JP4740585B2

JP4740585B2 - 双指向性コンデンサマイクロホンユニット

Info

Publication number: JP4740585B2
Application number: JP2004364307A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP2006174121A

Description

本発明は双指向性コンデンサマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、精度の良い組立と高域までの優れた周波数応答を実現する技術に関するものである。

双指向性コンデンサマイクロホンユニットは、前方音源と後方音源からの音を収音できることから、スタジオなどにおいて向かい合って対話する際によく用いられている。図５に従来の双指向性コンデンサマイクロホンユニットの一例を断面として示す。

これから分かるように、一般的に双指向性コンデンサマイクロホンユニットは、１枚の振動板１の前後に、それぞれが多数の音通路孔２ａを有する同一構成の固定極２，２を配置してなる。この例において、振動板１は内周面に雌ねじ３ａを有する筐体リング３内に所定の張力をもって支持されている。

筐体リング３内には、外周面に上記雌ねじ３ａと螺合する雄ねじ４ａを有し、内周面に雌ねじ４ｂを有する例えば合成樹脂からなる一対の絶縁リング４，４が、筐体リング３の両側から螺合されている。

固定極２，２は、絶縁リング４，４の雌ねじ４ｂに螺合する雄ねじ５ａをそれぞれ有する金属製の支持リング５，５に支持されており、絶縁リング４，４に対する支持リング５，５のねじ込み量によって、振動板１との間の空隙幅が調節される。支持リング５，５には、固定極の引出リード線５ｂ，５ｂが接続されている。

また、絶縁リング４，４の各端面（音響端子面）には音響抵抗材６，６が設けられており、振動板１に対して左右に配置されるこの音響抵抗材６，６の音響抵抗値を等しくすることにより、８の字状の指向特性を示す双指向性コンデンサマイクロホンユニットが実現される。

上記した構成の双指向性コンデンサマイクロホンユニットにおいて、振動板１と音響抵抗材６との間に存在する空洞（空間）が大きいと、その容積が音響容量として動作し、音響抵抗材６の音響抵抗と一種のＣＲフィルタを形成し、高域の周波数応答が低下するため、振動板１と音響抵抗材６との間に存在する空洞はできるだけ小さい方が好ましい。

しかしながら、音響抵抗材６には、通常、紙や布などが用いられるため振動板１に近接すると、その材料の繊維が振動板１に接触し雑音の発生原因となることから、振動板１の前後にはある程度の空間を必要とする。

また、振動板１の前後の音響抵抗値が異なると双指向性ではなく、例えばハイパーカージオイドのようになってしまうため、振動板１の前後に設ける音響抵抗材６，６は同一の音響抵抗値を示すことが要件とされる。

また、プッシュプルユニットにするためには、図５に示すように、振動板１の前後に固定極２，２を配置することになるが、振動板１の前後の静電容量を同一に作成することはきわめて困難である。このように、従来の双指向性コンデンサマイクロホンユニットは、総じて高域の周波数応答に問題があり、また、各部品および組立に高精度が要求されることから生産性もよくない。

したがって、本発明の課題は、高域までの周波数応答が優れているとともに、厳密な調整作業などを要することなく高精度に組み立てることができるようにした双指向性コンデンサマイクロホンユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の双指向性コンデンサマイクロホンユニットは、支持リングに張設された振動板と、複数の音通路孔を有する固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる同一構成の振動板組立体を２組備え、上記各振動板組立体の固定極同士を背中合わせとし、それらの間に音響抵抗材を配置して、上記固定極同士をサイド方向の漏れがないように圧着により一体的に結合してなり、上記固定極の間に音響的に作用する空気室を備えていないことを特徴としている。

本発明において、上記固定極がプリント基板の片面に形成された金属膜であることが好ましい。また、その場合、上記プリント基板の外縁の一部分には、上記固定極に連なる引出リード電極を有する端子部が突設されていることが好ましい。

配線の仕方について、本発明には、２つの態様が含まれる。すなわち、第１の態様によると、上記一方の振動板組立体の上記固定極と上記他方の振動板組立体の上記振動板とが第１ペアとして電気的に接続され、上記一方の振動板組立体の上記振動板と上記他方の振動板組立体の上記固定極とが第２ペアとして電気的に接続され、上記第１ペアに成極電圧が印加されるとともに、上記第１ペアがコンデンサを介してインピーダンス変換器に接続され、上記第２ペアが接地に接続される。

