JP2011055062A - コンデンサマイクロホンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】後部音響端子から入り込む速度成分を前部音響端子側の振動板の裏面に有効に作用させる。
【解決手段】振動板と音孔を有する固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなる２つのコンデンサエレメント１０，１００を備え、コンデンサエレメント１０，１００の固定極１４，１４０が、中央に開口部１５１を有する絶縁座１５の両側に支持され、開口部１５１の両端が音響抵抗材１８，１８０にて覆われているとともに、固定極１４，１４０と絶縁座１５との間に所定容積の空気室Ａ１，Ａ２が設けられている可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、固定極１４，１４０と対向する絶縁座１５の内面の各々に、音響抵抗材１８，１８０を頂部とし絶縁座１５の周縁を裾部とする円錐面１５２を形成し、空気室Ａ１，Ａ２を音響トランスとして動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、収音する音波の速度成分を振動板の裏面側に有効に作用させて指向周波数応答を良好とする技術に関するものである。

コンデンサマイクロホンのうち、無指向性成分を持つユニットには空気室が必要とされる。これには、無指向性コンデンサマイクロホン，単一指向性コンデンサマイクロホンおよびサイドエントリー型で前後に振動板を有する可変指向性コンデンサマイクロホンが含まれる。

このうち、単一指向性コンデンサマイクロホンと可変指向性コンデンサマイクロホンにおいては、空気室に所定の音響抵抗材を介して速度成分を取り込む必要がある。この点の構成を図４に示す可変指向性コンデンサマイクロホンユニットを例にして説明する。

可変指向性コンデンサマイクロホンユニットは、例えば特許文献１に記載されているように、基本的な構成として、合成樹脂等からなる絶縁座１５と、絶縁座１５の両側で支持される第１および第２の２つのコンデンサエレメント１０，１００とを備える。

コンデンサエレメント１０，１００は、配置が左右対称である点を除いて同一構成であるため、ここでは、一方の第１コンデンサエレメント１０について説明し、他方の第２コンデンサエレメント１００については、対応する参照符号を括弧内に記す。

コンデンサエレメント１０（１００）は、ダイアフラムリング１２（１２０）に張設された振動板１１（１１０）と、固定極１４（１４０）とをスペーサリング１３（１３０）を介して対向的に配置することにより構成される。

振動板１１（１１０）と固定極１４（１４０）との間には、スペーサリング１３（１３０）の板厚分の薄空気層が設けられる。図示しないが、固定極１４（１４０）には、多数の音孔（音波が通る孔）を有する金属の多孔板が用いられる。

コンデンサエレメント１０（１００）は、その前面側に金属板からなるレゾネータ１６（１６０）が組み付けられた状態で、連結リング１７（１７０）を介して絶縁座１５に固定される。レゾネータ１６（１６０）には、音波を取り込むための音響端子孔１６ａ（１６０ａ）が穿設されているとともに、電極端子１９（１９０）が取り付けられている。

絶縁座１５の両側面は皿状に凹まされており、固定極１４（１４０）と絶縁座１５との間には空気室Ａ１（Ａ２）が形成される。絶縁座１５は、その中央部に開口部（連通孔）１５１を備え、開口部１５１の両端は音響抵抗材１８，１８０にて覆われている。

このように、可変指向性コンデンサマイクロホンユニットは、第１コンデンサエレメント１０よりなる第１の単一指向性ユニットと、第２コンデンサエレメント１００よりなる第２の単一指向性ユニットとを絶縁座１５に設けられている開口部１５１および音響抵抗材１８，１８０を介して音響的に組み合わせた構成であり、各単一指向性ユニットに印加する電圧のかけ方により、無指向性，単一指向性，双指向性のいずれかを選択することができる（この点については、例えば特許文献２参照）。

ここで、図４において、第１コンデンサエレメント１０側に音源があるとすると、収音される音波の速度成分は、後部音響端子側となる第２コンデンサエレメント１００の振動板１１０によって拾われ、その振動板１１０の振動による速度成分の音圧が、空気室Ａ２→両端に音響抵抗材１８，１８０を有する開口部１５１→空気室Ａ１を含む経路を介して第１コンデンサエレメント１０の振動板１１の背面に作用することなる。

しかしながら、上記従来の可変指向性コンデンサマイクロホンユニットにおいては、図４に示すように、空気室Ａ１（Ａ２）が、絶縁座１５の側面においてほぼ一定の深さ（凹み量）として形成されているため、絶縁座１５の中央に設けられている開口部１５１の音響抵抗材１８から見ると、振動板１１の中央部分に至る距離に比べて、振動板１１の周辺部分に至る距離がより長くなる。

