JP2009044688A - コンデンサーマイクロホン - Google Patents

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Abstract

【課題】コンデンサーマイクロホンの薄型化を図る。
【解決手段】下方に開口した空洞9aを有し、内側に音孔9bを形成した環状の保持体9と、この保持体9の内側壁の底面に外周縁が貼り付けられ、音孔9bを塞ぐ振動板10と、保持体9の外側壁の底面に当接するとともに、空洞9aと内側空間11aに連通するくり抜き部11bを設けたリング状のスペーサ11とを備え、保持体9に設けた空洞9aとスペーサ11のくり抜き部11bおよび内側空間11aとにより、振動板10の背後空気室を構成する。
絶縁座13に背後空気室を設ける必要がなく、絶縁座13のコンパクト化が可能となり、コンデンサーマイクロホン全体の一層の薄型化・小型化を実現できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、コンデンサーマイクロホンに関するもので、特に薄型化を可能にするための改良に関する。
コンデンサーマイクロホンは、振動板と固定電極とが間隙を介して対向配置されてコンデンサー部を形成し、これらがひとつのケース部材の中に組み込まれて構成される。
振動板に到達する音波は、振動板の振動によって電気信号に変換され、この電気信号は振動板の電極と固定電極から取り出され、インピーダンス変換器を経て出力される。このインピーダンス変換器もまた、振動板や固定電極とともにケース部材の中に一体化されて組み込まれることが多い。
図5および図6は、インピーダンス変換器を一体に組み込んだ従来のコンデンサーマイクロホンの断面図である。
図5に示したように、従来のコンデンサーマイクロホンは、振動板を支持する外径Lの円環状の振動板保持体1と、この振動板保持体1の底面に、径Rの音孔1aを塞ぐように設けられた振動板2と、振動板2に対し、リング状のスペーサ3を介して対向配置された固定電極4と、この固定電極4に対し、絶縁座5および環状の支持部材6を順次介在させて対向配置され底板を兼ねた回路基板7と、これらの部品全体を収納したケース部材8とから構成されている。
高さ(厚み)Hの円筒形のケース部材8には、振動板保持体1の音孔1aに連通する音連通孔8aが複数設けられているとともに、回路基板7にはインピーダンス変換器7aが搭載されている。
振動板2は、薄いフィルム状の部材の表面に電極がコーティングされて構成されており、その振動板2と固定電極4との間は、絶縁部材からなるスペーサ3により、数十ないし百ミクロン程度の間隙が形成されている。
振動板保持体1とほぼ同じ外径Lを有するスペーサ3には、その平面図を図6に示したように、中心点Pを中心に、振動板保持体1の音孔1aに対応するように径Rの内側空間3aが形成されている。
固定電極4には複数の音連通孔4aが形成され、その音連通孔4aは、深さhの絶縁座5のくり抜き(凹部)5aによる振動板2の背後空気室に連通している。くり抜き5aにおける背後空気室の容積が大きければ大きいほど音響インピーダンスは低下して、無指向性成分により高い感度が得られるが、高域周波数における応答特性が狭まる傾向を示す。
なお、回路基板7に搭載されたインピーダンス変換器7aは、電界効果トランジスタ(FET)を主体にして構成され、高い出力インピーダンスを、数百〜数千オーム程度の低い出力インピーダンスに変換する。
コンデンサーマイクロホンはいろいろな用途に採用されるが、たとえば携帯電話機等に搭載されるコンデンサーマイクロホンでは小型化・薄型化が特に要求される。
インピーダンス変換器を一体に組み込んだコンデンサーマイクロホンでは、インピーダンス変換器を、振動板と固定電極からなるコンデンサー部と並列に配置することで薄型化を図ることが提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
特開2006−24974号公報
コンデンサーマイクロホンの一層の小型化・薄型化が要望されている状況のもとで、インピーダンス変換器を一体に組み込んだコンデンサーマイクロホンでは、上記特許文献1記載の発明のように、インピーダンス変換器をコンデンサー部と並列に配置することで薄型化が図られる。
