JP2006165911A - Manufacturing method of condenser microphone unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサマイクロホンユニットの製造方法に関するもので、特に、マイクロホンユニットに使用する振動板の張力調整方法に特徴を有するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a condenser microphone unit, and particularly has a feature in a tension adjustment method of a diaphragm used in the microphone unit.
一般的なコンデンサマイクロホンユニットの例を図2に示す。図2において、符号1はダイヤフラム状の振動板を示している。振動板1は、例えば、円形の薄い樹脂フィルムからなり、この樹脂フィルムに金などの金属膜が蒸着されている。振動板1の外周縁部は、振動板1に所定の張力を与えた状態で、上記金属膜の蒸着面側がリング状の振動板保持体2に接着されることによって固着されている。振動板1の外周縁部にはまた、上記金属膜の蒸着面とは反対側にリング状のスペーサ4が当接し、スペーサ4には円板状の固定極3の外周縁部が当接している。したがって、振動板1と固定極3との間にスペーサ4が介在し、振動板1と固定極3との間にスペーサ4の厚さに対応する隙間gが形成されている。振動板1と固定極3によって一種のコンデンサを構成し、振動板1が音声を受けて振動すると、振動に応じて振動板1と固定極3との間の静電容量が変化するようになっている。固定極3は振動板1との関係においてバックプレートといわれることもある。
An example of a general condenser microphone unit is shown in FIG. In FIG. 2, the code | symbol 1 has shown the diaphragm-shaped diaphragm. The diaphragm 1 is made of, for example, a circular thin resin film, and a metal film such as gold is deposited on the resin film. The outer peripheral edge of the diaphragm 1 is fixed by adhering the vapor deposition surface side of the metal film to the ring-
固定極3は電気絶縁性の支持体5によって支持されている。支持体5は扁平な皿状の部材で、開放端側の内周縁部に段部51が形成されていて、この段部51に固定極3の外周縁部が嵌められることにより固定極3が支持されている。固定極3と支持体5との間には空間52が形成されている。これら振動板1、振動板保持体2、固定極3、支持体5を含む各部材は図示されないユニットケースに組み込まれ、一次音圧傾度型コンデンサマイクロホンのマイクロホンユニットを構成している。
The fixed pole 3 is supported by an electrically insulating support 5. The support body 5 is a flat dish-shaped member, and a
一次音圧傾度型コンデンサマイクロホンにおける上記振動板1の張力は周波数応答の低域集音限界を左右する。図3は、コンデンサマイクロホンにおける振動板の張力による周波数応答の違いを示している。図3において横軸は周波数、縦軸はマイクロホンの出力である。曲線Aは振動板の張力が比較的低めで適正である場合、曲線Bは張力が高すぎる場合、曲線CとDは張力が低すぎて振動板が静電吸引力で固定極に極めて近接して振動領域が極めて制限され、あるいは固定極に吸着されている場合をそれぞれ示している。図3からわかるように、振動板の張力が比較的低めであるほうが周波数応答の低域集音限界が低くなり、ダイナミックレンジが広がって高性能のコンデンサマイクロホンを得ることができる。ところが、低域集音限界を十分に低くしようとして振動板の張力を低くしすぎると、成極電圧による静電吸引力で振動板が固定極に吸着され、マイクロホンとしての機能を発揮することができなくなる。つまり、高い性能を出そうとして振動板の張力を低くすることと、振動板の張力を高めに設定して振動板が固定極に吸着されることのないように安定度を確保することは、相反する関係になる。 The tension of the diaphragm 1 in the primary sound pressure gradient condenser microphone affects the low frequency sound collection limit of the frequency response. FIG. 3 shows the difference in frequency response due to the tension of the diaphragm in the condenser microphone. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the output of the microphone. Curve A is appropriate if the diaphragm tension is relatively low, Curve B is too high, Curve C and D are too low, and the diaphragm is very close to the fixed pole by electrostatic attraction. The cases where the vibration region is extremely limited or are attracted to the fixed pole are shown. As can be seen from FIG. 3, when the diaphragm tension is relatively low, the low frequency sound collection limit of the frequency response is lowered, and the dynamic range is widened to obtain a high-performance condenser microphone. However, if the tension of the diaphragm is made too low in order to reduce the low-frequency sound collection limit sufficiently, the diaphragm is attracted to the fixed pole by the electrostatic attraction force due to the polarization voltage, and can function as a microphone. become unable. In other words, reducing the tension of the diaphragm to achieve high performance and setting the tension of the diaphragm high to ensure stability so that the diaphragm is not attracted to the fixed pole It becomes a conflicting relationship.
