JPH01268398A

JPH01268398A - 指向性マイクロホン

Info

Publication number: JPH01268398A
Application number: JP9571488A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Mori; 森　繁夫
Original assignee: PURIMO KK
Current assignee: PURIMO KK
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-10-26
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: FR2630610A1; DE3907895A1; GB8905924D0; GB2218303A; JP2541621B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、周囲の雑音に煩られされることなく目的音
を捕捉することのできる指向性マイクロホンに関し、例
えば電話の送受話器に組込んで明瞭な送話を可能にする
指向性マイクロホンを得るのに利用できるものである。

（従来の技術）近年の電話器の電子化にともない、その送受話器に組込
まれるマイクロホンも従来のカーボン型に代ってダイナ
ミック型やエレクトレフト型などの新しい型のマイクロ
ホンが使用されるようになって来ている。

しかしながら、これらの新しい型のマイクロホンは殆ん
ど無指向性であるため、送話時に周囲の不要な音が混入
して送話を不明瞭にすることが多い。

そこで非直線特性を持って周囲の雑音を拾うことの少な
いカーボン型マイクロホンと同等の、或いはこれよりも
勝れた性能を持つ接話型マイクロホンの必要性が高まっ
て来ている。

ところが従来のマイクロホンを１個だけ用いた接話型マ
イクロホンユニットに音圧傾度を与えようとすると、送
話器のケースの側面或は背面に音波を通す適当な開口を
設けなければならず、この音響開口がなければ殆ど指向
性が得られない。

この点を以下に第１０〜１２図により説明する。

第１０図はマイクロホンの縦断面図、第１１図は音圧傾
度を示す線図、第１２図は周波数特性線図である。

第１０図において、１は前面（図面の右側面）に音孔２
を設けたマイクロホンケースで、その中に一次音圧傾度
マイクロホン素子３を収納している。このマイクロホン
素子（以下単に素子という）３は、その音響主軸ａ（振
動板４に垂直な中心軸）を音孔２のあるケース前面に垂
直にしてケース１内に設置されている。

今、素子３の主軸ａに平行（この方向の入射角θを００
とする）に音波が到来したとき、素子３の振動板４の前
面に作用する音圧をＰｌとすると、素子３の背面の音響
端子５における音圧Ｐｒは、入射音波が平面波の場合は
、外部平均行路差ｄｅのため、振幅が音圧Ｐ１と等しく
位相だけが２π ｋｄｅラジアン（ｋ＝−１入は音の波長）遅れたも入のとなる、更に素子内での行路差及び素子内に設けた位
相推移用音響インピーダンス（第７図には内部行路差の
みを示している）のため位相がｋｄｉ　ラジアン遅れた
音圧Ｐ２となって振動板４の背面に作用する。これら各
音圧の関係を音圧傾度を示す線図により図示すると第１
１図ａのようになる。即ち、振動板４の表面に作用する
音圧Ｐ１と素子の音響端子５における音圧Ｐｒ　との間
にはｋｄＦ！ラジアンの位相差があり、振動板の背面に
作用する音圧Ｐ２と音圧Ｐｒとの間にはｋｄｉ　ラジア
ンの位相差があるため、振動板を駆動する音圧傾度ｐ＝
ｐ、−Ｐ２は線７の長さで表わされる。

音波の入射角θ＝９００の場合は、音圧傾度Ｐは第１１
図すの線８で表わされ、θ＝１８０’の場合は第１１図
Ｃの線９で表わされる。線７．８．９の長さの変化は少
ない。

又、このマイクロホンの周波数特性は第１２図のように
なり、入射角の相違による出力の大きさは、周波数の高
い範囲においては音波の回折現象のため変化があるが、
低周波域においては殆どない。

（発明が解決しようとする課８）上記のように構成され作用する従来のマイクロホンは、
音波の入射角θが変っても、上記の線７．８，９の長さ
の相違が小さいように音圧傾度の変化が小さいので、例
えばθ＝００方向付近の音響のみを捕捉したいときでも
周囲の雑音をも同様の強さで捕えてしまうことになる。

即ち殆ど指向性がない。

このような構成でマイクロホン１に明らかな指向性を持
たせるには、ケース１及び電話器の場合ならば送受話器
にも側面、背面等に適当に穿孔しなければならず、ケー
スの外観を害ねることになる。

