JP4934552B2 - Condenser microphone unit - Google Patents
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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、振動板と固定極との間に配置されるスペーサリングに関するものである。 The present invention relates to a condenser microphone unit, and more particularly, to a spacer ring disposed between a diaphragm and a fixed pole.
コンデンサマイクロホンユニットにおいては、振動板と固定極とを電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置することにより、音響電気変換器としての一種のコンデンサが形成され、到来する音波にて振動板が振動することによる静電容量の変化をインピーダンス変換器を介して電気的な音声信号として出力する。 In a condenser microphone unit, a diaphragm and a fixed pole are disposed opposite to each other via an electrically insulating spacer ring, so that a kind of capacitor as an acoustoelectric converter is formed, and a diaphragm is formed by incoming sound waves. The change in capacitance caused by the vibration of the sound is output as an electrical audio signal via the impedance converter.
この場合、振動板は支持リングの一方の面に所定のテンションをもって張設された状態で用いられ、また、固定極は例えば合成樹脂材からなる絶縁座に支持された状態で用いられる。本明細書において、振動板が支持リングに張設されたものを「振動板組立体」と言い、固定極が絶縁座に支持されたものを「固定極組立体」と言う。 In this case, the diaphragm is used in a state of being stretched with a predetermined tension on one surface of the support ring, and the fixed pole is used in a state of being supported by an insulating seat made of, for example, a synthetic resin material. In this specification, a diaphragm in which a diaphragm is stretched on a support ring is referred to as a “diaphragm assembly”, and a structure in which a fixed pole is supported on an insulating seat is referred to as a “fixed pole assembly”.
スペーサリングには、樹脂フィルムをリング状に打ち抜いたものが用いられ、支持リングの振動板が貼着された面と、固定極の振動板と対向する面との間に挟み込まれるが、この挟み込まれる部分、すなわち、支持リングの内径と固定極の外径との間で、スペーサリングは感度を低下させるストレー容量の発生原因となる。本明細書において、スペーサリングが支持リングと固定極との間に挟み込まれる部分を「重ね合わせ部分」と言う。 The spacer ring is made by punching a resin film into a ring shape, and is sandwiched between the surface of the support ring on which the diaphragm is attached and the surface facing the diaphragm of the fixed pole. In other words, the spacer ring causes a stray capacity that reduces the sensitivity between the inner diameter of the support ring, that is, between the inner diameter of the support ring and the outer diameter of the fixed pole. In this specification, a portion where the spacer ring is sandwiched between the support ring and the fixed pole is referred to as an “overlapping portion”.
上記重ね合わせ部分の面積を減少すれば、問題のストレー容量も減少するが、スペーサリングにて間隔が保たれる面積が減少するため、振動板と固定極との間の間隔が不均一になりやすく、これが原因で性能のバラツキを発生させる。 Reducing the area of the overlapping part also reduces the problem of stray capacity, but the area that is maintained by the spacer ring is reduced, resulting in non-uniform spacing between the diaphragm and the fixed pole. It is easy to cause performance variation due to this.
通常、スペーサリングには、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの表面抵抗率と体積抵抗率がともに高く、上記間隔を保つため安定した厚みを有するフィルム材が用いられている。 Usually, the spacer ring is made of a film material such as PET (polyethylene terephthalate) that has a high surface resistivity and a high volume resistivity and has a stable thickness in order to maintain the above-mentioned distance.
上記重ね合わせ部分のストレー容量は、スペーサリングがない場合の静電容量にスペーサリングの比誘電率を乗じた値となるが、PETの比誘電率は比較的高く約3.0程度であるため、大きな感度低下をもたらすことになる。 The stray capacity of the overlapped portion is a value obtained by multiplying the electrostatic capacity in the absence of the spacer ring by the relative dielectric constant of the spacer ring, but the relative dielectric constant of PET is relatively high and about 3.0. , It will cause a significant sensitivity drop.
