JPS61164399A - Condenser microphone - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve high-frequency characteristics by providing plural spacers with a smaller surface area than the surface area of a diaphragm on the diaphragm with a proper interval to attain the form of arrangement of plural diaphragms with a small diameter in parallel substantially. CONSTITUTION:The diaphragm 4 is arranged in a cylindrical casing made of aluminum or the like having plural through-holes 3 to a sound receiving face while being fitted to a support ring 5, and a back pole 6 is arranged oppositely so as to form a prescribed air gap with the diaphragm 4. Plural discoid spacers 13 are fitted on the diaphragm 4 in annular spacer 12 at proper intervals. The diaphragm 4 has a form that plural diaphragms 4 with a small diameter are connected in parallel substantially by using the spacers 13 so as to provide many point small face-shaped support points to the diaphragm 4.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、コンデンサマイクロホンに係り、さらに詳
しく言えば、音圧によって振動するダイヤフラムの改良
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a condenser microphone, and more specifically, to an improvement in a diaphragm that vibrates due to sound pressure.

［従来の技術］ コンデンサマイクロホン、特に無指向性のコンデンサマ
イクロホンにおいては、一般に、大口径ユニットは小口
径ユニットに比べて高域の周波数特性が乱れ易くなる。[Prior Art] In a condenser microphone, particularly an omnidirectional condenser microphone, a large-diameter unit is generally more likely to disrupt high frequency characteristics than a small-diameter unit.

その要因の一つとしてダイヤフラムを構成するポリエス
テルのような高分子フィルムの張力には限度があり、高
域周波数の再生限度が低くなることが挙げられている。One of the reasons for this is that there is a limit to the tension of the polymer film such as polyester that constitutes the diaphragm, which lowers the reproduction limit of high frequencies.

そのためダイヤプラムはその直径が高域周波数特性が乱
れない程度の大きさに制限されていた。Therefore, the diameter of the diaphragm has been limited to a size that does not disrupt the high frequency characteristics.

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、ダイヤプラムの直径を大き
くしても高域の周波数特性が乱れないコンデンサマイク
ロホンを提供することにある。[Object of the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide a condenser microphone whose high frequency characteristics are not disturbed even if the diameter of the diaphragm is increased.

この発明の他の目的は、ダイヤフラムと背極との間にエ
レクトレットを有するコンデンサマイクロホンにあって
は、エレクトレットの寿命を長くすることができるコン
デンサマイクロホンを提供することである。Another object of the present invention is to provide a condenser microphone having an electret between a diaphragm and a back electrode, in which the life of the electret can be extended.

［発明の構成］ すなわち、この発明は、ダイヤフラムの背極と相対する
面に、適当な間隔をおいて複数のスペーサを点在するよ
うに設けるとともに、各スペーサの面が背極の面に当接
するように設けたことを特徴としている。[Structure of the Invention] That is, in the present invention, a plurality of spacers are provided at appropriate intervals on the surface of the diaphragm facing the back electrode, and the surface of each spacer is in contact with the surface of the back electrode. It is characterized by being placed so that they touch each other.

この発明はまた上述のスペーサをエレクトレットで構成
したことを特徴としている。This invention is also characterized in that the above-mentioned spacer is made of electret.

［実　施　例］ 以下、この発明を添付図面に示された一実施例を参照し
ながら詳細に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an example shown in the accompanying drawings.

第１図に示されているように、このコンデンサマイクロ
ホン１は、受音面に複数の透孔３を有するアルミニウム
等からなる円筒状のケーシング２を備えている。このケ
ーシング２内には、ダイヤフラム４が支持リング５に取
付けられた状態で配設されているとともに、このダイヤ
フラム４との間に所定のエアーギャップが形成されるよ
うに背極６が対向的に配置されている。この場合、背極
６は、導電性を有するスペーサリング７を介して電気絶
縁材料からなる支持台８上に載置されており、この背極
６と支持台８との各々には、音波通路を形成する複数の
透孔９，１０がそれぞれ穿設されている。なお、この実
施例においては、背極６はスペーサリング７およびこの
スペーサリング７を支持台８に固定している雄ネジ１１
を介して例えば前置増巾器を構成する図示しない電界効
果トランジスタのゲートに接続され、一方、ダイヤフラ
ム４はその支持リング５およびケーシング２を介して上
記電界効果トランジスタのドレンに接続されている。As shown in FIG. 1, this condenser microphone 1 includes a cylindrical casing 2 made of aluminum or the like and having a plurality of through holes 3 on its sound receiving surface. A diaphragm 4 is disposed inside the casing 2 while being attached to a support ring 5, and a back electrode 6 is disposed oppositely to the diaphragm 4 so that a predetermined air gap is formed between the diaphragm 4 and the diaphragm 4. It is located. In this case, the back electrode 6 is placed on a support base 8 made of an electrically insulating material via a conductive spacer ring 7, and each of the back pole 6 and the support base 8 has a sound wave passage. A plurality of through holes 9 and 10 are respectively formed. In this embodiment, the back electrode 6 includes a spacer ring 7 and a male screw 11 fixing the spacer ring 7 to the support base 8.
The diaphragm 4 is connected, for example, to the gate of a field effect transistor (not shown) constituting a preamplifier, while the diaphragm 4 is connected via its support ring 5 and casing 2 to the drain of the field effect transistor.

