JP2015130605A - capacitor headphone unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、振動板の固有共振を抑えることで、周波数特性を改善したコンデンサヘッドホンユニットに関する。 The present invention relates to a capacitor headphone unit having improved frequency characteristics by suppressing the natural resonance of a diaphragm.
コンデンサヘッドホンユニットは、例えば振動板に所定の直流電圧(成極電圧)を印加した状態で、前記振動板に対峙する固定極に音声再生用の信号電圧を加えられる。これにより、固定極と振動板との間に発生する静電引力および斥力により振動板が振動し、音声波が生成される。
そして、この振動板の振動に伴って生ずる音声波は、固定極に穿設された複数の開口(貫通孔)を通って、コンデンサヘッドホンを装着した利用者の耳に到達するように構成されている。
In the capacitor headphone unit, for example, a signal voltage for sound reproduction is applied to a fixed pole facing the diaphragm in a state where a predetermined DC voltage (polarization voltage) is applied to the diaphragm. As a result, the diaphragm is vibrated by electrostatic attraction and repulsion generated between the fixed pole and the diaphragm, and a sound wave is generated.
The sound wave generated along with the vibration of the diaphragm is configured to reach the ear of the user wearing the condenser headphones through a plurality of openings (through holes) formed in the fixed pole. Yes.
前記したコンデンサヘッドホンユニットを構成する振動板には、一般に合成樹脂膜が用いられている。この合成樹脂膜に金属膜が蒸着等の手段により成膜される。そして、合成樹脂膜は、所定の張力が付与された状態で、支持リングによって保持されている。したがって前記振動板は、特定の固有共振を有する。この固有共振は周波数特性の平坦化を疎外する要因であり、例えばヘッドホンにおいては、音質を左右する。 A synthetic resin film is generally used for the diaphragm constituting the capacitor headphone unit described above. A metal film is formed on the synthetic resin film by means such as vapor deposition. The synthetic resin film is held by the support ring in a state where a predetermined tension is applied. Therefore, the diaphragm has a specific natural resonance. This natural resonance is a factor that discourages flattening of the frequency characteristics, and, for example, affects the sound quality in headphones.
ところで、このコンデンサヘッドホンユニットに機能が類似するコンデンサマイクロホンユニットにおいては、振動板と固定極の間隔は10μm〜0.2mm程度ある。したがって、固定極に施される開口(貫通孔)は、振動板を薄空気層で制動するように設計される。このためにコンデンサマイクロホンユニットにおいては、振動板の全体が薄空気層による制動抵抗を受けることになり、振動板の固有共振は発生しない。なおこれに関する基礎論文が、非特許文献1に開示されている。
By the way, in a condenser microphone unit having a function similar to this condenser headphone unit, the distance between the diaphragm and the fixed pole is about 10 μm to 0.2 mm. Therefore, the opening (through hole) provided in the fixed pole is designed to brake the diaphragm with a thin air layer. For this reason, in the condenser microphone unit, the entire diaphragm is subjected to a braking resistance due to a thin air layer, and no natural resonance of the diaphragm occurs. A basic paper relating to this is disclosed in
前記したコンデンサマイクロホンユニットにおいては、薄空気層の働きにより振動板の固有共振は生じない。対して、この発明の対象とするコンデンサヘッドホンユニットにおいては、振動板と固定極との間隔は概ね0.5mm以上に設定される。そのため、従来技術のコンデンサヘッドホンユニットでは、薄空気層の働きによる制動を期待できない。これは、音波を放射する機能を持たせるために振動板の振幅が大きいことを要因としている。 In the condenser microphone unit described above, the resonance of the diaphragm does not occur due to the action of the thin air layer. On the other hand, in the capacitor headphone unit that is the subject of the present invention, the distance between the diaphragm and the fixed pole is set to approximately 0.5 mm or more. Therefore, the capacitor headphone unit of the prior art cannot be expected to be braked by the action of a thin air layer. This is due to the fact that the amplitude of the diaphragm is large in order to have a function of emitting sound waves.
