JP6647123B2 - 単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット - Google Patents

Description

本発明は、単一指向性のダイナミックマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、周波数応答や指向性を劣化させることなく、音圧に対する感度を高める技術に関するものである。

単一指向性のダイナミックマイクロホンは、特に手持ち式のボーカル用マイクロホンに好ましく採用されているが、音圧に対する感度を高めるための手法の一つとして、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ダイナミックマイクロホンユニット１に音響抵抗材からなる円筒管２を被せる方法が知られている（類例として特許文献１参照）。

円筒管２を被せたダイナミックマイクロホンユニット１のポーラパターン（指向性特性）を図８（ａ）に示し、図８（ｂ）にその周波数応答特性を示す。対比として、円筒管２を被せないダイナミックマイクロホンユニット１のポーラパターンを図９（ａ）に示し、図９（ｂ）にその周波数応答特性を示す。

円筒管２を被せた場合、音圧に対する感度は円筒管２を被せない場合に比べて約４ｄＢ高くなるが、図８と図９との対比から分かるように、指向性や周波数応答が劣化してしまう、という問題が生ずる。

実開平６−４８２９５号公報

したがって、本発明の課題は、単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットの音圧に対する感度を周波数応答や指向性を劣化させることなく高めることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、裏面側にボイスコイルを有する振動板と、磁気ギャップを有する磁気回路部と、円筒形状のハウジングとを含み、上記磁気回路部が上記ハウジング内で支持され、上記ボイスコイルが上記磁気ギャップ内で振動し得るように上記振動板の周縁部が上記ハウジングに支持されているとともに、上記ハウジングには後方から回り込む音波を上記振動板の裏面側に導く音孔が設けられている単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットにおいて、
内部に上記ハウジングが同軸的に収納される円筒管を備え、上記円筒管には、上記音孔よりも後方に向けて延びる第１円筒部と、上記振動板の前面よりも前方に向けて延びる第２円筒部とが含まれており、上記第１円筒部の筒壁には、上記音孔の位置から後方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた後部音波導入部が設けられていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によると、上記後部音波導入部は、上記音孔の位置から後方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部からなる。

また、より好ましくは、上記第２円筒部の筒壁にも、上記振動板の前面から前方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた前部音波導入部が設けられる。

上記前部音波導入部も、上記振動板の前面から前方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部であることが好ましい。

収音軸が傾いたりずれたりしないようにするため、上記後部音波導入部および上記前部音波導入部は、少なくともその一対が軸対称として上記筒壁に配置される。

上記円筒管は、通気性を有しない金属板や合成樹脂フィルム材であってもよいが、好ましくは紙材、不織布、網体、多孔板を含む音響抵抗材がよい。

本発明によれば、円筒管に含まれている少なくとも上記音孔よりも後方に向けて延びる第１円筒部の筒壁に、上記音孔の位置から後方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた好ましくはラッパ状の開口部からなる後部音波導入部が設けられていることから、低音域側の波長が長い音波は音響抵抗値が小さい幅の広い部分から円筒管内に取り入れられ、これに対して、高音域側の波長が短い音波は音響抵抗値が大きい幅の狭い部分から円筒管内に取り入れられ、これにより、低音域から高音域にかけての広帯域にわたって、駆動力が発生しない不感帯を生ずることなく振動板の駆動力が得られるため、周波数応答や指向性を劣化させることなく、音圧に対する感度を高めることができる。

本発明による単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットの第１実施形態を示す（ａ）外観斜視図、（ｂ）その分解斜視図。 単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットの内部構造を示す模式的な断面図。 円筒管の音波導入部と音波の波長との関係を説明するための側面図。 上記第１実施形態で測定された（ａ）ホーラパターン図、（ｂ）周波数応答グラフ。 本発明の第２実施形態を示す（ａ）外観斜視図、（ｂ）その分解斜視図。 （ａ），（ｂ）円筒管に設けられる音波導入部の別の実施形態を示す模式図。 円筒管を備えた単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットの従来例を示す（ａ）外観斜視図、（ｂ）その分解斜視図。 上記従来例で測定された（ａ）ホーラパターン図、（ｂ）周波数応答グラフ。 円筒管を有しない通常の単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットで測定された（ａ）ホーラパターン図、（ｂ）周波数応答グラフ。

次に、図１ないし図６により、本発明のいくつか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。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、この実施形態に係る単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット（以下、「マイクロホンユニット」と言うことがある。）１においても、音圧に対する感度を高めるために円筒管２０が被せられるが、先ずは、図２を参照して、マイクロホンユニット１の構成について説明する。

