(57)【要約】【課題】長さが極めて短く、小型で軽量な構成で広い周波数帯域で狭角度指向性を持つことができる狭角度指向性マイクロホンを提供する。【解決手段】角型薄型の第１指向性マイクロホンカプセルの前面に、高域周波数でのみ狭角度指向性が得られる管側面に位相干渉用の開口を有する短い音響管を取付け、該音響管に沿って角型薄型の第２及び第３マイクロホンカプセルを前記第１マイクロホンカプセルとそれぞれ指向軸が１８０度逆の方向に所定の間隔離間して配置し、前記第２マイクロホンカプセルの出力信号と第３マイクロホンカプセルの出力信号とを減算した減算結果を前記第１マイクロホンカプセルの出力信号と加算又は減算して合成する。【選択図】図２
2005323157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンの振動膜を方形とし、マイクロホンの指向軸が振動膜にほぼ平行となるように、前記振動膜の前後にカバーを取付け、かつ前記振動膜が外部に接するように、前記振動膜の前後の音波導入口を形成して成る角型薄型の指向性マイクロホンカプセルを３個使用し、これら第１〜第３マイクロホンカプセルの出力信号同士を加減算することにより、低域から高域までの広い周波数帯域で鋭い指向性を得る小型狭角度指向性マイクロホンであって、前記第１マイクロホンカプセルの前面に、高域周波数でのみ狭角度指向性が得られる管側面に位相干渉用の開口を有する短い音響管を取付け、該音響管に沿って前記第２及び第３マイクロホンカプセルを前記第１マイクロホンカプセルとそれぞれ指向軸が１８０度逆方向に向く方向に所定の間隔離間して配置し、前記第２マイクロホンカプセルと第３マイクロホンカプセルの出力信号を減算器にて減算し、該減算結果を前記第１マイクロホンカプセルの出力信号と加算又は減算して合成するようにしたことを特徴とする小型狭角度指向性マイクロホン。
【請求項２】
前記第１マイクロホンカプセルは中低音周波数域では、指向軸の背面方向に前面とは逆位相の指向性パターンを生じる指向性を有し、且つ前記第２と第３マイクロホンカプセルは前記第１マイクロホンカプセルの指向軸と逆方向の単一指向性を有することを特徴とする請求項１に記載の小型狭角度指向性マイクロホン。
【請求項３】
前記第２と第３マイクロホンカプセルの出力信号は、前記減算器にて減算する前に、それぞれ増幅回路にて所要の値に増幅し、且つ前記減算器による減算結果をローパスフィルタ回路に供給して広い周波数で狭角度指向性を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の小型狭角度指向性マイクロホン。
【請求項４】
前記増幅回路による前記第２と第３マイクロホンカプセルの出力信号の増幅度と、前記ローパスフィルタ回路のカットオフ周波数の値を変えることにより、最も指向性が鋭くなる周波数帯域をシフトし得るようにしたことを特徴とする請求項３に記載の小型狭角度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、狭角度指向性マイクロホン、特に、寸法が極めて短く、低音域から高音域までの広い周波数帯域で狭角度指向性を有するマイクロホンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常広く使用されている狭角度指向性マイクロホンは、マイクロホンカプセルの前面に、狭角度指向性を得るために、管側面に位相干渉用の開口を有する音響管を付加したもので、これは通常ラインマイクロホンと称されている。このような構成で一般的に使用されマイクロホン（マイクロホンのマイクロホンカプセル収納部の長さが約１００ｍｍのもの）では、狭角度指向性が得られるのは最小でも２ｋＨｚ以上の周波数帯域となり、それより低い周波数帯域では狭角度指向性を呈さなくなる。
【０００３】
