JPS5920239B2 - 電気音響変換器の形式のダイナミックマイクロホン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音響再透過性の扁平な磁石内に配置されてい
て、導体路を具備する扁平な振動板を有する、電気音響
変換器の形式のダイナミックマイクロホンに関する。

この種の電気音響変換器は、現在ヘッドホーンにおいて
のみ使用されている。

その理由は平面的に駆動される振動板は部分振動しに（
く、従ってひずみの少ない、十分直線性の再生を行うこ
とができない。

この種の変換器が記載されている印刷物には折に触れて
、ダイナミック方式の可逆性のためそれをマイクロホン
として使用することができることが示されているが、こ
の種のマイクロホンの特別な構成、その音響作用又は指
向性マイクロホンとして使用する場合の構造に関しては
何ら説明されていない。

容量形変換器、例えば能動および受動電子素子の進展す
る小型化との関連において、エレクトレット振動板を有
するこの種の容量変換器は、最高度の質が要求される所
では、ダイナミック形マイクロホンを明らかにリードし
ている。

しかし容量形変換器ではケーシング内に増幅器、インピ
ーダンス変換器が組み込まれていて、これらに同様にケ
ーシングに組込まれているバッテリーから又はマイクロ
ホンケーブルを介して電流を供給しなければならない。

いずれの給電形式でもノイズを誘発するおそれがある。

バッテリー作動では、適時に遮断してお（のを忘れたた
めにバッテリーが消失していても必要時点で補充品が手
に入らない可能性があり、マイクロホンケーブルを介し
た給電の際にはいつでも手許にあるとは限らない、相応
の接続可能性を有する増幅器が必要とされるばかりでな
く、マイクロホンケーブルが過負荷されれば断線するこ
ともあり、当然マイクロホンは利用不能になる。

本発明の目的は、特にパルス特性に関連する伝送特性に
関してはほぼ容量形変換器に相応し、しかもケーシング
内に電子部品を設けないですみ、低抵抗の出力のためノ
イズが殆んど生じないようにした、マイクロホンとして
、例えば指向性マイクロホンとして使用可能なダイナミ
ック変換器を提供することである。

この目的は、冒頭に述べた形式の変換器において、導体
路を具備した振動板の質量が可動コイルを具備した同じ
大きさの振動板の質量のほぼ１名。

であり、また前記振動板の裏面側に、実質的に振動板の
質量負荷である音響効果遅延素子群を結合することによ
って達成される。

可動コイルを有する公知のダイナミックマイクロホンに
比べて本発明においては、振動板と音響遅延素子との結
合は比較的簡単でかつ殆んど妨害が生じないように行う
ことができるので、一層改良された指向性特性も得られ
る。

更に、既述のように本発明の変換器のパルス特性は、可
動コイル形マイクロホンのパルス特性に比べて次の説明
から明らかにするように著しく改善される。

即ち本発明において使用されている、導体路がプリント
され、例えば極端に薄い合成樹脂のシートから成る振動
板は、可動形コイルを有する振動板の質量の約’／１ｏ
でしかない。

さて円形の振動板の放射抵抗Ｒ８に対する式 において（たｇしρ＝空気密度−１，２・１０１０−３
Ｃ，ｒ−振動板の半径で単位は閑、Ｃ−音速−３４４ｍ
／ｓ）、 直径が３ｃｒｒＬの振動板に対して相応の値を代入する
と、放射抵抗Ｒｓは、１００Ｈ２に対しては０．１１．
２００Ｈ２に対しては０．４４かつ１０００Ｈ２に対し
ては１１となる。

対数減衰率は、次式 から得られる（たｙしＲ−摩擦力、Ｍ＝振動系の質量、
ω０＝振動系の共振周波数）。

可動形コイルを有する振動板の質量は直径が３ぼの場合
約０．１２Ｐであり、これに比べて同じ大きさの、扁平
な振動板の質量はたった０、０１２Ｐである。

この値を上記の式に代入すると、可動コイルを有する振
動板に対しては減衰率ｄ−０、Ｏ４５となり、一方扁平
な振動板に対しては減衰率は０．４５となる。

この値は既に、ことに主に質量が制約された系が問題に
なっているとき振動する系を減衰するために重要な値と
なるこれに比べて可能コイルを有する振動板に対する０
、０４５という値は振動系の減衰には殆んど役に立たな
い。

