JP2003209899A - コンデンサマイクロホン - Google Patents

コンデンサマイクロホン

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JP2003209899A
JP2003209899A JP2002004321A JP2002004321A JP2003209899A JP 2003209899 A JP2003209899 A JP 2003209899A JP 2002004321 A JP2002004321 A JP 2002004321A JP 2002004321 A JP2002004321 A JP 2002004321A JP 2003209899 A JP2003209899 A JP 2003209899A
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capacitance
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Shioto Okita
潮人 沖田
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Audio Technica KK
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/01Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
    • H04R19/016Electrostatic transducers characterised by the use of electrets for microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/029Diaphragms comprising fibres

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラベリアマイクロホンのように小口径のマイ
クロホンにおいても、無効静電容量を小さくして良好な
S/N比を得る。 【解決手段】 支持リング11に張設された振動板10
と、シリンダベース21の一端側に支持された背極板2
0とをギャップ形成用のスペーサを介して対向的に配置
してなるコンデンサマイクロホンにおいて、リング状の
スペーサに代えて、同一円周上にほぼ等角度間隔をもっ
て配置された同一厚みを有する少なくとも3つのスペー
サ片31を含むスペーサ30Aを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音波を受けて振動
する振動板と背極板とをスペーサを介して対向的に配置
してなるコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく
言えば、無効静電容量を可及的に小さくする技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】コンデンサマイクロホンは、音波による
振動板の機械的な変位を静電容量変化として捕らえて電
気信号に変換する電気音響変換器の一種で、図9の断面
図および図10の分解斜視図に示すように、振動板(ダ
イヤフラム)10と背極板(固定極)20とを備えてい
る。
【0003】振動板10は、例えばポリフェニレンサル
ファイド(PPS)などの薄膜からなり、支持リング
(ダイヤフラムリング)11の一端面側に所定の張力を
もって張設されている。背極板20は、例えばエレクト
レットボードからなり、シリンダベース21の一端側に
固定されている。
【0004】振動板10と背極板20との間には、コン
デンサを形成するためのスペーサ30が配置されてい
る。スペーサ30には、例えばポリエチレンテレフタレ
ート(PET)などのプラスチックフィルムをリング状
に打ち抜いたものが多く用いられている。
【0005】なお、このコンデンサマイクロホンは単一
指向性であるため、シリンダベース21には後部音響端
子21aが形成されており、また、背極板20にはその
後部音響端子21aを振動板10の裏面側に連通するた
めの透孔20aが穿設されている。
【0006】コンデンサマイクロホンにおいては、上記
したように振動板10と背極板20との間にスペーサ3
0を介在させることよりコンデンサが形成されるが、コ
ンデンサには、発電に寄与する有効静電容量と、発電に
寄与しない無効静電容量とが含まれ、その有効静電容量
が大きいほどS/Nが良好となる。
【0007】無効静電容量(ストレー容量)は、スペー
サ30と背極板20とが接触する部位に存在し、これが
感度低下の要因となる。比較的口径の大きなコンデンサ
マイクロホンにおいては、有効静電容量に対して無効静
電容量を相対的に小さく設計することは可能である。
【0008】しかしながら、口径の小さなコンデンサマ
イクロホン、特に背極板にFEPをラミネートしなけれ
ばならないエレクトレットコンデンサマイクロホンにお
いては、無効静電容量を小さくすることは困難である。
とりわけ、ラベリアマイクロホン(ピンマイク)のよう
に口径が小さなものにあっては、そもそも有効静電容量
が小さいため、無効静電容量による感度低下が顕著であ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、ラベリアマイクロホンのように小口径のマイク
ロホンにおいても、無効静電容量を小さくして良好なS
/N比が得られるようにすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明は、支持リングに張設された振動板と、シ
リンダベースの一端側に支持された背極板とをギャップ
形成用のスペーサを介して対向的に配置してなるコンデ
ンサマイクロホンにおいて、上記スペーサとして、同一
円周上にほぼ等角度間隔をもって配置された同一厚みを
有する少なくとも3つのスペーサ片を含み、上記各スペ
