ダイナミックマイクロホン
【課題】振動雑音を相殺する信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルを、相殺すべき振動雑音に対応して電気的に連続的に調整することを可能にし、振動雑音を効果的に低減できるダイナミックマイクロホンを得る。
【解決手段】ダイナミックマイクロホンユニット３の振動を検出して振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップ５と、マイクロホンユニット３および振動ピックアップ５を支持するマイクロホンケース１を備え、振動ピックアップ５は、マイクロホンユニットケース３６の振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、積層セラミック圧電子の静電容量とインダクタ６のインダクタンスにより上記振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、共振回路は、応答信号が上記振動雑音信号と逆向きに出力されるように接続されている。
【解決手段】ダイナミックマイクロホンユニット３の振動を検出して振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップ５と、マイクロホンユニット３および振動ピックアップ５を支持するマイクロホンケース１を備え、振動ピックアップ５は、マイクロホンユニットケース３６の振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、積層セラミック圧電子の静電容量とインダクタ６のインダクタンスにより上記振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、共振回路は、応答信号が上記振動雑音信号と逆向きに出力されるように接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動雑音低減構造および振動雑音低減回路を備えたダイナミックマイクロホンに関するもので、振動をキャンセルするための振動センサとして圧電素子を用い、圧電素子の静電容量を利用して振動雑音低減回路を構成したことを特徴とするものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックマイクロホンは、振動板にボイスコイルが接着され、マグネットやヨーク、ポールピースなどで構成される磁気回路中の磁気ギャップに上記ボイスコイルが配置されることによって構成されている。振動板が音波を受けて振動すると、振動板とともにボイスコイルも振動し、ボイスコイルが磁気ギャップ内の磁束と交差する向きに振動することにより、ボイスコイルから音波に対応した音声出力信号を得ることができる。
【０００３】
手持ち型のダイナミックマイクロホンは、マイクロホンケースに対して手が擦れることにより、あるいは握る時の振動、置くときの振動などによって不愉快な振動雑音を生じやすい。振動雑音は、マイクロホンケースや磁気回路構成部材などの固定部分に対して、振動板とボイスコイルからなる可動部分が、音波以外の振動によって相対移動することによって生じる。そこで、手持ち型のダイナミックマイクロホンとしては、振動雑音の影響が比較的目立ちにくい無指向性ダイナミックマイクロホンが広く用いられている。
【０００４】
一方、単一指向性のダイナミックマイクロホンを手持ち型マイクロホンとして使用したいという要望がある。単一指向性ダイナミックマイクロホンの指向特性を分析すると、無指向性成分と双指向性成分を合わせたものであることは知られている。単一指向性ダイナミックマイクロホンの上記双指向性成分は質量制御であることから、振動板の共振周波数は収音帯域の下限付近である１００〜２００Ｈｚに設定される。図１０は、一般的な単一指向性ダイナミックマイクロホンの振動等価回路を示している。図１０において、ｍ０は振動板の質量、ｓ０は振動板のスチフネス、ｒ１は無指向性成分を得るための音響抵抗、ｍ１は双指向性成分を得るための音響質量を示している。これらの回路定数を適宜の値に設定することにより、上記共振周波数を目指す値に設定している。
【０００５】
単一指向性ダイナミックマイクロホンでは、上記のように振動板の共振周波数は収音帯域の下限付近に設定されるため、単一指向性ダイナミックマイクロホンを手持ちで使用すると、ハンドリングノイズと称する振動雑音が発生しやすいという難点がある。ボイスコイルの素材として銅被覆アルミニウム線（ＣＣＡＷ）のような軽い素材を用いて可動部の質量を軽くすると振動雑音を軽減することができる。その半面、振動板の共振周波数が上昇するため、振動板のスチフネスを低下させて（コンプライアンスを高めて）低域限界を所望の周波数まで下げるように設計される。また、マイクロホンの振動雑音対策として、ショックマウントを介してマイクロホンユニットを支持したものもあるが、ショックマウントを用いただけでは、低い周波数の振動雑音を低減することはできない。
【０００６】
このように、マイクロホンには、基本構成のままで素材を工夫しても、あるいはショックマウントの類を用いても、振動雑音の問題を解決することができないため、振動雑音を能動的に低減しあるいはキャンセルするための構造ないしは仕組みを付加せざるを得ない。以下に、能動的に振動雑音を低減しあるいはキャンセルするようにしたマイクロホンの従来例について説明する。
【０００７】
特許文献１には、マイクロホンケース内にショックマウントを介してマイクロホンユニットを支持するとともに、マイクロホンケースに加わる振動を検出するショックセンサと、ショックセンサの検出信号に基づいてマイクロホンユニットからの電気音響変換信号を減衰して出力する信号処理部を備えたマイクロホンが記載されている。
【０００８】
特許文献２には、振動の伝搬経路を振動板側と磁気回路側に分け、振動板と磁気回路の相対速度差を減少させて振動雑音をキャンセルさせるマイクロホンが記載されている。具体的には、振動板の周縁部の上面と下面にそれぞれ第１弾性体と第２弾性体を配置し、振動板１３をその周縁部上面の第１弾性体を介してユニットケースに取り付けるとともに、磁気回路部の一端側を振動板周縁部下面に配置されている第２弾性体に当接させて上記磁気回路部をユニットケース内に収納したものである。ユニットケースに与えられる振動速度は、主として振動板の周縁部上面の第１弾性体を介して振動板の周縁部下面の第２弾性体に伝わり、磁気回路部に伝えられる。このように、振動速度が固体伝搬する経路を限定することにより、ユニットケースを擦ったときに生じる振動雑音を広い範囲にわたって軽減することができる、というものである。
【０００９】
特許文献３には、振動雑音をダイナミック型の振動ピックアップで検出し、マイクロホンユニットで発生する振動雑音を上記検出信号で相殺（キャンセル）するようにしたダイナミックマイクロホンが記載されている。より具体的には、マイクロホンユニットと連通する空気室内に音響素子としての振動検出ユニットを配置し、この振動検出ユニットの振動板の振動による上記空気室内の圧力変化をマイクロホンユニットの振動板の背面側に伝達し、外部振動による振動板の変位を抑えるようにしたもの、すなわち、振動雑音を能動的に相殺するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３３１９８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４５８８２号公報
【特許文献３】特開平１１−１９６３８９号公報
【００１１】
特許文献１記載の発明によれば、外部振動が加わると出力信号レベルを減衰させ、出力される雑音のレベルも減衰させるというものであるから、外部振動によって出力信号レベルが低下するという難点がある。
【００１２】
特許文献２記載の発明によれば、外部振動が加わると、振動板と磁気回路とを平行移動させて双方の相対速度差を減少させるというものであるから、狙い通りに振動雑音を減少させるには、振動板などの可動部の質量、磁気回路の質量、弾性体の弾性係数など、機械インピーダンスを適正な値に設計し調整する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。加えて、温度などの環境条件の変化によって上記係数ないしは値が変動すると、振動雑音を狙い通りに減少させることができないことがある。
