JPH11331973A - マイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波数音に対する収音特性を向上させるこ
とができる広帯域マイクロホンを提供する。 【解決手段】 複数個のマイクロホンユニットを用いて
マイクロホンを構成し、その複数個のマイクロホンユニ
ットからの音声信号を混合して出力音声信号を得る。可
聴周波数以上の高周波数音を収音するための高周波数音
用マイクロホンユニット４は、外部に露呈する状態で取
り付ける。少なくとも可聴周波数帯域の音声を収音する
マイクロホンユニットは、マイクロホンカバー内に収納
する状態で取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、１００
ｋＨｚの高周波数帯域までに渡る広帯域用のマイクロホ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロホンは、人間の聴力か
ら、可聴周波数帯域が２０ｋＨｚまでということから、
この可聴周波数帯域の音声を収音することができる収音
特性を備えるものがほとんどである。

【０００３】マイクロホンユニットとしては、代表的な
ものとして、ダイナミック型やコンデンサ型がよく使用
されている。そして、従来の可聴周波数帯域用のマイク
ロホンにおいては、マイクロホンユニットは、いずれの
タイプのものであっても、音を透過する金属製の網もし
くは穴の開いた金属板などからなるマイクロホンカバー
で覆われている。

【０００４】このマイクロホンカバーは、外部からの物
理的な衝撃からマイクロホンユニットを保護するととも
に、防塵、防風、そして、コンデンサ型マイクロホンの
場合には、静電シールドとしての役割を果たしているも
のである。すなわち、コンデンサ型の場合、このマイク
ロホンカバーによる静電シールドがなくなると、ハム音
が発生する。また、ダイナミック型、コンデンサ型の両
タイプとも、マイクロホンカバーがないと、風雑音が増
加してしまう。これらハム音や風雑音は、可聴帯域のノ
イズである。したがって、可聴帯域の音声を収音するマ
イクロホンの場合には、マイクロホンカバーは必須のも
のとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、既存
のＣＤプレーヤとの互換性を保ちながら、高音質を実現
したスーパーオーディオＣＤ（コンパクトカセット）が
提案されている。このスーパーオーディオＣＤは、アナ
ログオーディオ信号をオーバーサンプリング・デルタ／
シグマ変調してデジタル信号に変換し、その結果の１ビ
ットのデジタルオーディオ信号を直接記録するＤＳＤ
（ダイレクト・ストリーム・デジタル）と呼ばれる技術
を用いることにより、直流から１００ｋＨｚまでの広帯
域の音声情報を記録することができる。

【０００６】このため、録音のためには、直流から１０
０ｋＨｚまでの広帯域の音声を収音できるマイクロホン
を用いる必要があるが、従来、単独のもので、このよう
に広帯域のマイクロホンは提供されていない。

【０００７】この発明の発明者は、上述したような広帯
域のマイクロホンとして、マイクロホンユニットをマイ
クロホンカバー内に収納したものを試作し、その周波数
特性を測定した。

【０００８】すると、マイクロホンカバーの存在によ
り、マイクロホンユニットに対する超音波の入射が妨げ
られ、高周波数音に対する感度低下、高周波数域におけ
る周波数特性の乱れが生じることが判明した。

【０００９】この発明は、上記の点にかんがみ、高周波
数音に対する収音特性を向上させることができる広帯域
マイクロホンを提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明によるマイクロホンは、複数個のマ
イクロホンユニットを用いて可聴周波数以上の広帯域の
音声を収音し、前記複数個のマイクロホンユニットから
の音声信号を混合して出力音声信号を得るようにする広
帯域用のマイクロホンであって、前記可聴周波数以上の
高周波数音を収音するための高周波数音用マイクロホン
ユニットは、外部に露呈する状態で取り付け、少なくと
も前記可聴周波数帯域の音声を収音するマイクロホンユ
ニットは、マイクロホンカバー内に収納する状態で取り
付けた、ことを特徴とする。

【００１１】上述の構成の請求項１の発明のマイクロホ
ンにおいては、複数個のマイクロホンユニットで構成さ
れる。そして、可聴周波数以上の高周波数音を収音する
ための高周波数音用マイクロホンユニットは、外部に露
呈する状態で取り付けられ、マイクロホンカバーが取り
付けられないので、この高周波数音用マイクロホンユニ
ットへの超音波の入射が妨げられることがない。このた
め、高周波数音に対する感度の低下はほとんどなく、周
波数特性の乱れも少ない。

