JP5227698B2 - 単一指向性コンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンユニットが着脱可能である単一指向性コンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しくいえば、マイクロホンユニットの後部音響端子をシールドする技術に関するものである。

まず図３に、単一指向性コンデンサマイクロホンが備えるマイクロホンユニットの一般的な構成例を断面図として示す。マイクロホンユニット１０は単一指向性であり、この例においては、図示しないマイクロホン本体に対して着脱（交換）可能である例えばタイピン型もしくはグースネック型マイクロホンなどに適用されるマイクロホンユニットとして示されている。

マイクロホンユニット１０は、例えば黄銅合金からなる円筒状のユニットケース２０を備え、ユニットケース２０内には、振動板と固定極とをスペーサリング（いずれも図示省略）を介して対向的に配置してなり、到来する音波を電気信号に変換する静電型の音響電気変換器３０が収納されている。

単一指向性であることから、ユニットケース２０には、前面の前部音響端子（音源に向けられる前方の音波導入口）２１のほかに、その側面側に速度成分を取り入れる後部音響端子（後方の音波導入口）２２が設けられている。

通常、ユニットケース２０内には、後部音響端子２２をその内側から覆う金属メッシュ４０が設けられている。この金属メッシュ４０は、後部音響端子２２からユニットケース２０内への異物の入り込みを阻止するために設けられ、それ自体のバネ性でユニットケース２０の内壁面に接触するが、振動などで容易に外れないように接着材で固定されることがある（例えば、特許文献１，２参照）。

なお、前部音響端子２１の内面側にも、同様に異物の侵入阻止の目的で金属メッシュが設けられるが、ここではその図示が省略されている。

音響電気変換器３０からは上記固定極に接続されている信号引出電極３１が引き出されており、マイクロホンユニット１０を上記マイクロホン本体に連結するに伴って、信号引出電極３１がマイクロホン本体内の図示しない音声出力回路と接続されるが、音響電気変換器３０はきわめてインピーダンスが高いことから、上記音声出力回路の入力側にはインピーダンス変換器が設けられている。

通常、インピーダンス変換器にはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられ、信号引出電極３１はＦＥＴのゲート電極に接続され、上記音声出力回路はＦＥＴのソース−ドレイン間に接続されている。まれに、インピーダンス変換器として真空管が用いられることもある。

この種のインピーダンス変換器は検波素子としても作用するため、マイクロホンユニット１０に外乱として例えば電磁波による高周波電流が加わると、それがインピーダンス変換器により検波されて可聴周波数の雑音が発生する。この種の雑音は、マイクロホンユニット１０の電磁的シールドが確実である場合にはほとんど発生しない。

前部音響端子２１には、これに対向して振動板が配置され、振動板に形成されている金属層が金属製の支持リング（ダイアフラムリング）を介して接地であるユニットケース２０と接続されるため、前部音響端子２１から入り込む電磁波は余り問題とならない。

しかしながら、後部音響端子２２について言えば、それを内側から覆う金属メッシュ４０とユニットケース２０の内壁面との接触が、上記したように金属メッシュ４０自体のバネ性に依存し、接点面積が小さく必ずしもシールド性が十分とは言えない。

近年、携帯電話機が急速に普及しているが、携帯電話機からはかなり強い電磁波（例えば、数ｃｍ〜数１０ｃｍ程度の範囲内では商用電波により市中で生じている電界強度の数万倍に達する電界強度）が放射される。

そのため、マイクロホンの近傍で携帯電話機が使用されると、金属メッシュ４０とユニットケース２０との接触が不十分であることから、その接触部分が高周波的に大きなインピーダンスを持ち、それによる高周波電流がマイクロホン本体内に入り込み、大きな雑音が発生することがある。

また、接触状態も個々に異なるため、高周波電流による雑音の発生具合にもばらつきが生ずる。また、音響特性をよくするために後方音響端子２２の開口を大きくすると、さらに高周波電流が入り込みやすくなる。

そこで、特許文献３に記載された発明では、図４に示すように、後部音響端子２２をその内側から覆う金属メッシュ４０をコイルバネ５０によりユニットケース２０の内壁面に向けて押圧するようにしている。

これによれば、ユニットケース２０に対して金属メッシュ４０が数多くの点で接触するため、確実な電磁シールドが得られる。また、金属メッシュ４０を接着材で固定する必要もなくなる。

好ましくは、コイルバネ５０に金めっきを施すことにより、コイルバネ５０と金属メッシュ４０との接触抵抗がきわめて低くなり、その接触部分が高周波的にもインピーダンスをもたないようにすることができる。

特開昭５５−１０５４９２号公報 特開昭５６−４３９８５号公報 特開２００８−１６６９０９号公報

しかしながら、特許文献３に記載された発明では、コイルバネ５０の部品調達コストがかかるばかりでなく、コイルバネ５０をユニットケース２０内に装着する作業コストが新たに発生するため、コスト的な面で問題がある。