加えて、固定極には音声波を効率的に透過させる必要があることから、多くの開口を設ける必要がある。これらの理由により、コンデンサヘッドホンユニットを構成する振動板は、前記したコンデンサマイクロホンユニットと同様に薄空気層によって制動させることは構造上において不可能である。 In addition, since it is necessary to transmit sound waves efficiently in the fixed pole, it is necessary to provide many openings. For these reasons, the diaphragm constituting the condenser headphone unit cannot be braked by a thin air layer in the same manner as the condenser microphone unit.
そこで、本件出願人はコンデンサヘッドホンユニットにおいて、前記した振動板を制動する手段として、振動板に対峙する固定極の背面側に、複数の音響抵抗孔を備えた抵抗板を前記固定極と平行に配置した構成について先に提案をしている。これは特許文献1に開示されている。
In view of this, in the capacitor headphone unit, the present applicant, as means for braking the diaphragm described above, a resistor plate having a plurality of acoustic resistance holes on the back side of the fixed pole facing the diaphragm is parallel to the fixed pole. Proposals have already been made for the arrangement. This is disclosed in
ところで、特許文献1に開示されたコンデンサヘッドホンユニットにおいては、前記したとおり複数の音響抵抗孔を備えた抵抗板を、振動板に対峙する固定極の背面側に備えるものである。したがってヘッドホンユニットの部品点数が増加し、必然的に組み立て工数も増加するなどの課題が残されたものとなり、改良の余地がある。
By the way, in the capacitor headphone unit disclosed in
したがって、この発明は特に部品点数を増加させることなく、振動板の固有共振の発生を効果的に抑えることができるコンデンサヘッドホンユニットを提供することを課題とするものである。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a capacitor headphone unit that can effectively suppress the occurrence of natural resonance of a diaphragm without particularly increasing the number of components.
前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るコンデンサヘッドホンユニットは、支持リングに所定の張力をもって取り付けられた振動板と、前記振動板に対峙して配置され複数の貫通孔が施された固定極とを備えたコンデンサヘッドホンユニットであって、前記振動板を取り付けた支持リングの内周側近傍において、前記振動板と前記コンデンサヘッドホンユニットの構成部材との間に、隙間の狭い薄空気層が形成され、前記薄空気層により、振動板の振幅動作に制動を加えるように構成したことを特徴とする。 A condenser headphone unit according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, includes a diaphragm attached to a support ring with a predetermined tension, and a plurality of through-holes disposed opposite the diaphragm. A condenser headphone unit having a fixed pole, wherein a thin air layer with a narrow gap is provided between the diaphragm and a component of the capacitor headphone unit in the vicinity of the inner periphery of the support ring to which the diaphragm is attached. Is formed, and the thin air layer is configured to apply braking to the amplitude operation of the diaphragm.
この場合、前記振動板との間で薄空気層を形成するコンデンサヘッドホンユニットの構成部材としては、前記固定極を外周部で保持する絶縁座を好適に利用することができる。
そして、前記薄空気層は前記振動板が取り付けられた支持リングの内周に沿って、連続して環状に形成されることが望ましい。
In this case, as a component member of the condenser headphone unit that forms a thin air layer with the diaphragm, an insulating seat that holds the fixed pole at the outer peripheral portion can be preferably used.
The thin air layer is preferably formed in an annular shape continuously along the inner periphery of the support ring to which the diaphragm is attached.
この発明に係る一つの好ましい形態においては、前記薄空気層は前記支持リングから振動板の中央部に向かう一定の領域において、同一寸法の隙間によって形成される。また、好ましい他の一つの形態においては、前記薄空気層は前記支持リングから振動板の中央部に向かって、隙間が漸次増大するようにして形成される。 In a preferred embodiment according to the present invention, the thin air layer is formed by a gap having the same dimension in a certain region from the support ring toward the center of the diaphragm. In another preferred embodiment, the thin air layer is formed such that the gap gradually increases from the support ring toward the center of the diaphragm.
