JP2000232700A - 単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響抵抗を微調整することができる単一指向
性ＥＣＭを提供する。 【解決手段】 振動膜１とエレクトレット誘電体膜３２
をカプセル４内に収容してカプセル４の開口端をプリン
ト基板６により閉口する単一指向性ＥＣＭにおいて、プ
リント基板６は上面にプリント配線を形成する上面銅箔
６５が形成される上側基板６０２と下面に下面銅箔６３
が形成されると共に上面にプリント配線を形成する中間
銅箔６４が形成される下側基板６０１とを接合したもの
より成り、中間銅箔６４の中央部は一部除去してスペー
ス６４１が形成され、スペース６４１の底面と下側基板
６０１の下面を連通する下側音孔６１１を下側基板６０
１に形成し、上側基板６０２の上面とスペース６４１を
連通する上側音孔６１２を上側基板６０２に形成した単
一指向性ＥＣＭ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、単一指向性エレ
クトレットコンデンサマイクロホン（以下、単一指向性
ＥＣＭ、と略記する）に関し、特に、音響抵抗を微調整
して単一指向性ＥＣＭに最適な感度を付与するに好適な
単一指向性ＥＣＭに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例を図３を参照して説明する。図３
において、カプセル４はアルミニウムの如き金属材料の
筒体より成る。カプセル４の一端面はその前面板４１に
より閉塞されている。前面板４１の中心には前面音孔４
２が形成されている。前面板４１の外表面にはクロス５
が張り付けられている。カプセル４内には、金属材料よ
り成る振動膜リング２に張り付けられた振動膜１が収容
され、振動膜リング２は前面板４１に電気機械的に接触
している。３は背極板を示す。背極板３の中央部には複
数の背極孔３１が貫通形成されている。そして、背極板
３の上表面にはエレクトレット誘電体膜３２が被着形成
されている。７は絶縁材料より成るリング状のスペーサ
を示す。振動膜１はこのスペーサ７を介して背極３上表
面のエレクトレット誘電体膜３２に対向して取り付けら
れている。８は絶縁材料よりなる背極ホルダである。背
極ホルダ８の上端部には全周に亘って段部８１が形成さ
れて、ここに背極板３を嵌合固定している。背極ホルダ
８の中央部には背極室８２が形成されている。９はＩＣ
チップであり、背極室８２内に取り付け固定されてい
る。背極ホルダ８下面にはリード線９１が接続され、Ｉ
Ｃチップ９に接続している。ＩＣチップ９から更に出力
リード線９２が導出されている。８３は背極ホルダ８の
底壁に形成される背極板音孔である。１０はクロス、６
はプリント基板を示す。先のＩＣチップ９の出力リード
線９２はこのプリント基板６に回路接続している。プリ
ント基板６にも背極ホルダ８の底壁に形成される背極板
音孔８３に連通して後面音孔６１が形成されている。詳
細な説明は省略するが、以上の単一指向性ＥＣＭは、結
局、振動膜１は金属材料より成る振動膜リング２、金属
材料より成るカプセル４を介してプリント基板６に回路
接続すると共に、背極板３はＩＣチップ９を介してプリ
ント基板６に回路接続することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】単一指向性ＥＣＭの指
向特性は、形成される音響抵抗の大きさを調整すること
により設定される。そして、単一指向性ＥＣＭが収容取
り付けられる携帯電話その他の電子機器のケースの形状
寸法に依っては、取り付けられた単一指向性ＥＣＭの指
向軸に対応して話者の音源である口を適正に位置決めす
ることができない場合も生ずる。この場合、指向軸上に
位置していない話者の音源に対して最適な入力特性を示
す指向特性を単一指向性ＥＣＭ自体に対して付与設定し
てＥＣＭの感度を向上する必要がある。この指向特性の
設定はＥＣＭの音響抵抗の大きさを調整することにより
行われる。

