(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットおよび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）を有し、上記ＦＥＴのドレインを信号出力としているコンデンサマイクロホンに単芯シールド被覆のマイクケーブルを介して接続される電源装置で、上記マイクケーブルの芯線を介して上記ＦＥＴのドレイン側に接続される信号出力線と上記マイクケーブルのシールド被覆を介して上記ＦＥＴのソース側に接続される接地線との間に直流電源が負荷抵抗を介して接続されており、上記直流電源から上記負荷抵抗および上記信号出力線を介して上記ＦＥＴのドレイン側に直流電圧を供給するコンデンサマイクロホン用電源装置において、
上記負荷抵抗として用いられる可視光導電素子と、上記可視光導電素子と光学的に結合される発光ダイオードと、上記信号出力線に現れる上記ＦＥＴのドレイン電圧に応じて上記発光ダイオードを駆動して上記可視光導電素子の抵抗値を制御する発光ダイオード駆動素子とを備え、
上記発光ダイオード駆動素子に、−入力端子に上記ＦＥＴのドレイン電圧が入力され、＋入力端子に上記直流電源の電圧を所定に分圧してなる基準電圧が入力される反転増幅器が用いられることを特徴とするコンデンサマイクロホン用電源装置。
【請求項２】
上記＋入力端子に入力される上記基準電圧が、上記直流電源の電圧のほぼ１／２に設定され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用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス変換器として用いられるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のドレインを信号出力とするエレクトレットコンデンサマイクロホンに適用される電源装置に関し、さらに詳しく言えば、ドレイン電圧（電位）の変動による信号出力の歪みを抑制す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には、ユニットケース内にエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットと、そのインピーダンス変換器としてのＦＥＴのみが収納され、外部の電源装置から駆動電源が供給されるようにしたものがある。
【０００３】
この種のコンデンサマイクロホンは、通常、ＦＥＴのドレインから音声信号を出力するようにしており、マイクケーブルには単芯シールド被覆線が用いられ、そのマイクケーブルの単頭２極プラグを電源装置側のジャックに差し込むことにより電源が供給されることから、プラグインパワー方式と称されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２により、プラグインパワー方式のコンデンサマイクロホンと、その電源装置の従来例を説明する。コンデンサマイクロホン１０は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１１と、そのインピーダンス変換器としてのＦＥＴ１２とを備え、これらは図示しないユニットケース内に収納されている。ユニットケースはアルミニウム材などの金属製でシールドケースを兼ねている。
【０００５】
エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット１１は、到来する音波にて振動する振動板１１ａと、固定極１１ｂとを図示しないスペーサリングを介して対向的に配置してなる音響電気変換器で、膜エレクトレット型の場合には、振動板１０ａ側にエレクトレット誘電体膜が設けられ、バックエレクトレット型の場合には、固定極１１ｂ側にエレクトレット誘電体膜が設けられる。いずれの場合も、振動板１０ａ側が接地系の端子Ｔ２に接続され、固定極１１ｂ側がＦＥＴ１２のゲートＧに接続される。
【０００６】
ＦＥＴ１２には、通常、そのゲートＧとソースＳとの間に、電流の流れる順方向を逆として並列に接続された２つのダイオードＤ１，Ｄ２と、このダイオード群に対して並列に接続れた高抵抗素子Ｒ１とを含むバイアス内蔵型のＦＥＴが用いられ、この種のＦＥＴ１２のドレイン電流はＩｄｓｓ（ゲートＧ・ソースＳ間の電圧がほぼ０Ｖのときに流れるドレイン電流値）で固定される。ＦＥＴ１２のドレインＤは信号系の端子Ｔ１に接続され、ソースＳは接地系の端子Ｔ２に接続される。
【０００７】
コンデンサマイクロホン１０は、マイクケーブル２０を介して電源装置３０に接続されるが、この場合、マイクケーブル２０には、単芯の芯線２１をシールド被覆線２２にて被覆してなる単芯シールド被覆線が用いられる。
【０００８】
芯線２１は、コンデンサマイクロホン１０の信号系の端子Ｔ１を電源装置３０の信号系の端子Ｔ３に接続する。シールド被覆線２２は、コンデンサマイクロホン１０の接地系の端子Ｔ２を電源装置３０の接地系の端子Ｔ４に接続する。
【０００９】
実際には、マイクケーブル２０には、図示しない単頭２極プラグが設けられ、その単頭２極プラグを電源装置３０側の図示しないジャックに差し込むことにより、信号系の端子Ｔ１，Ｔ３同士が接続され、接地系の端子Ｔ２，Ｔ４同士が接続される。