【００１３】
特許文献３記載の発明によれば、ダイナミック型の振動ピックアップから、マイクロホンユニットの振動雑音に合わせた出力が得られるように上記振動ピックアップを設計しかつ製造する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。また、特許文献２記載の発明と同様に、機械インピーダンスを適正な値に設計し調整する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。また、温度などの環境条件の変化によって機械インピーダンスが変動し、振動雑音を狙い通りに減少させることができないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ダイナミックマイクロホンの振動雑音を能動的に相殺するには、振動雑音と、これを相殺する信号との間で、共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を合わせる必要がある。上記３つの要素を電気的にかつ連続的に調整することができれば、設計および調整がきわめて容易になり好都合である。
【００１５】
本発明は、以上説明した従来技術に鑑みてなされたもので、振動雑音を能動的に相殺するに当たり、振動雑音を相殺するための相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を、相殺すべき振動雑音に対応して電気的に連続的に調整することを可能にし、もって、振動雑音を効果的に低減することができるダイナミック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】
【００１６】
本発明は、ダイナミックマイクロホンユニットと、このダイナミックマイクロホンユニットの振動を検出して上記ダイナミックマイクロホンユニットから出力される振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップと、上記ダイナミックマイクロホンユニットおよび上記振動ピックアップを支持するマイクロホンケースと、を備え、上記振動ピックアップは、マイクロホンユニットケースと一体に支持されて上記マイクロホンユニットケースの振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、上記積層セラミック圧電子は、その静電容量を利用して、上記積層セラミック圧電子に接続されたインダクタのインダクタンスとともに上記マイクロホンユニットの振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、上記共振回路は、上記応答信号が上記マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
マイクロホンケースが振動すると、この振動がマイクロホンユニットケースに伝わり、マイクロホンユニットケースと実質一体の磁気回路構成部材が振動する。この磁気回路構成部材の振動に対し、振動板とボイスコイルを含む可動部がその慣性力によって相対移動し、振動雑音を発生する。一方、マイクロホンユニットケースの上記振動は振動ピックアップにも伝わり、振動ピックアップが振動することによって上記振動に対応した信号を出力する。振動ピックアップは、その出力信号がマイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されているため、マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号を打ち消すように作用する。加えて、上記振動ピックアップは静電容量の大きい積層セラミック圧電子からなり、その静電容量とインダクタのインダクタンスとによって、上記振動雑音が存在する低い周波数帯域で共振する共振回路を構成することができるため、上記振動雑音信号を効果的に相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るダイナミックマイクロホンの実施例の主要部を示す縦断面図である。
【図２】上記実施例中のマイクロホンユニットと振動ピックアップとコネクタの部分を示す縦断面図である。
【図３】上記ダイナミックマイクロホンの実施例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図４】上記ダイナミックマイクロホンの実施例の音響等価回路図である。
【図５】本発明に用いられる振動ピックアップとしての積層セラミック圧電子の例を示す縦断面図である。
【図６】上記実施例における共振周波数調整の様子を示すグラフである。
【図７】上記実施例における共振鋭度調整の様子を示すグラフである。
【図８】上記実施例における共振信号出力レベル調整の様子を示すグラフである。
【図９】上記実施例におけるマイクロホンユニットの振動雑音とこの振動雑音を共振回路で相殺したときの信号を示すグラフである。
【図１０】従来一般のダイナミックマイクロホンの音響等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るダイナミックマイクロホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２０】
図１、図２において、符号１はマイクロホンケースを示している。マイクロホンケース１は円筒形状をしていて、一端部（図１、図２において上端部）にダイナミックマイクロホンユニット３、振動ピックアップ５などが組み付けられている。ダイナミックマイクロホンユニット３は、扁平な皿状のヨーク３２と、ヨーク３２の内底面中央に固着された円形のマグネット３１と、マグネット３１の上面に固着されたポールピース３３１と、ポールピース３３１を取り囲んでヨーク３２の上端面に固着されたリング状のヨーク３３２で構成された磁気回路を有している。
【００２１】
上記磁気回路の一部に、ポールピース３３１の外周面とヨーク３３２の内周面で囲まれた円筒状の磁気ギャップがあり、この磁気ギャップ内に、振動板３４に固着されたボイスコイル３５が配置されている。振動板３４は、球面の一部を切り取った形のセンタードームと、断面が部分円弧形でセンタードームの周囲を取り囲むサブドームからなり、サブドームの外周縁部がユニットケース３６と実質一体の部材に固着されている。ボイスコイル３５は上記センタードームとサブドームとの境界の稜線に沿って接着されている。振動板３４は音波を受けるとボイスコイル３５とともに音波に対応して前後方向（図１、図２において上下方向）に振動し、ボイスコイル３５が上記磁気ギャップ内の磁束を横切ることによって発電し、音波に対応した音声信号を出力する。
【００２２】
マイクロホンケース１によるマイクロホンユニット３の支持構造は以下のとおりである。マイクロホンユニット３の磁気回路構成部材の一つであるヨーク３２の底部外周縁部は支持円筒３７の上端部内周側に嵌合されるとともに、この上端部内周に形成されている段部で支持されている。支持円筒３７は下方に延びていて、支持円筒３７のほぼ下半分の外周面に中間筒４１が嵌合され、中間筒４１の外周面に外筒４２が嵌合されて、これら支持円筒３７、中間筒４１、外筒４２が一体に結合されている。外筒４２の外周側に所定の間隔をおいてマイクロホンケース１があり、外筒４２とマイクロホンケース１との間にショックマウント１１，１２が介在している。外筒４２は中間筒４１よりも下方に大きく延びていて、この外筒４２が下方に延びた部分とマイクロホンケース１との間に第１のショックマウント１１が介在し、外筒４２の上端部とマイクロホンケース１の上端部との間に第２のショックマウント１２が介在している。このようにして、結果的には、マイクロホンユニット３がショックマウント１１，１２を介してマイクロホンケース１内に支持されている。
【００２３】
上記支持円筒３７の内周面側には二つの有底筒３８，３９が腹合わせ状に、すなわち双方の底部が互いに遠ざかる向きにして嵌合され、有底筒３８，３９に囲まれた空間４０が形成されている。有底筒３８が上側、有底筒３９が下側に配置され、有底筒３８，３９の底部にはそれぞれ開口３８１，３９１が形成され、これらの開口３８１，３９１は音響抵抗４５，４６によって覆われている。
【００２４】