【０００４】ところで、単一指向性ＥＣＭとしては、以
上の従来例の外に、実開昭５７−１５５８９０号公報、
実開昭６４−５２３９７号公報に記載される如く多数知
られているが、これらは何れも音響抵抗の調整が容易で
あるとは言い難い。即ち、上述した従来例において音響
抵抗を形成するに直接関与している部品についてみる
と、これらは少なくとも背極ホルダ８、クロス１０、プ
リント基板６の３者である。従って、単一指向性ＥＣＭ
の指向性を調整設定するに、音響抵抗に関わるこれら３
部品に着目して背極ホルダ８およびプリント基板６の音
孔の形状寸法および形成される音孔の数を調整設定する
と共に、クロス１０の材質、目の粗さ、厚さを調整する
ことが必要であり、調整変更されるべき部品数が多すぎ
て音響抵抗の調整を精密に実施するのは容易ではない。

【０００５】この発明は、単一指向性ＥＣＭを構成する
カプセルの開口端にカシメ付けられるプリント基板にＥ
ＣＭの音響抵抗を形成付与することにより上述の問題を
解消した単一指向性ＥＣＭを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１：金属材料の筒
体より成るカプセル４を具備し、このカプセルの前面板
４１の中心には前面音孔４２が形成されており、振動膜
１とこれに対向してコンデンサを構成するエレクトレッ
ト誘電体膜３２をカプセル４内に収容し、カプセル４の
開口端をプリント基板６により閉口する単一指向性エレ
クトレットコンデンサマイクロホンにおいて、プリント
基板６は上面にプリント配線を形成する上面金属箔６５
が被着形成される絶縁材料より成る上側基板６０２と下
面に下面金属箔６３が被着形成されると共に上面にプリ
ント配線を形成する中間金属箔６４が被着形成される絶
縁材料より成る下側基板６０１とを上側基板６０２下面
と中間金属箔６４表面を相互に接合したものより成り、
中間金属箔６４の中央部は一部を除去してスペース６４
１が形成され、スペース６４１の底面と下側基板６０１
の下面を連通する下側音孔６１１を下側基板６０１に形
成し、上側基板６０２の上面とスペース６４１を連通す
る上側音孔６１２を上側基板６０２に形成した単一指向
性エレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。

【０００７】そして、請求項２：請求項１に記載される
単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンにお
いて、一方の電極を構成する背極板３を嵌合固定する絶
縁材料より成る背極ホルダ８を具備し、背極ホルダ８に
内接して背極ホルダ８とプリント基板６を電気接続する
導電リング３３を具備し、高周波雑音除去用のコンデン
サおよびインダクタその他の回路素子を含むＩＣチップ
９を背極ホルダ８の内部に形成される背極室８２に収容
してプリント基板６に取り付け固定した単一指向性エレ
クトレットコンデンサマイクロホンを構成した。

【０００８】また、請求項３：請求項１および請求項２
の内の何れかに記載される単一指向性エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンにおいて、プリント配線を構成す
る下側基板の下面金属箔を下側基板のほぼ全面に形成し
た単一指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンを
構成した。更に、請求項４：請求項１ないし請求項３の
内の何れかに記載される単一指向性エレクトレットコン
デンサマイクロホンにおいて、金属箔は銅箔である単一
指向性エレクトレットコンデンサマイクロホンを構成し
た。

