JP2011239086A - マイクロホン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単で、小型かつ低ノイズのマイクロホン装置を提供する。
【解決手段】マイクロホン素子１０１と、マイクロホン素子１０１を保持・固定するケースとを具備し、このケース１０２は、導電性の材料で構成され、マイクロホン素子１０１の外側金属部に直接接触するとともに、マイクロホン素子からの信号を増幅するプリアンプなどの回路基板１０４のＧＮＤパターンに接触或いは接続する構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロホン装置に係り、特にマイクロホン素子をゴム或いはゴムおよび樹脂材料で作成された保持・固定ケース内に収納したものとアンプ回路基板とで構成された組立体であり、このケースとアンプ回路基板のＧＮＤパターンとを接触する構造をもつマイクロホン装置に関する。

従来のマイクロホン装置においては、周囲の外来ノイズの侵入に対する対応策として、金属製のシールド部品を構成部品の間や表面に追加し、さらにこのシールド部品自身をアンプ回路基板のＧＮＤパターンに線材等で接続することで、侵入する外来ノイズをＧＮＤに逃がすことでシールド対策を行っている。

また、特許文献１に示すように、マイクロホン素子とシールド被覆線をシールドケースに接続するとともに、シールド被覆線を、高周波チュークコイルを介して、回路基板のＧＮＤ回路に接続する事で、対策をしていた。
図６は、従来のマイクロホンにおける実装構造の断面図を示したものである。従来は導電性をもたないゴムケース５０２と外装ケース１０３ａとの間に金属性のシールドケース５０７を追加し、このシールドケース５０７を線材（図示せず）等で基板のＧＮＤ端子に接続し、シールド効果を得ていた。このように導電性をもたないゴムケース５０２を用いているため、別途シールドケースや接続用の線材を必要とするという問題があった。

このように、従来のマイクロホン装置での外来ノイズ対策は、シールドケース５０７やシールド部品を追加することで対応しており、このシールドケース５０７が追加されるため、部品のコストや組立工数が増えるなどの問題点を有していた。
また、シールドケース５０７がマイクロホン素子１０１と保持・固定ケース等の部品周りを覆うように配置する必要があるため、装置全体が大きくなるという問題も有していた。

さらに、シールドの効果を確実に取るためには、このシールドケース５０７自体を回路基板のＧＮＤパターンに接続する必要があり、接続するため、接続用の線材（図示せず）などの線材部品も増え、線材を接続するための工数が増えるなどの問題も有していた。

また、別の方法としては、ゴムや樹脂の保持・固定ケースの表面に導電性塗料を塗布したり金属メッキ施す等の方法をとる事で、導電性を持たせた部品を用いる事も出来るが、塗装やメッキ等を実施する必要があり、工数が増えるなどの問題点を有していた。

特開２００５-３３３１８３号公報

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、構成が簡単で、小型かつ低ノイズのマイクロホン装置を提供することを目的とする。

本発明のマイクロホン装置は、マイクロホン素子と、マイクロホン素子を保持・固定するケースとを具備し、このケースは、導電性の材料で構成され、マイクロホン素子の外側金属部に直接接触するとともに、マイクロホン素子からの信号を増幅するプリアンプ回路基板のＧＮＤパターンに接触或いは接続する構造を有する。

本発明は、上記マイクロホン装置において、前記ケースが、導電性を有する弾性体で構成される。

本発明は、上記マイクロホン装置において、前記ケースは、導電性を有するゴム材料或いは導電性を有する樹脂材料など複数の材料で構成される。

本発明は、上記マイクロホン装置において、ケースに使用される導電性材料の体積抵抗率が１５ＭΩ・ｃｍ以下である。

なお、以上の特徴を矛盾が生じないように適宜組み合わせることが出来ることは言うまでもない。また、それぞれの特徴において、効果が複数期待できるときも、全ての効果を発揮できなければいけないわけではない。

本発明によれば、マイクロホン素子を保持・固定するケース部品がゴム製材料や樹脂材料自身にカーボン繊維等を混ぜ成形する事で導電性を有する部品とすることにより、このケース部品にシールド部品の役割を持たせる事ができる。そして、このケース部品をアンプ回路基板のＧＮＤパターンに密着するように接触させＧＮＤ接続を確保することで、外部ノイズをＧＮＤ電位に逃がすことでシールド効果を有する。従って構成が簡単で小型かつ低ノイズのマイクロホン装置を得ることが可能となる。
また、保持・固定ケース部品は、部品を構成する材料が導電性を有するゴム材料或いは導電性を有する樹脂材料とゴム材料など複数の材料で部品を構成しても、導電性が得られることによりシールド効果を有する。
また、この保持・固定ケースに使用する導電性材料の体積抵抗率を１５ＭΩ・ｃｍ以下にする事で、確実なシールド効果を有する。

