(57)【要約】【課題】成極電圧を必要とするコンデンサマイクロホンにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路を用いることなく、ファントム電源等から給電される電圧の一部から高い成極電圧が得られるようにする。【解決手段】対向的に配置された振動板１０ａと固定極１０ｂとを含む静電型の音響電気変換器１０と、音響電気変換器１０の固定極１０ｂに対して成極電圧を与える成極電源部３０とを有するコンデンサマイクロホンにおいて、その成極電源部３０として、固定極１０ｂに所定の抵抗素子Ｒ０１を介して接続されるＰＬＺＴ素子３１と、ＰＬＺＴ素子３１と光学的に結合される紫外線発光ダイオード３２と、紫外線発光ダイオード３２を駆動する駆動回路３３とを備え、紫外線発光ダイオード３２よりＰＬＺＴ素子３１に所定波長の紫外線を照射し、ＰＬＺＴ素子３１に光起電力効果により電圧を発生させて、固定極１０ｂに対する成極電圧を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型の音響電気変換器と、上記音響電気変換器の固定極に対して成極電圧を与える成極電源部とを有するコンデンサマイクロホンにおいて、
上記成極電源部として、上記固定極に所定の抵抗素子を介して接続されるＰＬＺＴ素子と、上記ＰＬＺＴ素子と光学的に結合された紫外線発光ダイオードと、上記紫外線発光ダイオードを駆動する駆動回路とを備え、
上記紫外線発光ダイオードより上記ＰＬＺＴ素子に所定波長の紫外線を照射し、上記ＰＬＺＴ素子に光起電力効果により電圧を発生させて、上記固定極に対する成極電圧を得ることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
上記駆動回路に、ファントム電源から供給される電圧の一部を所定の電圧に変換するスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータが用いられていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、コンデンサマイクロホンの成極電圧をＰＬＺＴ素子の光起電力効果により得る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサマイクロホンは、その収音部として、振動板と固定極とを電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置してなる静電型の音響電気変換器（コンデンサマイクロホンカプセルとも言う）を備える。
【０００３】
振動板は、所定の張力をもって振動板支持リングに張設されており、固定極は絶縁座にて支持され、絶縁スペーサを介して対向的に配置されることにより、一種のコンデンサを形成し、到来する音波にて振動板が振動することにより、静電容量を変化させ、その変化分を音声信号として出力する。
【０００４】
そのため、コンデンサマイクロホンを駆動するにあたっては、通常、上記音響電気変換器に成極電圧を与える必要がある。
【０００５】
なお、エレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンの場合には、エレクトレット誘電体膜に半永久的に電荷が帯電されているため、外部から成極電圧を与える必要はない。
【０００６】
しかしながら、エレクトレットコンデンサマイクロホンにおいては、エレクトレット誘電体膜にコロナ放電等により電荷を均一に帯電させること、また、その成極電圧を一定に管理することが難しいため、感度にばらつきが生じやすい。
【０００７】
そこで、例えばスタジオ収音用途等の音質を重視するコンデンサマイクロホンでは、成極電源部を備え、その成極電源部より上記音響電気変換器の固定極に所定の成極電圧を与えて、高い感度を得るようにしている。
【０００８】
その成極電圧を得る方法のひとつとして、ファントム電源から供給される例えば４８Ｖの電圧を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、音声出力回路等の主回路で消費される電流を少なくすることにより高い成極電圧が得られる。しかしながら、主回路での消費電流を少なくするにも限度があるため、感度をあまり高くできない。
【０００９】
また、別の方法として、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いる方法がある（例えば、特許文献２参照）。すなわち、この方法では、発振回路を用い直流を交流に変換してトランスで昇圧したのちに整流することにより高い成極電圧を得る。
【００１０】
しかしながら、発振回路から出力される発振周波数がマイクロホン出力に重畳し、これにより雑音が発生することがある。また、発振回路にイクダクタを用いた場合には、誘導磁界が発生し、磁気的結合で他の電子機器等に雑音が誘起されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２８７０００号公報