そのため、収音される音波の速度成分によって、第１コンデンサエレメント１０の振動板１１を有効に動作させることができない、という問題がある。この問題は、上記した可変指向性コンデンサマイクロホンユニットだけでなく、単一指向性のコンデンサマイクロホンユニットにおいても同様に生ずる。

特開２００５−１８４３４７号公報 特開平７−１４３５９５号公報

したがって、本発明の課題は、単一指向性コンデンサマイクロホンユニットもしくは可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、後部音響端子から入り込む速度成分を前部音響端子側の振動板の裏面に有効に作用させることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、ダイアフラムリングに張設された振動板と、音孔を有する固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなるコンデンサエレメントを備え、上記固定極が中央に開口部を有する絶縁座に支持され、上記開口部が音響抵抗材にて覆われているとともに、上記固定極と上記絶縁座との間に所定容積の空気室が設けられ、収音する音波の速度成分が上記開口部，上記音響抵抗材，上記空気室および上記固定極の音孔を介して上記振動板の背面に作用するように構成されたコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記固定極と対向する上記絶縁座の内面に、上記音響抵抗材を頂部とし上記絶縁座の周縁を裾部とする円錐面が形成されていることを特徴としている。

また、本発明は、ダイアフラムリングに張設された振動板と、音孔を有する固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなる第１，第２の２つのコンデンサエレメントを備え、上記第１，第２のコンデンサエレメントの各固定極が中央に開口部を有する絶縁座の両側に支持され、上記開口部の両端がそれぞれ音響抵抗材にて覆われているとともに、上記各固定極と上記絶縁座との間に所定容積の空気室が設けられ、上記第１，第２のコンデンサエレメントの各振動板の裏面側が音響的に連通されている可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記各固定極と対向する上記絶縁座の内面の各々に、上記音響抵抗材を頂部とし上記絶縁座の周縁を裾部とする円錐面が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、絶縁座と固定極との間に形成され、絶縁座の中央に穿設されている開口部より音響抵抗材を介して速度成分が取り込まれる空気室を有し、単一指向性として動作するコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記空気室を形成する上記絶縁座側の内面形状を、上記音響抵抗材を頂部とし上記絶縁座の周縁を裾部とする円錐面としたことにより、上記開口部より音響抵抗材を介して上記空気室に取り込まれた速度成分が振動板の裏面全体に有効に作用し、指向周波数応答を良好とすることができる。

本発明を可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットに適用した実施形態を示す断面図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの分解断面図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの指向周波数応答を示すグラフ。 従来技術による可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットを示す断面図。 上記従来技術によるコンデンサマイクロホンユニットの指向周波数応答を示すグラフ。

次に、図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態の説明において、先の図４で説明した従来例と変更を要しない構成要素については同じ参照符号を用いている。

図１および図２を参照して、この実施形に係るコンデンサマイクロホンユニットは、印加電圧に応じて無指向性，単一指向性，双指向性のいずれかを選択できる可変指向性コンデンサマイクロホンユニットであり、基本的な構成として、合成樹脂やセラミックス等からなる電気絶縁性の絶縁座１５と、絶縁座１５の両側で支持される第１および第２の２つのコンデンサエレメント１０，１００とを備える。

コンデンサエレメント１０，１００は、配置が左右対称である点を除いて同一構成であるため、ここでは、一方の第１コンデンサエレメント１０について説明し、他方の第２コンデンサエレメント１００については、対応する参照符号を括弧内に記す。

コンデンサエレメント１０（１００）は、ダイアフラムリング１２（１２０）に所定の張力が付与された状態で張設された振動板１１（１１０）と、固定極１４（１４０）とをスペーサリング１３（１３０）を介して対向的に配置することにより構成される。振動板１１（１１０）と固定極１４（１４０）との間には、スペーサリング１３（１３０）の板厚分の薄空気層が設けられる。

振動板１１（１１０）には、片面に金属（好ましくは金）蒸着膜を有する合成樹脂の薄膜フィルムが用いられる。固定極１４（１４０）には、多数の音孔（音波が通る孔）を有する金属の多孔板が用いられる。また、固定極１４（１４０）にエレクトレット誘電体膜が設けられてもよい。

コンデンサエレメント１０（１００）は、その前面側に金属板からなるレゾネータ１６（１６０）が組み付けられた状態で、連結リング１７（１７０）を介して絶縁座１５に固定される。

レゾネータ１６（１６０）には、音波を取り込むための音響端子孔１６ａ（１６０ａ）が穿設されているとともに、電極端子１９（１９０）が取り付けられている。電極端子１９（１９０）は、レゾネータ１６（１６０）および金属製のダイアフラムリング１２（１２０）を介して振動板１１（１１０）の金属蒸着膜と導通する。

