(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波により振動する振動板と、音孔を有する固定極とを対向配置してなる第１及び第２のコンデンサエレメントを備え、前記第１及び第２のコンデンサエレメントの各固定極が、中央に開口部を有する絶縁座の両側に支持され、前記開口部の両端がそれぞれ音響抵抗材に覆われるとともに、前記固定極と前記絶縁座との間にそれぞれ空気室が設けられ、前記第１、第２のコンデンサエレメントの各振動板の裏面側が音響的に連通されている単一指向性コンデンサマイクロホンユニットであって、
前記第２のコンデンサエレメントの振動板は、中央開口部を有する円環状に形成され、前記第２のコンデンサエレメントは、前記中央開口部に連通する後部音響端子を有す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】
前記振動板の中央開口部に連通する後部音響端子を開閉する開閉手段を有することを特徴とする請求項１に記載された単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項３】
前記開閉手段は、前記後部音響端子の開口度を変更可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載された単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項４】
前記振動板の中央開口部に連通する後部音響端子に着脱自在に設けられ、所定の音響抵抗を有する音響抵抗部材を備えることを特徴とする請求項１に記載された単一指向性コンデンサマイクロホンユニット。
【請求項５】
前記第２のコンデンサエレメントの後部音響端子の周りに、音波を取り込むための音響端子をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載された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、特に後部音響端子側に振動板を用いた構造であっても、状況に応じて近接効果により低い周波数帯域の音波の収音をすることができる単一指向性コンデンサマイクロホンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に単一指向性コンデンサマイクロホンには近接効果がある。この近接効果とは、例えば音源である口元にマイクロホンを近づけた際、低音域の出力レベルが上昇する効果のことである。豊かな低音の収音が可能になることから、積極的に近接効果を利用して収音することが行われている。
しかしながら、前記近接効果は、音響からの距離に依存して低い周波数の応答が変化することから、距離が変わっても音質を変化させたくない場合には不都合であった。
【０００３】
そのような課題を解決する単一指向性のコンデンサマイクロホンとして、図９に示すように、後部音響端子に振動板を用いたものがある。
図９に示すコンデンサマイクロホンユニット５０は、合成樹脂やセラミックス等からなる電気絶縁性の絶縁座９と、絶縁座９の両側で支持される第１及び第２のコンデンサエレメント５１、５２を備える。
【０００４】
コンデンサエレメント５１、５２は、配置が左右対称である点を除いて同一構成である。コンデンサエレメント５１、５２は、金属板からなるレゾネータ１１、１２の周縁部に一体に形成された支持リング１３、１４に所定の張力が付された状態で張設された振動板１５、１６を備える。
さらに、前記振動板１５、１６は、スペーサリング１７、１８を介して固定極１９、２０に対向して配置されている。また、絶縁座９の周縁部とレゾネータ１１、１２の周縁部とは連結リング２１、２２によって一体に組み付けられている。
【０００５】
尚、振動板１５、１６には、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。固定極１９、２０には、多数の音孔を有する金属の多孔板が用いられる。また、固定極１９、２０にエレクトレット誘電体膜が設けられてもよい。
前記レゾネータ１１、１２には、音波を取り込むための音響端子孔１１ａ、１２ａが穿設されている。また、絶縁座９の中央部には、連通孔９ａが形成され、この連通孔９ａの両側は、音響抵抗材２３、２４により覆われている。
【０００６】
また、固定極１９、２０と絶縁座９との間には、音響抵抗材２３、２４を介して速度成分を取り込むための空気室Ａ１、Ａ２が形成されている。尚、図示する例においては、絶縁座９の両側側面にテーパ部材２５、２６が設けられている。このテーパ部材２５、２６によって、音響抵抗材２３、２４を頂部とし、絶縁座９の周縁を裾部とする円錐面が形成され、空気室Ａ１、Ａ２をスピーカコーン形状の音響トランスとして動作させるようになっている。
【０００７】
また、図１０は、コンデンサマイクロホンユニット５０の機械的等価回路である。図１０の機械的等価回路において、第１のコンデンサエレメント５１を前側とすれば、その前方音響端子孔１１ａに対する音源をＰ１とし、振動板１５の質量をｍ０ｆとし、そのスチフネスをｓ０ｆとし、音響抵抗をｒ０ｆとし、空気室Ａ１の音響質量をｓ１としている。また、第２のコンデンサエレメント５２の後部音響端子孔１２ａに対する音源をＰ２とし、振動板１６の質量をｍ０ａとし、そのスチフネスをｓ０ａとし、音響抵抗をｒ０ａとし、空気室Ａ２の音響質量をｓ２としている。また、音響抵抗材２３，２４を合成した音響抵抗をｒ１として示している。
