JP6511281B2 - マイクロホン装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンユニットが交換可能なマイクロホン装置に関する。

例えば、コンデンサマイクロホンには、指向性の異なるマイクロホンユニットを交換できるスティック型と呼ばれるコンデンサマイクロホンがある（例えば、特許文献１，２参照）。このようのマイクロホン装置は、カージオイド、ハイパーカージオイド、無指向性、双指向性などのマイクロホンユニットの中から集音の用途に応じて選択されたものを、パワーモジュールが内蔵されたマイクロホン本体に装着して使用される。

マイクロホンユニットを交換可能なマイクロホン装置は、マイクロホンユニットを収納するユニットケースと、マイクロホンユニットが出力する音声信号を処理する信号処理部を収納する回路ケースと、ユニットケースの開口を覆うキャップと、信号処理部が生成した信号を外部装置に出力するコネクタが収納される後部ケースとを有してなる。

図７は、従来のマイクロホン装置を構成するユニットケースの収納物の縦断面図である。同図は、キャップ２がユニットケース３に固定された状態を示している。ここでは、単一指向性のマイクロホンユニットが用いられる場合を例に説明する。

ユニットケース３内の前方側には、マイクロホンユニット３１が収納される。
ユニットケース３内の後方側には、内側板３４が嵌められて固定される。ユニットケース３内の内側板３４の後方には外側板３５が嵌められて固定される。外側板３５の中心に形成された孔には、ユニットケース３の内側（前方側）から外側（後方側）に向けて鍔付の導電材の第１端子３７が挿入される。内側板３４の中心に形成された孔には、外側から内側に向けて棒状の端子３３が挿入される。端子３３は、マイクロホンユニット３１に向けて突出した形態で内側板３４に固定される。内側板３４と外側板３５の中心の孔内には、導電体からなるバネ３６が介在している。第１端子３７は、バネ３６の反発力により外側板３５の外側に向かって押し出されて、半球面状に形成された第１端子３７の後端は外側板３５の外側に突出してユニットケース３に収納される。端子３３の前方端には、マイクロホンユニット３１から伸びた出力端子板３２がネジ止めされる。

図８は、従来のマイクロホン装置を構成する回路ケースの収納物と回路ケースに取り付けられた後部ケースの収納物の縦断面図である。
回路ケース４の先端の内周には、雌ネジ４Ｓに隣接して雌ネジ４Ｓの後方に前端板４１が嵌められて固定される。導電材の第２端子４２は、前端板４１の中心を厚さ方向（紙面上下方向）に貫いて、前端板４１に嵌められて固定される。

回路ケース４内には、その長さ方向に沿って、回路基板４３が取り付けられる。回路基板４３は、マイクロホンユニット３１からの信号を処理する信号処理部を構成する。第２端子４２は、適宜の導電材を介して回路基板４３の入力端子に接続される。

回路ケース４の後端には後部ケース５が嵌め込まれて、回路ケース４と後部ケース５とはネジ６で固定される。回路基板４３の後端は、後部ケース５の内部に形成された切欠溝５１に挿入されて、回路基板４３と後部ケース５とが電気的に接続する。

後部ケース５内には、絶縁性のコネクタベース５２が嵌められてネジなどで固定される。コネクタベース５２には、導電性の規格化された３本のピンで構成されるコネクタが埋め込まれる。１番ピン５３は、回路基板４３の接地端子に接続する。２番ピン５４は、回路基板４３の出力回路のホット側の出力端子に接続する。３番ピン５５は、回路基板４３の出力回路のコールド側の出力端子に接続する。

後部ケース５には、不図示のコネクタプラグが挿入される。マイクロホンユニット３１が出力する音声信号は、２番ピン５４と３番ピン５５、コネクタプラグに接続するマイクロホンコードを介して外部装置に出力される。

図９は、従来のマイクロホン装置の縦断面図である。
ユニットケース３の雄ネジ３Ｓが回路ケース４の雌ネジ４Ｓにねじ込まれると、バネ３６が圧縮されながら、ユニットケース３と回路ケース４とが結合（装着）する。ユニットケース３と回路ケース４とが装着した状態では、バネ３６の圧縮力により、ユニットケース３の第１端子３７が回路ケース４の第２端子４２に押圧されて接触して電気的に接続する。

