JP4939921B2

JP4939921B2 - コンデンサマイクロホン用前置減衰器およびコンデンサマイクロホン

Info

Publication number: JP4939921B2
Application number: JP2006351150A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008166907A

Description

本発明は、マイクロホンユニットの指向性を選択できるコンデンサマイクロホンに用いられる前置減衰器に関し、さらに詳しく言えば、きわめて薄い平板状に形成され既存のマイクロホンユニット内に容易に組み込むことが可能な前置減衰器および同前置減衰器を備えたコンデンサマイクロホンに関するものである。

コンデンサマイクロホンのうち、主として会議施設に用いられるグースネック型マイクロホンや話者の胸元に取り付けて用いられる例えば聖歌隊用などのタイピン型マイクロホン、それに楽器演奏時の収音用のマイクロホンなどにおいては、マイクロホンが目立たないようにするため、マイクロホンを、振動板と固定極とを対向的に配置してなる音響電気変換器とそのインピーダンス変換器などが内蔵されるマイクロホンユニットと、電源回路や音声出力回路などが内蔵されるパワーモジュール部とを分離し、それらを専用のマイクケーブルで接続するようにしている。

また、マイクロホンユニットについて言えば、収音の目的に応じて指向性を選択できるようにしたものがある。この場合には、マイクロホンユニットが、上記インピーダンス変換器を含むユニット本体と、上記音響電気変換器を含むマイクロホンカプセルとに分離され、ユニット本体に対して、カージオイド，ハイパーカージオイド，無指向性，双指向性，狭指向性など指向性の異なるマイクロホンカプセルが着脱可能に連結される。

ところで、コンデンサマイクロホンでは、大きな音が入力されると、音声出力回路で音声信号に歪みが発生する。これを防止するため、コンデンサマイクロホンユニットに並列にコンデンサ（減衰用コンデンサ）を接続して、インピーダンス変換器に入力される音声信号を減衰させる。

この音声信号を減衰させる減衰器を、インピーダンス変換器の入力段に接続されることから前置減衰器（ＰＡＤ（パッド））と称し、特に楽器などにマイクロホンを近接させて収音する場合に、それに応じた適正な減衰量を有する前置減衰器が用いられる。

その減衰量は、上記音響電気変換器（マイクロホンカプセル）の有効静電容量に対して並列に接続されるコンデンサの静電容量に依存し、静電容量を大きくすることにより大きな減衰量が得られるが、指向性が異なることによって設計上静電容量も異なった値となる。これは、それぞれの指向性での制御方式が異なることに起因している。

例えば、オムニは弾性制御であり、双方向性は抵抗制御である。また、カージオイドは弾性制御と抵抗制御の両方の性質を有し、ハイパーカージオイドはカージオイドより抵抗制御的性質を有する。

そのため、指向周波数応答を良好とし、マイクロホンカプセルを交換しても感度が同じになるように設計すると、それぞれの指向性で静電容量が異なることになる。前置減衰器（パッド用コンデンサ）による適正な減衰率は、マイクロホンカプセルの有効静電容量との関係で決められるため、各マイクロホンカプセルごとにパッド用コンデンサも変える必要がある。

そのため、従来では、マイクロホンカプセルを交換する際には、そのカプセルに合った減衰率を有するパッドリングと呼ばれる減衰器を選択し、そのパッドリングを介してマイクロホンカプセルをグリップ部内の音声信号出力回路など接続するようにしている。

しかしながら、パッドリングはマイクロホンのアクセサリー部品で、別途に購入しなくてはならないし、また、比較的小さな部品であるため紛失しやすい。そればかりでなく、例えば−１０ｄＢ用と−２０ｄＢ用とがある場合、いずれが最適かを知るには、実際にパッドリングを取り替えてみる必要があるため、その操作が煩わしい。

この点を解決するため、本出願人は、特許文献１で、振動板と固定極とを対向的に配置してなる音響電気変換器などを含むコンデンサマイクロホンユニットと、インピーダンス変換器，音声出力回路などを含むマイクロホン本体とを有するスティック型コンデンサマイクロホンにおいて、コンデンサマイクロホンユニットとマイクロホン本体との間に、回路基板に減衰用のコンデンサ（チップ型コンデンサ）を実装してなる前置減衰器を交換可能に配置することを提案している。

