JPS5957596A - マイクロホン装置 - Google Patents

マイクロホン装置

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JPS5957596A
JPS5957596A JP57167998A JP16799882A JPS5957596A JP S5957596 A JPS5957596 A JP S5957596A JP 57167998 A JP57167998 A JP 57167998A JP 16799882 A JP16799882 A JP 16799882A JP S5957596 A JPS5957596 A JP S5957596A
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    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
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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 この発明はマイクロホン装置、特に剛体平面近傍の音場
を利用して収音する場合等に用いて好適なマイクロホン
装置に関する。
背景技術とその問題点 最近剛体平面近傍の音場を利用した収音法が話題になっ
てきている。このような収音法を採用する場合、受音点
の設定状態と周波数特性、指向特性等の関係を明確に杷
握しておく必要がある。剛体平面近傍の音場に関しては
、19世紀末から多くの研究者によシ色々の角度から解
析及び実験がなされてきている。このような音場につい
ての厳密な解析を行うには剛体平面の側面から後方への
回シ込みをも考慮する必要があるが、この厳密解析を求
めるには複雑な計算をしなければならず、従って従来は
必ずし7も満足のいく結果がイ(fられす、剛体平面近
傍の音場を利用する収音法としては実用性に乏しく、所
望のマイクロホン装置を実現することが困難であった。
発明の目的 この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、剛体平面近
傍の音場を有効に利用した収音用システムを実現しうる
マイクロホン装置を提供するものである。
発明の概要 この発明では、剛体平面としての一定の面積を有する平
板上の少なくともこの平板の中心位置とは異なった平板
周辺上の位置にマイクロホン素子を配置し、剛体平面上
の音場現象を有効に利用して感度、明瞭度等緒特性の優
れたマイクロホン装置が得られる。
実施例 以下、この発明を第1図〜第13図に基づいて詳しく説
明する。
先ずこの発明の基本原理を、第1図及び第2図を参照し
て説明する。
第1図において、4つの壁W1 、 W2 、 W3 
、 W4で囲1れた音場内に音源Soと収音点Mを置い
た場合の例について考える。音源Soより収音点Mに直
接到達する径路によシ得られる音圧をPo1壁W1によ
って生ずる一次の鏡像音源S1によって得られる音圧を
Pl、壁W2.W3及びW4についても同様に得られる
音圧をそれぞれP2.P3及びP4とする◎更に2つの
壁の反射によって生ずる二次の鏡像音源によって得られ
る音圧を、それぞれPl21 Pl31P14 * ”
21 + P23 s P24 * p31 S ”3
2 + ”;441P411 Pd2及びPd2とする
。同様に三次以上の壁の反射による鏡像音源から得る音
圧もPijk・・・・・・・・・(ただし、i’=j#
に、#・・・・・・・・・)と表わされる。この時収音
点Mで得られるS/Nを求めると次式のように表わされ
る。
・・・・・・・・・・・・・・・(1)ただし、上記(
11式においてl\j+に’=・・・・・・・・・ で
ある。このような状態で収音点Mを壁W2の極めて近傍
に移動した時の87Hについて考えると、音源Soから
収音点Mに到達する直接音の音圧POと壁W2による一
次反射音の音圧P2とは全ての周波数において同位相の
信号となる。そのために上記(1)式は次式のごとくな
る。
・・・・・・・・・・・・・・・(2)ただし上記(2
)式においてiNj\に4・・・・・・・・・である◇
この時p(1=P2であるので上記(2)式の分子は2
Po2となる。父上記(1)式と上記(2)式の分母同
士も一般的には近似的に等しいことからほぼS/Nが3
dB改善されることが解る。
次に第2図を参照して自由空間内に点音源Sと障害物と
なる円板りとが存在するときその円板面上の高さZの距
離に受音点Rを設定した例について考える。
同図において、音源Sよシ受音点Rに直接到達する径路
りによシ得られる直接音ΦPは次式のごとく表わされる
ΦP=′−e−m     ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(3)そしてこの直接音ΦP
にょる面dSでの粒子速度Uは U= (+)k)′−6−3kLx’。
L、   L、   −ψ  °°゛°°°゛°°°゛
°(4)となり、面dSによる反射音dΦSは U dΦS = −ds 、 6−jkρ       凹
曲・曲・・(5)2πρ であるから、反射音の合計ΦSは ・・・・・・・・・・・・・・・(6)となる。
そこで受音点Rでの音圧Pを直接音の音圧Ppとの比で
表わすと、近似解は次式のように表わされる。
・魚V□ ρ ・・・・・・・・・・・・・・・(7)ただし、上記(
7)式においてAZ(の−L履肩17戸となる。
ここで平面波入力時の軸上の特性(ψ−0.L→co)
