JP4000217B2 - マイクロホン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、振動雑音の低減手段を有するマイクロホンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロホン、とりわけ手持ち使用のマイクロホンにおいては、マイクロホンケースが振動することにより発生する振動雑音がしばしば問題とされる。マイクロホンユニットは、振動板を含みマイクロホンケース側に対して振動可能に支持された振動部と、マイクロホンケースに対して固定された磁気回路などの固定部とに大別される。
【０００３】
マイクロホンの音波による電気的信号出力は、振動部と固定部との相対変位もしくは相対速度に依存する。この相対変位もしくは相対速度は、マイクロホンケースが振動することによっても生じ、これが振動雑音として取り出される。すなわち、この振動雑音は、マイクロホンケースがある方向に変位した場合、振動部の質量が元の位置に留まろうとすることにより発生する。
【０００４】
音波による電気的信号出力を、振動部と固定部との相対変位によって得るものの代表例がコンデンサマイクロホンであり、相対速度によって得るものの代表例がダイナミックマイクロホンであるが、マイクロホンの制御方式別（質量制御、抵抗制御および弾性制御）からすると、一般的に振動雑音の大きさは、指向性ダイナミックマイクロホン＞無指向性ダイナミックマイクロホン＞無指向性コンデンサマイクロホンの順となる。
【０００５】
低い周波数成分の振動雑音は、振動板の振動軸に対してｃｏｓθの指向性を持つが、比較的高い周波数成分の振動雑音は、マイクロホンケース→弾性支持部材→振動板の経路で固体伝搬で発生するため、特定の指向性を持たない。このような振動雑音を低減するため、従来では次のような方法が知られている。
【０００６】
（１）マイクロホンユニットをマイクロホンケースに搭載する際、ゴムなどの粘弾性体を用いて防振するいわゆるショックマウント法。（２）マイクロホンユニットのほかに、振動雑音のみを検出する振動検出ユニットを搭載し、両ユニットの出力信号を相殺する方法。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）のショックマウント法による防振効果は、振動系の共振周波数と共振鋭度に依存する。したがって、その共振周波数と相関のある周波数以上の周波数帯域でしか振動雑音の低減効果が期待できない。すなわち、振動系の共振周波数を低く設定すると、防振効果のある周波数帯域を広くすることができる。
【０００８】
しかしながら、共振周波数を低く設定すると、定常状態においても、重力によってマイクロホンユニットが正常な位置から変位することになるため、外部から衝撃がマイクロホンケースに加わると、マイクロホンユニットの変位が大きくなり、マイクロホンユニットがマイクロホンケースと衝突する。この結果、さらに大きな振動雑音が発生する結果となる。
【０００９】
上記（２）の出力信号相殺方法では、音波を収音するマイクロホンユニットと、これと同一の変換方式をもつ振動検出ユニットとを用い、それら両ユニットの出力信号のレベルや位相を調整し減算することにより、ある程度良好に振動雑音を低減することができる。
【００１０】
しかしながら、マイクロホンユニットと振動検出ユニットの両出力信号を広い周波数帯域にわたって同一にすることは、極めて緻密な調整を必要とするばかりでなく、実際問題としてかなり困難である。したがって、振動低減対象の周波数帯を適当な範囲に限定し、それ以外の周波数帯についてはショックマウント法などを補助的に併用する必要がある。
【００１１】
また、振動検出ユニットには音波が進入しないように囲いが設けられる。すなわち、振動検出ユニットは密閉された空間内で振動を検出することになるため、その振動板の共振周波数が上昇し、出力信号レベルが低下することになる。
【００１２】
また、マイクロホンユニットは自由空間内、これに対して振動検出ユニットは密閉空間内というように、両ユニットは異なる環境に置かれるため、温度などによっても、両ユニットの出力信号のバランスが崩れるおそれがある。これらのことが、両ユニットの出力信号のレベル合わせおよび位相合わせの調整作業をより困難なものにしている。
【００１３】
さらに、温度上昇等の原因で、あらかじめ調整された位相やレベルが変化し、振動雑音の相殺が正常に動作しなくなった場合には、振動雑音が逆に増加する場合もある。
【００１４】
本発明は、このような従来の諸問題を解決するためになされたもので、その目的は、構造が簡単で、しかも複雑な調整作業などを不要にして、振動雑音を低減することができるようにしたマイクロホンを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、音を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、弾性体を介して上記マイクロホンユニットを弾性的に支持するマイクロホン支持部とを含むマイクロホンにおいて、上記マイクロホン支持部に加えられる振動が上記マイクロホンユニットに対して遅延されて伝達されるように、上記マイクロホンユニットが上記弾性体を介して上記マイクロホン支持部に支持されているとともに、上記マイクロホン支持部に設けられて、上記マイクロホン支持部に加えられた振動を直ちに検出する圧電素子からなる振動検出部と、上記振動検出部からの検出信号に基づいて動作状態になり、上記マイクロホンユニットから出力される変換信号を減衰して出力部に出力する出力信号処理部とを備えていることを特徴としている。
