JPH10145882A

JPH10145882A - マイクロホン

Info

Publication number: JPH10145882A
Application number: JP8312788A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野; Green Bob; グリーンボブ; Shioto Okita; 潮人沖田; Kazuhisa Kondo; 和久近藤; Shigeru Uzawa; 茂鵜沢
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: US6130952A; JP3192100B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、広い周波数範囲で
振動雑音を軽減させる。【解決手段】音波を受けて振動する振動板１３と、同
振動板に対して電気的に作用しその振動を電気的信号に
変換するための磁気回路などの変換部１４とをユニット
ケース１１内に組み込むにあたって、振動板１３の周縁
部の上面および下面にそれぞれ第１弾性体１６と第２弾
性体１７とを配置し、振動板１３をその周縁部上面の第
１弾性体１６を介してユニットケース１１に取り付ける
とともに、変換部１４の一端側を振動板１３の周縁部下
面に配置されている第２弾性体１７に当接させて同変換
部１４をユニットケース１１内に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロホンに関
し、さらに詳しく言えば、振動雑音軽減手段を備えたマ
イクロホンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロホン、とりわけ手持ち使用のマ
イクロホンにおいては、マイクロホンのユニットケース
より伝播される振動により発生する振動雑音がしばしば
問題とされる。この雑音はマイクロホンのユニットケー
スがある方向へ変位した場合、振動板を含む振動系の質
量が元の位置に止まろうとすることにより発生する。

【０００３】マイクロホンは、マイクロホンユニットを
ユニットケース内に収納してなるが、マイクロホンユニ
ットは振動部と、同振動部に対して電気的に作用しその
振動を電気的信号に変換するための変換部（固定部）と
に大きく分けることができる。マイクロホンの音波によ
る電気的信号出力は、振動部と変換部の相対変位もしく
は相対速度に依存する。この振動部と変換部の相対変位
もしくは相対速度は、音波のみならずユニットケースよ
り伝播される振動によっても発生する。

【０００４】信号出力を相対変位によって得るマイクロ
ホンの代表としてはコンデンサ型マイクロホンがあり、
これに対して、信号出力を相対速度によって得るものの
代表にはダイナミック型マイクロホンが挙げられる。と
ころで、振動雑音は振動系の共振周波数を設定する質量
とその弾性に依存する。マイクロホンの制御方式別に見
ると、振動部の質量は一般的に質量制御＞抵抗制御＞弾
性制御の関係になる。

【０００５】このため、一般的に振動雑音の大きさは、
双指向性リボン（もしくはダイナミック）マイクロホン
＞無指向性ダイナミックマイクロホン＞無指向性コンデ
ンサマイクロホンの順になる。手持ち使用のマイクロホ
ンのうち、単一指向性ダイナミックマイクロホンにおい
ては、特にこの振動雑音がハンドリングノイズとして問
題になる。

【０００６】ハンドリングノイズには、マイクロホンを
握った手の親指を叩くように動かしたときに発生する
「ボンボン」というような低い周波数成分の振動雑音
と、親指でマイクロホンを擦ったときに発生する「カサ
カサ」というような比較的高い周波数成分の振動雑音と
がある。低い周波数成分のノイズは振動板の振動軸に対
してＣＯＳθの指向性を持つが、高い周波数成分のノイ
ズはユニットケース→弾性支持材料→マイクロホンユニ
ットの経路の固体伝播で発生することから、特定の指向
性を持たない。

【０００７】従来、この種の振動雑音を軽減（防止）す
る手段としては、ショックマウントにより機械的に防振
する方法と、通常のマイクロホンユニットの他に振動雑
音検出用ユニットを搭載して振動雑音を相殺する方法と
が知られている。

【０００８】そこで、まず前者のショックマウント法に
ついて説明する。これは、例えば特開平１−１９７００
０号公報に示されているように、マイクロホンユニット
をそのユニットケースに搭載する際、ゴムなどの粘弾性
体を用いてマイクロホンユニットを防振する方法であ
る。