、つまシ平面波が半径aの円板りへ垂直に入射するとき
の円板中心での特性は、上記(方式より次のようになる
ただし上記(8)式においてa1=2である・この結果
円板り上中心での周波数特性は上記(8)式で示したよ
うに10dB前後のりラブルが生ずることが解る。これ
は同一境界条件が重なり合うために解析現象による干渉
が大きくなるためである。
このリッツ0ルを減少させるためには受音点を円板の中
心から外す必要がある。このようにすることによシ周波
数特性の平滑化は実現できるがそれに伴い指向特性も対
称性を崩して行き、受音点をずらした方向とは逆の方向
に指向特性が現われてくる。これは受音点から辺に近い
方向には第1図で説明したような鏡像効果(反射効果)
が減り、指向特性のレベルが低下し、逆に反対方向には
鏡像効果を生じさせる反射面が大きく存在することにな
シ、指向特性のレベルが増大するからである〇この発明
では、この受音点をずらした方向とは逆の方向に指向特
性が現われることに着目してなされたものである。
以下、この発明の諸実施例を第3図〜第12図を参照し
乍ら説明する。
第3図はこの発明の第1実施例を示すもので、同図にお
いて、1剛体平面としての一定の面積を有する所定形状
の平板、例えば半径aを有する円形状の平板(1)を設
け、この平板(1)の中心位置Cとは異ガつだ平板周辺
上位置、例えば中心位置Cより1a離れた位置にマイク
ロホン素子(2)を設ける。この平板(1)としては円
板の代シに、正方形、長方形等その他の形状のものでも
よい。そしてこの平板(1)上のでイクロホン素子(2
)K対してその上方に所定距離離して音源(3)を設け
る。
第4図は第3図の状態を側面及び上面より夫々見た場合
を楔形的に示すもので、第4図において、φは音源(3
) (第3図)よりマイクロホン素子(2)に到達する
音の入射角を表わしている。そしてこの入射角φを変え
た時の音源(3)のマイクロホン素子(2)に対する音
圧の変化は、第5図に黒点で示すような指向特性となる
(実測値)。尚、この実測における条件は、−測色して
、a = 85 mm、 ” a 〜55咽とし、音源
(3)と平板(1)の間の距離を略々2.5〜3mとし
た場合である。壕だ、第5図において実線は、上述の如
く実用的な見地から剛体平面の側面からの回シ込みを無
視した近似解によって計算された計算値である。この第
5図ニジ計算値と実測値とがかなりよく一致しているこ
とが解る。そしてこの第5図から、一定方向(中心方向
位置より)の音に対し収音音圧が上昇し、平板(1)の
平面と同一平面位置で最小となっていることが解る。た
だし、この時の音源(3)からの音は所謂バースト状の
断続波と異なシ、一定周波数、一定音圧の連続波である
又周波数に対する収音音圧の利得は、第6図に示される
如くである。この第6図において、実線は計算値、黒点
は実測値である。この第6図より周波数に対する収音音
圧の利得は、高い周波数になるほどその増減の割合が高
められていることが解る。
又第7図は同一状態での平面波入射角φを、第4図に示
す如く、4−45°、0°、−45°にした時の周波数
特性、つまシ指向特性と周波数特性との関係を示したも
のである。同図において、実線は計算値、その他が実測
値であって、この実測値における×印は入射角φが+4
5°、Δ印はOo、○印は一45°の場合である。この
第7図よシ本実施例における収音の指向特性と周波数の
関係は、その平板(1)の半径方向よシの音はどその周
波数特性は顕著にあられれ、聴感に重要な約800 H
zから6kHzにわたシ左右の分離が得られていること
が解る。
このように本実施例では平板(1)の中心位置Cよシ所
定位置、すなわち3−aの位置にマイクロホン素子(2
)を配することによシ、平板(1)の中心点方向よりの
音はどその収音音圧の利得が篩くなり、又その周波数特
性も顕著になシ、感度や明瞭度等緒特性が向上すること
になる。
第8図はこの発明の第2実施例を示すもので、平板(1
)の中心位置Cより3−a離れだ′位装置に互いに中心
位置Cを中心として対称な位置となるようにマイクロホ
ン素子(4)及び(5)を配置する。これらのマイクロ
ホン素子(4)及び(5)は、実測の条件を上述の第1
実施例と同じものとすると同様の特性を示す。
このような配置条件において、第9図に示すように平板
(1)の半径aを85mm、左側(L)、右側(Iりの
マイクロホン素子(5) 、 (4)の位置を中心位置
cより65mmの位置とし、マイクロホン素子に対し音
源(3)が略々45°の方向で、且っ略々2.5〜3m
離れた位置にある場合を考える。いま、音源(3)から
の音が一定周波数で一定音圧の連続波の場合、上述のご
とく右側のマイクロホン素子(4)の収音音圧の方が左
側のマイクロホン素子(5)より高くなり、各マイクロ
ホン素子からの音を左側は左側、右側は右側として録音
又は聞くと、あだかも音は第9図の配置状態とは異なり
音像の定位が右方向に位置するごとく聞える。従って、
一定の周波数ヌは一定の音圧で連続した音を上述のごと
くステレオマ・1クロホンシステムの態様でテープレコ
ーダ等の録音装置に録音する場合は、左側のマイクロボ
ン素子は右側の入力に、右側のマイクロボン素子は左側
の入力に入力しなければならない。つまり、この場合、
従来の録音、再生とは異なシ、収音するために設置した
位置とは逆の方向に指向性を持っているため、録音、再
生時には定位が左右逆になるようにするわけである。
しかしながら音源(3)を例えば第10図に示すように
周波数が可変し、しかも音圧も異なるバースト状の断続
波とすると、第11図に示すように右側のイクロホノ素
子(4)への断続波の到達時間がマイクロホン素子(5