【００１６】
この場合、上記出力信号処理部は抵抗素子からなる減衰器を有し、その動作状態時において、上記減衰器にて上記マイクロホンユニットから出力される変換信号を減衰する態様も本発明含まれる。
【００１７】
また、上記出力信号処理部はハイパスフィルタを有し、その動作状態時において、上記ハイパスフィルタにて上記マイクロホンユニットから出力される変換信号中の低域成分を減衰するようにしてもよく、この態様も本発明含まれる。
【００１８】
本発明によれば、マイクロホン支持部に衝撃が加えられると、振動検出部がこの衝撃を検出して、検出信号を出力する。出力信号処理部は振動検出部からの検出信号に基づいて動作状態になる。
【００１９】
一方、機械的に分析すると、マイクロホン支持部に加えられた衝撃は、このマイクロホン支持部を伝わり、マイクロホンユニットに到達するが、マイクロホンユニットが弾性体を介してマイクロホン支持部に支持されているので、衝撃はこの弾性体によって遅延されて、マイクロホンユニットに加えられる。このときには、出力信号処理部がすでに動作状態になっているので、衝撃に起因する雑音が同出力信号処理部にて取り除かれる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術的思想をよりよく理解するために、図面を参照しながら、その好適な実施例について説明する。
【００２１】
図１は、このマイクロホンを示す模式的な部分断面図である。これによると、このマイクロホンは、マイクロホンケース（マイクグリップ）１、ショックマウント２、マイクロホンユニット３、振動検出部としてショックセンサ４、出力信号処理部５、および出力部として出力コネクタ６を備える。
【００２２】
マイクロホンケース１の形状は筒状であり、ショックマウント２、マイクロホンユニット３、ショックセンサ４、出力信号処理部５および出力コネクタ６をその内側に備える。マイクロホンケース１の上部は、マイクロホンユニット３をカバーするウィンドスクリーン１１になっている。また、マイクロホンケース１の下部には、ケーブルに接続される出力コネクタ６が取り付けられている。
【００２３】
ショックマウント２は、マイクロホンケース１に加えられた衝撃を低減するものであり、好ましくは粘弾性を示す弾性体が用いられる。ショックマウント２は、リング形状であり、その内部にマイクロホンユニット３が挿入された状態で、マイクロホンケース１の内側に嵌合保持される。この結果、マイクロホンケース１は、図２に示すように、ショックマウント２による等価的なスプリング２１によって、マイクロホンユニット３を支持することになる。
【００２４】
マイクロホンユニット３は、外部の音を電気的な信号に変換する。音の変換には、ダイナミックマイクロホンやコンデンサマイクロホンなどが用いられる。マイクロホンユニット３は、変換結果である変換信号を出力信号処理部５に出力する。
【００２５】
ショックセンサ４は、マイクロホンケース１に加えられる振動や衝撃を検出する。このショックセンサ４は、図３（ａ）に示すように、一対の圧電素子４１，４２を備える。衝撃による加速度が、たとえば矢印Ａ方向から圧電素子４１，４２に加えられると、一方の圧電素子４１が伸びると同時に、他方の圧電素子４２が縮む。
【００２６】
この結果、圧電素子４１，４２には電荷が発生し、ショックセンサ４は、この電荷による検出信号を出力する。このとき、ショックセンサ４が出力する検出信号は、図３（ｂ）に示すように、衝撃による電圧の振動波形となる。
【００２７】
出力信号処理部５は、ショックセンサ４が検出した衝撃に基づいて、マイクロホンユニット３からの変換信号を減衰する。出力信号処理部５は、図４に示すように、増幅器５１、検波器５２、平滑回路５３、比較器５４、アナログスイッチ回路５５および減衰器５６を備える。
【００２８】
増幅器５１は、ショックセンサ４からの検出信号を増幅し、増幅した検出信号を検波器５２に出力する。検波器５２は、増幅器５１の検出信号を受け取ると、この検出信号を検波し、図５（ａ）に示す検波信号を生成する。
【００２９】
検波器５２は、生成した検波信号を平滑回路５３に出力する。平滑回路５３は、検波器５２の検波信号を受け取ると、この検波信号を平滑し、図５（ｂ）の実線で示す平滑信号を生成する。平滑回路５３は、生成した平滑信号を比較器５４に出力する。
【００３０】
比較器５４は、平滑回路５３の平滑信号に基づいて、アナログスイッチ回路５５を制御する。すなわち、比較器５４には、基準レベル５４Ａがあらかじめ設定されている。基準レベル５４Ａは、衝撃により発生する振動雑音を低減するためのレベルを表すものである。
【００３１】