このように、振動板の張力のばらつきは、周波数応答の低域限界に大きなばらつきをもたらすとともに、静電吸引力を要因とする安定度に大きなばらつきをもたらす。特に、スタジオ録音などに使用されるマイクロホンは高い性能が要求されるため、振動板の張力のばらつきは性能を大きくばらつかせることになり、深刻な問題になる。ちなみに、カーリングによって内容物が固定されている安価なマイクロホンユニットでは、性能のばらつきの許容範囲が広く、高い性能が要求されないことから、振動板の固定極による吸着に対処するために、振動板の張力を高く設定して安定度を十分に確保し、低域集音限界を比較的高い周波数に設定している。換言すれば、安価なマイクロホンユニットでは、ダイナミックレンジを犠牲にして安定度を重視している。 As described above, the variation in the tension of the diaphragm causes a large variation in the lower limit of the frequency response and also causes a large variation in the stability due to the electrostatic attraction force. In particular, since a microphone used for studio recording or the like is required to have high performance, variations in the tension of the diaphragm greatly vary the performance, which becomes a serious problem. By the way, an inexpensive microphone unit whose contents are fixed by curling has a wide tolerance for performance variation and does not require high performance.Therefore, in order to cope with adsorption by the fixed electrode of the diaphragm, The tension is set high to ensure sufficient stability, and the low frequency sound collection limit is set to a relatively high frequency. In other words, an inexpensive microphone unit emphasizes stability at the expense of dynamic range.
このように、高性能のコンデンサマイクロホンを得るには、その振動板の張力を低くするとよい。そこで、コンデンサマイクロホンにおける振動板のスティフネス(張力)を低下させることにより、高感度で音響特性が安定したエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法が提案されている。この製造方法は、PETフィルムからなる振動膜を所定の張力を持たせて振動膜支持リングに接着して振動膜サブアッセンブリを製造し、この振動膜サブアッセンブリの振動膜を、二次転移点を越える温度(例えば200℃)で加熱処理することにより、振動膜のスティフネスを低下させるものである(例えば、特許文献1参照)。 Thus, in order to obtain a high-performance condenser microphone, it is preferable to lower the tension of the diaphragm. Therefore, a method of manufacturing an electret condenser microphone having high sensitivity and stable acoustic characteristics by reducing the stiffness of the diaphragm in the condenser microphone has been proposed. In this manufacturing method, a diaphragm made of PET film is bonded to a diaphragm support ring with a predetermined tension to produce a diaphragm subassembly, and the diaphragm of the diaphragm subassembly is set to a secondary transition point. By performing the heat treatment at a temperature exceeding (eg, 200 ° C.), the stiffness of the vibrating membrane is reduced (eg, see Patent Document 1).
特許文献1には、振動膜サブアッセンブリの振動膜を加熱処理することと、それによって振動膜のスティフネスが低下し、マイクロホンの性能が高まることが記載されているが、加熱の具体的手段、加熱の制御あるいはスティフネスの制御方法など、具体的な技術手段が開示されていない。 Patent Document 1 describes that the diaphragm of the diaphragm sub-assembly is heat-treated, thereby reducing the stiffness of the diaphragm and improving the performance of the microphone. No specific technical means such as a control method or a stiffness control method is disclosed.