【特許文献２】特開平０９−１２１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、音響電気変換器に成極電圧を必要とするコンデンサマイクロホンにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路を用いることなく、ファントム電源等から給電される電圧の一部から高い成極電圧が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、対向的に配置された振動板と固定極とを含む静電型の音響電気変換器と、上記音響電気変換器の固定極に対して成極電圧を与える成極電源部とを有するコンデンサマイクロホンにおいて、上記成極電源部として、上記固定極に所定の抵抗素子を介して接続されるＰＬＺＴ素子と、上記ＰＬＺＴ素子と光学的に結合された紫外線発光ダイオードと、上記紫外線発光ダイオードを駆動する駆動回路とを備え、上記紫外線発光ダイオードより上記ＰＬＺＴ素子に所定波長の紫外線を照射し、上記ＰＬＺＴ素子に光起電力効果により電圧を発生させて、上記固定極に対する成極電圧を得ることを特徴としている。
【００１４】
本発明の好ましい態様によれば、上記駆動回路に、ファントム電源から供給される電圧の一部を所定の電圧に変換するスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータが用いられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、音響電気変換器に対する成極電源部に、固定極に所定の抵抗素子を介して接続されるＰＬＺＴ素子と、ＰＬＺＴ素子と光学的に結合された紫外線発光ダイオードと、紫外線発光ダイオードを駆動する駆動回路とを備え、紫外線発光ダイオードよりＰＬＺＴ素子に所定波長の紫外線を照射し、ＰＬＺＴ素子に光起電力効果により電圧を発生させて固定極に対する成極電圧を得るようにしたことにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧回路を用いることなく、ファントム電源等から給電される電圧の一部から高い成極電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンを示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図１により、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホンを示す回路図である。なお、この実施形態に係るコンデンサマイクロホンは、ファントム電源で動作するが、ファントム電源自体は、バランス伝送のホットとコールドとの間に直列に接続された６．８ｋΩからなる２つの抵抗と、それらの抵抗の接続点とグランドとの間に接続された直流４８Ｖの電源とを有する公知のものであるため、その図示は省略されている。
【００１８】
図１に示すように、このコンデンサマイクロホンは、振動板１０ａと固定極１０ｂとを図示しない電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置してなる収音部としての音響電気変換器（コンデンサマイクロホンカプセル）１０を備えている。
【００１９】
振動板１０ａは、所定の張力をもって図示しない振動板支持リングに張設されており、固定極１０ｂは絶縁座にて支持され、上記スペーサリングを介して対向的に配置されることにより、一種のコンデンサを形成し、到来する音波にて振動板が振動することにより、静電容量を変化させ、その変化分を音声信号として出力する。
【００２０】
振動板１０ａは、上記振動板支持リングを介してマイクロホンケース（接地１１）に接続され、固定極１０ｂは、インピーダンス変換器としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）４０のゲートに接続される。
【００２１】
マイク出力部５０には、ファントム電源のホット側と接続される端子Ｈ，コールド側と接続される端子Ｃおよびグランド側と接続される端子Ｇとがそれぞれ設けられている。
【００２２】
ホット側の端子Ｈは定電流ダイオードＤ０３を介してＦＥＴ４０のドレインに、コールド側の端子ＣはＦＥＴ４０のソースに接続される。また、ＦＥＴ４０の出力側は、出力トランスＴＲＳを介してホット側の端子Ｈとコールド側の端子Ｃとに接続される。
【００２３】
このコンデンサマイクロホンは、固定極１０ｂに成極電圧を与える成極電源部３０を備える。成極電源部３０には、ＰＬＺＴ素子３１と、ＰＬＺＴ素子３１に紫外線を照射する紫外線発光ダイオード３２と、紫外線発光ダイオード３２を駆動する駆動回路３３とが含まれている。
【００２４】