ダイヤフラム４上には、第２図に示すように、その周縁
にリング状のスペーサ１２が取付けれている６リング状
スペーサ１２内のダイヤフラム４上には、適当な間隔を
おいて複数の円盤状のスペーサ１３が取付けられている
。これらスペーサ１２゜１３はエレクトレットで構成し
てもよく、これによって成極電圧を得ることができると
ともに、ダイヤフラム４と背極６とのクリアランスを保
持することができる。このようにスペーサ１３によって
多数の点状あるいは小さな面状の支持点をダイヤフラム
４上に設けることによって、ダイヤフラム４は実質的に
複数の小口径のダイヤフラム４が並列に接続された形と
なり、高域の周波数特性は支持点がないものに比べて向
上させることができる。なお、スペーサ１２．１３は貼
着の他に印刷や熱融着等の手段によってダイヤフラム４
上に被着させてもよい。A ring-shaped spacer 12 is attached to the periphery of the diaphragm 4, as shown in FIG. A spacer 13 is attached. These spacers 12 and 13 may be made of electret, thereby making it possible to obtain a polarization voltage and maintain the clearance between the diaphragm 4 and the back electrode 6. By providing a large number of dot-like or small planar support points on the diaphragm 4 using the spacers 13 in this way, the diaphragm 4 becomes substantially a plurality of small-diameter diaphragms 4 connected in parallel, and the high frequency range The frequency characteristics can be improved compared to those without support points. In addition to adhesion, the spacers 12 and 13 are attached to the diaphragm 4 by means such as printing or heat fusion.
It may be coated on top.

ここで、従来のコンデンサマイクロホンとこの発明のコ
ンデンサマイクロホンについて比較するために１口径が
１６ｍの無指向性コンデンサマイクロホンユニットにつ
いてそれらの周波数特性を測定した実験データを第３図
に示す。従来のコンデンサマイクロホンはフラットなダ
イヤフラムであり２本発明においては、ダイヤフラム上
にエポキシ系のインクにより直径０．４ｍのスペーサ用
ドツトを２ｒＮａの間隔をおき、かつ瞬接するスペーサ
用ドツトとはそれぞれ６０６の角度をおいて位置するよ
うに設けたものである。この第３図の特性図から明らか
なように、従来のユニットは５からＬ　Ｏｋ　Ｈｚにか
けて周波数特性に乱れが見られるが、この発明において
は上述の周波数帯域でもほぼ平坦であり、特性の乱れは
小さいことが判るであろう。Here, in order to compare the conventional condenser microphone and the condenser microphone of the present invention, FIG. 3 shows experimental data obtained by measuring the frequency characteristics of an omnidirectional condenser microphone unit having a diameter of 16 m. A conventional condenser microphone has a flat diaphragm, and in the present invention, spacer dots with a diameter of 0.4 m are placed on the diaphragm at intervals of 2 rNa using epoxy ink, and the spacer dots that are momentarily contacted are each 606 m in diameter. They are placed at an angle. As is clear from the characteristic diagram in Fig. 3, the conventional unit shows disturbances in frequency characteristics from 5 to L Ok Hz, but in the present invention, it is almost flat even in the above frequency band, and there is no disturbance in the characteristics. You will see that it is small.