また、第２の態様はプッシュプルユニットの場合で、インピーダンス変換器を２つ備え、上記一方の振動板組立体の上記振動板が上記一方のインピーダンス変換器に接続されるとともに、上記他方の振動板組立体の上記振動板が上記他方のインピーダンス変換器に接続され、上記各振動板組立体の上記固定極に成極電圧が印加される。

本発明によれば、２組の振動板組立体を音響抵抗材を挟んで背中合わせとして結合することにより、双指向性コンデンサマイクロホンユニットを高精度に簡単に組み立てることができる。制動用の音響抵抗材が各振動板組立体間に配置される一つだけであるため、前後のユニットの感度，指向周波数応答が同一となる。振動板の前面には、空洞や音響抵抗がないため、高域の周波数応答が劣化しない。

また、固定極同士が密着しておりサイド方向の漏れがないため、振動板を正常に制動することができる。固定極にプリント基板を用いることにより、２組の振動板組立体を背中合わせとする際、その固定極間を電気的に絶縁するための絶縁材を特に必要としない。また、プリント基板に固定極の引出リード電極を有する端子部を突設することにより、配線の接続作業が容易になるとともに、固定極の回転方向の位置規制を行うことができる。

次に、図１ないし図４を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明による双指向性コンデンサマイクロホンユニットの構成を模式的に示す分解断面図，図２（ａ）は固定極に用いられるプリント基板を示す正面図，（ｂ）はその断面図，図３はプッシュプルユニットとする場合の配線状態を示す模式図，図４は本発明の双指向性コンデンサマイクロホンユニットの電気的等価回路図である。

図１に示すように、この双指向性コンデンサマイクロホンユニットは、２組の振動板組立体１０Ａ，１０Ｂを備えている。この２組の振動板組立体１０Ａ，１０Ｂは同一構成であって、その各々は、ダイアフラムリング（支持リング）１２に所定の張力をもって張設された振動板１１と固定極１４とをスペーサリング１３を介して対向的に配置してなる。

振動板１１には、例えば金属蒸着膜が形成された合成樹脂フィルムが用いられてよい。ダイアフラムリング１２は金属製で、これに振動板１１のリード線が接続される。固定極１４には、多数の音通路孔１４ａが穿設されている。固定極１４は、例えば黄銅合金などの金属板より形成されてよいが、この例ではプリント基板１５により形成されている。

すなわち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、固定極１４はプリント基板１５の片面に銅箔材によりベタパターンとして形成され、音通路孔１４ａはプリント基板１５を貫通するように穿設されている。また、プリント基板１５の外周縁の一部分には、固定極１４に連なる引出リード電極１４ｂを有する端子部１５ａが舌片状に形成されている。

各振動板組立体１０Ａ，１０Ｂは、その固定極１４同士を向かい合わせとし、それらの間に音響抵抗材２０を配置して一体的に結合されるが、この例では、プリント基板１５の絶縁基材同士が対向するため、固定極１４間を絶縁する別部材としての電気的な絶縁材を特に用意する必要はない。また、組立に際しては、プリント基板１５の端子部１５ａを利用して、各固定極１４の相対的な位置決めを行うことができる。

音響抵抗材２０には、ナイロンメッシュや金属メッシュなどを用いることができる。その取り付け方法としては、プリント基板１５の絶縁基材面に有機溶剤で溶かしたホットメルトを塗布し、その有機溶剤を揮発させたのち、プリント基板１５，１５の間に音響抵抗材２０を挟み込み、加熱圧着したのち冷却させることが好ましい。これによれば、サイド方向に漏れがないため、各振動板１１を正常に制動することができる。

電気的な接続は、図１に示すように、一方の振動板組立体１０Ａ側の固定極１４と、他方の振動板組立体１０Ｂ側の振動板１１とを第１ペアとして電気的に接続し、一方の振動板組立体１０Ａ側の振動板１１と、他方の振動板組立体１０Ｂ側の固定極１４とを第２ペアとして電気的に接続し、上記第１ペアに成極電圧Ｖｐを印加するとともに、上記第１ペアをコンデンサＣを介してＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などのインピーダンス変換器３０に接続し、上記第２ペアを接地に接続する。これにより、８の字型を示す双指向性ポーラパターンが得られる。

