JP2012023544A

JP2012023544A - 狭指向性コンデンサマイクロホン

Info

Publication number: JP2012023544A
Application number: JP2010159728A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-14
Also published as: JP5606194B2; US20120014542A1; US8737661B2

Abstract

【課題】音響管の大径化を伴うことなく、音響管の後端部側に有効振動板面積の大きなコンデンサマイクロホンユニットを配置して高感度が得られるようにする。
【解決手段】音響管１０の後端側に、振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる単一指向性のコンデンサマイクロホンユニットが配置されている狭指向性コンデンサマイクロホンにおいて、コンデンサマイクロホンユニット２０Ｒ，２０Ｌの２つを、それらの振動板側を互いに平行として対向させて組み合わせてなるユニット対組立体２０を備え、音響管１０の管軸Ｘを中心として各コンデンサマイクロホンユニット２０Ｒ，２０Ｌが対称配置となるように、音響管１０の後端側にユニット対組立体２０を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音響管を有する狭指向性コンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、有効振動板面積を大きくして高感度が得られるようにした狭指向性コンデンサマイクロホンに関するものである。

音響管を有する狭指向性コンデンサマイクロホンは、その形態からして、ラインマイクロホンもしくはガンマイクロホンとも呼ばれ、従来においては、円筒状の音響管内に、同じく円筒状のコンデンサマイクロホンユニットを収納するようにしている。

すなわち、音響管の管軸（指向軸もしくは収音軸）に対してコンデンサマイクロホンユニットに含まれている振動板を垂直として配置するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

この種の狭指向性コンデンサマイクロホンにおいて、特に遠方の音源を収音する目的で使用されるときには、音源からの音波が弱いことから、マイクロホンの自己雑音が小さいことが求められる。

そのためには、コンデンサマイクロホンユニットに含まれている振動板の有効振動板面積を大きくすればよいことが知られているが、上記従来例のような構造によると、コンデンサマイクロホンユニットの口径が音響管の内径の制約を受けるため、その振動板の有効振動板面積を大きくするにも限界がある。

なお、内径の大きな音響管を用いれば、それに合わせて口径の大きなユニットを採用することができるが、音響管が太くなるため、見栄えがよくないばかりでなく、重量も増えるので好ましくない。

振動板の有効振動板面積を大きくする手法の一つとして、特許文献２には、振動板を角型（長方形状）とすることが記載されている。本明細書において、角型の振動板を有するコンデンサマイクロホンユニットを角型ユニットと言うことがある。

このほか、角型ユニットを用いたマイクロホンとして、特許文献３には、角型ユニットを３個使用して狭指向性マイクロホンとすることが記載されている。また、特許文献４には、角型ユニットを２個有するダブルカプセルマイクロホンが記載されている。

このように、角型ユニットを用いたマイクロホンが種々提案されているが、そのいずれも角型ユニットに合わせた特種な形態をなし、円筒状の音響管内に角型ユニットを組み込むと言った試みはなされていない。

特許第２５６２２９５号公報特許第３３２５９１３号公報特許第４３８３２４２号公報特開２００２−７８０６２号公報

したがって、本発明の課題は、音響管を有する狭指向性コンデンサマイクロホンにおいて、音響管の大径化を伴うことなく、音響管の後端部側に有効振動板面積の大きなコンデンサマイクロホンユニットを配置して高感度が得られるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、音響管の後端側に、振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる単一指向性のコンデンサマイクロホンユニットが配置されている狭指向性コンデンサマイクロホンにおいて、上記コンデンサマイクロホンユニットの２つを、それらの振動板側を互いに平行として対向させて組み合わせてなるユニット対組立体を備え、上記音響管の管軸を中心として上記各コンデンサマイクロホンユニットが対称配置となるように、上記音響管の後端側に上記ユニット対組立体が配置されていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によると、上記ユニット対組立体に含まれる上記各コンデンサマイクロホンユニットの振動板および固定極が、上記音響管の管軸に沿った辺を長辺とする長方形状に形成されている。すなわち、上記各コンデンサマイクロホンユニットに角型ユニットが用いられる。

本発明において、上記ユニット対組立体に含まれる上記各コンデンサマイクロホンユニットの出力が並列接続としてインピーダンス変換器に接続されることが好ましい。

本発明には、上記ユニット対組立体を複数備える態様も含まれる。この場合においても、上記各ユニット対組立体の一方の側のコンデンサマイクロホンユニットの各出力を直列接続とした第１出力と、他方の側のコンデンサマイクロホンユニットの各出力を直列接続とした第２出力とが並列接続としてインピーダンス変換器に接続されることが好ましい。

本発明によれば、単一指向性のコンデンサマイクロホンユニットの２つを、それらの振動板側を互いに平行として対向させて組み合わせてユニット対組立体とし、このユニット対組立体を、音響管の管軸を中心として各コンデンサマイクロホンユニットが対称配置となるように音響管の後端側に配置したことにより、音響管の大径化を伴うことなく、有効振動板面積の大きなコンデンサマイクロホンユニット（好ましくは、角型ユニット）を使用することができ、高感度化がはかられる。

