(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが振動可能に配置される磁気ギャップを有する磁気回路を含むマイクロホンユニットと、一端側で上記マイクロホンユニットを支持し、内部に音響抵抗材を介して上記振動板の背面側に設けられる背部空気室を有するマイクロホンケースとを含むダイナミックマイクロホンにおいて、
上記マイクロホンユニットに到来する音波を受けて音声信号を出力する副マイクロホンユニットを備えるとともに、上記音響抵抗材と上記背部空気室との間に、印加電圧に応じて上記背部空気室側に向けて湾曲変形する圧電素子からなる膜板が設けられ、上記膜板が上記副マイクロホンユニットから出力される音声信号にて駆動されることを特徴とするダイナミックマイクロホン。
【請求項２】
上記副マイクロホンユニットに無指向性マイクロホンユニットが用いられる請求項１に記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項３】
上記無指向性マイクロホンユニットにエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットが用いられる請求項２に記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項４】
上記無指向性マイクロホンユニットにコンデンサマイクロホンユニットが用いられる請求項２に記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項５】
上記無指向性マイクロホンユニットに圧電型マイクロホンユニットが用いられる請求項２に記載のダイナミックマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、振動板の背面側に設けられている背部空気室の音響インピーダンスを振動板の前面側の圧力が上昇する際に等価的に小さくして低音域まで収音可能とする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、図４により、ダイナミックマイクロホンの一般的な構成について説明する。ダイナミックマイクロホンは、主にボーカル用やスピーチ用として用いられるため、グリップ部となる円筒状のマイクロホンケース１０を備える。通常、マイクロホンケース１０は、黄銅合金などの金属製である。
【０００３】
この例では、マイクロホンケース１０内に、ゴム弾性体からなるショックマウント部材１１を介して中筒１２が同軸的に保持され、中筒１２の一端部側にマイクロホンユニット２０が支持される。
【０００４】
マイクロホンユニット２０は、ボイスコイル２１ａを有する振動板２１と、磁気回路２２とを備える。振動板２１は、センタードームとその周りに形成されたサブドームとを有し、センタードームとサブドームとの境界部分にボイスコイル２１ａが接着材を介して取り付けられる。
【０００５】
磁気回路２２は、厚み方向に着磁された円盤状のマグネット２２ａと、マグネット２２ａの一方の極側に配置される有底円筒状のヨーク２２ｂと、マグネット２２ａの他方の極側に配置されるセンターポールピース２２ｃとを含み、ヨーク２２ｂとセンターポールピース２２ｃとの磁気ギャップが形成される。
【０００６】
振動板２１と磁気回路２２は、ボイスコイル２１ａを上記磁気ギャップ内に振動可能に配置した状態でユニットホルダー２３の一端側に組み付けられる。振動板２１の上に、前部音響端子２４ａを有するレゾネータ２４が被せられる。
【０００７】
また、単一指向性の場合、ユニットホルダー２３には、振動板２１の背面に連通する後部音響端子２３ａが設けられる。前部音響端子２４ａ，後部音響端子２３ａは、ともに音波を通す孔である。
【０００８】
ユニットホルダー２３の他端側には、音響抵抗材２６にて覆われた音孔２５ａを有するキャップ２５が嵌合される。これにより、中筒１２の内部には、音響抵抗材２６を介して振動板２１の背面側に連通する背部空気室１２ａが形成される。
【０００９】
マイクロホンケース１０の一端側には、マイクロホンユニット２０を落下衝撃等から保護するための金属メッシュからなる保護カバー２７が取り付けられ、マイクロホンケース１０の他端側には、出力コネクタ３０が装着される。
【００１０】
