JP2009027662A - コンデンサーマイクロホンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】前方音響端子に取り付けられる防塵用の金属製網体に起因する高域での周波数応答の劣化を防止するとともに、共振回路の制動抵抗を容易に調整可能とする。
【解決手段】支持リング２１に張設された振動板２２と絶縁座２５に支持された固定極２４とをスペーサ２３を介して対向的に配置してなる音響電気変換器２０と、一端面側に前方音響端子１１ａとしての開口部を有し他端面側が開放されており、音響電気変換器２０が収納されるユニットケース１０と、ユニットケース１０内で前方音響端子１１ａを覆うように支持リング２１とユニットケース１０との間に配置される防塵用の金属製網体３０とを備えているコンデンサーマイクロホンユニットにおいて、金属製網体３０の中央部分を、金属製網体３０と振動板２２との間の前方空気室１２の空洞容積を減じて、その前方空気室１２の空気スチフネスが高くなるように、振動板２２側に向けて皿状に凹ます。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサーマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、前方音響端子を形成する開口部に取り付けられる防塵用の金属製網体（金属メッシュ）に関するものである。

図３を参照して、コンデンサーマイクロホンユニットは、基本的な構成として、ユニットケース１０と、静電型の音響電気変換器２０とを備える。

ユニットケース１０は、例えばアルミニウム材により有底円筒状に形成され、その底面に相当する一端面側１１には、開口部からなる前方音響端子１１ａが設けられている。ユニットケース１０の他端面側は音響電気変換器２０を収納するため開放されている。図３には前方音響端子１１ａがひとつしか示されていないが、通常、前方音響端子１１ａは小孔として複数個が設けられる。

音響電気変換器２０には、例えば片面に金属蒸着膜を有する合成樹脂フィルムからなる振動板２２と、スペーサリング２３を介して振動板２２と対向的に配置され、振動板２２とともに一種のコンデンサを形成する固定極２４とが含まれている。

振動板２２は、所定のテンションがかけられた状態で支持リング（ダイアフラムリングとも言う）２１の一方の面に張設されている。支持リング２１は金属製である。

固定極２４は、合成樹脂製の絶縁座２５の一方の面側に支持されている。絶縁座２５の他方の面（背面側）には、回路基板４０が配置される。回路基板４０には、固定極２４と電気的に接続される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）５０が実装されている。

この従来例として示すコンデンサーマイクロホンユニットは単一指向性であるため、回路基板４０には、開口部からなる後方音響端子４１が設けられている。

これに関連して、絶縁座２５には、後方音響端子４１から固定極２４の背面側に形成されている背部空気室２６に至る音孔２５ａが穿設されており、音孔２５ａ内には、不織布などからなる音響抵抗材２７が設けられている。

特許文献１にも記載されているように、前方音響端子１１ａには、その開口部からユニットケース１０内にゴミなどの異物が入り込まないようにするための防塵用の金属製網体３０が設けられる。なお、以下の説明において、金属製網体を金属メッシュということがある。

このコンデンサーマイクロホンユニットは、ユニットケース１０内に、金属メッシュ３０，振動板２２が張設された支持リング２１，スペーサリング２３，固定極２４を有する絶縁座２５，回路基板４０の順で収納したのち、ユニットケース１０の他端面側の周縁をかしめることにより組み立てられる。

このときのかしめ圧により、金属メッシュ３０が強固に締め付けられ、支持リング２１とユニットケース１０とが確実に電気的に接続されるとともに、金属メッシュ３０の反発弾力とかしめ圧とにより、音響電気変換器２０がユニットケース１０内に固定される。

ところで、金属メッシュ３０のオープニング（目の粗密さ）は、細かな異物の侵入を防止するうえで細かい方が好ましく、通常では１００メッシュ程度のものが用いられているが、他方において、メッシュの持つ音響抵抗で高域の周波数応答が劣化してしまう、という問題がある。

これを図４の機械等価回路により説明する。Ｐ１は前方音響端子１１ａに対する音源，Ｐ２は後方音響端子４１に対する音源，ｒｆは金属メッシュ３０の音響抵抗，ｓｆは金属メッシュ３０と振動板２２との間に存在する前方空気室１２の空気スチフネス，ｍｏは振動板２２の質量，ｓｏは振動板のスチフネス，ｒｏは振動板２２と固定極２４との間に存在する薄空気層１３による振動板２２の制動抵抗，ｓ１は背部空気室２６の空気スチフネス，ｒ１は後方音響端子４１に指向性を与える音響抵抗材２７による音響抵抗である。