（課題を解決するための手段）この発明は、前面に音孔を有するケース内に音響主軸ａ
をケース前面に平行ないし傾斜させて１個の素子を収納
し、素子外面とケース内面との間に音響遮蔽材を介在さ
せてケース内を音響的に２分割することにより指向性を
持つマイクロホンを構成したものである。

（作　　用）素子の音響主軸ａの方向をケース前面に平行ないし傾斜
させると共に、ケース内面と素子外面との間を通る音圧
を遮断したことにより、音波の入射角が変るに従って振
動板に作用する音圧傾度の変化が大きくなり、マイクロ
ホンに明瞭な指向性を与えることができる。

（実施例）第１〜６図は本発明の第一実施例を略示し、第１図はマ
イクロホンの縦断面図、第２図ａ、ｂ、Ｃは音圧傾度を
示す線図、第３図は入射角が変った場合の周波数特性線
図、第４図は入射角θ及び音源との距離が変った場合の
周波数特性線図、第５図は指向特性線図、第６図は電話
の送受話器に組込み使用する状態を示す略図である。

第１０図、第１１図と同等部分には同符号を使用して次
にこれを説明する。

一次音圧傾度マクイクロホン素子３は、ケース１の音孔
２を穿設した前面に音響主軸ａを平行させてケース１内
に設置される。且つ素子３の外面とケース１の内面との
間には、音響遮蔽材１０を介在させて、ケース１内を素
子３の前部を囲む空間と後部を囲む空間とに分割する。

素子３の音響主軸ａと平行に素子の前方から音波が到来
する場合を入射角θ＝Ｏ″、音孔２を設けたケース前面
と直角に音波が到来する場合をθ＝９００、素子の後方
から音波が到来する場合をθ＝　１８０’とする。

θ＝０″のとき、振動板の裏面に作用する音圧Ｐ２は、
素子の振動板４の前面に作用する音圧Ｐ１　と同振幅で
位相のみが（ｋｄｉ　＋ｋｄｅ）ラジアン遅れたものと
なり、振動板４を振動させる音圧傾度Ｐはとなる。第２図ａはこの状態を示し、音圧傾度Ｐは線７
′で示される。

θ＝９００の場合は、振動板前面と素子３の音響端子５
とには同時に音波が到達し、その時の音圧はＰ１＝Ｐｒ
であり、音圧Ｐ２は素子３の内部行路差及び位相推移用
音響インピーダンスのため位相がｋｄｉ　ラジアン遅れ
るので、音圧傾度Ｐ＝Ｐ　、Ｐ　２は第２図すの線８′
のようになり、第２図ａの音圧傾度Ｐより小さくなる。

０＝１８００のときは、初めに音波は素子３の後部の音
響端子５に到達し、音圧Ｐ１は音圧Ｐ「に対してｋｄｅ
ラジアンだけ位相が遅れ、音圧Ｐ２が音圧Ｐｒよりｋｄ
ｉ　ラジアン遅れるので音圧Ｐは第２図Ｃの線９′のよ
うに小さくなる。

この場合、θ方向からの入射音波に対しては平均行路差
ｄｅはθ＝Ｏ″の場合に比べてＣ０３０倍だけ短かくな
る。そこで一般の入射角θに対しては、振動板４に作用
する音圧傾度Ｐはとなり、ｄ　ｉ＋　ｄ２　ｃｏｓθが音波の波長入に比
べて十分小さい場合は、と見做せるからＰ　＝　２　Ｐ　Ｉ　Ｘ　−（ｄｉ＋ｄｅｃａｓｅ　）
＝　ｐｔ　　ｋ　　（ｄｉ＋ｄｅＣｏｇθ）＝α（β＋
ｃｏｓθ）ｄ・となる、但しａ＝Ｐ１ｋｄ６．β＝ｄ　である。

このα、βは定数と見做せるから、上式においてα、β
を適当な値、例えばβ＝１即ちｄｅ＝　ｄｉにすればＰ
＝α（ｔ＋ｃｏｓθ）となる、マイクロホンの出力電圧
は、振動板に作用する音圧傾度に比例するから、このよ
うにｌ＋ｃｏｓθの項を持って入射角θによって音圧傾
度の大きさが変るマイクロホンは、単一指向性を示すよ
うになる。