ーサ片が上記振動板と上記背極板との間に介装されるこ
とを特徴としている。
【0011】この構成によれば、スペーサと背極板との
接触面積が小さくなり、その分、無効静電容量が少なく
なる。なお、本発明の好ましい態様によれば、上記各ス
ペーサ片が、上記シリンダベースもしくは上記支持リン
グの外周面に嵌合される合成樹脂製のリング状フレーム
の内周面側に一体的に形成される。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。なお、図1は実施形態に係
るコンデンサマイクロホンの概略的な断面図で、図2は
その分解斜視図である。
【0013】振動板10,支持リング11,背極板20
およびシリンダベース21については、図9および図1
0により先に説明したコンデンサマイクロホンと同じで
あってよいが、本発明においては、振動板10と背極板
20との間にコンデンサを形成するにあたって異なる構
成のスペーサ30Aが用いられる。
【0014】すなわち、このスペーサ30Aはリング状
(ドーナツ状)ではなく、振動板10と背極板20との
間において、同一円周上にほぼ等角度間隔をもって配置
される複数のスペーサ片31を備えている。材質は、従
来と同じく例えばPETであってよい。厚さはすべて同
一である。
【0015】この実施形態では、4つのスペーサ片31
をほぼ90゜間隔をもって配置しており、組立作業性や
取扱性をよくするため、その4つのスペーサ片31をリ
ング状フレーム32に対して一体的に形成している。
【0016】この実施形態において、リング状フレーム
32はシリンダベース21の外周に嵌合するように形成
されており、これによれば、リング状フレーム32をシ
リンダベース21に嵌め込むだけで、各スペーサ片31
を背極板20の周辺に配置することができる。なお場合
によっては、リング状フレーム32を支持リング11の
外周に嵌合するように形成してもよい。
【0017】いずれにしても、図3の平面図に示すよう
に、4つのスペーサ片31が背極板20の周辺部に部分
的に配置されるため、従来のリング状スペーサ30(図
10参照)に比べて、背極板20に対する接触面積が減
少し、その分、無効静電容量を小さくすることができ
る。
【0018】なお、上記実施形態ではスペーサ片31を
4つとしているが、本発明は、図4の平面図に示すよう
に、最小限3つのスペーサ片31を備えていればよく、
これによれば、より無効静電容量を小さくすることがで
きる。
【0019】このように、本発明によれば、無効静電容
量を小さくしてS/N比を改善することができるが、次
に、本発明の実施例と従来例との効果上の差異を実際の
数値設計により検証する。
【0020】各例ともに支持リング11は、図5(a)
の平面図および同図(b)の断面図に示すように、外径
7.3mm,内径5.6mm,厚さ0.8mmの支持リ
ングで、これにPPS製の厚さ2μm,比誘電率εs=
3.0の振動板(ダイヤフラム)10を所定の張力をも
って張設した。
【0021】また、各例ともに背極板20として、図6
(a)の平面図および同図(b)の側面図に示すよう
に、外径6.5mm,厚さ0.4mmで、内径0.6m
mの透孔20aを7個穿設してなる背極板を用いた。
【0022】そして、従来例についてはスペーサ30と
して、図7(a)の平面図および同図(b)の断面図に
示すように、外径7.3mm,内径5.6mm、厚さ1
00μm,PET製で比誘電率εs=3.0のリング状
スペーサを用いた。
【0023】これに対して、本実施例ではスペーサ30
Aとして、図8(a)の平面図および同図(b)の断面
図に示すように、外径7.3mmのリング状フレーム3
2の内周面側に、扇状の開き角30゜,厚さ100μ
m,内径5.6mmである4つの扇状スペーサ片31を
90゜の間隔をもって一体に形成してなるPC(ポリカ
ーボネート)製で比誘電率εs=2.99のスペーサを
用いた。
【0024】まず、基本的事項として、電極面積をS,
電極板間の距離をd,真空の誘電率をε,電極板間の比
誘電率をεsとすると、静電容量Cは、 C=(S×ε×εs)/d〔F〕……(式1) で表される。ただし、ε=8.854×10−12〔F
/m〕で、MKS系での計算による。
【0025】上記式1に、背極板20の寸法値をあては
めると、静電容量有効部の面積Sbは、 Sb=(6.5×10−3/2)π−(0.6×10−3/2)π×7 =3.318×10−5−0.198×10−5 =3.12×10−5〔m
【0026】スペーサと背極板の重ね合わせの無効部の
面積Ssは、 Ss=(6.5×10−3/2)π−(5.6×10−3/2)π =3.318×10−5−2.463×10−5 =0.855×10−5〔m
【0027】 (従来例での無効静電容量の計算) ダイヤフラム部の静電容量Cds、 Cds=(0.855×10−5×8.854×10−12×3.0) /2×10−6 =1.14×10−10〔F〕 =114〔pF〕 スペーサ部の静電容量Css、 Css=(0.855×10−5×8.854×10−12×3.0) /100×10−6 =0.23×10−11〔F〕 =2.3〔pF〕 したがって、ダイヤフラム部とスペーサ部の重ね合わせ
部分の無効静電容量Csは、 Cs=(Cds×Css)/(Cds+Css) =(114×2.3)/(114+2.3) ≒2.3〔pF〕
【0028】 (従来例での有効静電容量の計算) ダイヤフラム部の静電容量Cdb、 Cdb=(3.12×10−5×8.854×10−12×3.0)/2×1 0−6 =4.14×10−10〔F〕 =414〔pF〕 薄空気層部の静電容量Csb、 Csb=(3.12×10−5×8.854×10−12)/100×10 =0.28×10−11〔F〕 =2.8〔pF〕 したがって、有効部の静電容量Cbは、 Cb=(Cdb×Csb)/(Cdb+Csb) =(414×2.8)/(414+2.8) ≒2.8〔pF〕
【0029】これにより、従来例におけるマイクロホン