加えて、この発明に係るコンデンサヘッドホンユニットは、振動板を挟んで、振動板の両側にそれぞれ固定極が備えられ、振動板に成膜された金属膜に成極電圧が加えられると共に、前記各固定極に互いに逆相の信号電圧が加えられるプッシュプル駆動型コンデンサヘッドホンユニットに好適に利用することができ、前記振動板が取り付けられた支持リングの内周側近傍において、前記振動板の両面に前記薄空気層がそれぞれ形成された構成が採用される。 In addition, the capacitor headphone unit according to the present invention includes fixed electrodes on both sides of the diaphragm across the diaphragm, and a polarization voltage is applied to the metal film formed on the diaphragm. It can be suitably used for a push-pull drive type capacitor headphone unit in which signal voltages having phases opposite to each other are applied to the fixed pole. A configuration in which each of the thin air layers is formed is employed.
この発明に係るコンデンサヘッドホンユニットによると、振動板を取り付けた支持リングの内周側近傍において隙間の狭い薄空気層が形成される。この薄空気層は空気の流れに抵抗が生ずるために、振動板の振幅動作に制動を加えるように作用する。この構成により薄空気層による制動抵抗を振動板の周縁部においてのみ作用させることができる。 According to the condenser headphone unit of the present invention, a thin air layer with a narrow gap is formed in the vicinity of the inner peripheral side of the support ring to which the diaphragm is attached. This thin air layer acts to apply braking to the amplitude operation of the diaphragm because resistance occurs in the air flow. With this configuration, the braking resistance due to the thin air layer can be applied only at the peripheral portion of the diaphragm.
すなわち、前記振動板は支持リングの近傍において制動抵抗が加わる。そのため振動板を所定の張力をもって固定する前記した支持リングを終端とする振動の反射作用を効果的に低減できる。これにより、固有モードの共振作用の発生を抑えた振動板を構成することができる。
したがって、振動板に生ずる特定の固有共振を排除することができ、周波数特性の平坦化を実現したコンデンサヘッドホンユニットを提供することができる。
That is, the diaphragm is subjected to braking resistance in the vicinity of the support ring. For this reason, it is possible to effectively reduce the reflection of vibrations that terminate at the above-described support ring that fixes the diaphragm with a predetermined tension. As a result, it is possible to configure a diaphragm that suppresses the occurrence of the resonance action of the natural mode.
Therefore, it is possible to provide a capacitor headphone unit that can eliminate specific natural resonance that occurs in the diaphragm and realizes flattening of frequency characteristics.
以下、この発明に係るコンデンサヘッドホンユニットについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する各図においては、同一部分もしくは同一の機能を果たす部分を同一符号で示しているが、紙面の都合により一部の図面においては代表的な部分に符号を付け、詳細な構成はその他の図面に付けた符号を引用して説明する場合もある。 Hereinafter, a capacitor headphone unit according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. Note that, in each drawing described below, the same part or a part that performs the same function is indicated by the same reference numeral, but in some drawings, a representative part is assigned a reference numeral for detailed explanation due to space limitations. The configuration may be described with reference to reference numerals attached to other drawings.