この点に関し、特許文献1には、複数の独立気泡を有する合成樹脂フィルムからなるスペーサリングが提案されている。このスペーサリングは、合成樹脂フィルム内に複数の独立気泡が含まれているため比誘電率が低いが、支持リングと固定極との間で強く挟まれると、独立気泡が収縮することがあり、間隔を安定に保つことができない場合がある。
In this regard,
したがって、本発明の課題は、振動板の支持リングと固定極との間隔を安定に保つことができる比誘電率の低いスペーサリングを備えたコンデンサマイクロホンユニットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a condenser microphone unit including a spacer ring having a low relative dielectric constant capable of stably maintaining a distance between a support ring of a diaphragm and a fixed pole.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、支持リングの一方の面に振動板を張設してなる振動板組立体と、絶縁座に固定極を支持してなる固定極組立体と、一端側に前部音響端子を有し他端が開放されたユニットケースとを含み、上記振動板組立体の上記振動板と上記固定極組立体の上記固定極とをそれらの間に電気絶縁性のスペーサリングを介して対向的に配置して音響電気変換器を構成し、上記振動板組立体を上記前部音響端子側として上記音響電気変換器を上記ユニットケース内に収納し、上記ユニットケースの他端側から所定の固定手段にて上記音響電気変換器を上記ユニットケース内に固定してなるコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記スペーサリングに合成樹脂のメッシュ材が用いられていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1において、上記合成樹脂のメッシュ材は、縦糸と横糸の平織り布であることを特徴としている。
The invention described in
請求項3に記載の発明は、請求項1または2において、上記合成樹脂のメッシュ材には撥水処理が施されていることを特徴としている。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the synthetic resin mesh material is subjected to water repellent treatment.
請求項4に記載の発明は、請求項2において、上記振動板と上記固定極とにより囲まれた作動空間の容積と、上記音響電気変換器の外周面と上記ユニットケースの内周面とにより囲まれた筒状空間の容積とが、上記合成樹脂のメッシュ材の音響抵抗を介して音響的に接続されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the volume of the working space surrounded by the diaphragm and the fixed pole, the outer peripheral surface of the acoustoelectric converter, and the inner peripheral surface of the unit case. The volume of the enclosed cylindrical space is acoustically connected through the acoustic resistance of the synthetic resin mesh material.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1項において、上記ユニットケース内の一端側には上記振動板組立体の上記支持リングの他方の面が当接される位置決め段部が形成されており、上記位置決め段部と上記支持リングの他方の面との間に、金属製の網体からなるフロントメッシュが介装されていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the positioning unit according to any one of the first to fourth aspects, the other surface of the support ring of the diaphragm assembly is in contact with one end of the unit case. And a front mesh made of a metal net is interposed between the positioning step and the other surface of the support ring.
請求項1に記載の発明によれば、振動板と固定極との間の間隔を保持するスペーサリングに合成樹脂のメッシュ材を用いたことにより、上記重ね合わせ部分に、メッシュ材内の空気層が存在することになるため、その分、比誘電率が低くなり感度低下を抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, the synthetic resin mesh material is used for the spacer ring that holds the space between the diaphragm and the fixed pole, so that the air layer in the mesh material is formed in the overlapping portion. Therefore, the relative permittivity is lowered accordingly, and the sensitivity can be suppressed from decreasing.
請求項2に記載の発明によれば、合成樹脂のメッシュ材として平織り布を用いることにより、上記重ね合わせ部分において、メッシュの縦糸と横糸の交差部分が実質的に間隔を保持するスペーサの役割を果たし、その交差部分が多く存在することから、振動板の支持リングと固定極との間隔をより安定に保つことができる。また、縦糸と横糸との間には空気が存在するため、その分、比誘電率が低くなる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、スペーサリングとして使用する合成樹脂のメッシュ材に撥水処理を施すことにより、表面抵抗率が向上するため、漏洩電流による雑音発生をより少なくすることができる。 According to the invention described in claim 3, since the surface resistivity is improved by applying a water repellent treatment to the synthetic resin mesh material used as the spacer ring, noise generation due to leakage current can be further reduced. .
