JP4911914B2 - コンデンサーマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサーマイクロホンに関するもので、特に、マイクロホンユニット部にインピーダンス変換器を内蔵し、ローカット回路、出力回路などが内蔵された回路収納部と上記マイクロホンユニット部を専用ケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンに有効なものである。

コンデンサーマイクロホンは、マイクロホンユニットのインピーダンスが高いため、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を主体とするインピーダンス変換器が用いられる。また、マイクロホンとしての性能を高めるために、ローカット回路、出力回路などがマイクロホンに内蔵される。

マイクロホンは、用途によって各種形態のものが作られている。マイクロホンの存在が何の違和感もない用途では、マイクロホンがある程度大きくなっても差支えがないから、上記インピーダンス変換器およびローカット回路、出力回路などの回路部がマイクロホンケースに内蔵される。しかし、会議用マイクロホン、教会の聖歌隊用マイクロホン、タイピン型マイクロホンなどは、マイクロホン本体が目立たないように、マイクロホンを小型化する必要があり、マイクロホンケース内に上記全ての回路部品を内蔵することはできない。そこで、これら会議用マイクロホン、教会の聖歌隊用マイクロホン、タイピン型マイクロホンなど（以下、これらを「小型化マイクロホン」という）においては、マイクロホンユニット部にインピーダンス変換器を内蔵し、ローカット回路、出力回路などが内蔵された回路収納部と上記マイクロホンユニット部を専用ケーブルで接続する形式がとられている。マイクロホンの音声信号は、上記回路収納部に内蔵された出力回路から出力される。上記マイクロホンユニットとインピーダンス変換器を含む部分を「マイクロホンユニット部」と称し、上記ローカット回路、出力回路を内蔵する回路収納部を「パワーモジュール部」と称しているので、以下、この明細書でも「マイクロホンユニット部」、「パワーモジュール部」の文言を用いることにする。

上記マイクロホンユニット部とパワーモジュール部を接続する専用ケーブルは、２芯の信号線とこれらの信号線を覆ってシールドするシールド線からなる。より具体的には、電源をマイクロホンユニット部に供給する電源線と、インピーダンス変換器から出力される音声信号をパワーモジュール部に伝送する信号線と、これら電源線と信号線を静電遮蔽し接地するシールド線からなる。この専用ケーブルの部分では、音声信号を不平衡で伝送するため、外部からの雑音に弱い。専用ケーブルの部分に外部から電磁波が侵入すると、マイクロホンユニット部およびパワーモジュール部の内部に電磁波が入り込み、これらユニット部およびモジュール部に使用されている半導体で検波され、雑音を発生する。

近年、携帯電話が普及し、マイクロホンの近傍で携帯電話が使用される機会が多くなり、携帯電話で使用される高周波の電磁波の影響でマイクロホンに雑音を発生することが大きな問題となってきている。特に、前記小型化マイクロホン、とりわけ、聖歌隊用のマイクロホンでは、マイクロホンユニット部は教会などの天井から吊るされ、天井には外観を損なわないように天井板の上側にパワーモジュール部が取り付けられていて、電磁波による雑音が問題になりつつある。図３は、このような吊り下げ型のマイクロホンの例を示す。図３において、教会などの天井板７にはパワーモジュール部２を取り付けるための孔が開けられ、この孔に、パワーモジュール部２がその外周をシールドカバー３で覆った形で埋め込まれている。上記天井板の孔はパネル４で塞がれている。パネル４は、パワーモジュール部２が装着されていることを目立たなくすることと、パワーモジュール部２をシールドする役割を持っている。パネル４を貫いてフレキシブルパイプ５が垂れ下がり、フレキシブルパイプ５の下端にはマイクロホンユニット部１が取り付けられている。マイクロホンユニット部１には、前述のように専用ケーブルが接続されていて、専用ケーブルはフレキシブルパイプ５の中を通り、専用ケーブルを構成する各線がパワーモジュール部２の所定の端子に接続されている。パワーモジュール部２からは天井板７の上側においてコード６が引き出され、音声信号が外部の回路に入力されるようになっている。