実際には、このような僅かな減衰では外部からケーシン
グに加えられる機械的な衝撃や、マイクロホンの接話の
際に生じる気圧パルスに対してマイクロホンは妨害的な
感度を示すことになる。

軽（て扁平な振動板を有する本発明の変換器は、このよ
うな欠点が生じない。

その際音楽及び言語の伝送の際に特に顕著になるパルス
忠実度が高くなるという特別な利点がある。

約２μの厚さの金属性のリボンが振動系である、ダイナ
ミック変換器の１つに数えられるリボンマイクロホンは
、リボンの極端な軽さのため非常に良好なパルス特性を
示す。

しかし伝送誤りを惹起するリボンのし張振動を阻止する
ことは殆んど不可能である。

実質的には半径方向にだけ軽く引張られていて、極端に
薄い振動板である本発明の変換器ではこの種の困難は生
じない。

本発明の変換器は要するに指向性マイクロホンとして構
成されている場合コンデンサマイクロホンの場合と等価
である周波数及び位相特性並びにパルス特性を有すると
いうことができる。

本発明の変換器はダイナミック原理に基づいて動作する
ので、振動板の制動に対して、伝送定数が周波数に無関
係になるように作用を与える遅延素子る設げることが必
要である。

可動コイル形マイクロホンでは、周波数に無関係な伝達
定数を得るための条件は、共振回路の並列による振動系
の質量のため不十分にしか満足されない。

更に周波数範囲を上方向に広げるために振動板の前に配
置されるヘルムホルツ共振器によって操作しなければな
らない。

扁平な振動板が可動コイルを有する振動板の質量のたっ
た十分の−しか有さない、本発明の変換器では音響的な
遅延素子を接続することによって、容量形変換器の場合
と同様に妨害的影響が生とな７（なる。

静電形変換器及びダイナミック変換器におけるＲＣ乃至
ＬＲ形の音響遅延素子は指向特性が一致する限り原理的
には互いに類似しており、実際には設計値が異なるだけ
である。

球及び８０字特性のベクトル加算から導き出される単一
指向特性の場合には伸長受信器（例えばコンデンサマイ
クロホン）では振動系は球特性に対して弾性的に制動さ
れなければならず、これに対し８０字特性に対しては摩
擦制動が必要である。

ベロシチ受信器、即ち本発明の変換器の場合のようなダ
イナミック系では単一指向特性に対して摩擦及び質量の
制動を行なわなければならない。

これにより振動板面積が等しい場合遅延素子の容量的な
要素、即ち空室（胴）容積はダイナミック変換器では容
量形変換器に比べて、約３０乃至ｉｏｏ倍の値を有さな
ければならないことになる。

しかしこの要求は、完全に満たされる、というのは例え
ば直径３２ｒｎｒＩＬの容量形変換器では空室（胴）容
積はたった約０．２ ｉですみ、この結果ベロシチ受信
器において先に挙げた条件を、マイクロホン本体の容積
を大きくする必要なしに満たすことができる。

このことを除外視しても、近い将来におけるプリント回
路の技術の更なる進歩を計算に入れることができるので
、振動板の面積を、導体路の幅を低減しかつ導体間の間
隔を縮少することによって、８ｃｔＡ以下にすることが
できる。

このようにして更に振動板の質量が低減されるばかりで
なく、２００乃至６００Ω間にある、変換器の有利な内
部インピーダンスも得られる。

後述する本発明の実施例においては音響的な要素、例え
ば空室、摩擦抵抗又は音響質量の結合は、通常の可動コ
イル形マイクロホンにおけるより著しくわかり易（かつ
精確に実現できることがわかる。