メッシュ材は平織りであり、その面方向にも通気性を有するため、請求項4に記載の発明によれば、振動板と固定極とにより囲まれた作動空間の容積と、音響電気変換器の外周面とユニットケースの内周面とにより囲まれた筒状空間の容積とが、メッシュ材の音響抵抗を介して音響的に接続され、これにより固定極組立体の外周面とユニットケースの内周面とにより囲まれた筒状空間の容積に起因する不要な共振が防止される。 Since the mesh material is a plain weave and has air permeability in the surface direction, according to the invention described in claim 4, the volume of the working space surrounded by the diaphragm and the fixed pole, and the acoustoelectric converter The volume of the cylindrical space surrounded by the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the unit case is acoustically connected via the acoustic resistance of the mesh material, so that the inner surface of the fixed pole assembly and the unit case are Unnecessary resonance due to the volume of the cylindrical space surrounded by the peripheral surface is prevented.
請求項5に記載の発明によれば、ユニットケース内の一端側には振動板組立体の支持リングの他方の面が当接される位置決め段部が形成されており、位置決め段部と支持リングの他方の面との間に、金属製の網体からなるフロントメッシュが介装されていることにより、前部音響端子からユニットケース内に入る音波のうち、低い周波数の音波がフロントメッシュを介して音響電気変換器の外周面とユニットケースの内周面とにより囲まれた筒状空間の容積に入り込むため、低域の周波数応答が下げられ、風雑音の防止に役立つ。 According to the fifth aspect of the present invention, the positioning step portion on which the other surface of the support ring of the diaphragm assembly abuts is formed on one end side in the unit case. Since a front mesh made of a metal net is interposed between the other surface of the first and second surfaces, low-frequency sound waves from the front acoustic terminals enter the unit case through the front mesh. Thus, since it enters the volume of the cylindrical space surrounded by the outer peripheral surface of the acoustoelectric converter and the inner peripheral surface of the unit case, the low frequency response is lowered, which helps to prevent wind noise.
次に、図1ないし図6により、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明のコンデンサマイクロホンユニットを示す前方音源側から見た正面図、図2は図1のI−I線断面図、図3は図2の分解図、図4は本発明で用いるスペーサリングの一部拡大平面図、図5は本発明の要部拡大図、図6は本発明のコンデンサマイクロホンユニットの機械等価回路図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a front view of a condenser microphone unit according to the present invention as viewed from the front sound source side, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded view of FIG. FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the ring, FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the present invention, and FIG. 6 is a mechanical equivalent circuit diagram of the condenser microphone unit of the present invention.
まず、図1ないし図3を参照して、このコンデンサマイクロホンユニット1は、基本的な構成として、ユニットケース10と、支持リング21の一方の面に振動板22を張設してなる振動板組立体20と、絶縁座31に固定極32を支持してなる固定極組立体30と、振動板組立体20と固定極組立体30との間に配置される電気絶縁性のスペーサリング40とを備えている。
First, referring to FIG. 1 to FIG. 3, this