ところで、単一指向性のダイナミックマイクロホンは、質量制御的性質と抵抗制御的性質とを兼ね備える。これに対して、無指向性ダイナミックマイクロホンは、抵抗制御である。無指向性成分の駆動力は、振動板２１の前面側（受音面側）と、その背面側に存在する背部空気室１２ａとの圧力差で得られるとともに、音響抵抗材２６の音響抵抗によって制御される。
【００１１】
図５に、単一指向性ダイナミックマイクロホンの音響的な等価回路を示す。Ｐ１が前方音源、Ｐ２が後方音源、ｍ０，ｓ０が振動板２１の質量とスチフネス、ｒ１が音響抵抗材２６の音響抵抗、ｓ１が背部空気室１２ａのスチフネス、ｍ１が背部空気室１２ａの質量である。
【００１２】
ダイナミックマイクロホンにおいて、背部空気室１２ａの大きさ（容積）は、収音する周波数帯域に大きな影響をもつ。例えば、背部空気室１２ａが小さいと、低い周波数では背部空気室１２ａのインピーダンスが高くなる。
【００１３】
そこで、低音域までの収音を意図してダイナミックマイクロホンでは、単一指向性，無指向性ともに背部空気室１２ａの容積を大きくして、背部空気室１２ａのインピーダンスが低くなるように設計している。
【００１４】
しかしながら、背部空気室１２ａの容積を大きくすると、他の部分の設計に支障をきたす。とりわけ、ワイヤレスマイクロホンのように、グリップ部となるマイクロホンケース１０内に電子回路を搭載するマイクロホンでは、背部空気室１２ａの容積を十分に確保することができない。
【００１５】
なお、特許文献１には、ダイナミックマイクロホンにおいて、機種に応じて、背部空気室の容積を可変にできる発明が記載されているが、これは、決められた一定容積の背部空気室内に可動仕切板を設け、その背部空気室内を可動仕切板によって２分割する構成であるため、背部空気室自体の容積をそれ以上に大きくすることができない。
【００１６】
【特許文献１】特開昭６２−１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の課題は、背部空気室の容積が小さい場合であっても、背部空気室の音響インピーダンスを等価的に低くすることにより、低い周波数（低音域）の収音を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明は、ボイスコイルを有する振動板および上記ボイスコイルが振動可能に配置される磁気ギャップを有する磁気回路を含むマイクロホンユニットと、一端側で上記マイクロホンユニットを支持し、内部に音響抵抗材を介して上記振動板の背面側に設けられる背部空気室を有するマイクロホンケースとを含むダイナミックマイクロホンにおいて、上記マイクロホンユニットに到来する音波を受けて音声信号を出力する副マイクロホンユニットを備えるとともに、上記音響抵抗材と上記背部空気室との間に、印加電圧に応じて上記背部空気室側に向けて湾曲変形する圧電素子からなる膜板が設けられ、上記膜板が上記副マイクロホンユニットから出力される音声信号にて駆動されることを特徴としている。
【００１９】
本発明において、上記副マイクロホンユニットには、好ましくは無指向性マイクロホンユニットが用いられる。
【００２０】
無指向性マイクロホンユニットの中でも、特に電源を必要としてないエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットや圧電型マイクロホンユニットがより好ましいが、ワイヤレスマイクロホンのように電池を内蔵している場合や、有線にて電源が供給されるマイクロホンであれば、コンデンサマイクロホンユニットが用いられてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、マイクロホンユニットに到来する音波を受けて音声信号を出力する副マイクロホンユニットを備えるとともに、音響抵抗材と背部空気室との間に、印加電圧に応じて背部空気室側に向けて湾曲変形する圧電素子からなる膜板が設けられ、振動板の前面側の圧力が上昇するに伴って副マイクロホンユニットから出力される音声信号が膜板に印加され、これにより膜板が背部空気室を圧縮するように動作し、背部空気室の音響インピーダンスが等価的に低くなるため、背部空気室が小さくても低い周波数（低音域）の収音が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るダイナミックマイクロホンを示す断面図、図２は本発明の第２実施形態に係るダイナミックマイクロホンを示す断面図、図３は上記各実施形態に係るダイナミックマイクロホンにおける音響的な等価回路図である。なお、先の図４で説明した従来例と同一の構成要素には同じ参照符号を用いる。