マイクロホンユニット３１が出力する音声信号は、出力端子板３２、端子３３、バネ３６、第１端子３７、第２端子４２を介して、回路基板４３の入力端子に入力される。回路基板４３は、マイクロホンユニット３１から入力された音声信号のインピーダンス変換、ローカット、増幅などの所定の処理を行って出力信号を生成する。回路基板４３が生成する出力信号は、第１ピン５３、第２ピン５４、第３ピン５５に伝達される。

ここで、コンデンサマイクロホンは信号源のインピーダンスが静電容量（数ｐＦ〜数１０ｐＦ程度）であるため、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：Field Effect Transistor）を用いる必要がある。ＦＥＴは、ゲート電極とドレイン電極とソース電極とを備える。マイクロホンユニットからの信号は、ゲート電極に入力される。ゲート電極に高い電圧の電流が流れ込むと、ＦＥＴは故障する。このようなＦＥＴの故障を防ぐ方法として、マイクロホンユニットからの信号の入力部に保護用のダイオードなどを接続する方法がある。

特許第４５３３７８４号明細書 特許第４６８３９９６号明細書

しかし、前述の保護用のダイオードなどを接続してＦＥＴの故障を防ぐ方法は、ダイオードの静電容量により入力信号の浮遊容量が増加してしまい、マイクロホン装置の感度を低下させてしまう。

ユニットケース３が回路ケース４に取り付けられているときには静電シールドが構成されるため、ゲート電極に高い電圧が加わることはない。しかし、マイクロホンユニットを交換するためにユニットケース３が回路ケース４から取り外されて、帯電した人体が回路ケース４に収納されているユニットケース３との接続部品、例えば、第２端子４２に触れると、人体の電荷が接続部品を介してゲート電極に流れ込んで、ＦＥＴは破壊される。

また、回路ケース４内の収納物が電気的に動作しているときに、ユニットケース３を回路ケース４から取り外すと、ユニットケース３と回路ケース４との接点が解放されるため、大きな雑音が発生する。

このように、ユニットケース３が回路ケース４から取り外されているとき、接続部品とゲート電極が電気的に分離される、あるいは、接続部品が接地されると、ＦＥＴの破壊や雑音の発生を防止することができる。

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、ユニットケースと回路ケースとが離脱状態にあっても、ユニットケースに収納されたマイクロホンユニットが出力する信号を処理する回路ケース内の信号処理部の破壊や、雑音の発生を防止することができ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、マイクロホンユニットが収納されるユニットケースと、マイクロホンユニットからの信号が入力される入力端子と、入力端子に入力された信号を処理する信号処理部と、が収納される回路ケースと、が着脱可能なマイクロホン装置であって、ユニットケースと回路ケースとの着脱状態を検出する検出部、を備え、検出部は、ユニットケースと回路ケースとの離脱状態を検出したとき、入力端子を接地させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、回路ケースの収納物の破壊や雑音の発生を防止することができる。

本発明にかかるマイクロホン装置の実施の形態を示す外観図である。 上記マイクロホン装置を構成するユニットケースと回路ケースとが離脱した上記マイクロホン装置の外観図である。 上記ユニットケースとその収納物の縦断面図である。 上記回路ケースの収納物と上記回路ケースに取り付けられた後部ケースの収納物の縦断面図である。 上記マイクロホン装置の縦断面図である。 上記回路ケースに収納されるスイッチの接続構成図である。 従来のマイクロホン装置のユニットケースの収納物の縦断面図である。 従来のマイクロホン装置の回路ケースの収納物と上記回路ケースに取り付けられた後部ケースの収納物の縦断面図である。 従来のマイクロホン装置の縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかるマイクロホン装置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装置の実施の形態を示す外観図である。マイクロホン装置１は、キャップ２とユニットケース３と回路ケース４と後部ケース５とを有してなる。