上記パワーモジュール部２の従来例を図４、図５に示す。図４、図５において、パワーモジュール部２は、基板１０と、シールドケース３と、入力側ねじターミナル１１と、出力側ねじターミナル１２を主体としてなる。基板１０には、前述のように、ローカット回路、出力回路を含む回路部が形成されていて、マイクロホンユニット部からの音声信号が、ねじターミナル１１と、このねじターミナル１１の各端子に電気的につながる複数の配線パターン１３を介して上記回路部に入力されるようになっている。配線パターン１３には、コンデンサなどからなる外部からの高周波雑音対策部品１４が接続されている。上記回路部の出力側の構成も入力側の構成と略同じで、音声信号を出力する複数の配線パターン１５が出力側ねじターミナル１２の各端子に電気的に接続されている。配線パターン１５には、コンデンサなどからなる高周波雑音対策部品１６が接続されている。入力側の高周波雑音対策部品１４は、ねじターミナル１１と干渉しないように、出力側の高周波雑音対策部品１６は、ねじターミナル１２と干渉しないように、ねじターミナル１１およびねじターミナル１２の側方に配置され、これに対応して配線パターン１３，１５のうちの一部は、ねじターミナル１１、１２と上記回路部との間を遠回りして形成されている。

パワーモジュール部２にねじターミナルが用いられる理由、特に入力側ねじターミナル１１が用いられる理由は、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部２をつなぐ専用ケーブルの長さを調節する必要があることによる。すなわち、上記専用ケーブルの長さはマイクロホンが設置される建物の天井の高さなど各種条件によって異なり、条件に適合した長さに切断して使用している。そのため、専用ケーブルの端部をパワーモジュール部２の回路基板１０に半田付けなどによって直接接続するのでは、配線工事が面倒であることから、ねじ止めによって配線することができるねじターミナルが使用されている。かかる事情はパワーモジュール部２の出力側でも同じであることから、出力側にもねじターミナル１２が用いられている。

上記ねじターミナル１１、１２は、マイクコードを機械的なねじ締めによって接続するため、寸法が大きくなる。これとともに、シールドケース３によって静電シールドされた回路部とねじターミナル１１、１２との間に、静電シールドされることなく露出した複数の配線パターン１３、１５が存在している。この露出した複数の配線パターン１３、１５のうちの一部は前述のように遠回りして形成されて長くなっており、外部からの電磁波に対しては無防備であるため、ここから高周波電流が入り込みやすくなっている。また、入出力部のねじターミナル１１，１２には、入出力マイクロホンコードのシールド線から露出した芯線部分がねじ止めされるため、このシールド線から露出した芯線部分も外部からの電磁波に対しては無防備であり、このシールド線から露出した芯線あるいは上記配線パターン１３、１５から電磁波が侵入しやすい構造になっている。露出した芯線あるいは上記配線パターン１３、１５から電磁波が侵入すると、パワーモジュール部２のシールドケース３内に電磁波が入り込み、音声信号に雑音が混入することになる。ねじターミナル１１、１２の部分には高周波雑音対策部品１６が接続されているが、芯線あるいは配線パターン１３、１５から一旦電磁波が侵入すると、これが雑音になることを避けることはできなかった。

ちなみに、従来の環境では、従来のパワーモジュール部２の構成でノイズの問題は起こらなかった。外部から電磁波が侵入することは考えられなかったからである。ところが、近年のように、一人ひとりが携帯電話を持ち歩く環境になってくると、あらゆるところに電磁波が存在することになり、この電磁波がマイクロホンに及ぼす影響を無視することができない状況にある。図３に示す形態のコンデンサーマイクロホンにおいて、図４、図５に示すパワーモジュール部２を使用するものにおいても、マイクロホンユニット１とパワーモジュール部２をつなぐケーブルから侵入した電磁波が上記配線パターン１３、１５からシールドケース３内に入り込み、雑音を発生することがわかった。そこで、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間をケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンにおいて、電磁波による雑音対策が望まれている。