【００１２】また、可聴周波数帯域の音声を収音するマ
イクロホンユニットは、マイクロホンカバー内に収納す
る状態で取り付けられるため、ハム音や風雑音等の低域
ノイズの増大の問題は生じない。

【００１３】また、請求項２の発明のマイクロホンは、
請求項１に記載のマイクロホンにおいて、前記高周波数
音用のマイクロホンユニットからの音声信号は、少なく
とも可聴周波数帯域の音声信号成分を除去するフィルタ
を通して、他のマイクロホンユニットからの音声信号と
混合することを特徴とする。

【００１４】高周波数音用マイクロホンの周波数特性が
低域まで伸びている場合の問題を解決できる。すなわ
ち、高周波数音用マイクロホンは、マイクロホンカバー
がないので、ハム音や風雑音などの低域ノイズが増大す
る問題があるが、この請求項２の発明によれば、フィル
タにより可聴周波数の成分が除去されるので、この低域
ノイズの増大の問題は生じない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明によるマイクロホ
ンの実施の形態を、図を参照しながら説明する。以下に
説明する実施の形態のマイクロホンは、例えば１６ｋＨ
ｚ以下の周波数域を受け持つ低周波数音用ユニット、例
えば１６ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの中周波数音用ユニット、
および例えば４０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波数音用
のマイクロホンユニットとからなる３ウエイマイクロホ
ンの構成とされている。この実施の形態の場合、各ユニ
ットは、コンデンサ型のマイクロホンユニットの構成と
されている。

【００１６】この実施の形態の場合、後述するように、
低周波数音用ユニットと、中周波数音用ユニットとは一
体的な同軸構造とされて、外観上、１ユニットの構造と
されている。そこで、この明細書では、低周波数音用ユ
ニットと中周波数音用ユニットとの一体的な同軸構造の
ユニットを、中低周波数音用マイクロホンユニットと呼
ぶこととする。

【００１７】図１は、この実施の形態のマイクロホンの
全体の外観を示すものであり、図１（Ａ）はその正面
図、図１（Ｂ）はその側面図である。中低周波数音用マ
イクロホンユニット１は、振動板（ダイアフラム）が正
面方向を向くようにして、角柱状の金属製ケースからな
るマイクロホン筐体２の先端側に取り付けられるが、こ
の中低周波数音用マイクロホンユニット１は、マイクロ
ホンカバー３により覆われている。

【００１８】マイクロホンカバー３は、この実施の形態
の場合、コンデンサ型マイクロホンについての静電シー
ルドとしての役割と、防塵の役割を果たすために、図２
の一部拡大断面図に示すように、例えば、いわゆるパン
チングメタルと呼ばれる穴の開いた金属３ａと、その金
属３ａの内側に貼付された布などからメッシュ３ｂとで
構成されている。この例の場合、パンチングメタル３ａ
の開口３ｃが、マイクロホンカバー３全体に占める割合
である開口率は、例えば、５０％とされている。

【００１９】マイクロホン筐体２のネック部には、図１
に示すように、高周波数音用マイクロホンユニット４
が、外部に露呈する状態で取り付けられている。すなわ
ち、高周波数音用マイクロホンユニット４が外部にむき
出しの状態となる。ただし、この例では、使用者などが
指で直接触れるのを防止するため、この高周波数音用マ
イクロホンユニット４の前方には、例えば細い金属棒を
湾曲させて構成した保護グリッド５が設けられている。
この保護グリッド５の開口率は、非常に大きく、高周波
数音のマイクロホンユニット４への入射は、ほとんど妨
げられることはない。使用者の指などが触れるおそれが
ない場合には、この保護グリッド５は設けなくてもよ
い。

【００２０】マイクロホン筐体２の内部には、後述する
ように、各ユニットからの音声信号に対するプリアン
プ、フィルタおよび高、中、低の３帯域の周波数音を混
合する混合回路を含む電気回路基板が設けられている。

【００２１】図３は、この実施の形態で用いた中低周波
数音用マイクロホンユニット１の構造の断面図を示すも
のである。前述したように、このユニット１は、低周波
数音用ユニットと、中周波数音用ユニットとを一体的に
構成したものである。

【００２２】図３において、低周波数音用のユニット部
分は、主として、リング状のダイアフラム（振動板）１
１と、このダイアフラム１１との間で所定の空隙を持つ
ようなリング状のバックプレート１２とで構成される。
この例のリング状ダイアフラム１１の大きさは、内径が
１８ｍｍ、外径が３８ｍｍである。