ユニットの総合静電容量Cは、 C=Cs+Cb=2.3+2.8 =5.1〔pF〕 また、従来例におけるマイクロホンユニットの静電容量
損失Aは、 A=Cb/C=0.55 =−5.2〔dB〕
【0030】(本実施例での静電容量の計算)有効部の
面積Sbは上記のとおり、 Sb=(6.5×10−3/2)π−(0.6×10−3/2)π×7 =3.318×10−5−0.198×10−5 =3.12×10−5〔m〕 ダイヤフラム部とスペーサ部の重ね合わせ部分の面積S
sは従来例の1/3で、 Ss={(6.5×10−3/2)π−(5.6×10−3/2)π}/ 3 =(3.318×10−5−2.463×10−5)/3 =0.285×10−5〔m
【0031】 (本実施例での無効静電容量の計算) ダイヤフラム部の静電容量Cds、 Cds=(0.285×10−5×8.854×10−12×3.0) /2×10−6 =0.379×10−10〔F〕 =37.9〔pF〕 スペーサ部の静電容量Css、 Css=(0.285×10−5×8.854×10−12×2.99) /100×10−6 =0.08×10−11〔F〕 =0.8〔pF〕 したがって、ダイヤフラム部とスペーサ部の重ね合わせ
部分の無効静電容量Csは、 Cs=(Cds×Css)/(Cds+Css) =(37.9×0.8)/(37.9+0.8) ≒0.8〔pF〕
【0032】 (本実施例での有効静電容量の計算) ダイヤフラム部の静電容量Cdb、 Cdb=(3.12×10−5×8.854×10−12×3.0)/2×1 0−6 =4.14×10−10〔F〕 =414〔pF〕(従来例と同値) 薄空気層部の静電容量Csb、 Csb=(3.12×10−5×8.854×10−12)/100×10 =0.28×10−11〔F〕 =2.8〔pF〕(従来例と同値) したがって、有効部の静電容量Cbは、 Cb=(Cdb×Csb)/(Cdb+Csb) =(414×2.8)/(414+2.8) ≒2.8〔pF〕(従来例と同値)
【0033】これにより、本実施例におけるマイクロホ
ンユニットの総合静電容量Cは、 C=Cs+Cb=0.8+2.8 =3.6〔pF〕 また、本実施例におけるマイクロホンユニットの静電容
量損失Aは、 A=Cb/C=0.78 =−2.2〔dB〕
【0034】上記のように、従来例での静電容量損失が
−5.2dBであるのに対して、本実施例での静電容量
損失は−2.2dBであることから、本発明によれば、
S/N比において3dBの改善が可能になる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持リングに張設された振動板と、シリンダベースの一
端側に支持された背極板とをギャップ形成用のスペーサ
を介して対向的に配置してなるコンデンサマイクロホン
において、リング状のスペーサに代えて、同一円周上に
ほぼ等角度間隔をもって配置された同一厚みを有する少
なくとも3つのスペーサ片を用いたことにより、ラベリ
アマイクロホンのように小口径のマイクロホンにおいて
も、無効静電容量を小さくして良好なS/N比を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るコンデンサマイクロホ
ンの断面図。
【図2】上記コンデンサマイクロホンの分解斜視図。
【図3】上記コンデンサマイクロホンの背極板上にスペ
ーサを配置した状態の平面図。
【図4】上記コンデンサマイクロホンに用いられるスペ
ーサの別の実施形態を示す平面図。
【図5】本発明の実施例および従来例で用いた支持リン
グの平面図および断面図。
【図6】本発明の実施例および従来例で用いた背極板の
平面図および側面図。
【図7】従来例で用いたスペーサの平面図および断面
図。
【図8】本発明の実施例で用いたスペーサの平面図およ
び断面図。
【図9】従来例としてのコンデンサマイクロホンの断面
図。
【図10】上記従来例の分解斜視図。
【符号の説明】
10 振動板(ダイヤフラム) 11 支持リング 20 背極板 21 シリンダベース 30A スペーサ 31 スペーサ片 32 リング状フレーム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持リングに張設された振動板と、シリ
    ンダベースの一端側に支持された背極板とをギャップ形
    成用のスペーサを介して対向的に配置してなるコンデン
    サマイクロホンにおいて、 上記スペーサとして、同一円周上にほぼ等角度間隔をも
    って配置された同一厚みを有する少なくとも3つのスペ
    ーサ片を含み、上記各スペーサ片が上記振動板と上記背
    極板との間に介装されることを特徴とするコンデンサマ
    イクロホン。
  2. 【請求項2】 上記各スペーサ片が、上記シリンダベー
    スもしくは上記支持リングの外周面に嵌合される合成樹
    脂製のリング状フレームの内周面側に一体的に形成され
    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。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005079112A1 (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Tokyo Electron Limited 容量検知型センサ素子
KR100582224B1 (ko) 2004-06-10 2006-05-23 주식회사 비에스이 실리콘 콘덴서 마이크로폰의 자동 정렬 전기용량형 구조
JP2006352785A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Azden Corp 仕込みマイクロホン
JP2009071650A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Audio Technica Corp コンデンサマイクロホンユニット
