(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性がカージオイドである動電型の第１マイクロホンユニットと、指向性が無指向性である動電型の第２マイクロホンユニットと、上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力から上記第２マイクロホンユニットの音声信号出力を減算する演算回路と、上記演算回路に与えられる上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力を所定に増幅する増幅器と、上記演算回路に与えられる上記第２マイクロホンユニットの音声信号出力のレベルを調整する電圧利得が可変の反転増幅器もしくは非反転増幅器からなるレベル調整回路とを備え、
上記第１マイクロホンユニットと上記第２マイクロホンユニットとが、音源に対して０゜方向となる収音軸を同一として同軸上に重なるように配置されており、
上記演算回路により、上記第１マイクロホンユニットの上記増幅器にて所定に増幅されたカージオイド特性の音声信号出力から、上記レベル調整回路にて所定にレベル調整された上記第２マイクロホンユニットの無指向性の音声信号出力を減算することにより、指向性が少なくともカージオイド，スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えられ、上記第２マイクロホンユニットの無指向性の音声信号出力レベルと上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力のうちの無指向性成分のレベルとが同一のときには指向性が双指向性となることを特徴とする可変指向性マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性を選択できる可変指向性マイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、必要に応じて指向性を少なくともカージオイド，スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができる可変指向性マイクロホンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ライブステージや録音ステージ等で使用されるマイクロホンでは、音声が拡声されるために、往々にしてハウリングが発生する。これを防止するため、状況に応じて、カージオイド，ハイパーカージオイドもしくはスーパーカージオイド等の指向性の異なるマイクロホンユニットが選択されるのが一般的であるが、可変指向性マイクロホンによれば、一台のマイクロホンで指向性を選択できるので、ユニット交換の手間を省くことができる。
【０００３】
可変指向性マイクロホンのうち、固定極の前後にそれぞれ振動板を配置してなるコンデンサマイクロホンユニットを備える機種では、そのユニットは専用設計され、製造時には振動板と固定極間の静電容量，振動板の張力，音響抵抗等について前後の対称性を保つために、細かな設定が必要となる。
【０００４】
これとは別に、カージオイドの指向性をもつ２つのマイクロホンユニットを１８０度方向に組み合わせて、各マイクロホンユニットの出力信号を加減する機種もあるが、これには、音響性能が揃った２つのカージオイドユニットが必要とされるため、その選別作業が容易ではない。
【０００５】
ところで、ステージ等で使用されるマイクロホンでは、無指向性と双指向性のマイクロホンユニットが使用されることはほとんどないことから、カージオイド，スーパーカージオイド，ハイパーカージオイドが選択されればよい。
【０００６】
そこで、本出願人は、特許文献１において、固定極の前後にそれぞれ振動板を有する２つの単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを含む可変指向性マイクロホンを提案している。
【０００７】
このマイクロホンによれば、２つのマイクロホンユニットの出力の一方を選択しまたは混合することによって、指向性をカージオイド，スーパーカージオイド，ハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができるが、既存のマイクロホン部品を使用することができないので、やはり専用の設計が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１０３６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の課題は、既存のマイクロホンユニットの組み合わせによって、指向性を少なくともカージオイド，スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替え可能とした可変指向性マイクロホンを作製することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、指向性がカージオイドである動電型の第１マイクロホンユニットと、指向性が無指向性である動電型の第２マイクロホンユニットと、上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力から上記第２マイクロホンユニットの音声信号出力を減算する演算回路と、上記演算回路に与えられる上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力を所定に増幅する増幅器と、上記演算回路に与えられる上記第２マイクロホンユニットの音声信号出力のレベルを調整する電圧利得が可変の反転増幅器もしくは非反転増幅器からなるレベル調整回路とを備え、