また、ユニット対組立体に含まれる各コンデンサマイクロホンユニットの出力を並列接続としてインピーダンス変換器に接続することにより、タッチノイズやハンドリングノイズと言った振動雑音を低減することができる。

本発明の実施形態に係る狭指向性コンデンサマイクロホンの内部構造を示す正面視断面図。図１のＡ−Ａ線矢視断面図。図１のユニット対組立体を示す拡大断面図。図３のＢ−Ｂ線矢視図。図３の分解断面図。ユニット対組立体の接続配線の一例を示す模式図。ユニット対組立体の接続配線の他の例を示す模式図。

次に、図１ないし図７を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図１，図２を参照して、この狭指向性コンデンサマイクロホンは、基本的な構成として、円筒状に形成された音響管１０と、ユニット対組立体２０と、マイクロホンケース３０とを備えている。

音響管１０は、金属もしくは合成樹脂材から形成されてよく、その周面の一部分に干渉用の音波導入孔１１が設けられている。音波導入孔１１は、通常の形態と同じく、音響管１０の周面の１８０゜対向する位置において管軸Ｘ方向に沿って形成されてよい。管軸Ｘとは、音響管１０の中心軸線で、収音軸もしくは指向軸でもある。

ユニット対組立体２０は、後述するように単一指向性コンデンサマイクロホンユニット（以下、単に「マイクロホンユニット」と言うことがある。）を２個含み、音響管１０の後端側（図１，図２において下端側）に配置される。

マイクロホンケース３０は、音響管１０およびユニット対組立体２０をカバーする長尺の円筒管で、収音時に音源側に向けられる先端側（図１，図２において上端側）３０ａには防塵用のガードネット３１が設けられている。

マイクロホンケース３０は、ユニット対組立体２０よりもさらに後方に延びており、その後端側３０ｂの内部には、３ピン型の出力コネクタ３４が装着されている。マイクロホンケース３０内におけるユニット対組立体２０と出力コネクタ３４との間に回路基板３５が配置される。

図示しないが、回路基板３５にはインピーダンス変換器や音声信号出力回路等が実装されている。インピーダンス変換器には、通常の形態と同じく、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられる。

マイクロホンケース３０の周面には、その先端３０ａ側からユニット対組立体２０の収納部分にかけて音波透孔としての開口３２が設けられている。この実施形態において、開口３２は、マイクロホンケース３０の軸線と直交する矩形孔として、その複数個がマイクロホンケース３０の軸線方向に所定の間隔をもって短冊状に配置されている。

図３ないし図５を参照して、ユニット対組立体２０は、一対のマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌを含む。マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌは単一指向性で、その指向周波数特性を含めてほぼ同一のユニットが用いられる。

すなわち、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌは、ともに、金属製の支持リング（ダイアフラムリング）２１２に所定の張力をもって張設された振動板２１１と、合成樹脂製の絶縁座２１４に支持された固定極２１３とをスペーサリング２１８を介して対向的に配置してなる。

振動板２１１には、固定極２１３と対向する反対側の片面に金属蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜が用いられてよい。また、固定極２１３には、アルミニウム等の金属板が用いられるが、振動板２１１との対向面にエレクトレット膜が設けられてもよい。

絶縁座２１４は、固定極２１３の背面側に所定容積の空気室が存在するように底の浅い皿状に形成され、その周縁に固定極２１３が嵌合固定されている。絶縁座２１４の底部には、図示しないリード配線を介して固定極２１３と電気的に接続された電極引出用の端子ピン２１７が設けられている。

この実施形態において、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌはともに角型ユニットであり、振動板２１１は長方形の枠体からなる支持リング２１２に張設され、固定極２１３および絶縁座２１４は長方形に形成されている。

単一指向性であることから、振動板２１１側が前部音響端子で、絶縁座２１４の底部には後部音響端子としての音孔２１５が穿設されている。音孔２１５は、不織布もしくは網目体からなる音響抵抗材２１６によって覆われている。

また、図４に示すように、固定極２１３にも多数の音孔２１３ａが穿設されており、絶縁座２１４の音孔２１５（後部音響端子）からの音波が固定極２１３の音孔２１３ａを通って振動板２１１の背面に作用するようになっている。

図３，図５に示すように、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌは、それらの振動板２１１，２１１側を互いに平行として対向させた状態で、ユニットホルダ２２内に組み付けられ、それらの周囲に配置される押さえ金具２３，２３にてユニットホルダ２２に固定される。

ユニットホルダ２２は合成樹脂材よりなり、マイクロホンユニット２１Ｒの収納部側とマイクロホンユニット２１Ｌの収納部側とに、それらの支持リング２１２，２１２が当接され、各ユニット間の対向面間距離を一定に保つための段差部２２２，２２３が形成されている。

また、ユニットホルダ２２の音響管１０の後端が嵌合される一端側には、音響管１０内を通って到来する音波をマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌの対向面間の前部音響端子に導くための開口部２２１がホーン形として形成されている。

