JP6410314B2 - マイクロホン - Google Patents

マイクロホン

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Description

本発明は、マイクロホンに関する。
マイクロホンの中には、マイクロホンユニットの近傍にマイクロホンユニットから出力される信号を処理する音声信号出力回路基板を搭載してマイクロホン全体を小型化したものがある。このようなマイクロホンにおいては、マイクロホンユニットと音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホン部を小型化するために、マイクロホンユニットに内蔵される電界効果トランジスタ(FET)を搭載した回路基板に音声信号出力回路基板を直接半田等で取り付ける。
図9は、従来のマイクロホンのマイクロホンユニットの縦断面図である。
マイクロホンユニット1aは、ユニットケース10aと、ユニットケース10aに収納される音響変換器と、音響変換器のインピーダンス変換器と、回路基板26aとを有してなる。
ユニットケース10aは、有底円筒状で、アルミニウムなどの金属材のプレス成型品からなる。ユニットケース10aの開口の対向面には、音源からの音波が通る音波導入孔10hが形成されている。
音響変換器は、スペーサ21a、振動板22a、固定極23a、振動板保持体24a、絶縁体25aを有してなる。
振動板22aと固定極23aとは、スペーサ21aを介して対向するように配置され、コンデンサを構成する。振動板22aと固定極23aとの間には、スペーサ21aの厚さに相当する幅の空気層が形成される。
振動板22aには、片面に金属(好ましくは金)蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。振動板22aは、所定の張力が付与された状態で振動板保持体24aに張設されている。
固定極23aは、金属製の円板状である。固定極23aの少なくとも一面側、例えば、振動板22aの対向面にはエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成する。固定極23aは、合成樹脂からなるシリンダ状の絶縁体25aに固定される。
円板状の回路基板26aは、有底円筒状のユニットケース10aの開口を覆うように配置されて、ユニットケース10aの後端縁11aに施されるカーリング加工(かしめ)により、ユニットケース10a内に固定される。ユニットケース10aに固定された回路基板26aの両面のうち、ユニットケース10aの内側に位置する面にはインピーダンス変換器としての電界効果トランジスタ(FET)が配置される。
FETは、ゲート電極E1とドレイン電極E2とソース電極E3を備える。ゲート電極E1は、固定極23aと電気的に接続する。ドレイン電極E2とソース電極E3とは、図中重なる位置にあるため、同図には一方のみが表示されている。
回路基板26aには、回路基板26aの厚み方向(紙面左右方向)に複数の孔26ahが形成されている。一部の孔26ahには、ドレイン電極E2とソース電極E3とが通される。別の孔26ahは、固定極23aの後方側に設けられた空気室ACからの空気が音響抵抗材ARを介して通過する。
ユニットケース10aに固定された回路基板26aのユニットケース10aの外側に位置する面には、ドレイン電極E2とソース電極E3とが半田で半田付けされる半田パッド(信号ランドSLや接地ランドGL,GL2)が形成されている。この半田パッドには、不図示のマイクケーブルが接続される。接地ランドGLは、ユニットケース10aの後端縁11aおよび接地ランドGL2と接続する。
図10は、従来のマイクロホンの要部の縦断面図である。
マイクロホンユニット1aと、マイクロホンユニット1aからの電気信号を処理する回路などが組み込まれた音声信号出力回路基板40aとは、半田等で取り付けられて、キャップCが被せられたマイクロホンケース70aに収納される。
図11は、従来のマイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。
振動板保持体24aは、ユニットケース10a、接地ランドGL,GL2を介して、音声信号出力回路基板40aに設けられた接地パターン43aに接続する。図中の接地ランドGL2と接地パターン43aとを結ぶ直線は結線状態を示しており、説明の便宜上、記載されている。
これまでにも、ユニットケースと接地パターンとを接続することで、マイクロホンユニット部とマイクロホンケースとの結合部から侵入する電磁波を原因とする雑音の発生を防止することは提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第4683996号明細書