有底筒３９の下方には、マイクロホンユニットケース３６と実質一体の中間筒４１によって支持された振動ピックアップ５が配置されている。振動ピックアップ５は、マイクロホンユニットケース３６の振動を検出し、振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子５１からなる。積層セラミック圧電子５１は、図５に示すように、例えばステンレス鋼からなる電極基板５５と、電極基板５５の両面に固着されたセラミック圧電子５６と、各セラミック圧電子５６の表面に例えば銀で成膜した電極５７を有してなる。積層セラミック圧電子５１に圧力がかかってセラミック圧電子５６が歪むと、圧電子５６が発電し、電極基板５５と電極５７から圧力に応じた信号を出力する。積層セラミック圧電子５１として、例えばセラミック圧電子を用いた積層型小型スピーカを用いることができる。積層型小型スピーカはその静電容量が高いので、後で説明するマイクロホンユニット３の振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成するのに好都合である。
【００２５】
振動ピックアップ５を構成する積層セラミック圧電子５１は、その周縁部、図５に示す構成の積層セラミック圧電子５１の例では電極基板５５の周縁部が前記中間筒４１によって支持されることによりマイクロホンユニットケース３６と実質一体に支持されている。積層セラミック圧電子５１の周縁部は全周がマイクロホンユニットケース３６と実質一体に支持されていてもよいが、図示の実施例では、積層セラミック圧電子５１の周縁部の一部が中間筒４１に固着されて片持ち的に支持されている。また、積層セラミック圧電子５１に伝達される振動によって積層セラミック圧電子５１が大きくたわみ、大きな振動検出信号が出力されるように、積層セラミック圧電子５１の両面に錘５２が固着されている。
【００２６】
前記外筒４２の下端部内周には回路基板７が嵌合され固着されている。回路基板７の上面側にはインダクタ６が実装され、インダクタ６は、回路基板７と振動ピックアップ５との間に形成されている空間に位置している。回路基板７の下面には二つの可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２が実装されている。可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２の抵抗値を調整することにより、積層セラミック圧電子５１とインダクタ６を含む共振回路の共振鋭度、信号レベルを調整することができる。図示されていないが、回路基板７には可変容量コンデンサが実装されていて、可変容量コンデンサの静電容量を変えることにより、上記共振回路の共振周波数を調整することができるようになっている。共振回路の共振周波数の調整は、インダクタ６を可変インダクタとしてそのインダクタンスを変えることによっても可能であるが、図示の実施例におけるインダクタ６は固定インダクタンスである。共振回路およびその等価回路については後で説明する。
【００２７】
前記マイクロホンユニット３は単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットで、振動板３４の背面側の空間は、ヨーク３２に形成された適宜数の孔３２１を介してヨーク３２と有底筒３８との間の空間に連通するとともに、音響抵抗４５と開口３８１を経て空間４０に連通し、さらに、音響抵抗４６と開口３９１を経て有底筒３９の外部の前記中間筒４１で囲まれた空間に連通している。振動板３４の背面側空間の音響抵抗を適宜の値に設定することにより、マイクロホンユニット３の指向性を単一指向性にすることができる。
【００２８】
図２に示すように、マイクロホンケース１の後端部（図２において下端部）にはマイクロホンコネクタ８が組み付けられている。マイクロホンコネクタ８は、一般的には、アースピンと、ホット側の信号ピンと、コールド側の信号ピンを有する３ピンタイプの規格化されたコネクタである。
【００２９】
図３は上記実施例の回路構成を示す。図３において、符号Ａはマイクロホンユニット３の範囲を、Ｂはマイクロホンユニット３の振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路の範囲を示している。符号Ｐは振動ピックアップ５の起電力を、Ｌはインダクタ６のインダクタンスを、ＶＲ１とＶＲ２は前記可変抵抗を示している。振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１はマイクロホンユニット３とともに直列に接続され、これら直列接続の両端がマイクロホンユニット３の出力端子となっている。振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１を含む範囲が共振回路の範囲で、この共振回路に並列に可変抵抗ＶＲ２が接続されている。
【００３０】
図４は、上記実施例の回路構成を音響等価回路で表したものである。図４においてｊωｍ０は外部からの振動によってマイクロホンユニット３から出力される振動雑音を示す。ｍ０はマイクロホンユニット３の振動板の質量、ｓ０は上記振動板のスチフネス、ｒ０は音響抵抗を示しており、これら振動板の質量ｍ０、スチフネスｓ０、音響抵抗ｒ０および振動雑音ｊωｍ０の直列回路の範囲Ａがマイクロホンユニット３の範囲である。共振回路Ｂの範囲は、上記のように、振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１の直列回路に、可変容量コンデンサＣが直列に付加された構成になっている。また、この共振回路には可変抵抗ＶＲ２が並列に接続されている。振動ピックアップ５は外部からの振動によってｊωｍｗの信号を出力する。ｍｗは、振動ピックアップ５の錘５２を含む質量を示す。
【００３１】
図４に矢印で示すように、マイクロホンユニット３から出力される振動雑音の極性と、共振回路の振動ピックアップ５から出力される振動検出信号の極性は互いに逆向きになり、上記振動雑音が振動検出信号で相殺（キャンセル）されるように、接続されている。
【００３２】
前述のように、振動ピックアップ５を構成する積層セラミック圧電子は比較的大きな静電容量を持っている。図５に示すように、電極基板５５の両側の圧電子５６はそれぞれ電極基板５５と電極５７との間に０．５μＦ程度の静電容量を持ち、両面の圧電子５６を合わせた静電容量は１．０μＦ程度になる。この積層セラミック圧電子５１の静電容量およびこれに直列に接続されているコンデンサＣの静電容量と、インダクタ６のインダクタンスＬとによって共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は上記静電容量とインダクタンスＬによって決まる。積層セラミック圧電子５１の静電容量は例えば上記のように１．０μＦ程度と大きな静電容量であることから、上記共振回路の共振周波数をマイクロホンユニット３から出力される振動雑音のように低い周波数帯域に容易に合わせることができる。
【００３３】
また、積層型セラミックスピーカとして用いられる積層セラミック圧電子を振動ピックアップとして用いると、積層セラミック圧電子は弾性制御であることから共振周波数以下の加速度に対する応答は平坦でかつ高い出力レベルを得ることができる。したがって、以上説明したような実施例の構成にすることにより、ダイナミックマイクロホンの振動雑音と同様の加速度に対応する応答特性を得ることができる。
【００３４】
上記実施例において、図４に示す可変容量コンデンサＣの容量を変えることにより上記共振回路の共振周波数を調整することができる。可変容量コンデンサＣとしては、いわゆるバリコン（バリアブルコンデンサ）のように連続的に容量を変えることができるものを用いるとよい。図６は可変容量コンデンサＣの容量を変えることによって共振回路の共振周波数が変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。曲線ａは可変容量コンデンサＣの容量が大きい場合、曲線ｂは可変容量コンデンサＣの容量が小さい場合を示している。可変容量コンデンサＣの容量を変えて共振回路の共振周波数を調整することにより、共振周波数をマイクロホンユニット３から出力される振動雑音の周波数帯域に合わせ、振動雑音を効果的に相殺することができる。なお、インダクタ６を可変インダクタにすれば、インダクタ６を可変することによって共振周波数を調整することができ、可変容量コンデンサＣを付加する必要はない。
【００３５】