このように、ユニット対組立体２０は、一対のマイクロホンユニット（角型ユニット）２１Ｒ，２１Ｌを含んだ状態で音響管１０の後端部側に取り付けられるが、その場合、図１および図２に示すように、角型ユニットの長辺を音響管１０の管軸Ｘに沿わせるとともに、音響管１０の管軸Ｘを中心としてマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌが対称配置となるようにする。

これにより、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌの振動板２１１，２１１の前部音響端子側に至る音波経路がほぼ同一、また、後部音響端子側から振動板２１１，２１１の背面に至る音波経路もほぼ同一となるため、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌは、指向周波数応答がほぼ同一の単一指向性として動作する。

また、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌが角型ユニットで、しかも角型ユニットが２つであることにより、有効振動板面積が大きくなり、高感度化がはかれる。この点について、振動板および固定極を円形とした従来の一般的な円型ユニットと対比する。

例えば、有効振動径φが１３ｍｍの円型ユニットの場合、その有効振動板面積は、
６．５×６．５×３．１４≒１３２．７ｍｍ^２
である。

これに対して、短辺をφ１３ｍｍよりも小さな１１．３ｍｍとし，長辺を２０．５ｍｍとした角型ユニットを２つ用いる場合の有効振動板面積は
（１１．３×２０．５）×≒４６３ｍｍ^２
となり、上記円型ユニットに比べて約３．５倍の有効振動板面積が得られ、これに伴って、感度が大幅に高められる。

タッチノイズやハンドリングノイズについて、例えばマイクロホンケース３０が手で擦られることにより発生する振動は、各振動板２１１，２１１にその振動方向を含めて等しく加えられるため、図６に示すように、各振動板２１１，２１１を接地（例えば、マイクロホンケース３０に接続）し、マイクロホンユニット２１Ｒの出力４１ａとマイクロホンユニット２１Ｌの出力４２ａとを並列としてインピーダンス変換器４０に入力することにより、振動雑音をキャンセルすることができる。

また、本発明には、ユニット対組立体２０を複数備える態様も含まれる。図７に２つのユニット対組立体２０Ａ，２０Ｂを用いる場合の例を示す。

この場合には、ユニット対組立体２０Ａ，２０Ｂの各一方のマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｒの振動板２１１，２１１同士を直列に接続し、また、各他方のマイクロホンユニット２１Ｌ，２１Ｌの振動板２１１，２１１同士を直列に接続し、ともに接地に接続する。なお、各振動板２１１を個別的に接地してもよい。

同様に、各一方のマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｒの固定極２１３，２１３同士を直列に接続するとともに、各他方のマイクロホンユニット２１Ｌ，２１Ｌの固定極２１３，２１３同士を直列に接続し、それらの各直列出力４１ｂ，４２ｂを並列としてインピーダンス変換器に入力する。

なお、上記実施形態では、ユニット対組立体２０に含まれるマイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌを角型ユニットとしているが、マイクロホンユニット２１Ｒ，２１Ｌに円型ユニットを用いてユニット対組立体２０とする態様も本発明に含まれ、その場合には、図７に示すように、複数のユニット対組立体２０を接続することにより、有効振動板面積をより大きくすることができる。

１０音響管
２０，２０Ａ，２０Ｂユニット対組立体
２１Ｒ，２１Ｌ単一指向性コンデンサマイクロホンユニット
２１１振動板（前部音響端子）
２１２支持リング
２１３固定極
２１４絶縁座
２１５音孔（後部音響端子）
２１６音響抵抗材
２１７端子ピン
２１８スペーサリング
２２ユニットホルダ
２２１開口部
３０マイクロホンケース
３４出力コネクタ
３５回路基板
４０インピーダンス変換器

Claims

音響管の後端側に、振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる単一指向性のコンデンサマイクロホンユニットが配置されている狭指向性コンデンサマイクロホンにおいて、
上記コンデンサマイクロホンユニットの２つを、それらの振動板側を互いに平行として対向させて組み合わせてなるユニット対組立体を備え、上記音響管の管軸を中心として上記各コンデンサマイクロホンユニットが対称配置となるように、上記音響管の後端側に上記ユニット対組立体が配置されていることを特徴とする狭指向性コンデンサマイクロホン。
上記ユニット対組立体に含まれる上記各コンデンサマイクロホンユニットの振動板および固定極が、上記音響管の管軸に沿った辺を長辺とする長方形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の狭指向性コンデンサマイクロホン。
上記ユニット対組立体に含まれる上記各コンデンサマイクロホンユニットの出力が並列接続としてインピーダンス変換器に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の狭指向性コンデンサマイクロホン。
上記ユニット対組立体を複数備え、上記各ユニット対組立体の一方の側のコンデンサマイクロホンユニットの各出力を直列接続とした第１出力と、他方の側のコンデンサマイクロホンユニットの各出力を直列接続とした第２出力とが並列接続としてインピーダンス変換器に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の狭指向性コンデンサマイクロホン。