ところで、コンデンサーマイクロホンにおける電磁波による雑音対策は従来各種の試みが提案されている。例えば、コンデンサーマイクロホン本体と基板との電気的な接触を安定させるとともに、高周波ノイズレベルを低減させるために、コンデンサーマイクロホン本体と、コンデンサーマイクロホン本体の音声信号を外部に出力するばね端子と、ばね端子を取り付けてばね端子の一端をコンデンサーマイクロホン本体の基板の接点に接触させるインシュレータとを備え、ばね端子の他端を螺旋形状にしたコンデンサーマイクロホンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、カプセルの前端壁の内面を帯電処理し、この前端壁と対向する位置に振動膜を配置して電気音響変換部を構成し、カプセルの後端部に基板を嵌め込んでカプセルを閉塞すると共に、基板に対して振動膜の音響振動を電気信号に変換するＦＥＴを備え、このＦＥＴの出力端子とグランド端子との間にコンデンサとバリスタとを並列に備えてなるエレクトレットコンデンサーマイクロホンが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−７１５６号公報 特開２００３−２３０１９５号公報

上記特許文献１および特許文献２記載の発明はいずれも、例えば携帯電話に組み込むタイプのマイクロホンに関するもので、高周波雑音対策部品を付加するという着想のものである。加えて、特許文献２記載の発明は、マイクロホンユニット部をカプセルに収納してシールドしたものである。しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の発明のいずれも、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間を専用のケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンにおける高周波雑音対策に関するものではない。

本発明は、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間を専用のケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンであって、パワーモジュール部において専用のケーブルを接続するねじターミナルを備えたものにおいて、ねじターミナル部から電磁波が侵入することを効果的に阻止し、音声信号に雑音が混入することを防止することができるコンデンサーマイクロホンを提供することを目的とする。

本発明は、
マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間をケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンであって、
パワーモジュール部は、基板とこの基板に固定されて上記ケーブルを接続するねじターミナル部とパワーモジュール部を覆うシールドケースを有し、
上記基板は、パワーモジュール部の回路と入力側ねじターミナル部の間およびパワーモジュール部の回路と出力側ねじターミナル部の間を接続する配線パターンと、上記ねじターミナル部の端子に電気的につながる電極パターンと、上記配線パターンに接続された高周波雑音対策部品と、上記入出力側の各配線パターン、上記電極パターン、および上記シールドケースで覆われている回路部を取り囲んで形成されているアースパターンと、を有し、
上記ねじターミナル部は、上記高周波雑音対策部品を覆って上記基板に固定されたターミナル部品を有し、
上記基板と上記ターミナル部品の間にスペーサが介在し、このスペーサの高さの範囲内に高周波雑音対策部品が収納され、
上記パワーモジュール部の回路と上記ねじターミナル部の間を接続する上記配線パターンおよび上記高周波雑音対策部品は、上記シールドケース側を除き三方がスペーサで囲まれている
ことを最も主要な特徴とする。

ねじターミナル部は、高周波雑音対策部品を覆って基板に固定されるため、高周波雑音対策部品を接続し、かつ、ねじターミナル部の各端子と接続する配線パターンは、パワーモジュール部の回路から最短距離で形成することが可能となり、配線パターンの露出部分を極めて少なくすることができる。したがって、配線パターンからパワーモジュール部のシールドケース内の回路に侵入しようとする電磁波を大幅に低減することができ、電磁波を原因とする雑音を大幅に低減することができる。

以下、本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの実施例を、図を用いて説明する。
図１、図２において、符号２０はパワーモジュール部を示しており、このパワーモジュール部２０は、例えば、図３に示すような天井吊り下げ型のコンデンサーマイクロホンにおけるパワーモジュール部として、建物の天井に埋め込んで使用することができる。パワーモジュール部２０は、基板２１と、シールドケース３０と、入力側ねじターミナル部２２と、出力側ねじターミナル部２３を主体としてなる。