したがって、本発明の課題は、より簡便な手法でコストアップを伴うことなく、後部音響端子における電磁シールドを確実にすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、前面に前部音響端子を有し、側面に後部音響端子が設けられている金属製のユニットケース内に、振動板と固定極とを含む音響電気変換器が収納され、上記後部音響端子から取り込まれた速度成分が上記振動板の背面側に導かれるマイクロホンユニットと、上記ユニットケースが着脱可能に連結され、その連結時に上記固定極と所定の電気的接続手段を介して接続されるインピーダンス変換器が実装された回路基板が収納されている金属製のユニット支持筐体とを含む単一指向性コンデンサマイクロホンにおいて、上記ユニット支持筐体内には、上記インピーダンス変換器の周りを囲み、かつ、上記ユニットケースと上記ユニット支持筐体との連結時に上記後部音響端子の内面と対向する位置に配置される電磁遮蔽部材が設けられており、上記電磁遮蔽部材は、上記回路基板に形成されているグランドパターンおよび／または上記ユニット支持筐体に電気的に接続されていることを特徴としている。

また、上記電磁遮蔽部材には、例えばフェライト等からなる金属板や金属ブロックが用いられてもよいが、好ましくは導電布が用いられる。

本発明によれば、ユニット支持筐体内にインピーダンス変換器の周りを囲むように電磁遮蔽部材を設け、この電磁遮蔽部材がユニットケースとユニット支持筐体との連結時に後部音響端子の内面と対向する位置に配置されるようにしたことにより、後部音響端子に金属メッシュを不要として、後部音響端子の開口部分における電磁シールドを確実に行うことができる。

また、電磁遮蔽部材を回路基板に形成されているグランドパターンおよび／またはユニット支持筐体に電気的に接続することにより、電磁シールドがより確実なものとなる。

電磁遮蔽部材として導電布を用いることにより、マイクロホンユニットの軽量化がはかれ、また、導電布は裁断等が容易であることから組立作業を容易に行うことができる。

次に、図１，図２により、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（ａ）は本発明による単一指向性コンデンサマイクロホンを示す正面視断面図、図１（ｂ）はマイクロホンユニットとユニット支持筐体とを分離して示す側面視断面図、図２は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図１（ａ），（ｂ）を参照して、この単一指向性コンデンサマイクロホン１は、マイクロホンユニット１０とマイクロホン本体１１とを備え、マイクロホン本体１１に対してマイクロホンユニット１０が着脱可能に連結される。

マイクロホンユニット１０は、先の図３で説明したように、例えば黄銅合金からなる円筒状のユニットケース２０を備え、ユニットケース２０内には、振動板と固定極とをスペーサリング（いずれも図示省略）を介して対向的に配置してなり、到来する音波を電気信号に変換する静電型の音響電気変換器３０が収納されている。

単一指向性であることから、ユニットケース２０には、前面の前部音響端子（音源に向けられる前方の音波導入口）２１のほかに、その側面側に速度成分を取り入れる後部音響端子（後方の音波導入口）２２が設けられている。

この実施形態において、後部音響端子２２の内面側には金属メッシュ（網体）は特に設けられない。なお、図示しないが、前部音響端子２１の内面側には、異物の侵入阻止の目的で金属メッシュが設けられてよい。

ユニットケース２０内において、音響電気変換器３０から上記固定極に接続されている信号引出電極３１が引き出されている。また、ユニットケース２０の後端開口部の内面には、マイクロホン本体１１に連結するための雌ネジ２３が刻設されている。

マイクロホン本体１１は、黄銅合金等の金属材からなる円筒状のユニット支持筐体１１０を備える。ユニット支持筐体１１０の上端開口部内には、マイクロホンユニット１０を連結するための雌ネジ１１１が刻設されている。

また、ユニット支持筐体１１０の後端には、コードブッシュ１１２が取り付けられており、図示しないマイクコードがコードブッシュ１１２内を通してユニット支持筐体１１０内に引き込まれる。

ユニット支持筐体１１０内には、例えばアルミニウム材からなるシールドカップ１２０が収納されており、シールドカップ１２０の上端側に回路基板１３０がユニット支持筐体１１０内を塞ぐように配置されている。

回路基板１３０には、インピターンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１３１が実装されている。また、回路基板１３０には、板バネ材からなる接触片１３２が設けられている。

詳しくは図示しないが、接触片１３２の基端部側は、ＦＥＴ１３１のゲート電極に接続されており、接触片１３２の自由端側は、マイクロホンユニット１０との連結時に信号引出電極３１に弾性的に接触する。

図示しないが、回路基板１３０には、ＦＥＴ１３１のゲート電極用，ドレイン電極用，ソース電極用の各ハンダ付けランドが形成されているとともに、回路基板１３０の周縁部の表裏両面にはグランドパターン（接地回路）が形成されている。

この実施形態において、グランドパターンはシールドカップ１２０を介してユニット支持筐体１１０に電気的に接続される。なお、マイクケーブルには給電線，信号線，シールド線とが含まれ、シールドカップ１２０内において、例えば給電線がドレイン電極用ランドに、信号線がソース電極用ランドに、シールド線がグランドパターンにそれぞれハンダ付けされる。