マイクロホンユニット1aと音声信号出力回路基板40aとがマイクロホンケース70aに収納されるとき、マイクロホンユニット1aには、音声信号出力回路基板40aから応力が加わる。音声信号出力回路基板40aからの応力を受けたマイクロホンユニット1aの回路基板26aなどユニットケース10a内の収納物は、マイクロホンの軸方向の前方側(紙面左側)に押される。その結果、図10の丸部分に示すように、ユニットケース10aの後端縁11aと接地ランドGLとの接続が解除あるいは不確実となる。
ユニットケース10aと回路基板26aの接地ランドGLとの接続が解除されて、ユニットケース10aと接地パターン43aとの電気的な接続が遮断されると、マイクロホンから雑音が発生し、あるいは、マイクロホンユニット1内の収納物が故障する場合がある。
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、ユニットケースと音声信号出力回路基板との電気的接続を確実にすることができるマイクロホンを提供することを目的とする。
本発明は、音響変換器を収納する有底筒状のユニットケースと、音響変換器と接続する板状の音声信号出力回路基板と、ユニットケースと音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホンケースと、を有してなり、音声信号出力回路基板は、外周縁の一部に受部が形成され、ユニットケースと音声信号出力回路基板とがマイクロホンケースに収納されたとき、ユニットケースの開口端は受部に当接して位置決めされる、ことを特徴とする。
本発明によれば、ユニットケースと音声信号出力回路基板との電気的接続を確実にすることができる。
本発明にかかるマイクロホンの実施の形態を示す縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するユニットケースと音響変換器と音声信号出力回路基板の分解縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するマイクロホンユニットと音声信号出力回路基板と後部ケースの分解縦断面図である。 上記マイクロホンユニットと上記音声信号出力回路基板の縦断面図である。 上記マイクロホンを構成するマイクロホンケースと上記マイクロホンユニットと上記音声信号出力回路基板の分解縦断面図である。 上記マイクロホンの要部の縦断面図である。 上記マイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。 上記ユニットケースの横断面図で、(A)は上記音声信号出力回路基板の挿入前、(B)は上記音声信号出力回路基板の挿入後である。 従来のマイクロホンを構成するマイクロホンユニットの縦断面図である。 従来のマイクロホンの要部の縦断面図である。 従来のマイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明にかかるマイクロホンの実施の形態について説明する。
図1は、本発明にかかるマイクロホンの実施の形態を示す縦断面図である。
マイクロホンは、マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40と後部ケース50とを有してなる。マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40並びに後部ケース50の一部は、マイクロホンケース70に収納される。
マイクロホンユニット1は、後述するとおり、ユニットケース10とユニットケース10内に収納される音響変換器とを有してなる。
マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40との間には、導電性弾性体30が挟まれている。導電性弾性体30の用途や作用などは、後述する。
次に、図2から図5を参照しながら、マイクロホンの組み立て方法を説明する。
図2は、ユニットケース10と音響変換器20と音声信号出力回路基板40の分解縦断面図である。
ユニットケース10は、金属製で、有底円筒状である。ユニットケース10の前方(集音時に音源側に向けられるマイクロホンの方向)側に位置する底面には、音源からの音波が通る音波導入孔10hが形成されている。ユニットケース10の後方側は、開口端11で形成される開口である。
音響変換器20は、スペーサ21、振動板22、固定極23、振動板保持体(ダイヤフラムリング)24、絶縁体25、支持体26を有してなる。音響変換器20は、ユニットケース10内に配置される。振動板22と固定極23とは、コンデンサを構成する。このコンデンサの静電容量は、音波導入孔10hからユニットケース10内に入る音波により振動板22が振動することで変化する。
振動板22と固定極23とは、スペーサ21を介して対向して配置される。振動板22と固定極23との間には、スペーサ21の厚さに相当する幅の空気層(隙間)が形成される。
