JPH0648878B2 - 単体の音響変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、音響装置に関し、特に指向レスポンスを形成
するエレクトレツト（electret）変換器に関する。

発明の背景 例えばアール・エル・ワラス（Ｒ．Ｌ．Wallace）名義
の日本国昭和５５年特許願第１７７３２５号、１９８０
年１２月１７日出願に記載されている様な複数個の独立
マイクロホンから成る音響装置は、指向レスポンス特性
を得るのに有益である。しかし、この種の装置では、そ
の製造過程において、各マイクロホンを高精度に位置決
めしなければならない。所望の位置から外れた不正確な
場所にマイクロホンを設置すると、装置のレスポンス特
性がかなり低下するからである。

発明の要約 単一の帯状エレクトロレット変換器を用いれば、製造過
程におけるマイクロホンの不正確な位置決めに伴なう上
記の問題を解消できる。エレクトレット変換器で得られ
るレスポンス特性は、上記のマイクロホンアレイとほぼ
同様に、１主ローブ及び所定の閾値レベル以下の複数本
のサイドローブを形成する。しかしながら、本発明に従
う単一の帯状エレクトレット変換器は、個々の変換器か
らなるアレイよりも製造が容易である。方向−感度応答
特性（感度が方向に依存して変化する応答屯性）を与え
るよう個々の変換器からなるアレイを製造するには、ア
レイ内において互いに相対する個々の変換器を高精度で
位置決めする難しい工程が必要となる。この工程は、本
発明の単一の帯状エレクトレットを用いることにより回
避できる。このように、本発明は、多くの変換器アレイ
を上まわる技術的利点をもたらすものである。

本発明の例証実施例によると、エレクトレツト変換器
は、金属化された背板、及びその上に積層されかつ静電
荷をかけられたエレクトレツト箔から成つている。静電
荷は、所定の関係に従つて、エレクトレツト箔の長さ方
向に変化する。エレクトレツト箔上の任意における感度
は、その点における静電荷に正比例する。

本発明の他の実施例によると、エレクトレツト箔は、背
板の金属面に固着されている。第２箔はエレクトレツト
箔の上方に吊下されかつ絶縁素子によつて支持されてい
る。第２エレクトレツト箔の静電荷は、所定の関係に従
つて変化する。エレクトレット箔上の静電荷の分布を所
定の関係に従って変化させたことにより、所望の方向性
を持ったアレイ応答特性が得られる。この所定の関係は
望ましくない軸外音源に対する感度を低下させるような
設計により与えられる。

次に添付図面を参照して、本発明の詳細を説明する。

第１図は、エレクトレツト変換器の分解図である。エレ
クトレツト箔１０は、上方の金属層１２及び下方の例え
ばＦＥＰテフロン（TEFLON）（商標名）等の合成樹脂ポ
リマー層１４の２つの層から構成されている。ポリマー
層１４には、所定値まで静電荷が加えられている。ある
用途では、帯電領域に亘つて−２７５±３ボルトで均一
に静電荷が加えられる。この場合、金属層１２の厚さ
は、約２０００オングストロームであり、ポリマー層の
厚さは、約２５ミクロンであり、またエレクトレツト箔
は、21.5センチ長および2.5センチ幅である。

エレクトレツト箔１０のポリマー層１４の露出面は、選
択的に金属化された背板１３の粗面１６と直に接触して
いる。背板１８の粗面１６上に、金属層２０を付着させ
ることによつて選択的に金属化するため、金属層の幅ω
は、次に示す関係式に従つて背板１８の長さに沿つて変
化する。

但し、Ｊ_１＝第１種のベツセル関数、 ｊ＝（−１）1/2 ν＝ｌｎ〔γ＋（γ^２−１）1/2〕 γ＝第５図に関して説明するレスポンス特性におけるサ
イドローブ閾値レベルに対する主ローブの振幅比。

