JP4810315B2 - コンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明はコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、携帯電話機などから出力される高い周波数の電磁波が出力コネクタからマイクケース内に入り込まないようにする技術に関するものである。

コンデンサマイクロホンは、そのマイクロホンユニットのインピーダンスがきわめて高いため、ＦＥＴ（電界効果トランジタ）などのインピーダンス変換器を内蔵している。通常、コンデンサマイクロホンにおいてはファントム電源が用いられ、マイク音声信号はファントム電源用の平衡シールドケーブルを介して出力される。

上記平衡シールドケーブルを接続するため、マイクケース（手持ち式マイクロホンにおいてはマイクグリップ）側には３ピンタイプの出力コネクタが設けられる（例えば、特許文献１参照）。上記出力コネクタはＥＩＡＪ ＲＣ−５２３６「音響機器用ラッチロック式丸形コネクタ」に規定されているコネクタであり、その構成を図２ないし図４により説明する。

図２は出力コネクタをマイクケース内に装着した状態で示す断面図，図３は出力コネクタをマイクケースから抜き出して示す正面図で、図２において出力コネクタは図３のＡ−Ａ線に沿った断面で示されている。図４は出力コネクタの平面図である。

これによると、出力コネクタ１０はＰＢＴ（ポリブタジエンテレフタレート）樹脂などの電気絶縁体からなる円盤状のコネクタ基台１１を備えている。コネクタ基台１１には３本のピン、すなわち接地用の１番ピンＥ，信号のホット側２番ピンＳＨおよび信号のコールド側３番ピンＳＣとが例えば圧入により貫設されている。

手持ち式マイクロホンについて言えば、図２に示すように、出力コネクタ１０は円筒状に形成された図示しないマイクグリップの端部にネジ止めされるコネクタ収納筒２０内に装着される。通常、コネクタ収納筒２０を含めてマイクグリップは真鍮などの金属材からなり、内蔵される電気部品のシールドケースとしても作用する。

コネクタ基台１１内には接地用の１番ピンＥをコネクタ収納筒２０に電気的に接続するための雄ネジ１２が設けられている。雄ネジ１２はコネクタ基台１１の半径方向に穿設されているネジ収納穴１３に収納されているとともに、コネクタ基台１１にはネジ収納穴１３内において雄ネジ１２と螺合する雌ネジ１４ａを有するアース端子板１４が設けられている。

図４の平面図に示すように、アース端子板１４と接地用の１番ピンＥは接続金具１５を介して導通されている。図２に示すように、コネクタ収納筒２０に穿設されている丸孔２１から図示しないドライバにより雄ネジ１２を回して同雄ネジ１２を丸孔２１の周縁に当接させる。

これにより、接地用の１番ピンＥとコネクタ収納筒２０とが雄ネジ１２，アース端子板１４および接続金具１５を介して電気的に接続される。また、これとは別に図３，図４に示すように接地用の１番ピンＥにはコネクタ収納筒２０の内面に接する板バネ１６が連結され、この板バネ１６により接地用の１番ピンＥとコネクタ収納筒２０の導通がとられることもある。

出力コネクタ１０に図示しないファントム電源側から引き出されているマイクケーブル（平衡シールドケーブル）が接続された状態において、強い電磁波がマイクロホンやマイクケーブルに加えられると、その電磁波が出力コネクタ１０からマイクロホンの内部に入り込み、インピーダンス変換器で復調され可聴周波数の雑音としてマイクロホンから出力されてしまうことがある。

このような出力コネクタ１０からマイクロホン内部への電磁波の入り込みを防止する方法の一つとして、図４に示すように、従来では接地用の１番ピンＥとホット側２番ピンＳＨとの間と、接地用の１番ピンＥとコールド側３番ピンＳＣとの間に高周波を短絡させるように動作するキャパシタ素子Ｃをそれぞれ接続するとともに、ホット側２番ピンＳＨとコールド側３番ピンＳＣとを高周波侵入阻止用のインダクタＬを介してコネクタ収納筒２０などのマイクケースに接続するようにしている。