特開２００６−２８７３４７号公報

上記特許文献１に記載の発明によれば、前置減衰器（減衰コンデンサ）を部品点数が少なくて安価に作製することができ、マイクロホンの外形にほとんど影響を与えることがなく、しかも容易に前置減衰器を付け替えることができる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、比較的大口径のスティック型コンデンサマイクロホンについてなされたもので、回路基板にチップ型コンデンサを実装した構成であるため、上記したユニット本体に対して指向性の異なるマイクロホンカプセルを交換可能としたタイプのマイクロホンユニットの場合、小口径であり他の電気部品と接触しないようにする必要があることから、回路基板にチップ型コンデンサを実装した構成をそのまま適用することができない。

したがって、本発明の課題は、きわめて薄い平板状に形成され、小口径でしかも既存のマイクロホンユニット内にも容易に組み込むことが可能な前置減衰器および同前置減衰器を備えたコンデンサマイクロホンを提供することにある。

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、振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなるコンデンサ型の音響電気変換器とインピーダンス変換器との間で、上記音響電気変換器の有効静電容量に対して並列的に接続される所定の静電容量を有するコンデンサマイクロホン用前置減衰器において、
当該前置減衰器が、上記固定極から引き出されている信号引出電極に接触する接触端子と、上記インピーダンス変換器が実装されている変換器用回路基板との間に配置され、一方の面に形成された電極パターンと他方の面に形成された電極パターンとにより上記所定の静電容量を発現する両面回路基板からなり、上記両面回路基板の一方の基板面には、その中央部分に第１信号電極が島状に形成されているとともに、上記第１信号電極の周りの残余の部分には第１グランド電極がベタパターンとして形成され、上記両面回路基板の他方の基板面には、スルーホール配線を介して上記第１信号電極と電気的に接続され上記第１グランド電極との間で上記静電容量を発現する第２信号電極が形成されており、上記第１信号電極もしくは上記第２信号電極のいずれか一方が上記接触端子側と接触し、いずれか他方が上記変換器用回路基板に形成されている上記インピーダンス変換器の制御電極リード端子と接触することを特徴としている。

また、本発明の好ましい態様を記載した請求項２では、上記両面回路基板の他方の基板面の周縁部には、スルーホール配線を介して上記第１グランド電極と電気的に接続され、上記変換器用回路基板の周縁に形成されているグランド電極と接触する第２グランド電極が環状に形成されていることを特徴としている。

また、本発明には、請求項３に記載のコンデンサマイクロホンも含まれる。すなわち、請求項３では、カプセル筐体内に振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる音響電気変換器が収納され、上記固定極に接続された信号引出電極が上記カプセル筐体の後端部側に引き出されているマイクロホンカプセルと、上記マイクロホンカプセルが着脱自在に連結される支持筐体内に、下面側にインピーダンス変換器が実装され上面側にその制御電極リード端子が形成されている変換器用回路基板と、上記信号引出電極と接触するように上記変換器用回路基板の上面側に配置され上記マイクロホンカプセルの連結に伴って上記信号引出電極を上記制御電極リード端子に電気的に接続する接触端子とが設けられているユニット本体とを含むマイクロホンユニットを備えているコンデンサマイクロホンにおいて、上記ユニット本体内の上記変換器用回路基板と上記接触端子との間に、請求項１または２のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホン用前置減衰器を有することを特徴としている。

本発明によれば、振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなるコンデンサ型の音響電気変換器とインピーダンス変換器との間で、音響電気変換器の有効静電容量に対して並列的に接続される所定の静電容量を有するコンデンサマイクロホン用前置減衰器を、一方の面に形成された電極パターンと他方の面に形成された電極パターンとにより所定の静電容量を発現する両面回路基板としたことにより、全体の厚みを例えば０．１ｍｍ程度にきわめて薄くできるため、小口径でしかも既存のマイクロホンユニット内にも容易に組み込むことができる。

そればかりでなく、両面回路基板を例えば２枚重ねて用いることにより２倍の静電容量が得られるため、収音目的に応じた減衰量の調整をも両面回路基板の枚数を選択することにより、容易に行うことができる。

