JP5425710B2 - バウンダリーマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンユニットの出力信号をオン・オフする感圧スイッチを有してなる、主に卓上に設置して使用されるバウンダリーマイクロホンに関するものである。

マイクロホンユニットの出力信号をオン・オフする感圧スイッチを有し、卓上に設置されて使用されるバウンダリーマイクロホンがある。例えば、特許文献１に記載の発明の様にバウンダリーマイクロホンは、ＴＶスタジオや会議場などにおいて机や床面に設置して使用されることからサーフェイスマウントマイクロホン（面上収音式マイクロホン）とも呼ばれている。例えば、特許文献１に記載の発明のように、バウンダリーマイクロホンは、主に卓上で使用されるため、その存在が目立たないように、高さを抑えた扁平状のケースにマイクロホンユニットおよびこれに必要な回路が組み込まれることが多い。

図６に示すように、バウンダリーマイクロホン１１は、主要な構成部材として、上面側が開放された金属製で扁平状のベース１０と、多数の開口（音波導入孔）を有しベース１０の上面を覆うようにしてベース１０に取り付けられている金属製のマイクカバー１５と、感圧スイッチ１と、雄ねじ１２と、バウンダリーマイクロホン１１の回路基板１８と、マイクロホンユニット１３とを備えている。ベース１０の後部（図６において右端部）には、マイクコード１６と、コードブッシュ１７が配置されている。

バウンダリーマイクロホン１１には、マイクロホンユニット１３の出力信号のオン・オフを使用者に制御させるため、その本体の前方などにメンブレン方式、静電容量式、あるいは機械式など、適宜の方式のプッシュスイッチからなるスイッチ部を有するものがある。プッシュスイッチの中でも、スイッチにクリック感があるものを用いると、動作時のクリック感が振動となってマイクロホン本体を振動させ振動雑音を発生させる。したがって、バウンダリーマイクロホン１１には、図６のように、出力信号をオン・オフするスイッチとして、マイクロホンの動作時に音声信号に動作音が入りにくいメンブレン方式の感圧スイッチ１が多く用いられている。

図７で示すように、メンブレン方式の感圧スイッチ１は、通常、使用者の押圧によって撓むメンブレン４と、電気的な導通を検出するための電極パターン５が形成された回路基板２と、メンブレン４と回路基板２の間に挟まれているスペーサ３で構成されており、メンブレン４を押して電極パターン５に接触させることにより、感圧スイッチ１をオンさせ、押圧を解除することによりオフさせるようになっている。しかしながら、感圧スイッチ１の回路基板２は、銅箔で導通を検出するための電極パターン５を形成する部分がメンブレン４に対向するように配置されている。この電極パターン５は、例えば、図８のように、一方の電極パターン５Ａ（黒の塗りつぶし）と他方の電極パターンと５Ｂ（斜線を付した部分）が交互に入り組んだ櫛歯状の２つの電極パターン５で構成されている。そのため、図７のように、通常オフ状態の電極パターン５は、銅箔と結合していないのでメンブレン４と、回路基板２とスペーサ３で形成された空間に対して剥き出しの状況となっていることから、アンテナを立てているのと同様の効果を奏して容易に外部からの電磁波の影響を受けてしまう。また、スペーサ３には、一般的に有機系の樹脂の素材が用いられているため、電磁波を通してしまう。そのため、携帯電話などの電磁波の影響を受けやすく、このようなバウンダリーマイクロホンは、誤作動やノイズが発生することがある。

特開２００８−２８８９３３号公報

本発明は、感圧スイッチを携帯電話など外部からの電磁波の侵入から防ぐことができ、電磁波の影響によるバウンダリーマイクロホン本体の誤作動やノイズの発生を防止することができるバウンダリーマイクロホンの提供を目的とする。

本発明に係るバウンダリーマイクロホンは、ベースと、ベースに組み込まれ音声を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、マイクロホンユニットの出力信号をオン・オフさせるメンブレン方式の感圧スイッチと、を備え、感圧スイッチは、電気的な導通を検出するための電極パターンが形成されている回路基板と、導電性の面を有するメンブレンと、メンブレンと回路基板の間に挟まれているスペーサを有してなり、電極パターンは、回路基板表面に形成されているグランドパターンに囲まれ、表面のグランドパターンは、回路基板裏面にあるグランドパターンと接続され、スペーサは導電性の素材からなり、メンブレンの導電性の面と、回路基板表面のグランドパターンと、スペーサは、電気的に導通し、電極パターンは、メンブレンの導電性の面と、回路基板裏面のグランドパターンとの間に配置されていることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、導電性の面を有するメンブレンと、回路基板表面のグランドパターンと、スペーサが電気的に導通し、電極パターンは、メンブレンの導電性の面と、回路基板裏面のグランドパターンとの間に配置されているので、電極パターンを外部の電磁波からシールドすることができ、感圧スイッチに対する携帯電話など外部からの電磁波の影響を防ぎ、電磁波の影響による誤作動やノイズの発生を防止することができるバウンダリーマイクロホンを得ることができる。