【０００９】また、請求項５：請求項１ないし請求項４
の内の何れかに記載される単一指向性エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンにおいて、下側基板６０１の上面
に形成される中間銅箔６４と対称的に上側基板６０２の
下面に中間銅箔を形成した単一指向性エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンを構成した。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１およ
び図２の実施例を参照して説明する。図１は実施例の断
面を示す図であり、図２はプリント基板の分解斜視図で
ある。カプセル４はアルミニウムの如き金属材料の筒体
より成る。カプセル４の一端面はその前面板４１により
閉塞されている。但し、前面板４１の中心には前面音孔
４２が形成されている。カプセル４内には、金属材料よ
り成る振動膜リング２に張り付けられた振動膜１が収容
され、振動膜リング２は前面板４１に電気機械的に接触
している。背極板３には複数の背極孔３１が貫通形成さ
れている。そして、背極板３の上表面にはエレクトレッ
ト誘電体膜３２が被着形成されている。振動膜１は絶縁
材料より成るリング状のスペーサ７を介して背極板３上
表面のエレクトレット誘電体膜３２に対向して取り付け
られている。絶縁材料より成る背極ホルダ８の上端部に
は全周に亘って段部８１が形成され、ここに背極板３を
嵌合固定している。背極ホルダ８の内部には背極室８２
が形成されている。ＩＣチップ９は背極室８２内に位置
して後で説明されるプリント基板６に取り付け固定され
ている。ここで、ＩＣチップ９には高周波雑音除去用の
コンデンサおよびインダクタその他の回路素子が含まれ
るものとする。背極ホルダ８下面は導電リング３３を介
してプリント基板６に取り付け固定されている。

【００１１】単一指向性ＥＣＭを組み立てるには、カプ
セル４内に振動膜リング２、振動膜１、スペーサ７を収
容し、上表面にエレクトレット誘電体膜３２が被着形成
されている背極板３を背極ホルダ８の段部８１に嵌合し
て一体化されたものをカプセル４に組み込み、更に背極
ホルダ８の下端面に対してプリント基板６を当接し、カ
プセル４の後方端部をプリント基板６下面に対して屈曲
カシメつけることにより組み立ては終了する。この場
合、ＩＣチップ９はプリント基板６上面に電気機械的に
予め接続固定しておく。

【００１２】特に、図２を参照するに、図２（ａ）はこ
の発明のプリント基板６の断面を示す図であり、図２
（ｂ）は図１のプリント基板の分解斜視図である。図２
において、この発明のプリント基板６は絶縁材料より成
る下側基板６０１および上側基板６０２より成る。下側
基板６０１はその下面に金属材料より成る下面金属箔一
例として下面銅箔６３が被着形成されている。この下面
銅箔６３は実際は、エッチング処理を施されてＥＣＭの
出力端子、アース端子および印刷配線に構成されてい
る。下側基板６０１の上面には中間銅箔６４が被着形成
されている。この中間銅箔６４、実際はエッチング処理
を施されて一部は印刷配線に構成される。そして、中央
部は部分的に除去されスペース６４１が形成される。こ
の実施例においては、スペース６４１はリング状に除去
されてる。このスペース６４１の底面と下側基板６０１
の下面は下側音孔６１１により連通している。下面銅箔
６３と中間銅箔６４はスルーホール６１３を介して電気
接続されている。上側基板６０２の上面には上面銅箔６
５が被着形成されている。上面銅箔６５は出力端子とア
ース端子に分割されている。上側基板６０２には、更
に、上側音孔６１２が形成されると共に、中心部および
外周部に各別にスルーホール６２３が形成されている。
中間銅箔６４および上面銅箔６５はプリント配線を構成
し、下面銅箔６３の一部は出力端子およびアース端子を
構成する。この下面銅箔６３により構成される出力端子
およびアース端子は、実施例においてはリング状に構成
されているが、その形状は特にリング状に限定される訳
ではない。

【００１３】以上の下側基板６０１と上側基板６０２は
中間銅箔６４と上側基板６０２下面とを介して１枚のプ
リント基板６に相互接合一体化される。この接合一体化
により形成されたスペース６４１は下側音孔６１１を介
して下側基板６０１の下面と連通すると共に上側音孔６
１２を介して上側基板６０２の上面と連通している。従
って、下側基板６０１の下面と上側基板６０２の上面
は、下側音孔６１１、スペース６４１、上側音孔６１２
を介して連通している。即ち、図２（ａ）に示されるプ
リント基板６は、図１に示される如くＥＣＭに組み込ま
れた場合、背極室８２とプリント基板６下面と下側音孔
６１１、スペース６４１、上側音孔６１２を介して連通
して空気を流通せしめる空気流通路を構成するに到る。
この空気流通路はその形状構造を調整することにより流
通する空気に対する抵抗を変化させる音響抵抗として動
作する。