絶縁座１５は、その中央部に開口部（連通孔）１５１を備え、開口部１５１の両端は音響抵抗材１８，１８０にて覆われている。音響抵抗材１８，１８０には、ナイロンメッシュや不織布もしくは連続気泡を有するスポンジ材等が用いられてよい。

絶縁座１５の両側面は凹まされており、固定極１４（１４０）と絶縁座１５との間に、音響抵抗材１８（１８０）を介して速度成分を取り込むための空気室Ａ１（Ａ２）が形成されるが、本発明では、空気室Ａ１（Ａ２）を形成する絶縁座１５の側面（固定極１４（１４０）と対向する内面）を次のような特定形状としている。

すなわち、絶縁座１５の側面をそれぞれ、音響抵抗材１８（１８０）を頂部とし、絶縁座１５の周縁を裾部とする円錐面１５２，１５２として、空気室Ａ１（Ａ２）をスピーカコーン形状の音響トランスとして動作させる。

図１において、第１コンデンサエレメント１０側に音源があるとすると、収音される音波の速度成分は、後部音響端子側となる第２コンデンサエレメント１００の振動板１１０によって拾われる。

そして、その振動板１１０の振動による速度成分の音圧が、空気室Ａ２→両端に音響抵抗材１８，１８０を有する開口部１５１→空気室Ａ１を含む経路を介して第１コンデンサエレメント１０の振動板１１の背面に作用するが、空気室Ａ１の絶縁座１５側の内面が円錐面１５２で空気室Ａ１が音響トランスとして動作するため、その頂部の音響抵抗材１８から取り込んだ速度成分を振動板１１の背面全体に有効に作用させることができる。

図１において、音源が第２コンデンサエレメント１００側に存在する場合には、空気室Ａ２が上記空気室Ａ１と同じく音響トランスとして動作することになる。

参考までに、この実施形態に係る可変指向性コンデンサマイクロホンユニットを単一指向性とした場合における指向周波数応答を図３のグラフに示し、図４の従来例の可変指向性コンデンサマイクロホンユニットを単一指向性とした場合における指向周波数応答を図５のグラフに示す。両グラフの対比から、本発明によれば、１８０゜の指向周波数応答が従来例に比べて約６ｄＢ改善されていることが分かる。

上記したように、可変指向性コンデンサマイクロホンユニットには、第１コンデンサエレメント１０よりなる第１の単一指向性ユニットと、第２コンデンサエレメント１００よりなる第２の単一指向性ユニットが含まれるため、本発明は、その片側だけの単一指向性ユニットからなる単一指向性コンデンサマイクロホンユニットにも適用可能である。その場合には、絶縁座１５の開口部１５１が後部音響端子となる。

１０ 第１コンデンサエレメント
１００ 第２コンデンサエレメント
１１，１１０ 振動板
１２，１２０ ダイアフラムリング
１３，１３ スペーサリング
１４，１４０ 固定極
１５ 絶縁座
１５１ 開口部
１５２ 円錐面
１６，１６０ レゾネータ
１７，１７０ 連結リング
１８，１８０ 音響抵抗材
Ａ１，Ａ２ 空気室

Claims (2)

1. ダイアフラムリングに張設された振動板と、音孔を有する固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなるコンデンサエレメントを備え、上記固定極が中央に開口部を有する絶縁座に支持され、上記開口部が音響抵抗材にて覆われているとともに、上記固定極と上記絶縁座との間に所定容積の空気室が設けられ、収音する音波の速度成分が上記開口部，上記音響抵抗材，上記空気室および上記固定極の音孔を介して上記振動板の背面に作用するように構成されたコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
   上記固定極と対向する上記絶縁座の内面に、上記音響抵抗材を頂部とし上記絶縁座の周縁を裾部とする円錐面が形成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
2. ダイアフラムリングに張設された振動板と、音孔を有する固定極とをスペーサリングを介して対向的に配置してなる第１，第２の２つのコンデンサエレメントを備え、上記第１，第２のコンデンサエレメントの各固定極が中央に開口部を有する絶縁座の両側に支持され、上記開口部の両端がそれぞれ音響抵抗材にて覆われているとともに、上記各固定極と上記絶縁座との間に所定容積の空気室が設けられ、上記第１，第２のコンデンサエレメントの各振動板の裏面側が音響的に連通されている可変指向性のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
   上記各固定極と対向する上記絶縁座の内面の各々に、上記音響抵抗材を頂部とし上記絶縁座の周縁を裾部とする円錐面が形成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。

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