ξ＝背板上の任意点における背板中心からの正規化変
位、及び Ｌ＝背板の正規化変位を表わし、この範囲を越えると、
金属層の幅は定数Ｋとなる。

荷電密度、エアギヤツプ及び箔厚が一定である場合、エ
レクトレツト変換器の長さ方向の任意点における感度
は、その点における背板１８上の金属層１６の幅に正比
例する。

この代りに、金属層の幅が、上記の関係式(1)及び(2)に
従つて、エレクトレツト箔１０の長さ方向に変化する様
に、エレクトレツト箔１０の層１２を選択的に金属化す
ることができる。この実施例では、背板１８の金属層１
６の幅は、その長さに沿つて均一である。

荷電密度、エアギヤツプ及び箔厚が一定である場合、エ
レクトレツト変換器の長さ方向の任意点における感度
は、その点におけるエレクトレツト箔１０の金属層１２
の幅に正比例する。この場合得られるレスポンス特性
は、第５図に示す上記のレスポンス特性とほぼ同一であ
る。

第５図は、５０６７Hzに対するエレクトレツト変換器の
全体的レスポンス特性を示すものである。実験的に求め
られるレスポンス特性は、１本の主ローブ３０、及びこ
れよりほぼ３０ｄＢ低い複数本のサイドローブ、３２，
３４，３６，３８，４０で構成されている。周波数を変
えると、別のサイドローブパターンになる。しかし、何
れの場合も、サイドローブは閾値レベル３５又はこれ以
下となる。破線は、理論的に求められるレスポンス特性
である。閾値レベル３５、即ちサイドローブ振幅に対す
る主ローブ３０の振幅比γを上記の関係式(1)及び(2)に
示す様に用いて金属層の幅を求める。

第２図は、第１図に示す背板１８の平面図である。背板
１８の粗面１６は、蒸着又はその他の適切な方法によつ
て付着された金属層２０から成つている。背板１８は、
通を備えた回路板材、又はその他の不導材で形成するこ
とができる。

金属層２０の幅は、上記の関係式(1)及び(2)によつて決
定される。中心から金属層２０の長さに沿つて両側に等
距離だけ離間された点における金属層幅はは同一であ
る。金属層２０の所定の正規化長さＬを越すと、各端部
における幅は定数Ｋを保つ。

第１図において、背板１８の表面１６上の金属層２０と
接触する金属柱２４は、コネクタ（図示せず）に向う正
のリード線になり、同様にエレクトレツト箔１０の金属
層１２と接触するリード線２５は、コネクタ（図示せ
ず）に向う中性（又はアース）リード線になる。この手
段によつて、エレクトレツト変換器に衝突する音響信号
は、電送に適した電気信号に変換される。

金属柱２４は、第１用途では黄銅製の背板１８を支持す
る構成部材２８に設けたオリフイス２６に嵌入してい
る。エレクトレツト箔１０は、背板１８上に置かれ、そ
のポリマー層１４は背板１８の金属化粗面１６と直に接
触している。エレクトレツト箔１０の縦側面２７と２９
とは、クランプ４２及び４４によつて、夫々構成支持部
材２８の側面４１と４３とに圧着される。複数個の止め
ねじ４６と４８とはクランプ４２と４４とを定位置に保
持する。同様に、座金５０、５２及び止めねじ５４、５
６は、エレクトレツト箔１０の端部５７、５９を、構成
支持部材２８に固定保持する。

こうして組立てたエレクトレツト変換器を、滑動端５７
によつて台座（図示せず）に垂直に支持することができ
る。別の配列では端部５７および／又は５９によつて、
天井から吊下させることができる。さらに別の配列で
は、これを壁に掛けることができるが、何れの場合にお
いても、第５図に示す主ローブ３０が、標的位置に達す
る様に、エレクトレツト変換器を設置する。