また、ダイヤフラム４の直径をｄ１＝φ１５×ｔｏ−３
ｍ、支持リング５の内径をｄ、＋＝φ１０×１０””ｍ
、ＦＥＰでエレクトレットを構成した円盤状のスペーサ
１３の直径をｄｄ＝φ０．８　Ｘ　１０−”、そしてそ
の厚さをｄＧ＝２５Ｘ１０−＠ｍ、背極６の透孔９の直
径をｄＰ＝φ０．５ＸＩＯ−’ｍとし。Also, the diameter of the diaphragm 4 is d1=φ15×to-3
m, the inner diameter of the support ring 5 is d, +=φ10×10""m
, the diameter of the disk-shaped spacer 13 that constitutes an electret with FEP is dd=φ0.8×10−”, its thickness is dG=25×10−@m, and the diameter of the through hole 9 of the back electrode 6 is dP=φ0 .5XIO-'m.

スペーサ１３の数をＮ　１＝　２０、モして透孔９の数
をＮ２＝１０とする。ここで、ダイヤフラム４の面積Ｓ
１は１．７７Ｘ１０−イ、支持リング５内に露呈するダ
イヤフラムの面積Ｓ２は７．８×１０−’ｒｒ？、スペ
ーサ１３の総面積Ｓ　３　Ｎ　１は１．０ＸＩＯ−’ｒ
ｒｒ、背極６の透孔９の総面積８４Ｎ２はｉ、９ｘｔｏ
−’　ｒｒｆどなる。したがって、コンデンサ部の静電
容致Ｃは以下の式で与えられる。The number of spacers 13 is N1=20, and the number of through holes 9 is N2=10. Here, the area S of the diaphragm 4
1 is 1.77 x 10-', and the area S2 of the diaphragm exposed within the support ring 5 is 7.8 x 10-'rr? , the total area S 3 N 1 of the spacer 13 is 1.0XIO-'r
rr, the total area 84N2 of the through holes 9 of the back electrode 6 is i, 9xto
-' rrf roar. Therefore, the capacitance C of the capacitor section is given by the following formula.

Ｃ＝　（（Ｓｔ　−８２）ｋ＋（Ｓｔ　−３ｌｌ　Ｎｔ
　−８４Ｎ２）＋Ｓ＝Ｉ　Ｎ１　ｋ　−ここで、にはエ
レクトレット材であるＦＥＰの誘電率で１　ｋＨｚ時に
おいて２．０とするｓｌ。C= ((St -82)k+(St -3ll Nt
-84N2)+S=I N1 k - Here, sl is the dielectric constant of FEP, which is an electret material, and is set to 2.0 at 1 kHz.

は真空の誘電率にして、８．８５Ｘ１０　　Ｆ／ｍとす
る。この式に上述の数値をあてはめていくと、Ｃ＝１０
０ＰＦとなる６したがって表面電荷密度を１．Ｘ１０”
’Ｃ／ポとすると、総電荷量Ｑは１．０９ｘｌＯ−”　
（Ｃ）となす、　Ｖ＝　１０９Ｖ（７）電圧が与えられ
る。ダイヤフラムの有効振動面積は６．８×ｔｏ−’（
ｒｒＦ）となり十分使用可能となる。is the dielectric constant of vacuum, which is 8.85×10 F/m. Applying the above numerical values to this formula, C=10
0PF 6 Therefore, the surface charge density is 1. X10"
'C/Po, the total charge Q is 1.09xlO-''
(C) V = 109V (7) Voltage is given. The effective vibration area of the diaphragm is 6.8×to-'(
rrF) and is fully usable.

また、直径がｌ０ＸＩＯ−’ｍで厚さが２５×１０−＠
ｍの金属箔のダイヤフラム４に直径０．８ＸＩＯ−３ｍ
で厚さが２５Ｘ１０−”ｍのスペーサを複数個設けて６
０Ｖの成極電圧を得る場合について検討してみると、コ
ンデンサ部の静電容量ＣＮ３はスペーサの数であり、ｋ
およびｔｏは上述（１）式と同じ係数とする。エレクト
レット化によってスペーサであるＦＥＰが保有する電荷
感度はほぼ（１〜２）ｘｔＯ−”　Ｃ／ｃｄとされる。Also, the diameter is l0XIO-'m and the thickness is 25x10-@
m metal foil diaphragm 4 with a diameter of 0.8XIO-3m
6 by providing multiple spacers with a thickness of 25 x 10-”m.
Considering the case of obtaining a polarization voltage of 0V, the capacitance CN3 of the capacitor section is the number of spacers, and k
and to are the same coefficients as in equation (1) above. Due to the electretization, the charge sensitivity possessed by FEP, which is a spacer, is approximately (1 to 2) xtO-''C/cd.

したがって。therefore.

