(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と対向電極とでコンデンサーを構成し電気音響変換するマイクカプセルと、
上記マイクカプセルから出力される音声信号をインピーダンス変換するバイアス内蔵型ＦＥＴと、
平行に接続された抵抗とコンデンサーからなる一種のフィルタでありＦＥＴのソースに接続されて低い周波数帯域の信号レベルを調整可能なＣＲ回路と、を有し、
上記マイクカプセルの出力端子は上記ＦＥＴのゲートと接地との間に接続され、
上記ＦＥＴのドレインに電源が接続されるとともに上記ＦＥＴのドレインから出力端子が引き出され、
上記ＣＲ回路は、回路基板に組み込まれて上記ＦＥＴのソースと接地との間に接続されて上記ＦＥＴでインピーダンス変換された信号の低域周波数レベルを低減することを特徴とするコンデンサーマイクロホンであって、
上記コンデンサーマイクロホンを機器に接続することによって上記機器の電源が上記ＦＥＴのドレインに接続されるプラグインパワー方式に適合するコンデンサーマイクロホン。
【請求項２】
ＣＲ回路をＦＥＴのソースと接地との間に接続する態様と、ＣＲ回路を短絡してＦＥＴのソースをアースに接続する態様とに切り換えるスイッチを備えている請求項１記載のコンデンサーマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサーマイクロホンに関するもので、特に、内蔵されているインピーダンス変換器の特性を活かし、使用する素子を少なくしながら周波数特性を調整することができる電気回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロホンは、風が当たり、あるいは振動が加わると、音声信号に大きな雑音が発生する。これらの雑音を、風雑音、振動雑音という。これらの雑音の周波数成分は低い周波数領域にあるため、マイクロホンの周波数応答特性の低域側を減衰させることによって上記雑音の発生を抑制し、目的音の収音を容易にすることができる。
【０００３】
コンデンサーマイクロホンユニットのように、インピーダンス変換器を内蔵したマイクロホンユニットでは、一般的に、上記インピーダンス変換器の前に設置される電気音響変換器すなわちマイクロホンカプセル（以下「マイクカプセル」という）の特性により周波数特性が決定される。また、インピーダンス変換器を構成するＦＥＴのドレイン側から出力する信号のレベルを、コンデンサーと抵抗で構成したＣＲフィルタで周波数帯域ごとに調整し、減衰させる方法が知られている。
【０００４】
図４は、従来のコンデンサーマイクロホンの一般的な回路例を示す。図４において、マイクロホンユニット１はマイクカプセル２とインピーダンス変換器としてのＦＥＴ３を有してなる。マイクカプセル２は、周知のとおり、薄膜からなる振動板と、この振動板と所定の間隙をおいて対向し振動板とともにコンデンサーを構成する対向電極を有してなる。このマイクカプセル２のほか、振動板ホルダ、回路基板などがユニットケースなどに収容されることによりマイクロホンユニット１が構成されている。マイクカプセル２の出力端子の一端はＦＥＴ３のゲートに接続され、他端は接地されている。ＦＥＴ３のドレインは抵抗Ｒｄを介して電源Ｖｃｃの正極に接続され、ＦＥＴ３のソースは接地されている。ＦＥＴ３のドレインから出力端子５が引き出されている。
【０００５】
図４に示す従来例の周波数特性は、前述のとおり、マイクカプセル２によって決定される。このコンデンサーマイクロホンユニットの周波数特性を調整するためには、例えば、コンデンサーと抵抗などからなるフィルタ回路を出力端子５またはこれと電気的に一体につながっている部位に追加する必要がある。そして、電気音響変換した音声信号中に混入する前記風雑音や振動雑音を抑制しあるいは無くすためには、低域の周波数を減衰させるように上記フィルタ回路の特性を設定する。
【０００６】
図５は従来のコンデンサーマイクロホンの別の例を示す。マイクロホンユニットの構成は図４に示す従来例の構成と同じである。同じ構成部分には共通の符号を付している。図５において、ＦＥＴ３のドレインは電源Ｖｃｃの正極に接続され、ＦＥＴ３のソースは抵抗Ｒ１を介して接地されている。ＦＥＴ３のソースはまたコンデンサーＣ１と開閉スイッチ４を介してトランジスタＱ１のベースに接続され、スイッチ４と並列に抵抗Ｒ２が接続されている。スイッチ４はマイクロホンの周波数特性を切り換えるもので、コンデンサーＣ１とトランジスタＱ１のベース間を開閉し、図示のように開の状態のあるときは抵抗Ｒ２を有効にしてフラットの周波数特性とし、閉に切り換えられると抵抗Ｒ２を無効にして（短絡して）低域を減衰させた周波数特性とする。トランジスタＱ１はコレクタが電源Ｖｃｃの正極に接続され、エミッタが抵抗Ｒ５を介して接地され、エミッタに出力端子５が接続されてエミッタから信号が出力されるようになっている。トランジスタＱ１のベースと電源Ｖｃｃの正極間に抵抗Ｒ３が、ベースと接地との間に抵抗Ｒ４が接続されている。換言すれば、電源電圧Ｖｃｃが抵抗Ｒ４とＲ３で分圧されてトランジスタＱ１のベースに印加されるようになっている。
