(57)【要約】【課題】高音域においても良好な指向性が得られるように、後部音響端子側の音響インピーダンスを設定する。【解決手段】ユニットケース１０の後端部分に音響電気変換器２０の背面側に所定容積の空気室Ａを形成する封止部材３０Ａを嵌合するにあたって、封止部材３０Ａの音響電気変換器２０の中央部分に近接する頂部３０１から後部音響端子１２に近接する裾部３０２にかけての部分を凸球面状とし、封止部材３０Ａにより、音響電気変換器２０の音孔２８ａによる音響抵抗部ＡＲから空気室Ａを経て後部音響端子１２に至る音道の断面積が連続的に増加する第１の部分３１０と、後部音響端子１２側においては収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分３２０とを含む音響的分布定数回路を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状であって前端部分に前部音響端子を有し、上記前部音響端子から所定距離離れた周壁部分に後部音響端子を有するユニットケースと、所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極とを含み上記ユニットケースの上記前部音響端子と上記後部音響端子との間に収納される静電型の音響電気変換器とを備え、
上記ユニットケースの後端部分には、上記音響電気変換器の背面側に所定容積の空気室を形成する封止部材が嵌合されており、上記後部音響端子から取り込まれる速度成分が上記空気室および上記音響電気変換器が備えている音孔を介して上記振動板の背面側に作用する単一指向性コンデンサマイクロホンユニットにおいて、
上記封止部材は、上記音響電気変換器の背面側中央部分に近接する頂部から上記後部音響端子に近接する裾部にかけての部分が凸球面状に形成されており、
上記後部音響端子は所定の音響質量成分を有し、
上記封止部材により、上記音響電気変換器の固定極後部側の音響抵抗部から上記空気室を経て上記後部音響端子に至る音道の断面積が連続的に増加する第１の部分と、上記後部音響端子側においては収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分とを含む音響的分布定数回路が構成されていることを特徴とする単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項２】
上記音響抵抗部が音孔からなり、上記音孔の直径をφとして、上記音響電気変換器と上記封止部材の頂部との間隔ｔ１と、上記後部音響端子と上記封止部材の裾部との間隔ｔ２とが、いずれもｔ１＜φ，ｔ２＜φであることを特徴とする請求項１に記載の単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項３】
上記第１の部分が音響トランスとして動作することを特徴とする請求項１または２に記載の単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項４】
上記第２の部分により、高音域において上記後部音響端子に音響質量が付加されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項５】
上記後部音響端子には、上記ユニットケースの周壁部分で同一円周上に形成された複数のスリットを１群として、その複数群が上記ユニットケースの軸方向に沿って所定間隔で配置されており、上記各スリット内の容積により上記後部音響端子に所定の音響質量成分が付与されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項６】
上記封止部材が電気絶縁性の遮音体からなり、その中央部分には、上記固定極の電極引出端子が貫設されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一指向性コンデンサマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、高音域においても良好な指向性が得られるように、後部音響端子側の音響インピーダンスを設定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンドアドレスマイクロホン（一端部から収音する棒状をなすマイクロホン）においては、後部音響端子は、円筒状のユニットケースの周壁部分に開口を設けることにより作られる。その従来技術の一例（例えば、特許文献１参照）を図４により説明する。
【０００３】
この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）１Ｂは、アルミニウム材や黄銅合金等からなる円筒状のユニットケース１０を備えている。
【０００４】
エンドアドレスマイクロホンであることから、ユニットケース１０の一端側（図４において左端側）は、前部音響端子１１として開口されており、前部音響端子１１から所定距離離されたユニットケース１０の周壁部分には、速度成分を取り入れるための後部音響端子１２となる開口部が形成されている。
【０００５】