図1および図2は、振動板を挟んで振動板の両側にそれぞれ固定極が備えられたプッシュプル駆動型のコンデンサヘッドホンユニット1を示している。図1はヘッドホンユニット1を一方の面から視た固定極の正面図である。図2はヘッドホンユニットを分解した中央断面図である。
1 and 2 show a push-pull drive type
前記振動板11には、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)や、PPS(ポリフェニレンサルファイド)などの合成樹脂膜が用いられる。この合成樹脂膜の例えば一方の面には、図示していないが金(Au)などの金属膜が成膜されている。
そして、前記振動板11は所定の張力が付与された状態で、金属素材によりリング状に成形された一対の支持リング12,12間に保持されている。
For the
The
前記振動板11を間にして、前後に一対の固定極13,13が配置される。すなわち、各固定極13,13は、例えばアルミニウムなどの金属素材によりそれぞれ円板状に形成される。そして、図2に示されているように、その周縁がリング状に形成された一対の絶縁座14,14によってそれぞれ支持される。なおこの場合、固定極13はその周縁において、必要に応じて接着剤を用いて絶縁座14に対して固定される。
また前記各絶縁座14,14の対向する位置には、それぞれリング状の凹み部14aが形成されている。この各凹み部14a,14aに前記振動板11を保持する一対の支持リング12,12が挟まれる形態で取り付けられる。これによりコンデンサヘッドホンユニット1が構成されている。
A pair of
In addition, ring-
図1に示すように、前記固定極13にはその全面にわたって複数の貫通孔13aが形成される。この貫通孔13aを介して振動板11により生成される音声波が取り出される。そして、一方の固定極13が使用者の耳側である前面側に配置される。他方の固定極13は、前記振動板11を介した背面側に配置される。
このヘッドホンユニット1は、図示しないイヤーパット等を有する周知のヘッドホンハウジング内に収容される。
As shown in FIG. 1, the fixed
The
図3は前記したコンデンサヘッドホンユニット1に接続される駆動回路の一例を示したものである。この駆動回路には入力トランス21と、成極電圧発生用の直流電源22が備えられる。
前記入力トランス21の1次側巻線21aは、音声信号源23に接続されている。また入力トランス21の2次側巻線21bには、中間タップ21cが引き出されている。この中間タップ21cには前記直流電源22の負極端子が接続されている。直流電源22の正極端子は、前記した振動板11に成膜された金属膜に接続されている。
FIG. 3 shows an example of a drive circuit connected to the
The primary winding 21 a of the
さらに、前記入力トランス21の2次側巻線21bにおける一端部は、前記一方の固定極13に接続されている。また、2次側巻線21bにおける他端部は、前記他方の固定極13に接続されている。
前記直流電源22は、前記振動板11に成膜された金属膜に対して、例えば500V程度の成極電圧を印加する。また前記した音声信号源23から入力トランス21の1次側巻線21aに加えられる信号電圧は、2次側巻線21bによって一方が正相で他方が逆相の関係にされて、前記各固定極13にそれぞれ加えられる。
Furthermore, one end of the secondary winding 21 b of the
The
この構成により、振動板11は両側の固定極13によるプッシュプル作用により駆動される。そして、振動板11は、前記音声信号源23からの音声信号に基づいて振動し、音声波を生成する。
振動板11により生成される音声波は、固定極13に施された複数の貫通孔13aを介して使用者の耳に向かって供給される。
With this configuration, the
The sound wave generated by the
図4は、図1〜図3に示したコンデンサヘッドホンユニット1の要部、特にその周縁部を拡大断面図で示したものである。
図4に示すように振動板11を挟んで、その両側にはそれぞれ固定極13が配置されている。この振動板11と固定極13との隙間間隔g1は、概ね0.5mm以上に設定されている。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the
As shown in FIG. 4, fixed
そして、この実施の形態においては、振動板11と固定極13を保持する絶縁座14との間に、隙間の狭い薄空気層17が振動板11の両面に形成されている。薄空気層17は、振動板11を取り付けた支持リング12の内周側近傍に形成される。
この薄空気層17を形成する振動板11と絶縁座14との隙間間隔g2は、例えば0.1mmに設定される。図4に示す例においては、前記薄空気層17は前記支持リング12から振動板11の中央部に向かう一定の領域において、同一寸法の隙間(0.1mm)となるように構成されている。
加えて、前記薄空気層17は前記振動板11が取り付けられた支持リング12の内周に沿って、連続して環状に形成されている。
In this embodiment, a
A gap interval g2 between the
In addition, the
この構成によると、振動板11の中央部付近の振幅は、最大で0.5mm程度確保されるので、十分な音圧を得ることができる。また振動板11の周縁部の振幅は小さいので、振動板11が絶縁座14に接触するという問題は生じない。
According to this configuration, the maximum amplitude of the vicinity of the central portion of the
前記した構成のコンデンサヘッドホンユニット1によると、前記した発明の効果の欄に記載したとおり、振動板11を取り付けた支持リング12の内周側近傍において、隙間の狭い薄空気層17が形成される。そのため、この薄空気層17による制動抵抗を振動板11の周縁部においてのみ作用させることができる。
According to the
したがって、振動板11を所定の張力をもって固定する支持リング12を終端とする振動の反射作用を効果的に低減することができ、振動板11の固有モードの共振作用の発生を抑えたコンデンサヘッドホンユニットを提供することができる。
