JP2011160080A - リボン型マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】２枚のリボンを備えたリボン型マイクロホンの構造上の特徴を利用し、昇圧トランスをシールドしなくてもシールド効果を高め、電磁誘導による雑音を防止することができるリボン型マイクロホンを得る。
【解決手段】間隔をおいて平行に配置され相互間に磁界を形成する一対の磁石１４，１５と、上記磁界内に一定間隔をおいて平行に配置された２枚のリボン形振動板１６，１７と、磁界内でリボン形振動板１６，１７が振動することによって生じる電気信号を昇圧して出力する昇圧トランス３１，３２と、を備え、昇圧トランス３１，３２は２枚のリボン形振動板１６，１７に対応して１次巻線と２次巻線を２つずつ備え、２枚のリボン形振動板１６，１７と昇圧トランス３１，３２の２つの１次巻線がそれぞれ並列に接続され、昇圧トランス３１，３２の２つの２次巻線は極性を互いに逆にして直列接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リボン型マイクロホンに関するもので、特に、２つのリボン形振動板（以下「リボン」という）と昇圧トランスを備えたリボン型マイクロホンにおいて、外部誘導磁界による雑音の発生を防止する技術に関するものである。

リボン型マイクロホンは、マイクロホンケースにリボン型マイクロホンユニットや昇圧トランス、回路基板、コネクタなどが組み込まれることによって構成されている。上記リボン型マイクロホンユニットは、磁界を形成する磁石と、導電性のリボンを主たる構成部材としている。上記磁石はリボンを挟んで両側に配置され、両側の磁石間に磁界を形成している。上記リボンは、適宜の張力が付与された状態で長さ方向両端部が押さえられて上記磁界内に配置されている。リボンが音波を受けて磁界内で振動することにより、振動に応じた電流がリボンに流れ、音波が電気信号に変換される。上記磁石は横断面が四角形の棒状の磁石で、２つの磁石が、リボンを挟み幅方向の一端面を対向させて互いに平行に配置されている。従来、上記リボンの素材としてアルミニウム箔が広く用いられている。アルミニウムは、他の金属素材と比較して導電性が良好で比重が小さいため、リボン型マイクロホンのリボンとして適している。

従来の一般的なリボン型マイクロホンユニットは、磁石で形成される一つの磁界内に１枚のリボンが配置されてなるものである。一方では、一つの磁界内に２枚のリボンを所定の間隔をおいて互いに平行に配置し、これを直列に接続することにより２倍の出力を得ることができるようにしたものもある。このように２枚のリボンを配置してなるリボン型マイクロホンユニットが、本出願人の出願に係る特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されているような２枚のリボンを有するリボン型マイクロホンユニットでは、磁極の前後方向の両端部、ずなわち、磁石の厚さ方向の両端部に対応した位置にそれぞれリボンが配置される。２枚のリボンは上記のように電気的に直列に接続されて音声信号が出力されるが、もともと出力信号は微弱であるため、昇圧トランスで昇圧してこれをマイクロホン出力としている。リボン型マイクロホンの指向性はもともと双指向性であり、前後のリボンから得られる音声信号が双指向性になるように、前後のリボンが音響的に同一条件に設定される。

図３は、一つの磁界内に２枚のリボンが配置された従来のリボン型マイクロホンユニットの例を示す。図３において、リボン型マイクロホンユニット１０（以下、単に「ユニット１０」という）は、ヨーク１２、磁石１５、２枚のリボン１６，１７を有してなる。ヨーク１２は、例えば本発明の実施例を示した図２の例のように、縦長の長方形の枠形に形成されていて、ヨーク１２の縦方向の相対向する内壁面にはそれぞれ横断面が四角形で棒状の磁石１５が相互間に間隔をおいて互いに平行に固定されている。双方の磁石１５は対向面に対して直交する方向すなわち図３において紙面に直交する方向に着磁され、かつ、着磁の向きは同じ向きである。したがって、双方の磁石１５間に磁束の向きが一方向に向いた平行磁界が形成されている。

上記磁界内に２枚のリボン１６，１７が配置されている。各リボン１６，１７は、適度の張力が付与された状態で、その長さ方向両端部が、ヨーク１２の長手方向両端部に設けられた端子部に固定されている。リボン１６の両端部は端子２１，２２に導通し、リボン１７の両端部は端子２３，２４に導通している。リボン１６，１７の長手方向の一端部、図示の例では上側の端部が上記端子２１と端子２３を介してワイヤで接続されている。リボン１６の他端部は端子２２を介して昇圧トランス３０の１次巻線３０１の一端に、リボン１７の他端部は端子２４を介して上記１次巻線３０１の他端に接続されている。したがって、リボン１６，１７は直列に接続され、その出力信号が昇圧トランス３０の１次巻線３０１に入力されるように接続されている。上記磁界は磁石１４の厚さ寸法（図３において左右方向（前後方向）の寸法）と略同じ範囲に形成されていて、この磁界の前後方向両端付近にそれぞれリボン１６，１７が配置されている。前後のリボン１６，１７を音響的に同一条件にしないとユニット１０が双指向性にならないからである。