スペーサ21は、合成樹脂などを素材とする薄いリング状である。
振動板22は、片面に金属(好ましくは金)蒸着膜を有する円板状の合成樹脂の薄膜フィルムである。振動板22は、振動板保持体24により張設される。
固定極23は、金属製で、円板状である。固定極23の少なくとも一面側、例えば、振動板22との対向面側にはエレクトレット板が貼り付けられて、エレクトレットボードを構成する。固定極23には、音波が通る複数の音孔23hが形成されている。
絶縁体25は、合成樹脂などの絶縁材で、円筒状である。絶縁体25の前方側の内部には、固定極23が被嵌される。絶縁体25の後方側の内部には、支持体26が被嵌される。支持体26は、金属製で、有底筒状である。支持体26は、固定極23を後方側から支持する。支持体26は、固定極の後方側に空気室を形成する。なお、マイクロホンユニット1が無指向性のとき、支持体26の底面には孔は形成されていない。マイクロホンユニット1が単一指向性のとき、支持体26の底面には孔が形成され、支持体26の内側から音響抵抗材でこの孔が塞がれる。
音声信号出力回路基板40は、板状で、略矩形である。音声信号出力回路基板40には、音響変換器20のインピーダンス変換器を構成する電界効果トランジスタ(FET)や、振動板22と固定極23との間で生じる静電容量の変化を電気信号に変換して出力する回路などが組み込まれている。
音声信号出力回路基板40は、長さ方向の対向する2辺のそれぞれに、短幅部と長幅部との境界部に受部41が形成されている。長さ方向とは、音声信号出力回路基板40の面に沿う方向(紙面上下方向)であって、音声信号出力回路基板40の厚さ方向に直交する方向である。短幅部とは、音声信号出力回路基板40の幅方向の長さが短い部分(受部41より紙面上側の部分)である。長幅部とは、音声信号出力回路基板40の幅方向の長さが短幅部より長い部分(受部41より紙面下側の部分)である。幅方向とは、長さ方向に直交する方向(紙面左右方向)である。
なお、受部41は、後述するように、ユニットケース10の開口端11が当接してマイクロホン内のユニットケース10の位置決めが実現されるように、音声信号出力回路基板40の外周縁の一部に設けられていればよい。すなわち、例えば、受部41は、音声信号出力回路基板40の長さ方向の対向する2辺のうち、少なくとも1辺に形成されていてもよい。
音声信号出力回路基板40の前方(紙面上側)の外周縁の一部には、凹部42が形成されている。
図3は、マイクロホンを構成するマイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40と後部ケース50の分解縦断面図である。
マイクロホンユニット1は、ユニットケース10と音響変換器20とを有してなる。音響変換器20は、振動板22がユニットケース10の音波導入孔10h側、固定極23がユニットケース10の開口端11側、となるようにユニットケース10内に配置される。
音声信号出力回路基板40の凹部42内に、導電性弾性体30が載置される。
後部ケース50は、金属製で、中空の略円筒状である。後部ケース50には、音声信号出力回路基板40の後方(紙面下側)の一部が挿入される切欠溝が形成されている。音声信号出力回路基板40は、後方の一部が後部ケース50の切欠溝に挿入されて電気的に接続された状態で、後部ケース50に固定される。
音声信号出力回路基板40は、後部ケース50内に挿通されるマイクケーブル60を介して、不図示のコネクタと電気的に接続する。コネクタは、例えば、EIAJ RC−5236「音響機器用ラッチロック式丸型コネクタ」に規定される接地用の1番ピンと、信号のホット側の2番ピンとコールド側の3番ピンを有する出力コネクタである。
図4は、マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40の縦断面図である。
音声信号出力回路基板40の短幅部がユニットケース10の開口側からユニットケース10の内部に挿入されて、短幅部はユニットケース10の開口端11に被嵌される。音声信号出力回路基板40は、音声信号出力回路基板40の受部41がユニットケース10の開口端11に当接すると、それ以上はユニットケース10内に挿入されない。
ユニットケース10内の音響変換器20の支持体26と、音声信号出力回路基板40との間には、導電性弾性体30が介在している。音声信号出力回路基板40がユニットケース10内に挿入されたとき、音声信号出力回路基板40からの応力は導電性弾性体30を介してユニットケース10内の音響変換器20に伝わる。この応力の一部は、導電性弾性体30の弾性により吸収される。つまり、導電性弾性体30は、音声信号出力回路基板40と音響変換器20との間の緩衝材の役割を果たす。