【００２３】
まず、図１に示す第１実施形態について説明する。このダイナミックマイクロホンは、黄銅合金などの金属材からなるグリップ部として用いられる円筒状のマイクロホンケース１０を備える。
【００２４】
この実施形態においても、マイクロホンケース１０内に、ゴム弾性体からなるショックマウント部材１１を介して中筒１２が同軸的に保持され、中筒１２の一端部側にマイクロホンユニット２０が支持されている。
【００２５】
マイクロホンユニット２０は、ボイスコイル２１ａを有する振動板２１と、磁気回路２２とを備える。振動板２１は、合成樹脂フィルム製で、センタードームとその周りに形成されたサブドームとを有し、センタードームとサブドームとの境界部分にボイスコイル２１ａが接着材を介して取り付けられている。
【００２６】
磁気回路２２は、円盤状で厚み方向に着磁されたマグネット２２ａと、マグネット２２ａの一方の極側に配置される有底円筒状のヨーク２２ｂと、マグネット２２ａの他方の極側に配置されるセンターポールピース２２ｃとを含み、ヨーク２２ｂとセンターポールピース２２ｃとの磁気ギャップが形成される。
【００２７】
振動板２１と磁気回路２２は、ボイスコイル２１ａを上記磁気ギャップ内に振動可能に配置した状態でユニットホルダー２３の一端側に組み付けられる。振動板２１の上に、前部音響端子２４ａを有するレゾネータ２４が被せられる。
【００２８】
この実施形態に係るダイナミックマイクロホンは、単一指向性であるため、ユニットホルダー２３には、振動板２１の背面に連通する後部音響端子２３ａが設けられている。前部音響端子２４ａ，後部音響端子２３ａは、ともに音波を通す孔である。
【００２９】
ユニットホルダー２３の他端側には、音響抵抗材２６にて覆われた音孔２５ａを有するキャップ２５が嵌合されている。マイクロホンユニット２０は、ユニットホルダー２３の他端側を中筒１２に差し込むことにより、中筒１２に支持される。
【００３０】
マイクロホンケース１０の一端側には、マイクロホンユニット２０を落下衝撃等から保護するための金属メッシュからなる保護カバー２７が取り付けられ、また、マイクロホンケース１０の他端側には、出力コネクタ３０が装着されている。
【００３１】
本発明では、上記マイクロホンユニット２０とは別に副マイクロホンユニット４０を備える。副マイクロホンユニット４０は、好ましくはレゾネータ２４上に配置され、図示しない音源からマイクロホンユニット２０に到来する音波を受音する。
【００３２】
副マイクロホンユニット４０には、好ましくは無指向性マイクロホンユニットが用いられる。この第１実施形態では、副マイクロホンユニット４０として、無指向性のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット４１が用いられている。
【００３３】
本発明においても、中筒１２内に背部空気室１２ａが設けられるが、この実施形態においては、中筒１２内に図示しない電子回路部品等を収納する関係上、中筒１２内が仕切り板１３により仕切られ、背部空気室１２ａの容積が上記従来例によりもかなり小さくされている。
【００３４】
このようにすると、低い周波数では背部空気室１２ａの音響インピーダンスが高くなり、低音域での収音に支障をきたす。この点を解決するため、本発明では、音響抵抗材２６と背部空気室１２ａとの間に圧電素子からなる膜板５０を設ける。膜板５０は、接着材などの固定手段でその周縁を中筒１２に内壁面に固定する。
【００３５】
圧電素子は印加電圧に応じて変形するが、本発明では、電圧印加時に膜板５０の中央部分が背部空気室１２ａ側に向けて湾曲変形するように設計する。
【００３６】
そして、この第１実施形態では、副マイクロホンユニット４０としてのエレクトレットコンデンサマイクロホンユニット４１から出力される音声信号（電圧信号）を増幅器４１ａにて所定に増幅して膜板５０に印加する。
【００３７】