基板２１には、ローカット回路、出力回路を含む回路部が形成されていて、マイクロホンユニット部からの音声信号が、ねじターミナル部２２と、このねじターミナル部２２の各端子に電気的につながる複数の電極パターン２４および配線パターン２６を介して上記回路部に入力されるようになっている。この入力側のねじターミナル部２２は、シールドケース３０を挟んで基板２１の一端側（図１、図２において左端側）に配置されている。上記各電極パターン２４、配線パターン２６およびアースパターン３５には、コンデンサなどからなる外部からの高周波雑音対策部品２７が接続されている。上記回路部の出力側の構成も入力側の構成と略同じで、音声信号を出力する複数の配線パターン２８が出力側ねじターミナル部２３の各電極パターン２５に電気的に接続されている。配線パターン２８、電極パターン２５およびアースパターン３５には、コンデンサなどからなる高周波雑音対策部品２９が接続されている。アースパターン３５は、入出力側の各配線パターン、電極パターン、およびシールドケース３０で覆われている回路部を取り囲んで形成されている。出力側のねじターミナル部２３は、シールドケース３０を挟んで基板２１の他端側（図１、図２において右端側）に配置されている。

入力側の高周波雑音対策部品２７は入力側ねじターミナル部２２を構成するターミナル部品３１で覆われるように、換言すれば、高周波雑音対策部品２７に重ねてターミナル部品３１が固定されている。ただし、回路基板２１とターミナル部品３１との間にはスペーサ３３が介在してスペーサ３３の高さ寸法に見合う隙間が形成され、この隙間の範囲内に高周波雑音対策部品２７が収納されている。上記ターミナル部品３１は、マイクロホンユニット部からの音声信号を伝達する電線、電源を供給する電線およびシールド線をねじ締めによって接続するための電線接続部を有するとともに、これら電線接続部と電気的に一体の電極を有し、各電極は上記電極パターン２４に電気的に接続されている。ターミナル部品３１の材質は特に限定されないが、一般的には絶縁材であるプラスチックの一体成形とすれば製作が容易である。スペーサ３３の材質も任意であり、絶縁材料であっても、導電材料であってもよい。パワーモジュール部２０の回路とねじターミナル部２２の間を接続する配線パターン２６および高周波雑音対策部品２７は、パワーモジュール部２０を覆うシールドケース３０側を除き三方がスペーサ３３で囲まれている。

出力側のねじターミナル部２３も、以下のように入力側のねじターミナル部２２と同様に構成されている。出力側の高周波雑音対策部品２９は出力側ねじターミナル部２３を構成するターミナル部品３２で覆われるように、換言すれば、高周波雑音対策部品２９に重ねてターミナル部品３２が固定されている。ただし、回路基板２１とターミナル部品３２との間にはスペーサ３４が介在してスペーサ３４の高さ寸法に見合う隙間が形成され、この隙間の範囲内に高周波雑音対策部品２９が収納されている。上記ターミナル部品３２は、音声信号を外部回路に伝達する電線およびシールド線をねじ締めによって接続するための電線接続部を有するとともに、これら電線接続部と電気的に一体の電極を有し、各電極は前記電極パターン２５に電気的に接続されている。ターミナル部品３２の材質は任意で、絶縁材であるプラスチックの一体成形とすれば製作が容易である。スペーサ３４の材質も任意であり、絶縁材料であっても、導電材料であってもよい。パワーモジュール部２０の回路とねじターミナル部２３の間を接続する配線パターン２８および高周波雑音対策部品２９は、パワーモジュール部２０を覆うシールドケース３０側を除き三方がスペーサ３４で囲まれている。

以上説明した実施例によれば、入力側および出力側のターミナル部２２、２３を、高周波雑音対策部品２７、２９に重ねて基板２１に固定している。換言すれば、入力側および出力側のターミナル部２２、２３と基板２１との間に高周波雑音対策部品２７、２９が入っている。高周波雑音対策部品２７、２９が入るスペースを入力側および出力側のターミナル部２２、２３と基板２１との間に確保するために、スペーサ３３、３４を上記ターミナル部２２、２３と基板２１との間に介在させている。このような構成にしたことにより、パワーモジュール部２０が有するローカット回路、出力回路などの回路部とターミナル部２２、２３とを接続する配線パターン２６，２８が、ターミナル部品３１，３２の側方に遠回りして形成されることなく、最短距離を通って形成される。したがって、配線パターン２６，２８によって外部の電磁波を拾うことがなく、電磁波を原因とする高周波雑音を大幅に低減することができる。