【０００９】これに対して、後者の振動雑音を相殺する
方法においては、例えば変位比例型マイクロホンユニッ
トには同じく変位比例型の振動検出ユニットを使用し、
速度比例型マイクロホンユニットの場合には同じく速度
比例型の振動検出ユニットを用い、その両ユニットの信
号出力を減算して、振動雑音を軽減するようにしている
（例えば、ＵＳＰ２８３５７３５、特公昭６１−３０８
００号公報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前者のショックマウン
ト法の防振効果は振動系の共振周波数と共振鋭度に依存
するため、共振周波数を低くすることにより防振効果の
ある周波数帯域を広くすることができる。

【００１１】しかしながら、共振周波数を低くすると定
常状態においても重力によってマイクロホンユニットが
正常な位置から変位し、外部からユニットケースに強い
衝撃が加えられた場合、マイクロホンユニットの変位が
きわめて大きくなってしまい、マイクロホンユニットが
ユニットケースと衝突することにより大きな衝撃音が発
生することがある。

【００１２】共振鋭度に関しては、それが高いほど高い
周波数での防振効果は大きいが、共振周波数での振動雑
音は防振支持しない場合に比べて大きくなってしまう。
このようなことから、むやみに共振周波数を低くした
り、共振鋭度を高くすることは実用上の障害となる。

【００１３】また、ハンドリングノイズのうち、親指で
ユニットケースを擦ったときに発生する比較的高い周波
数成分は、上記のように固体伝播に依存することからシ
ョックマウントの断面積が大きい場合には、高域の振動
雑音を防振しきれない。

【００１４】後者の振動雑音を相殺する方法によれば、
通常のマイクロホンユニットと振動検出用ユニットの信
号出力レベルおよびその位相を調整して減算することに
より、きわめて良好に振動雑音を軽減することが可能で
あるが、実際問題として両ユニットの信号出力を広い周
波数帯域で同一にすることは困難である。

【００１５】すなわち、マイクロホンユニットと振動検
出用ユニットとを同一構造としても、マイクロホンユニ
ットの振動板には、同振動板と同一に振動する通常付加
質量と呼ばれている空気が存在するのに対し、振動検出
用ユニットは音波が侵入しないようにシリンダ部材によ
って囲われており、このシリンダ部材が音波によって振
動するにしても、振動検出用ユニットの振動板は等価的
にその質量が少なくなったように動作することになる。

【００１６】これにより、振動検出用ユニットにおいて
は、振動板の共振周波数が上昇し信号出力レベルが低下
するとともに、マイクロホンユニットの信号出力との間
で位相差が発生する。この点を考慮して、特公昭６１−
３０８００号公報および特公昭６１−３０８００号公報
においては、キャンセルする周波数を低音域に限定し、
中音域以上の周波数帯域ではショックマウントを用いて
振動雑音を軽減するようにしている。

【００１７】しかしながら、このようにしても両ユニッ
トから出力される信号レベルおよびその位相の調整は依
然としてきわめて緻密に行なう必要があることに変わり
はなく、しかも何らかの要因（例えば、温度上昇）によ
ってそのバランスが崩れることは否めず、そうした場合
には返って振動雑音の増加が懸念される。また、基本的
にマイクロホンユニットの他に振動検出用ユニットを必
要とするため、高コストであり、重量的にも重く、しか
も大型になることは否めない。

【００１８】また別の従来例として、特公昭５７−９２
７９号公報においては、図８に示されているように、マ
イクロホンのユニットケース１に振動板２と変換部とし
ての磁気回路部３とを収納するにあたって、磁気回路部
３側をゴムなどの弾性素子４を介してユニットケース１
に支持するようにしている。

【００１９】すなわち、振動板２と磁気回路部３とをユ
ニットケース１の振動に対して同一方向に振動させるこ
とにより、振動板２と磁気回路部３との間に相対速度が
発生しない構造としている。なお、音波に対しては磁気
回路部３の質量が振動板２の質量に対してきわめて大き
いため、磁気回路部３は音波によっては振動せず、振動
板２のみが振動することから、両者間に相対速度が発生
し音声による信号出力が得られる。