図４に示す可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変えることにより上記共振回路の共振鋭度すなわち共振周波数付近のピークの鋭さを変えることができる。図７は可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変えることによって共振回路の共振鋭度が変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を低い値から高い値に変化させることにより、共振鋭度が曲線ａ、曲線ｂ、曲線ｃの順に鈍くなっている。マイクロホンユニット３から出力される振動雑音のピーク周辺の鋭度ないしは周波数帯域に応じて上記共振鋭度を調整することにより、上記振動雑音を効果的に相殺することができる。
【００３６】
図４に示す可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を変えることにより上記共振回路の出力レベルを変えることができる。図８は可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を変えることによって共振回路の出力レベルが変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を高い値から低い値に変化させることにより、共振回路の出力レベルが曲線ａ、曲線ｂ、曲線ｃの順に平行移動しながら低下している。マイクロホンユニット３から出力される振動雑音のレベルに対応した共振回路の出力レベルとなるようにＶＲ２を調整することにより、上記振動雑音を効果的に相殺することができる。
【００３７】
図９は、上記実施例において、共振回路によるマイクロホンユニットの振動雑音の相殺効果を示している。図９の曲線ａは、マイクロホンユニットの振動雑音を、曲線ｂは上記振動雑音を共振回路で相殺したあとのマイクロホンユニットの出力信号を示す。図９からわかるように、曲線ａで示す振動雑音のピーク付近を相殺して、曲線ｂで示すように低いレベルまで効果的に低減することができる。なお、図９では振動雑音を共振回路で相殺したあとのマイクロホンユニットの出力信号の４００Ｈｚ付近にピークが見られる。このピークは、機械的な共振によるピークで、マイクロホンユニット全体を、図１に示す例におけるショックマウント１１，１２を介し支持して防振することにより消去することができる。ただし、上記ピークが存在していても音質にそれほど悪い影響を与えるものではないから、例えば体積に制限のあるワイヤレスマイクロホンなどの場合は、ショックマウントを介在させることなくマイクロホンユニットをマイクロホンケースで直接的に支持する構造であってもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施例によれば、振動ピックアップ５を使用してマイクロホンユニットの振動雑音を能動的に相殺するに当たり、振動ピックアップ５として静電容量の大きい積層セラミック圧電子５１を用い、その静電容量を利用して共振回路を構成し、この共振回路の出力信号で上記振動雑音を相殺するようにした。したがって、比較的低い周波数帯域にあるマイクロホンユニットの振動雑音を効果的に相殺することができる。また、振動雑音を相殺するための相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を、相殺すべき振動雑音に対応して電気的に連続的に調整することを可能にしたため、マイクロホンユニットの振動雑音によく似た相殺信号を得ることが容易であり、振動雑音を効果的に低減することができるダイナミックマイクロホンを得ることができる。
【００３９】
相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素の調整は、例えば、加速度を調整可能な加振機に対象となるマイクロホンを装着し、加振機を作動させ、マイクロホンの出力を観察しながら行う。振動雑音の出力が最小になるように可変コンデンサＣ，インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２をそれぞれ調整する。上記加振機は、ある程度の周波数帯ないしは周波数の幅を持った信号を入力し、この入力信号に対応した周波数帯で加振機を駆動する。上記調整はマイクロホンの製造工程の最終工程近くで行われ、製造後は上記各調整位置が半永久的に維持される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明はダイナミックマイクロホン、特に単一指向性ダイナミックマイクロホンの振動雑音を相殺することを想定しているが、その他の形式のマイクロホン、例えばコンデンサ型マイクロホンに、本発明で用いられている振動ピックアップおよび共振回路を付加してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ マイクロホンケース
３ マイクロホンユニット
５ 振動ピックアップ
６ インダクタ
３４ 振動板
３５ ボイスコイル
３６ ユニットケース
３７ 支持円筒
３８ 内筒
５１ 積層セラミック圧電子
５２ 錘
５５ 電極基板
５６ 圧電子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動雑音低減構造および振動雑音低減回路を備えたダイナミックマイクロホンに関するもので、振動をキャンセルするための振動センサとして圧電素子を用い、圧電素子の静電容量を利用して振動雑音低減回路を構成したことを特徴とするものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックマイクロホンは、振動板にボイスコイルが接着され、マグネットやヨーク、ポールピースなどで構成される磁気回路中の磁気ギャップに上記ボイスコイルが配置されることによって構成されている。振動板が音波を受けて振動すると、振動板とともにボイスコイルも振動し、ボイスコイルが磁気ギャップ内の磁束と交差する向きに振動することにより、ボイスコイルから音波に対応した音声出力信号を得ることができる。
【０００３】
手持ち型のダイナミックマイクロホンは、マイクロホンケースに対して手が擦れることにより、あるいは握る時の振動、置くときの振動などによって不愉快な振動雑音を生じやすい。振動雑音は、マイクロホンケースや磁気回路構成部材などの固定部分に対して、振動板とボイスコイルからなる可動部分が、音波以外の振動によって相対移動することによって生じる。そこで、手持ち型のダイナミックマイクロホンとしては、振動雑音の影響が比較的目立ちにくい無指向性ダイナミックマイクロホンが広く用いられている。
【０００４】
一方、単一指向性のダイナミックマイクロホンを手持ち型マイクロホンとして使用したいという要望がある。単一指向性ダイナミックマイクロホンの指向特性を分析すると、無指向性成分と双指向性成分を合わせたものであることは知られている。単一指向性ダイナミックマイクロホンの上記双指向性成分は質量制御であることから、振動板の共振周波数は収音帯域の下限付近である１００〜２００Ｈｚに設定される。図１０は、一般的な単一指向性ダイナミックマイクロホンの振動等価回路を示している。図１０において、ｍ０は振動板の質量、ｓ０は振動板のスチフネス、ｒ１は無指向性成分を得るための音響抵抗、ｍ１は双指向性成分を得るための音響質量を示している。これらの回路定数を適宜の値に設定することにより、上記共振周波数を目指す値に設定している。
【０００５】
単一指向性ダイナミックマイクロホンでは、上記のように振動板の共振周波数は収音帯域の下限付近に設定されるため、単一指向性ダイナミックマイクロホンを手持ちで使用すると、ハンドリングノイズと称する振動雑音が発生しやすいという難点がある。ボイスコイルの素材として銅被覆アルミニウム線（ＣＣＡＷ）のような軽い素材を用いて可動部の質量を軽くすると振動雑音を軽減することができる。その半面、振動板の共振周波数が上昇するため、振動板のスチフネスを低下させて（コンプライアンスを高めて）低域限界を所望の周波数まで下げるように設計される。また、マイクロホンの振動雑音対策として、ショックマウントを介してマイクロホンユニットを支持したものもあるが、ショックマウントを用いただけでは、低い周波数の振動雑音を低減することはできない。
【０００６】