本発明は、以上述べた従来技術に鑑みてなされたもので、振動板の張力を目論見どおりに精度よく調整することができ、かつ、振動板の張力調整も容易に行うことができるコンデンサマイクロホンユニットの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described prior art, and is a condenser microphone unit that can adjust the tension of the diaphragm with high accuracy as intended and can easily adjust the tension of the diaphragm. It aims at providing the manufacturing method of.
本発明は、振動板保持体に振動板を固着してなる振動板組立体の上記振動板を圧搾空気により加圧し、かつ、振動板の変位を測定しながら上記振動板を加熱することによって、振動板の張力を低下させ、振動板が所定の変位量となったとき加圧と加熱を停止することを最も主要な特徴とする。
振動板の変位量の測定は、振動板とこの振動板に対向して配置された固定極との間の静電容量を計測することによって行うことができる。
振動板の加熱は光源から光束を照射することによって行うことができる。
The present invention is to pressurize the diaphragm of the diaphragm assembly formed by fixing the diaphragm to the diaphragm holder with compressed air, and heat the diaphragm while measuring the displacement of the diaphragm. The most important feature is that pressurization and heating are stopped when the tension of the diaphragm is reduced and the diaphragm reaches a predetermined displacement.
The displacement amount of the diaphragm can be measured by measuring an electrostatic capacity between the diaphragm and a fixed pole disposed to face the diaphragm.
The diaphragm can be heated by irradiating a light beam from a light source.
振動板を圧搾空気によって加圧するようにしたため、圧搾空気の圧力を調整することによって振動板の張力を調整することができ、調整が容易である。
圧力による振動板の変位量を測定しながら振動板の張力を調整するようにしたため、目標どおりの張力になるように精度よく調整することができ、さらに、振動板組立体ごとに振動板の張力が最適になるように調整することができる。
振動板を圧搾空気によって加圧しながら振動板を加熱するため、振動板の張力低下が促進され、振動板の張力調整を効率的に行うことができる。低下させた振動板の張力が元に戻りにくくなる利点もある。
Since the diaphragm is pressurized by the compressed air, the tension of the diaphragm can be adjusted by adjusting the pressure of the compressed air, and the adjustment is easy.
Since the diaphragm tension is adjusted while measuring the displacement of the diaphragm due to pressure, it can be adjusted accurately to achieve the target tension, and the diaphragm tension can be adjusted for each diaphragm assembly. Can be adjusted to be optimal.
Since the diaphragm is heated while the diaphragm is pressurized with compressed air, a decrease in the tension of the diaphragm is promoted, and the tension of the diaphragm can be adjusted efficiently. There is also an advantage that the lowered tension of the diaphragm is difficult to return to the original state.
以下、本発明にかかるコンデンサマイクロホンユニットの製造方法の実施例を、図1を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing a condenser microphone unit according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1において、符号20は、図2に示すコンデンサマイクロホンユニットの例で説明した振動板1とこの振動板1の周縁部が接着などによって固着された振動板保持体2からなる振動板組立体(振動板アッセンブリ)を示している。この振動板組立体20は、一端側(図1では上端側)が開放した圧力容器26の上記開放端に装着され、振動板組立体20によって圧力容器26の開放端が塞がれている。圧力容器26内には、上記振動板組立体20の振動板1に所定の間隔をおいて対向する固定極30が配置されている。固定極30は図2について説明した固定極3に相当するもので、固定極30と振動板1との間で一種のコンデンサを構成している。振動板1と固定極30は静電容量計6に接続され、固定極30と振動板1との間の静電容量を測定するようになっている。固定極30と振動板1との間の静電容量は、固定極30と振動板1との間の距離の2乗に反比例するので、静電容量計6で測定される静電容量によって固定極30と振動板1との間の間隔を測定することができ、さらに、測定値の変動によって振動板1の変位量を測定することができる。