ユニットケース10は、アルミニウムなどの金属材により有底円筒状に形成され、その一端10a側に前部音響端子11を有し、他端10b側は開放されている。ユニットケース10には、前部音響端子11を覆う防塵用の網体12が設けられている。
The
ユニットケース10の他端10b側の内面には、後述するロックリング50が螺合される雌ネジ13が形成されている。また、ユニットケース10内の一端10a側には、振動板組立体20に対する位置決め段部14が設けられている。
On the inner surface of the
振動板組立体20における支持リング(ダイアフラムリングとも言う)21は、金属製で導電性を有している。振動板22には、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの合成樹脂薄膜に金属蒸着膜を形成したフィルム材が用いられ、支持リング21の一方の面に所定のテンションがかけられた状態で張設されている。
A support ring (also called a diaphragm ring) 21 in the
固定極組立体30が備えている絶縁座31は合成樹脂製の円盤体からなり、この実施形態におけるコンデンサマイクロホンユニット1は単一指向性であるため、絶縁座31には後部音響端子311が穿設されている。後部音響端子311には音響抵抗材314が設けられている。
Since the insulating
固定極32は、アルミニウムや黄銅合金などの金属材により形成され、絶縁座31の振動板組立体20と対向する面側に固定されている。固定極32と絶縁座31との間には、後部音響端子311が連通する後部空気室312が設けられている。
The
固定極32には、後部音響端子311からの音波を振動板22の裏面側に作用させるための複数の音孔321が穿設されている。絶縁座31には、図示しない配線部材を介して固定極32と電気的に接続される電極ロッド313が一体的に取り付けられている。
The
膜エレクトレット機種の場合には、振動板22にエレクトレット誘電体膜が一体に形成され、バックエレクトレット機種の場合には、固定極32の振動板22と対向する面側にエレクトレット誘電体膜が一体に形成される。
In the case of the membrane electret model, the electret dielectric film is integrally formed on the
ユニットケース10内において、振動板組立体20と固定極組立体30とを、振動板22と固定極32とが向き合うようにし、それらの間にスペーサリング40を配置して対向的に組み合わせることにより、コンデンサ型の音響電気変換器2が構成される。
In the
その後、ユニットケース10の他端10b側の雌ネジ13に対して、雄ネジを有するロックリング50を螺合して締め付けることにより、振動板組立体20の支持リング21の他方の面が上記位置決め段部14に当接し、音響電気変換器2の全体がユニットケース10内に固定される。なお、ロックリング50に代えて、ユニットケース10の他端10b側をかしめて音響電気変換器2を固定してもよい。
Thereafter, the
このとき、振動板22と固定極32との間隔は、スペーサリング40にて保持されるが、図3に示すように、スペーサリング40は、支持リング21の内径と固定極32の外径との間の重ね合わせ部分Bで挟持される。
At this time, the distance between the
上記重ね合わせ部分Bにおいて、スペーサリング40は感度を低下させるストレー容量の発生原因となる。本発明では、ストレー容量による感度低下を極力抑えるため、スペーサリング40に合成樹脂のメッシュ材を用いる。
In the overlapped portion B, the
合成樹脂のメッシュ材は、モールド成型などにより、縦糸と横糸とが同一平面内で一体的に結合されたものであってもよいが、図4に示すように、縦糸41と横糸42とを平織りしてなる織物(布)であることが好ましい。
The mesh material of the synthetic resin may be one in which the warp and the weft are integrally combined in the same plane by molding or the like, but the
この平織りによれば、上記重ね合わせ部分Bにおいて、メッシュの縦糸41と横糸42の交差部分Cが実質的に間隔を保持するスペーサの役割を果たし、その交差部分Cが多く存在することから、振動板22の支持リング21と固定極32との間隔を安定に保つことができる。また、縦糸41と横糸42との間には空気が存在するため、その分、比誘電率が低くなる。
According to this plain weave, in the overlapping portion B, the intersecting portion C of the
本発明による実施例1として、スペーサリング40に平織りのポリエステルメッシュ(NBC工業社製のT−No.305T)を用い、上記重ね合わせ部分Bにおける静電容量を測定したところ8.2pFであった。
As Example 1 according to the present invention, a plain weave polyester mesh (T-No. 305T manufactured by NBC Kogyo Co., Ltd.) was used for the
実施例1に対する比較例1として、通常のPETフィルムを打ち抜いて作成したスペーサリングを用いて、上記重ね合わせ部分Bにおける静電容量を測定したところ16.9pFであった。 As Comparative Example 1 with respect to Example 1, the capacitance in the overlapped portion B was measured using a spacer ring made by punching a normal PET film, and found to be 16.9 pF.