次に、図面を参照しながら、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に示すように、このコンデンサマイクロホンユニット１は、基本的な構成として、マイクロホンカプセル１０と、そのベース（カプセル支持部材）としてのユニット本体２０とを備え、専用のマイクコード３０を介して図示しないパワーモジュール部（出力モジュール部）に接続される。

マイクロホンカプセル１０は、例えば真鍮材からなる円筒状のカプセルケース１１を備え、筐体１１内には、振動板と固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなるコンデンサ型の音響電気変換器１２が収納されている。音響電気変換器１２は公知の構成であってよいため、詳しくは図示しない。

筐体１１の背面側は裏蓋１３により閉じられており、上記固定極に接続されているコンタクトピン（信号引出電極）１４が裏蓋１３から突出している。また、カプセルケース１１の後端側にはユニット本体２０と連結するための雌ネジ１５１を有する連結筒１５がカプセルケース１１と電気的に導通するように固定されている。

ユニット本体２０は、例えば真鍮材よりなる円筒状の筐体２１を備え、この筐体２１に外周に雄ネジ２２１が形成されているリングカプラー２２を介してマイクロホンカプセル１０が着脱可能に連結される。

すなわち、筐体２１の一端側（図１において上端側）には雌ネジ２１１が形成されており、この雌ネジ２１１にリングカプラー２２の雄ネジ２２１の下半分が螺合され、この状態で連結筒１５の雌ネジ１５１をリングカプラー２２の雄ネジ２２１の上半分に螺合することにより、マイクロホンカプセル１０とユニット本体２０とが連結される。

また、筐体２１内には円筒状のシールドカップ２３が収納されており、このシールドカップ２３の上端を受けとして、筐体２１の一端側に変換器用回路基板２４が筐体２１の内部を塞ぐように配置される。

変換器用回路基板２４の下面側には、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ２５が実装されている。変換器用回路基板２４は両面回路基板で、図２ａにその上面側の配線パターンを示し、図２ｂにＦＥＴ２５が実装される下面側の配線パターンを示す。

ＦＥＴ２５が実装される下面側の配線パターンには、ＦＥＴ２５のゲートＧ，ドレインＤおよびソースＳの各電極に対するリード配線が含まれており、その内のゲート用リード配線はスルーホール内配線を介して変換器用回路基板２４の上面側の中央に形成されているゲート電極端子２４１に接続されている。

変換器用回路基板２４の外周縁部における上面側と下面側とには、ＦＥＴ２５のドレインもしくはソースに接続されるグランドパターン２４２ａ，２４２ｂがスルーホール内配線を介して互いに導通するように形成されている。

変換器用回路基板２４の上面には、コンタクトピン１４と接触する板バネ材からなる接触端子２６がゴム弾性体からなる保形用のブロック２７を抱えた状態で載置されている。

図３に示すように、この例での接触端子２６は、変換器用回路基板２４の上面と平行な底板２６１と、底板２６１の一方の端部から上方に向けてほぼ直角に折り曲げられた起立板２６２と、起立板２６２の上端から斜め上方に向けて折り曲げられコンタクトピン１４と接触する接触片２６３とを有し、底板２６１の底面のほぼ中央には半球状の突起からなる接点２６４が形成されている。

接触端子２６は、ゴム弾性体からなるキャップ部材２８により、変換器用回路基板２４の上面中央部分に保持される。キャップ部材２８は傘型であって、中央部分に接触端子２６の保持孔２８１を有し、その裾部２８２がリングカプラー２２と変換器用回路基板２４との間に挟まれ、これにより接触端子２６の底板２６１がＦＥＴ２５のゲート用リード配線に連なる上記ゲート電極端子２４１と接触するように固定される。

したがって、マイクロホンカプセル１０をリングカプラー２２を介してユニット本体２０に連結すると、音響電気変換器１２に含まれている図示しない固定極がコンタクトピン１４，接触端子２６およびゲート電極端子２４１を介してＦＥＴ２５のゲートに接続されることになる。

また、変換器用回路基板２４の外周縁部がリングカプラー２２の下端部とシールドカップ２３の上端との間に挟持され、これにより、変換器用回路基板２４の外周縁部の上面側に形成されているグランドパターン２４２ａとリングカプラー２２とがきつく接触するとともに、変換器用回路基板２４の外周縁部の下面側に形成されているグランドパターン２４２ｂとシールドカップ２３とがきつく接触する。