なお、前部音響端子１１の開口部分には、内方に折り曲げられた係止部１０ａが形成され、ユニットケース１０の他端（後端）側には、雌ねじ１０ｂが刻設されている。また、この例では、前部音響端子１１の開口部分に、金網等からなるガードネット１１ａが取り付けられている。
【０００６】
通常、後部音響端子１２の開口部内には、もっぱら意匠的な観点から、数条もしくは格子状の桟１２ａが設けられており、また、その内側には、防塵用の例えば金網等からなるガードネット１２ｂが配置されている。
【０００７】
このマイクロホンユニット１Ｂは、支持リング（ダイアフラムリング）２２に所定のテンションがかけられた状態で張設された振動板２１と、電気絶縁性である例えば合成樹脂からなる絶縁座２５に支持された固定極２４とを、電気絶縁性のスペーサリング２３を介して対向的に配置してなる静電型の音響電気変換器２０を備えている。
【０００８】
絶縁座２５には、複数の音孔（音波を通す孔）２５ａが穿設されている。詳しくは図示しないが、固定極２４は多孔板からなり、同様に複数の音孔を備えている。この例において、固定極２４と絶縁座２５との間には、フェルト材等からなる音響抵抗材２６が配置されている。
【０００９】
音響電気変換器２０は、ユニットケース１０内において、前部音響端子１１と後部音響端子１２との間に収納される。ユニットケース１０の他端（後端）側には、封止部材３０が嵌合され、これにより、絶縁座２５の背面側には、無指向成分を得るための所定容積の空気室Ａが設けられる。この例において、封止部材３０は、絶縁座２５に向かい合う頂部が截頭円錐状に形成された円筒体が用いられている。
【００１０】
封止部材３０の後端には封止基板４０があてがわれ、ユニットケース１０の他端側に刻設されている雌ねじ１０ｂにロックリング５０を螺合してねじ込むことにより、封止基板４０および封止部材３０を介して音響電気変換器２０が係止部１０ａに当接した状態でユニットケース１０内に固定される。
【００１１】
なお、絶縁座２５の中央部分から固定極２４の電極引出端子２７が引き出されており、封止部材３０の中央部分には、その電極引出端子２７と嵌合接触する中継端子３１が封止基板４０を貫通するように設けられている。
【００１２】
また、マイクロホンユニット１Ｂは、例えば上記雌ねじ１０ｂを介して図示しない円筒状のマイクグリップ（マイクロホン本体）と連結され、上記中継端子３１は、そのマイクグリップ内に収納されている音声信号出力回路を含む回路基板と電気的に接続される。
【００１３】
このマイクロホンユニット１Ｂにおいて、後部音響端子１２から入った音波は、空気室Ａ、絶縁座２５の音孔２５ａ、音響抵抗材３２および固定極３０の図示しない音孔を介して振動板２０の背面側に速度成分として作用し、これにより、マイクロホンユニット１Ｂは単一指向性として動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、一般的にマイクロホンユニットは平面波を想定し、集中定数等価回路で設計されている。しかしながら、１０ｋＨｚ付近の高い周波数になると、音響素子が音波の波長に近づくことから、集中定数等価回路で検討するだけでは不十分である。
【００１６】
音波の半波長１／２λが上記音響電気変換器Ｄの音響端子間距離になる周波数では、前部音響端子１１と後部音響端子１２間の音圧傾度がなくなるため、音圧傾度による振動板２１の駆動力がなくなってしまう。これらのことから、単一指向性（ポーラパターン：カージオイド）の高域の指向性が劣化する。
【００１７】
また、絶縁座２５の音孔２５ａの部分を固定極後部の音響抵抗部ＡＲとして、この音響抵抗部ＡＲから後部音響端子１２に至る音道（音波径路）について観察すると、上記従来技術では、空気室Ａを形成する封止部材３０の頂部が截頭円錐形状であるため、音響抵抗部ＡＲ側から見て、音道の断面積が急激に変化している。
【００１８】
これにより、音道はリアクタンスを含むインピーダンスを持ち、狭い部分は音響質量（等価回路ではインダクタンスＬで表される）として動作し、急激に広くなった部分は音響容量（等価回路では静電容量Ｃで表される）として動作するため、ある音域においては共振が発生し、指向周波数応答を劣化させることになる。
【００１９】
このように、上記従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂでは、音響抵抗部ＡＲから後部音響端子１２に至る音道が不連続であることと、後部音響端子１２は単なる開口として形成され音響質量を備えていないことから、図３（ｂ）の指向周波数応答のグラフに示すように、７ｋＨｚ付近では０゜の周波数応答にピークがあり、１８０゜の周波数応答が持ち上がって指向性が劣化している。
【００２０】