このように、マイクロホンには、基本構成のままで素材を工夫しても、あるいはショックマウントの類を用いても、振動雑音の問題を解決することができないため、振動雑音を能動的に低減しあるいはキャンセルするための構造ないしは仕組みを付加せざるを得ない。以下に、能動的に振動雑音を低減しあるいはキャンセルするようにしたマイクロホンの従来例について説明する。
【０００７】
特許文献１には、マイクロホンケース内にショックマウントを介してマイクロホンユニットを支持するとともに、マイクロホンケースに加わる振動を検出するショックセンサと、ショックセンサの検出信号に基づいてマイクロホンユニットからの電気音響変換信号を減衰して出力する信号処理部を備えたマイクロホンが記載されている。
【０００８】
特許文献２には、振動の伝搬経路を振動板側と磁気回路側に分け、振動板と磁気回路の相対速度差を減少させて振動雑音をキャンセルさせるマイクロホンが記載されている。具体的には、振動板の周縁部の上面と下面にそれぞれ第１弾性体と第２弾性体を配置し、振動板１３をその周縁部上面の第１弾性体を介してユニットケースに取り付けるとともに、磁気回路部の一端側を振動板周縁部下面に配置されている第２弾性体に当接させて上記磁気回路部をユニットケース内に収納したものである。ユニットケースに与えられる振動速度は、主として振動板の周縁部上面の第１弾性体を介して振動板の周縁部下面の第２弾性体に伝わり、磁気回路部に伝えられる。このように、振動速度が固体伝搬する経路を限定することにより、ユニットケースを擦ったときに生じる振動雑音を広い範囲にわたって軽減することができる、というものである。
【０００９】
特許文献３には、振動雑音をダイナミック型の振動ピックアップで検出し、マイクロホンユニットで発生する振動雑音を上記検出信号で相殺（キャンセル）するようにしたダイナミックマイクロホンが記載されている。より具体的には、マイクロホンユニットと連通する空気室内に音響素子としての振動検出ユニットを配置し、この振動検出ユニットの振動板の振動による上記空気室内の圧力変化をマイクロホンユニットの振動板の背面側に伝達し、外部振動による振動板の変位を抑えるようにしたもの、すなわち、振動雑音を能動的に相殺するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３３１９８７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４５８８２号公報
【特許文献３】特開平１１−１９６３８９号公報
【００１１】
特許文献１記載の発明によれば、外部振動が加わると出力信号レベルを減衰させ、出力される雑音のレベルも減衰させるというものであるから、外部振動によって出力信号レベルが低下するという難点がある。
【００１２】
特許文献２記載の発明によれば、外部振動が加わると、振動板と磁気回路とを平行移動させて双方の相対速度差を減少させるというものであるから、狙い通りに振動雑音を減少させるには、振動板などの可動部の質量、磁気回路の質量、弾性体の弾性係数など、機械インピーダンスを適正な値に設計し調整する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。加えて、温度などの環境条件の変化によって上記係数ないしは値が変動すると、振動雑音を狙い通りに減少させることができないことがある。
【００１３】
特許文献３記載の発明によれば、ダイナミック型の振動ピックアップから、マイクロホンユニットの振動雑音に合わせた出力が得られるように上記振動ピックアップを設計しかつ製造する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。また、特許文献２記載の発明と同様に、機械インピーダンスを適正な値に設計し調整する必要があり、設計および調整に多大な時間と労力を要する難点がある。また、温度などの環境条件の変化によって機械インピーダンスが変動し、振動雑音を狙い通りに減少させることができないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ダイナミックマイクロホンの振動雑音を能動的に相殺するには、振動雑音と、これを相殺する信号との間で、共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を合わせる必要がある。上記３つの要素を電気的にかつ連続的に調整することができれば、設計および調整がきわめて容易になり好都合である。
【００１５】
本発明は、以上説明した従来技術に鑑みてなされたもので、振動雑音を能動的に相殺するに当たり、振動雑音を相殺するための相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を、相殺すべき振動雑音に対応して電気的に連続的に調整することを可能にし、もって、振動雑音を効果的に低減することができるダイナミック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】
【００１６】
本発明は、ダイナミックマイクロホンユニットと、このダイナミックマイクロホンユニットの振動を検出して上記ダイナミックマイクロホンユニットから出力される振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップと、上記ダイナミックマイクロホンユニットおよび上記振動ピックアップを支持するマイクロホンケースと、を備え、上記振動ピックアップは、マイクロホンユニットケースと一体に支持されて上記マイクロホンユニットケースの振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、上記積層セラミック圧電子は、その静電容量を利用して、上記積層セラミック圧電子に接続されたインダクタのインダクタンスとともに上記マイクロホンユニットの振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、上記共振回路は、上記応答信号が上記マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
マイクロホンケースが振動すると、この振動がマイクロホンユニットケースに伝わり、マイクロホンユニットケースと実質一体の磁気回路構成部材が振動する。この磁気回路構成部材の振動に対し、振動板とボイスコイルを含む可動部がその慣性力によって相対移動し、振動雑音を発生する。一方、マイクロホンユニットケースの上記振動は振動ピックアップにも伝わり、振動ピックアップが振動することによって上記振動に対応した信号を出力する。振動ピックアップは、その出力信号がマイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されているため、マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号を打ち消すように作用する。加えて、上記振動ピックアップは静電容量の大きい積層セラミック圧電子からなり、その静電容量とインダクタのインダクタンスとによって、上記振動雑音が存在する低い周波数帯域で共振する共振回路を構成することができるため、上記振動雑音信号を効果的に相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るダイナミックマイクロホンの実施例の主要部を示す縦断面図である。
【図２】上記実施例中のマイクロホンユニットと振動ピックアップとコネクタの部分を示す縦断面図である。
【図３】上記ダイナミックマイクロホンの実施例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図４】上記ダイナミックマイクロホンの実施例の音響等価回路図である。
【図５】本発明に用いられる振動ピックアップとしての積層セラミック圧電子の例を示す縦断面図である。
【図６】上記実施例における共振周波数調整の様子を示すグラフである。
【図７】上記実施例における共振鋭度調整の様子を示すグラフである。
【図８】上記実施例における共振信号出力レベル調整の様子を示すグラフである。
【図９】上記実施例におけるマイクロホンユニットの振動雑音とこの振動雑音を共振回路で相殺したときの信号を示すグラフである。