比較器５４は、平滑回路５３からの平滑信号と、基準レベル５４Ａとを比較する。平滑信号が基準レベル５４Ａ以上であると、比較器５４は、アナログスイッチ回路５５に駆動信号を出力する。また逆に、平滑信号が基準レベル５４Ａに比べて小さければ、比較器５４は、駆動信号の出力を停止する。
【００３２】
アナログスイッチ回路５５は、比較器５４の駆動信号に基づいて、減衰器５６を制御する。すなわち、アナログスイッチ回路５５は、スイッチ５５Ａを備える。アナログスイッチ回路５５は、比較器５４から駆動信号を受け取ると、スイッチ５５Ａを閉じて、スイッチ５５Ａの接点５５Ｂを接点５５Ｃに接続する。また、駆動信号を受け取らないとき、アナログスイッチ回路５５は、スイッチ５５Ａを開く。スイッチ５５Ａの開閉によって、アナログスイッチ回路５５は、次に述べるように、減衰器５６の減衰を制御する。
【００３３】
減衰器５６は、マイクロホンユニット３から出力される変換信号を減衰する。このために、減衰器５６は、抵抗５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃを備えている。抵抗５６Ａは、マイクロホンユニット３の出力端子３Ａと出力コネクタ６の出力端子６Ａとの間を接続する信号線７Ａに挿入されている。抵抗５６Ｂは、マイクロホンユニット３の出力端子３Ｂと出力コネクタ６の出力端子６Ｂとの間を接続する信号線７Ｂに挿入されている。
【００３４】
抵抗５６Ｃの一端が抵抗５６Ａの出力端子６Ａ側の端子に接続され、抵抗５６Ｃの他端がアナログスイッチ回路５５の接点５５Ｂに接続されている。抵抗５６Ｂの出力端子６Ｂ側の端子がアナログスイッチ回路５５の接点５５Ｃに接続されている。
【００３５】
アナログスイッチ回路５５のスイッチ５５Ａが閉状態になると、抵抗５６Ｃは、抵抗５６Ａの出力端子６Ａ側の端子と、抵抗５６Ｂの出力端子６Ｂ側の端子との間に接続される。これによって、マイクロホンユニット３の出力端子３Ａ，３Ｂと出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂとの間に、抵抗５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃによるアッティネータが挿入されることになる。このアッティネータは、マイクロホンユニット３からの変換信号を減衰して、出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂに出力する。
【００３６】
次に、この実施例１の動作について説明する。人の声などは、マイクロホンユニット３によって電気的な信号に変換される。マイクロホンユニット３からの変換信号は、出力端子３Ａ，３Ｂから抵抗５６Ａ，５６Ｂを経て、出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂに出力される。
【００３７】
この状態のとき、マイクロホンケース１に衝撃が加えられると、ショックセンサ４が直ちにその衝撃を検出する。この結果、出力信号処理部５の比較器５４が駆動信号をアナログスイッチ回路５５に出力する。これによって、アナログスイッチ回路５５のスイッチ５５Ａが閉じて、減衰器５６の抵抗５６Ｃが抵抗５６Ａと抵抗５６Ｂとの間に接続され、抵抗５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃによるアッティネータが信号線７Ａ，７Ｂに挿入される。
【００３８】
一方、衝撃による振動雑音は、マイクロホンケース１からショックマウント２を伝播して、マイクロホンユニット３に加えられる。このとき、振動雑音は、ショックマウント２によって遅延されて、マイクロホンユニット３に伝わる。この結果、振動雑音がマイクロホンユニット３に到達するときには、抵抗５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃによるアッティネータが既に信号線７Ａ，７Ｂに挿入されているので、振動雑音で発生した変換信号がこのアッティネータによって低減される。減衰器５６は、振動雑音を低減した変換信号を出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂに出力する。
【００３９】
このようにして、本発明によれば、衝撃による振動雑音を低減することができる。このとき、比較器５４に設定された基準レベル５４Ａ以上の振動雑音に対して、減衰器５６が動作するので、バラツキがなく、かつ、複雑な調整作業を不要にして、振動雑音を抑制することができる。
【００４０】
また、マイクロホンユニット３にコンデンサマイクロホンを使用した場合、出力信号処理部５をＣ−ＭＯＳ−ＩＣ等の、消費電力の少ない素子で構成すれば、マイクロホンユニット３に供給する電力を大幅に大きくする必要がなく、マイクロホンを接続する装置をそのまま用いることができる。
【００４１】
マイクロホンユニット３にダイナミックマイクロホンを使用した場合、マイクロホンに供給する電源をオン、オフすれば、出力信号処理部５の機能を使用するかどうかの選択を簡単にすることができる。
【００４２】