In FIG. 1,
上記圧力容器26には圧搾空気供給路22から圧搾空気を供給するようになっている。振動板組立体20で開放端が塞がれた圧力容器26に圧搾空気を供給することにより、振動板組立体20の振動板1が圧力容器26の内部から加圧され、振動板1が外側に向かって押し出される。この加圧によって振動板1の張力が低下する。圧搾空気供給路22には圧力調整器24が配置されている。上記静電容量計6で振動板1の変位量を測定しながら圧力調整器24で圧搾空気の圧力を調整する。振動板1の変位量が所定の変位量となったとき圧搾空気の供給を停止する。
The
圧力容器26の開放端に対向して、したがってこの開放端に装着された振動板組立体20の振動板1の外側面に対向して光源8が配置されている。光源8は振動板1に光線を照射することによって熱を加えるための熱源として機能するもので、振動板1を十分に加熱することができる熱量を発生することができるように、例えばハロゲンランプを用いる。ハロゲンランプなどからなる光源8の背後には縦断面形状が放物線状の反射鏡9が配置され、光源8からの光束を反射鏡9によって振動板1に集光させるようになっている。振動板1に集光させる範囲は任意で、振動板1全体であってもよいし、振動板1の一部分であってもよい。前述のように、圧搾空気供給路22から圧搾空気を供給しながら光源8を点灯し、上記振動板1を加熱する。振動板1は加熱されると同時に圧搾空気が供給されることによって、張力の低下が促進される。
The
以上説明した構成によって、振動板1の張力が所定の張力となるように調整する。調整方法は以下のとおりである。
振動板組立体20を制作するに当たって、振動板1の張力が目標とする張力よりも高くなるように設定して制作する。この振動板組立体20を圧力容器26の開放端に装着してこの開放端を塞ぐ。振動板1と固定極30との間の静電容量を静電容量計6で読み取りながら、光源8を点灯して振動板1を加熱し、同時に圧搾空気供給路22から圧搾空気を供給する。圧搾空気は、圧力調整器24で圧力を調整しながら、低圧から徐々に高圧へと調整していく。この間、静電容量計6の測定値を読取り、所定の読取り値に達したとき、光源8の点灯を停止する。
With the configuration described above, the tension of the diaphragm 1 is adjusted to be a predetermined tension. The adjustment method is as follows.
In producing the
上記のように、振動板1の張力は、あらかじめ目標とする張力よりも高く設定されているから、調整開始当初は振動板1が固定極30の近くにあって、静電容量計6で測定される静電容量の値は高い値になっている。圧搾空気によって加えられる圧力が高くなるにつれて振動板1が外方に膨らみ、固定極30との距離が大きくなって静電容量計6で測定される静電容量の値が低くなる。静電容量の値が所定の値になったとき、すなわち振動板1に加えられる圧搾空気の圧力が適正な圧力になったとき、さらにいえば、振動板1が適切な変位量になったとき、光源8を消灯して加熱を停止し振動板1を冷却する。加熱の停止と同時に圧搾空気の供給を停止してもよいが、振動板1が冷却するまで上記の適切な圧力を維持してもよい。
As described above, since the tension of the diaphragm 1 is set higher than the target tension in advance, the diaphragm 1 is close to the fixed
なお、加圧と加熱の開始のタイミングは同時である必要はない、加圧を開始したあとで加熱を開始してもよいし、逆に、あらかじめ振動板1を加熱しておき、次いで加圧を開始してもよい。
固定極30は圧力容器26に組みつけられているものであって、金属製の板あるいは網状の部材であってもよい。
静電容量計6によって振動板1と固定極30との間の静電容量を測定する目的は、振動板1の固定極30に対する変位量を測定することであるから、振動板1の変位量を直接または間接的に測定できるものであれば、静電容量計6以外の測定装置を用いてもよい。ただ、静電容量計6を用いれば、比較的簡単に振動板1の変位量を測定することができる。
Note that the timing of starting pressurization and heating need not be the same. Heating may be started after pressurization is started, or conversely, the diaphragm 1 is heated in advance, and then pressurization is performed. May start.
The fixed
The purpose of measuring the capacitance between the diaphragm 1 and the fixed
1 振動板
2 振動板保持体
6 静電容量計
8 熱源としての光源
9 反射鏡
20 振動板組立体
24 圧力調整器
30 固定極
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