【図１０】従来一般のダイナミックマイクロホンの音響等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るダイナミックマイクロホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２０】
図１、図２において、符号１はマイクロホンケースを示している。マイクロホンケース１は円筒形状をしていて、一端部（図１、図２において上端部）にダイナミックマイクロホンユニット３、振動ピックアップ５などが組み付けられている。ダイナミックマイクロホンユニット３は、扁平な皿状のヨーク３２と、ヨーク３２の内底面中央に固着された円形のマグネット３１と、マグネット３１の上面に固着されたポールピース３３１と、ポールピース３３１を取り囲んでヨーク３２の上端面に固着されたリング状のヨーク３３２で構成された磁気回路を有している。
【００２１】
上記磁気回路の一部に、ポールピース３３１の外周面とヨーク３３２の内周面で囲まれた円筒状の磁気ギャップがあり、この磁気ギャップ内に、振動板３４に固着されたボイスコイル３５が配置されている。振動板３４は、球面の一部を切り取った形のセンタードームと、断面が部分円弧形でセンタードームの周囲を取り囲むサブドームからなり、サブドームの外周縁部がユニットケース３６と実質一体の部材に固着されている。ボイスコイル３５は上記センタードームとサブドームとの境界の稜線に沿って接着されている。振動板３４は音波を受けるとボイスコイル３５とともに音波に対応して前後方向（図１、図２において上下方向）に振動し、ボイスコイル３５が上記磁気ギャップ内の磁束を横切ることによって発電し、音波に対応した音声信号を出力する。
【００２２】
マイクロホンケース１によるマイクロホンユニット３の支持構造は以下のとおりである。マイクロホンユニット３の磁気回路構成部材の一つであるヨーク３２の底部外周縁部は支持円筒３７の上端部内周側に嵌合されるとともに、この上端部内周に形成されている段部で支持されている。支持円筒３７は下方に延びていて、支持円筒３７のほぼ下半分の外周面に中間筒４１が嵌合され、中間筒４１の外周面に外筒４２が嵌合されて、これら支持円筒３７、中間筒４１、外筒４２が一体に結合されている。外筒４２の外周側に所定の間隔をおいてマイクロホンケース１があり、外筒４２とマイクロホンケース１との間にショックマウント１１，１２が介在している。外筒４２は中間筒４１よりも下方に大きく延びていて、この外筒４２が下方に延びた部分とマイクロホンケース１との間に第１のショックマウント１１が介在し、外筒４２の上端部とマイクロホンケース１の上端部との間に第２のショックマウント１２が介在している。このようにして、結果的には、マイクロホンユニット３がショックマウント１１，１２を介してマイクロホンケース１内に支持されている。
【００２３】
上記支持円筒３７の内周面側には二つの有底筒３８，３９が腹合わせ状に、すなわち双方の底部が互いに遠ざかる向きにして嵌合され、有底筒３８，３９に囲まれた空間４０が形成されている。有底筒３８が上側、有底筒３９が下側に配置され、有底筒３８，３９の底部にはそれぞれ開口３８１，３９１が形成され、これらの開口３８１，３９１は音響抵抗４５，４６によって覆われている。
【００２４】
有底筒３９の下方には、マイクロホンユニットケース３６と実質一体の中間筒４１によって支持された振動ピックアップ５が配置されている。振動ピックアップ５は、マイクロホンユニットケース３６の振動を検出し、振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子５１からなる。積層セラミック圧電子５１は、図５に示すように、例えばステンレス鋼からなる電極基板５５と、電極基板５５の両面に固着されたセラミック圧電子５６と、各セラミック圧電子５６の表面に例えば銀で成膜した電極５７を有してなる。積層セラミック圧電子５１に圧力がかかってセラミック圧電子５６が歪むと、圧電子５６が発電し、電極基板５５と電極５７から圧力に応じた信号を出力する。積層セラミック圧電子５１として、例えばセラミック圧電子を用いた積層型小型スピーカを用いることができる。積層型小型スピーカはその静電容量が高いので、後で説明するマイクロホンユニット３の振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成するのに好都合である。
【００２５】
振動ピックアップ５を構成する積層セラミック圧電子５１は、その周縁部、図５に示す構成の積層セラミック圧電子５１の例では電極基板５５の周縁部が前記中間筒４１によって支持されることによりマイクロホンユニットケース３６と実質一体に支持されている。積層セラミック圧電子５１の周縁部は全周がマイクロホンユニットケース３６と実質一体に支持されていてもよいが、図示の実施例では、積層セラミック圧電子５１の周縁部の一部が中間筒４１に固着されて片持ち的に支持されている。また、積層セラミック圧電子５１に伝達される振動によって積層セラミック圧電子５１が大きくたわみ、大きな振動検出信号が出力されるように、積層セラミック圧電子５１の両面に錘５２が固着されている。
【００２６】
前記外筒４２の下端部内周には回路基板７が嵌合され固着されている。回路基板７の上面側にはインダクタ６が実装され、インダクタ６は、回路基板７と振動ピックアップ５との間に形成されている空間に位置している。回路基板７の下面には二つの可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２が実装されている。可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２の抵抗値を調整することにより、積層セラミック圧電子５１とインダクタ６を含む共振回路の共振鋭度、信号レベルを調整することができる。図示されていないが、回路基板７には可変容量コンデンサが実装されていて、可変容量コンデンサの静電容量を変えることにより、上記共振回路の共振周波数を調整することができるようになっている。共振回路の共振周波数の調整は、インダクタ６を可変インダクタとしてそのインダクタンスを変えることによっても可能であるが、図示の実施例におけるインダクタ６は固定インダクタンスである。共振回路およびその等価回路については後で説明する。
【００２７】
前記マイクロホンユニット３は単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットで、振動板３４の背面側の空間は、ヨーク３２に形成された適宜数の孔３２１を介してヨーク３２と有底筒３８との間の空間に連通するとともに、音響抵抗４５と開口３８１を経て空間４０に連通し、さらに、音響抵抗４６と開口３９１を経て有底筒３９の外部の前記中間筒４１で囲まれた空間に連通している。振動板３４の背面側空間の音響抵抗を適宜の値に設定することにより、マイクロホンユニット３の指向性を単一指向性にすることができる。
【００２８】
図２に示すように、マイクロホンケース１の後端部（図２において下端部）にはマイクロホンコネクタ８が組み付けられている。マイクロホンコネクタ８は、一般的には、アースピンと、ホット側の信号ピンと、コールド側の信号ピンを有する３ピンタイプの規格化されたコネクタである。
【００２９】
図３は上記実施例の回路構成を示す。図３において、符号Ａはマイクロホンユニット３の範囲を、Ｂはマイクロホンユニット３の振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路の範囲を示している。符号Ｐは振動ピックアップ５の起電力を、Ｌはインダクタ６のインダクタンスを、ＶＲ１とＶＲ２は前記可変抵抗を示している。振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１はマイクロホンユニット３とともに直列に接続され、これら直列接続の両端がマイクロホンユニット３の出力端子となっている。振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１を含む範囲が共振回路の範囲で、この共振回路に並列に可変抵抗ＶＲ２が接続されている。
【００３０】