図３に示すように、リボン１６の正面側から音波ｖ１が入ってきたとすると、音波ｖ１はリボン１７にも作用する。ここでは便宜上リボン１７に作用する音波をｖ２とする。２枚のリボン１６，１７は音波ｖ１，ｖ２を受けて振動し、電磁変換によって音波ｖ１，ｖ２に応じた電流ｉ１，ｉ２がリボン１６，１７に流れる。ただし、２枚のリボン１６，１７は図３において上端部が端子２１，２３で直列に接続されているため、リボン１６，１７に流れる電流ｉ１，ｉ２は互いに逆向きであり、かつ、電流ｉ１，ｉ２は等しく、昇圧トランス３０の１次巻線３０１には電流ｉ１（＝ｉ２）が流れる。

昇圧トランス３０はリボン型マイクロホンユニット１０の出力トランスであって、その巻線比は例えば１：７０というように高い巻線比に設定され、上記ユニット１０の出力電圧を７０倍程度に昇圧して出力するようになっている。図３に示すような２枚のリボンを備えたマイクロホンユニットに限らず、１枚のリボンを備えたマイクロホンユニットにおいても、リボン型マイクロホンユニットは出力電圧がきわめて低いため、昇圧比が１：７０というような高い比率の昇圧トランスが用いられる。

特開２００９−１１８１１８号公報

上に述べたように、高い昇圧比率の昇圧トランス３０を備えたリボン型マイクロホンによれば、昇圧トランス３０に例えば商用交流電源による誘導磁界Ｈが侵入すると音声信号に雑音を発生しやすい。そのため、従来は昇圧トランス３０全体をシールド部材や、シールドケースなどで取り囲むことによって誘導磁界の侵入を防止している。しかし、昇圧トランス３０全体をシールドしようとすると、シールド部材が嵩張って大型化し、より厳重にシールドしようとするとシールド部材の板厚をさらに大きくしなくてはならないなどの事情があって、ますます大型化する難点がある。

そこで、本発明は、２枚のリボンを備えたリボン型マイクロホンの構造上の特徴を利用して、従来のリボン型マイクロホンの問題点を解消すること、すなわち、出力トランスである昇圧トランスをシールドしなくてもシールド効果を高め、電磁誘導による雑音を防止することができるリボン型マイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、間隔をおいて平行に配置されることにより相互間に磁界を形成する一対の磁石と、上記一対の磁石間に形成されている磁界内に一定間隔をおいて平行に配置された２枚のリボン形振動板と、上記磁界内で上記リボン形振動板が振動することによって生じる電気信号を昇圧して出力する昇圧トランスと、を備え、上記昇圧トランスは上記２枚のリボン形振動板に対応して１次巻線と２次巻線を２つずつ備えており、上記２枚のリボン形振動板と上記昇圧トランスの２つの１次巻線がそれぞれ並列に接続され、上記昇圧トランスの２つの２次巻線は極性を互いに逆にして直列接続されていることを最も主要な特徴とする。

２枚のリボン形振動板（以下、単に「リボン」という）は音波を受けて振動し、電磁変換によって各リボンに音波に応じた電気信号が発生する。各リボンに発生した電気信号は、それぞれ昇圧トランスの１次巻線に入力され、昇圧トランスによって昇圧される。昇圧トランスの２つの２次巻線は極性を互いに逆にして直列接続されているため、外部磁界が昇圧トランスに進入したとしても、上記２つの２次巻線に電磁誘導されて２つの２次巻線に発生する雑音は互いに逆位相となって互いに打ち消し合う。したがって、例えば高価なパーマロイなどの素材で作成した磁気シールドケースなどで昇圧トランス全体を覆わなくても十分なシールド効果を得ることができ、安価でコンパクトなシールド手段を備えたリボン型マイクロホンを得ることができる。

本発明に係るリボン型マイクロホンの実施例を示す従断面図および回路図である。 上記実施例に係るリボン型マイクロホンの正面図である。 従来のリボン型マイクロホンの例を示す従断面図および回路図である。

以下、本発明に係るリボン型マイクロホンの実施例について図１、図２を参照しながら説明する。なお、リボン型マイクロホンユニットの物理的な構成は、図３に示す従来例の構成と同じであるから同じ構成部分には共通の符号を付している。