【０００７】
図５に示す従来例において、トランジスタＱ１は、出力インピーダンスを上げることなく受けの回路すなわちこの回路の後に接続されるマイクアンプなどの入力インピーダンスの影響を防ぐバッファアンプとして機能する。このバッファアンプを用いることなく、ＣＲによるフィルタ回路を組み込んで周波数特性を調整することは可能であるが、性能に若干の影響を及ぼす。図５に示す例ではＦＥＴ３のソースから出力端子５を引き出しているが、ドレインから引き出すことも可能であり、低域をカットしあるいは低減することも可能である。なお、スイッチ４に並列に接続されている抵抗Ｒ２は、コンデンサーＣ１の両端子間の電圧を一定にすることにより、スイッチ４の開閉で雑音を出さないようにすることにも役立っている。
【０００８】
図４、図５に示す従来例によれば、風雑音や振動雑音を除去するためには、コンデンサーマイクロホンユニット１の外部に回路素子を追加して電気回路を構成する必要がある。
【０００９】
ところで、マイクロホンを使用する各種の機器、例えばビデオレコーダなどにおいては、コンデンサーマイクロホンの電源として上記機器の電源を利用するようにした、いわゆるプラグインパワー方式が採用されている。この方式は、ビデオレコーダなどの機器にコンデンサーマイクロホンを装着すると、上記機器の電源からコンデンサーマイクロホンに電源が供給されるように回路が接続される方式である。
しかしながら、図４、図５に示す従来のコンデンサーマイクロホンによれば、プラグインパワー方式を採用した機器において周波数特性を調整可能な構成にすることはできない。
【００１０】
なお、音響機器において音響信号の周波数応答を適宜設定しあるいは可変にする技術は各種提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５参照）。
しかし、これらの特許文献は、本願発明にかかるコンデンサーマイクロホンに特有の構成を備えるものではなく、本願発明と同様の技術思想にかかるコンデンサーマイクロホンの先行技術は見つからなかった。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−３２７３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１１０５号公報
【特許文献３】特開２００７−１２９６１９号公報
【特許文献４】特開２００１−１８９９８８号公報
【特許文献５】特開平６−２０４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記従来のコンデンサーマイクロホンの問題点に鑑みてなされたもので、コンデンサーマイクロホンが備えているインピーダンス変換器としてのＦＥＴを利用して電気回路を構成することにより、外部回路を付加することなく、簡単な回路構成で低域側減衰機能を持たせることができるコンデンサーマイクロホンを提供することを目的とする。
本発明はまた、いわゆるプラグインパワー方式のコンデンサーマイクロホンであっても、容易に低域側減衰機能を持たせることができるコンデンサーマイクロホンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、振動板と対向電極とでコンデンサーを構成し電気音響変換するマイクカプセルと、上記マイクカプセルから出力される音声信号をインピーダンス変換するバイアス内蔵型ＦＥＴと、平行に接続された抵抗とコンデンサーからなる一種のフィルタでありＦＥＴのソースに接続されて低い周波数帯域の信号レベルを調整可能なＣＲ回路と、を有し、上記マイクカプセルの出力端子は上記ＦＥＴのゲートと接地との間に接続され、上記ＦＥＴのドレインに電源が接続されるとともに上記ＦＥＴのドレインから出力端子が引き出され、上記ＣＲ回路は、回路基板に組み込まれて上記ＦＥＴのソースと接地との間に接続されて上記ＦＥＴでインピーダンス変換された信号の低域周波数レベルを低減することを特徴とするコンデンサーマイクロホンであって、上記コンデンサーマイクロホンを機器に接続することによって上記機器の電源が上記ＦＥＴのドレインに接続されるプラグインパワー方式に適合することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