特開平１１−３４１５８３号公報

上記の従来技術によれば、通常の放送電波，例えばＨＦ，ＶＨＦ，ＵＨＦなどによる電磁波に対してはほとんど問題なくその侵入を阻止することができる。しかしながら、近年の携帯電話機などの普及によってより高い周波数の電磁波がマイクロホンの近傍で使用される機会が増えている。ここで、図５の模式図により、コンデンサマイクロホンが上記した高い周波数の電磁波に晒された場合の問題点について説明する。

図５において、Ｚ１はマイクロホンの出力トランスＴの一次側においてホット側２番ピンＳＨに接続されるキャパシタ素子ＣとインダクタＬとを含むフィルタ素子のインピーダンス、Ｚ２は同じく出力トランスＴの一次側においてコールド側３番ピンＳＣに接続されるキャパシタ素子ＣとインダクタＬとを含むフィルタ素子のインピーダンス、Ｚ３，Ｚ４はファントム電源用の平衡シールドケーブルのホット側とコールド側にそれぞれ存在するインピーダンスであり、ノイズがキャンセルされるように、インピーダンスＺ１とＺ２とが平衡、また、インピーダンスＺ３とＺ４とが平衡となるように設計される。

しかしながら、各フィルタ素子のインピーダンスＺ１とＺ２とが高周波領域で不平衡（アンバランス）であると、携帯電話機などから高周波数の信号Ｕａが加えられた場合、ホット側とコールド側との間にキャンセルされない不平衡信号Ｕｂが発生し、これが原因でコネクタ収納筒２０を含むマイクケース内に高周波電流が流れ、通常よりも大きな雑音が発生する。

なお、マイクロホンの出力トランスが比較的長いリード線で配線されるような場合、そのリード線の長さや引き回し方によっては、ＶＨＦ帯の周波数でも各フィルタ素子のインピーダンスＺ１とＺ２とが不平衡となり、雑音が発生することもある。

したがって、本発明の課題は、携帯電話機などで使用される高い周波数に対しても、それによる雑音発生を効果的に防止することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、コンデンサマイクロホンユニットと接続される出力トランスを含む音声信号出力回路を有し、導電性のマイクケース内に収納されるプリント基板と、電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピン，信号用のホット側２番ピン，コールド側３番ピンを貫設してなり、上記マイクケースの端部に上記１番ピンが同マイクケースに導通された状態で装着される３ピンタイプの出力コネクタとを備え、上記プリント基板に上記ホット側２番ピンと上記コールド側３番ピンとにそれぞれ接続される高周波除去用のフィルタ素子が実装されており、上記出力コネクタに平衡シールドケーブルを介してファントム電源を接続して使用するコンデンサマイクロホンにおいて、上記出力トランスのホット側２番ピンに接続される上記フィルタ素子のインピーダンスＺ１と、上記出力トランスのコールド側３番ピンに接続される上記フィルタ素子のインピーダンスＺ２とが高周波領域で不平衡とならず、高周波領域まで上記出力コネクタから出力されるマイクロホン出力の平衡性が維持されるようにするため、上記出力トランスの中点タップに接続される中点ラインパターンを左右対称の中心線として、上記プリント基板には、上記ホット側２番ピン用の第１フィルタ素子と上記コールド側３番ピン用の第２フィルタ素子とが、それらを実装する印刷回路のパターンを含めて左右対称となるように配置されていることを特徴としている。

本発明において、請求項２に記載されているように、上記各フィルタ素子にはキャパシタ素子とインダクタ素子とが含まれていてよい。

本発明によれば、ホット側２番ピン用の第１フィルタ素子と、コールド側３番ピン用の第２フィルタ素子とが、それらを実装する印刷回路のパターンを含めて、好ましくは出力トランスの中点タップに接続される中点ラインパターンを中心線として左右対称に配置されていることにより、高い周波数領域までマイクロホン出力の平衡性が維持されるため、携帯電話機などから出力される強力で高い周波数の電磁波に晒されても、マイクケース内に高周波電流が流れず、外来ノイズによる雑音発生を効果的に防止することができる。