【０００８】
このように構成されたコンデンサマイクロホンユニット５０において、前記のように例えば第１のコンデンサエレメント５１側に音源Ｐ１がある場合、第１のコンデンサエレメント５１に対する後部音響端子孔１２ａからの音波Ｐ２は、第２のコンデンサエレメント５２の振動板１６（ｍ０ａ、Ｓ０ａ、ｒ０ａ）を介して入ってくる。
そのため、低域の音波は第１のコンデンサエレメント５１側に入り込まず、低域ではほぼ無指向性となり、近接効果が生じにくい。
即ち、距離が変わっても音質を変化させたくない場合には好都合な構成といえる。
尚、このような構成のコンデンサマイクロホンユニットについては、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−５５０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図９の構成のコンデンサマイクロホンユニット５０にあっては、近接効果を利用して、豊かな低音の収音ができないため、状況に応じて他の近接効果を生じ得るマイクロホンを用意しなければならなかった。
【００１１】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、単一指向性コンデンサマイクロホンにおいて、後部音響端子側に振動板を用いた構造であっても、状況に応じて近接効果により低い周波数帯域の音波の収音をすることができる単一指向性コンデンサマイクロホンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するために、本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットは、音波により振動する振動板と、音孔を有する固定極とを対向配置してなる第１及び第２のコンデンサエレメントを備え、前記第１及び第２のコンデンサエレメントの各固定極が、中央に開口部を有する絶縁座の両側に支持され、前記開口部の両端がそれぞれ音響抵抗材に覆われるとともに、前記固定極と前記絶縁座との間にそれぞれ空気室が設けられ、前記第１、第２のコンデンサエレメントの各振動板の裏面側が音響的に連通されている単一指向性コンデンサマイクロホンユニットであって、前記第２のコンデンサエレメントの振動板は、中央開口部を有する円環状に形成され、前記第２のコンデンサエレメントは、前記中央開口部に連通する後部音響端子を有することに特徴を有する。
尚、前記振動板の中央開口部に連通する後部音響端子を開閉する開閉手段を有することが望ましい。また、前記開閉手段は、前記後部音響端子の開口度を変更可能に設けられていることが望ましい。
或いは、前記振動板の中央開口部に連通する後部音響端子に着脱自在に設けられ、所定の音響抵抗を有する音響抵抗部材を備えてもよい。
また、前記第２のコンデンサエレメントの後部音響端子の周りに、音波を取り込むための音響端子をさらに備えることが望ましい。
【００１３】
このように本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの構成によれば、後部音響端子側に振動板を用いた構造において、前記後部音響端子側の振動板を円環状として、前記中央開口部に連通する後部音響端子を有する。
即ち、この中央開口部に連通する後部音響端子を開閉することにより、後部側からの音波が振動板を介して、或いは振動板を介さずに収音されることになり、収音状況に応じて低音域の収音に係る近接効果の有無を制御することができる。
また、前記中央開口部に連通する後部音響端子を塞ぐ音響抵抗部材の材質等により、音響抵抗値を変化させ、近接効果の大きさを調整することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
単一指向性コンデンサマイクロホンにおいて、後部音響端子側に振動板を用いた構造であっても、状況に応じて近接効果により低い周波数帯域の音波の収音をすることができる単一指向性コンデンサマイクロホンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２の単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの機械的等価回路であって、図２の着脱可能な音響抵抗部材を装着した状態の等価回路である。
【図４】図４は、図２の単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの機械的等価回路であって、図２の着脱可能な音響抵抗部材を取り外した状態の等価回路である。
【図５】図５は、本発明の実施例１の結果を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施例２の結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の比較例１の結果を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の比較例２の結果を示すグラフである。
【図９】図９は、従来のコンデンサマイクロホンユニットの断面図である。