本発明の実施の形態１におけるマイクロホン装置の断面図 同マイクロホン素子の拡大斜視図 同マイクロホン装置において導電性ゴムケースとマイクロホン素子の組立図 本発明の実施の形態２のマイクロホン装置を示す図であり、同マイクロホン装置において導電性部品を２部品で構成した場合の組立図 同マイクロホン装置におけるマイクロホン装置のノイズレベルの比較図 同マイクロホン装置において、従来のシールド付マイクロホン装置の断面図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。また、本発明で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに加えるならば、他の実施の形態との組み合わせなども可能である。なお、ここでは、マイクロホン素子は、コイン型のマイクロホン素子である。

以下、本発明の実施の形態１のマイクロホン装置について説明する。
図１は本発明のマイクロホン装置の基本構想を示した断面図を示したものである。このマイクロホン装置はマイクロホン素子１０１を、導電性のゴムケース１０２に挿入しマイクロホン素子１０１と密着した形で、外装ケース１０３ａとしての樹脂ケースに挿入される。導電性のゴムケース１０２はプリアンプ基板を構成する回路基板１０４をケース１０３ａ内で接触する形で配置され樹脂製の外装カバー１０３ｂにより、導電性のゴムケース１０２と回路基板１０４とを密着させる。導電性のゴムケース１０２が接触する部分の回路基板１０４にはＧＮＤパターンがあり、このＧＮＤパターンとの間で接触を確保し、導電性のゴムケース１０２をＧＮＤ電位と同レベルにしている。また、ケーブル１０５はマイクロホン素子１０１と回路基板１０４とを電気的に接続し、回路基板１０４に接続されたコネクタケーブル１０６で音声出力を外部機器に出力する。１０８は埃防止用の不織布である。

導電性ゴムとしてはエチレンプロピレンゴムに炭素を添加したものが用いられる。ここでカーボン量を増大することで導電性を向上することができるが、カーボン量が多すぎるとゴムの特性が低下するため、最適量を選択する必要がある。エチレン・プロピレンゴムは、エチレンとプロピレンの共重合体であるＥＰＭ（ＥＰＲ）と、さらに少量の第３成分を含む三元重合体のＥＰＤＭ（ＥＰＴ）の２種類がある。一般にＥＰＭは、過酸化物架橋材などにより、工業用ゴム製品に用いられてはいるが、現在では、ポリプロピレンなど汎用樹脂に、添加することにより、耐衝撃性改質材として樹脂ブレンド用に多量に用いられる。一方、比重が、小さいため軽量化に有効である。

また、この導電性のゴムケース１０２は弾性を有するため、導電性のゴムケース１０２が回路基板１０４に弾性的に接触し、回路基板１０４を固定するとともに、接触する部分の回路基板１０４上のＧＮＤパターンと良好に電気的接続を実現する。

また、この保持・固定ケースとしての導電性のゴムケース１０２に使用する導電性材料の体積抵抗率を１５ＭΩ・ｃｍ以下にする事で、シールド効果を確保することが出来る。マイクロホン装置において、ノイズレベルが５０デシベル以下になると聴感度は大幅に向上することがわかっている。５０デシベルは出力として確認されない程度のレベルである。そこで静電ノイズを逃がすために体積抵抗率を１５ＭΩ・ｃｍ以下、望ましくは１ＭΩ・ｃｍ以下としたとき、静電ノイズが効率よく流出するものである。

ここで導電性を有するこのゴムケースとしては、炭素添加のＥＰＤＭを用いたが、ゴムにカーボンなどの導電性粒子を含む液体などを含浸させてもよい。また、導電性粒子を含浸させたスポンジのようなものでもよい。

図２は、ここで用いられているマイクロホン素子１０１の拡大図である。１０１ａはマイクロホン素子外側の金属製ケースであり、導電性のゴムケース１０２（図１参照）を介して、基板のＧＮＤ電位に接続されている。１０１ｂはマイクロホン素子の信号を取出す端子基板で、ケーブル１０５に接続されている。

図３は、本発明の導電性のゴムケース１０２とマイクロホン素子１０１の組立部を示したものである。導電性のゴムケース１０２に形成された凹部１０２ｃにマイクロホン素子１０１が挿入されるように構成されている。

前述した従来のマイクロホンの場合には、導電性のないゴムケース５０２を用いているため、金属性のシールドケース５０７を追加し、このシールドケースを線材（図示せず）でＧＮＤ端子に接続し、シールド効果を得る必要があった。
これに対し本発明の導電性部品である導電性のゴムケースを用いることで、このシールドケースなどのシールド部品と基板のＧＮＤに接続する線材が不要になり、小型化が可能となるとともに、部品と組立工数の削減を実現する事が出来る。