次に、図１により本発明の実施形態について説明する。なお、図１には本発明の要部であるプリント基板の出力フィルタ部分のみを示し、コンデンサマイクロホンユニットは、公知の構成であってよいためその図示を省略し、また、出力コネクタについては、先に説明した従来の３ピンタイプの出力コネクタ１０をそのまま使用できるため、適宜、図２ないし図４を参照されたい。

図１に示すプリント基板１００は、図示しない導電性を有する例えば真鍮などの金属からなるマイクケース内に収納される基板で、このプリント基板１００には、先の図５に示したマイクロホンの出力トランスＴを含む音声信号出力回路が設けられる。

このほか、音声信号出力回路には、コンデンサマイクロホンユニットに接続されるインピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）なども実装される。また、図１の右側に先に説明した３ピンタイプの出力コネクタ１０が配置され、その各ピンが図示しないリード線を介してプリント基板１００の所定部位に接続される。

上記３ピンタイプの出力コネクタ１０と接続するため、プリント基板１００は、基本的な構成として、上記出力コネクタ１０の接地用の１番ピンＥが接続される１番ピンＥ用のはんだ付けランド部１１０と、ホット側２番ピンＳＨが接続されるホット側２番ピンＳＨ用のはんだ付けランド部１２０と、コールド側３番ピンＳＣが接続されるコールド側３番ピンＳＣ用のはんだ付けランド部１３０とを備える。

なお、プリント基板１００は両面基板で、図１に示す面を表面側として、リード線の配線の都合上、１番ピンＥ用のはんだ付けランド部１１０とホット側２番ピンＳＨが接続されるホット側２番ピンＳＨ用のはんだ付けランド部１２０は、プリント基板１００の表面側に形成され、コールド側３番ピンＳＣ用のはんだ付けランド部１３０は、プリント基板１００の裏面側に形成され、スルーホール配線を介してプリント基板１００の表面側に引き出されている。

また、プリント基板１００には、図５に示したマイクロホンの出力トランスＴの一次巻線の一端側が接続されるはんだ付けランド部１４１と、その他端側が接続されるはんだ付けランド部１４２と、上記出力トランスＴの中点タップに接続される中点ラインパターン１４３のはんだ付けランド部１４３ａとが形成される。

このプリント基板１００の出力フィルタ部分には、ホット側２番ピンＳＨ用のフィルタ素子を実装するための第１実装領域１０２と、コールド側３番ピンＳＣ用のフィルタ素子を実装するための第２実装領域１０３とが設けられるが、本発明において、第１実装領域１０２と第２実装領域１０３の各パターンは、好ましくは中点ラインパターン１４３を通るＸ−Ｘ線を中心として左右対称（図１の場合は上下対称）に形成される。

まず、ホット側２番ピンＳＨ用のフィルタ素子を実装するための第１実装領域１０２について説明すると、この例において、ホット側２番ピンＳＨ用のはんだ付けランド部１２０はプリント基板１００の図１における上半分側に配置されているのに対して、第１実装領域１０２はプリント基板１００の図１における下半分側に割り当てられているため、上記はんだ付けランド部１２０から上記中心線Ｘ−Ｘを越えて第１実装領域１０２に配線パターンが引き回され、その端部に電極端子パッド１２０ａが形成されている。

第１実装領域１０２には、フィルタ素子（いずれもチップ部品）を実装するための第１ランド部１２１，第２ランド部１２２および第３ランド部１２３が形成されている。第１ランド部１２１は、短辺と長辺とを含むほぼＬ字状のパターンであり、その短辺側に電極端子パッド１２０ａと対向する電極パッド１２１ａを備え、長辺側に第２ランド部１２２と対向する電極パッド１２１ｂと、第３ランド部１２３と対向する電極パッド１２１ｃとを備える。