マイクロホンユニット１は、振動板（ダイアフラム）１１と、磁気回路部１２と、これらを支持するハウジング１３とを基本的な構成として備えている。

振動板１１は、センタードーム部１１１と、センタードーム部１１１の周りに同心状に形成された弾性支持部としてのサブドーム部（エッジ部とも言う）１１２と、ボイスコイル１１３とを有し、ボイスコイル１１３は、振動板１１の裏面側でセンタードーム部１１１とサブドーム部１１２との連結部分に接着材を介して取り付けられている。

磁気回路部１２は、皿状をなすヨーク１２１と、ヨーク１２１の開口部に取り付けられたリング状ヨーク１２４と、ヨーク１２１の底部に配置された永久磁石１２２と、永久磁石１２２の上に配置されリング状ヨーク１２４との間で磁気ギャップＧを形成するセンターポールピース１２３とを備えている。永久磁石１２２は、円盤状で厚さ方向に着磁されている。

ハウジング１３は、磁気回路部１２を支持するとともに、磁気回路部１２の裏面側に所定容積の背部空気室を形成する円筒状のハウジング本体１３１を有し、ハウジング本体１３１の上端側には、振動板１１の周縁部を支持する拡径されたフランジ部１３２が設けられている。

この実施形態において、フランジ部１３２は、ハウジング本体１３１よりも大径でハウジング本体１３１の周りに配置されるスカート部１３２ａを備えている。振動板１１は、ボイスコイル１１３が磁気回路部１２の磁気ギャップＧ内で振動し得るように、その周縁部（サブドーム部１１２の周縁部）がフランジ部１３２に支持される。

このマイクロホンユニット１は、単一指向性であることから、ハウジング１３には、図示しない前方音源から到来する音波のうち、図２の矢印Ａにて示すように、後方から回り込む音波を振動板１１の裏面側に導く音孔（音を通す孔）１３３が設けられている。

この実施形態において、音孔１３３には、フランジ部１３２に形成されている音孔１３３ａとスカート部１３２ａに形成されている音孔１３３ｂとが含まれている。

なお、この実施形態では、フランジ部１３２に外部衝撃等から振動板１１を保護するためのガード部材１４が被せられているが、ガード部材１４に代えてレゾネータが被せられてもよい。

図１と図３を参照して、円筒管２０は、内径がマイクロホンユニット１の外径とほぼ同径であり、その内部にマイクロホンユニット１が同軸的に収納される。円筒管２０は、好ましくは音響抵抗材よりなる。音響抵抗材は、紙材、不織布、網体、多孔板より選択されてよい。

円筒管２０には、第１円筒部２１と第２円筒部２２とが含まれている。このうち、第１円筒部２１は、ハウジング１３に設けられている上記音孔１３３よりも後方（図３において下方）に向けて延びている。

これに対して、第２円筒部２２は、振動板１１の前面よりも前方（図３において上方で、収音時に図示しない音源側に向けられる方向）に向けて延びている。この実施形態において、第１円筒部２１と第２円筒部２２は、円筒管２０に一体として含まれているが、分離されてもよい。

第１円筒部２１の筒壁には、音孔１３３の位置から後方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた後部音波導入部２１０が設けられている。

このように、音響抵抗値が漸次変化する形状としては、図３に示すように、音孔１３３の位置から後方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部であることが好ましい。すなわち、幅の狭い部分の方が音響抵抗値が大きく、相対的に幅の広い部分の方が音響抵抗値は小さくなる。

この実施形態によると、第２円筒部２２の筒壁にも、振動板１１の前面から前方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた前部音波導入部２２０が設けられている。この前部音波導入部２２０も、上記後部音波導入部２１０と同じく、振動板１１の前面から前方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部であることが好ましい。

ここで、図示しない音源から到来する音波に、低音域の波長λａと、中音域の波長λｂと、高音域の波長λｃが含まれているとして（λｃ＜λｂ＜λａ）、この実施形態によれば、図３に示すように、波長λａの低音域の音波は、音波導入部２１０，２２０の音響抵抗値が小さい幅の広い部分から円筒管２０内に取り入れられる。

これに対して、波長λｃの高音域の音波は、音波導入部２１０，２２０の音響抵抗値が大きい幅の狭い部分から円筒管２０内に取り入れられる。また、波長λｂの中音域の音波は、音波導入部２１０，２２０の中間部分から円筒管２０内に取り入れられることになる。