第３図は、組立てた状態のエレクトレツト変換器の部分
斜視図あるが、第１図及び第２図と同一部分には同一符
号が付してある。

第４図は、エレクトレツト箔１０と背板１８との接触状
態を示す拡大図である。エレクトレツト箔１０のポリマ
ー層１４は、背板１８の粗面１６と直に接触している。
背板１８の表面１６には自然の凹凸があるため、表面に
は箔１０と直に接触する数個の自然畝ができ、これによ
つて、箔１０内の共振運動を阻止している。エレクトレ
ツト変換器の周波数レスポンス特性にスペクトルピーク
が出来るのを回避するには、共振運動を阻止しなければ
ならない。即ち、凹凸面１６が背板１８とエレクトレツ
ト箔１０との間に必要なエアギヤツプを形成する訳であ
る。

第６図は、第１実施例の変形実施例である。ポリマー層
１４と金属層１２とで構成されるエレクトレツト箔１０
は、金属化粗面１６を備える背板１８と直に接触してい
る。さらに、金属層１２は、金属化層１６と直に接触し
ており、一方ポリマー層１４には予め選択された電圧レ
ベルまで、静電荷が加えてある。

金属層６８とポリマー層７０とで構成される第２箔６６
はエレクトレツト箔１０上に吊下している。構成上、２
個の絶縁端部止め６２と６４とは、第２箔６６のポリマ
ー層７０を、エレクトレツト箔１０のポリマー層１４か
ら分離している。残余の金属層の幅を層の全長に亘つて
均一に保ちつつ、金属層１６又は６８の幅を、関係式
(1)及び(2)に従つて変化させることによつて、２種の異
なる構成にするることができるが、何れの場合において
も、得られるレスポンス特性は、１本の主ローブ及び閾
値レベル又はこれ以下の複数本のサイドローブを形成す
る、第５図に示すレスポンス特性とほぼ同一である。

上記の様に、エレクトレツト変換器の長さ方向の任意点
における感度は、その点におけるエレクトレツト変換器
の金属層の幅変動に正比例する。金属層の幅変動は、関
係式(1)及び(2)によつて求められる。エレクトレツト変
換器の中心から、その長さ方向に任意距離離間した点の
変換器の感度 は、次の関係式によつて与えられる。

である。

上記のレスポンス特性は、次の関係式から理論的に計算
される。

である。

第５図の実線３０乃至４０は実測レスポンス特性であ
る。破線は関係式(4)から計算される、これに相当する
レスポンス特性である。

上記の関係式(3)に示す様に、エレクトレツト変換器の
感度は、金属層幅、エレクトレツト箔厚、実効エアギヤ
ツプ厚、及び空間電荷分布即ちエレクトレツト箔にかか
る静電荷に正比例し、実際エアギヤツプの厚さに反比例
する。従つて、本発明によると、上記のパラメータを変
えれば第５図に示す所望のレスポンス特性が得られた。

第７図は、上記の用語、即ち実際エアギヤツプと実効エ
アギヤツプとの相違を理解する上で役立つ装置を示して
いる。

均一厚ｔを有する背板７２は、底面８０から距離h₀の地
点で半径r₀を有するシリンダ７８に機械加工された畝部
７４上に置かれている。背板７２には、夫々直径h₁を有
する複数個のアパーチヤ８２が穿設されている。厚さｓ
を有するエレクトレツト箔８４は、背板７２の上面から
距離S₁を隔てた地点で、シリンダ７８の頂部に置かれて
いる。エレクトレツト箔８４は重いので、音が箔８４に
衝突して振動しても、箔８４と背板７２との間の距離S₁
は余り変化しない。

実際エアギヤツプとは、エレクトレツト箔８４と背板７
２との間の空気層８６を指す。上記の様に、エレクトレ
ツト箔８４はわずかしか変形しないので、実際エアギヤ
ツプの厚さ又は深さS₁はほぼ一定である。実際エアギヤ
ツプは、装置の電気的動作に影響する。即ちエレクトレ
ツト箔８４が背板７２に近づく程エレクトレツト箔８４
が発生する出力信号が高くなる。

実効エアギヤツプとは、バツク空胴８８内、複数個のア
パーチヤ８２内、及び実際エアギヤツプ８６内の空気量
を合計したものである。実効エアギヤツプの厚さ又は深
さは、次の関係式で求められる。