なおこの導電性のゴムケース１０２は、導電性を有する樹脂材料および導電性を有するゴム系材料の複数の材料を組み合わせた部品で構成されるようにしてもよい。

このように本発明のマイクロホン装置では、シールド部品を使用することなく、マイクロホン素子を保持・固定するケース部品のゴム製材料や樹脂材料自身にカーボン繊維等を混ぜ成形する事で導電性を確保する構成にしている。この構成により、シールド部品の役割を持たせる事ができ、このケース部品をアンプ回路基板のＧＮＤパターンに密着接触させＧＮＤ接続を確保することで、極めて簡単な構成で、ノイズ等をＧＮＤに逃がす事が出来る。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。図４は、本発明の実施の形態２としてマイクロホン素子を保持する部分を導電性の２部品で構成した組立部を示したもので、マイクロホン素子１０１の外形に符合する凹部を有する導電性の樹脂からなる導電性ホルダー４０１を介して、導電性を有するゴムからなる導電性ケース４０２にマイクロホン素子１０１を保持している。このように、導電性を有する２つの部品で構成しても、１部品と同様の性能を確保することが出来る。他部については前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

また、２部品とする事で、マイクロホン素子１０１の形状が変化しても、導電性ホルダー４０１を変更することで、容易に同じ効果を得る事が出来る。また、導電性を有するゴム製部品からなるホルダーで、導電性を有する樹脂製のケースを固定した場合にも同様の効果を得る事が出来る。

図５は、外来ノイズにより発生するマイクロホン装置の出力に現れる、ノイズレベルの影響を示したものである。本発明のマイクロホン装置で導電材料の体積抵抗率を変化させた場合のマイクロホン出力のノイズレベルを比較したものであり、体積抵抗率が小さくする事で、ノイズ発生レベルを抑えることができ、１５ＭΩ・ｃｍ以下にすることで、金属シールドを装備したマイクロホン装置と同等のノイズレベルとする事ができ、ノイズ防止効果を得ることができる。ａは、シールドなしのマイクロホン装置のノイズレベルを示す図、ｂは図６に示したような従来例の金属シールドを装備したマイクロホン装置のノイズレベルを示す図、ｃは体積抵抗率１５ＭΩ・ｃｍの導電性ケースを用いた本発明のマイクロホン装置のノイズレベルを示す図、ｄは体積抵抗率３０ＭΩ・ｃｍの導電性部品を用いた場合のマイクロホン装置のノイズレベルを示す図、ｅは体積抵抗率１ＧΩ・ｃｍの導電性部品を用いた場合のマイクロホン装置のノイズレベルを示す図である。シールドなしの場合に比べ、導電性ケースを用いることによりノイズレベルは向上し、金属シールドを装備したマイクロホン装置（ｂ）と同程度のノイズレベルを維持することが可能となる。ｄ、ｅに示すように、体積抵抗率が大きい場合はノイズレベルが大きくなっている。この結果から、この導電性ケースの体積抵抗率は１５ＭΩ・ｃｍ以下とするのが望ましいことがわかる。

本発明のマイクロホン装置によれば、小型化および低ノイズ化をはかることができるため、携帯端末など、モバイル用のマイクロホン装置として有用である。

１０１ マイクロホン素子
１０１ａ マイクロホン素子の金属ケース
１０１ｂ マイクロホン素子の信号端子
１０２ 導電性のゴムケース
１０３ａ 外装ケース
１０３ｂ 外装カバー
１０４ 回路基板
１０５ ケーブル
１０６ コネクタケーブル
４０１ 導電性ホルダー
４０２ 導電性ケース
５０２ ゴムケース（非導電性）
５０７ シールドケース

Claims (4)

1. マイクロホン素子と、
   前記マイクロホン素子を保持・固定するケースとを具備し、
   前記ケースは、導電性の材料で構成され、前記マイクロホン素子の外側金属部に直接接触するとともに、
   前記マイクロホン素子からの信号を増幅するプリアンプ回路基板のＧＮＤパターンに接触或いは接続する構造を有することを特徴とするマイクロホン装置。
2. 請求項１記載のマイクロホン装置であって、
   前記ケースが、導電性を有する弾性体で構成されたマイクロホン装置。
3. 請求項１記載のマイクロホン装置であって、
   前記ケースは、導電性を有するゴム材料或いは導電性を有する樹脂材料など複数の材料で構成されたマイクロホン装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロホン装置であって、
   前記ケースに使用される導電性材料の体積抵抗率が１５ＭΩ・ｃｍ以下であるマイクロホン装置。

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