JP2012175509A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Omron Corp 音響センサ及びマイクロフォン
WO2014186224A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-20 Knowles Electronics, Llc Apparatus for securing components in an electret condenser microphone (ecm)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7184563B2 (en) * 2003-03-04 2007-02-27 Knowles Electronics Llc. Electret condenser microphone
CN201467442U (zh) * 2009-05-15 2010-05-12 瑞声声学科技(常州)有限公司 电容麦克风
US20130177192A1 (en) * 2011-10-25 2013-07-11 Knowles Electronics, Llc Vented Microphone Module
WO2018178772A2 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Nanofone Ltd. High performance sealed-gap capacitive microphone
CN112153544A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 瑞声新能源发展(常州)有限公司科教城分公司 一种电容式麦克风及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859477A (en) * 1971-06-24 1975-01-07 Tesla Np Electrostatic transducer
JPS5654711Y2 (ja) * 1976-06-11 1981-12-19
WO2000041432A2 (en) * 1999-01-07 2000-07-13 Sarnoff Corporation Hearing aid with large diaphragm microphone element including a printed circuit board
DE10195878T1 (de) * 2000-03-07 2003-06-12 Hearworks Pty Ltd Doppelkondensatormikrophon
JP2002142295A (ja) * 2000-10-30 2002-05-17 Star Micronics Co Ltd コンデンサマイクロホン
US6741709B2 (en) * 2000-12-20 2004-05-25 Shure Incorporated Condenser microphone assembly

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005079112A1 (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Tokyo Electron Limited 容量検知型センサ素子
KR100582224B1 (ko) 2004-06-10 2006-05-23 주식회사 비에스이 실리콘 콘덴서 마이크로폰의 자동 정렬 전기용량형 구조
JP2006352785A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Azden Corp 仕込みマイクロホン
JP4697534B2 (ja) * 2005-06-20 2011-06-08 アツデン株式会社 仕込みマイクロホン
JP2009071650A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Audio Technica Corp コンデンサマイクロホンユニット
JP2012175509A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Omron Corp 音響センサ及びマイクロフォン
WO2014186224A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-20 Knowles Electronics, Llc Apparatus for securing components in an electret condenser microphone (ecm)
CN105284130A (zh) * 2013-05-13 2016-01-27 美商楼氏电子有限公司 用于固定驻极体电容麦克风(ecm)中的部件的装置
US9398389B2 (en) 2013-05-13 2016-07-19 Knowles Electronics, Llc Apparatus for securing components in an electret condenser microphone (ECM)
CN105284130B (zh) * 2013-05-13 2019-04-05 楼氏Ipc(马来西亚)私人有限公司 驻极体电容麦克风电机装置及其制造方法

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Publication number Publication date
US7072479B2 (en) 2006-07-04
US20050094831A1 (en) 2005-05-05

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