但し、h₀＝バツク空胴８８内の空気層の深さ、 ｎ＝アパーチヤ８２の数、 h₁＝各アパーチヤ８２の直径、 ｔ＝背板７２の厚さ、 r₀＝シリンダ７８の半径、及び S₁＝実際エアギヤツプの厚さ、である。

実効エアギヤツプは、エレクトレツト変換器の機械的動
作に影響する。即ち、実効エアギヤツプが大きい程、同
程度の付帯的音圧に対するエレクトレツト８４のたわみ
が大きくなる。従つて、実効エアギヤツプはエレクトレ
ツト変換器の機械的ステフネスを決定するが、その電気
的性質に影響することはない。

第７図には、実際エアギヤツプと実効エアギヤツプとの
相違を説明するため、シリンダ８８を示したが、第１図
に示す直線形エレクトレツト変換器にも同じ原理があて
はまる。

第８図は、その長さに沿つて実際エアギヤツプの厚さを
変えることによつて製造される第２実施例によるエレク
トレツト変換器を示している。この場合はエレクトレツ
ト箔９２と背板９４とを離間する複数本の柱９０を用い
ることによつて、実際エアギヤツプの厚さを変えてい
る。複数本の柱９０の高さhpは、次の関係式に従つて、
エレクトレツト変換器の長さ方向に変化する。

hp＝（w(x)）^−１ ………(6) hp＝(k)^-1 ………(7) 但し、ｗ(x)は関係式(1)であり、またｋは関係式(2)で
ある。即ち、エレクトレツト変換器の任意点における感
度は、その点における柱の高さに反比例する。背板９４
の任意点における柱の高さは、その点における背板９４
の幅方向に一定である。柱の代りに、一定高さを有し、
かつ背板の幅方向に配列された隆起畝部を用いることが
できる。

背板９４は、エレクトレツト箔９２に面するその表面上
に、同程度の幅の薄い金属層９６を有しているが、この
代りに、背板全体を金属で形成することもできる。エレ
クトレツト箔９２は、金属層９１及び静電荷を帯びたポ
リマー層９８で構成されており、ポリマー層９８は、背
板に面している。エレクトレツト箔９２の金属面９１か
ら出る負のリード線９７と、背板９４の金属面９６から
出る正のリード線９９とは、コネクタ１００で終結して
いる。

第９図は、エレクトレツト箔９２の一部を切除して、柱
９０と背板９４との詳細を示す様にした、第８図に示す
第３実施例によるエレクトレツト変換器の部分斜視図で
ある。

本実施例の代替例では、エレクトレツト箔９２の金属層
９１が、背板９４の金属層に固着されているため、これ
らの２層は柱で離間されることなく、直に接触してい
る。この場合、エレクトレツト箔９２の上方に、第２箔
（図示せず）を吊下させ、これらの２つの箔を柱９０に
よつて離間する。

第１０図は、実際エアギヤツプの厚さを変えることによ
つて得られるエレクトレツト変換器の第３実施例の変形
例を示している。これは、背板１０４の厚さを変えるこ
とによつて、エレクトレツト箔１０２と背板１０４との
間の実際エアギヤツプの厚さを変えるものであるが、エ
レクトレツト箔１０２の厚さは、その全長に亘つて一定
に保たれている。従つて、複数本の柱１０８の高さは、
エレクトレツト変換器の長さ方向に変化する。柱１０８
は、エレクトレツト箔１０２を支持する様に構成されて
いる。背板１０４の厚さは、関係式(6)及び(7)に従つ
て、エレクトレツト変換器の長さ方向に変化する。即
ち、エレクトレツト変換器上の任意の点における感度
は、その点における背板の厚さに反比例する。

