(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗を測定する音響抵抗材の音響抵抗測定装置において、
所定周波数の音波を発生するスピーカと、
一端が上記スピーカに接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置される第１配管および上記第１配管の途中に含まれ上記スピーカからの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第１音響抵抗管と、
一端が上記第１配管の一端とともに上記スピーカに接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置される上記第１配管とほぼ同一構成の第２配管および上記第２配管の途中に含まれ上記第１音響抵抗管とほぼ同一の音響抵抗を有する第２音響抵抗管と、
双指向性マイクロホンを含み上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の各下流側で上記第１配管と上記第２配管との間に連結されるブリッジ管と、
上記双指向性マイクロホンから出力されるマイク出力に基づいて上記基準音響抵抗材に対する上記被測定音響抵抗材の音響抵抗の大小を測定する測定手段とを備えていることを特徴とする音響抵抗材の音響抵抗測定装置。
【請求項２】
マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗を測定する音響抵抗材の音響抵抗測定装置において、
所定周波数の音波を発生するスピーカと、
一端が上記スピーカに接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置される第１配管および上記第１配管の途中に含まれ上記スピーカからの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第１音響抵抗管と、
一端が上記第１配管の一端とともに上記スピーカに接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置される上記第１配管とほぼ同一構成の第２配管および上記第２配管の途中に含まれ上記第１音響抵抗管とほぼ同一の音響抵抗を有する第２音響抵抗管と、
上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の各下流側で上記スピーカからの音波を収音する第１および第２の無指向性マイクロホンと、
上記第１および第２の無指向性マイクロホンの各マイク出力端子に接続された差動増幅器を介して上記基準音響抵抗材に対する上記被測定音響抵抗材の音響抵抗の大小を測定する測定手段とを備えていることを特徴とする音響抵抗材の音響抵抗測定装置。
【請求項３】
上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の音響抵抗値が上記基準音響抵抗材の音響抵抗値とほぼ等しい値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の音響抵抗材の音響抵抗測定装置。
【請求項４】
上記スピーカから発せられる音波の周波数を可変する周波数可変手段をさらに備え、上記被測定音響抵抗材が用いられるマイクロホンユニットの制御方式に応じて上記音波の周波数が選択可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の音響抵抗材の音響抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗測定装置に関し、さらに詳しく言えば、音響抵抗材の音響抵抗を所望とする周波数で測定できる音響抵抗測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロホンに用いられる音響抵抗材には、通常、ナイロンメッシュや連続気泡を有するスポンジ材等が用いられている。その音響抵抗の測定方法には、例えば音波の透過率や圧搾空気の透過率を測定する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、ラインマイクロホン（ガンマイク）等に用いられる狭指向性マイクロホンユニットでは、後部音響端子の音響抵抗がきわめて高く設計される。
【０００４】
したがって、上記の測定方法では、音響抵抗材に対して大きな音波もしくは圧搾空気を加えなければならないため、それによって音響抵抗材が破壊したり、破壊に至らなくても特性が変化してしまうことがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、特許文献１で、音響抵抗材を破壊することなく、その音響抵抗値を高精度に測定し得るようにした発明を提案している。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載された発明は、一端が圧搾空気供給源に接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置されるとともにその途中に空気絞り部を有する第１配管と、一端が圧搾空気供給源に接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置されるとともにその途中に空気絞り部を有し上記空気絞り部の空気抵抗値を含めて上記第１配管と同一構成の第２配管と、差圧計を有し上記各空気絞り部の下流側で上記第１配管と上記第２配管との間に連結されるブリッジ管とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