なお、図4に示した、マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40と後部ケース50とマイクケーブル60とを接続した状態において、マイクロホンユニット1の感度などのテスト(ライン測定)が可能である。このテストの結果、マイクロホンユニット1が不良であることが判明すれば、マイクロホンユニット1を交換して、再度、テストが実施される。このように、後述するマイクロホンケースに収納される前にマイクロホンユニット1のテストが可能であり、テスト結果に応じてマイクロホンユニット1の交換も簡単である。
図5は、マイクロホンを構成するマイクロホンケース70とマイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40の分解縦断面図である。
マイクロホンケース70は、金属製で、有底円筒状である。マイクロホンケース70は、マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40並びに後部ケース50の一部を収納する。マイクロホンケース70の底面には、音波導入孔70hが形成されている。
なお、マイクロホンケースの形状は、有底円筒状に限らず、例えば、図10に示した従来のマイクロホンのマイクロホンケース70aのように円筒状としてもよい。円筒状のマイクロホンケースの場合、マイクロホンケースの2つの開口のいずれか一方に、有底円筒状で底面に音波導入孔が形成されたキャップを被せる。
マイクロホンケース70内の底面には、弾性体80が配置されている。音源からの音波は、マイクロホンケース70の音波導入孔(音孔)70hと弾性体80を通過してマイクロホンケース70の内部に入る。
マイクロホンユニット1と音声信号出力回路基板40並びに後部ケース50の一部は、マイクロホンユニット1側からマイクロホンケース70の開口側からマイクロホンケース70の内部に挿入される。マイクロホンケース70は、マイクロホンケース70の開口端71が後部ケース50の外周面に設けられた受部51に当接した状態で、ネジ止めなどにより後部ケース50に固定されて、図1に示した状態になる。ユニットケース10は、マイクロホンケース70内において、音波導入孔70hに対向する位置に配置される。図1に示すように、音波導入孔70hとユニットケース10(マイクロホンユニット1)との間に、弾性体80が配置される。つまり、弾性体80は、マイクロホンケース70とマイクロホンユニット1との間の緩衝材の役割を果たす。
図6は、マイクロホンの要部の縦断面図である。紙面左側がマイクロホンの前方である。
マイクロホンケース70内のマイクロホンユニット1は、ユニットケース10の開口端11と音声信号出力回路基板40の受部41とが当接した状態で、マイクロホンケース70内に位置決めされる。マイクロホンケース70内のマイクロホンユニット1には、マイクロホンケース70から後方側への応力が加わると共に、音声信号出力回路基板40から前方側への応力が加わる。マイクロホンケース70からマイクロホンユニット1に加わる応力の一部は、弾性体80に吸収される。音声信号出力回路基板40からマイクロホンユニット1に加わる応力の一部は、導電性弾性体30に吸収される。つまり、例えば、弾性体80や導電性弾性体30の形状・大きさやその弾性係数などは、マイクロホンユニット1に過剰な応力が加わらないような値に設定される。
図7は、マイクロホンの接地経路を示す縦断面図である。
振動板保持体24は、ユニットケース10を介して音声信号出力回路基板40に設けられた接地パターン43に接続する。図中の振動板保持体24とユニットケース10とを結ぶ線は結線状態を示し、説明の便宜上、記載されている。
接地パターン43は、金属板で、例えば、音声信号出力回路基板40の短幅部とその近傍の長幅部の表面と裏面のそれぞれに、音声信号出力回路基板40の長さ方向の対向する2辺に沿って、合計4箇所に設けられる。なお、音声信号出力回路基板40の厚さ部分にも接地パターンを設けて、さらに、この厚さ部分に設ける接地パターンを音声信号出力回路基板40の表面と裏面に設けられた接地パターンに接続するなどして、ユニットケース10と接地パターンとの接触面積を大きくして、より確実に接地するようにしてもよい。
なお、音声信号出力回路基板40に設けられる接地パターンは、ユニットケース10内に位置する音声信号出力回路基板40の部分、つまり、音声信号出力回路基板40の短幅部の外周縁に設けられていればよく、音声信号出力回路基板40の表面と裏面のうち、少なくともいずれか一方の面に設けられていればよい。
図8は、ユニットケース10の横断面図(マイクロホンの前方側から後方側を見た図)で、(A)は音声信号出力回路基板40の挿入前、(B)は音声信号出力回路基板40の挿入後である。ユニットケース10は、音声信号出力回路基板40が挿入されると、音声信号出力回路基板40の幅方向(紙面上下方向)に拡がり、音声信号出力回路基板40の表裏方向(紙面左右方向)に狭まる。この結果、ユニットケース10に内蔵される部品間の相互偏心が修正される。