【００１４】以上の実施例において、中間銅箔６４は下
側基板６０１の上面にのみ形成されているが、この中間
銅箔６４と同様の中間銅箔を対称的に上側基板６０２の
下面にも形成して発明を実施することができる。これに
より、下側基板６０１と上側基板６０２の電気的結合は
両中間銅箔間の導電塗料を介する接着、接触により行
う。

【００１５】音響抵抗として動作するこの空気流通路の
音響抵抗の大きさは下側音孔６１１および上側音孔６１
２の直径、および形成される個数により変化する。そし
て、スペース６４１を構成する中間銅箔６４のスペース
形状、箔厚およびスペース幅を変化させることにより音
響抵抗は変化する。中間銅箔６４および上面銅箔６５は
プリント配線を構成しており、この引き回しに依っても
音響抵抗は変化する。即ち、この発明は、下側音孔６１
１、スペース６４１、上側音孔６１２について以上の音
響抵抗の設定条件を調整して適正な音響抵抗を設定する
ものである。音響抵抗を調整設定するには、先ず、中間
銅箔６４の箔厚およびスペース幅の条件を規定する。こ
の条件の元において、下側音孔６１１および上側音孔６
１２の直径および個数を調整変更して音響抵抗を設定す
る。中間銅箔６４の箔厚およびスペース幅の条件を以上
の条件とは別の条件に設定して、この条件において下側
音孔６１１および上側音孔６１２の直径および個数を調
整変更することにより更なる音響抵抗を設定することが
できる。そして、下側音孔６１１の形成個数および直径
は単一指向性ＥＣＭを組み立てた後においても実施する
ことができる。

【００１６】単一指向性ＥＣＭの動作について説明する
に、エレクトレット誘電体膜３２が上面に形成される金
属材料より成る背極板３が一方の電極を構成し、金属材
料より成る振動膜１６が他方の電極を構成している。一
方の電極である背極板３は導電リング３３、プリント基
板６を介してＩＣチップ９に接続する。このＩＣチップ
９は銅箔を介して最終的にプリント基板６の下面に回路
接続する。他方の電極である振動膜１は金属材料より成
る振動膜リング２、カプセル４を介して最終的にプリン
ト基板６の下表面に接続する。前面板４１に形成される
前面音孔４２を介して音響振動がＥＣＭ内に進入する
と、これに起因して振動膜１は振動し、この振動に対応
する振動膜１６と背極板３との間の電気容量は変化し、
この変化を電気信号として出力する。

【００１７】

【発明の効果】以上の通りであって、この発明の単一指
向性ＥＣＭは、その音響抵抗を微細に調整することがで
きる。この場合、音響抵抗の設定条件に関わる部品はプ
リント基板のみに局限されており、これのみに調整変更
を施せば事足りるので音響抵抗の設定は単純化される。
特に、下側音孔の形成個数および直径は単一指向性ＥＣ
Ｍを組み立てた後においても実施することができ、これ
はＥＣＭ最終製品を更に微調整する場合に好都合であ
る。更に、下側音孔の形成個数および直径の変更は単一
指向性ＥＣＭを電子機器に組み込んだ後においても実施
することができるので、音響抵抗を微調整して単一指向
性ＥＣＭに最適な感度を付与するのに好適である。

【００１８】そして、この発明の単一指向性ＥＣＭにお
いては、一方の電極を構成する背極ホルダに導電リング
を内接させて背極ホルダとプリント基板を電気接続する
構成を採用し、音響抵抗を形成するクロスを使用しない
ことにより背極ホルダ内の背極室は比較的に大きく形成
することができる。これにより、背極室の後方、即ちプ
リント基板において音響抵抗を設定して高感度の単一指
向性を示す小型ＥＣＭを構成することができる。