しかしながら、特許文献1記載の発明によれば、コンデンサーマイクロホンの薄型化を図る代わりに半径方向の寸法が大きくなる難点がある。コンデンサーマイクロホンのさらなる薄型化・小型化を図るには、FET等からなる電子回路の集積化とともに、振動板およびその保持体と固定電極を含むコンデンサー部のより一層の薄型化が必要となる。
そこで本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、コンデンサー部におけるより一層の薄型化を可能としたコンデンサーマイクロホンを提供することを目的とする。
本発明のコンデンサーマイクロホンは、内側壁と外側壁との間に開口した空洞を有し、内側壁の内側に音孔が形成されている環状の振動板保持体と、この振動板保持体の内側壁の底面に外周縁が貼り付けられ、前記音孔を塞ぐように設けられた振動板と、振動板保持体の外側壁の底面に当接するとともに、振動板保持体の音孔に対応して形成されている内側空間と振動板保持体の空洞とをつなぐくり抜き部を有するリング状のスペーサと、このスペーサを介して振動板に対向配置された固定電極と、を具備することを特徴とする。
上記のように、本発明に係るコンデンサーマイクロホンは、開口した空洞を有する環状の振動板保持体と、この振動板保持体の内側壁の底面に外周縁が貼り付けられた振動板と、振動板保持体の外側壁の底面に当接するとともに、空洞と内側空間に連通するくり抜き部を有するリング状のスペーサとを備えた構成になっているので、振動板保持体に設けられている空洞が振動板の背後空気室の役割を担うことができる。
従って、従来のように、絶縁座に背後空気室を設けないで済むとともに、絶縁座を設けたとしても、くり抜き(凹部)の深さhを省略することができ、より一層の薄型化が可能である。
以下、本発明に係るコンデンサーマイクロホンの一実施例を、図1ないし図4を参照して詳細に説明する。なお、図5および図6に示した従来のコンデンサーマイクロホンの構成と同一構成には同一符号を付して、重複する説明はなるべく省略することにする。
図1は本発明に係るコンデンサーマイクロホンの一実施例を示した断面図である。
この実施例のコンデンサーマイクロホンは、図1に示したように、外径Lの円環状の振動板保持体9を有し、この振動板保持体9は、厚さ幅rの内側壁を有していて、この内周壁と外周壁との間に、下方に開口した空洞9aが形成されている。
空洞9aを形成した振動板保持体9の内側壁の底面には、振動板保持体9の音孔9aを塞ぐように緊張した振動板10の外周縁部が貼り付けられている。振動板10は、薄いフィルム状の部材の表面に電極がコーティングされることにより形成されている。振動板保持体9の内径をRとすると、振動板10は、図2に示すように、(R+2r)の径を有して、振動板保持体9の内側壁の底面に貼り付けられている。
空洞9aを形成した振動板保持体9の外側壁の底面には、振動板保持体9と同じく外径Lからなるリング状のスペーサ11を介して、固定電極12が振動板10に対向配置されている。この振動板10と固定電極12の間にはスペーサ11の厚さに相当する隙間が形成され、振動板10と固定電極12によりコンデンサー部が形成されている。
絶縁部材からなるリング状のスペーサ11は、図3にその平面図を示したように、振動板保持体9の空洞9aに対応した径Rの内部空間11aを有するとともに、その内部空間11aから半径方向外側方向に向け、放射状にくり抜かれた複数個(この実施例では5個)のくり抜き部11bが形成されている。複数の抜き部11b相互間には複数の内向き突起11cが形成されている。
また、図2に示した振動板10と図3に示したスペーサ11とが中心点Pを共通にして重なり合うとともに、図4にその平面図を示したように、振動板10は、厚さ幅rの外側縁でスペーサ11に重畳して組み込まれる。
したがって、スペーサ11は、外側縁が振動板保持体9の外側壁の底面に当接し、くり抜き部11bは振動板保持体9の空洞9aと内側空間11aとを連通させる。
なお、この実施例における振動板10は、その外側縁部がスペーサ11の内向き突起11cと振動板保持体9の内側壁底面とで狭持された形態で支持される。この振動板10が支持される面積部分で構成される静電容量は、電気音響変換に寄与しないストレー容量となる。上記振動板10の支持面積は、上記突起11cと振動板保持体9の内側壁底面との対向面積で決まるが、振動板保持体9の内側壁底面の厚さないしは幅rは小さいので、上記対向面積は小さく、ストレー容量も小さい。したがって、良好な感度を得ることができる。