図１、図２において、リボン型マイクロホンユニット１０（以下、単に「ユニット１０」という）は、ヨーク１２、２つの磁石１４、１５、２枚のリボン１６，１７を有してなる。ユニット１０は、図１において左右方向が前後方向であり、図２はユニット１０を正面から見た形を示している。ヨーク１２は、図２に示すように、縦長の長方形の枠形に形成されていて、ヨーク１２の相対向する左右の縦方向の内壁面にはそれぞれ横断面が四角形で棒状の磁石１４、１５が相互間に所定の間隔をおいて互いに平行に固定されている。双方の磁石１４、１５は対向面に対して直交する方向すなわち図１において紙面に直交する方向、図２において左右方向に着磁され、かつ、着磁の向きは同じ向きである。したがって、双方の磁石１４，１５間に、磁束の向きが一方向に向いた磁界が平行かつ均等に形成されている。

上記磁界内に２枚のリボン１６，１７が配置されている。図示の実施例における各リボン１６，１７は、長手方向の大部分の横断面が波形になるように形成されている。上記波形の稜線はリボン１６，１７の長手方向と平行になっている。リボン１６，１７は、上記波形が形成されることによりある程度の腰の強さを持っている。各リボン１６，１７は、適度の張力が付与された状態で、その長さ方向両端部が、ヨーク１２の長手方向両端部に設けられた端子部に固定されている。各リボン１６，１７には、上記横断面が波形の部分と上記端子部に固定される部分との間に、上記波形とは向きが９０度違う第２の波形が形成されている。したがって、第２の波形の稜線はリボン１６，１７の幅方向である。この第２の波形の部分をそれぞれ弾性変形部１６１，１６２，１７１，１７２ということにする。これらの弾性変形部１６１，１６２，１７１，１７２があることによって各リボン１６，１７が音波を受けて振動することができる。

図１に示すように、磁界内で上記リボン１６，１７が振動することによってリボン１６，１７に生じる電気信号を昇圧して出力する昇圧トランス３１，３２が、上記２つのリボン１６，１７に対応して２つ備えられている。昇圧トランス３１，３２はそれぞれ１次巻線３１１，３２１と２次巻線３１２，３２２を備えている。昇圧トランス３１，３２は２枚のリボン１６，１７に対応して個別に２個設けられていてもよいし、共通のコアを備えていて、昇圧トランスの２つの１次巻線３１１，３２１及び２つの２次巻線３１２，３２２が上記共通のコアに互いに独立して巻かれていてもよい。ここでいう「互いに独立して巻かれ」とは、連続巻によって途中でタップを出す巻き方ではなく、という意味である。２個の昇圧トランス３１，３２が個別に設けられる場合、２個の昇圧トランス３１，３２は外部磁界の影響を同じ条件で受けるように同じ向きに同じ姿勢で配置される。

次に、２つのリボン１６，１７と昇圧トランスの１次巻線３１１，３２１と２次巻線３１２，３２２の電気的な接続について説明する。図１に示すように、リボン１６の両端部は端子２１，２２に導通し、リボン１７の両端部は端子２３，２４に導通している。リボン１６の長手方向の一端部、図示の例では上側の端部が上記端子２１を介してワイヤで昇圧トランス３１の１次巻線３１１のマイナス端に接続され、リボン１６の下側の端部は端子２２を介してワイヤで上記１次巻線３１１のプラス端に接続されている。他方のリボン１７の長手方向の一端部、図示の例では上側の端部が端子２３を介してワイヤで昇圧トランス３２の１次巻線３２１のプラス端に接続され、リボン１７の下側の端部は端子２４を介してワイヤで上記１次巻線３２１のマイナス端に接続されている。したがって、２つのリボン１６，１７は、２つの昇圧トランス３１，３２の各１次巻線３１１，３２１に並列に、しかし、互いに極性を逆にして接続されている。２つの昇圧トランス３１，３２の各２次巻線３１２，３２２は互いに直列に、しかし極性を逆にして接続されている。図１に示す例では、一方の２次巻線３１２のマイナス端と他方の２次巻線３２２のマイナス端が接続され、双方の２次巻線３１２，３２２の各プラス端から信号が出力されるようになっている。