【００２３】そして、これらダイアフラム１１とバック
プレート１２とで構成されるコンデンサＣ１に高抵抗Ｒ
を通じて直流電圧を印加しておき、入射音波によるダイ
アフラム１１の振動を、ダイアフラム１１とバックプレ
ート１２とで構成されるコンデンサＣ１の容量の変化と
して検出して、音波の振動に対応する電圧として取り出
す構成としている。

【００２４】また、中周波数音用のユニット部分は、低
周波数音用ユニット部分のリングの中央開口部内におい
て構成されて、低周波数音用のユニット部分と同軸状の
構成とされる。この中周波数音用のユニットは、主とし
て、円板状のダイアフラム１３と、このダイアフラム１
３との間で所定の空隙を持って取り付けられているバッ
クプレート１４とで構成される。この例のダイアフラム
の直径は、１０ｍｍである。

【００２５】そして、これらダイアフラム１３とバック
プレート１４とで構成されるコンデンサＣ２に高抵抗Ｒ
を通じて直流電圧を印加しておき、入射音波によるダイ
アフラム１３の振動を、ダイアフラム１３とバックプレ
ート１４とで構成されるコンデンサＣ２の容量の変化と
して検出し、音波の振動に対応する電圧として取り出す
構成としている。この中周波数音用のユニット部分の周
波数特性は、４０ｋＨｚまで伸びたものとなっている。

【００２６】また、図４は、この実施の形態で用いる高
周波数音用マイクロホンユニット４の構造を説明するた
めの断面図である。この高周波数音用マイクロホンユニ
ット４は、コンデンサ型マイクロホンユニットであっ
て、主として、円板状のダイアフラム４１と、絶縁物か
らなるインシュレータ４３を介してダイアフラム１１と
の間で所定の空隙を持つようなバックプレート４２とで
構成される。この例のダイアフラム４１の直径は４ｍｍ
とされている。

【００２７】そして、これらダイアフラム１３とバック
プレート１４とで構成されるコンデンサＣ３に高抵抗Ｒ
を通じて直流電圧を印加しておき、入射音波によるダイ
アフラム４１の振動を、ダイアフラム４１とバックプレ
ート４２とで構成されるコンデンサＣ３の容量の変化と
して検出し、音波の振動に対応する電圧として取り出す
構成としている。この図４のマイクロホンユニット４の
周波数特性は、１００ｋＨｚという高周波数域まで伸び
ている。

【００２８】図５は、マイクロホン筐体２内の電気回路
基板における回路構成を示すブロック図である。

【００２９】すなわち、中低周波数音用マイクロホンユ
ニット１には、マイクロホンカバー３を通じて音波が入
射して、そのダイアフラム１１、１３を振動させる。ま
た、高周波数音用マイクロホン４のダイアフラム４１に
は、直接的に音波が入射することになる。

【００３０】中低周波数音用マイクロホンユニット１の
うちの低周波数音用のユニット部分のダイアフラム１１
が、入射音波によって振動すると、ダイアフラム１１と
バックプレート１２とで構成されるコンデンサＣ１の容
量が変わり、それに伴って充放電電流が高抵抗Ｒに流
れ、音波の主として低周波数成分の振動に対応する電圧
として、音声信号ＡＬが得られる。

【００３１】この低周波数成分の音声信号ＡＬは、プリ
アンプ５１を通じてインピーダンス変換された後、混合
回路５６に供給される。なお、プリアンプ５１の後段に
例えば１６ｋＨｚ以下を通過帯域とするローパスフィル
タを設けてもよい。

【００３２】また、中低周波数音用マイクロホンユニッ
ト１のうちの中周波数音用のユニット部分のダイアフラ
ム１３が、入射音波によって振動すると、ダイアフラム
１３とバックプレート１４とで構成されるコンデンサＣ
２の容量が変わり、それに伴って充放電電流が高抵抗Ｒ
に流れ、１６ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数帯域の音波の
振動にも十分に対応する電圧として音声信号ＡＭが得ら
れる。

【００３３】この音声信号ＡＭは、プリアンプ５２を通
じてインピーダンス変換された後、ハイパスフィルタ５
３に供給される。このハイパスフィルタ５３は、この例
では、１６ｋＨｚ以上の中周波数音域を通過帯域とする
ものである。このハイパスフィルタ５３を通じた音声信
号は、混合回路５６に供給される。

