JP6507386B2

JP6507386B2 - マイクロホン装置

Info

Publication number: JP6507386B2
Application number: JP2014218171A
Authority: JP
Inventors: 徳子松井; 秋野　裕; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: US9838768B2; JP2016086298A; US20160119702A1

Description

本発明は、マイクロホン装置に関するものである。

マイクロホンユニットを基台から離れて位置させるため、基台に設けられている棒状の支持部材の先端にマイクロホンユニットが取り付けられている形態のマイクロホン装置が知られている。このような形態のマイクロホン装置には、ヘッドセットマイクロホンや、グースネックマイクロホンなどがある。

ヘッドセットマイクロホンでは、支持部材としてのフレキシブルパイプの内部に配線材を通してマイクロホンユニットに配線材を電気的に接続させる。ヘッドセットマイクロホンでは、フレキシブルパイプが目立たないように細い（内径が小さい）フレキシブルパイプが用いられる。このため、フレキシブルパイプの内部に太い配線材を通すことは難しく、フレキシブルパイプの入口付近で細い配線材に中継してフレキシブルパイプの内部を通していた。

ヘッドセットマイクロホンなどのマイクロホンユニットとして多く用いられるコンデンサマイクロホンは、コンデンサマイクロホンとともに用いるインピーダンス変換器に高周波電流が流れると可聴帯域で雑音が生じる。雑音の対策として、マイクロホンの音声信号を流す配線材には、静電遮蔽（シールド）が施されているものが用いられるが、フレキシブルパイプの入口付近で太い配線材と細い配線材とを中継させていると、中継部分のシールドを十分に行うことができなかった。

なお、コンデンサマイクロホンにおいて、パイプ内に配線される部分のシールド被覆線を露出させているマイクケーブルを用いて、金属製のパイプ内面とシールド被覆線とを接触させている技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術において、シールド被覆線は、芯線の外周に銅線を編み込んだ編組線である。

特許文献１に開示された技術であっても、パイプの内径が小さくなった場合にケーブルがパイプの内部を通らない問題や、シールド被覆線の密度が低くパイプの内壁との間に隙間が生じ十分なシールド性能が得られない問題がある。

特開２００６−０３３２１６号公報

本発明は、支持部材とその周辺におけるシールド性能が向上するマイクロホン装置を提供することを目的とする。

本発明は、導電性材料製の管状の支持部材と、
前記支持部材の一端に設けられていて前記支持部材に接地しているマイクロホンユニットと、
前記マイクロホンユニットの信号出力端子に接続されている芯線と前記芯線を覆い前記支持部材と電気的に接続されている導電被覆材を備え前記支持部材の内部を貫通している配線材と、
を有し、
前記支持部材は、フレキシブルパイプであり、
前記導電被覆材は、前記芯線の外周を覆っていて、前記支持部材の内壁と複数個所で断続的に接触し、
前記配線材は、前記導電被覆材の外周に設けられているシールド編組と、前記シールド編組の外周に設けられている絶縁被覆材とを有し、
前記支持部材は、第１端および第２端を有し、前記マイクロホンユニットは前記支持部材の前記第１端に配置され、
前記配線材は前記支持部材の内部を通って前記マイクロホンユニットに至る第１部分と、前記支持部材の前記第２端から伸び出ている第２部分と、を備え、
前記シールド編組は、前記配線材の前記第２部分において前記導電被覆材を覆い、
前記絶縁被覆材は、前記配線材の前記第２部分において前記シールド編組を覆い、
前記第１部分において前記シールド編組と絶縁被覆材は除去されて、前記導電被覆材が前記支持部材に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、支持部材の内部とその周辺におけるシールド性能が向上する。