【００１０】
電源装置３０において、信号系の端子Ｔ３から出力端子ＯＵＴ１を有する信号出力線３１が引き出され、また、接地系の端子Ｔ４から出力端子ＯＵＴ２を有する接地線３２が引き出され、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２から音声信号が出力される。なお、信号出力線３１には、直流カット用のコンデンサＣ１が接続されている。
【００１１】
接地線３２と信号出力線３１との間には、直流電源３３と負荷抵抗３４とが直列に接続され、直流電源３３から負荷抵抗３４を介して信号出力線３１に直流電圧が印加される。これにより、マイクケーブル２０の上記単頭２極プラグを電源装置３０側の上記ジャックに差し込むことに伴って、電源装置３０からコンデンサマイクロホン１０に駆動電源が供給される。
【００１２】
このプラグインパワー方式のコンデンサマイクロホン１０は、上記したように、マイクケーブル２０に単芯シールド被覆線が用いられ、単頭２極プラグで音声信号を出力することができ安価であるため、例えば会議収音用マイクロホンとして広く採用されている。
【００１３】
ところで、ＦＥＴ１２のドレインＤを信号出力とする場合、ドレインＤの電圧（電位）が直流電源３３の電源電圧の中央付近に保たれている場合には、大きな信号が加えられても信号出力は歪みにくい。
【００１４】
プラグインパワー方式に適用される電源装置には、直流電源の電源電圧や負荷抵抗の抵抗値に特に規格がないため、メーカーや機種ごとにその値が異なっている。また、ＦＥＴも多くのメーカーで製造され、Ｉｄｓｓランク分けして販売されているため、その中から、コンデンサマイクロホンとして適切なものを選択するようにしている。
【００１５】
したがって、直流電源の電源電圧や負荷抵抗の抵抗値、それにＦＥＴのＩｄｓｓの組み合わせによっては、ドレインの電圧を適正な値（電源電圧の中央付近）に設定できない場合が発生し、最悪の場合にはマイクロホンが動作しないこともある。
【００１６】
この点を解決するため、本出願人は、特許文献２において、プラグインパワー方式に適用される電源装置の負荷にトランスを用い、トランスに流れる直流電流をカレントミラー回路にてキャンセルすることにより、トランスの直流磁化を防止しつつドレインの電位を電源電圧のほぼ中央付近に保つことを提案している。
【００１７】
これによれば、複数台のコンデンサマイクロホンを並列動作させることやデージーチェーン接続が可能となるが、トランスを必要とすることから、高価であり、また、装置自体が大型にならざるを得ない。
【００１８】
【特許文献１】特開平８−３３０９０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９７２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の課題は、ＦＥＴのドレインを信号出力とするコンデンサマイクロホンに駆動電圧を供給するにあたって、ＦＥＴのドレイン電圧を適正な値に自動的に制御することができる小型でかつ安価な電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットおよび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）を有し、上記ＦＥＴのドレインを信号出力としているコンデンサマイクロホンに単芯シールド被覆のマイクケーブルを介して接続される電源装置で、上記マイクケーブルの芯線を介して上記ＦＥＴのドレイン側に接続される信号出力線と上記マイクケーブルのシールド被覆を介して上記ＦＥＴのソース側に接続される接地線との間に直流電源が負荷抵抗を介して接続されており、上記直流電源から上記負荷抵抗および上記信号出力線を介して上記ＦＥＴのドレイン側に直流電圧を供給するコンデンサマイクロホン用電源装置において、上記負荷抵抗として用いられる可視光導電素子と、上記可視光導電素子と光学的に結合される発光ダイオードと、上記信号出力線に現れる上記ＦＥＴのドレイン電圧に応じて上記発光ダイオードを駆動して上記可視光導電素子の抵抗値を制御する発光ダイオード駆動素子とを備え、上記発光ダイオード駆動素子に、−入力端子に上記ＦＥＴのドレイン電圧が入力され、＋入力端子に上記直流電源の電圧を所定に分圧してなる基準電圧が入力される反転増幅器が用いられることを特徴としている。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、上記＋入力端子に入力される上記基準電圧が、上記直流電源の電圧のほぼ１／２に設定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、負荷抵抗として可視光導電素子を用い、これと光学的に結合される発光ダイオードを発光ダイオード駆動素子によりＦＥＴのドレイン電圧に応じて駆動し、ＦＥＴのドレイン電圧の高低に応じて可視光導電素子の抵抗値が変化するようにしたことにより、例えばコンデンサマイクロホンが交換されてＩｄｓｓの異なるＦＥＴが使用されても、そのＦＥＴのドレイン電圧をほぼ一定の値に制御することができる。