境界マイク

境界マイク(またはプレッシャーゾーンマイク) は、床、テーブル、壁などの境界 (表面) の近くまたは境界 (表面) と同じ高さに配置された 1 つ以上の小型の全方向性またはカーディオイドコンデンサーマイクカプセルです。カプセルは通常、平らなプレートまたはハウジングに取り付けられます。この配置により、比較的位相が整合した出力信号を出力しながら、指向性の半空間ピックアップ パターンが得られます。

バウンダリー マイクは、ピアノの蓋の内側に設置することでピアノ マイクとして使用できます。この方法により、他のマイクのオプションよりも、ピアノの鋭いパーカッシブなトランジェントと穏やかなアンダートーンのミックスをよりよく拾うことができます。バウンダリー マイクは、ホッケー ボードでボディ チェックの サウンド効果に使用されます。また、壁やテーブルに取り付けて、会議室などの部屋全体の音を録音するためにもよく使用されます。バウンダリー マイクを使用すると、ソリストや小規模な音楽アンサンブルを部屋の音響 (残響など) と一緒に録音するときに、直接音と反射音の位相干渉が防止され、同じ距離でスタンドに取り付けたマイクで得られるものよりも周波数応答が平坦な自然なサウンドが得られます (詳細は下記を参照)。

バウンダリー マイクは通常、他のマイクよりも安価ですが、それでもカプセルの数や、オン/オフ スイッチ、ワイヤレス機能、カプセルの位置を変えるレバーなどの追加機能の有無に応じて価格帯が異なります。コンデンサー マイクなので、電源が必要です。バウンダリー マイクは比較的フラットな形状なので、会議テーブルや床、ミュージカル劇場のステージなどに置いても、見た目が目立たないという利点があります。同時に、マイクをテーブルや床に置くと、硬い表面と物や体の一部が接触して不要な音が入る可能性が高くなります。

20世紀初頭、物理学者ルートヴィヒ・プラントルは空気の動きと、空気（または流体）と物体との間の空気力を研究した。1904年8月8日、彼はハイデルベルクで開催された第3回国際数学会議で、画期的な論文「Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung（非常に小さな摩擦での流体の運動について）」を発表した。^{[1] [2] [3]}この論文で、彼は境界層と、それが抗力と流線形化に及ぼす重要性について説明した。この論文では、境界層による流れの剥離についても説明した。彼は、空気の分子の一部が物体に「くっつく」ことを発見した。物体のすぐ隣の場所は、物体（空気の動きがない）とその向こうの自由に流れる空気の流れの間にあるため、「境界層」と呼ばれた。

1978 年、オーディオ エンジニアのエド ロングとロン ウィッカーシャムは、サウンド録音における境界層の効果を研究しました。フラッシュ マウント マイクの研究では、マイクが大きな表面からわずか数ミリ離れている場合、境界で停止した後も同位相であるため、サウンド信号のコヒーレンスが強化されることが分かりました。境界で波が停止したポイントは、「圧力フィールド」または「圧力ゾーン」と呼ばれていました。また、このセットアップでマイクを使用すると、音圧が 6 dB 強化されることにも気付きました。ロングとウィッカーシャムの研究からわずか 2 年後の 1980 年、クラウン オーディオは最初の境界マイクを開発し、販売しました。

硬い境界面の上または数インチ上に置かれた従来のマイクは、目的の直接音だけでなく、境界面から反射した遅延音も拾います。直接音と遅延反射音はマイクで結合してくし形フィルタリングを作成し、建設的干渉と破壊的干渉により周波数応答に山と谷が生じます。^[4]ほとんどのマイクの反射の遅延時間は0.1〜1ミリ秒の範囲で、数キロヘルツとオクターブ倍数のキャンセル周波数に相当します。これらの周波数は可聴であるため、キャンセル効果も可聴であり、結果として生じるオーディオ信号 に「色」が付くと言われています。

マイクロフォン カプセルのダイアフラムをマイクロフォン パッケージによって提供されるプレート境界と平行に、かつその境界に面して配置することにより、反射音の遅延が低減され、結果として生じるコム フィルタの干渉周波数は可聴範囲外になるほど高くなります。

「境界マイク」と「プレッシャーゾーンマイク」（または PZM）という用語は、同じ一般的な設計を指します。PZ​​M は、Crown の商標です。このアプローチに関する Crown の商標は「位相コヒーレントカーディオイド」または「PCC」ですが、この技術を採用しているメーカーは他にもあります。Radio ShackとTandyも、コンデンサーカプセルがベースプレートよりわずかに高い位置にある境界マイクの特定の設計に PZM という用語を使用しています。1986 年の 1 つの情報源では、境界マイクのアプローチを指すために「バリアマイク」という別の用語を使用しています。^[5]