上記第１マイクロホンユニットと上記第２マイクロホンユニットとが、音源に対して０゜方向となる収音軸を同一として重なるように配置されており、
上記演算回路により、上記第１マイクロホンユニットの上記増幅器にて所定に増幅されたカージオイド特性の音声信号出力から、上記レベル調整回路にて所定にレベル調整された上記第２マイクロホンユニットの無指向性の音声信号出力を減算することにより、指向性が少なくともカージオイド，スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えられ、上記第２マイクロホンユニットの無指向性の音声信号出力レベルと上記第１マイクロホンユニットの音声信号出力のうちの無指向性成分のレベルとが同一のときには指向性が双指向性となることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、無指向性の第２マイクロホンユニットの音声信号出力のレベルを調整するだけで、指向性を少なくともカージオイド，スーパーカージオイドもしくはハイパーカージオイドのいずれかに切り替えることができる。
【００１５】
また、第１マイクロホンユニットは既存のカージオイドユニットであってよく、第２マイクロホンユニットにしても既存の無指向性ユニットであってよいため、可変指向性マイクロホンを得るにあたって、マイクロホンユニットに関しては新たに専用設計する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る可変指向性マイクロホンを示す模式図。
【図２】レベル調整回路の一例を示す回路図。
【図３】カージオイドの指向性を説明するための模式図。
【図４】本発明の基本的な作用を説明するための模式図。
【図５】本発明の実施形態で選択される指向性パターンの模式図。
【図６】カージオイドユニットの指向周波数応答を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図１ないし図６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。
【００１８】
図１に示すように、この実施形態に係る可変指向性マイクロホン１は、ステージ等で使用されるボーカル用のダイナミックマイクロホンで、円筒状に形成されたグリップ部としての金属製のマイク筐体１０を備えている。
【００１９】
マイク筐体１０の前部側（図１において左側）には、例えば金網からなるガードネット１１が設けられており、また、マイク筐体１０の後部側（図１において右側）には、出力コネクタ１２が装着されている。
【００２０】
マイク筐体１０内には、弾性材からなるショックマウント（緩衝部材）１３を介して中筒１４が同軸的に支持されている。中筒１４は、ダイナミックマイクロホンユニットに所定容積の背部気室を提供する。
【００２１】
ガードネット１１内で、中筒１４の前部側にダイナミックマイクロホンユニットが設けられるが、本発明では、そのマイクロホンユニットとして、第１マイクロホンユニット２０と第２マイクロホンユニット３０の２つのマイクロホンユニットが用いられる。
【００２２】
この実施形態において、２つのマイクロホンユニットのうち、第１マイクロホンユニット２０は指向性がカージオイドであり、第２マイクロホンユニット３０は指向性が無指向性である。したがって、以下の説明において、第１マイクロホンユニットを「カージオイドユニット２０」，第２マイクロホンユニットを「無指向性ユニット３０」と言うことがある。
【００２３】
この可変指向性マイクロホン１では、指向性を可変とするための電気的な回路構成として、演算回路２１とレベル調整回路３１とを備える。
【００２４】
カージオイドユニット２０の音声信号出力は、好ましくは増幅器２２により所定に増幅されて演算回路２１に与えられ、これに対して、無指向性ユニット３０の音声信号出力は、レベル調整回路３１を介して演算回路２１に与えられる。
【００２５】
そして、演算回路２１において、カージオイドユニット２０の音声信号出力から、レベル調整された無指向性ユニット３０の音声信号出力が減算され、この減算された音声信号出力が、この可変指向性マイクロホン１のマイクロホン出力として出力端子２３から出力される。
【００２６】
この実施形態において、レベル調整回路３１には、図２に示す反転増幅回路３１ａが用いられため、演算回路２１を加算回路２１ａとしている。
【００２７】
すなわち、加算回路２１ａにおいて、カージオイドユニット２０の音声信号出力から、反転増幅回路３１ａにてレベルが調整され、かつ、極性が負に反転された無指向性ユニット３０の音声信号出力が加算処理（実質的な減算処理）される。
【００２８】