ＰＬＺＴ素子３１は、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）とジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）の固溶体に酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を添加して焼結させたチタン酸ジルコン酸ランタン鉛で、波長が３６５ｎｍ程度の紫外線を照射すると、光起電力効果によりきわめて高い電圧（電極間距離当たりの発生電圧が３．３ｋＶ／ｃｍ）を発生する。
【００２５】
ＰＬＺＴ素子３１は、抵抗素子Ｒ０１を介して固定極１０ｂに接続される。紫外線発光ダイオード３２には、３６５ｎｍ程度の紫外線を発光するものが用いられ、この種の紫外線発光ダイオードには、例えば日亜化学工業社製の品番ＮＳＨＵ５５０Ｂ（ピーク波長３６５ｎｍ，光出力２，０００μＷ，駆動電圧Ｍａｘ４Ｖ）がある。
【００２６】
この実施形態において、駆動回路３３はスイッチト・キャパシタ型電圧コンバータＩＣ（以下、単に「コンバータＩＣ」と略記することがある。）からなる。この例では、３つのコンバータＩＣ０１，ＩＣ０２，ＩＣ０３を３段に直列的に接続しており、その各々に米国ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ社製のＬＭ２６６５を用いている。
【００２７】
このＬＭ２６６５なるコンバータＩＣは１番〜６番までの６つのピンを有し、その１番ピンから正電圧を入力する場合には、５番ピンから２倍の電圧が出力される２倍昇圧型として動作し、これとは逆に、５番ピンから正電圧を入力する場合には、１番ピンから１／２倍電圧が出力される１／２倍降圧型として動作する。
【００２８】
この実施形態では、１／２倍降圧型として用いるため、各コンバータＩＣ０１，ＩＣ０２，ＩＣ０３ともに５番ピンから正電圧を入力し、１番ピンからその１／２倍の出力電圧を得るようにしている。
【００２９】
なお、２番ピンはグランドピン，４番ピンはシャットダウン制御ピンで、３番ピンと６番ピンとの間にチャージポンプコンデンサＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３がそれぞれ接続されるが、この実施形態では１／２倍降圧型とするため、３番ピンにコンデンサの正極側が接続される。２倍昇圧型として動作させる場合には、３番ピンにコンデンサの負極側が接続される。また、出力側の１番ピンの各々には、平滑兼交流接地用のコンデンサＣ０１０，Ｃ２０，Ｃ３０が接続される。
【００３０】
駆動回路３３は、電流制限抵抗Ｒ０２とツェナーダイオードＤ０１の直列回路よりなる入力回路３３ａを備える。入力回路３３ａには、ホット側の端子Ｈとコールド側の端子Ｃとから定電流ダイオードＤ０２，Ｄ０３を介して所定の定電流が供給される。
【００３１】
この例においては、入力回路３３ａのツェナーダイオードＤ０１により駆動回路３３に対する入力電圧を３２Ｖとし、電流制限抵抗Ｒ０２により駆動回路３３に対する入力電流を２．５ｍＡに制限している。なお、ツェナーダイオードＤ０１に対して並列に接続されているコンデンサＣ４０は平滑コンデンサである。
【００３２】
これにより、第１段目のコンバータＩＣ０３，第２段目のコンバータＩＣ０２および第３段目のコンバータＩＣ０１の順に、電圧は１６Ｖ→８Ｖ→４Ｖに降圧される一方で、電流は５ｍＡ→１０ｍＡ→２０ｍＡへと順次大きくされ、最終的に第３段目のコンバータＩＣ０１の１番ピンから紫外線発光ダイオード３２に４Ｖ，２０ｍＡなる駆動電源が印加される。
【００３３】
これにより、紫外線発光ダイオード３２からＰＬＺＴ素子３１に対して波長３６５ｎｍの紫外線（紫外光）が照射されるため、ＰＬＺＴ素子３１からその光起電力効果により高電圧が発生され、その高電圧が固定極１０ｂに成極電圧として印加される。
【００３４】
このように、本発明によれば、紫外線発光ダイオード３２よりＰＬＺＴ素子３１に光起電力効果を発揮させる特定波長の紫外線を照射して、ＰＬＺＴ素子３１から固定極１０ｂに対する成極電圧を得るようにしたことにより、ともすると雑音源となる発振回路を含むＤＣ−ＤＣコンバータ等の変圧手段を用いることなく、固定極により高い成極電圧を与えることができ、その分、コンデンサマイクロホンの感度を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  静電型の音響電気変換器（コンデンサマイクロホンカプセル）
１０ａ  振動板
１０ｂ  固定極
１１  接地（マイクロホンケース）
３０  成極電源部
３１  ＰＬＺＴ素子
３２  紫外線発光ダイオード
３３  駆動回路
４０  インピーダンス変換器（ＦＥＴ）
５０  マイク出力部
ＩＣ０１，ＩＣ０２，ＩＣ０３  スイッチト・キャパシタ型電圧コンバータ
Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３  チャージポンプコンデンサ
Ｈ  ホット側端子
Ｃ  コールド側端子
Ｇ  グランド（接地）側端子
【図１】
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