背板１０４の表面１１０は、その全幅に亘つて延びる金
属層で被覆されているが、この代りに背板１０４全体を
金属で形成することもできる。エレクトレツト箔１０２
は、金属層１０１及び静電荷を帯びたポリマー層で構成
されている。エレクトレツト箔１０２の金属面１０１か
ら出る中柱（又はアース）リード線１１１と、背板１０
４の金属面１１０から出るリード線１１３とは、コネク
タ１１４で終結している。

この代りに、２つの金属層が直に接触する様に、エレク
トレツト箔１０２の金属層１０１を、背板１０４の金属
層１１０に取付けることができる。この場合は、背板１
０４の上方に第２箔（図示せず）を吊下させ、柱１０８
でこれを支持する様にする。

第８図乃至第１０図に示すエレクトレツト変換器から得
られるレスポンス特性は、第５図に示すものとほぼ類似
している。

第１１図乃至第１３図は、実効エアギヤツプの厚さを変
えることによつて得られる、エレクトレツト変換器のそ
れぞれ異なる３つの実施例であるが、何れの場合でも、
エレクトレツト箔は、第１図及び第４図に示すエレクト
レツト変換器と同様に、背板上に積層されている。本発
明は実質的に背板に具体化されているため、ここでは背
板についてのみ説明する。

特に第１１図には、エレクトレツト箔及び背板１１６が
示されている。エレクトレツト箔１２１は、自然の凹凸
がある背板面１１８上に直に置れている。同一直径を有
する複数個の穴１２０は、背板１１６の表面１１８を通
して、種々の深さに穿設されている。エレクトレツト箔
１２１は、表面１１８上に直に置かれているため、実際
エアギヤツプの厚さは、背板１１６の長さ方向にほぼ一
定である。従つて、実効エアギヤツプの厚さは、関係式
(5)従つて、穴１２０の深さに正比例する。

穴１２０の深さを変えることによつて、関係式(1)及び
(2)から、実効エアギヤツプの厚さが求められる。エレ
クトレツト変換器に沿つた任意点における感度 は、その点における実効エアギヤツプの厚さに正比例す
る。感度 は、関係式(3)から求められる。一方レスポンス特性
は、関係式(4)から理論的に計算される。こうして計算
されかつ実測されたレスポンス特性は、第５図に示すも
のとほぼ同一である。

第１２図は、他の型のエレクトレツト変換器を実現する
のに有益なエレクトレツト箔１２３及び複数個のアパー
チヤ１２４を穿設した背板１２２を示している。アパー
チヤの直径は、アパーチヤ内の空気量が関係式(1)及び
(2)に正比例して変化する様に、即ち実効エアギヤツプ
の厚さが、関係式(1)及び(2)に正比例して変化する様
に、変化する。

第１３図は、エレクトレツト箔１２７、及び複数個の同
一直径のアパーチヤ１２８を穿設した背板１２６を示し
ている。この場合は、アパーチヤ１２６の密集度を変え
ることによつて、実効エアギヤツプの厚さが、関係式
(1)及び(2)に正比例して変化する様にしている。

実効エアギヤツプが、エレクトレツト変換器の長さ方向
に変化する本発明の他の実施例（図示せず）では、エレ
クトレツト箔の金属層は、背板の金属層と直に接触する
様に配置されており、また第２箔は、例えば第６図に示
す素子６２及び６４等の絶縁素子によつて支持されて、
エレクトレツト箔１２１、１２３又は１２７の上方に吊
下している。本実施例のこれらの３つの異なる実現例で
は、第１１図乃至第１３図に示す様に、背板に設けた穴
の直径、密集度、又は深さを変えるることによつて、実
効エアギヤツプの厚さを変えている。第１１図乃至第１
３図に示す穴の代りに溝（図示せず）を設けて、これら
の広さ、密集度又は深さを関係式(1)及び(2)に従つて変
えることができる。またこれらの溝を配置するについて
は背板の幅と平行して延びる様にする。