ユニット本体２０の他端側（図１において下端側）にはコードブッシュ２９１を有するコード導入孔２９が設けられており、このコード導入孔２９より図示しないパワーモジュール部側から延びる専用のマイクコード３０がユニット本体２０内に引き込まれる。

マイクコード３０には、電源をマイクロホンカプセル１０に供給する電源線３１と、ＦＥＴ２５から出力される音声信号を図示しないパワーモジュール部に送信する信号線３２と、これら電源線３１および信号線３２を静電遮蔽し接地に落とされる網状のシールド被覆線３３とを含む２芯シールド被覆線が用いられる。

この実施形態において、マイクコード３０にはユニット本体２０内に引き込まれる部分にシールド被覆線３３を剥き出しとしたシールド被覆線露出部３３１が設けられ、後述するように、このシールド被覆線露出部３３１にシールドカップ２３の小径円筒部２３１がかしめにより固定される。

シールド被覆線露出部３３１は、例えばマイクコード３０の変換器用回路基板２４と接続される先端側の外皮を取り除いてシールド被覆線３３を剥き出し、その剥き出したシールド被覆線３３を折り返すことにより形成できる。

シールドカップ２３には、小径円筒部２３１と大径円筒部２３２とが含まれており、その全体がアルミニウムなどの金属材よりなる。小径円筒部２３１内にはシールド被覆線露出部３３１が挿通され、かしめにより小径円筒部２３１がシールド被覆線露出部３３１に固定される。

大径円筒部２３２は、小径円筒部２３１の一端側（図１において上端側）から拡径されて変換器用回路基板２４の底面（この例ではＦＥＴ２５の実装面）に至る長さを有し、その外径は変換器用回路基板２４の外径およびユニット本体２０の収納空間の内径と実質的に同一径である。なお、筐体２１の内面には大径円筒部２３２の受けとして作用する凹状の段部２１２が形成されている。

本発明によると、接触端子２６の底板２６１と変換器用回路基板２４との間に前置減衰器（ＰＡＤ）４０が配置される。この前置減衰器４０は、厚さが例えば０．１ｍｍ程度の両面回路基板４１からなり、図４ａにその一方の基板面４１０の電極パターンを示し、図４ｂに他方の基板面４２０の電極パターンを示す。図４ｃは図４ａのＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。

図４ａに示すように、両面回路基板４１の一方の基板面４１０には、その中央部分に第１信号電極４１１が島状に形成されているとともに、第１信号電極４１１の周りの残余の部分には第１グランド電極４１２がベタパターンとして形成されている。

図４ｂに示すように、両面回路基板４１の他方の基板面４２０には、スルーホール配線を介して第１信号電極４１１と電気的に接続され、第１グランド電極４１２との間で静電容量を発現する第２信号電極４２１が形成されているとともに、好ましい態様として、他方の基板面４２０の周縁部には、スルーホール配線を介して第１グランド電極４１２と電気的に接続される第２グランド電極４２２が環状に形成される。

ここで、一方の基板面４１０側の第１信号電極４１１の直径が２．０ｍｍ，他方の基板面４２０側の第２信号電極４２１の直径が６．６ｍｍで、両面回路基板４１の基材（厚さ０．１ｍｍ）の比誘電率が約４．７であるとして、第１グランド電極４１２と第２信号電極４２１の重なり合う部分は、外径６．６ｍｍ，内径２．０ｍｍのリング状の部分となり、真空誘電率は８．８５４×１０^−１２であるから、静電容量は約１２．９ｐＦとなる。

マイクロホンカプセル１０の有効静電容量が８ｐＦの場合、静電容量が約１２．９ｐＦの両面回路基板４１を接触端子２６の底板２６１と変換器用回路基板２４との間に挟み込むことにより、約４．８ｄＢの減衰量が得られる。

この場合、一方の基板面４１０側を接触端子２６の底板２６１と対向させて、底板２６１の接点２６４を第１信号電極４１１と接触させ、他方の基板面４２０側の第２信号電極４２１を変換器用回路基板２４に形成されているゲート電極端子２４１と接触させることが好ましい。