【００２０】この方法においては、振動板２の共振周波
数と、弾性支持された磁気回路部３の共振周波数を同一
にすることが要求されるが、基本的には上記従来例のよ
うに両ユニットの信号出力を相殺する方法でないため、
信号レベルや位相の調整は不要であり、また、広い周波
数範囲において振動雑音の軽減が可能である。

【００２１】しかしながら、振動板２の端部は依然とし
てユニットケース１に直接固定されているため、ユニッ
トケース１から固体伝播してくる振動雑音によって振動
板２と磁気回路部３との間に相対速度が発生し、特に高
い周波数成分による「カサカサ」と言ったハンドリング
ノイズを軽減させることは困難である。

【００２２】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、簡単な構成で
ありながら、広い周波数範囲で振動雑音を軽減させるこ
とができる振動雑音軽減手段を備えたマイクロホンを提
供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、音波を受けて振動する振動板と、同振動
板に対して電気的に作用しその振動を電気的信号に変換
するための変換部とをユニットケース内に組み込んでな
るマイクロホンにおいて、上記振動板の周縁部の上面お
よび下面にそれぞれ第１弾性体と第２弾性体とを配置
し、上記振動板をその周縁部上面の上記第１弾性体を介
して上記ユニットケースに取り付けるとともに、上記変
換部の一端側を上記振動板の周縁部下面に配置されてい
る上記第２弾性体に当接させて同変換部を上記ユニット
ケース内に収納したことを特徴としている。

【００２４】これによれば、ユニットケースに与えられ
た振動速度は、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、
変換部（磁気回路部）に与えられる。このように、振動
速度が固体伝播する経路を限定することにより、ユニッ
トケースを擦った際に発生する高域の振動雑音を軽減す
ることができる。

【００２５】この場合、第１および第２弾性体は振動板
とほぼ同径のリング状とされ、少なくともその一方の面
には所定の間隔をもって突起が形成されていることが好
ましく、これによれば振動速度の固体伝播経路がさらに
限定されるため、振動雑音の軽減効果がさらに高められ
る。

【００２６】また、第１および第２弾性体の各スチフネ
スは、振動板の質量と変換器の質量の比に対応して設定
される。これにより、ユニットケースからの振動速度が
各弾性体のスチフネスに応じて分割され、振動板に与え
られる振動速度と変換部に与えられる振動速度とがほぼ
同一となり、相対的な速度変位が抑えられる。

【００２７】さらに、変換部の他端側を第３弾性体を介
してユニットケースに支持させることが好ましい。この
第３弾性体は第１および第２弾性体にバイアスを与える
ためのもので、その機械インピーダンスを任意に設定す
ることにより、音響インピーダンスによる高域での振動
板と変換部の振動特性の位相差が低減される。なお、第
３弾性体のスチフネスは、第１および第２弾性体の各ス
チフネスよりも小さく設定する必要がある。

【００２８】本発明は、単一指向性ダイナミックマイク
ロホンにも、また、静電容量型マイクロホンのいずれに
も適用することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の技術的思想をより
よく理解するうえで、図面を参照しながらその実施の形
態について説明する。

【００３０】図１には単一指向性ダイナミックマイクロ
ホンについての第１実施例が示されている。これによる
と、このマイクロホン１０は金属製のユニットケース１
１を備えているが、この場合、同ユニットケース１１は
ほぼ円筒状をなすケース本体１１１と、同ケース本体１
１１の前面側開口部に例えば螺合により結合された音響
共振器（レゾネータ）１１２とから構成されている。

【００３１】ユニットケース１１内には、振動板１３
と、同振動板１３に対して電気的に作用しその振動を電
気的信号に変換するための変換部１４とが収納されてい
る。振動板１３は、センタードーム部１３１およびその
周縁に連設されたエッジ部１３２を含むダイアフラムか
らなり、センタードーム部１３１の周縁裏面側にはボイ
スコイル１３３が固着されている。