第１４図は、均一厚の背板１３０及び関係式(1)及び(2)
に正比例して厚さが変化するエレクトレツト箔１３２か
ら成る第４実施例によるエレクトレツト変換器を示して
いる。エレクトレツト箔１３２は、ポリマー層１３６及
びその上に積層された金属層１４２で構成されている。
ポリマー層１３６は、背板１３０の自然の凹凸がある面
１３８の真上に積層された平面１３４を有している。背
板１３０の粗面１３８は、薄い金属層１３７で被覆され
ている。金属層１４２から出る中性（又はアース）リー
ド線１３３及び背板１３０の粗面１３８上の金属層１３
７から出る正のリード線１３１は、コネクタ１４０で終
結している。

関係式(3)から得られる、第１４図に示すエレクトレツ
ト変換器上の任意点における感度 は、その点におけるエレクトレツト箔１３２の厚さに正
比例する。関係式(4)から理論的に計算されたレスポン
ス特性及び実測されたレスポンス特性は、ほぼ第５図に
示す通りになる。

第１５図は、エレクトレツト箔１５４の厚さが、関係式
(1)及び(2)に従つて、変換器の長さ方向に変化する。本
発明の第４実施例の変形例である。エレクトレツト箔１
５４の金属層１５８は、背板１５０の金属層１５２と直
に接触している。背板１５０の厚さtbは、次の関係式か
ら求められる。

tb＝ｌ−ｗ(x) …………(8) tb＝ｌ−ｋ …………(9) 金属層１６７及びポリマー層１７０で構成される第２箔
１６８は、絶縁素子１６２及び１６４に支持されて、エ
レクトレツト箔１５４の上方に吊下している。第２箔１
６８とエレクトレツト箔１５４のポリマー層１５６との
間の距離は、エレクトレツト変換器の縦横に亘つてほぼ
一定である。中性（又はアース）リード線１５３は、第
２箔１６８の金属面１６７に取付けられ、一方正のリー
ド線１５５は、金属層１５８と１５２との接触面に取付
けられており、コネクタ１６６で終結している。

関係式(3)によつて表わされる第１５図に示すエレクト
レツト変換器の長さ方向の任意点における感度 は、その点におけるエレクトレツト箔１５４の厚さに正
比例する。得られるレスポンス特性は、ほぼ第５図に示
す通りになる。

エレクトレツト変換器の他の実施例は、周知方法により
第４図に示すエレクトレツト箔１０のポリマー層１４に
加える静電荷を、関係式(1)及び(2)に正比例する様に変
えることによつて実現される。しかしこの場合は、背板
１８の粗面１６上の金属層の幅を、背板１８の全長に亘
つて一定に保つ様にする。この様に、金属層１６の幅を
変える代りに、ポリマー層１４に加える静電荷量を変え
ることができる。上記の配置の代りに、第６図に示す様
に、エレクトレツト箔１０を、背板１８と直に接触さ
せ、第２箔６６をエレクトレツト箔１０の上方に配置す
ることができる。関係式(3)から求められる、エレクト
レツト変換器の任意点における感度 は、その点における静電荷量に正比例する。得られるレ
スポンス特性は、ほぼ第５図示す通りになる。

上記の様に、エレクトレツト箔に静電荷を加える方法は
知られている。その一例については、第２回電子写真国
際会議（Second International Conference on Electro
pho-tography）において発表された、写真科学技術者学
会（Society of PhotograPhic Scientists and Enginee
rs）発行（１９７４年）のジー・エム・セスラー（Ｇ．
Ｍ．Sessler）及びジエイ・イー・ウエスト（Ｊ．Ｅ．W
est）共著の「ポリマーエレクトレツト研究（Research
in Polymer Elect-rets）」と称する論文の１６２乃至
１６６ページに開示されている。

第１６図は、第１図に示すエレクトレツト箔１０のポリ
マー層１４上の静電荷分布状況を示している。静電荷
は、ポリマー層１４の全域に亘つて均一にかけられる
が、その密度は、関係式(1)及び(2)に従つて、エレクト
レツト箔１０の長さ方向に変化する。また任意点におけ
るエレクトレツト変換器の感度は、その点においてエレ
クトレツト箔に加えられる静電荷量に正比例する。また
関係式(4)に示す様に、第５図のレスポンス特性は、エ
レクトレツト変換器の感度に依存する。