図４は、上記実施例の回路構成を音響等価回路で表したものである。図４においてｊωｍ０は外部からの振動によってマイクロホンユニット３から出力される振動雑音を示す。ｍ０はマイクロホンユニット３の振動板の質量、ｓ０は上記振動板のスチフネス、ｒ０は音響抵抗を示しており、これら振動板の質量ｍ０、スチフネスｓ０、音響抵抗ｒ０および振動雑音ｊωｍ０の直列回路の範囲Ａがマイクロホンユニット３の範囲である。共振回路Ｂの範囲は、上記のように、振動ピックアップ５、インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１の直列回路に、可変容量コンデンサＣが直列に付加された構成になっている。また、この共振回路には可変抵抗ＶＲ２が並列に接続されている。振動ピックアップ５は外部からの振動によってｊωｍｗの信号を出力する。ｍｗは、振動ピックアップ５の錘５２を含む質量を示す。
【００３１】
図４に矢印で示すように、マイクロホンユニット３から出力される振動雑音の極性と、共振回路の振動ピックアップ５から出力される振動検出信号の極性は互いに逆向きになり、上記振動雑音が振動検出信号で相殺（キャンセル）されるように、接続されている。
【００３２】
前述のように、振動ピックアップ５を構成する積層セラミック圧電子は比較的大きな静電容量を持っている。図５に示すように、電極基板５５の両側の圧電子５６はそれぞれ電極基板５５と電極５７との間に０．５μＦ程度の静電容量を持ち、両面の圧電子５６を合わせた静電容量は１．０μＦ程度になる。この積層セラミック圧電子５１の静電容量およびこれに直列に接続されているコンデンサＣの静電容量と、インダクタ６のインダクタンスＬとによって共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は上記静電容量とインダクタンスＬによって決まる。積層セラミック圧電子５１の静電容量は例えば上記のように１．０μＦ程度と大きな静電容量であることから、上記共振回路の共振周波数をマイクロホンユニット３から出力される振動雑音のように低い周波数帯域に容易に合わせることができる。
【００３３】
また、積層型セラミックスピーカとして用いられる積層セラミック圧電子を振動ピックアップとして用いると、積層セラミック圧電子は弾性制御であることから共振周波数以下の加速度に対する応答は平坦でかつ高い出力レベルを得ることができる。したがって、以上説明したような実施例の構成にすることにより、ダイナミックマイクロホンの振動雑音と同様の加速度に対応する応答特性を得ることができる。
【００３４】
上記実施例において、図４に示す可変容量コンデンサＣの容量を変えることにより上記共振回路の共振周波数を調整することができる。可変容量コンデンサＣとしては、いわゆるバリコン（バリアブルコンデンサ）のように連続的に容量を変えることができるものを用いるとよい。図６は可変容量コンデンサＣの容量を変えることによって共振回路の共振周波数が変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。曲線ａは可変容量コンデンサＣの容量が大きい場合、曲線ｂは可変容量コンデンサＣの容量が小さい場合を示している。可変容量コンデンサＣの容量を変えて共振回路の共振周波数を調整することにより、共振周波数をマイクロホンユニット３から出力される振動雑音の周波数帯域に合わせ、振動雑音を効果的に相殺することができる。なお、インダクタ６を可変インダクタにすれば、インダクタ６を可変することによって共振周波数を調整することができ、可変容量コンデンサＣを付加する必要はない。
【００３５】
図４に示す可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変えることにより上記共振回路の共振鋭度すなわち共振周波数付近のピークの鋭さを変えることができる。図７は可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変えることによって共振回路の共振鋭度が変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を低い値から高い値に変化させることにより、共振鋭度が曲線ａ、曲線ｂ、曲線ｃの順に鈍くなっている。マイクロホンユニット３から出力される振動雑音のピーク周辺の鋭度ないしは周波数帯域に応じて上記共振鋭度を調整することにより、上記振動雑音を効果的に相殺することができる。
【００３６】
図４に示す可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を変えることにより上記共振回路の出力レベルを変えることができる。図８は可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を変えることによって共振回路の出力レベルが変わる様子をグラフで表したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸は出力レベル（ｄＢＶ）を示している。可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を高い値から低い値に変化させることにより、共振回路の出力レベルが曲線ａ、曲線ｂ、曲線ｃの順に平行移動しながら低下している。マイクロホンユニット３から出力される振動雑音のレベルに対応した共振回路の出力レベルとなるようにＶＲ２を調整することにより、上記振動雑音を効果的に相殺することができる。
【００３７】
図９は、上記実施例において、共振回路によるマイクロホンユニットの振動雑音の相殺効果を示している。図９の曲線ａは、マイクロホンユニットの振動雑音を、曲線ｂは上記振動雑音を共振回路で相殺したあとのマイクロホンユニットの出力信号を示す。図９からわかるように、曲線ａで示す振動雑音のピーク付近を相殺して、曲線ｂで示すように低いレベルまで効果的に低減することができる。なお、図９では振動雑音を共振回路で相殺したあとのマイクロホンユニットの出力信号の４００Ｈｚ付近にピークが見られる。このピークは、機械的な共振によるピークで、マイクロホンユニット全体を、図１に示す例におけるショックマウント１１，１２を介し支持して防振することにより消去することができる。ただし、上記ピークが存在していても音質にそれほど悪い影響を与えるものではないから、例えば体積に制限のあるワイヤレスマイクロホンなどの場合は、ショックマウントを介在させることなくマイクロホンユニットをマイクロホンケースで直接的に支持する構造であってもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施例によれば、振動ピックアップ５を使用してマイクロホンユニットの振動雑音を能動的に相殺するに当たり、振動ピックアップ５として静電容量の大きい積層セラミック圧電子５１を用い、その静電容量を利用して共振回路を構成し、この共振回路の出力信号で上記振動雑音を相殺するようにした。したがって、比較的低い周波数帯域にあるマイクロホンユニットの振動雑音を効果的に相殺することができる。また、振動雑音を相殺するための相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素を、相殺すべき振動雑音に対応して電気的に連続的に調整することを可能にしたため、マイクロホンユニットの振動雑音によく似た相殺信号を得ることが容易であり、振動雑音を効果的に低減することができるダイナミックマイクロホンを得ることができる。
【００３９】
相殺信号の共振周波数、共振鋭度、信号レベルの各要素の調整は、例えば、加速度を調整可能な加振機に対象となるマイクロホンを装着し、加振機を作動させ、マイクロホンの出力を観察しながら行う。振動雑音の出力が最小になるように可変コンデンサＣ，インダクタ６、可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２をそれぞれ調整する。上記加振機は、ある程度の周波数帯ないしは周波数の幅を持った信号を入力し、この入力信号に対応した周波数帯で加振機を駆動する。上記調整はマイクロホンの製造工程の最終工程近くで行われ、製造後は上記各調整位置が半永久的に維持される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明はダイナミックマイクロホン、特に単一指向性ダイナミックマイクロホンの振動雑音を相殺することを想定しているが、その他の形式のマイクロホン、例えばコンデンサ型マイクロホンに、本発明で用いられている振動ピックアップおよび共振回路を付加してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ マイクロホンケース