【００３２】変換部１４は、円筒状のヨーク部１４１
と、その底部に配置されたマグネット１４２と、同マグ
ネット１４２上に設けられたポールピース１４３とを有
し、ヨーク部１４１の上端開口部とポールピース１４３
との間がボイスコイル１３３に対する磁気ギャップとさ
れている。すなわち、この変換部１４は振動板１３に対
する磁気回路部である。この実施例において、ヨーク部
１４１の底面側には後部音響端子１４４が設けられてお
り、また、この変換部１４はその全体がホルダ１５内に
保持されており、同ホルダ１５を介してユニットケース
１１内に収納されるようになっている。

【００３３】振動板１３とその磁気回路部としての変換
部１４とをユニットケース１１内に収納するにあたっ
て、ユニットケース１１から与えられる振動に対してそ
の両者、すなわち振動板１３と変換部１４とが同一の振
動速度となるようにするため、本発明においては、次の
ような手段を講じている。

【００３４】振動板１３の周縁部（より具体的にはその
エッジ部１３２の周縁部）の上面および下面の各々に第
１弾性体１６と第２弾性体１７とを配置し、振動板１３
をその周縁部上面側の第１弾性体１６を介してユニット
ケース１１（この実施例では音響共振器１１２側）に取
り付ける。

【００３５】また、変換部１４については、その上端側
を振動板１３の周縁部下面側に配置されている第２弾性
体１７に当接させて同変換部１４をユニットケース１１
内に収納するとともに、変換部１４の後端側には第３弾
性体１８を配置して、ユニットケース１１に対して弾性
的に支持するようにしている。

【００３６】第１および第２弾性体１６，１７は通常の
ダンパー材として使用されているゴムなどの粘弾性材で
あってよく、図２に示されているようにリング状に形成
されたものが使用される。両弾性体１６，１７は同一径
とされるが、少なくとも振動板１３の周縁部に接する側
の面に所定の間隔をもって突起１９を設けることが振動
速度の伝搬経路を限定する上で好ましい。なお、そのリ
ング面の両側に突起１９を形成してもよいことはもちろ
んである。

【００３７】ここで、第１弾性体１６と第２弾性体１７
の各スチフネスについて説明する。この実施例における
ダイナミックマイクロホン１０の場合、振動板１３の主
たる質量はボイスコイル１３３で一般的にその重量は数
１０ｍｇであり、振動板１３の共振周波数はこのマイク
ロホンに要求される低域再生限界によって設定される。
これに対して、変換部（磁気回路部）１４の重量は一般
的に数ｇ〜数１０ｇで、その共振周波数はこれを支持す
る弾性体のスチフネスによって設定される。

【００３８】このように、振動板１３の質量と変換部１
４の質量には１００〜１０００倍の相違があり、ユニッ
トケース１１の振動速度Ｖｏに対するそれぞれの質量Ｍ
に対する起振力源Ｆは、Ｆ＝ｊωＶｏＭ（ただし、ω＝２πｆ）で表され、質量Ｍの大きさに比例する。

【００３９】本発明では、振動板１３の振動系と変換部
１４の振動系の共振周波数がほぼ等しくなるように、そ
れらの各質量の比に応じて第１弾性体１６と第２弾性体
１７の各スチフネスを設定している。これによれば、ユ
ニットケース１１から固体伝播されてくる振動速度は、
第１および第２弾性体１６，１７のスチフネスに応じて
分割された上で、振動板１３の振動系と変換部１４の振
動系とに与えられるため、起振力源の相違による両振動
系の振動速度の差を軽減することができる。

【００４０】変換部１４の後端部とユニットケース１１
との間に介装される第３弾性体１８は、ゴム材もしくは
板バネなどであってよいが、いずれにしてもそのスチフ
ネスは、第１および第２弾性体１６，１７のスチフネス
よりも小さく設定される。この第３弾性体１８の機械イ
ンピーダンスにより、上記した両振動系の起振力源の相
違を微調整することができる。