低い周波数帯域の信号レベルを調整可能なＣＲ回路は、マイクカプセルから出力される音声信号をインピーダンス変換するＦＥＴに接続されているため、外部回路を付加することなく、簡単な回路構成で低域側減衰機能を持たせることができる。
マイクロホンを使用する機器がプラグインパワー方式であっても、低域側減衰機能を持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明にかかるコンデンサ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。図４、図５に示す従来例の構成と同じ構成部分には同じ符号を付した。
【実施例１】
【００１７】
図１において、マイクロホンユニット１はマイクカプセル２とインピーダンス変換器としてのＦＥＴ３を有してなる。マイクカプセル２は、既に述べたとおり、薄膜からなる振動板と、この振動板と所定の間隙をおいて対向し振動板とともにコンデンサーを構成する対向電極を有してなる。このマイクカプセル２のほか、振動板ホルダ、回路基板などがユニットケースなどに収容されることによりマイクロホンユニット１が構成されている。上振動板は、音波を受けて音圧に従い振動し、振動板と対向電極とで構成されるコンデンサーの静電容量が変化し、この変化が電気信号の変化として出力される。すなわち、マイクカプセル２は電気音響変換素子である。
【００１８】
マイクカプセル２の出力端子の一端はＦＥＴ３のゲートに接続され、他端は接地されている。ＦＥＴ３のドレインは抵抗Ｒｄを介して電源Ｖｃｃの正極に接続されている。ＦＥＴ３のソースは、抵抗ＲｓとコンデンサーＣｓが平行に接続されてなるＣＲ回路６を介して接地されている。ＣＲ回路６はフィルタとして機能する。ＦＥＴ３のドレインから出力端子５１が引き出され、ＦＥＴ３のソースからも出力端子５２が引き出されている。出力端子５１から出力される信号に対し、出力端子５２からは逆相の信号が出力される。二つの出力端子５１，５２の両方を設ける必要はなく、いずれか一方例えば出力端子５１を備えていればよい。
【００１９】
上記ＣＲ回路６を備えていることがこの実施例の特徴である。ＣＲ回路６は一種のフィルタであって、マイクカプセル２で電気音響変換され、ＦＥＴ３でインピーダンス変換された信号のレベルを周波数に応じて調整し、周波数特性を調整するものである。風雑音や振動雑音を低減するには、ＣＲ回路６の抵抗Ｒｓの値とコンデンサーＣｓの容量を、低域周波数が減衰するような値に設定する。ＣＲ回路６は、バイアス内蔵型ＦＥＴ３の特性を活かしてそのソースと接地（ＧＮＤ）との間に接続されている。ＦＥＴ３は、マイクカプセル２、回路基板などとともにユニットケースに収納されてマイクロホンユニット１を構成しているので、ＣＲ回路６も上記回路基板に組み込んでユニットケースに収納することができる。
【００２０】
従来のコンデンサーマイクロホンに、風雑音、振動雑音などを低減するための低域周波数低減用ＣＲ回路などからなるフィルタを組み込もうとすれば、図４、図５の例について説明したように、マイクロホンユニットの出力端子に外付けすることになり、マイクロホンユニット内に収納するという着想はない。また、上記本発明の実施例によれば、バイアス内蔵型ＦＥＴ３の特性を活かしてそのソースと接地との間にＣＲ回路６が接続されていて、少ない回路素子によって低域周波数の減衰特性を得ている。
【００２１】
上記実施例によれば、前述のプラグインパワー方式のマイクロホンとして構成する場合に効果的である。プラグインパワー方式とは、既に説明したとおり、ビデオレコーダなどの機器にコンデンサーマイクロホンを装着すると、上記機器の電源からコンデンサーマイクロホンに電源が供給されるように回路が接続される方式である。上記実施例にかかるマイクロホンをプラグインパワー方式のマイクロホンとして構成するには、例えば、ＦＥＴ３のドレインに接続された抵抗Ｒｄと上記機器の電源との接続点７と、アース（ＧＮＤ）への接続点８を境にしてマイクロホン側と機器側に分ける。マイクロホンを機器に装着すると、接続点７，８を介してマイクロホンが機器に接続され、機器側に内蔵されている電源から電圧Ｖｃｃの電源が供給されるようになっている。
【００２２】
図１に示す実施例によれば、低域周波数レベル減衰のためのＣＲ回路６がマイクロホンユニット１内に組み込まれているため、このマイクロホンユニット１を用いたマイクロホンをプラグインパワー方式としても、回路を付加することなく低域周波数レベルの減衰機能をもたせることができる。
これに対して、図４、図５に示すような従来のコンデンサーマイクロホンによれば、プラグインパワー方式とした場合に、低域周波数レベルの減衰機能をもたせるという着想がないため、低域周波数レベルを減衰させることはできない。