音声信号出力回路基板40は、ユニットケース10の内周面と、音声信号出力回路基板40の4箇所に設けられた接地パターン43a,43b,43c,43dとで接触する。板状の接地パターン43a,43b,43c,43dとユニットケース10の内周面とは、線状に接触する。したがって、音声信号出力回路基板40に長さ方向の応力が加わり、ユニットケース10内の音声信号出力回路基板40の位置が長さ方向に変位したとしても、ユニットケース10と音声信号出力回路基板40との電気的接続は確保される。
以上説明した実施の形態によれば、ユニットケース10は開口端11が音声信号出力回路基板40の受部41に当接した状態でマイクロホンケース70内に収納され、また、ユニットケース10と音声信号出力回路基板40の接地パターン43とは線状に接触するから、ユニットケース10と音声信号出力回路基板40との電気的接続を確実にすることができる。
1 マイクロホンユニット
10 ユニットケース
10h 音波導入孔
20 音響変換器
21 スペーサ
22 振動板
23 固定極
23h 音孔
24 振動板保持体
25 絶縁体
26 支持体
30 導電性弾性体
40 音声信号出力回路基板
41 受部
42 凹部
43 接地パターン
50 後部ケース
51 受部
60 マイクケーブル
70 マイクロホンケース
71 開口端
70h 音波導入孔
80 弾性体


Claims (10)

  1. 音響変換器を収納する有底筒状のユニットケースと、
    前記音響変換器と接続する板状の音声信号出力回路基板と、
    前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とを収納するマイクロホンケースと、
    を有してなり、
    前記音声信号出力回路基板は、外周縁の一部に受部が形成され、
    前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とが前記マイクロホンケースに収納されたとき、前記ユニットケースの開口端は前記受部に当接して位置決めされる、
    ことを特徴とするマイクロホン。
  2. 前記音声出力回路基板には、前記ユニットケースと電気的に接続する接地パターンが設けられ、
    前記接地パターンと前記ユニットケースとは、線状に接続する、
    請求項1記載のマイクロホン。
  3. 前記接地パターンは、前記音声信号出力回路基板の表面と裏面のうち、少なくともいずれか一方の面に設けられる、
    請求項2記載のマイクロホン。
  4. 前記接地パターンは、前記ユニットケース内に位置する前記音声信号出力回路基板の部分の外周縁に設けられる、
    請求項3記載のマイクロホン。
  5. 前記接地パターンは、前記ユニットケース内に位置する前記音声信号出力回路基板の部分のうち、前記音声信号出力回路基板の面に沿う方向の対向する2辺のうち、少なくとも1辺に設けられる、
    請求項4記載のマイクロホン。
  6. 前記接地パターンの数は、複数である、
    請求項2乃至5のいずれかに記載のマイクロホン。
  7. 前記音声信号出力回路基板は、矩形であって、
    前記受部は、前記音声信号出力回路基板の面に沿う方向の対向する2辺のうち、少なくとも1辺に形成される、
    請求項1乃至6のいずれかに記載のマイクロホン。
  8. 前記音声信号出力回路基板の外周縁の一部に、凹部が形成され、
    前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とは、前記凹部に配置された導電性弾性体を介して電気的に接続した状態で前記マイクロホンケースに収納される、
    請求項1乃至7のいずれかに記載のマイクロホン。
  9. 前記マイクロホンケースは、音孔を備え、
    前記ユニットケースは、前記マイクロホンケース内で、前記音孔に対向する位置に配置され、
    前記音孔と前記ユニットケースとの間に弾性体が配置される、
    請求項1乃至8のいずれかに記載のマイクロホン。
  10. 前記音声信号出力回路基板は、前記音声信号出力回路基板の厚さ方向に直交する幅方向の長さが短い短幅部と、前記幅方向の長さが前記短幅部より長い長幅部と、を備え、
    前記受部は、前記短幅部と前記長幅部との境界部分に形成され、
    前記ユニットケースと前記音声信号出力回路基板とが前記マイクロホンケースに収納されたとき、前記短幅部は前記ユニットケースの開口端に被嵌される、
    請求項1乃至9のいずれかに記載のマイクロホン。



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