【００４１】図３にこのマイクロホンユニットの機械振
動系の概念図を、また、図４にその機械振動系の等価回
路を示す。これらの各図において、Ｖｏ（ベクトル表
示）はユニットケース１１から固体伝播される振動速
度、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は第１、第２および第３弾性体１
６，１７，１８の各スチフネス、ＳＤは振動板１３のス
チフネス、ＭＵ，ＭＤは変換部１４および振動板１３の
各質量、ＶＭ，ＶＤ（ベクトル表示）は変換部１４およ
び振動板１３の各振動速度であり、これによりユニット
ケース１１から固体伝播される振動速度Ｖｏが第１およ
び第２弾性体１６，１７の各スチフネスＳ１，Ｓ２によ
り分割されて振動板１３と変換部１４とに与えられるこ
とが理解されよう。

【００４２】また、参考までに図３の機械振動系に音響
系のインピーダンスを考慮した簡易等価回路を図５に示
す。同図（ａ）が基本の等価回路で、ＺＵ（ベクトル表
示）は振動板１３の音響インピーダンスであり、ｒ１は
その振動板後部から後部気室に至る間の音響抵抗、ｍ１
は後部音響端子からの音響質量である。この基本等価回
路は同図（ｂ）を経て最終的に同図（ｃ）のように簡素
化して通常の交流ブリッジとして考えることができる。

【００４３】このブリッジの平衡条件を満たすように各
スチフネスＳ１，Ｓ２，Ｓ３に、例えば柔らかいゴムな
どの粘弾性材料からなる抵抗性を持つ弾性体を設定する
ことにより、音響系のインピーダンスを含めた全振動系
の平衡をとることができ、したがって広い周波数帯域で
の振動雑音を安定に軽減することが可能となる。

【００４４】次に、本発明をコンデンサマイクロホンに
適用した第２実施例を図６および図７に基づいて説明す
る。図６はこのコンデンサマイクロホン２０の概略的断
面図であり、これによると、同マイクロホン２０は保持
リング２１に張設されたダイアフラム２２と、このダイ
アフラム２２に対して所定のギャップを介して対向的に
配置される固定極２３とを備えている。

【００４５】固定極２３は電気絶縁性の支持体２４の上
端側に支持されており、支持体２４の下端側には固定極
２３と電気的に接続されるインピーダンス変換器２５を
有する回路基板２６が取り付けられている。

【００４６】固定極２３は支持体２４に支持された状態
でダイアフラム２２に対する変換器として、同ダイアフ
ラム２２とともに所定の間隔を保った状態でユニットケ
ース２７内に収納され、同ユニットケース２７の下端側
の開口縁部をかしめることにより、同ユニットケース２
７内において一体的に組み立てられる。

【００４７】ダイアフラム２２はその保持リング２１を
介してユニットケース２７内に収納されるが、この場
合、図７（Ａ）の詳細断面図に示されているように、そ
の保持リング２１の上面および下面にはそれぞれ第１弾
性体２８と第２弾性体２９とが配置される。すなわち、
ダイアフラム２２の保持リング２１は上面側の第１弾性
体２８を介してユニットケース２７に当接され、また、
下面側の第２弾性体２９は固定極２３との間におけるス
ペーサの役割を兼用している。

【００４８】この実施例においても、第１および第２弾
性体２７，２８のスチフネスは、上記ダイナミックマイ
クロホン１０と同様に、保持リング２１を含むダイアフ
ラム２２の質量と、支持体２４を含む固定極２３の質量
に対応して設定される。

【００４９】また、図７（Ｂ）の詳細断面図に示されて
いるように、ユニットケース２７の下端側の開口縁部を
かしめるにあたって、その開口縁部と回路基板２６との
間には第３弾性体３０が介装される。この第３弾性体３
０のスチフネスは、上記ダイナミックマイクロホン１０
と同様に、第１および第２弾性体２８，２９よりも小さ
な値に設定される。