図示しない音源から到来する音波により、振動板２１の前面側（受音面側）の圧力が上昇すると、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット４１から出力される電圧信号のレベルが高くなり、膜板５０の中央部分が背部空気室１２ａ側に向けて湾曲変形し、背部空気室１２ａを圧縮する。これに伴って、振動板２１の背面側の圧力が相対的に下がる。
【００３８】
これにより、背部空気室１２ａの音響インピーダンスが等価的に小さくなったように動作し、背部空気室１２ａの容積が小さい場合でも、低い周波数の収音が可能になる。
【００３９】
次に、図２に示す第２実施形態について説明する。この第２実施形態において、上記第１実施形態と異なるところは、副マイクロホンユニット４０として圧電型マイクロホンユニット４２を用いる点であり、その他の構成は、上記第１実施形態と同じであってよいため、その説明は省略する。
【００４０】
圧電型マイクロホンユニット４２の場合、圧電素子からなる振動板が音波によって変形することにより起電圧が発生するため、その出力端子を２本のリード線４２ａ，４２ｂを介して膜板５０に直接接続することができる。場合によっては、電圧増幅器を介してもよい。
【００４１】
動作は上記第１実施形態と同じで、図示しない音源から到来する音波により、振動板２１の前面側（受音面側）の圧力が上昇すると、圧電型マイクロホンユニット４２からそれに比例した電圧が出力される。
【００４２】
これにより、膜板５０の中央部分が背部空気室１２ａ側に向けて湾曲変形し、背部空気室１２ａを圧縮し、これに伴って振動板２１の背面側の圧力が相対的に下がるため、背部空気室１２ａの音響インピーダンスが等価的に小さくなったように動作し、背部空気室１２ａの容積が小さい場合でも、低い周波数の収音が可能になる。
【００４３】
図３に、上記第１実施形態および上記第２実施形態で説明した本発明によるダイナミックマイクロホンの音響的な等価回路を示す。
【００４４】
Ｐ１が前方音源、Ｐ２が後方音源、ｍ０，ｓ０が振動板２１の質量とスチフネス、ｒ１が音響抵抗材２６の音響抵抗、ｓ１が背部空気室１２ａのスチフネス、ｍ１が背部空気室１２ａの質量であるが、本発明の場合、背部空気室１２ａの音響インピーダンスを等価的に小さくできることから、背部空気室１２ａのスチフネスｓ１は、可変コンデンサで表される。
【００４５】
上記第１，第２実施形態における副マイクロホンユニット４０の場合、特にその駆動電源を必要としない点で好ましいが、ワイヤレスマイクロホンのように電池を内蔵している場合や、有線にて例えばファントム電源から電源が供給されるマイクロホンであれば、副マイクロホンユニット４０として、成極電源を必要とするコンデンサマイクロホンユニットを用いることもできる。
【００４６】
なお、上記の実施形態では、マイクロホンケース１０内に配置される中筒１２内に背部空気室１２ａを設けているが、この場合、中筒１２はマイクロホンケース１０にその構成要素として含まれることから、背部空気室１２ａは実質的にマイクロホンケース１０内に設けられているとしてよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイナミックマイクロホンを示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るダイナミックマイクロホンを示す断面図。
【図３】上記各実施形態に係るダイナミックマイクロホンにおける音響的な等価回路図。
【図４】従来例としてダイナミックマイクロホンの一般的な構成を示す断面図。
【図５】上記従来例に係るダイナミックマイクロホンにおける音響的な等価回路図。
【符号の説明】
【００４８】
１０  マイクロホンケース
１２  中筒
１２ａ  背部空気室
２０  マイクロホンユニット
２１  振動板
２１ａ  ボイスコイル
２２  磁気回路
２３  ユニットケース
２６  音響抵抗材
３０  出力コネクタ
４０  副マイクロホンユニット
４１  エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット
４２  圧電型マイクロホンユニット
５０  圧電素子よりなる膜板
【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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