なお、本発明にかかるマイクロホン装置は、マイクロホンユニットの交換可能であり、以下の説明では、単一指向性のマイクロホンユニットが装着される場合を例に説明する。

キャップ２は、金属製の有底円筒状で、前方（集音時に音源側に向けられるマイクロホン装置１の方向）側には前部音響端子としての音孔２ｈが形成されている。キャップ２は、円筒状のユニットケース３の前方側の開口を覆うように被せられて固定される。

ユニットケース３は、金属製の円筒状で、側面に後部音響端子としての音孔３ｈが形成されている。

回路ケース４は、金属製の円筒状で、前方側にユニットケースが取り付けられ、後方側に後部ケース５が取り付けられる。回路ケース４は、マイクロホン装置１のグリップとしての役割を果たす。ネジ６は、回路ケース４と後部ケース５とを固定する係止部材である。

後部ケース５は、金属製で、大径部と小径部を備える。大径部と小径部は、中空の略円筒状で、それぞれの中空は連通する。

図２は、ユニットケース３と回路ケース４とが離脱した状態のマイクロホン装置１の外観図である。ユニットケース３の後方端には、雄ネジ３Ｓが形成されている。回路ケース４の前方端の内周面には、雌ネジ４Ｓが形成されている。ユニットケース３と回路ケース４とは、雄ネジ３Ｓと雌ネジ４Ｓとが螺合することで、結合する。

図３は、ユニットケース３とその収納物の縦断面図である。同図は、キャップ２がユニットケースに固定された状態を示している。
ユニットケース３内の前方側には、マイクロホンユニット３１が収納される。マイクロホンユニット３１は、金属製の有底円筒状のユニットケース内に、コンデンサを構成する振動板と固定極や、振動板と固定極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円板状の回路基板が配置される。このコンデンサの静電容量は、音孔２ｈからの音波により振動板が振動することで変化する。

ユニットケース３内の後方側には、内側板３４が嵌められて固定される。ユニットケース３内の内側板３４の後方には外側板３５が嵌められて固定される。外側板３５の中心に形成された孔には、ユニットケース３の内側（前方側）から外側（後方側）に向けて鍔付の導電材の第１端子３７が挿入される。内側板３４の中心に形成された孔には、外側から内側に向けて棒状の端子３３が挿入される。端子３３は、マイクロホンユニット３１に向けて突出した形態で内側板３４に固定される。内側板３４と外側板３５の中心の孔内には、導電体からなるバネ３６が介在している。第１端子３７は、バネ３６の反発力により外側板３５の外側に向かって押し出されて、半球面状に形成された第１端子３７の後端は外側板３５の外側に突出してユニットケース３に収納される。端子３３の前方端には、マイクロホンユニット３１から伸びた出力端子板３２がネジ止めされる。

外側板３５には、リング状のマグネット（磁石）３８が埋設されている。マグネット３８の用途は後述する。

図４は、回路ケース４の収納物と後部ケース５の収納物の縦断面図である。
回路ケース４の先端の内周には、雌ネジ４Ｓに隣接して雌ネジ４Ｓの後方に前端板４１が嵌められて固定される。導電材の第２端子４２は、前端板４１の中心を厚さ方向（紙面上下方向）に貫いて、前端板４１に嵌められて固定される。

回路ケース４内には、その長さ方向に沿って、回路基板４３が取り付けられる。回路基板４３は、マイクロホンユニット３１からの信号を処理する信号処理部を構成する。回路基板４３には、ＦＥＴを備えるインピーダンス変換回路や、出力回路など各種回路が組み込まれる。第２端子４２は、適宜の導電材を介して回路基板４３の入力端子に接続される。

回路ケース４の後端には後部ケース５が嵌め込まれて、回路ケース４と後部ケース５とはネジ６で固定される。回路基板４３の後端は、後部ケース５の内部に形成された切欠溝５１に挿入されて、回路基板４３と後部ケース５とが電気的に接続する。

なお、回路基板４３の後端と切欠溝５１との間に不図示の板バネの一端を挿入し、この板バネの他端を後部ケース５に取り付けることで、回路基板４３と後部ケース５とを電気的に接続してもよい。