また、図４ｄに示すように、２枚の両面回路基板４１，４１をそれらの一方の基板面４１０，４１０同士を向かい合わせにして重ね合わせることにより、静電容量は１２．９ｐＦ×２＝２５．８ｐＦとなるため、この場合には約１２．５ｄＢの減衰量が得られる。

このように、本発明によれば、前置減衰器を両面回路基板にて構成したことにより、安価であり、マイクロホンカプセル交換式のマイクロホンユニットのユニット本体２０内に容易に組み込むことができる。

また、一方の基板面４１０側の第１グランド電極４１２と他方の基板面４２０側の第２グランド電極４２２がともに、変換器用回路基板２４のグランドパターン（２４２ａ，２４２ｂ）に電気的に接続されるため、安定した静電容量が得られる。

本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットに含まれるマイクロホンカプセルとユニット本体を分離して示す断面図。上記ユニット本体に組み込まれる変換器用回路基板の上面側の回路パターンを示す平面図。上記変換器用回路基板の上面側の回路パターンを示す底面図。上記ユニット本体に組み込まれる接触端子を示す側面図。上記ユニット本体に組み込まれる前置減衰器の一方の基板面の電極パターンを示す平面図。上記前置減衰器の他方の基板面の電極パターンを示す底面図。図４ａのＡ−Ａ線に沿った拡大断面図。２枚の両面回路基板を重ねた場合を示す拡大断面図。

符号の説明

１コンデンサマイクロホンユニット
１０マイクロホンカプセル
１２音響電気変換器
１４コンタクトピン
２０ユニット本体
２１筐体
２２リングカプラー
２３シールドカップ
２４変換器用回路基板
２５ＦＥＴ（インピーダンス変換器）
２６接触端子
３０マイクコード
４０前置減衰器
４１両面回路基板

Claims

振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなるコンデンサ型の音響電気変換器とインピーダンス変換器との間で、上記音響電気変換器の有効静電容量に対して並列的に接続される所定の静電容量を有するコンデンサマイクロホン用前置減衰器において、
当該前置減衰器が、上記固定極から引き出されている信号引出電極に接触する接触端子と、上記インピーダンス変換器が実装されている変換器用回路基板との間に配置され、一方の面に形成された電極パターンと他方の面に形成された電極パターンとにより上記所定の静電容量を発現する両面回路基板からなり、
上記両面回路基板の一方の基板面には、その中央部分に第１信号電極が島状に形成されているとともに、上記第１信号電極の周りの残余の部分には第１グランド電極がベタパターンとして形成され、上記両面回路基板の他方の基板面には、スルーホール配線を介して上記第１信号電極と電気的に接続され上記第１グランド電極との間で上記静電容量を発現する第２信号電極が形成されており、上記第１信号電極もしくは上記第２信号電極のいずれか一方が上記接触端子側と接触し、いずれか他方が上記変換器用回路基板に形成されている上記インピーダンス変換器の制御電極リード端子と接触することを特徴とするコンデンサマイクロホン用前置減衰器。
上記両面回路基板の他方の基板面の周縁部には、スルーホール配線を介して上記第１グランド電極と電気的に接続され、上記変換器用回路基板の周縁に形成されているグランド電極と接触する第２グランド電極が環状に形成さ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用前置減衰器。
カプセル筐体内に振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる音響電気変換器が収納され、上記固定極に接続された信号引出電極が上記カプセル筐体の後端部側に引き出されているマイクロホンカプセルと、
上記マイクロホンカプセルが着脱自在に連結される支持筐体内に、下面側にインピーダンス変換器が実装され上面側にその制御電極リード端子が形成されている変換器用回路基板と、上記信号引出電極と接触するように上記変換器用回路基板の上面側に配置され上記マイクロホンカプセルの連結に伴って上記信号引出電極を上記制御電極リード端子に電気的に接続する接触端子とが設けられているユニット本体とを含むマイクロホンユニットを備えているコンデンサマイクロホンにおいて、
上記ユニット本体内の上記変換器用回路基板と上記接触端子との間に、請求項１または２のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホン用前置減衰器を有することを特徴とするコンデンサマイクロホン。