【図１０】図１０は、図９のコンデンサマイクロホンユニットの機械的等価回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットの第1の実施形態を示す断面図である。尚、図１に示す単一指向性コンデンサマイクロホンユニット１において、既に図９を用いて説明したコンデンサマイクロホンユニットの構成部材と同等のものについては同じ符号で示す。
【００１７】
図示する単一指向性コンデンサマイクロホンユニット１は、合成樹脂やセラミックス等からなる電気絶縁性の絶縁座９と、絶縁座９の両側で支持される第１及び第２のコンデンサエレメント２、３を備える。
【００１８】
コンデンサエレメント２、３は、配置が左右対称であり、一部異なる構成を有している。先ず、第１のコンデンサエレメント２は、金属板からなるレゾネータ１１の周縁部に形成された支持リング１３に所定の張力が付された状態で張設された振動板１５を備える。
前記振動板１５は、スペーサリング１７を介して固定極１９に対向して配置されている。また、絶縁座９の周縁部とレゾネータ１１の周縁部とは連結リング２１によって一体に組み付けられている。
【００１９】
尚、振動板１５には、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。固定極１９には、多数の音孔を有する金属の多孔板が用いられる。また、固定極１９にエレクトレット誘電体膜が設けられてもよい。
また、前記レゾネータ１１には、音波を取り込むための音響端子孔１１ａが穿設されている。また、絶縁座９の中央部には、連通孔９ａが形成され、この連通孔９ａの両側は、音響抵抗材２３、２４により覆われている。
【００２０】
また、固定極１９と絶縁座９との間には、音響抵抗材２３を介して速度成分を取り込むための空気室Ａ１が形成されている。尚、図示する例においては、絶縁座９の空気室Ａ１側の側面にテーパ部材２５が設けられている。このテーパ部材２５によって、音響抵抗材２３を頂部とし、絶縁座９の周縁を裾部とする円錐面が形成され、空気室Ａ１をスピーカコーン形状の音響トランスとして動作させるようになっている。
【００２１】
一方、第２のコンデンサエレメント３は、金属板からなるレゾネータ４を有し、その中央部には、筒状の後部中央音響端子孔７（後部音響端子）が形成されている。この後部中央音響端子孔７を形成する筒状の小径支持リング８の先端部と、金属板からなるレゾネータ４の周縁部に形成された支持リング５の先端部とに、所定の張力が付された状態で張設されたドーナツ状（円環状）の振動板６を備えている。即ち、振動板６は中央開口部６ａを有し、この中央開口部６ａに後部中央音響端子孔７が連通している。
前記振動板６は、スペーサリング１８を介して固定極２０に対向して配置されている。また、絶縁座９の周縁部とレゾネータ４の周縁部とは連結リング２２によって一体に組み付けられている。
【００２２】
尚、振動板６には、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。固定極２０には、多数の音孔を有する金属の多孔板が用いられる。また、固定極２０にエレクトレット誘電体膜が設けられてもよい。
また、前記レゾネータ４には、前記後部中央音響端子孔７の周りに、音波を取り込むための音響端子孔４ａが穿設されている。
【００２３】
また、固定極２０と絶縁座９との間には、音響抵抗材２４を介して速度成分を取り込むための空気室Ａ２が形成されている。尚、図示する例においては、絶縁座９の空気室Ａ２側の側面にテーパ部材２６が設けられている。このテーパ部材２６によって、音響抵抗材２４を頂部とし、絶縁座９の周縁を裾部とする円錐面が形成され、空気室Ａ２をスピーカコーン形状の音響トランスとして動作させるようになっている。
【００２４】
このように構成されたコンデンサマイクロホンユニット１において、コンデンサエレメント２側に音源がある場合、第１のコンデンサエレメント２に対する後部中央音響端子孔７からの音波が、第２のコンデンサエレメント３の振動板６を介さずに入ってくることになる。そのため、低域の音波が第１のコンデンサエレメント２側に入り込み、近接効果を生むことができる。
【００２５】
また、図２は、本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニット１の第２の実施形態を示す断面図である。
この第２の実施形態においては、前記した第１の実施形態とは、前記後部中央音響端子孔７を形成する支持リング８内に、例えば、所定の音響抵抗を有する音響抵抗部材１０を着脱可能に設けた構造のみが異なる。
このように構成することにより、後部中央音響端子孔７を開閉する、或いは音響抵抗部材１０の材質等によって後部中央音響端子孔７の音響抵抗の値を増減することができる。
【００２６】
図３、図４は、図２、図１に示したコンデンサマイクロホンユニット１の機械的等価回路である。図３、図４の機械的等価回路において、第１のコンデンサエレメント２を前側とすれば、その前方音響端子孔１１ａに対する音源をＰ１とし、振動板１５の質量をｍ０ｆとし、そのスチフネスをｓ０ｆとし、音響抵抗をｒ０ｆとし、空気室Ａ１の音響質量をｓ１としている。また、第２のコンデンサエレメント３の後部音響端子孔４ａに対する音源をＰ２とし、振動板６の質量をｍ０ｂとし、そのスチフネスをｓ０ｂとし、音響抵抗をｒ０ｂとし、空気室Ａ２の音響質量をｓ２としている。また、音響抵抗材２３，２４を合成した音響抵抗をｒ１として示している。また、後部中央音響端子孔７を音響抵抗部材１０の着脱により開閉可能とし、開閉機構をスイッチＳＷとして示している。このスイッチＳＷはｍ０ｂ、ｓ０ｂ、ｒ０ｂの直列回路に並列接続されている。そして、後部中央音響端子７に音響抵抗部材１０が装着された状態ではスイッチＳＷは開いた状態（オフ状態）となり、音響抵抗部材１０が外された状態ではスイッチＳＷは閉じた状態（オン状態）となる。