本発明にかかるバウンダリーマイクロホンの感圧スイッチの実施例を示す断面図である。 上記感圧スイッチの回路基板の表面（ａ）と、回路基板の裏面（ｂ）を示す図である。 上記感圧スイッチのメンブレンとスペーサの回路基板側の面を示す図である。 本発明にかかるバウンダリーマイクロホンに対する電磁波の影響を測定した実施例の結果を示すグラフである。 従来のバウンダリーマイクロホンに対する電磁波の影響を測定した比較例の結果を示すグラフである。 従来のバウンダリーマイクロホンの例を示す断面図である。 従来のバウンダリーマイクロホンの感圧スイッチの例を示す断面図である。 従来のバウンダリーマイクロホンの感圧スイッチの回路基板の表面を示す図である。

以下、本発明にかかるバウンダリーマイクロホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
なお、本発明にかかるバウンダリーマイクロホンの特徴ある構成は、感圧スイッチの構成にあり、本体部分の構成は、図６に示す従来例の本体部分の構成と同一であっても差し支えがない。そこで、バウンダリーマイクロホンの本体部分の構成については、図６を用いて説明することにする。

バウンダリーマイクロホン１１は、主要な構成部材として、上面側が開放された金属製で扁平状のベース１０と、多数の開口（音波導入孔）を有しベース１０の上面を覆うようにしてベース１０に取り付けられている金属製のマイクカバー１５と、ベース１０の前方に設けられている感圧スイッチ１と、雄ねじ１２と、バウンダリーマイクロホン１１の回路基板１８と、マイクロホンユニット１３とを備えている。ベース１０の後部（図６において右端部）には、マイクコード１６と、コードブッシュ１７が配置されている。回路基板１８は、ねじ１４でバウンダリーマイクロホン１１内に固定されている。なお、感圧スイッチ１は、ベース１０の前方に限らず、適宜の場所に設けることができる。

バウンダリーマイクロホン１１の形状及び構成は、バウンダリーマイクロホン１１の設計思想に応じて適宜のものを採用することができる。例えば、ベース１０と、マイクカバー１５の平面形状は、例えば略四角形状とし、両者で構成されたバウンダリーマイクロホン本体の平面形状も略四角形状にすることができる。ベース１０の平面形状も適宜の形状を選択でき、四角形状でもよいし三角形状でもよい。通常、ベース１０は亜鉛ダイカストなどの鋳造品により形成されるが、これ以外に金属のプレス成形品が用いられてもよい。また、マイクカバー１５として鉄板などに多数の孔を形成したパンチングプレート（多孔板）が一般に用いられるが、パンチングプレートに代えて金網状のものを用いてもよい。通常バウンダリーマイクロホン１１の場合、マイクロホンユニット１３にはインピーダンス変換器を有するコンデンサマイクロホンユニットが用いられ、図示しないが、回路基板１８には、音質調整回路や音声出力回路などが設けられている。また、回路基板１８にはマイクコード１６の一端が接続され、マイクコード１６の他端側はコードブッシュ１７を介してベース１０から引き出されているが、ワイヤレスの場合には、マイクロホンケース１に送信手段としてアンテナが設けられ、あるいは光学式ワイヤレスの場合には、例えば発光ダイオードが設けられる。