したがって、本発明の課題は、単一指向性コンデンサマイクロホンにおいて、高音域においても良好な指向性が得られるように、後部音響端子側の音響インピーダンスを設定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明は、円筒状であって前端部分に前部音響端子を有し、上記前部音響端子から所定距離離れた周壁部分に後部音響端子を有するユニットケースと、所定の間隔をもって対向的に配置された振動板と固定極とを含み上記ユニットケースの上記前部音響端子と上記後部音響端子との間に収納される静電型の音響電気変換器とを備え、上記ユニットケースの後端部分には、上記音響電気変換器の背面側に所定容積の空気室を形成する封止部材が嵌合されており、上記後部音響端子から取り込まれる速度成分が上記空気室および上記音響電気変換器が備えている音孔を介して上記振動板の背面側に作用する単一指向性コンデンサマイクロホンユニットにおいて、
上記封止部材は、上記音響電気変換器の背面側中央部分に近接する頂部から上記後部音響端子に近接する裾部にかけての部分が凸球面状に形成されており、上記後部音響端子は所定の音響質量成分を有し、
上記封止部材により、上記音響電気変換器の固定極後部側の音響抵抗部から上記空気室を経て上記後部音響端子に至る音道の断面積が連続的に増加する第１の部分と、上記後部音響端子側においては収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分とを含む音響的分布定数回路が構成されていることを特徴としている。
【００２２】
上記音響抵抗部は音孔からなり、その音孔の直径をφとして、上記絶縁座と上記封止部材の頂部との間隔ｔ１と、上記後部音響端子と上記封止部材の裾部との間隔ｔ２とが、いずれもｔ１＜φ，ｔ２＜φであることが好ましい。
【００２３】
本発明において、上記第１の部分が音響トランスとして動作し、上記第２の部分により、高音域において上記後部音響端子に音響質量が付加される。
【００２４】
本発明の好ましい態様によると、上記後部音響端子には、上記ユニットケースの周壁部分で同一円周上に形成された複数のスリットを１群として、その複数群が上記ユニットケースの軸方向に沿って所定間隔で配置されており、上記各スリット内の容積により上記後部音響端子に所定の音響質量成分が付与される。
【００２５】
また、本発明には、上記封止部材が電気絶縁性の遮音体からなり、その中央部分には、上記固定極の電極引出端子が貫設されている態様も含まれる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、封止部材により、音響電気変換器の固定極後部側の音響抵抗部から空気室を経て後部音響端子に至る音道の断面積が連続的に増加する第１の部分と、後部音響端子側においては収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分とを含む音響的分布定数回路が構成され、このうちの第１の部分がホーンスピーカ状の音響トランスとして動作することにより、音響抵抗の高い音響インピーダンスと自由空間中の空気のインピーダンスとが不連続につながるのを防止することができる。
【００２７】
また、後部音響端子が音響質量を有するとともに、後部音響端子側においては収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分により、高音域において後部音響端子に音響質量が付加され、高音域で後部音響端子への音波の入り込みが制限されることから、音波の半波長１／２λが音響電気変換器の音響端子間距離になる周波数での振動板駆動力の低下を防止することができる。また、後部音響端子側の音響質量が収音源から遠ざかるにつれて増加することにより、無指向成分を得るための空気室に存在する音響容量との共振が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを示す模式的な断面図、（ｂ）同コンデンサマイクロホンユニットが備える音響電気変換器の一部を拡大して示す断面図。
【図２】上記実施形態におけるユニットケースを示す（ａ）縦断面図、（ｂ）そのＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）上記実施形態に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの指向周波数応答を示すグラフ、（ｂ）従来技術に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの指向周波数応答を示すグラフ。
【図４】従来技術に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを示す概略的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、図１ないし図３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。なお、この実施形態の説明において、先の図４で説明した従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂと実質的に同一である構成要素には、それと同じ参照符号を付している。
【００３０】
図１（ａ）を参照して、この実施形態に係る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）１Ａは、基本的な構成として、ユニットケース１０と、静電型の音響電気変換器２０と、封止部材３０Ａとを備えている。