すなわち、振動板11に生ずる特定の固有共振を排除することができるので、周波数特性の平坦化を実現することが可能となる。
Therefore, it is possible to effectively reduce the reflection of vibrations that terminate at the
That is, since specific natural resonance that occurs in the
図5は、コンデンサヘッドホンユニットの他の例を示すものである。図5は、すでに説明した図4と同様にコンデンサヘッドホンユニットの周縁部を拡大断面図で示したものである。
この図5に示すコンデンサヘッドホンユニット1において、薄空気層17は振動板11を取り付けた支持リング12の内周側近傍に形成される。さらに薄空気層17は、前記支持リング12から振動板11の中央部に向かって、隙間が漸次増大した状態に形成されている。
そして、前記薄空気層17は、振動板11が取り付けられた支持リング12の内周に沿って、連続して環状に形成されている。この点については、前記した図4に示す構成と同様である。
FIG. 5 shows another example of the condenser headphone unit. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the peripheral portion of the condenser headphone unit, similar to FIG. 4 described above.
In the
The
図5に示す構成によると、振動板11の周縁部において、支持リング12に近づくにしたがって、薄空気層17による振動板11に対する制動抵抗が増大することになる。
したがって、支持リング12を終端とする振動板1の振動の反射点がより不明確となる。そのため、図4に基づいて説明した構成に対して、振動板11に生ずる固有共振の排除特性をさらに高めることができる。
According to the configuration shown in FIG. 5, the braking resistance against the
Therefore, the reflection point of the vibration of the
なお、以上に説明した実施の形態において、振動板の両側にそれぞれ固定極を備えたプッシュプル駆動型コンデンサヘッドホンユニットを例示している。しかし、この発明はプッシュプル駆動型に限らず、シングル駆動型のコンデンサヘッドホンユニットにおいても、同様の作用効果を得ることができる。また、円形のコンデンサユニットを用いて例示したが、方形のコンデンサユニットにおいても同様の作用効果を得ることができる。方形のコンデンサユニットは、振動板、支持リング、固定極、絶縁座のそれぞれが方形からなるものである。 In the embodiment described above, a push-pull drive type capacitor headphone unit having fixed poles on both sides of the diaphragm is illustrated. However, the present invention is not limited to the push-pull drive type, and a similar effect can be obtained in a single drive type capacitor headphone unit. Moreover, although illustrated using a circular capacitor | condenser unit, the same effect can be acquired also in a square capacitor | condenser unit. In the rectangular capacitor unit, each of the diaphragm, the support ring, the fixed pole, and the insulating seat is a square.
1 コンデンサヘッドホンユニット
11 振動板
12 支持リング
13 固定極
13a 貫通孔
14 絶縁座
14a 凹み部
17 薄空気層
21 入力トランス
21a 1次側巻線
21b 2次側巻線
21c 中間タップ
22 直流電源
23 音声信号源
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記振動板が取り付けられた支持リングの内周側近傍において、前記振動板の両面に前記薄空気層がそれぞれ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5のいずれか1項に記載されたコンデンサヘッドホンユニット。 Fixed electrodes are provided on both sides of the diaphragm across the diaphragm, and a polarization voltage is applied to the metal film formed on the diaphragm, and signal voltages having opposite phases are applied to the fixed electrodes. Push-pull drive type capacitor headphone unit
6. The thin air layer according to claim 1, wherein the thin air layer is formed on both surfaces of the diaphragm in the vicinity of the inner peripheral side of the support ring to which the diaphragm is attached. The listed condenser headphone unit.
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