なお、レベル調整回路３１に図示しない非反転増幅回路が用いられてもよく、その場合には、演算回路２１に減算回路が用いられる。また、出力端子２３は、出力コネクタ１２に含まれてよい。
【００２９】
また、図１では、カージオイドユニット２０の上に重なるように無指向性ユニット３０が配置されているが、この配置は逆であってもよい。いずれの場合にしても、各ユニット２０，３０は、収音軸（図示しない音源に対する０゜方向のＸ軸）を同一として同軸上に配置されることが好ましい。
【００３０】
図３に模式的に示すように、カージオイドの指向性は、双指向成分と無指向成分とを合成することにより得られる。ここで、説明を容易にするため、双指向成分の０゜方向の感度を「１」とし、無指向成分の全方向の感度を同じく「１」とすると、その合成により、カージオイドにおける０゜方向の感度は「２」となり、９０゜方向の感度は「１」となる。
【００３１】
本発明では、カージオイドユニット２０の音声信号出力から、レベル調整回路３１（反転増幅回路３１ａ）にてレベルが所定に調整された無指向性ユニット３０の音声信号出力を減算することにより、指向性を図５（ａ）に示すカージオイドから、図５（ｂ）に示すスーパーカージオイド，図５（ｃ）に示すハイパーカージオイドへと切り替えることができる。
【００３２】
図４に、図３で説明したカージオイドユニット２０の音声信号出力から、レベル調整回路３１（反転増幅回路３１ａ）にて無指向性ユニット３０の音声信号出力レベルを０．２に調整し減算して、指向性をスーパーカージオイドとする例を示す。
【００３３】
このスーパーカージオイドにおいては、０゜方向の感度が「２．０」→「１．８」，９０゜方向の感度が「１．０」→「０．８」となり、１８０゜方向に「０．２」の感度を持つ。
【００３４】
この場合、図２に示す反転増幅回路３１ａの帰還抵抗Ｒｆを可変抵抗として、その抵抗値を変えることにより、無指向性ユニット３０の音声信号出力レベルを所定に調整することができる。これとは別に、帰還抵抗Ｒｆを抵抗値の異なる複数の抵抗素子として、そのいずれかを帰還抵抗Ｒｆとして選択するようにしてもよい。
【００３５】
なお、無指向性ユニット３０の音声信号出力レベルと、カージオイドユニット２０の無指向性成分（９０゜方向成分）のレベルが同一の場合には、双指向性となる。
【００３６】
次に、図６に示されているカージオイドユニット２０の指向周波数応答のグラフを参照して、カージオイドユニットの０゜と９０゜のレベル差は、通常６ｄＢである。９０゜のレベルはカージオイドユニットの無指向成分である。
【００３７】
本発明では、上記したように、カージオイドユニット２０の無指向成分を減少させるように、無指向性ユニット３０からの音声信号レベルを調整し、カージオイドユニット２０の音声信号出力から減算するのであるが、これに伴って、０゜方向の感度も減少する。そこで、０゜方向の感度がどの程度変化するかについて検証する。
【００３８】
例えば、０゜と９０゜のレベル差を６ｄＢ→７．５ｄＢ（Δ−１．５ｄＢ）として、指向性をスーパーカージオイドとする場合には、カージオイドユニットの無指向成分が０．８４になるように、無指向性ユニットからの音声信号レベルを調整する。
【００３９】
これに伴って、０゜方向の感度（レベル）は１＋０．８４＝１．８４になる。ここで、２０ｌｏｇ１．８４＝５．２９６ｄＢであるから、６−５．２９６≒０．７０より、０゜方向の感度は約０．７０ｄＢ低下する。
【００４０】
次に、０゜と９０゜のレベル差を６ｄＢ→９．５ｄＢ（Δ−３．５ｄＢ）として、指向性をハイパーカージオイドとする場合には、カージオイドユニットの無指向成分が０．６７になるように、無指向性ユニットからの音声信号レベルを調整する。
【００４１】
これに伴って、０゜方向の感度（レベル）は１＋０．６７＝１．６７になる。ここで、２０ｌｏｇ１．６７＝４．４５４ｄＢであるから、６−４．４５４≒１．５より、０゜方向の感度は約１．５ｄＢ低下する。
【００４２】
本発明によれば、０゜方向の感度低下をこの程度に抑えて、指向性をカージオイド→スーパーカージオイド→ハイパーカージオイドへと連続的もしくは段階的に変化させることができる。なお、カージオイドとする場合には、無指向性ユニット３０の出力系に例えばオンオフスイッチ等を設けて、無指向性ユニット３０の出力を０とすればよい。
【００４３】
上記実施形態では、カージオイドユニット２０と無指向性ユニット３０をダイナミックユニットとして、ステージ等で使用されるボーカル用マイクロホンを例にしているが、これ以外の用途のマイクロホンであってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  可変指向性マイクロホン
１０  マイク筐体
１１  ガードネット
１２  出力コネクタ
２０  カージオイドユニット（第１マイクロホンユニット）
２１  演算回路
２１ａ  加算回路
２２  増幅器
２３  出力端子
３０  無指向性ユニット（第２マイクロホンユニット）
３１  レベル調整回路
３１ａ  反転増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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