次に、図６の実施例２について説明する。この実施例２では、図４の減衰器５６だけが実施例１と異なるので、この異なる部分だけを説明する。この実施例２では、図６に示すように、図４の減衰器５６の代わりに、ハイパスフィルタからなる減衰器５７を用いる。なお、図６において、図４の出力信号処理部５と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号が付されている。
【００４３】
この実施例２における減衰器５７は、マイクロホンユニット３の変換信号から、低い周波数の変換信号だけを低減する。この低い周波数の変換信号は、主に振動雑音によって発生するものである。このために、減衰器５７は、抵抗５７Ａ，５７Ｂとコイル５７Ｃとを備える。抵抗５７Ａは信号線７Ａに挿入され、抵抗５７Ｂは信号線７Ｂに挿入されている。
【００４４】
コイル５７Ｃの一端が抵抗５７Ａの出力端子６Ａ側の端子に接続され、コイル５７Ｃの他端がアナログスイッチ回路５５の接点５５Ｂに接続されている。抵抗５７Ｂの出力端子６Ｂ側の端子がアナログスイッチ回路５５の接点５５Ｃに接続されている。
【００４５】
アナログスイッチ回路５５のスイッチ５５Ａが閉状態になると、コイル５７Ｃは、抵抗５７Ａの出力端子６Ａ側の端子と、抵抗５７Ｂの出力端子６Ｂ側の端子との間に接続される。
【００４６】
これによって、マイクロホンユニット３の出力端子３Ａ，３Ｂと出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂとの間に、抵抗５７Ａ，５７Ｂとコイル５７Ｃとによるアッティネータが挿入されることになる。このアッティネータは、コイル５７Ｃによって、マイクロホンユニット３からの変換信号の中の、低い周波数の成分、すなわち、振動雑音による変換信号だけを減衰して、出力コネクタ６の出力端子６Ａ，６Ｂに出力する。
【００４７】
このようにして、本発明によれば、振動雑音によって発生する、低い周波数の変換信号だけをコイル５７Ｃによって選択的に減衰することができる。この結果、振動雑音とともに、人の声などの通常の音声が発生しても、この音声による変換信号だけが出力コネクタ６に出力されるので、音声が途切れることを防ぐことができる。
【００４８】
以上、実施例１，２について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、マイクロホンがスタンドによって卓上に設置されるものである場合には、ショックセンサ４および出力信号処理部５をそのスタンド側に取り付けてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振動検出部が衝撃を検出すると、出力信号処理部が動作状態になるので、弾性体で遅延されて出力信号処理部に加えられる、衝撃による変換信号を確実に減衰することができ、かつ、振動検出部や出力信号処理部に対する複雑な調整作業等を不要にすることができる。また、衝撃による変換信号を除くために、振動検出部と出力信号処理部とだけが必要であるので、構造が複雑化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す模式的な部分断面図。
【図２】上記実施例でのショックマウントの働きを説明するための模式図。
【図３】上記実施例でのショックセンサを説明するための模式図。
【図４】上記実施例での出力信号処理部を示すブロック図。
【図５】上記実施例での出力信号処理部の波形を示す波形図。
【図６】本発明の別の実施例による出力信号処理部を示すブロック図。
【符号の説明】
１ マイクロホンケース
２ ショックマウント
３ マイクロホンユニット
３Ａ，３Ｂ 出力端子
４ ショックセンサ
５ 出力信号処理部
６ 出力コネクタ
６Ａ，６Ｂ 出力端子

Claims (3)

1. 音を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、弾性体を介して上記マイクロホンユニットを弾性的に支持するマイクロホン支持部とを含むマイクロホンにおいて、
   上記マイクロホン支持部に加えられる振動が上記マイクロホンユニットに対して遅延されて伝達されるように、上記マイクロホンユニットが上記弾性体を介して上記マイクロホン支持部に支持されているとともに、
   上記マイクロホン支持部に設けられて、上記マイクロホン支持部に加えられた振動を直ちに検出する圧電素子からなる振動検出部と、上記振動検出部からの検出信号に基づいて動作状態になり、上記マイクロホンユニットから出力される変換信号を減衰して出力部に出力する出力信号処理部とを備えていることを特徴とするマイクロホン。
2. 上記出力信号処理部は抵抗素子からなる減衰器を有し、その動作状態時において、上記減衰器にて上記マイクロホンユニットから出力される変換信号を減衰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. 上記出力信号処理部はハイパスフィルタを有し、その動作状態時において、上記ハイパスフィルタにて上記マイクロホンユニットから出力される変換信号中の低域成分を減衰することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。

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