後部ケース５内には、絶縁性のコネクタベース５２が嵌められてネジなどで固定される。コネクタベース５２には、導電性の３本のピンで構成されるコネクタが埋め込まれる。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５３と、信号のホット（ＨＯＴ）側の２番ピン５４と、コールド（ＣＯＬＤ）側の３番ピン５５を有する出力コネクタである。１番ピン５３は、回路基板４３の接地端子に接続する。２番ピン５４は、回路基板４３の出力回路のホット側の出力端子に接続する。３番ピン５５は、回路基板４３の出力回路のコールド側の出力端子に接続する。

回路ケース４内の前端板４１側にはスイッチ４４が収納されている。スイッチ４４の作用は後述する。

後部ケース５には、不図示のコネクタプラグが挿入される。マイクロホンユニット３１が出力する音声信号は、２番ピン５４と３番ピン５５、コネクタプラグに接続するマイクロホンコードを介して外部装置に出力される。

図５は、マイクロホン装置１の縦断面図である。
ユニットケース３の雄ネジ３Ｓが回路ケース４の雌ネジ４Ｓにねじ込まれると、バネ３６が圧縮されながら、ユニットケース３と回路ケース４とが結合（装着）する。ユニットケース３と回路ケース４とが装着した状態では、バネ３６の圧縮力により、ユニットケース３の第１端子３７が回路ケース４の第２端子４２に押圧されて接触して電気的に接続する。

マイクロホンユニット３１が出力する音声信号は、出力端子板３２、端子３３、バネ３６、第１端子３７、第２端子４２を介して、回路基板４３の入力端子に入力される。回路基板４３は、マイクロホンユニット３１から入力された音声信号のインピーダンス変換、ローカット、増幅などの所定の処理を行って出力信号を生成する。回路基板４３が生成する出力信号は、第１ピン５３、第２ピン５４、第３ピン５５に伝達される。

図６は、回路ケース４に収納されるスイッチ４４の接続構成図である。
スイッチ４４は、第２端子４２に接続する第１固定接点４４１と、グランド（接地回路）に接続する第２固定接点４４２と、回路基板４３の入力端子と接続する可動接点４４３と、を備える。可動接点４４３が接続する回路基板４３の入力端子は、例えば、回路基板４３に組み込まれるＦＥＴ４４４のゲート電極である。

スイッチ４４は、外部から磁界が印加されると作動して接点が切り替わるトランスファー型のリードスイッチである。第１固定接点４４１は、磁界が印加されたときに接点が閉（オン）状態になる、いわゆるノーマリ・オープン接点である。第２固定接点４４２は、磁界が印加されたときに接点が開（オフ）状態になる、いわゆるノーマリ・クローズ接点である。可動接点４４３は、第１固定接点４４１または第２固定接点４４２のいずれかと接続する、いわゆる共通接点である。スイッチ４４の定常状態は、第２固定接点４４２と可動接点４４３とが接続される。

スイッチ４４に磁界を印加するのは、ユニットケース３のマグネット３８である。

ユニットケース３と回路ケース４とが装着状態、つまり、マグネット３８がスイッチ４４に近づいた状態のとき、マグネット３８が発生する磁界がスイッチ４４に印加して、第１固定接点４４１と可動接点４４３とが接続する。その結果、第２端子４２と、回路基板４３の入力端子であるＦＥＴ４４４のゲート電極と、が接続する。すなわち、マイクロホンユニット３１が出力する音声信号が、回路基板４３の信号処理部に入力可能な状態となる。

一方、ユニットケース３と回路ケース４とが離脱状態、つまり、マグネット３８がスイッチ４４から離れた状態のとき、マグネット３８が発生する磁界はスイッチ４４に印加せず、あるいは、スイッチ４４に印加されていた磁界が解除され、第２固定接点４４２と可動接点４４３とが接続する。その結果、回路基板４３の入力端子であるＦＥＴ４４４のゲート電極は、接地される。すなわち、例えば、帯電した人体が第２端子４２に触れても、人体の電荷が第２端子４２を介してＦＥＴ４４４のゲート電極に流れ込むことはなく、ＦＥＴは破壊されない。なお、第２固定接点４４２は、例えば、回路基板４３の接地パターンに接続される。また、第２固定接点４４２は、回路ケース４が金属で構成される場合は、回路ケース４にも接続される。