本発明の軽い振動板により周波数範囲の最高周波数の上
方向への拡大は特に簡単に行なわれる。

その理由は振動板の扁平性のためその裏面に音響的な減
衰効果を組込んだ非常に低い空気室を形成することがで
き、この室の復帰力により伝送範囲の上限値において幅
の広い、約２オクターブにわたって延在する共振曲線が
得られるようになる。

従って可動コイル形マイクロホンにおいては不可欠であ
り、しかも共振周波数以上では周波数特性の急峻な低下
を招くヘルムホルツ共振器を振動板の前に配置する必要
はなくなる。

振動板の背後の低い空気室は本発明の第１の実施例では
振動板の裏面と相対する側の大きな面積の音響摩擦抵抗
によって形成されている。

この抵抗は他方で低い周波数範囲において音響効果のあ
る大きな空室を閉鎖している。

更に振動板の後の低い空気室から、摩擦抵抗を備えた孔
がその長さにわたって分布されている、スリットを設け
られた管が外部空間へ通じている。

このことは単一指向特性を形成する装置として役立つ。

別の実施例では磁石系の、振動板の裏面の側に位置して
いて、孔が開けられている背板に音響摩擦抵抗が取付け
られており、この抵抗は、摩擦抵抗を介して外気に接続
されている室に通じている。

更に前記背板に直接管が接続されていて、この管は低い
周波数範囲において音響効果のある大きな空室につなが
っている。

この実施例は、扁平な磁石系と関連して本発明の変換器
の構成が如何に簡単に実現できるかを示すものである。

このことは、磁石系の、振動板裏面の方の側に位置して
いて、孔を備えた背板に摩擦抵抗が載置されている別の
実施例でも示される。

その際前記摩擦抵抗には、円筒状の空室を形成するケー
シングが接続されていて、又ケーシングの周面には摩擦
抵抗を備えた孔が分布されている。

このケーシングの、変換系とは相対する側の端面は摩擦
抵抗によって閉鎖されている。

それ以上簡単かつわかり易い構成にすることは殆んど不
可能と思われる最後の実施例では、振動板の裏面は低い
空気室を介して環状円筒通路に接続されている。

この通路の周面には、外部空間に通じていて、摩擦抵抗
で封鎖されている孔が分布されている。

又、低い空気室の、振動板裏面の方とは反対側の端面は
摩擦抵抗で閉鎖されていて、この抵抗は中位及び比較的
高い周波数範囲における閉じた音響効果室に通じている
。

更に低い周波数範囲において音響効果のある空室が設け
られていて、この空室からは摩擦抵抗を具備した孔が外
部空間に通じている。

前記の空室は他方で短いブッシングを介して振動板の背
後の前記の低い空気室にも接続されている。

次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図には、振動板１と棒磁石２及び３と、孔の空いた
背板４及び５とから成る本発明の変換器の断面図を略示
しである。

空室６は一方で音響摩擦抵抗７を介して背板４に接続さ
れており、他方で音響摩擦抵抗８を介して外気に接続さ
れている。

背板の中央には管９が接続されているので、振動板は低
い周波数の音波を大きな空室１０に送出することかでき
る。

遅延素子は、要素８，６，７゜９及び１０から組合わさ
れている。

別の実施例を、第２図に略示しである。

背板に高さの低い空気室１１が形成されている。

この室から、音響孔が分布されていてかつこの孔に摩擦
抵抗１３を備えていて、スリットが設けられている管１
２が外部空間へ出ている。

室１１には同様に空室１５へ通じている音響摩擦抵抗１
４が設けられている。

所望の単一指向特性を得るための遅延素子は、管１２、
摩擦抵抗１４及び空室１５から成る。

第３図には、背板に設けられた摩擦抵抗１６、この抵抗
に接続されている空室１７及びこの空のケーシングに分
布されている孔に設けられた摩擦抵抗１８，１９により
同様に狭い周波数範囲においてだが単一指向特性が得ら
れるようにしであることがわかる。