上記のように、リング状のスペーサ11は、外側縁で振動板保持体9の外側壁の底面に当接しつつ、くり抜き部11bが振動板保持体9の空洞9aとスペーサ11の内側空間11aとを音響的に連通させている。振動板保持体9の空洞9aは、くり抜き部11b、内側空間11aとともに、振動板10の背後空気室を構成している。
また、固定電極12は絶縁座13に支持固定されるとともに、絶縁座13は環状の支持部材6を介して回路基板7に連結配置され、これら全体が円筒形状のケース部材8に収納されている。なお、ケース部材8には、従来と同様に、振動板保持体9の音孔9bに連通する音連通孔8aが複数個形成されている。
以上説明した実施例に係るコンデンサーマイクロホンによれば、スペーサ11のくり抜き部11bが、振動板保持体9の空洞9aとスペーサ11の内側空間11aとを連通させて振動板10の背後空気室を形成するので、絶縁座13に背後空気室を設ける必要がなくなる。
したがって、絶縁座13は、図1に示したように、従来の絶縁座5とは相違して、深さhのくり抜き(凹部)を形成することなく固定電極12を支持することができるので、コンデンサーマイクロホン全体の厚さは、深さhだけ小さい厚みKに縮小し、薄型化が可能である。
また、絶縁座13に背後空気室を設ける必要がないので、固定電極12に音連通孔を設ける必要もなくなり、固定電極12の構成の簡易化が図られるとともに、より大きな剛性を得ることができる。
なお、上記実施例においては、振動板保持体9の空洞9aは下方に開口して背後空気室を形成しているが、それと併せて、振動板保持体9の空洞9aの上方壁あるいは外側壁とケース部材7に、背後空気室と外部空間とを連通させる孔を設けてもよい。
また、上記実施例では、インピーダンス変換器7aを搭載した回路基板7を縦方向に重なるように配置しているが、インピーダンス変換器7aをコンデンサー部に横並びとなるように配置し、厚み方向の更なるコンパクト化を図ってもよい。
このように、本実施例にかかるコンデンサーマイクロホンによれば、コンデンサー部の薄型化が可能であり、実用に際して得られる効果大である。
本発明にかかるコンデンサーマイクロホンの一実施例を示した断面図である。 図1に示したコンデンサーマイクロホンの振動板の平面図である。 図1に示したコンデンサーマイクロホンのスペーサの平面図である。 図2に示した振動板と図3に示したスペーサとが組み合わさり、重畳した状態を示した平面図である。 従来のコンデンサーマイクロホンの断面図である。 図5に示したコンデンサーマイクロホンのスペーサの平面図である。
符号の説明
7 回路基板
7a インピーダンス変換器
8 ケース部材
8a 音連通孔
9 振動板保持体
9a 空洞
9b 音孔
10 振動板
11 スペーサ
11a 内側空間
11b くり抜き部
12 固定電極
13 絶縁座

Claims (4)

  1. 内側壁と外側壁との間に開口した空洞を有し、内側壁の内側に音孔が形成されている環状の振動板保持体と、
    この振動板保持体の内側壁の底面に外周縁が貼り付けられ、前記音孔を塞ぐように設けられた振動板と、
    前記振動板保持体の外側壁の底面に当接するとともに、前記振動板保持体の音孔に対応して形成されている内側空間と前記振動板保持体の空洞とをつなぐくり抜き部を有するリング状のスペーサと、
    このスペーサを介して前記振動板に対向配置された固定電極と、
    を具備することを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
  2. 前記固定電極は、絶縁座に支持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。
  3. 前記振動板保持体の空洞と前記スペーサのくり抜き部および内側空間は、前記振動板の背後空気室を形成していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコンデンサーマイクロホン。
  4. 前記スペーサのくり抜き部は、前記振動板保持体の内側壁対応位置から半径方向外側に向けて複数個形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1項に記載のコンデンサーマイクロホン。
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