【００２３】
次に、図１に示す実施例の動作、特に低域周波数レベルの減衰動作について説明する。電源電圧をＶｃｃ、抵抗Ｒｄの端子電圧をＶｄ、ＦＥＴ３のドレイン−ソース間電圧をＶｄｓ、ＣＲ回路６の端子電圧をＶｓとする。マイクカプセル２の出電圧をＥｉ、出力端子５１すなわちＦＥＴ３のドレイン電圧をＥｄ、出力端子５２すなわちＦＥＴ３のソース電圧をＥｓとする。各抵抗の値は、それぞれの抵抗に付した符号で表わすことにする。
各動作電圧が
Ｖｄ≒Ｖｄｓ≒Ｖｓ
の場合、
Ｒｄ≒Ｒｓ      Ｅｉ≒Ｅｓ≒Ｅｄ
である。仮に、Ｒｓが極端に小さいとすると、
Ｅｓ≪−Ｅｄ
となる。この場合、マイクカプセル２からの入力信号Ｅｉは増幅され、その増幅度Ａは、
Ａ＝｜ｙｆｓ｜Ｒｄ
となる。
【００２４】
図１に示す実施例では、ＦＥＴ３のソースと接地ＧＮＤ間に、コンデンサーＣｓと抵抗Ｒｓを並列に接続したＣＲ回路６が接続され、ＣＲ回路６からなる電流帰還路が付加された構成になっている。コンデンサーＣｓは周波数に依存し、その抵抗値Ｒｃは、
Ｒｃ＝１／ωｃ＝１／２πｆｃ
となる。したがって、低い周波数においてはコンデンサーＣｓの抵抗値Ｒｃが大きく、抵抗Ｒｓの抵抗値が支配的となる。よって、ＣＲ回路６の抵抗をＲｕとすると、
Ｒｕ≒Ｒｓ
ＲｓがＲｄに対して極端に大きな値であれば、
Ｅｓ≫−Ｅｄ
逆に、高い周波数では、コンデンサーＣｓの抵抗値Ｒｃが小さく、抵抗Ｒｓの抵抗値は無視され、
Ｒｕ≒Ｒｃ
ＲｃがＲｄに対して極端に小さな値であれば、
Ｅｓ≪−Ｅｄ
となる。よって、出力端子５１の出力信号レベルは、低域で抑制される特性となり、低域の周波数帯に含まれる風雑音や振動雑音を減衰させて、目的の鮮明な音信号を出力することができる。
【００２５】
図３は、上記実施例によって得られる周波数特性を示す。横軸は周波数、縦軸は信号レベル（振幅）である。上側の太線で示す曲線はマイクロホンの正面で測定したもの、下側の曲線はマイクロホンの背面で測定したものである。図３に示す特性曲線によれば、低周波数帯域が減衰している。これは、ＣＲ回路６を持たない従来のコンデンサーマイクロホンの周波数特性を示す図６と対比すればより明確である。図６に示す特性曲線は、ＣＲ回路６を持たない点のみが上記実施例と異なっていて、他の条件は同じである。
【実施例２】
【００２６】
次に、図２に示す実施例について説明する。この実施例が図１に示す実施例と異なる点は、ＦＥＴ３のソースと接地ＧＮＤとの間に切り換えスイッチ９を設けている点である。スイッチ９は、図示のようにＦＥＴ３のソースと接地ＧＮＤとの間にＣＲ回路６を介在させてＣＲ回路６を有効に作用させるモードと、ＣＲ回路６を短絡してＦＥＴ３のソースを直接接地し、ＣＲ回路６の作用を無効にするモードとを選択できるように接続されている。スイッチ９がＣＲ回路６の作用を無効にするモードを選択しているときは、マイクロホンユニット１の素のままの周波数特性を得ることができる。したがって、出力端子はＦＥＴ３のドレインからのみ引き出されている。スイッチ９が図示のようにＣＲ回路６を有効に作用させるモードを選択しているときは、図１に示す実施例と同様に、低域の周波数を減衰させた周波数特性を得ることができる。上記スイッチ９は、マイクロホンケースの適宜の位置に設けられていて、ユーザーが好みに応じて切り換えることができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの実施例を示す回路図である。
【図２】本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの別の実施例を示す回路図である。
【図３】本発明のコンデンサーマイクロホンによって得られる周波数特性の例を示す特性線図である。
【図４】従来のコンデンサーマイクロホンの例を示す回路図である。
【図５】従来のコンデンサーマイクロホンの別の例を示す回路図である。
【図６】従来のコンデンサーマイクロホンによって得られる周波数特性の例を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    コンデンサーマイクロホンユニット
２    マイクカプセル
３    ＦＥＴ
５    出力端子
６    ＣＲ回路
９    切り替えスイッチ
【図１】
0004799577.tif 000002
【図２】
0004799577.tif 000003
【図３】
0004799577.tif 000004
【図４】
0004799577.tif 000005
【図５】
0004799577.tif 000006
【図６】
0004799577.tif 000007