第４図は、軸線方向に接話方向を有する縦形のマイクロ
ホンを示す。

変換器系に、低い空気室２０を介して環状円筒通路２１
が接続されている。

この通路の周面に分布されていて、摩擦抵抗２２を備え
た孔は外部空間に通じている。

室２０の中央に、音響質量を含み、大きな室２４に通じ
ているブッシング２３が接続されている。

音響摩擦抵抗２５は外部空間へ通じている。

室２６は摩擦抵抗２７を介して低い室２０に接続されて
いる。

こ〜では２つの遅延素子が設けられている。

中位及び高い周波数範囲に対しては要素２２，２７及び
２６が、低い周波数範囲に対しては要素２５゜２４及び
２３が有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の、指向性マイクロホンと
して使用される電気音響変換器の各実施例の断面略図で
ある。 １・・・・・・振動板、２，３・・・・・・棒磁石、４
，５・・・・・・背板、６，１０．１５，１７，２４，
２６・・・・・・空室、？、８，１３，１４，１６，１
８，１９゜２２．２５．２７・・・・・・音響摩擦抵抗
、９ 、１２０．。 ・・・管、１１，２０・・・・・・低℃・空気室、２１
・・・・・・環状円筒通路、２３・・・・・・ブッシン
グ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音響可透過性の扁平な磁石系内に配置されていて、
   導体路を具備する扁平な振動板を有する、電気音響変換
   器の形式のダイナミックマイクロホンにおいて、導体路
   を具備した振動板１の質量が、可動コイルを具備した同
   じ大きさの振動板の質量のほぼ１／、 ０であり、また
   前記振動板の裏面側に、実質的に振動板の質量負荷であ
   る音響効果遅延素子群が結合されていることを特徴とす
   るダイナミックマイクロホン。 ２ 振動板の裏面の側の低い空気室１１を、大面積の摩
   擦抵抗１４によって形成し、該抵抗が他方で低い周波数
   範囲において音響効果のある大きな空室１５を閉鎖する
   ようにし、更に前記低い空気室１１から、摩擦抵抗１３
   を具備した孔がその長さにわたって分布されているスリ
   ットが設けられた管１２を外部空間に通じるようにした
   特許請求の範囲第１項記載のダイナミックマイクロホン
   。 ３ 磁石系２，３，４，５の、振動板裏面の方の側の、
   孔が設げられた背板４に、音響摩擦抵抗７を取付け、該
   抵抗を、摩擦抵抗８を介して外気に接続されている室６
   へ通じるようにし、更に前記背板４に直接管９を接続し
   、読管が低い周波数範囲において音響効果のある大きな
   空室１０につながるようにした特許請求の範囲第１項記
   載のダイナミックマイクロホン。 ４ 磁石系２，３，４，５の、振動板の裏面の側に位置
   していて、孔が設けられている背板４上に摩擦抵抗１６
   を載置し、該抵抗に円筒状の空室１７を形成するケーシ
   ングを接続し、該ケーシングの周面にわたって分布され
   ている孔が摩擦抵抗１８を具備し、かつ該ケーシングの
   、変換器系と相対する端面な、摩擦抵抗１９によって閉
   鎖するようにした特許請求の範囲第１項記載のダイナミ
   ックマイクロホン。 ５ 振動板の裏面に低い空気室２０を介して環状円筒通
   路２１を接続し、該通路の側面に、外部空間に通じてい
   て、摩擦抵抗２２を具備した孔を分布し、かつ低い空気
   室２０の、振動板裏面とは反対の側の端面を摩擦抵抗２
   ７が閉鎖し、該抵抗が中位及び高い周波数範囲において
   音響効果のある閉鎖された室２６に通じるようにし、更
   に低い周波数範囲において音響効果のある空室２４を設
   け、該空室から、摩擦抵抗２５を具備した孔を通して外
   部空間へ通じるようにし、かつ、空室２４をブッシング
   ２３を介して振動板１の背後の低い空気室２０に接続す
   るようにした特許請求の範囲第１項記載のダイナミック
   マイクロホン。