【００２７】
このように構成されたコンデンサマイクロホンユニット１において、スイッチＳＷが閉じた状態、即ち、音響抵抗部材１０が外された図１の状態においては、機械的等価回路は図４のようになる。すなわち、第１のコンデンサエレメント２側に音源Ｐ１がある場合、スイッチＳＷが短絡されて、第１のコンデンサエレメント２に対する後部中央音響端子孔７からの音波Ｐ２が、第２のコンデンサエレメント３の振動板６（ｍ０ｂ、ｓ０ｂ、ｒ０ｂの直列回路）を介さずに入ってくることになる。
そのため、低域の音波が第１のコンデンサエレメント２側に入り込み、近接効果を生むことができる。
【００２８】
一方、コンデンサマイクロホンユニット１において、ＳＷが開いた状態、即ち、図２に示すように音響抵抗部材１０が嵌められ、後部中央音響端子孔７に蓋がなされた状態においては、機械的等価回路は図３のようになる。すなわち、第１のコンデンサエレメント２側に音源Ｐ１がある場合、スイッチＳＷが開放されて、第１のコンデンサエレメント２に対する後部音響端子孔４ａからの音波Ｐ２が、第２のコンデンサエレメント３の振動板６（ｍ０ｂ、Ｓ０ｂ、ｒ０ｂの直列回路）を介して入ってくる。
そのため、低域の音波は第１のコンデンサエレメント２側に入り込まず、低域ではほぼ無指向性となり、近接効果が生じにくい。
【００２９】
以上のように本発明に係る第１、第２の実施の形態によれば、後部音響端子側に振動板を用いた構造において、前記後部音響端子側の振動板６を円環状として、振動板６を介さない後部中央音響端子孔７を設けた構成となされる。
即ち、この後部中央音響端子孔７を開閉することにより、後部からの音波が振動板６を介して、或いは振動板６を介さずに収音されることになり、収音状況に応じて低音域の収音に係る近接効果の有無を制御することができる。
また、後部中央音響端子孔７を塞ぐ音響抵抗部材１０の材質等により、音響抵抗値を変化させ、近接効果の大きさを調整することもできる。
【００３０】
尚、前記実施の形態においては、後部中央音響端子孔７に音響抵抗部材１０を挿着する構成としたが、本発明にあっては、その構成に限定されるものではない。
例えば、音波を遮断するような板状の部材により蓋部（開閉手段）を設けて、後部中央音響端子孔７を開閉するようにしてもよい。また、その場合、後部中央音響端子孔７の開口度を変更可能となるように前記蓋部を設けることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
本発明に係る単一指向性コンデンサマイクロホンユニットについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した単一指向性コンデンサマイクロホンユニットを作製し、その特性を測定する実験を行うことにより検証した。
【００３２】
［実施例１］
実施例１では、図１に示した構成のコンデンサマイクロホンユニットを用い、後部中央音響端子を開いた状態で、測定距離０．５ｍ（条件１）及び０．３ｍ（条件２）の位置で、その指向性特性を測定した。図５は、条件１の状態で測定した０度、９０度、および１８０度の各方向における指向性特性グラフである。図６は、条件２の状態で測定した指向性特性グラフである。
図５、図６に示すグラフから、近距離での収音において、低域において無指向性となり、近接効果が生じていることを確認することができた。
【００３３】
［実施例２］
実施例２では、図２に示した構成のコンデンサマイクロホンユニットを用い、後部中央音響端子を閉じた状態で、測定距離０．５ｍ（条件３）及び０．３ｍ（条件４）の位置で、その指向性特性を測定した。図７は、条件３の状態で測定した０度、９０度、および１８０度の各方向における指向性特性グラフである。図８は、条件４の状態で測定した指向性特性グラフである。
図７、図８に示すグラフから、近距離での収音において、１８０度の方向においては、低域の収音レベルが低く、近接効果が生じないことを確認できた。
【００３４】
以上の実施例の結果から、本発明による効果を確認することができた。
【符号の説明】
【００３５】
１            単一指向性コンデンサマイクロホンユニット
２            第１のコンデンサエレメント
３            第２のコンデンサエレメント
４            レゾネータ
４ａ          音響端子孔
５            支持リング
６            振動板
６ａ          中央開口部
７            後部中央音響端子孔（後部音響端子）
９            絶縁座
９ａ          連通孔
１０          音響抵抗部材
１１          レゾネータ
１１ａ        音響端子孔
１３          支持リング
１５          振動板
１９          固定極
２０          固定極
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
0006333696.tif 000010
【図１０】
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