【００３１】
ユニットケース１０は、アルミニウムや黄銅合金等の導電材からなる円筒体であって、その一端側（図１において左端側）は、前部音響端子１１として開口されており、上記従来技術と同様に、その開口部分には、内方に折り曲げられた係止部１０ａが形成されている。また、ユニットケース１０の他端（後端）側には、ロックリング５０を螺合するための雌ねじ１０ｂが刻設されている。
【００３２】
前部音響端子１１から所定距離離されたユニットケース１０の周壁部分には、速度成分を取り入れるための後部音響端子１２が設けられているが、この実施形態において、後部音響端子１２には、複数のスリット１２１が含まれ、これらスリット１２１により、後部音響端子１２は、所定の音響質量（等価回路でインダクタンスＬで表される音響質量）を備える。
【００３３】
図２（ａ），（ｂ）を参照して、この実施形態でのスリット１２１の構成を具体的に説明すると、ユニットケース１０の仕様は、外径φ１が１９ｍｍ，内径φ２が１７．５２ｍｍ、したがって肉厚が約０．７５ｍｍであり、この管壁の同一円周上に、１つあたり幅０．５ｍｍ，長さ１２ｍｍのスリット１２１を９０゜間隔で４つ形成して１群とし、このスリット群を１．２ｍｍピッチで５列（Ｌ１〜Ｌ５）配置して後部音響端子１２としている。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、ユニットケース１０の内面には、後部音響端子１２を覆うように音響抵抗材１２２が配置されている。この実施形態において、音響抵抗材１２２には、線径０．０３５ｍｍ，３２５メッシュのステンレス網が用いられている。
【００３５】
図１（ｂ）を併せて参照して、音響電気変換器２０は、支持リング（ダイアフラムリング）２２に所定のテンションがかけられた状態で張設された振動板２１と、電気絶縁性である例えば合成樹脂からなる絶縁座２５に支持された固定極２４とをスペーサリング２３を介して対向的に配置してなるが、この実施形態では、絶縁座２５は円筒状のホルダーとして形成され、また、固定極２４の後部側に固定極用の電極引出体２８が配置され、固定極２４と電極引出体２８とが絶縁座２５内に支持された状態でユニットケース１０内に収納されている。
【００３６】
固定極２４は金属製の多孔板からなり、複数の音孔（音波を通す孔）２４ａを備えている。固定極２４にエレクトレット誘電体膜を一体に接合して、当該マイクロホンユニット１Ａをエレクトレット型としてもよい。
【００３７】
固定極用の電極引出体２８は、先に説明した上記従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂにおける絶縁座２５と同じく皿状に形成されており、電極引出体２８にも複数の音孔２８ａが穿設されている。この音孔２８ａは、上記従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂにおける絶縁座２５に穿設されている音孔２５ａに相当している。
【００３８】
電極引出体２８には、固定極２４の裏面側に空気室を形成する凹部２９が設けられている。この凹部２９内に、フェルト材等からなる音響抵抗材が配置されてよい。また、電極引出体２８の中央部分には、上記従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂにおける固定極２４の電極引出端子２７に相当する電極引出端子２８ｂが一体に突設されている。
【００３９】
封止部材３０Ａは、ユニットケース１０の他端（後端）側からユニットケース１０内に嵌合され、これにより、音響電気変換器２０の背面側に無指向成分を得るための所定容積の空気室Ａが設けられる。
【００４０】
封止部材３０Ａは、合成樹脂材もしくはセラミック材等の電気絶縁性を有する遮音体からなり、その中央部分には、固定極２４から音声信号を得るための電極引出体２８の電極引出端子２８ｂが貫設されている。
【００４１】
ユニットケース１０の他端側に刻設されている雌ねじ１０ｂにロックリング５０を螺合してねじ込むことにより、封止部材３０Ａを介して音響電気変換器２０が係止部１０ａに当接した状態でユニットケース１０内に固定される。
【００４２】
なお、ロックリング５０に代えてユニットケース１０のかしめにより、音響電気変換器２０が固定されてもよい。また、図１（ａ）に示すように、ユニットケース１０の前面側には、金網等からなるガードネット２０ａが設けられてよい。
【００４３】
なお、先に説明した従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂと同じく、このマイクロホンユニット１Ａは、所定の連結手段を介して図示しない円筒状のマイクグリップ（マイクロホン本体）と連結され、上記電極引出端子２８ｂは、そのマイクグリップ内に収納されている音声信号出力回路を含む回路基板と電気的に接続される。
【００４４】
このマイクロホンユニット１Ａにおいても、後部音響端子１２から入った音波は、空気室Ａ、電極引出体２８の音孔２８ａおよび固定極２４の音孔２４ａを介して振動板２１の背面側に速度成分として作用し、これにより、マイクロホンユニット１Ａは単一指向性として動作する。