第２ランド部１２２と第３ランド部１２３は互いに平行に配置され、第２ランド部１２２の両端には電極パッド１２２ａ，１２２ｂが形成され、また、第３ランド部１２３の両端には電極パッド１２３ａ，１２３ｂが形成されている。第２ランド部１２２の電極パッド１２２ａが第１ランド部１２１の電極パッド１２１ｂと対向し、第３ランド部１２３の電極パッド１２３ａが第１ランド部１２１の電極パッド１２１ｃと対向している。

この例において、ホット側２番ピンＳＨ用のはんだ付けランド部１２０の電極端子パッド１２０ａと第１ランド部１２１の電極パッド１２１ａとの間にコモンモードチョークコイルＣＬが実装され、第１ランド部１２１の電極パッド１２１ｂと第２ランド部１２２の電極パッド１２２ａとの間に高周波を短絡させるキャパシタ素子Ｃ１が実装される。

また、第１ランド部１２１の電極パッド１２１ｃと第３ランド部１２３の電極パッド１２３ａとの間に高周波阻止用のインダクタ素子Ｌ１が実装される。また、第２ランド部１２２の電極パッド１２２ｂと第３ランド部１２３の電極パッド１２３ｂとの間にもキャパシタ素子Ｃ２が実装される。

なお、第２ランド部１２２の電極パッド１２２ｂは配線パターンを介してグランド電極１２４に接続され、第３ランド部１２３の電極パッド１２３ａは配線パターンを介して出力トランスＴのはんだ付けランド部１４２に接続されている。

また、第１実装領域１０２には、１番ピンＥ用のはんだ付けランド部１１０がホット側２番ピンＳＨ用のはんだ付けランド部１２０と対称となるように配置されるが、１番ピンＥ用のはんだ付けランド部１１０からは上記はんだ付けランド部１２０と同じく配線パターンを介して電極端子パッド１１０ａが引き出され、この電極端子パッド１１０ａはグランドアイソレート用のインダクタ素子ＩＬを介してプリント基板１００のベタパターンとして形成されているグランド電極に接続される。

次に、第２実装領域１０３について説明する。この第２実装領域１０３にも、第１実装領域１０２と同じく、フィルタ素子（いずれもチップ部品）を実装するための第１ランド部１３１，第２ランド部１３２および第３ランド部１３３が形成されている。

第１ランド部１３１は第１実装領域１０２側の第１ランド部１２１と対称、第２ランド部１３２は第１実装領域１０２側の第２ランド部１２２と対称、第３ランド部１３３は第１実装領域１０２側の第３ランド部１２３と対称である。

すなわち、第１ランド部１３１は、短辺と長辺とを含むほぼＬ字状のパターンであり、その短辺側にコールド側３番ピンＳＣ用のはんだ付けランド部１３０から配線パターンを介して引き出された電極端子パッド１３０ａと対向する電極パッド１３１ａを備え、長辺側に第２ランド部１３２と対向する電極パッド１３１ｂと、第３ランド部１３３と対向する電極パッド１３１ｃとを備える。

第２ランド部１３２と第３ランド部１３３は互いに平行に配置され、第２ランド部１３２の両端には電極パッド１３２ａ，１３２ｂが形成され、また、第３ランド部１３３の両端には電極パッド１３３ａ，１３３ｂが形成されている。第２ランド部１３２の電極パッド１３２ａが第１ランド部１３１の電極パッド１３１ｂと対向し、第３ランド部１３３の電極パッド１３３ａが第１ランド部１３１の電極パッド１３１ｃと対向している。

第１実装領域１０２と同じく、第１実装領域１０３においても、コールド側３番ピンＳＣ用のはんだ付けランド部１３０の電極端子パッド１３０ａと第１ランド部１３１の電極パッド１３１ａとの間にコモンモードチョークコイルＣＬが実装され、第１ランド部１３１の電極パッド１３１ｂと第２ランド部１３２の電極パッド１３２ａとの間に高周波を短絡させるキャパシタ素子Ｃ１が実装される。