【００５０】この構成によれば、上記ダイナミックマイ
クロホン１０の場合と同様に、ユニットケース２７を介
して伝播される雑音成分としての振動速度は、第１およ
び第２弾性体２７，２８の各スチフネスに応じて分割さ
れて、ダイアフラム２２を含む振動系と固定極２３を含
む支持体２４の振動系とに分割されて伝達されることに
なり、上記ダイナミックマイクロホン１０についての実
施例と同様に振動雑音の軽減が図られる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が奏さ
れる。すなわち、ユニットケースより固体伝播される振
動に対して、振動板側および変換器側の相対振動速度と
相対振動変位がほぼ同一となることにより、振動雑音を
良好に軽減することができる。

【００５２】信号出力相殺方法のように振動検出用ユニ
ットおよびそれに付帯する電気回路などが不要であり、
構成部品としては、通常のマイクロホンユニットに数個
の弾性体を追加するだけでよく、したがって安価に提供
できる。

【００５３】音響回路を含めた振動雑音を軽減する構造
であることから、広い周波数範囲での振動雑音を有効に
軽減することが可能である。また、振動速度を振動板端
部で分割するようにしたことにより、固体伝播による振
動雑音を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を単一指向性ダイナミックマイクロホン
に適用した第１実施例の断面図。

【図２】上記第１実施例に用いられる第１および第２弾
性体の斜視図。

【図３】上記第１実施例の機械振動系の概念図。

【図４】上記機械振動系の等価回路図。

【図５】上記機械振動系の音響系インピーダンスを考慮
した簡易等価回路図。

【図６】本発明をコンデンサマイクロホンに適用した第
２実施例の断面図。

【図７】図６のＡ部およびＢ部の拡大断面図。

【図８】マイクロホンにおける振動雑音軽減手段の従来
例を示した模式的断面図。

【符号の説明】

１１，２７ユニットケース１３，２２振動板（ダイアフラム）１４変換器１６，２８第１弾性体１７，２９第２弾性体１８，３０第３弾性体

フロントページの続き (72)発明者沖田潮人東京都町田市成瀬2206番地株式会社オーディオテクニカ内 (72)発明者近藤和久東京都町田市成瀬2206番地株式会社オーディオテクニカ内 (72)発明者鵜沢茂東京都町田市成瀬2206番地株式会社オーディオテクニカ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音波を受けて振動する振動板と、同振動
板に対して電気的に作用しその振動を電気的信号に変換
するための変換部とをユニットケース内に組み込んでな
るマイクロホンにおいて、上記振動板の周縁部の上面お
よび下面にそれぞれ第１弾性体と第２弾性体とを配置
し、上記振動板をその周縁部上面の上記第１弾性体を介
して上記ユニットケースに取り付けるとともに、上記変
換部の一端側を上記振動板の周縁部下面に配置されてい
る上記第２弾性体に当接させて同変換部を上記ユニット
ケース内に収納したことを特徴とするマイクロホン。
【請求項２】上記第１および第２弾性体は上記振動板
とほぼ同径のリング状とされ、少なくともその一方の面
には所定の間隔をもって突起が形成されていることを特
徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項３】上記第１および第２弾性体の各スチフネ
スは、上記振動板の質量と上記変換器の質量の比に対応
して設定されていることを特徴とする請求項１または２
に記載のマイクロホン。
【請求項４】上記変換部の他端側を第３弾性体を介し
て上記ユニットケースに支持させたことを特徴とする請
求項１に記載のマイクロホン。
【請求項５】上記第３弾性体のスチフネスは、上記第
１および第２弾性体の各スチフネスよりも小さく設定さ
れていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロホ
ン。
【請求項６】請求項１に記載のマイクロホンが単一指
向性ダイナミックマイクロホンであることを特徴とする
マイクロホン。
【請求項７】請求項１に記載のマイクロホンが静電容
量型マイクロホンであることを特徴とするマイクロホ
ン。