ｒｔ スペーサ１個当り５．０３　ＸＬＯ（Ｃ）の電荷を保有
する。これをＥｄとすると、総電荷量ＱはＱ＝ＣＶ　　
　　Ｑ＝Ｅｄ　ＸＮ−＋　　　　・−−−−（４）式（
２）と（３）から したがって、 となる。この式（５）に上述の数値を当てはめていくと
、 したがって端数を切上げてスペーサは４３個設ければよ
く、これによってダイヤフラム４の有効面積は５．６Ｘ
ＩＯ−’イとなる。Each rt spacer carries a charge of 5.03 XLO(C). If this is Ed, the total charge Q is Q=CV
Q=Ed XN−+ ・−−−−(4) Formula (
From 2) and (3), it follows. Applying the above numerical values to this equation (5), we can therefore round up the fraction and provide 43 spacers, which makes the effective area of the diaphragm 4 5.6X.
It becomes IO-'i.

［発明の効果］ 以上のように、この発明のコンデンサマイクロホンは、
ダイヤフラム上にこのダイヤフラムの表面積より小さい
表面積のスペーサを適当な間隔をおいて複数個設けて、
ダイヤフラムをこれらスペーサによって実質的に小口径
のダイヤフラムを複数個並列に配置した形にしているの
で、従来の同一口径のコンデンサマイクロホンに比べて
、高域の周波数特性を向上させることができるとともに
、ダイヤフラムと背極板との間のクリアランスを保持す
ることができる。更に、多数の点でダイヤフラムを背極
板上に支持するため、従来のダイヤフラムのように静電
吸着力が全面にわたって均等に作用することはなく、こ
のような吸着に対する安定性も向上する。またスペーサ
をエレクトレット材で構成した場合、これによって成極
電圧を得ることができる。この場合、エレクトレットは
ダイヤフラムと背極板との間に位置することにより。[Effects of the Invention] As described above, the condenser microphone of the present invention has the following advantages:
A plurality of spacers with a surface area smaller than the surface area of the diaphragm are provided on the diaphragm at appropriate intervals,
Because the diaphragm is made up of multiple small-diameter diaphragms arranged in parallel using these spacers, it is possible to improve high frequency characteristics compared to conventional condenser microphones of the same diameter, and the diaphragm It is possible to maintain the clearance between the electrode plate and the back electrode plate. Furthermore, since the diaphragm is supported on the back plate at multiple points, the electrostatic attraction force does not act uniformly over the entire surface as in conventional diaphragms, and stability against such attraction is also improved. Furthermore, when the spacer is made of an electret material, a polarization voltage can be obtained thereby. In this case, the electret is located between the diaphragm and the back plate.

エレクトレットの上下端は短絡したことになり。The top and bottom ends of the electret are shorted.

寿命を長くすることができる。It can extend the lifespan.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、この発明によるコンデンサマイクロホンの一
実施例における内部構造を概略的に示す縦断面図、第２
図は第１図のダイヤプラムを示す平面図、第３図はこの
発明によるコンデンサマイクロホンと従来のコンデンサ
マイクロホンとの周波数特性を示す特性図である。 図中、４はダイヤフラム、５は支持リング、６は背極板
、１３はスペーサである。FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing the internal structure of an embodiment of a condenser microphone according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a plan view showing the diaphragm of FIG. 1, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing the frequency characteristics of the condenser microphone according to the present invention and a conventional condenser microphone. In the figure, 4 is a diaphragm, 5 is a support ring, 6 is a back plate, and 13 is a spacer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）その周縁が支持リングに取付けられたダイヤフラ
ムと、このダイヤフラムの前記支持リングが取付けられ
た面とは反対側の面との間に所定のエアーギャップが生
ずるように背極板を対向配置したコンデンサマイクロホ
ンにおいて、前記ダイヤフラムの前記反対側の面には適
当な間隔をおいて複数のスペーサを点在するように設け
、各スペーサの面は前記背極板の面に当接するようにし
たことを特徴とするコンデンサマイクロホン。(1) The back electrode plates are arranged to face each other so that a predetermined air gap is created between the diaphragm whose peripheral edge is attached to the support ring and the surface of the diaphragm opposite to the surface to which the support ring is attached. In the condenser microphone, a plurality of spacers are provided at appropriate intervals on the opposite surface of the diaphragm, and the surface of each spacer is in contact with the surface of the back plate. A condenser microphone featuring （２）特許請求の範囲（１）において、前記スペーサは
エレクトレットで構成されていることを特徴とするコン
デンサマイクロホン。(2) The condenser microphone according to claim (1), wherein the spacer is made of electret.