上記機械等価回路において、スチフネスはコンデンサで表されるから、金属メッシュ３０と振動板２２との間に存在する前方空気室１２の容積が大きいと、金属メッシュ３０の音響抵抗ｒｆと前方空気室１２の空気スチフネスｓｆとにより、音響的にＣＲフィルターが構成されてしまうため、特に高域での周波数応答が劣化する。

別の問題として、上記コンデンサーマイクロホンユニットでは、振動板２２と背部空気室２６とにより共振回路が構成される。通常、この共振回路の制動には、振動板２２と固定極２４との間の薄空気層１３の制動抵抗（音響抵抗）が用いられている。

しかしながら、この制動抵抗を調整するには、振動板２２と固定極２４との間の間隔を変える、もしくは固定極２４に設ける音孔の寸法や数を変えるなどする必要があり、きわめて困難である。また、有効静電容量が変化することから、他の性能や諸元も変わってしまうことがある。

特開２００７−１５０９９５号公報

したがって、本発明の課題は、前方音響端子に取り付けられる防塵用の金属製網体に起因する高域での周波数応答の劣化を防止するとともに、共振回路の制動抵抗を容易に調整可能とすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、支持リングに張設された振動板と絶縁座に支持された固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる音響電気変換器と、一端面側に開口部からなる前方音響端子を有し他端面側が開放されており、上記音響電気変換器が収納される金属製のユニットケースと、上記ユニットケース内で上記前方音響端子を覆うように上記支持リングと上記ユニットケースの一端面側との間に配置される防塵用の金属製網体とを備え、上記ユニットケースの他端面側に設けられる固定手段により上記音響電気変換器が上記金属製網体とともに上記ユニットケース内に固定されているコンデンサーマイクロホンユニットにおいて、上記金属製網体の中央部分が、上記金属製網体と上記振動板との間の音響的な空洞容積を減ずるように、上記振動板側に向けて皿状に凹まされていることを特徴としている。

本発明において、請求項２に記載されているように、上記金属製網体の中央部分が、上記振動板に対してほぼ平行となるように皿状に凹まされていることが好ましい。

本発明によれば、前方音響端子に取り付けられる金属製網体（金属メッシュ）の中央部分が、金属製網体と振動板との間の音響的な空洞容積を減ずるように振動板側に向けて皿状に凹まされていることにより、振動板の前方に存在する前方空気室の空気スチフネスが高くなり、高域を減衰させるフィルターのパス帯域がより高い周波数側に移動するため、防塵用の金属製網体に起因する高域での周波数応答の劣化を防止することができる。

また、金属製網体の音響抵抗は、振動板のインピーダンスに直列に接続されることから、その音響抵抗を選択することにより、振動板と背部空気室で構成される共振回路の制動抵抗を容易に調整することができる。

次に、図１および図２により、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るコンデンサーマイクロホンユニットを示す断面図、図２はその機械等価回路図である。なお、先の図３で説明した従来例と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素には同じ参照符号を付している。

図１に示すように、本発明によるコンデンサーマイクロホンユニットにおいても、基本的な構成として、ユニットケース１０と、静電型の音響電気変換器２０とを備える。

ユニットケース１０は、金属製で例えばアルミニウム材により有底円筒状に形成され、その底面に相当する一端面側１１には、前方音響端子１１ａを形成する開口部が設けられている。ユニットケース１０の他端面側は音響電気変換器２０を収納するため開放されている。

図１には前方音響端子１１ａがひとつしか示されていないが、前方音響端子１１ａは小孔として複数個が設けられてもよい。また、前方音響端子１１ａは複数列のスリット状として形成されてもよい。

音響電気変換器２０には、例えば片面に金属蒸着膜を有する合成樹脂フィルムからなる振動板２２と、スペーサリング２３を介して振動板２２と対向的に配置され、振動板２２とともに一種のコンデンサを形成する固定極２４とが含まれている。振動板２２と固定極２４のいずれか一方にエレクトレット誘電体膜が適用されてもよい。

振動板２２は、所定のテンションがかけられた状態で支持リング（ダイアフラムリングとも言う）２１の一方の面に張設されている。支持リング２１は金属製である。

固定極２４は、合成樹脂製の絶縁座２５の一方の面側に支持されている。絶縁座２５の他方の面（背面側）には、回路基板４０が配置される。回路基板４０には、固定極２４と電気的に接続される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）５０が実装されている。ＦＥＴ５０のゲート電極が固定極２４と接続される。