単一指向性マイクロホンユニットにおいて、振動板はその前後の音圧差（音圧傾度）により駆動され、その駆動力は音響端子間距離に依存する。なお、音響端子とは、マイクロホンユニットに対して実効的に音圧を与える空気の位置、換言すれば、振動板と同時に動く空気の中心位置であり、単一指向性の場合、振動板の前方に前部音響端子、裏面側の後方に後部音響端子が存在し、音響端子間距離はそれらの間の距離である。

本発明によれば、上記したように、円筒管２０内に低音域から高音域までの各音波が取り入れられることから、振動板１１の前後にかけての音響端子間距離が各音波に応じて可変となり、低音域から高音域にかけの広帯域において、駆動力が発生しない不感帯が生ずることがなく、常に音圧傾度による振動板の駆動力が得られるため、周波数応答や指向性を劣化させることなく、音圧に対する感度を高めることができる。

図１（ａ）に示す実施形態に係るマイクロホンユニット１によると、円筒管を被せないダイナミックマイクロホンユニットに比べて感度が約１ｄＢ高くなる。また、このマイクロホンユニット１のポーラパターン図を図４（ａ）に示し、周波数応答特性を図４（ｂ）に示すが、図８（ａ），（ｂ）と対比して分かるように、指向性および周波数応答特性は、円筒管を被せないダイナミックマイクロホンユニットに比べてほとんど劣化していない。

収音軸（振動板１１の中心を通る仮想の軸線）がずれたり傾かないようにするため、後部音波導入部２１０と前部音波導入部２２０は、少なくともその一対が軸対称として配置される必要がある。

図１の実施形態では、第１円筒部２１には、１対（２つ）の後部音波導入部２１０が軸対称として配置され、第２円筒部２２には、２対（４つ）の前部音波導入部２２０が軸対称として配置されているが、図５に示すように、第１円筒部２１の後部音波導入部２１０を前部音波導入部２２０と同じく２対としてもよい。なお、後部音波導入部２１０，前部音波導入部２２０は奇数個であってもよく、その場合には、円周方向に等間隔配置とすることが好ましい。

また、上記各実施形態では、第１円筒部２１と第２円筒部２２の双方に、それぞれ、後部音波導入部２１０，前部音波導入部２２０を設けているが、第１円筒部２１側のみに後部音波導入部２１０が設けられてもよく、本発明には、このような態様も含まれる。

後部音波導入部２１０，前部音波導入部２２０の変形例として、図６（ａ）に示すように、これら音波導入部２１０，２２０は、円筒管２０の軸方向に沿って漸次大きくなる例えば楕円孔（真円孔や角孔でもよい）の集合や、図６（ｂ）に示すように、円筒管２０の軸方向に沿って階段状に漸次幅が広くなるような形状であってもよい。

１ 単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット
１１ 振動板
１１３ ボイスコイル
１２ 磁気回路部
１３ ハウジング
１３１ ハウジング本体
１３２ フランジ部
１３３（１３３ａ，１３３ｂ） 音孔
２０ 円筒管
２１ 第１円筒部
２１０ 後部音波導入部
２２ 第２円筒部
２２０ 前部音波導入部
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (6)

1. 裏面側にボイスコイルを有する振動板と、磁気ギャップを有する磁気回路部と、円筒形状のハウジングとを含み、上記磁気回路部が上記ハウジング内で支持され、上記ボイスコイルが上記磁気ギャップ内で振動し得るように上記振動板の周縁部が上記ハウジングに支持されているとともに、上記ハウジングには後方から回り込む音波を上記振動板の裏面側に導く音孔が設けられている単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットにおいて、
   内部に上記ハウジングが同軸的に収納される円筒管を備え、上記円筒管には、上記音孔よりも後方に向けて延びる第１円筒部と、上記振動板の前面よりも前方に向けて延びる第２円筒部とが含まれており、
   上記第１円筒部の筒壁には、上記音孔の位置から後方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた後部音波導入部が設けられていることを特徴とする単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット。
2. 上記後部音波導入部は、上記音孔の位置から後方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部からなることを特徴とする請求項１に記載の単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット。
3. 上記第２円筒部の筒壁にも、上記振動板の前面から前方に行くにしたがって音響抵抗値が漸次小さくなるように重み付けされた前部音波導入部が設けられてい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ダイナミックマイクロホンユニット。
4. 上記前部音波導入部は、上記振動板の前面から前方に行くにしたがって幅が漸次広がるラッパ状の開口部からなることを特徴とする請求項３に記載の単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット。
5. 上記後部音波導入部および上記前部音波導入部は、少なくともその一対が軸対称として上記筒壁に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の単一指向性ダイナミックマイクロホンユニット。
6. 上記円筒管は、紙材、不織布、網体、多孔板を含む音響抵抗材からな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ダイナミックマイクロホンユニット。

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