また、第１ランド部１３１の電極パッド１３１ｃと第３ランド部１３３の電極パッド１３３ａとの間に高周波阻止用のインダクタ素子Ｌ１が実装される。また、第２ランド部１３２の電極パッド１３２ｂと第３ランド部１３３の電極パッド１３３ｂとの間にもキャパシタ素子Ｃ２が実装される。

なお、第２ランド部１３２の電極パッド１３２ｂは配線パターンを介してグランド電極１３４に接続され、第３ランド部１３３の電極パッド１３３ａは配線パターンを介して出力トランスＴのはんだ付けランド部１４１に接続されている。

このように、ホット側２番ピンＳＨ用のフィルタ素子を実装するための第１実装領域１０２と、コールド側３番ピンＳＣ用のフィルタ素子を実装するための第２実装領域１０３とを、実装されるフィルタ素子およびそれらの実装するための配線パターンを含めて、好ましくは中点ラインパターン１４３を通るＸ−Ｘ線を中心として対称に配置することにより、高い周波数領域までマイクロホン出力の平衡性を維持することができる。

したがって、本発明によれば、マイクロホン近傍で例えば携帯電話機が使用され、強力で高い周波数の電磁波に晒されたとしても、マイクロホンの内部に高周波電流が流れることがないため、外来ノイズに起因する雑音発生を可及的に軽減することができる。

本発明の要部であるプリント基板の出力フィルタ部分を示す拡大平面図。 ３ピンタイプの出力コネクタをコネクタ収納部内に装着した状態で示す断面図。 上記出力コネクタを示す正面図。 上記出力コネクタを示す平面図。 コンデンサマイクロホンの出力平衡回路を示す模式図。

符号の説明

１００ プリント基板
１０２ ホット側２番ピン用フィルタ素子の第１実装領域
１０３ コールド側３番ピン用フィルタ素子の第２実装領域
１１０ 接地用１番ピンのはんだ付けランド部
１２０ ホット側２番ピンのはんだ付けランド部
１３０ コールド側３番ピンのはんだ付けランド部
１２１，１３１ 第１ランド部
１２２，１３２ 第２ランド部
１２３，１３３ 第３ランド部
１２４，１３４ グランド電極
１４１，１４２ 出力トランス接続用はんだ付けランド部
１４３ 出力トランスの中点に接続される中点ラインパターン
Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ素子
Ｌ１ インダクタ素子
ＣＬ コモンモードチョークコイル
ＩＬ グランドアイソレート用インダクタ素子

Claims (2)

1. コンデンサマイクロホンユニットと接続される出力トランスを含む音声信号出力回路を有し、導電性のマイクケース内に収納されるプリント基板と、電気絶縁体からなるコネクタ基台に接地用の１番ピン，信号用のホット側２番ピン，コールド側３番ピンを貫設してなり、上記マイクケースの端部に上記１番ピンが同マイクケースに導通された状態で装着される３ピンタイプの出力コネクタとを備え、上記プリント基板に上記ホット側２番ピンと上記コールド側３番ピンとにそれぞれ接続される高周波除去用のフィルタ素子が実装されており、上記出力コネクタに平衡シールドケーブルを介してファントム電源を接続して使用するコンデンサマイクロホンにおいて、
   上記出力トランスのホット側２番ピンに接続される上記フィルタ素子のインピーダンスＺ１と、上記出力トランスのコールド側３番ピンに接続される上記フィルタ素子のインピーダンスＺ２とが高周波領域で不平衡とならず、高周波領域まで上記出力コネクタから出力されるマイクロホン出力の平衡性が維持されるようにするため、
   上記出力トランスの中点タップに接続される中点ラインパターンを左右対称の中心線として、上記プリント基板には、上記ホット側２番ピン用の第１フィルタ素子と上記コールド側３番ピン用の第２フィルタ素子とが、それらを実装する印刷回路のパターンを含めて左右対称となるように配置されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
2. 上記各フィルタ素子にはキャパシタ素子とインダクタ素子とが含まれていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。

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