【００３４】また、高周波数音用マイクロホンユニット
４のダイアフラム４１は、このユニット４に対しては、
マイクロホンカバーが無いので、入射音波によって直接
的に振動する。このため、１００ｋＨｚまでに渡る高周
波数の音波を収音する。そして、ダイアフラム４１が振
動すると、このダイアフラム４１とバックプレート４２
とで構成されるコンデンサＣ３の容量が変わり、それに
伴って充放電電流が高抵抗Ｒに流れ、１００ｋＨｚまで
の高周波数帯域の音波の振動にも十分に対応する電圧と
して音声信号ＡＨが得られる。

【００３５】この音声信号ＡＨは、プリアンプ５４を通
じてインピーダンス変換された後、ハイパスフィルタ５
５に供給される。このハイパスフィルタ５５は、この例
では、４０ｋＨｚ以上を通過帯域とするものである。こ
のハイパスフィルタ５５を通じた音声信号は、混合回路
５６に供給される。

【００３６】混合回路５６では、プリアンプ５１からの
低周波数域の音声信号と、ハイパスフィルタ５３からの
中周波数域の音声信号と、ハイパスフィルタ５５からの
高周波数域の音声信号とを混合し、その混合出力とし
て、直流から１００ｋＨｚまでに渡って感度がよく、周
波数特性のよい音声信号出力が得られる。

【００３７】次に、この実施の形態のマイクロホンの、
高周波数音に対する収音品質の改善について説明する。

【００３８】図６は、前述の図４に示したような１００
ｋＨｚまで周波数特性が伸びているマイクロホンユニッ
ト４を、その左側に示すように、マイクロホンカバー３
内に収納して取り付けた時の、マイクロホンユニット４
の感度周波数特性を実測した例である。

【００３９】図７は、同じマイクロホンユニット４を、
その左側に示すように、この実施の形態のように、マイ
クロホン筐体２のネック部に、外部に露呈、つまりダイ
アフラム４１を外部にむき出しの状態で取り付けた時
の、マイクロホンユニット４の感度周波数特性を実測し
た例である。

【００４０】図６と図７とを比較すると、１０ｋＨｚ〜
３０ｋＨｚの周波数の音に対する感度には大きな違いが
ないが、それよりも高い周波数域では、図６の場合の方
は、感度が低下し、１００ｋＨｚにおいては、図６の場
合の方が、図７の場合よりも、約１０ｄＢ感度が低くな
ってしまっている。また、図６の場合の方が、図７の場
合に比べて周波数特性が乱れていることが分かる。

【００４１】上述のような周波数特性の違いは、前述し
たように、マイクロホンカバー３内に高周波数音用マイ
クロホンユニット４が収納される場合には、マイクロホ
ンカバーの存在により、マイクロホンユニットに対する
超音波の入射が妨げられ、高周波数音に対する感度低
下、高周波数域における周波数特性の乱れが生じたもの
と考えられる。

【００４２】したがって、この実施の形態のように、高
周波数音用マイクロホンユニット４が外部に露呈する状
態で取り付けられている場合には、感度周波数特性の乱
れを低減し、１００ｋＨｚまでに渡って、高感度のマイ
クロホンを実現することができる。

【００４３】なお、高周波数音用マイクロホンユニット
４は、可聴周波数帯域にも感度を有するため、マイクロ
ホンカバーがないことから、この可聴周波数帯域の音声
成分については、静電シールドがなくなることによるハ
ム音や風雑音等の低域ノイズが生じるおそれがある。し
かしながら、この実施の形態においては、高周波数音用
マイクロホンユニット４の出力信号に対しては、ハイパ
スフィルタ５５を挿入して、可聴周波数帯域の音声成分
は、加算回路５６に供給しないようにしているため、上
述の低域ノイズは排除され、低域ノイズの増大の問題は
生じない。

【００４４】以上のようにして、この実施の形態のマイ
クロホンによれば、中低周波数音の収音を受け持つユニ
ット１と、高周波数音の収音を受け持つユニット４と
を、組み合わせ、高周波数音用のユニット４を外部にむ
き出しの状態で取り付けることにより、１００ｋＨｚと
いう超高域に至るまで良好な感度周波数特性を有する広
帯域マイクロホンを実現することができる。

【００４５】なお、高周波数音用のマイクロホンユニッ
ト４の取り付け位置は、図１の例に限定されるわけでは
ない。図８および図９は、高周波数音用のマイクロホン
ユニット４の取り付け位置の他の例を示すものである。

【００４６】すなわち、図８の例は、マイクロホンカバ
ー３の頂部にユニット４を取り付けた場合である。ま
た、図９の例は、マイクロホンカバー３の外部である
が、中低周波数音用ユニット１と、ほぼ同軸状になるよ
うに、ユニット４を取り付けた場合である。