なお、プッシュプルユニットとする場合には、図３に示すように、２つのインピーダンス変換器３０ａ，３０ｂを用意し、一方の振動板組立体１０Ａの振動板１１を一方のインピーダンス変換器３０ａに接続すとともに、他方の振動板組立体１０Ｂの振動板１１を他方のインピーダンス変換器３０ｂに接続し、各振動板組立体１０Ａ，１０Ｂの固定極１４，１４に成極電圧Ｖｐを印加すればよい。

図４に、この双指向性コンデンサマイクロホンユニットの機械等価回路を示す。ＰＳは前方音源，ＰＳｅ⁻は後方音源である。ｍ０１，ｓ０１は振動板組立体１０Ａ側の振動板１１のインピーダンス、ｍ０２，ｓ０２は振動板組立体１０Ｂ側の振動板１１のインピーダンスである。ｒ０１，ｒ０２は各振動板１１と固定極１４との間に存在する薄空気層の音響抵抗、ｒ１は挟み込まれている音響抵抗材２０の音響抵抗である。ｓ１１，ｓ１２は固定極１４に穿設されている音通路孔１４ａの容積によるインピーダンスで、ｓ１１，ｓ１２はインピーダンスがきわめて高いため、主要帯域では無視できる。

以上説明したところから分かるように、本発明によれば、２組の振動板組立体１０Ａ，１０Ｂを音響抵抗材２０を挟んで背中合わせとして結合するという簡単な作業により、双指向性コンデンサマイクロホンユニットを高精度に組み立てることができる。

また、制動用の音響抵抗材として、各振動板組立体１０Ａ，１０Ｂ間に一つの音響抵抗材２０を配置すればよいため、前後のユニットの感度，指向周波数応答をほぼ同一とすることができる。また、振動板１１の前面には、空洞や固定極などの音響抵抗がないため、高域まですぐれた周波数応答が得られる。

また、固定極１４にプリント基板１５を用いることにより、２組の振動板組立体１０Ａ，１０Ｂを背中合わせとする際、その固定極間を電気的に絶縁するための絶縁材を特に必要としない。また、プリント基板１５に固定極１４の引出リード電極１４ｂを有する端子部１５ａを突設することにより、配線の接続作業が容易になるとともに、組立時において固定極１４の回転方向の位置規制を行うことができる。

本発明による双指向性コンデンサマイクロホンユニットの構成を模式的に示す分解断面図。（ａ）固定極に用いられるプリント基板を示す正面図，（ｂ）その中央縦断面図。プッシュプルユニットとする場合の配線状態を示す模式図。本発明の双指向性コンデンサマイクロホンユニットの電気的等価回路図。従来の双指向性コンデンサマイクロホンユニットの構成を模式的に示す断面図。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ振動板組立体
１１振動板
１２ダイアフラムリング
１３スペーサリング
１４固定極
１４ａ音通路孔
１５プリント基板
１５ａ端子部
２０音響抵抗材
３０，３０ａ，３０ｂインピーダンス変換器
Ｖｐ成極電圧

Claims

支持リングに張設された振動板と、複数の音通路孔を有する固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる同一構成の振動板組立体を２組備え、上記各振動板組立体の固定極同士を背中合わせとし、それらの間に音響抵抗材を配置して、上記固定極同士をサイド方向の漏れがないように圧着により一体的に結合してなり、上記固定極の間に音響的に作用する空気室を備えていないことを特徴とする双指向性コンデンサマイクロホンユニット。
上記固定極が、プリント基板の片面に形成された金属膜よりなることを特徴とする請求項１に記載の双指向性コンデンサマイクロホンユニット。
上記プリント基板の外縁の一部分には、上記固定極に連なる引出リード電極を有する端子部が突設されていることを特徴とする請求項２に記載の双指向性コンデンサマイクロホンユニット。
上記一方の振動板組立体の上記固定極と上記他方の振動板組立体の上記振動板とが第１ペアとして電気的に接続され、上記一方の振動板組立体の上記振動板と上記他方の振動板組立体の上記固定極とが第２ペアとして電気的に接続され、上記第１ペアに成極電圧が印加されるとともに、上記第１ペアがコンデンサを介してインピーダンス変換器に接続され、上記第２ペアが接地に接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の双指向性コンデンサマイクロホンユニット。
インピーダンス変換器を２つ備え、上記一方の振動板組立体の上記振動板が上記一方のインピーダンス変換器に接続されるとともに、上記他方の振動板組立体の上記振動板が上記他方のインピーダンス変換器に接続され、上記各振動板組立体の上記固定極に成極電圧が印加されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の双指向性コンデンサマイクロホンユニット。