【００１９】また、背極室を大きく利用することができ
るところから、高周波雑音除去用のコンデンサおよびイ
ンダクタを含むＩＣチップを内蔵することができて、Ｅ
ＣＭのカプセルの外側において半田付けを要しないソル
ダレスタイプの小型ＥＣＭを構成することができる。更
に、プリント配線を構成する下側基板の下面銅箔を出力
端子およびアース端子とは別に下側基板のほぼ全面に形
成することにより、誘導雑音を除去する構成とするに好
適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面を示す図。

【図２】図１の一部の詳細を説明する図。

【図３】従来例を説明する図。

【符号の説明】 １振動膜 ３２エレクトレット誘電体膜 ４カプセル ４１ 前面板 ４２ 前面音孔 ６ プリント基板 ６０１ 下側基板 ６０２ 上側基板 ６１ 後面音孔 ６１１ 下側音孔 ６１２ 上側音孔 ６１３ スルーホール ６２３ スルーホール ６３ 下面銅箔 ６３１ 開孔 ６４ 中間銅箔 ６４１ スペース ６５ 上面銅箔

フロントページの続き (72)発明者 中西 賢介 福岡県鞍手郡鞍手町大字中山3024の38 ホ シデン九州株式会社内 (72)発明者 粟村 竜二 福岡県鞍手郡鞍手町大字中山3024の38 ホ シデン九州株式会社内 Ｆターム(参考） 5D021 CC03 CC11 CC17 CC18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料の筒体より成るカプセルを具備
   し、このカプセルの前面板の中心には前面音孔が形成さ
   れており、振動膜とこれに対向してコンデンサを構成す
   るエレクトレット誘電体膜をカプセル内に収容し、カプ
   セルの開口端をプリント基板により閉口する単一指向性
   エレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、 プリント基板は上面にプリント配線を形成する上面金属
   箔が被着形成される絶縁材料より成る上側基板と下面に
   下面金属箔が被着形成されると共に上面にプリント配線
   を形成する中間金属箔が被着形成される絶縁材料より成
   る下側基板とを上側基板下面と中間金属箔表面を相互に
   接合したものより成り、 中間金属箔の中央部は一部を除去してスペースが形成さ
   れ、スペースの底面と下側基板の下面を連通する下側音
   孔を下側基板に形成し、 上側基板の上面とスペースを連通する上側音孔を上側基
   板に形成したことを特徴とする単一指向性エレクトレッ
   トコンデンサマイクロホン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載される単一指向性エレク
   トレットコンデンサマイクロホンにおいて、 一方の電極を構成する背極板を嵌合固定する絶縁材料よ
   り成る背極ホルダを具備し、 背極ホルダに内接して背極ホルダとプリント基板を電気
   接続する導電リングを具備し、 高周波雑音除去用コンデンサおよびインダクタその他の
   回路素子を含むＩＣチップを背極ホルダの内部に形成さ
   れる背極室に収容してプリント基板に取り付け固定した
   ことを特徴とする単一指向性エレクトレットコンデンサ
   マイクロホン。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２の内の何れかに
   記載される単一指向性エレクトレットコンデンサマイク
   ロホンにおいて、 プリント配線を構成する下側基板の下面金属箔を下側基
   板のほぼ全面に形成したことを特徴とする単一指向性エ
   レクトレットコンデンサマイクロホン。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の内の何れかに
   記載される単一指向性エレクトレットコンデンサマイク
   ロホンにおいて、 金属箔は銅箔であることを特徴とする単一指向性エレク
   トレットコンデンサマイクロホン。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の内の何れかに
   記載される単一指向性エレクトレットコンデンサマイク
   ロホンにおいて、 下側基板の上面に形成される中間銅箔と対称的に上側基
   板の下面に中間銅箔を形成したことを特徴とする単一指
   向性エレクトレットコンデンサマイクロホン。