実施例1,比較例1ともに、上記重ね合わせ部分Bの内側に存在する振動板22の音波で振動する部分の有効静電容量は29.7pFであった。ストレー容量で低下する感度は、実施例1の場合−2.1dB,比較例1の場合−3.9dBで、その感度差は1.8dBであり、実施例1によれば約23%の感度の改善が見られた。
In both Example 1 and Comparative Example 1, the effective capacitance of the portion that vibrates with the sound wave of the
次に、ユニットケース10内に、音響電気変換器2の構成要素である振動板組立体20および固定極組立体30を収納する際のことを考慮して、図5に示すように、ユニットケース10の内周面と、これら組立体20,30(音響電気変換器2)との間には若干のクリアランスとして筒状空間A2が設けられる。
Next, in consideration of the case where the
スペーサリング40が平織りのメッシュ材の場合、その面方向にもある程度の通気性を有するため、振動板22と固定極32とにより囲まれた作動空間A1の容積と、音響電気変換器2の外周面とユニットケース10の内周面とにより囲まれた筒状空間A2の容積とが、メッシュ材の音響抵抗を介して音響的に接続されることになるため、音響電気変換器2の外周面とユニットケース10の内周面とにより囲まれた筒状空間A2の容積に起因する不要な共振が防止される。
In the case where the
また、好ましくは、スペーサリング40に用いられる合成樹脂のメッシュ材に、撥水処理として、フッ素コーティング材を染みこませるとよい。これによれば、スペーサリング40の表面抵抗率が向上し、漏洩電流による雑音発生を抑えることができる。
Preferably, the synthetic resin mesh material used for the
また、図3および図5を参照して、ユニットケース10内の一端10a側に金網からなるフロントメッシュ60を入れ、振動板組立体20の支持リング21とユニットケース10に形成されている位置決め段部14との間に挟み込んでもよい。
3 and 5, a
これによれば、前部音響端子11からユニットケース10内に入る音波のうち、低い周波数の音波が、フロントメッシュ60を介して音響電気変換器2の外周面とユニットケース10の内周面とにより囲まれた筒状空間A2の容積に入り込むため、低域の周波数応答が下げられ、風雑音の防止に役立つ。
According to this, among the sound waves that enter the
なお、フロントメッシュ60は、支持リング21とほぼ同径のリング状もしくは1枚の円板状のいずれに形成されてもよいが、1枚の円板状とする場合には、防塵用の金網12を省略することができる。また、これとは反対に、防塵用の金網12の裾を延ばして、その裾部分を上記のフロントメッシュ60として用いることもできる。
The
図6に、上記した構成のコンデンサマイクロホンユニット1の音響特性の理解を容易にするための機械等価回路を示す。P1は前方音源、P2は後方音源、rfはフロントメッシュ60の音響抵抗、rsはメッシュ材からなるスペーサリング40の音響抵抗、mo,so,roは振動板22のインピーダンス、ssは上記筒状空間A2の容積、s1は後部空気室312の容積、r1は後部音響端子311の音響抵抗材314による音響抵抗である。
FIG. 6 shows a machine equivalent circuit for facilitating understanding of the acoustic characteristics of the
1 コンデンサマイクロホンユニット
2 音響電気変換器
10 ユニットケース
11 前部音響端子
14 位置決め段部
20 振動板組立体
21 支持リング
22 振動板
30 固定極組立体
31 絶縁座
311 後部音響端子
312 後部空気室
313 電極ロッド
314 音響抵抗材
32 固定極
321 音孔
40 スペーサリング
41 縦糸
42 横糸
50 ロックリング
60 フロントメッシュ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記スペーサリングに合成樹脂のメッシュ材が用いら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。 A diaphragm assembly in which a diaphragm is stretched on one surface of the support ring, a fixed pole assembly in which a fixed pole is supported on an insulating seat, a front acoustic terminal on one end side, and the other end An open unit case, and the diaphragm of the diaphragm assembly and the fixed pole of the fixed pole assembly are arranged to face each other via an electrically insulating spacer ring between them. The electric transducer is configured, the acoustoelectric transducer is housed in the unit case with the diaphragm assembly as the front acoustic terminal side, and the acoustic signal is received from the other end side of the unit case by a predetermined fixing means. In the condenser microphone unit formed by fixing the electrical converter in the unit case,
A condenser microphone unit, wherein a synthetic resin mesh material is used for the spacer ring.
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