このように、マグネット３８とスイッチ４４とは、ユニットケース３と回路ケース４との着脱状態を検知する検知部を構成する。マグネット３８は、スイッチ４４が備える第１固定接点４４１や第２固定接点４４２と可動接点４４３との接続を、非接触で切り替える切替部である。つまり、マグネット３８は、スイッチ４４と物理的に非接触な状態で、第１固定接点４４１や第２固定接点４４２と可動接点４４３との接続を切り替える。

以上説明した実施の形態によれば、マイクロホン装置１は、ユニットケース３と回路ケース４とが離脱状態を検出したとき、回路基板４３の入力端子を接地して、無用な電荷が第２端子４２を介して回路基板４３の入力端子に流れ込ませず、回路基板４３に組み込まれたＦＥＴなどが破壊されるのを防止することができる。

同様に、マイクロホン装置１は、ユニットケース３と回路ケース４とが装着状態から離脱状態となったとき、第１端子３７と第２端子４２との接続が解除されるが、同時に、第２端子４２と回路基板４３の入力端子との接続を解除する。そのため、マイクロホン装置１は、無用な信号を回路基板４３に入力させず、雑音の発生を防止することができる。

１ マイクロホン装置
２ キャップ
２ｈ 音孔
３ ユニットケース
３１ マイクロホンユニット
３２ 出力端子板
３３ 端子
３４ 内側板
３５ 外側板
３６ バネ
３７ 第１端子
３８ マグネット
３Ｓ 雄ネジ
４ 回路ケース
４１ 前端板
４２ 第２端子
４３ 回路基板
４４ スイッチ
４４１ 第１固定接点
４４２ 第２固定接点
４４３ 可動接点
４４４ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
４Ｓ 雌ネジ
５ 後部ケース
５１ 切欠溝
５２ コネクタベース
５３ １番ピン
５４ ２番ピン
５５ ３番ピン
６ ネジ

Claims (6)

1. マイクロホンユニットと、前記マイクロホンユニットからの信号を出力する第１端子と、が収納されるユニットケースと、
   前記マイクロホンユニットからの信号が入力される入力端子と、前記入力端子に入力された信号を処理する信号処理部と、前記第１端子と接続する第２端子と、が収納される回路ケースと、
   が着脱可能なマイクロホン装置であって、
   前記ユニットケースと前記回路ケースとの着脱状態を検出する検出部、
   を備え、
   前記検出部は、
   前記回路ケースに収納されるスイッチと、
   前記ユニットケースに収納される切替部と、
   を備え、
   前記スイッチは、可動接点と第１固定接点と第２固定接点とを備え、
   前記可動接点は、前記入力端子に接続され、
   前記第１固定接点は、前記第２端子に接続され、
   前記第２固定接点は、接地され、
   前記切替部は、前記可動接点と前記第１固定接点または前記第２固定接点との接続を切り替え、
   前記検出部は、前記ユニットケースと前記回路ケースとの離脱状態を検出したとき、前記入力端子を接地させる、
   ことを特徴とするマイクロホン装置。
2. 前記検出部は、前記ユニットケースと前記回路ケースとの装着状態を検出したとき、前記マイクロホンユニットからの信号が前記入力端子に入力するように制御する、
   請求項１記載のマイクロホン装置。
3. 前記マイクロホンユニットは、コンデンサマイクロホンユニットで、
   前記信号処理部は、前記マイクロホンユニットからの信号をインピーダンス変換するＦＥＴを備え、
   前記入力端子は、前記ＦＥＴのゲート電極である、
   請求項１または２記載のマイクロホン装置。
4. 前記切替部は、前記可動接点と前記第１固定接点または前記第２固定接点との接続を非接触で切り替える、
   請求項１記載のマイクロホン装置。
5. 前記切替部は、磁界を発生する部材で、
   前記スイッチは、磁界の印加に応じて開閉する、
   請求項４記載のマイクロホン装置。
6. 前記スイッチは、トランスファー型のスイッチであり、
   前記スイッチの定常状態は、前記可動接点と前記第２固定接点とが接続される、
   請求項４または５記載のマイクロホン装置。
   

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