上述したような音響管を用いるマイクロホンでは、原理的に音響管によって狭角度指向性となる周波数範囲は、当該マイクロホンの真横方向では音響管の長さと波長が一致する周波数より高い周波数範囲に限られ、またマイクロホンの背面方向では音響管の長さと半波長が一致する周波数より高い周波数範囲に限られる。そのため、低い周波数から高い周波数までの広い周波数帯域で狭角度指向性を得るためには長さの長い音響管が必要となり、従ってマイクロホンの全長が極めて長くなり、大型化するために使用が不便で、操作性が悪いと云う問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、本発明者等は、ラインマイクロホンと指向軸を一致させた２次音圧傾度マイクロホンをラインマイクロホンに併置し、低域用として使用する２次音圧傾度マイクロホンによって収音対象側からの音を収音すると共に、高域用として使用するラインマイクロホンによって収音対象側からの音を収音し、これらのマイクロホンの出力信号を帯域分割して合成することにより、低域から高域までの広い周波数帯域で狭角度指向性を得る方法を提案した（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法によってもマイクロホンの長さは最短でも１００ｍｍ以上となり、例えばブームハンガーに取りつけて使用するような場合に操作性に問題がある。。
【０００５】
さらに、従来の狭角度指向性マイクロホンでは、周囲雑音成分のレベルの大きい周波数帯域を選定して、その帯域の指向性を特に鋭くするように、マイクロホンの指向性調整を行うことは不可能であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２３３３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、長さが極めて短く、小型で軽量な構成で広い周波数帯域で狭角度指向性を持つことができる小型の狭角度指向性マイクロホンを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、指向性の調整も行うことが可能な小型狭角度指向性マイクロホンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、マイクロホンの振動膜を方形とし、マイクロホンの指向軸が振動膜にほぼ平行となるように、前記振動膜の前後にカバーを取付け、かつ前記振動膜が外部に接するように、前記振動膜の前後の音波導入口を形成して成る角型薄型の指向性マイクロホンカプセルを３個使用し、これら第１〜第３マイクロホンカプセルの出力信号同士を加減算することにより、低域から高域までの広い周波数帯域で鋭い指向性を得る小型狭角度指向性マイクロホンであって、前記第１マイクロホンカプセルの前面に、高域周波数でのみ狭角度指向性が得られる管側面に位相干渉用の開口を有する短い音響管を取付け、該音響管に沿って前記第２及び第３マイクロホンカプセルを前記第１マイクロホンカプセルとそれぞれ指向軸が１８０度逆方向に向く方向に所定の間隔離間して配置し、前記第２マイクロホンカプセルと第３マイクロホンカプセルの出力信号を減算器にて減算し、該減算結果を前記第１マイクロホンカプセルの出力信号と加算又は減算して合成するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の好適例によれば、第１マイクロホンカプセルは中低音周波数域では、指向軸の背面方向に前面とは逆位相の指向性パターンを生じる指向性を有し、且つ第２と第３マイクロホンカプセルは第１マイクロホンカプセルの指向軸と逆方向の単一指向性を有するようにする。
【００１１】
本発明の他の好適例によれば、第２と第３マイクロホンカプセルの出力信号は、減算器にて減算する前に、それぞれ増幅回路にて所要の値に増幅し、且つ前記減算器による減算結果をローパスフィルタ回路に供給して広い周波数で狭角度指向性を得るようにする。
【００１２】
さらに本発明の他の好適例によれば、増幅回路による第２と第３マイクロホンカプセルの出力信号の増幅度と、ローパスフィルタ回路のカットオフ周波数の値を変えることにより、最も指向性が鋭くなる周波数帯域をシフトし得るようにする。
【発明の効果】
【００１３】