本発明に係るマイクロホン装置の実施の形態を示す側面図である。図１のマイクロホン装置の部分断面図である。図１のマイクロホン装置の部分断面図である。図１のマイクロホン装置の配線材の構造を示す模式図である。図４の配線材のノイズ特性を示すグラフである。参考例の配線材のノイズ特性を示すグラフである。図１のマイクロホン装置の支持部材内部の配線材を示す部分断面図である。参考例のマイクロホン装置を示す部分断面図である。図１のマイクロホン装置の支持部材と配線材とにより構成される部分の等価回路図である。図１のマイクロホン装置の音声信号回路の例を示す回路図である。参考例のマイクロホン装置の支持部材内部の配線材を示す部分断面図である。参考例のマイクロホン装置の支持部材と配線材とにより構成される部分の等価回路図である。

以下、本発明に係るマイクロホン装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るマイクロホン装置１０は、話者の頭部に取り付けられるヘッドセットマイクロホンを例に示している。マイクロホン装置１０は、後述するマイクロホンユニットを収容するマイクロホンケース１１と、マイクロホンケース１１を支持するフレキシブルパイプ１２とを有する。また、マイクロホン装置１０は、話者の頭部に接するパッド１３と、マイクロホン装置１０を他の機器に接続するためのコネクタ１４とを有する。

図２と図３とに示すように、マイクロホンケース１１は、フレキシブルパイプ１２の一端に設けられている、略円筒状の筐体である。マイクロホンケース１１は、内部にマイクロホンユニット１５を収容することができ、外部の音声を内部に通過させるための開口を有している。

マイクロホンユニット１５は、振動板や固定極、あるいはマイクロホンを動作させるための回路などを含む。マイクロホンユニット１５には、例えば小型で軽量なコンデンサマイクロホンが多く用いられる。コンデンサマイクロホンには、振動板と固定極とにより構成されるコンデンサの静電容量が小さいことから、入力インピーダンスの高いＦＥＴ（Field effect transistor）などのインピーダンス変換器が用いられる。マイクロホンユニット１５は、フレキシブルパイプ１２に接地している。

フレキシブルパイプ１２は、支持部材の一例であり、上述のように一端にマイクロホンケース１１が設けられていて、他端にパッド１３が設けられている。ヘッドセットマイクロホンやグースネックマイクロホンにおいて、マイクロホンユニット１５を話者の口元に対して適切な位置に移動させてその位置を保持するためにフレキシブルパイプ１２が多く用いられる。フレキシブルパイプ１２は、中空の円筒状であり、内部に配線材１６が貫通している。配線材１６は、一端に設けられているマイクロホンユニット１５と他端に設けられているコネクタ１４とを電気的に接続している。

パッド１３は、マイクロホンケース１１とフレキシブルパイプ１２とを支持する基台であり、内部に配線材１６が通されている中空の円筒状の部分と、話者の頭部に接触してマイクロホンユニット１５の位置を保持する部分とを備える。

●配線材とフレキシブルパイプの構成
マイクロホン装置１０の配線材１６とフレキシブルパイプ１２の構成について説明する。

図４に示すように、配線材１６は、マイクロホンユニット１５の信号出力端子に接続されている芯線１６１と、芯線１６１を覆う導電被覆材１６２とを備える。また、配線材１６は、導電被覆材１６２の外周を覆うシールド編組１６３と、シールド編組１６３の外周を覆う絶縁被覆材１６４とを備える。導電被覆材１６２は、シール材などの他の部材を介することなく直接的に芯線１６１の外周を覆い、外面がフレキシブルパイプ１２の内面と電気的に接続されている。

一般の配線材は、芯線とシールド編組の間に静電容量が生じるため、配線材に応力が加わることにより静電容量が変化して配線材１６からマイクロフォニックノイズが発生する。

マイクロホン装置１０に用いられる配線材１６は、静電容量の変化によるノイズを低減する必要がある。このため、配線材１６には、シールド編組１６３と芯線１６１との間にＰＶＣ（Polyvinyl Chloride）などの樹脂材料にカーボンブラック等の導電性の粉体を混練した導電被覆材１６２（導電性チューブ）を用いる。導電被覆材１６２の抵抗率は、１０〜１０^７Ω・ｃｍ程度である。