【００４７】その他、高周波数音用マイクロホンユニッ
ト４は、マイクロホンカバー内でない位置であれば、い
ずれの位置に取り付けてもよいが、上述の実施の形態の
図１の例のように、マイクロホン筐体２のネック部に取
り付けられた場合には、筐体２内のプリアンプ５４との
距離が短くなるために、マイクロホンユニット４からプ
リアンプまでのリード線が短くなることから、信号の伝
送損失が少なくなるというメリットがある。

【００４８】なお、マイクロホンユニットとしては、コ
ンデンサ型のものに限定されるものでないことはいうま
でもない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるマ
イクロホンは、複数のマイクロホンユニットを組み合わ
せるとともに、高周波数音を収音するマイクロホンユニ
ットが外部に露呈しているので、マイクロホンカバーに
よる高周波数音に対する感度の劣化が発生せず、超高域
におけるＳＮ比を向上させることができる。また、超高
域における周波数特性の乱れも少ない。すなわち、超高
域に至るまで、良好な感度周波数特性を有する広帯域マ
イクロホンを実現することができる。

【００５０】また、請求項２の発明によれば、高周波数
音用のマイクロホンユニットからの少なくとも可聴周波
数帯域の音声信号成分は、フィルタにより除去されるの
で、ハム音や風雑音による低域ノイズが増大してしまう
ことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるマイクロホンの実施の形態の外
観を示す図である。

【図２】マイクロホンカバーの構造の例を示す図であ
る。

【図３】この発明によるマイクロホンの実施の形態にお
ける中低周波数音用のマイクロホンユニットの構造を示
す図である。

【図４】この発明によるマイクロホンの実施の形態にお
ける高周波数音用のマイクロホンユニットの構造を示す
図である。

【図５】この発明によるマイクロホンの実施の形態にお
ける電気回路構成例を示す図である。

【図６】この発明によるマイクロホンの実施の形態の比
較例による感度周波数特性を説明するための図である。

【図７】この発明によるマイクロホンの実施の形態の感
度周波数特性を説明するための図である。

【図８】高周波数音用マイクロホンユニットの他の取り
付け位置の例を示す図である。

【図９】高周波数音用マイクロホンユニットの他の取り
付け位置の例を示す図である。

【符号の説明】

１…中低周波数音用のマイクロホンユニット、２…マイ
クロホン筐体、３…マイクロホンカバー、４…高周波数
音用マイクロホンユニット、５…保護用グリッド、１１
…低周波数音用ダイアフラム、１３…中周波数音用ダイ
アフラム、４１…高周波数音用ダイアフラム、５１、５
２、５４…プリアンプ、５３、５５…ハイパスフィル
タ、５６…混合回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のマイクロホンユニットを用いて可
   聴周波数以上の広帯域の音声を収音し、前記複数個のマ
   イクロホンユニットからの音声信号を混合して出力音声
   信号を得るようにする広帯域用のマイクロホンであっ
   て、 前記可聴周波数以上の高周波数音を収音するための高周
   波数音用マイクロホンユニットは、外部に露呈する状態
   で取り付け、 少なくとも前記可聴周波数帯域の音声を収音するマイク
   ロホンユニットは、マイクロホンカバー内に収納する状
   態で取り付けた、 ことを特徴とするマイクロホン。
2. 【請求項２】前記高周波数音用のマイクロホンユニット
   からの音声信号は、少なくとも可聴周波数帯域の音声信
   号成分を除去するフィルタを通して、他のマイクロホン
   ユニットからの音声信号と混合することを特徴とする請
   求項１に記載のマイクロホン。
3. 【請求項３】前記高周波数音用のマイクロホンユニット
   は、コンデンサ型のマイクロホンユニットで構成される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイ
   クロホン。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載のマ
   イクロホンにおいて、 前記可聴周波数帯域以下の音声を収音するためのマイク
   ロホンユニットは、先端部に取り付けられ、 前記可聴周波数帯域以上の音声を収音するための高周波
   数音用のマイクロホンユニットは、マイクロホン筐体の
   ネック部に取り付けられることを特徴とするマイクロホ
   ン。
5. 【請求項５】請求項４に記載のマイクロホンにおいて、 前記可聴周波数帯域以上の音声を収音するためのマイク
   ロホンユニットに対して、直接、指が触らないようにす
   るために、保護グリッドを設けたことを特徴とするマイ
   クロホン。