この単一指向性コンデンサマイクロホン１は、マイクロホンユニット１０をマイクロホン本体１１に連結するための連結筒１４０を備える。連結筒１４０は金属材からなり、その外周面に雄ネジ１４１が形成されている。

雄ネジ１４１の下半分はユニット支持筐体１１０の雌ネジ１１１に螺合され、これにより、回路基板１３０が固定されるとともに、連結筒１４０が回路基板１３０のグランドパターンに電気的に接続される。

雄ネジ１４１の上半分にマイクロホンユニット１０の雌ネジ２３が螺合される。これにより、ユニットケース２０が連結筒１４０を介してユニット支持筐体１１０に電気的・機械的に接続され、ユニットケース２０とユニット支持筐体１１０とが単一指向性コンデンサマイクロホン１全体のシールドケースとして作用する。

図２を併せて参照して、本発明では、後部音響端子２２から入り込む外来電磁波（特には、携帯電話機から放射される電磁波）による雑音発生を防止するため、回路基板１３０上にＦＥＴ１３１の周りを囲むように電磁遮蔽部材１５０が配置される。

電磁遮蔽部材１５０には、例えばフェライト等からなる金属板や金属ブロックが用いられてもよいが、裁断等により容易に加工できる導電布であることが好ましい。

図１（ａ）に示すように、電磁遮蔽部材１５０は、マイクロホンユニット１０のユニットケース２０をマイクロホン本体１１のユニット支持筐体１１０に連結した際、ユニットケース２０内に入り込み、後部音響端子２２の内面と対向する位置に配置される高さを備える。

これにより、後部音響端子２２に金属メッシュ４０（図３，図４参照）を設けずとも、後部音響端子２２の開口部分がシールドされる。

この実施形態において、連結筒１４０も電磁遮蔽部材１５０と同じ高さとしてユニットケース２０内に入り込むが、連結筒１４０の高さを低くして電磁遮蔽部材１５０が直接後部音響端子２２の内面と対向するようにしてもよい。

なお、音響特性を損なわないことを条件として、後部音響端子２２の内面と、連結筒１４０（もしくは電磁遮蔽部材１５０）との間の隙間は、できるだけ狭くすることが好ましい。

電磁遮蔽部材１５０は、連結筒１４０の内面に形成されている段部１４２によって回路基板１３０上に押し付けられるが、その際、電磁遮蔽部材１５０を回路基板１３０のグランドパターンと電気的に接触するようにする。これにより、シールドをより確実なものとすることができる。

このように、本発明によれば、外来電磁波によってともすると雑音発生原因となる金属メッシュを後部音響端子２２に設けることなく、後部音響端子２２を回路部品側の電磁遮蔽部材１５０によってシールドすることができる。

なお、もっぱら防塵を目的として、後部音響端子２２の内面に合成樹脂製の網体を取り付けてもよい。また、電磁遮蔽部材１５０の裾部を変形して、電磁遮蔽部材１５０をユニット支持筐体１１０に直接的に接続してもよい。

（ａ）本発明による単一指向性コンデンサマイクロホンを示す正面視断面図、（ｂ）マイクロホンユニットとユニット支持筐体とを分離して示す側面視断面図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 コンデンサマイクロホンユニットの第１従来例を示す模式的な断面図。 コンデンサマイクロホンユニットの第２従来例を示す模式的な断面図。

符号の説明

１ 単一指向性コンデンサマイクロホン
１０ マイクロホンユニット
１１ マイクロホン本体
２０ ユニットケース
２１ 前部音響端子
２２ 後部音響端子
２３ 雌ネジ
３０ 音響電気変換器
３１ 信号引出電極
１１０ ユニット支持筐体
１３０ 回路基板
１３１ ＦＥＴ（インピーダンス変換器）
１４０ 連結筒
１５０ 電磁遮蔽部材

Claims (2)

1. 前面に前部音響端子を有し、側面に後部音響端子が設けられている金属製のユニットケース内に、振動板と固定極とを含む音響電気変換器が収納され、上記後部音響端子から取り込まれた速度成分が上記振動板の背面側に導かれるマイクロホンユニットと、上記ユニットケースが着脱可能に連結され、その連結時に上記固定極と所定の電気的接続手段を介して接続されるインピーダンス変換器が実装された回路基板が収納されている金属製のユニット支持筐体とを含む単一指向性コンデンサマイクロホンにおいて、
   上記ユニット支持筐体内には、上記インピーダンス変換器の周りを囲み、かつ、上記ユニットケースと上記ユニット支持筐体との連結時に上記後部音響端子の内面と対向する位置に配置される電磁遮蔽部材が設けられており、
   上記電磁遮蔽部材は、上記回路基板に形成されているグランドパターンおよび／または上記ユニット支持筐体に電気的に接続されていることを特徴とする単一指向性コンデンサマイクロホン。
2. 上記電磁遮蔽部材が、導電布からなることを特徴とする請求項１に記載の単一指向性コンデンサマイクロホン。

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