また、発光ダイオード駆動素子に反転増幅器を用いることにより、電源装置を安価かつ小型化することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、反転増幅器に入力される基準電圧を直流電源の電圧のほぼ１／２に設定することにより、大きな信号が加えられても信号出力を歪みにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、図１により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明のコンデンサマイクロホン用電源装置をコンデンサマイクロホンが接続された状態で示す回路図である。なお、この実施形態の説明において、コンデンサマイクロホン用電源装置を単に「電源装置」ということがある。
【００２７】
図１において、コンデンサマイクロホン１０およびマイクケーブル２０は、先の図２で説明した従来例と同一の構成であってよいため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
本発明の電源装置３０Ａも、先の図２で説明した従来例と同じく、信号出力線３１と接地線３２との間に直流電源３３が接続されるが、本発明では、負荷抵抗として可視光導電素子３５が用いられ、直流電源３３より可視光導電素子３５を介して信号出力線３１に直流電圧が印加される。
【００２９】
可視光導電素子３５は、受光量が多くなるにつれて抵抗値が減少し、受光量が少なくなると抵抗値が高くなる光導電効果を利用した半導体センサで、例えば浜松ホトニクス社製のＰ１１１４−０１（品番）など使用することができる。
【００３０】
また、電源装置３０Ａは、可視光導電素子３５と光学的に結合される発光ダイオード３６と、信号出力線３１に現れるＦＥＴ１２のドレインＤの電圧（電位）に応じて発光ダイオード３６を駆動する発光ダイオード駆動素子３７とを備える。
【００３１】
発光ダイオード駆動素子３７は、ドレインＤの電圧が上がると発光ダイオード３６に流れる電流を減少させて可視光導電素子３５の抵抗値を高くし、逆に、ドレインＤの電圧が下がると発光ダイオード３６に流れる電流を増加させて可視光導電素子３５の抵抗値を低くするように動作する。
【００３２】
この実施形態において、発光ダイオード駆動素子３７に反転増幅器３７ａが用いられている。反転増幅器３７ａの−入力端子は、入力抵抗Ｒ３を介して信号出力線３１に接続されるが、この実施形態では、入力抵抗Ｒ３と信号出力線３１との間に抵抗Ｒ２と電解コンデンサＣ２とからなるフィルタ回路が介装されている。
【００３３】
また、反転増幅器３７ａの＋入力端子には基準電圧が入力される。この基準電圧は、ＦＥＴ１２のドレインＤに加えられるコンデンサマイクロホン１０の駆動電圧である。この実施形態において、基準電圧を直流電源３３と並列に接続された抵抗Ｒａ，Ｒｂを有する分圧回路から得ている。Ｒａ＝Ｒｂとすることにより、直流電源３３の電源電圧をほぼ１／２とした基準電圧が得られる。発光ダイオード３６は、反転増幅器３７ａの出力と接地線３２との間に接続される。
【００３４】
ドレインＤの電圧が基準電圧よりも高くなると、反転増幅器３７ａから発光ダイオード３６に供給される電流が減少する。これにより、発光ダイオード３６の光照射量が減少するため、可視光導電素子３５の抵抗値が高くなり、ドレインＤの電圧が下げられる。
【００３５】
これに対して、ドレインＤの電圧が基準電圧よりも低くなると、反転増幅器３７ａから発光ダイオード３６に供給される電流が増加する。これにより、発光ダイオード３６の光照射量が増大するため、可視光導電素子３５の抵抗値が低くなり、ドレインＤの電圧が上げられる。
【００３６】
このようにして、ドレインＤの電圧が基準電圧を制御目標電圧としてほぼ一定に制御される。したがって、例えばコンデンサマイクロホン１０が交換されてＩｄｓｓの異なるＦＥＴ１２が使用されても、そのＦＥＴ１２のドレイン電圧をほぼ一定の値に制御することができる。
【００３７】
また、分圧抵抗Ｒａ，Ｒｂの抵抗値を等しく（Ｒａ＝Ｒｂ）とすることにより、ドレインＤの電圧が直流電源３３の電源電圧の中央付近に保たれるため、大きな信号が加えられても信号出力が歪みにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のコンデンサマイクロホン用電源装置をコンデンサマイクロホンが接続された状態で示す模式的な回路図。
【図２】プラグインパワー方式のコンデンサマイクロホンとその電源装置の従来例を示す模式的な回路図。
【符号の説明】
【００３９】
１０  コンデンサマイクロホン
１１  エレクトレットコンデンサマイクロホンユニット
１２  ＦＥＴ
２０  マイクケーブル
２１  芯線
２２  シールド被覆線
３０Ａ  電源装置
３１  信号出力線
３２  接地線
３３  直流電源
３５  可視光導電素子
３６  発光ダイオード
３７ａ  反転増幅器
Ｒａ，Ｒｂ  分圧抵抗
【図１】
0005103130.tif 000002
【図２】
0005103130.tif 000003