次に、本発明の特徴部分である感圧スイッチ１の例について説明する。図１で示すように、メンブレン方式の感圧スイッチ１は、回路基板２の表面側に銅箔などの導電性の膜４Ａを有してなり使用者の押圧によって撓むメンブレン４と、電気的な導通を検出するための電極パターン５が形成された回路基板２と、メンブレン４と回路基板２の間に挟まれている導電性のスペーサ３で構成されている。メンブレン４は、回路基板２の表面を覆うようにして、導電性のスペーサ３に適宜の方法で接着され、スペーサ３は、回路基板２の表面にあるグランドパターン２０に接着されている。電極パターン５は、導電性のスペーサ３の半径方向の内側に配置されている。電極パターン５は、回路基板５の表面に形成されているグランドパターン２０に囲まれ、表面のグランドパターン２０は、回路基板２の裏面にあるグランドパターン２１と電気的に接続されている。すなわち、感圧スイッチ１の回路基板２は、銅箔で導通を検出するための電極パターン５を形成する部分がメンブレン４に対向するように配置されている。また、スペーサ３は導電性の素材からなり、導電性の膜４Ａと、回路基板２表面のグランドパターン２０と、スペーサ３は、電気的に導通している。電極パターン５は、導電性の膜４Ａと、回路基板２の裏面のグランドパターン２１との間に配置されている。

このようにすることにより、感圧スイッチ１の導電性の膜４Ａと、回路基板２の表面のグランドパターン２１と、導電性のスペーサ３は、電気的に導通し、電極パターン５は、導電性の膜４Ａと、回路基板２の裏面のグランドパターン２１との間に配置されているので、電極パターン５は、周囲を導電性の構成要素で囲まれることによって外部の電磁波からシールドされ、感圧スイッチ１に対する携帯電話など外部からの電磁波による影響を防ぎ、電磁波の影響による誤作動やノイズの発生を防止することができるバウンダリーマイクロホン１１を得ることができる。なお、メンブレン４の上面には化粧板として塩化ビニールなどからなる化粧シートを適宜設けることができる。

図３で示すようにメンブレン４の平面形状は、略台形状をしている。メンブレン４は、回路基板２の表面側の面に略台形状の銅箔などの導電性の膜を有している。スペーサ３は、導電性の素材からなり、略台形形の窓枠状をしている。スペーサ３と、メンブレン４の導電性の膜は適宜の方法で接着されている。なお、導電性のスペーサ３は、導電性両面テープで形成されている。例えば、導電性のスペーサ３は、本実施例においては、０．２ｍｍから０．３ｍｍ程度の厚みをもち、加工が可能であれば導電性両面テープのみで導電性のスペーサ３を形成可能であるが、適宜の他の構成で形成してもよい。通常、導電性両面テープは、金属箔、導電布などの両面に金属粉などを混ぜた導電粘着剤を塗布し、任意の厚みを選択することができる。導電性のスペーサ３に使用する導電性両面テープとしては適宜のものを選択することができ、例えば、ＥＳＤ ＥＭＩエンジニアリング社製、Ｔ−２２２などを使用できる。なお、メンブレン４、導電性のスペーサ３、回路基板２の平面形状は上述のものに限らず適宜のものを選択でき、例えば楕円状などにすることができる。メンブレン４は、上述の構成に限らず、導電性の面を有していればよく、例えば、導電布のみでも形成することができる。

図２（ａ）において、感圧スイッチ１の回路基板２は、プリント基板である。なお、回路基板２の材質は、適宜のものを選択でき、フレキシブルプリント基板としてもよい。電極パターン５は、回路基板２表面に形成されているグランドパターン２０に囲まれていて、図示のように、一方の電極パターン５（黒の塗りつぶし）とグランドパターン２０（斜線を付した部分）が交互に入り組んだ櫛歯状の２つのパターンで構成されている。感圧スイッチ１の回路基板２のパターン５に向かってメンブレン４を押し下げると、メンブレン４が電極パターン５とグランドパターン２０に接触し、電極パターン５とグランドパターン２０が導通して感圧スイッチ１をオンさせることができるように設計されている。また、図２（ｂ）において、グランドパターン２０には、孔２２が形成されており、スルーホールめっきでグランドパターン２０は、裏面に電気的に導通させることできるようになっている。そして図１における裏面のグランドパターン２１と電気的に接続されている。表面のグランドパターン２０と裏面のグランドパターン２１の接続の方法としては、上述のスルーホールめっきを用いる方法に限らず、適宜の方法が選択できる。

導電性のスペーサ３を窓枠状に形成する手法は任意であり、例えば、プレスによりスペーサ３を打ち抜き、あるいは、リソグラフィーを用いてもよい。感圧スイッチ１がオンした場合、感圧スイッチ１から手を離しても、オフ操作をし、または一定の条件を満たすまでオン状態を保持するようにした自己保持回路を備えていてもよい。