バウンダリー マイクの利点の 1 つは見た目が目立たないことです。そのため、マイクの見た目の目立ち度をさらに下げるために、オーディオ エンジニアがマイクを配置または取り付ける表面と最もよく調和する色を選択できるように、複数の色が用意されている場合があります。バウンダリー マイクの中には、ハウジングのカスタム ペイントを容易にするためのペイント マスクが付属しているものもあります。建築設計者が視覚的な影響を最小限に抑えたい場合 (歴史的な教会やクラシック音楽のステージなど)、カスタム ペイントを使用して壁と正確に色を合わせることができます。

ハウジングも、使用目的によって変わります。卓上に置くことを想定したモデルは、衝撃から比較的安全な場所に設置されるため、それほど頑丈である必要はありません。一方、音楽劇場のステージで使用することを想定したバウンダリーマイクは、踏みつけられるなど、衝撃を受ける可能性が非常に高いため、頑丈で厚いスチール製のケースが必要です。ハウジングのもう 1 つのバリエーションはサイズです。映画制作など、マイクを隠すことが重要である場合は、小さいハウジングが望ましい場合があります。サンケンのバウンダリーマイク CUB-01 は、直径 32 mm、高さ 12 mm で、テレビや映画の現場での撮影で隠しやすく、位置を変えたり、一時的に取り付けたり (車の天井にテープで貼り付けるなど) することも簡単です。

バウンダリー マイクには XLR または 1/4 インチ TRS ジャックが付いている場合があります。ミニ XLR または 1/8 インチ TRS ジャックを使用するものもあります。バウンダリー マイクの中には、低音域のブーミーな音を抑える「ベース ロールオフ」スイッチが付いているものもあります (マイクを会話の拾い上げに使用する場合など)。Crown PZM-30D には、フラットな応答と「明るい」サウンドを切り替えることができる切り替え可能なフィルターが付いています。Gold Line の CBM1 バウンダリー マイクと Crown の「Sound Grabber II」には、コンデンサーに電力を供給するための内蔵バッテリーが付いています。

Schoeps の BLM 3 バウンダリー マイクは、半球形のピックアップ パターンを提供する「圧力トランスデューサー」カプセルを備えている点で珍しいマイクです。

AKG の PZM11 は、耐候性のあるバウンダリー マイクです。ファストフード店のドライブスルー レーン、有料道路のブース、セキュリティ インターホンなどの屋外に設置できます。カプセルに雨水が入らないようにするプラスチック膜が付いています。

指向性バウンダリー マイクは、カーディオイドやスーパーカーディオイドなどの指向性極性パターンを持つバウンダリー マイクです。指向性バウンダリー マイクを作成する 1 つの方法は、無指向性マイク カプセルの横にパネル (硬い表面) を取り付けることです。

指向性境界マイクを作成する別の方法は、境界面に取り付けられた小径（1 cm以下）の指向性マイクカプセルを使用し、マイクの軸を境界面と平行にすることです。メーカーのデータシートに示されているように、マイクカプセルは指向性（カーディオイドまたはスーパーカーディオイド極性パターン）を維持し、位相干渉を可聴範囲以上に保つことでコムフィルタリングを防止します。^[6]

例:

• Crown Audio PCC-160 は 1985 年 1 月に発売されました。
• Shure SM-91 は、音響強化のためにキックドラム内部でもよく使用されます。
• オーディオテクニカU843R は、同じハウジング プレート内に 3 つのカーディオイド コンデンサー エレメントを備えており、ユーザーが選択した複数のピックアップ パターンを可能にします (レバーでカプセルの方向を変更でき、個々のカプセルのオン/オフを切り替えることもできます)。

指向性境界マイクロフォンの前身は、 Electrovoice Mic Mouse に取り付けられた指向性マイクロフォンでした。これは、従来のマイクロフォンを表面のすぐ上に水平に吊り下げたフォームブロックです。従来のマイクロフォンのダイヤフラムは比較的大きいため (直径 1 cm 以上)、表面からの音の反射による位相干渉により、Mic Mouse のマイクロフォンの高周波にロールオフが発生しました。^[6]

指向性境界マイクの用途としては、ドラマやミュージカルの舞台上の俳優の声を拾う、ダンスグループの足音を拾う、会議テーブル、役員室、教会の説教壇でのスピーチを拾う、小規模な音楽アンサンブルやソリストを録音するなどがあります。

会議室での使用を目的とした境界マイクには、「オン」インジケータ LED、オン/オフ スイッチ (または「プッシュ ツー トーク」または「ミュート」ボタン)、イベント中に簡単に位置を変更できるワイヤレス機能など、会議の設定に役立つさまざまな追加機能が備わっている場合があります。

• PZMコンデンサーマイク - 明確で簡潔な説明
• プレッシャーゾーンマイクロフォン - 歴史とその他の情報
• 2つの異なるバウンダリーマイクタイプ
• クラウン マイク メモの 22 年 (PZM の初期の歴史を含む)
• バウンダリーマイク / PZMの基礎