第３図、第４図は、このように行程の遅れｄｅ、ｄ、を
適当な値としたときに音波の入射方向に対する周波数特
性線図（第３図）と、音源を近接させたとき及び離した
ときの周波数特性線図（第４図）とを示し、第５図は指
向特性線図を示す、第５図において実線１１は周波数Ｉ
　ＫＨｚの場合、波線１２は５００Ｈｚの場合を示す。

この素子３を電話の送受話器に組込んで第６図のように
使用する場合は、音源である口元がマイクロホンに著し
く接近するため、素子３に入射する音波は球面波と考え
られる。そのため、球面波による近接効果を生じ、波長
の長い音波、即ち低い周波数に対して感度がよくなり、
出力が上昇する。

第４図の鎖線１３は、第６図に例示した電話の送受話器
に組込んで使用する場合（音波の入射角θａは約４５°
）のマイクロホンの近接特性を例示する。

第４図の実線１４はθ＝００で音源から５０ｃ■離れた
ときの周波数特性、破線１５は音源から５０ｃ■離れて
θ＝９０’のときの周波数特性、実線１６は音源から５
０ｃ■離れθ＝１８０’のときの周波数特性を示し、本
発明のマイクロホンを使用した送話器を口元に近づけて
送話すると、遠方から同じレベルで入射した音波があっ
ても、これよりも送話音声の出力が高くなるため音声の
伝送を明瞭度よく行ない得ることが判る。

第７〜９図は本発明の第二実施例を示し、素子３の音響
主軸ａをケース１の前面に対して３０゜傾けたものであ
る。第７図はマイクロホンの縦断面図、第８図は周波数
特性線図、第９図は指向特性線図である。

この実施例は、第一実施例の素子３を３０’傾けてケー
ス内に設置したものであって、その時の周波数特性は第
８図のようになり、指向特性は第９図のようになる。第
９図において実線１７はＩＫＨｚの場合、破線１８は５
００Ｈｚの場合を示す。

何れの周波数でも指向性はあるが左右非対称になってい
る。

（発明の効果）（１）素子を納めるケースの側面或いは背面に音響開口
部を設ける必要がないから、このケースを更に内蔵する
電話の送受話器等の側面或は背面にも開口を設ける必要
がなく、送受話器のような接話型送話器の外観を悪くす
ることがない。

（２）送話器に音響開口部を設けないから、従来の指向
性ブイクロホンのようにこの開口部の位置に関連して内
蔵するマイクロホンの取付は位置に制限を受けることが
少ない。

（３）従ってマイクロホンを送話器に埋込んで取付けた
り、机の上面にマイクロホンを埋込んでおき机の前に坐
ったまま手を使わないで送話するように使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の第一実施例を示し、第１図はマイ
クロホンの縦断面図、第２図ａ、ｂ、ｃは音圧傾度を示
す線図、第３図は入射角が変った場合の周波数特性線図
、第４図は入射角及び音源との距離が変った場合の周波
数特性線図、第５図は指向特性線図、第６図は電話の送
受話器に組込み使用する状態を示す略図、第７〜９図は
第二実施例を示し、第７図はマイクロホンの縦断面図、
第８図は周波数特性線図、第９図は指向特性線図、第１
０〜１２図は従来例を示し、第１０図はマイクロホンの
縦断面図、第１１図ａ、ｂ、ｃは音圧傾度を示す線図、
第１２図は周波数特性線図である。１：ケース、２：音孔、３：マイクロホン素子、４：振
動板、５：音響端子、７．７′、８．８′、９．９′：
線、１０：音響遮蔽材、１１：実線、１２：破線、１３
：鎖線、１４：実線、１５：破線、１６．１７：実線、
１８：破線。特許出願人　　株式会社　プ　　リ　　モ代　理　人　
　小　山　欽造（ほか１名）第１図第２図 □羽５Ｉ ← ロ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
偽へ

Claims

【特許請求の範囲】

１）前面に音孔（２）を設け、他を密閉したマイクロホ
ンケース（１）内に、一次音圧傾度マイクロホン素子（
３）を収納し、このマイクロホン素子（３）の振動板（
４）に垂直な音響主軸（ａ）をマイクロホンケースの音
孔のある前面に平行ないし指向性が得られる限度で傾斜
させ、このマイクロホン素子（３）の外面とマイクロホ
ンケース（１）の内面との間を音響遮蔽材（１０）で塞
いで構成した指向性マイクロホン。