【００４５】
本発明において、高音域においても良好な指向性を得るため、封止部材３０Ａは、図１（ａ）に示すように、音響電気変換器２０の中央部分（電極引出体２８の中央部分）に近接する頂部３０１から後部音響端子１２に近接する裾部３０２にかけての部分が凸球面状に形成されている。
【００４６】
このような特異形状を有する封止部材３０Ａにより、電極引出体２８の音孔２８ａの部分を固定極後部の音響抵抗部ＡＲとして、音響抵抗部ＡＲから空気室Ａを経て後部音響端子１２に至る音道（音波径路）の断面積が連続的に増加する第１の部分３１０と、後部音響端子１２側においては収音源（前部音響端子１１の前方に存在する収音源）から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分３２０とを含む音響的分布定数回路が構成される。
【００４７】
この実施形態において、第１の部分５１０が主たる凸球面状であり、これに連続的に続く第２の部分５２０は緩やかな円錐面状を呈している。
【００４８】
本発明によれば、音響抵抗部ＡＲから空気室Ａを経て後部音響端子１２に至る音道の断面積が連続的に増加する第１の部分５１０により、ホーンスピーカ状の音響トランスが形成され、これによって、空気室Ａ内の音響抵抗の高い音響インピーダンスと、自由空間中の空気のインピーダンスとが不連続につながることを防止できる。
【００４９】
また、本発明では、上記したように、後部音響端子１２が所定の音響質量（インダクタンス成分Ｌ）を備えているため、１０ｋＨｚ付近もしくはそれ以上の高音域になると、それに伴って後部音響端子１２の音響抵抗が高くなり、後部音響端子１２への音波の入り込みが制限される。これによって、音波の半波長１／２λが音響端子間距離になる周波数での振動板駆動力の低下を防止することができる。
【００５０】
しかしながら、後部音響端子１２に音響質量（インダクタンス成分Ｌ）を持たせると、他方において、上記第１の部分５１０の音道内に存在する容積による音響容量（静電容量成分Ｃ）と共振を起こすおそれがある。
【００５１】
そこで、本発明では、後部音響端子１２側に、収音源から遠ざかる方向に向けて断面積が連続的に減少する第２の部分５２０を設け、この第２の部分５２０により、後部音響端子１２に付加する音響質量を増加させて上記共振を軽減するようにしている。
【００５２】
なお、固定極後部の音響抵抗部ＡＲとなる電極引出体２８の音孔２８ａの直径をφａ，電極引出体２８と封止部材３０Ａの頂部３０１との間隔をｔ１，後部音響端子１２と封止部材３０Ａの裾部５０２との間隔をｔ２として、高音域においても良好な指向性を得るには、いずれもｔ１＜φａ，ｔ２＜φａであることが好ましい。
【００５３】
この実施形態において、電極引出体２８の音孔２８ａの直径φａは１ｍｍであることから、上記の間隔ｔ１，ｔ２をともに０．５ｍｍとしているが、０．５ｍｍより小さくてもよい。
【００５４】
また、上記第１の部分３１０における凸球面の形状は、当該マイクロホンユニット１Ａの仕様に応じて任意に決められてよいが、この実施形態において、凸球面の曲率はＲ５であり、図２（ｂ）に示すように、凸球面の通過点の一つである第１列目Ｌ１での断面径φ３を１４．５ｍｍとしている。
【００５５】
図３（ａ）に上記実施形態に係るマイクロホンユニット１Ａの指向周波数応答のグラフを示す。これから分かるように、０゜と１８０゜の周波数応答は平坦であり、１０ｋＨｚを超える周波数帯域においても良好な指向性を実現している。
【００５６】
なお、図１において、封止部材３０Ａは中実体として示されているが、内部がくり抜かれた中空体であってもよい。また、後部音響端子１２に含まれるスリット１２１は、その複数本がユニットケース１０の軸方向に沿って平行に形成されてもよく、さらには、後部音響端子１２は、音響質量を備えた多数の丸孔から形成されてもよい。
【００５７】
また、音響電気変換器２０は、上記従来技術に係るマイクロホンユニット１Ｂが備えているよる音響電気変換器２０と同じく、固定極２４の背面側に皿状をなす絶縁座２５が配置されている構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ  単一指向性コンデンサマイクロホンユニット
１０  ユニットケース
１１  前部音響端子
１２  後部音響端子
１２１  スリット
２０  音響電気変換器
２１  振動板
２２  支持リング
２３  スペーサリング
２４  固定極
２４ａ  音孔
２５  絶縁座
２８  電極引出体
２４ａ  音孔
２８ｂ  電極引出端子
３０Ａ  封止部材
３０１  頂部
３０２  裾部
３１０  第１の部分
３２０  第２の部分
Ａ  空気室
ＡＲ（２８ａ）  固定極後部の音響抵抗部
【図１】
2015126311.tif 000003
【図２】
2015126311.tif 000004
【図３】
2015126311.tif 000005
【図４】
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