次に、上記実施例に係るリボン型マイクロホンの動作、特に昇圧トランス３１，３２の動作について説明する。図１に示すように、リボン１６の正面側から音波ｖ１が入りリボン１７の背面側に音波ｖ２が抜けていくものとする。音波ｖ１と音波ｖ２は実質的に同じ音波であって位相も同じである。２つのリボン１６，１７はそれぞれ音波ｖ１と音波ｖ２に応じて振動し、リボン１６，１７が磁石１４，１５間の磁束を横切ることによって音波ｖ１と音波ｖ２に応じた信号を出力する。図１に示す電流ｉ１，ｉ２はそれぞれ電磁変換されてリボン１６，１７に流れる電流を示す。２つのリボン１６，１７は、２つの昇圧トランス３１，３２の各１次巻線３１１，３２１に並列に接続されているが、互いに極性を逆にして接続されているため、上記各１次巻線３１１，３２１に流れる電流の位相は逆位相になる。

２つの昇圧トランス３１．３２の各２次巻線３１２，３２２には、それぞれの１次巻線３１１，３２１に電流ｉ１，ｉ２が流れることによって２次電流が誘起される。上記各１次巻線３１１，３２１に流れる電流の位相は逆位相であるが、上記２次巻線３１２，３２２は極性を逆にして直列に接続されているため、各２次巻線３１２，３２２には同相の電流でありかつ各２次巻線３１２，３２２の電流が加算された電流ｉ０が流れる。図１に示す２つのリボン１６，１７と２つの昇圧トランス３１，３２の電気的接続によれば、上記のようにして、出力信号を得ることができる。

各昇圧トランス３１，３２は、従来例においても説明したように、リボン型マイクロホンユニット１０の出力トランスであって、その巻線比は例えば１：７０というように高い巻線比に設定され、上記ユニット１０の出力電圧を７０倍程度に昇圧して出力するようになっている。このような高い巻線比（昇圧比率）の昇圧トランスを備えたリボン型マイクロホンによれば、昇圧トランスに例えば商用交流電源による誘導磁界Ｈが侵入すると音声信号に雑音を発生しやすいことも既に述べた。しかし、図示した本発明の実施例によれば、二つの昇圧トランス３１，３２の２次巻線３１２，３２２が極性を逆にして直列に接続されているため、昇圧トランス３１，３２に誘導磁界Ｈが侵入することによって生じる雑音の位相は逆位相となり、雑音が打ち消される。したがって、従来のように、昇圧トランス全体をシールドケースなどで覆わなくても誘導磁界による雑音をキャンセルすることができ、シールド手段をきわめて簡略化することができる。

リボン型マイクロホンは、物理的な構成部分が大きい割には出力信号が微弱で、誘導磁界による雑音を発生しやすいといった問題があって普及の障害になっているが、本願発明のような技術思想を盛り込むことによって、リボン型マイクロホンの普及に貢献することができる。

１０ リボン型マイクロホンユニット
１２ ヨーク
１４ 磁石
１５ 磁石
１６ リボン形振動板
１７ リボン形振動板
３１ 昇圧トランス
３２ 昇圧トランス
３１１ １次巻線
３２１ １次巻線
３１２ ２次巻線
３２２ ２次巻線

Claims (5)

1. 間隔をおいて平行に配置されることにより相互間に磁界を形成する一対の磁石と、
   上記一対の磁石間に形成されている磁界内に一定間隔をおいて平行に配置された２枚のリボン形振動板と、
   上記磁界内で上記リボン形振動板が振動することによって生じる電気信号を昇圧して出力する昇圧トランスと、を備え、
   上記昇圧トランスは上記２枚のリボン形振動板に対応して１次巻線と２次巻線を２つずつ備えており、
   上記２枚のリボン形振動板と上記昇圧トランスの２つの１次巻線がそれぞれ並列に接続され、
   上記昇圧トランスの２つの２次巻線は極性を互いに逆にして直列接続されているリボン型マイクロホン。
2. 昇圧トランスの２つの１次巻線及び２つの２次巻線は共通のコアに巻かれていて、上記２つの１次巻線及び２つの２次巻線は互いに独立した巻線である請求項１記載のリボン型マイクロホン。
3. 昇圧トランスは２枚のリボン形振動板に対応して２個設けられ、２個の昇圧トランスは外部磁界の影響を同じ条件で受けるように同じ向きに同じ姿勢で配置されている請求項１記載のリボン型マイクロホン。
4. ２枚のリボン形振動板は、磁石によって形成されている磁界の前後方向両端付近に配置されている請求項１乃至３のいずれかに記載のリボン型マイクロホン。
5. ２枚のリボン形振動板に対応する昇圧トランスの２つの１次巻線には２枚のリボン形振動板で電磁変換される互いに逆位相の信号が入力され、極性を互いに逆にして直列接続されている上記昇圧トランスの２つの２次巻線からは同じ位相の信号が出力される請求項１乃至４のいずれかに記載のリボン型マイクロホン。

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