第１７図は、代替方法によつて静電荷を加えられた、例
えば第１図に示すエレクトレツト箔１０のポリマー面１
４の様なポリマー面を示している。静電荷は第１６図と
同様に、選択された幅に沿つて均一に加えられ、その密
度は、ポリマー面１４の長さ方向に変化するが、荷電ポ
リマー面１４の幅は、関係式(1)及び(2)に従つて、エレ
クトレツト箔の長さ方向に変化する。即ち荷電領域の幅
は、第１６図と異なり、ポリマー層の幅と同延を成さな
い。得られるレスポンス特性は上記のものとほぼ同じで
ある。

第１６図及び第１７図に関して説明した静電荷分布は、
表面荷電に関するものであるが、何れの場合も、第１図
に示すエレクトレツト箔１０のポリマー層の異なる深さ
まで静電荷をかけることによつて同じ電荷分布を得るこ
とができる。任意点における静電荷σは次の関係式で求
められる。

である。

第１８図は、さらに別のポリマー面荷電方法を示してい
る。選択領域内の負の静電荷は、第１６図に示すものと
同様に、関係式(1)及び(2)に従つてポリマー層の長さ方
向に変化するが、第１７図の場合と異なり、ポリマー面
の非荷電領域には、正の電荷がかけられている。ポリマ
ー面に正と負との電荷をかけると、２つの荷電領域間に
明確なエツジが形成される。このため、変換器の任意点
における感度は、その点における静電荷密度に直接依存
するため、より高精度になる。従つてレスポンスの指向
性が高まり、第５図に示す様に、１主ローブ及び閾値レ
ベル以下の複数本のサイドローブができる。

金属層幅、実際エアギヤツプは実効エアギヤツプを変え
る上記の３つの実施例では、エレクトレツト箔の代り
に、直流（ｄ，ｃ．）バイアスをかけた箔を用いること
ができる。即ち箔に静電荷を与える代りに、外部の直流
電源から連続的に直流バイアスをかける様にする。

さらに、金属層とポリマー層とから成る箔、又は全て金
属でできた箔といつた、２種類の箔を用いることができ
る。しかし、金属層とポリマー層とで構成される箔を用
いる場合は金属箔を背板に隣接配置しなければならな
い。