従来のマイクロホンカプセルを３個使用して、低域から高域までの広い周波数帯域で狭角度指向性を得る方式でも、マイクロホンカプセル収納部の長さが最短でも１００ｍｍ以上は必要としたが、本発明によれば６０ｍｍの短い寸法が可能となる。これにより、テレビ写りの良い狭角度指向性マイクロホンを実現することができる。また、近年テレビの画角が広がり、ブームハンガーに取り付けて使用するマイクロホンの小型軽量化の要求が強まっており、又ビデオカメラ搭載のマイクロホンとしても小型軽量化の要望を充たすこととなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る小型狭角度指向性マイクロホンを構成するマイクロホンカプセルの一実施形態の構成図である。本実施の形態にて使用する３個のマイクロホンカプセル１，２及び３は何れも、例えば特許第３，３２５，９１３号から既知の角型薄型の指向性マイクロホンカプセルとする。斯種の角型薄型の指向性マイクロホンカプセルは、マイクロホンの振動膜を方形とし、この振動膜の前後にカバーを取付け、かつ振動膜がマイクロホンカプセルの外部に接するように音波導入口を形成し、マイクロホンの指向軸が振動膜にほぼ平行となるようにして、マイクロホンカプセルの構成を薄型にしたものである。
【００１６】
本実施の形態においては、第１マイクロホンカプセル１の前面に、高域周波数でのみ狭角度指向性を得るために、長さが短く、例えば４５ｍｍで、側面に一定間隔で位相干渉用の複数の開口４を有する音響管５を取付けて、この音響管５と第１マイクロホンカプセル１とでラインマイクロホンを構成し、第１マイクロホンカプセル１の上にはこの第１マイクロホンカプセル１と指向軸が１８０°逆方向に向く方向に単一指向性の第２マイクロホンカプセル２を取付けると共に、第２マイクロホンカプセル２の前方、例えば４５ｍｍの位置における音響管５の上にも第２マイクロホンカプセル２と同じ方向に単一指向性の第３マイクロホンカプセル３を設置して、第２及び第３マイクロホンカプセル２と３とで２次の音圧傾度型マイクロホンを構成し得るようにする。また、第１のマイクロホンカプセル１は中低音周波数帯域では、必ず単一指向性と両指向性の中間の指向性、即ち、指向軸の背面方向に前面とは逆位相の指向性パターンを生じる指向性を持つようにする。
【００１７】
図２は本発明に係る小型狭角度指向性マイクロホンのブロック図を示し、ここに、１０は図１に示した音響管４が取付けられてラインマイクロホンを構成している第１マイクロホンカプセル１に相当するものであり、２０及び３０は、互いに所定距離離間して配置され、２次の音圧傾度型マイクロホンを構成する図１に示した第２及び第３マイクロホンカプセル２と３に相当するマイクロホンカプセル、４０ａ〜４０ｃはインピーダンス変換用のヘッドアンプ、５０ａ及び５０ｂは増幅回路、６０は減算器、７０ａ及び７０ｂはローパスフィルタ、８０は加算又は減算する回路である。
【００１８】
各マイクロホンカプセル１０，２０及び３０の出力は、それぞれインピーダンス変換回路として作用するヘッドアンプ４０ａ，４０ｂ及び４０ｃを通過した後、マイクロホンカプセル２０と３０の出力は増幅回路５０ａ及び５０ｂにてそれぞれ適切に増幅された後に減算器６０にて減算されて、２次の音圧傾度型の出力となる。この２次音圧傾度型の出力信号は、広い周波数範囲で狭角度指向性を得るために、予め設定されているカットオフ周波数以上の高周波成分をカットして低周波成分を抽出する２段のローパスフィルタ７０ａ及び７０ｂに供給される。増幅回路５０ａ及び５０ｂと、ローパスフィルタ７０ａ及び７０ｂとによる増幅と高域カットの電気回路により、マイクロホンカプセル１０の背面方向での信号の大きさ及び位相と、マイクロホンカプセル２０及び３０による２次音圧傾度型の出力信号の大きさ及び位相とが互いに接近し、マイクロホンカプセル１０の出力から２次音圧傾度型の出力を減算器８０にて減算することにより、マイクロホンカプセル１０の背面方向の感度が低下し、減算器８０の出力として狭角度指向性の合成出力が得られることとなる。
【００１９】
マイクロホンカプセル２０とマイクロホンカプセル３０の出力に対する各増幅回路５０ａ及び５０ｂの増幅度の設定の仕方により、２次音圧傾度型の出力の位相が第１マイクロホンカプセル１０の出力の位相と逆位相となる場合には、互いの出力を加算して狭角度指向性の出力を得ることができる。
【００２０】
図３は、一例として２５０Ｈｚにおける各マイクロホンカプセルの指向性パターンを示し、ここにａはマイクロホンカプセル１０の指向性パターンを、ｂはマイクロホンカプセル２０と３０とによる２次音圧傾度型マイクロホンの指向性パターンを、ｃはマイクロホンカプセル１０とマイクロホンカプセル２０及び３０とによる出力信号を合成した後のマイクロホンの指向性パターンを示す。
【００２１】
図３から明らかなように、マイクロホンカプセル１０の指向性パターンａから二次音圧傾度型の指向性パターンｂを引くことにより、背面の指向性パターンが小さくなった合成後のマイクロホンの指向性パターンｃが得られる。