上記特許文献１に記載された発明は、ホイートストンブリッジ回路に見立てられ、第１配管および第２配管の各空気絞り部を含む配管部分が固定辺に相当し、第１配管の空気絞り部の下流側で基準音響抵抗材が配置される配管部分が基準辺に相当し、第２配管の空気絞り部の下流側で被測定音響抵抗材が配置される配管部分が被測定辺に相当し、差圧計が検流計に相当する。したがって、差圧計の指示値により基準音響抵抗材に対する被測定音響抵抗材の音響抵抗値を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３２８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、マイクロホンユニットの制御方式には、質量制御（特には、単一指向性ダイナミックマイクロホン），抵抗制御（特には、無指向性ダイナミックマイクロホン，単一指向性コンデンサマイクロホン），弾性制御（特には、無指向性コンデンサマイクロホン）があるが、各制御方式ごとに測定すべき音響抵抗材の周波数が異なる。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、圧搾空気を用いているため、直流成分での測定しかできない、という問題がある。
【００１１】
また、コンプレッサー，エアータンク，圧力調整器等の圧搾空気を発生させ、安定化させるための設備を必要とするため、測定装置が大型であり、設備コストもかかる、という問題もある。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗測定装置において、構成が簡素かつコストが安価でありながら、音響抵抗材の音響抵抗を所望とする周波数で測定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗を測定する音響抵抗材の音響抵抗測定装置において、所定周波数の音波を発生するスピーカと、一端が上記スピーカに接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置される第１配管および上記第１配管の途中に含まれ上記スピーカからの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第１音響抵抗管と、一端が上記第１配管の一端とともに上記スピーカに接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置される上記第１配管とほぼ同一構成の第２配管および上記第２配管の途中に含まれ上記第１音響抵抗管とほぼ同一の音響抵抗を有する第２音響抵抗管と、双指向性マイクロホンを含み上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の各下流側で上記第１配管と上記第２配管との間に連結されるブリッジ管と、上記双指向性マイクロホンから出力されるマイク出力に基づいて上記基準音響抵抗材に対する上記被測定音響抵抗材の音響抵抗の大小を測定する測定手段とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明は、マイクロホンに用いられる音響抵抗材の音響抵抗を測定する音響抵抗材の音響抵抗測定装置において、所定周波数の音波を発生するスピーカと、一端が上記スピーカに接続され他端側の管端に基準となる基準音響抵抗材が配置される第１配管および上記第１配管の途中に含まれ上記スピーカからの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第１音響抵抗管と、一端が上記第１配管の一端とともに上記スピーカに接続され他端側の管端に被測定音響抵抗材が配置される上記第１配管とほぼ同一構成の第２配管および上記第２配管の途中に含まれ上記第１音響抵抗管とほぼ同一の音響抵抗を有する第２音響抵抗管と、上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の各下流側で上記スピーカからの音波を収音する第１および第２の無指向性マイクロホンと、上記第１および第２の無指向性マイクロホンの各マイク出力端子に接続された差動増幅器を介して上記基準音響抵抗材に対する上記被測定音響抵抗材の音響抵抗の大小を測定する測定手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明において、上記第１音響抵抗管および上記第２音響抵抗管の音響抵抗値が上記基準音響抵抗材の音響抵抗値とほぼ等しい値に設定されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明には、上記スピーカから発せられる音波の周波数を可変する周波数可変手段をさらに備え、上記被測定音響抵抗材が用いられるマイクロホンユニットの制御方式に応じて上記音波の周波数が選択可能である、という態様が含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スピーカから放音される所定周波数の音波をホイートストンブリッジ回路に相当する配管系を介して基準音響抵抗材と被測定音響抵抗材とに与える構成であるため、音波の周波数を可変とすることにより、音響抵抗材の音響抵抗を所望とする周波数（音響抵抗材が適用されるマイクロホンの制御方式に応じた周波数）で測定することができる。
【００１８】
また、測定設備にしても、スピーカやマイクロホン等を用意するだけでよいため、装置が小型であり、設備コストも安価に済ませられる。また、外来音波が入り込んでも、音響抵抗が平衡した状態ではキャンセルされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音響抵抗測定装置を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態に係る音響抵抗測定装置の等価回路図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る音響抵抗測定装置を示す模式図。