ここで、図１乃至図３で示した本発明の実施例にかかる感圧スイッチ１を持つバウンダリーマイクロホンと、その比較例として図７、図８で示した従来の感圧スイッチを持つバウンダリーマイクロホンに対する電磁波の影響を測定した実験例を示す。その結果を図４、図５に示す。なお、図４、図５において、横軸は、周波数帯域（ＭＨｚ）、右縦軸はノイズのレベル（ｄＢＶ）、左縦軸は、マイクロホンの感度とノイズレベルのＳＮ比（ｄＢ）を表している。

具体的には以下のように試験を行った。標準出力発生機（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、Ｎ５１８Ａ）と広帯域パワーアンプ（ＥＬＥＮＡ製、ＥＡ２５００−２０ＩＬ）とＧ−ＴＥＭセル（ＥＬＥＮＡ社製 ＥＧＴ−２００）を接続した。広帯域パワーアンプ（ＥＬＥＮＡ社製、ＥＡ２５００−２０ＩＬ）から、１ｋＨｚでＡＭ変調した電磁波をＧ−ＴＥＭセルに出力し、Ｇ−ＴＥＭセル内で電界強度が５０Ｖ／ｍになるように出力を調整した。次に、被変調波の周波数帯を８００ＭＨｚから２．５ＧＨｚまで１０ＭＨｚずつ変化させ、Ｇ−ＴＥＭセル内に設置した本発明の実施例にかかるバウンダリーマイクロホンと、比較例である従来のバウンダリーマイクロホンからの出力を記録した。

図４と図５のグラフを比較すると、携帯電話の電磁波の周波数帯である、８１０から９６０ＭＨｚの周波数帯と、１７１０から２１７０ＭＨｚの周波数帯において、本発明に係るバウンダリーマイクロホンによるノイズレベルは従来に比べて改善していた。具体的には、本発明のバウンダリーマイクロホンは、従来のバウンダリーマイクロホンと比べて、ノイズレベルとＳＮ比において８１０ＭＨｚから９６０ＭＨｚの周波数帯では約１５ｄＢ（Ｖ）、１７１０から２１７０ＭＨｚの周波数帯において約１２ｄＢ（Ｖ）の改善が観られた。ゆえに、本発明にかかる感圧スイッチ１を有するバウンダリーマイクロホンは、従来の感圧スイッチを有するバウンダリーマイクロホンに比べて携帯電話などの電磁波によるノイズを防止することができることが判った。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はこの例に限るものではない。例えば、本発明にかかるバウンダリーマイクロホンの感圧スイッチは、バウンダリーマイクロホンに限らず、例えば卓上に用いられるスピーカー付きマイクロホンに利用してもよい。

１ 感圧スイッチ
２ 回路基板
３ 導電性のスペーサ
４ メンブレン
５ 電極パターン
２０ 表面のグランドパターン
２１ 裏面のグランドパターン

Claims (6)

1. ベースと、
   上記ベースに組み込まれ音声を電気信号に変換するマイクロホンユニットと、
   上記マイクロホンユニットの出力信号をオン・オフさせるメンブレン方式の感圧スイッチと、を備え、
   上記感圧スイッチは、電気的な導通を検出するための電極パターンが形成されている回路基板と、導電性の面を有するメンブレンと、上記メンブレンと上記回路基板の間に挟まれているスペーサを有してなり、
   上記電極パターンは、上記回路基板表面に形成されているグランドパターンに囲まれ、
   上記表面のグランドパターンは、上記回路基板裏面にあるグランドパターンと接続され、
   上記スペーサは導電性の素材からなり、
   上記メンブレンの導電性の面と、上記回路基板表面のグランドパターンと、上記スペーサは、電気的に導通し、
   上記電極パターンは、上記メンブレンの導電性の面と、上記回路基板裏面のグランドパターンとの間に配置されていることを特徴とするバウンダリーマイクロホン。
2. メンブレンの導電性の面は、回路基板の表面側に設けられた導電性の膜からなる請求項１に記載のバウンダリーマイクロホン。
3. 導電性のスペーサは、窓枠状をしており、電極パターンは、上記導電性のスペーサの半径方向の内側に配置されている請求項１または２に記載のバウンダリーマイクロホン。
4. 表面のグランドパターンは、スルーホールめっきで裏面のグランドパターンと接続されている請求項１乃至３のいずれかにバウンダリーマイクロホン。
5. 電極パターンと、表面のグランドパターンは、それぞれ交互に入り組んだ櫛歯状に形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載のバウンダリーマイクロホン。
6. 導電性のスペーサは、導電性両面テープで形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載のバウンダリーマイクロホン。

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