【００２２】
図４は、第１マイクロホンカプセル１に４５ｍｍの音響管５を取り付けたラインマイクロホン単体（図１参照）の音波到来方向の正面に対して０°と９０°と１８０°の各周波数特性を示す。
【００２３】
図５は本発明によるマイクロホンの、１００Ｈｚで背面の指向性が最も鋭くなる設定での、０°と９０°と１８０°の各周波数特性を示し、図６は本発明によるマイクロホンの、２５０Ｈｚで背面の指向性が最も鋭くなる設定での、０°と９０°と１８０°の各周波数特性を示し、図７は本発明によるマイクロホンの、５００Ｈｚで背面の指向性が最も鋭くなる設定での、０°と９０°と１８０°の各周波数特性を示し、図８は本発明によるマイクロホンの、８００Ｈｚで背面の指向性が最も鋭くなる設定での、０°と９０°と１８０°の各周波数特性を示したものである。
【００２４】
図５〜図８から明らかなように、本発明によるマイクロホンによれば、同じ長さのラインマイクロホン単体によるよりも低域から高域までの広い周波数帯域で鋭い指向性を示し、さらに増幅回路５０ａと５０ｂとによってマイクロホンカプセル２０とマイクロホンカプセル３０による２次音圧傾度型出力の増幅度の設定を変えると共に、ローパスフィルタ７０のカットオフ周波数の値を変えることにより、最も指向性の鋭くなる周波数を電気的にシフトさせることができる。
【００２５】
また、本発明によるマイクロホンによれば、対象音を収音する目的のマイクロホンカプセル１０の０°方向の周波数特性が信号の合成による影響を全く受けないため、背面の指向性が最も鋭くなる周波数をシフトしても０°方向の周波数が変化しないため、音質を変えることなく、指向性の調整を行うことができる。
【００２６】
図９は本発明による小型狭角度指向性マイクロホンの一例を示す斜視図であり、ここに、１００はマイクロホンカプセル及びヘッドアンプ収納部、１０１は支柱、１０２は増幅回路や減算器やローパスフィルタを含む電気回路を内蔵するスタンドベース、１０３はケーブルである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態のマイクロホンカプセルの配置構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る狭角度指向性マイクロホンの一実施例を示すブロック図である。
【図３】ラインマイクロホンを構成するマイクロホンカプセル、二次音圧傾度型マイクロホンを構成するマイクロホンカプセル及び合成後の２５０Ｈｚにおける各出力信号の指向性ポーラパターンを示す図である。
【図４】本発明に使用したラインマイクロホン単体の０°と９０°と１８０°における出力信号レベルの周波数特性図である。
【図５】本発明のマイクロホンの、指向性が最も鋭くなる周波数を１００Ｈｚに設定した場合の０°と９０°と１８０°における出力信号レベルの周波数特性図である。
【図６】本発明のマイクロホンの、指向性が最も鋭くなる周波数を２５０Ｈｚに設定した場合の０°と９０°と１８０°における出力信号レベルの周波数特性図である。
【図７】本発明のマイクロホンの、指向性が最も鋭くなる周波数を５００Ｈｚに設定した場合の０°と９０°と１８０°における出力信号レベルの周波数特性図である。
【図８】本発明のマイクロホンの、指向性が最も鋭くなる周波数を８００Ｈｚに設定した場合の０°と９０°と１８０°における出力信号レベルの周波数特性図である。
【図９】マイクロホンカプセルを使用して作成した本発明による小型狭角度指向性マイクロホンの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  第１マイクロホンカプセル
２  第２マイクロホンカプセル
３  第３マイクロホンカプセル
４  開口
５  音響管
１０〜３０  マイクロホンカプセル
４０ａ〜４０ｃ  ヘッドアンプ
５０ａ〜５０ｂ  増幅回路
６０  減算器
７０ａ，７０ｂ  ローパスフィルタ
８０  減算器
１００  マイクロホンカプセル及びヘッドアンプ収納部
１０１  支柱
１０２  電気回路内蔵スタンドベース
１０３  ケーブル
【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】
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