【図４】上記第２実施形態に係る音響抵抗測定装置の等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、図１ないし図４により、本発明の第１および第２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。
【００２１】
まず、図１，図２を参照して、本発明の第１実施形態（請求項１に対応）に係る音響抵抗測定装置１Ａについて説明する。
【００２２】
この音響抵抗測定装置１Ａは、基本的な構成として、測定信号発生源としてのスピーカ２と、長さと内径がほぼ同一である第１配管１０および第２配管２０と、双指向性マイクロホン３１を含むブリッジ管３０とを備える。
【００２３】
この実施形態において、スピーカ２にはコーン型スピーカが用いられているが、例えば平面型スピーカが用いられてもよい。詳しくは図示しないが、スピーカ２を駆動する駆動回路２ａには、発音する音波の周波数を可変するための周波数可変手段が含まれている。
【００２４】
第１配管１０は、その一端１１がスピーカ２に接続される。第１配管１０の他端側の管端１２は、トレー状に形成されており、その内部に音響抵抗が既知（良品）の基準音響抵抗材４０Ｓが配置される。
【００２５】
第１配管１０の途中には、スピーカ２からの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第１音響抵抗管１３が接続されている。音響抵抗管（音響管と呼ばれているものを含む）の音響抵抗Ｚは、空気の密度をρ，音速をｃ，管内の断面積をｓとして、Ｚ＝ρｃ／ｓにより求められる。
【００２６】
この種の音響抵抗管（音響管）は、比較的リアクタンス成分が少ないため、ホイートストンブリッジ回路の固定辺に設けられる抵抗として好ましく採用される（位相回転の問題から）。
【００２７】
第２配管２０は、その一端２１が第１配管１０の一端１１とともにスピーカ２に接続される。第２配管２０の他端側の管端２２は、第１配管１０と同じくトレー状に形成されており、その内部に被測定音響抵抗材４０Ｘが配置される。
【００２８】
第２配管２０の途中にも、スピーカ２からの音波に対して所定の音響抵抗として作用する第２音響抵抗管２３が接続されている。この第２音響抵抗管２３は、その音響抵抗値を含めて第１音響抵抗管１３と同一構成である。
【００２９】
スピーカ２を上流側として、第１音響抵抗管１３および第２音響抵抗管２３の各下流側（管端側）で、第１配管１０と第２配管２０との間には、双指向性マイクロホン３１を含むブリッジ管３０が連結される。
【００３０】
双指向性マイクロホン３１のマイク出力（音声信号）は、増幅器３２を介して測定部３３に与えられる。この実施形態において、双指向性マイクロホン３１はリボンマイクロホンであり、その振動板３１ａは、第１配管１０側の音波と第２配管２０側の音波の差圧により振動し、両側で位相が逆になる。
【００３１】
したがって、測定部３３は、少なくとも双指向性マイクロホン３１のマイク出力が「０」，「正相（＋）」，「逆相（−）」のいずれかを表示する。ここでは、説明の便宜上、振動板３１ａが第１配管１０側の音波により振動した場合を「正相（＋）」とし、第２配管２０側の音波により振動した場合を「逆相（−）」とする。
【００３２】
この実施形態では、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗を測定しながら、その音響抵抗値を基準音響抵抗材４０Ｓの音響抵抗値に合わせ込むことができるように、被測定音響抵抗材４０Ｘ，基準音響抵抗材４０Ｓともに、実際にマイクロホンユニットに組み込まれる状態で管端１２，２２の各トレー内に配置される。
【００３３】
この例において、被測定音響抵抗材４０Ｘは単一指向性コンデンサマイクロホンユニット用であり、被測定音響抵抗材４０Ｘ（基準音響抵抗材４０Ｓも同様）は、固定極４１を支持する絶縁座４２の背面側に装着される。
【００３４】
固定極４１は金属の多孔板からなり、絶縁座４２には後部音響端子からの音波を固定極４１の孔を通して図示しない振動板の裏面に作用させるための音孔（音波導入孔）４２ａが穿設されている。
【００３５】
被測定音響抵抗材４０Ｘには、例えばナイロンメッシュや連続気泡のスポンジ体等が用いられ、その圧縮比により音響抵抗値が変化する。被測定音響抵抗材４０Ｘは、絶縁座４２の音孔４２ａを覆うように絶縁座４２の背面側に配置される。
【００３６】
絶縁座４２の背面側のほぼ中央には、雄ネジを有する円筒状のボス４２ｂが突設されており、ボス４２ｂに被測定音響抵抗材４０Ｘに対して押圧力を加えるアジャストナット４３が螺合され、その締め付け具合により、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値の調整が行われる。
【００３７】
スピーカ２から発生された所定周波数の音波は、第１配管１０および第２配管２０内を通ってそれぞれ基準音響抵抗材４０Ｓと被測定音響抵抗材４０Ｘとに加えられる。
【００３８】
基準音響抵抗材４０Ｓと被測定音響抵抗材４０Ｘの各音響抵抗値が等しければ、第１配管１０と第２配管２０内の音波は同相かつ同じ圧力となるため、振動板３１ａは振動しない。したがって、測定部３３にはマイク出力が「０」と表示される。これにより、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が適正と判断される。
【００３９】
これに対して、測定部３３にマイク出力が「正相（＋）」と表示された場合には、基準音響抵抗材４０Ｓの音響抵抗値に対して被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が小さいことを意味するため、被測定音響抵抗材４０Ｘ側のアジャストナット４３を締め付ける方向に回して、マイク出力が「０」となるようにする。
【００４０】