)への到達時間よ、り 0.26 ms遅れを生ずる。
従って、実質的に音の位相差によりその指向性が決まる
ヘッドホーン等で聞く場合には、左側のマイクロホン素
子は左側の入力に、右側のマイクロホン素子は右側の入
力にする方が好ましい。
すなわち、音の位相差によシその指向性が決まるヘッド
ホーン等を使用して断続波の音を聞いた場合、聴感によ
る定位(方向感)が左側の方向に感じるからである。こ
のことは、約5 rns以下の時間差へと、レベルの大
きい方へ定位が動くと名う所謂第1の波面の法則(ハー
スの効果)に秦づくものである。
従って上述のごとくヘッドホーン等の場合は通常の録音
状蝮と同様に左側のマイクロホン素子は左側の入力に、
右側のマイクロホン素子は右側の入力にする方が好オし
いわけである。もつともスピーカで再生音を聞く場合は
、先行音がちまくなり、距離間が逆になるので、上述し
た一定周波数、一定音圧の定常状態と同様に左側のマイ
クロホン素子は右側の人力に、右側のマイクロホン素子
は左側の入力に入力するようにする。
このようにして本実施例でも第1の実施例と同様の作用
効果が得られると共に更に本実施例では上述した音場現
象を有効に利用することによりステレオ収音も可能とな
る。
第12図はこの発明の第3実施例を示すもので、本実施
例では、例えば第3図の配置状態において平板(1)上
に一定の厚さの吸音特性を有する布(7)を一部マイク
ロホン素子(2)の吸音面が外部に露出するようにして
貼着する。尚、この布(7)として例えばウール(羊毛
)やグラスウール或いはフェルト等が考えられる。
第13図idこの時の周波数特性を示すもので、同図に
おいて、破線が布(力が無い状態、そして実線が布(力
が有る状態の時の夫々周波数特性である。
この第13図の特性より、布(力を設けることにより、
周波数特性の高域、例えば5000 Hz Jl、上の
部分を′抑制することができることが解る。
従って本実施例では、斯るマイクロホン装置を例えば会
議等の収音用として用いた場合には比較的高い周波数成
分から成る棚、机等の響きや紙等をめくる音等を除くこ
とができ、これによって人の声等必要な音以外の不要な
音が収音されなくなるので、会議を効果的に進めること
ができる。尚、本実施例において、第8図の如きステレ
オ収音システムの態様としてもよい。
応用例 尚、この発明は上述の実施例に限定されることなく、斯
る機能を要するその他の場合にも同様に適用可能である
発明の効果 上述のごとくこの発明によれば、一定の面積を有する平
板の少なくともこの平板の中心位置とは異なった平板周
辺の位置−マイクロホン素子を配置する栴成としだので
剛体平面近傍の音場を有効に利用した収音システムを実
現することができζしかも従来のマイクロホン装置に比
し、感度、明瞭度等緒特性を改善することができる。′
また、約1kHz以上の高域が上昇されるので、距離間
が実質的に圧縮されて収音範囲が拡大され、もって会議
等の収音システムに用いて極めて有用である。
【図面の簡単な説明】 第1図及び第2図はこの発明の基本原理の説明に供する
ため線図、第3図はこの発明の一実施例を示す構成図、
εP、4図は第3図の動作説明に供するため楔形図、第
5図〜第7図は第3図の動作説明に供するため特性図、
第8図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第9図〜
第11図は、第8図の動作説明に供するため線図、第1
2図はこの発明の更に他の実施例を示す構成図、第13
図は第12図の動作説明に供するため特性図である。 (1)は平版、(2) 、f4) 、(5)はマイクロ
ホン素子、(3)け音源、(力は布である。 第1図 585− 川5KtLtv<sz> 周犬忽(にI(、) 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一定の面積を有する平板上の少なくとも該平板の中心位
    置とは異なった平板周辺上にマイクロホン素子を配置す
    るようにしたことを特徴とするマイクロホン装置。
JP57167998A 1982-09-27 1982-09-27 マイクロホン装置 Granted JPS5957596A (ja)

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JP57167998A JPS5957596A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 マイクロホン装置
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US06/531,541 US4570742A (en) 1982-09-27 1983-09-09 Microphone apparatus
GB08325209A GB2129254B (en) 1982-09-27 1983-09-21 Microphone apparatus
KR1019830004442A KR910006277B1 (ko) 1982-09-27 1983-09-22 마이크로폰 장치
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JP (1) JPS5957596A (ja)
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DE (1) DE3334945C2 (ja)
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