図５に示すように、配線材１６のノイズ特性は、図６に示す参考例の配線材のノイズ特性と比較して、想定されるノイズの周波数帯の全域においてノイズのレベルが大きく低下している。

図７に示すように、フレキシブルパイプ１２は、鋼線等を断面形状が円形のコイルバネ状にした第１線材１２１の隙間に真鍮線等を断面形状が三角形のコイルバネ状にした第２線材１２２を挟み込んで構成される。フレキシブルパイプ１２は、ともに塑性変形可能な導電性材料製の第１線材１２１と第２線材１２２との間に生じる摩擦によって、管状の基本的な形状を保持しつつ自在に曲げることができる。ヘッドセットマイクロホンにおいて、フレキシブルパイプ１２は、フレキシブルパイプ１２が目立たないように細い（内径の小さい）ものが用いられる。

配線材１６は、フレキシブルパイプ１２の内部を通す部分ではシールド編組１６３と絶縁被覆材１６４とを除去し、芯線１６１と導電被覆材１６２とをフレキシブルパイプ１２の内部を通す。

フレキシブルパイプ１２の内径は、配線材１６の芯線１６１の外周の導電被覆材１６２がフレキシブルパイプ１２の内壁に接触しつつ内部を通過することができる程度の大きさである。フレキシブルパイプ１２内において、芯線１６１の外周を覆っている導電被覆材１６２がフレキシブルパイプ１２の内壁で連続的または断続的に接触している。

ヘッドセットマイクロホンでは、フレキシブルパイプの中を通すため、配線材には細さが求められる。このため、図８の参考例に示すように従来のマイクロホン装置２０では、フレキシブルパイプ２２の開口付近でフレキシブルパイプ２２の内部を通す配線材２６とフレキシブルパイプ２２の外部の配線材２７とを中継していた。配線材２６は、配線材２７よりも横断面の外径が小さい。ヘッドセットマイクロホンには樹脂部品が多く用いられるため、内部の配線材２６と外部の配線材２７との中継部分では静電遮蔽が不十分であった。

本実施の形態に係るマイクロホン装置１０では、上述のように芯線１６１と導電被覆材１６２とをフレキシブルパイプ１２の内部を通し導電被覆材１６２とフレキシブルパイプ１２の内壁とを電気的に接続する。このため、マイクロホン装置１０では、強い高周波によってフレキシブルパイプ１２に誘導された高周波電流を、フレキシブルパイプ１２と導電被覆材１６２との間に生じる電気抵抗によって消費させて雑音を低減させる。

また、マイクロホン装置１０は、配線材１６のシールド編組１６３をフレキシブルパイプ１２の開口付近などで電気的に接続することにより、マイクロホン装置１０のシールド性能をさらに高めることができる。

図９を用いて、フレキシブルパイプ１２と導電被覆材１６２との間に生じる抵抗によって高周波電流を消費させる原理を説明する。同図において、高周波電流を電源Ｅｎから生じていると仮定して図示する。マイクロホン装置１０では、導電被覆材１６２とフレキシブルパイプ１２とが複数の点で電気的に接続していることにより、１組の接続箇所ごとに環状の回路を構成する。この回路は、導電被覆材１６２の抵抗によるインピーダンスＺｐ１とフレキシブルパイプ１２の抵抗によるインピーダンスＺｐ２とにより、高周波電流を消費して減衰させる。