３ マイクロホンユニット
５ 振動ピックアップ
６ インダクタ
３４ 振動板
３５ ボイスコイル
３６ ユニットケース
３７ 支持円筒
３８ 内筒
５１ 積層セラミック圧電子
５２ 錘
５５ 電極基板
５６ 圧電子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイナミックマイクロホンユニットと、このダイナミックマイクロホンユニットの振動を検出して上記ダイナミックマイクロホンユニットから出力される振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップと、上記ダイナミックマイクロホンユニットおよび上記振動ピックアップを支持するマイクロホンケースと、を備え、
上記振動ピックアップは、マイクロホンユニットケースと一体に支持されて上記マイクロホンユニットケースの振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、
上記積層セラミック圧電子は、その静電容量を利用して、上記積層セラミック圧電子に接続されたインダクタのインダクタンスとともに上記マイクロホンユニットの振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、
上記共振回路は、上記応答信号が上記マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されているダイナミックマイクロホン。
【請求項２】
ダイナミックマイクロホンユニットは単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットである請求項１記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項３】
積層セラミック圧電子は、円形の電極基板の面にセラミックが固着されて上記セラミックから信号が出力されるように構成され、上記電極基板の周縁部がマイクロホンユニットケースに支持されている請求項１または２記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項４】
積層セラミック圧電子は、電極基板の両面にセラミックが固着されて両面のセラミックから信号が出力されるように構成されている請求項３記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項５】
電極基板の面に固着されているセラミックには錘が固着されている請求項３または４記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項６】
共振回路には可変コンデンサが直列に接続され、上記可変コンデンサの容量を変えることにより上記共振回路の共振周波数を変えることができる請求項１乃至５のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項７】
インダクタは可変インダクタであって、この可変インダクタのインダクタンスを変えることにより共振回路の共振周波数を変えることができる請求項１乃至５のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項８】
共振回路には可変抵抗が直列に接続され、上記可変抵抗の抵抗値を変えることにより上記共振回路の共振鋭度を変えることができる請求項１乃至７のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項９】
共振回路には可変抵抗が並列に接続され、上記可変抵抗の抵抗値を変えることにより上記共振回路の信号レベルを変えることができる請求項１乃至８のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項１０】
マイクロホンユニットケースは、ショックマウントを介してマイクロホンケース内に支持されている請求項１乃至９のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項１】
ダイナミックマイクロホンユニットと、このダイナミックマイクロホンユニットの振動を検出して上記ダイナミックマイクロホンユニットから出力される振動雑音を相殺する信号を出力する振動ピックアップと、上記ダイナミックマイクロホンユニットおよび上記振動ピックアップを支持するマイクロホンケースと、を備え、
上記振動ピックアップは、マイクロホンユニットケースと一体に支持されて上記マイクロホンユニットケースの振動を検出し振動に対応した信号を出力する積層セラミック圧電子からなり、
上記積層セラミック圧電子は、その静電容量を利用して、上記積層セラミック圧電子に接続されたインダクタのインダクタンスとともに上記マイクロホンユニットの振動雑音と同様の加速度に対する応答信号を得る共振回路を構成し、
上記共振回路は、上記応答信号が上記マイクロホンユニットから出力される振動雑音信号と逆向きに出力されるように上記マイクロホンユニットに接続されているダイナミックマイクロホン。
【請求項２】
ダイナミックマイクロホンユニットは単一指向性ダイナミックマイクロホンユニットである請求項１記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項３】
積層セラミック圧電子は、円形の電極基板の面にセラミックが固着されて上記セラミックから信号が出力されるように構成され、上記電極基板の周縁部がマイクロホンユニットケースに支持されている請求項１または２記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項４】
積層セラミック圧電子は、電極基板の両面にセラミックが固着されて両面のセラミックから信号が出力されるように構成されている請求項３記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項５】
電極基板の面に固着されているセラミックには錘が固着されている請求項３または４記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項６】
共振回路には可変コンデンサが直列に接続され、上記可変コンデンサの容量を変えることにより上記共振回路の共振周波数を変えることができる請求項１乃至５のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項７】
インダクタは可変インダクタであって、この可変インダクタのインダクタンスを変えることにより共振回路の共振周波数を変えることができる請求項１乃至５のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項８】
共振回路には可変抵抗が直列に接続され、上記可変抵抗の抵抗値を変えることにより上記共振回路の共振鋭度を変えることができる請求項１乃至７のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項９】
共振回路には可変抵抗が並列に接続され、上記可変抵抗の抵抗値を変えることにより上記共振回路の信号レベルを変えることができる請求項１乃至８のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【請求項１０】
マイクロホンユニットケースは、ショックマウントを介してマイクロホンケース内に支持されている請求項１乃至９のいずれかに記載のダイナミックマイクロホン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２０００８（Ｐ２０１２−１２０００８Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９０１５（Ｐ２０１０−２６９０１５）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００１２８５６６）株式会社オーディオテクニカ (787)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００１２８５６６）株式会社オーディオテクニカ (787)
【Ｆターム（参考）】
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