このコンデンサーマイクロホンユニットは単一指向性であるため、回路基板４０には、後方音響端子４１としての開口部が設けられている。

これに関連して、絶縁座２５には、後方音響端子４１から固定極２４の背面側に形成されている背部空気室２６に至る音孔２５ａが穿設されており、音孔２５ａ内には、不織布などからなる音響抵抗材２７が設けられている。

前方音響端子１１ａには、その開口部からユニットケース１０内にゴミなどの異物が入り込まないようにするための防塵用の金属製網体（金属メッシュ）３０が設けられる。この例において、金属メッシュ３０には、上記従来例と同じく、１インチ内にψ０．１ｍｍの線材が１００本組み込まれている１００メッシュの網体が用いられているが、これによりも細かな網体であってもよい。

このコンデンサーマイクロホンユニットは、ユニットケース１０内に、金属メッシュ３０，振動板２２が張設された支持リング２１，スペーサリング２３，固定極２４を有する絶縁座２５，回路基板４０の順で収納したのち、ユニットケース１０の他端面側の周縁をかしめることにより組み立てられるが、固定手段として、ユニットケース１０の他端面側に螺合されるロックリングなどが用いられてもよい。

このときのかしめ圧により、金属メッシュ３０が強固に締め付けられ、支持リング２１とユニットケース１０とが確実に電気的に接続されるとともに、金属メッシュ３０の反発弾力とかしめ圧とにより、音響電気変換器２０がユニットケース１０内にしっかりと固定される。

図１に示すように、金属メッシュ３０は、その周辺部分がユニットケース１０の内面と支持リング２１との間に挟持されるが、本発明において、金属メッシュ３０の前方音響端子１１ａと対応する中央部分は、振動板２２側に向けて好ましくは振動板２２に対してほぼ平行となるように皿状に凹まされている。

これにより、金属メッシュ３０と振動板２２との間に存在する前方空気室１２の音響的な空洞容積が小さくなることから、前方空気室１２の空気スチフネスが高くなり、高域を減衰させるフィルターのパス帯域（共振周波数）がより高い周波数側に移動するため、防塵用の金属製網体に起因する高域での周波数応答の劣化を防止することができる。

また、図２の機械等価回路に示すように、金属メッシュ３０の音響抵抗ｒｆが振動板２２のインピーダンス（ｍｏ，ｓｏ，ｒｏ）に対して直列に接続されることから、その音響抵抗ｒｆを適宜選択することにより、振動板２２と背部空気室２６で構成される共振回路の制動抵抗を容易に調整することができる。

すなわち、従来のように、振動板２２と固定極２４との間隔や、固定極２４に設ける音孔の寸法や数を変えることなく、金属メッシュ３０のオープニング（メッシュの細かさ）のみを選択することにより、振動板２２と背部空気室２６で構成される共振回路の制動抵抗を容易に調整することができる。

本発明の実施形態に係るコンデンサーマイクロホンユニットを示す断面図。 図１のコンデンサーマイクロホンユニットの機械等価回路図。 従来の一般的なコンデンサーマイクロホンユニットを示す断面図。 図３のコンデンサーマイクロホンユニットの機械等価回路図。

符号の説明

１０ ユニットケース
１１ ユニットケースの一端面側
１１ａ 前方音響端子
１２ 前方空気室
１３ 薄空気層
２０ 音響電気変換器
２１ 支持リング
２２ 振動板
２３ スペーサリング
２４ 固定極
２５ 絶縁座
２６ 背部空気室
２７ 音響抵抗材
３０ 金属製網体（金属メッシュ）
４０ 回路基板
５０ ＦＥＴ

Claims (2)

1. 支持リングに張設された振動板と絶縁座に支持された固定極とをスペーサを介して対向的に配置してなる音響電気変換器と、一端面側に開口部からなる前方音響端子を有し他端面側が開放されており、上記音響電気変換器が収納される金属製のユニットケースと、上記ユニットケース内で上記前方音響端子を覆うように上記支持リングと上記ユニットケースの一端面側との間に配置される防塵用の金属製網体とを備え、上記ユニットケースの他端面側に設けられる固定手段により上記音響電気変換器が上記金属製網体とともに上記ユニットケース内に固定されているコンデンサーマイクロホンユニットにおいて、
   上記金属製網体の中央部分が、上記金属製網体と上記振動板との間の音響的な空洞容積を減ずるように、上記振動板側に向けて皿状に凹まされていることを特徴とするコンデンサーマイクロホンユニット。
2. 上記金属製網体の中央部分が、上記振動板に対してほぼ平行となるように皿状に凹ま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ーマイクロホンユニット。

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