図１０は、マイクロホン装置１０の音声信号回路の例を示す回路図である。同図に示すように、マイクロホン装置１０では、直流電源Ｅの電流が芯線１６１の電源線１６１ａを通って、電気音響変換部とインピーダンス変換器とを備えるマイクロホンユニット１５に供給される。インピーダンス変換器を構成するＦＥＴは、ソース端子が信号線１６１ｂによりコンデンサＣを経て導出されていて、ドレイン端子が電源Ｅの一方の端子に接続されている。マイクロホンユニット１５が内蔵している回路基板（図示せず）のグランドパターンは、導電被覆材１６２とフレキシブルパイプ１２とに接続していて電源Ｅの他方の端子に接続され、マイクロホンユニット１５を含む音声信号回路の一部を構成している。

一方、図１１に示す参考例のマイクロホン装置のフレキシブルパイプ２２の内部には、配線材の芯線２６１と、芯線２６１の外周のシールド編組２６３と、シールド編組２６３の外周の絶縁被覆材２６４とが通されている。このような参考例のマイクロホン装置では、図１２に示すように、配線材２６の抵抗によるインピーダンスＺｐと高周波電流を生じる電源Ｅｎの組み合わせが複数直列に連続したような回路が構成される。したがって、参考例のマイクロホン装置では、高周波電流が消費されず加算され、ノイズレベルが増大する。

●実施の形態の効果●
以上説明したように、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、以下の効果を得ることができる。

マイクロホン装置１０によれば、高周波電流を導電被覆材１６２の抵抗で減衰させることができるので、音声信号に含まれる雑音を低減させることができる。

ヘッドセットマイクロホンでは、話者が激しく動いた場合でも断線しないようにするため、配線材の機械的強度が求められるが、上記参考例のマイクロホン装置によれば、中継部分において断線や防水性の低下のおそれがあった。

これに対して本実施の形態に係るマイクロホン装置１０では、上述のようにフレキシブルパイプ１２の内外で配線材１６の中継部分を有しないため、配線材１６の機械的強度を高めつつ防水性を向上させることができる。

また、支持部材としてフレキシブルパイプを用いた実施例を示したが、可撓性を有しないパイプを用いてもよい。

１０マイクロホン装置
１１マイクロホンケース
１２フレキシブルパイプ
１３パッド
１４コネクタ
１５マイクロホンユニット
１６配線材
１２１第１線材
１２２第２線材
１６１芯線
１６２導電被覆材
１６３シールド編組
１６４絶縁被覆材

Claims

導電性材料製の管状の支持部材と、
前記支持部材の一端に設けられていて前記支持部材に接地しているマイクロホンユニットと、
前記マイクロホンユニットの信号出力端子に接続されている芯線と前記芯線を覆い前記支持部材と電気的に接続されている導電被覆材を備え前記支持部材の内部を貫通している配線材と、
を有し、
前記支持部材は、フレキシブルパイプであり、
前記導電被覆材は、前記芯線の外周を直接的に覆っていて、前記支持部材の内壁と複数個所で断続的に接触し、
前記配線材は、前記導電被覆材の外周に設けられているシールド編組と、前記シールド編組の外周に設けられている絶縁被覆材とを有し、
前記支持部材は、第１端および第２端を有し、前記マイクロホンユニットは前記支持部材の前記第１端に配置され、
前記配線材は前記支持部材の内部を通って前記マイクロホンユニットに至る第１部分と、前記支持部材の前記第２端から伸び出ている第２部分と、を備え、
前記シールド編組は、前記配線材の前記第２部分において前記導電被覆材を覆い、
前記絶縁被覆材は、前記配線材の前記第２部分において前記シールド編組を覆い、
前記第１部分において前記シールド編組と絶縁被覆材は除去されて、前記導電被覆材が前記支持部材に電気的に接続されている、
マイクロホン装置。
前記支持部材と前記導電被覆材とは、電気的に接続していることにより前記支持部材に誘導された高周波電流が消費される回路を構成している、
請求項１記載のマイクロホン装置。
前記支持部材の前記第２端に設けられていて前記マイクロホンユニットと前記支持部材とを支持する基台を有する、
請求項１または２記載のマイクロホン装置。