さらに、箔を背板の真上に置く代りに、例えば第６図に
示す素子６２及び６４等の絶縁止めを用いて、箔が背板
の上方に吊下する様にしなければならない。

箔の金属層及び背板の金属層から出るリード線について
は、交差させてコネクタで終結させることができる。即
ち、リード線の極性はこの場合無関係である。

＜用語説明＞ 特許請求の範囲中の「正規化長さ」および発明の詳細な
説明中の「正規化変位」とは、それぞれ「音波の基準波
長に対する相対的な長さ」および「音波の基準波長に対
する相対的な変位」をいう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例によるエレクトレツト変換器の分
解図であり、 第２図は、第１図のエレクトレツト変換器に有益に使用
される選択的に金属化された背板の図であり， 第３図は、第１図のエレクトレツト変換器の組立完了状
態を示す部分斜視図であり、 第４図は、第１図のエレクトレツト変換器のエレクトレ
ツト箔と背板との接触状況を示す拡大図であり、 第５図は、第３図に示すエレクトレツト変換器のレスポ
ンス特性図であり、 第６図は、第１図に示すエレクトレツト変換器の変形実
施例の図であり、 第７図は、実際エアギヤツプと実効エアギギヤツプとの
相違の説明に有益なエレクトレツト変換器の図であり、 第８図乃至第１０図は、実際エアギヤツプを変化させる
ことによつて構成した、第２実施例によるエレクトレツ
ト変換器及びその部分斜視図であり、 第１１図乃至第１３図は、実効エアギヤツプを変化させ
ることによつて構成した、エレクトレツト変換器の第３
実施例の図であり、 第１４図及び第１５図は、エレクトレツト箔の厚さを変
化させることによつて構成したエレクトレツト変換器の
第４実施例の図であり、そして 第１６図乃至第１８図は、第１図のエレクトレツト箔の
ポリマー面に支えた静電荷の分布状況図を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 １０……エレクトレツト箔、 １２……エレクトレツト箔の金属層、 １４……エレクトレツト箔のポリマー層、 １８……背板、 ２０……背板の金属層、 ６６……第２箔、 ７０……第２箔のポリマー層、 ６８……第２箔の金属層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバ−ト・リ−・ワレス・ジユニヤ アメリカ合衆国07060ニユ−ジヤ−シイ・ サマ−セツト・ウオ−レン・ラウンド・ト ツプ・ロ−ド88 (72)発明者 ジエ−ムス・エドワ−ド・ウエスト アメリカ合衆国07061ニユ−ジヤ−シイ・ ユニオン・プレインフイ−ルド・パ−クサ イド・ロ−ド510 (56)参考文献 特開 昭50−89017（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−93180（ＪＰ，Ｕ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主ローブ(30)およびその振幅が予め定めら
   れた閾値レベル(35)を越えないような複数個のサイドロ
   ーブ（例えば、３２、３６、３８、４０）からなる指向
   性応答パターンを有し、背板(18)および該背板(18)上に
   積層された金属化エレクトレット箔(10)からなる単体の
   音響変換器において、 Ｊ_１を第１種のベッセル関数、 ｒを該サイドローブの閾値レベルに対する該主ローブの
   振幅の比、ξを該背板の中心から該背板上の任意の点ま
   での正規化長さ、及びＬを該背板の正規化長さであって
   それを越えると該静電荷が定数Ｋとなるような正規化長
   さとするとき、 該サイドローブの閾値レベルに対する該主ローブの振幅
   の比が、次項 によって規定されるようなエレクトレット箔(10)上で空
   間的に変化する静電荷によって調整されることを特徴と
   する単体の音響変換器。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の単体の音響
   変換器において、該背板の一表面が、金属被膜であるこ
   とを特徴とする単体の音響変換器。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
   に記載の単体の音響変換器において、該エレクトレット
   箔は、金属層及び背板の金属面に面するポリマー層で構
   成されていることを特徴とする単体の音響変換器。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の単体の音響
   変換器において、静電荷は、所定の関係に従って、該ポ
   リマー層の長さ方向に分布していることを特徴とする単
   体の音響変換器。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の
   単体の音響変換器において、該ポリマー層の長さ方向の
   任意点における静電荷は、その点における該ポリマー層
   の全幅にそって均一であることを特徴とする単体の音響
   変換器。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の
   単体の音響変換器において、該ポリマー層の長さ方向の
   任意点における静電荷は、その点における該ポリマー層
   の全幅にそって不均一であることを特徴とする単体の音
   響変換器。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第３項乃至第６項の何れか
   に記載の単体の音響変換器において、該ポリマー層の長
   さ方向の任意点における静電荷は、該ポリマー層の短辺
   と平行する、中心線から両側に向かって等距離を置いた
   地点において、ほぼ同一であることを特徴とする単体の
   音響変換器。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項乃至第７項の何れか
   に記載の単体の音響変換器において、該エレクトレット
   箔は、その金属層が背板の金属被膜に面するように、背
   板に固着されており、またポリマー層と金属層とからな
   る第２の箔が、エレクトレット箔の上方に吊下られてい
   ることを特徴とする単体の音響変換器。
9. 【請求項９】特許請求の範囲３項乃至第７項の何れかに
   記載の単体の音響変換器において、該エレクトレット箔
   は背板上に直ちに置かれており、またポリマー層の長さ
   方向に幅が変化するポリマー層の第１領域には負の静電
   荷がかけられており、該ポリマー層の残りの領域には正
   の静電荷がかけられていることを特徴とする単体の音響
   変換器。