反対に、測定部３３にマイク出力が「逆相（−）」と表示された場合には、基準音響抵抗材４０Ｓの音響抵抗値に対して被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が大きいことを意味するため、被測定音響抵抗材４０Ｘ側のアジャストナット４３を緩める方向に回して、マイク出力が「０」となるようにする。
【００４１】
このようにして、本発明によれば、測定信号発生源として所定周波数の音波を発生し得るスピーカ２を用いていることから、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値を所望とする周波数の音波で測定することができる。また、その測定結果に応じて、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値を調整することもできる。
【００４２】
例えば、被測定音響抵抗材４０Ｘが用いられるマイクロホンユニットの制御方式が質量制御（特には、単一指向性ダイナミックマイクロホン）の場合には１００〜２００Ｈｚ程度の低い周波数、抵抗制御（特には、無指向性ダイナミックマイクロホン，単一指向性コンデンサマイクロホン）の場合には１ｋＨｚ程度の周波数、弾性制御（特には、無指向性コンデンサマイクロホン）の場合には１０〜２０ｋＨｚ程度の高い周波数を選択することが好ましい。
【００４３】
本発明によれば、この周波数の選択（切り替え）は、駆動回路２ａに設けられている周波数可変手段により容易に行うことができる。
【００４４】
次に、図３，図４により、本発明の第２実施形態（請求項２に対応）に係る音響抵抗測定装置１Ｂについて説明する。上記第１実施形態と変更を要しない構成要素については同じ参照符号付し、その説明は省略する。
【００４５】
この第２実施形態に係る音響抵抗測定装置１Ｂでは、上記第１実施形態における双指向性マイクロホン３１に代えて、第１および第２の２つの無指向性マイクロホン５１，５２を用いる。無指向性マイクロホン５１，５２は、コンデンサマイクロホンが好ましい。
【００４６】
すなわち、第１無指向性マイクロホン５１を第１配管１０の第１音響抵抗管１３の下流側（管端１２側）に配置して、第１配管１０内の音波を収音する。同様に、第２無指向性マイクロホン５２を第２配管２０の第２音響抵抗管２３の下流側（管端１２側）に配置して、第２配管２０内の音波を収音する。
【００４７】
ただし、この２つの無指向性マイクロホン５１，５２は、感度および周波数応答がともに揃っていることを条件とする。この点に関しては、上記第１実施形態の双指向性マイクロホン３１の方が有利である。
【００４８】
無指向性マイクロホン５１，５２の各マイク出力によって、基準音響抵抗材４０Ｓと被測定音響抵抗材４０Ｘの各音響抵抗値の相対的な大小関係を判別するため、この実施形態では差動増幅器５３を用いている。
【００４９】
この例では、第１配管１０側の第１無指向性マイクロホン５１のマイク出力を差動増幅器５３の＋側入力端子に入力し、第２配管２０側の第２無指向性マイクロホン５２のマイク出力を差動増幅器５３の−側入力端子に入力し、その出力を測定部５４に与えるようにしている。
【００５０】
無指向性マイクロホン５１，５２のマイク出力は、配管１０，２０内の音圧に比例するため、基準音響抵抗材４０Ｓと被測定音響抵抗材４０Ｘの各音響抵抗値が等しければ、無指向性マイクロホン５１，５２のマイク出力が同一値となる。
【００５１】
これにより、差動増幅器５３の出力は０、したがって測定部５４には例えば「０」と表示され、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が適正と判断される。
【００５２】
これに対して、基準音響抵抗材４０Ｓの音響抵抗値に対して被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が小さい場合には、第１無指向性マイクロホン５１のマイク出力が第２無指向性マイクロホン５２のマイク出力よりも大きくなるため、測定部５４には例えば「＋（正）」と表示される。
【００５３】
反対に、基準音響抵抗材４０Ｓの音響抵抗値に対して被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値が大きい場合には、第２無指向性マイクロホン５２のマイク出力が第１無指向性マイクロホン５１のマイク出力よりも大きくなるため、測定部５４には例えば「−（負）」と表示される。
【００５４】
このように、第２実施形態に係る音響抵抗測定装置においても、第１実施形態形態と同じく、測定信号発生源として所定周波数の音波を発生し得るスピーカ２を用いていることから、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値を所望とする周波数の音波で測定することができる。また、その測定結果に応じて、被測定音響抵抗材４０Ｘの音響抵抗値を調整することもできる。
【００５５】
なお、上記第１実施形態および第２実施形態での測定部３３，５４の表示形態はあくまで一例であって、他の表示形態に任意に変更されてよい。
【符号の説明】
【００５６】
１Ａ，１Ｂ  音響抵抗測定装置
２  スピーカ
２ａ  スピーカの駆動回路
１０  第１配管
１２  管端（第１配管の他端）
１３  第１音響抵抗管
２０  第２配管
２２  管端（第２配管の他端）
２３  第２音響抵抗管
３０  ブリッジ管
３１  双指向性マイクロホン
３３  測定部
４０Ｓ  基準音響抵抗材
４０Ｘ  被測定音響抵抗材
５１，５２  無指向性マイクロホン
５３  差動増幅器
５４  測定部
【図１】
0005398428.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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