付けられるものとした。一方、他の実施形態においては、筐体１０と一体的に形成されていてもよい。
また、本実施形態においては、多孔質素材からなる本体１２を保持体１３により保持するものとした。一方、他の実施形態においては、保持体１３を設けることなく、本体１２を直接、筐体１０の側面に接着させてもよい。接着させる方法は、接着剤による接着、粘着性を有するテープを介した接着など、各種の方法を採用できる。

また、本発明の技術的範囲は上記実施例に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。複数の実施例を任意に組み合わせた実施例や、各種の実施例の一部の構成を任意に組み合わせた実施例も、本発明の実施例に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施例の効果は、もとの実施例の効果を併せ持つ。

１ ：マイクロホン
１０ ：筐体
１０ａ ：開口部
１０１ ：収容部
１０２ ：マイクロホンユニット
１０２１ ：収音部
１０３ ：固定部材
１０３１ ：中空部
１０３４ ：連通孔
１０３４１ ：第１連通孔
１０３４２ ：第２連通孔
１１ ：風防
１２ ：本体
１３ ：保持体
１３１ ：保持片

Claims (7)

1. 移動体に搭載され、前記移動体の進行方向左右の外部音を収音するマイクロホンであって、
   １対のマイクロホンユニットと、
   前記マイクロホンユニットの先端に配設される収音部と、
   前記マイクロホンユニットを収容する収容部に連通する開口部が、前記移動体の進行方向に沿う側面に設けられた筐体と、
   を備え、
   前記マイクロホンユニットは、前記移動体に搭載されている状態において、前記収音部が前記進行方向に対して後方かつ斜め側方に向く方向に保持されている、
   マイクロホン。
   
2. 前記マイクロホンユニットは、前記移動体に搭載されている状態において、前記収音部が前記進行方向に対して斜め下方に向く方向に保持されている、
   請求項１記載のマイクロホン。
   
3. 前記収容部に収容され、前記１対の前記マイクロホンユニットを保持する固定部材をさらに備え、
   前記固定部材は、
   前記１対の前記マイクロホンユニットを収容する中空部と、
   前記中空部の進行方向後端であって、前記収音部に対応する位置に配設され、前記開口部と連通する連通孔と、
   を備える、
   請求項１記載のマイクロホン。
   
4. 前記連通孔の直径は、前記収音部の直径よりも小さい、
   請求項３記載のマイクロホン。
   
5. 前記連通孔は、
   前記開口部に接続する第１連通孔と、
   前記第１連通孔と前記中空部とを連通し、前記第１連通孔よりも直径の小さい第２連通孔とを有する、
   請求項３記載のマイクロホン。
   
6. 前記開口部は、前記進行方向に対して直交又は直交より後方に向く方向に開口している、
   請求項１記載のマイクロホン。
   
7. 前記開口部は、前記進行方向に略直交する幅方向の両側に対をなして設けられている、
   請求項１記載のマイクロホン。