本発明は、特に、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間をケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンにおける高周波雑音対策として有効である。すなわち、上記ケーブルは周囲の電磁波を拾いやすく、このケーブルを電磁波が伝ってパワーモジュール部に侵入しやすい構造になっている。しかし、上記実施例によれば、上記ケーブルを伝ってパワーモジュール部２０に侵入しようとする電磁波は、ケーブルのシールド線からアースパターン３５およびシールドケース３０に逃がされる。図４、図５に示すような従来のパワーモジュール部の構成によれば、一端アースに逃げた電磁波が、露出している配線パターンから侵入するという問題があったが、本願発明の上記実施例によれば、配線パターンがねじターミナル部で覆われているため、ケーブルを伝ってパワーモジュール部２０に侵入しようとする電磁波が、上記配線パターンに導かれることなく、シールドケース３０に逃げていき、電磁波を原因とする高周波雑音を効果的に低減することができる。

ねじターミナル部は、パワーモジュール部２０の音声信号入力側と音声信号出力側の両方に設けられていて、入力側と出力側の両方において上記のような高周波雑音対策に有効な構成が採用されているため、高周波雑音をより一層効果的に低減することができる。
パワーモジュール部２０の回路とねじターミナル部の間を接続する配線パターンおよび高周波雑音対策部品は、入力側と出力側の両方において、パワーモジュール部２０を覆うシールドケース３０側を除き三方がスペーサ３３，３４で囲まれているため、ねじターミナル部からの電磁波の侵入をより効果的に阻止することができる。

本発明にかかるコンデンサーマイクロホンは、マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間をケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホン一般に適用可能である。したがって、教会の聖歌隊用マイクロホンなどのように、天井から吊り下げる形式のマイクロホン、会議用のマイクロホンのような、小型のコンデンサーマイクロホンに好適である。

本発明にかかるコンデンサーマイクロホンのパワーモジュール部の構成例を、一部の部品を省略して示す平面図である。 上記パワーモジュール部の正面図である。 本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの適用例を示す一部断面正面図である。 従来のコンデンサーマイクロホンのパワーモジュール部の構成例を、一部の部品を省略して示す平面図である。 上記従来のパワーモジュール部の正面図である。

符号の説明

２０ パワーモジュール部
２１ 基板
２２ ねじターミナル部
２３ ねじターミナル部
２６ 配線パターン
２７ 高周波雑音対策部品
２８ 配線パターン
２９ 高周波雑音対策部品
３０ シールドケース
３３ スペーサ
３４ スペーサ

Claims (1)

1. マイクロホンユニット部とパワーモジュール部とを分離してこの間をケーブルで接続する形式のコンデンサーマイクロホンであって、
   パワーモジュール部は、基板とこの基板に固定されて上記ケーブルを接続するねじターミナル部とパワーモジュール部を覆うシールドケースを有し、
   上記基板は、パワーモジュール部の回路と入力側ねじターミナル部の間およびパワーモジュール部の回路と出力側ねじターミナル部の間を接続する配線パターンと、上記ねじターミナル部の端子に電気的につながる電極パターンと、上記配線パターンに接続された高周波雑音対策部品と、上記入出力側の各配線パターン、上記電極パターン、および上記シールドケースで覆われている回路部を取り囲んで形成されているアースパターンと、を有し、
   上記ねじターミナル部は、上記高周波雑音対策部品を覆って上記基板に固定されたターミナル部品を有し、
   上記基板と上記ターミナル部品の間にスペーサが介在し、このスペーサの高さの範囲内に高周波雑音対策部品が収納され、
   上記パワーモジュール部の回路と上記ねじターミナル部の間を接続する上記配線パターンおよび上記高周波雑音対策部品は、上記シールドケース側を除き三方がスペーサで囲まれていることを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
   

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