JPH10290496A - コンデンサマイクロフォン - Google Patents
コンデンサマイクロフォンInfo
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- JPH10290496A JPH10290496A JP10094138A JP9413898A JPH10290496A JP H10290496 A JPH10290496 A JP H10290496A JP 10094138 A JP10094138 A JP 10094138A JP 9413898 A JP9413898 A JP 9413898A JP H10290496 A JPH10290496 A JP H10290496A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/04—Microphones
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
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- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
ンに浸入するのを効果的に防止する。 【解決手段】マイクロフォンケーシングと、音波がダイ
ヤフラムに達するための開口部とを有するコンデンサマ
イクロフォンであって、前記マイクロフォンケーシング
には第1のダイヤフラムと、当該ダイヤフラムに配属さ
れた対向電極とが相互に僅かな間隔で配置されており、
さらにダイヤフラムリングと第2のダイヤフラムが設け
られており、前記ダイヤフラムリングの一方の側に第1
のダイヤフラムが配置され、前記第2のダイヤフラムは
ダイヤフラムリングの他方の側に配置されている。
Description
ーシングと音波通過開口部とを有するコンデンサマイク
ロフォンであって、前記マイクロフォンケーシングには
第1のダイヤフラムと、当該ダイヤフラムに配属された
対向電極とが相互に僅かな間隔で配置されている形式の
コンデンサマイクロフォンに関する。
nnheiser electronic GmbH &Co.KGのタイプMKE2
の1つである。このMKE2マイクロフォンは持続分極
型コンデンサマイクロフォンであり、直径約4〜6mm
の高価なブローチ型(ないし差込保持型)マイクロフォ
ンとして、他のブローチ型マイクロフォンではその寸法
が大きいため目立ちすぎるようなところで使用されてい
る。このような高品質の小型マイクロフォンは例えばコ
ンサート上演、ミュージカルまたはその他のショービジ
ネスで使用される。このような場合、アーチストは演技
やダンスの他に歌ったり喋ったりし、マイクロフォンは
アーチストの身体、例えば毛髪や衣装の中に巧妙に隠さ
れており、アーチストの口に相応に指向されている。
高い要求を満たし、ライブ伝送技術のあらゆる分野にお
ける音声伝達および楽器集音に適する。この機器は直
接、12〜48Vの仮想給電部を有する機器に接続さ
れ、体(ないし骨)伝導音に対して比較的不感であり、
非常に線形の周波数特性を有する。このことは原音忠実
な録音に対して重要なことである。
ん発汗するような場合では、汗がMKE2のマクロフォ
ンカプセルに浸入しこれを破壊するようなことが生じ得
る。これについては、コンデンサマイクロフォンは圧力
受信器であり、通常は高湿度に対して不感であることを
知っていなければならない。なぜなら、空気交換がダイ
ヤフラムによって、敏感なエレクトレット(持続分極性
の誘電体)を有する対向電極前で遮断されているからで
ある。マイクロフォンまたはマイクロフォンケーシング
内部の湿度は非常に緩慢に外部湿度と同じになる。なぜ
ならダイヤフラム(メンブラン)は通常は、蒸気透過性
だからである。マイクロフォンカプセルがクリーンに製
造されていれば問題は生じない。問題となるのは、塩
分、すなわち人の汗に含まれるような電解液が浸入する
ことだけである。この電解液は対向電極上のエレクトレ
ット箔を直ちに放電させることとなる。公知のMKE2
型マイクロフォンでは、他のすべてのコンデンサマイク
ロフォンと同じように、音声孔が音波通過開口部として
設けられており、この開口部を通って到来した音波がマ
イクロフォン内部にある前空間に達し、最終的にダイヤ
フラムに到達する。ダイヤフラムはダイヤフラムリング
に設けられており、汗はダイヤフラムリング自体を通過
することはできない。なぜならダイヤフラムリングはシ
リコーンパッキングに着座されているからである。
孔は10〜30μmの直径を有し、ダイヤフラムに配設
されている。)を通り、ダイヤフラムと対向電極との間
のクリティカルな空隙に吸引される。このことによって
エレクトレット箔の放電が生じる。前記の小さなダイヤ
フラム開口部はコンデンサマイクロフォンに圧力平衡の
ために設けられている。これによりダイヤフラムが空気
圧変動の際に対向電極に"衝突"することがない。このよ
うなことが生じると一方では損傷が生じ、他方では所望
しない録音ノイズの生じることがある。小さなダイヤフ
ラム開口部の位置に依存せずに、汗がダイヤフラムと対
向電極との間の空隙に到達し、エレクトレット箔の放電
を引き起こすことを常に回避することは非常に困難であ
る。
で例えば次のようにして対処されてきた。すなわち、有
利には撥水性で、蒸気および音波透過性のポリエステル
フリースをマイクロフォンケーシングの音波通過開口部
前に配置するのである。さらにマイクロフォンカプセル
全体をハンダ個所も含めて密に被覆し、汗の浸入をマイ
クロフォンの他の個所でも阻止するのである。
全に確実にマイクロフォン内部からシャットアウトする
ことは不可能であることが示された。なぜなら最悪の条
件下では相変わらず汗がコンデンサマイクロフォン内部
に達し、マイクロフォンの故障を引き起こし得るからで
ある。マイクロフォンカプセルないしはダイヤフラムに
前置された公知の材料は蒸留水に対してはとりわけこれ
をシャットアウトする。しかしとくに汗に対してはその
表面張力が小さいため所定時間後には浸透させてしま
い、所望の要求すべてを満たすものではない。このこと
は最悪の場合には、マイクロフォンの故障につながる。
マイクロフォンへの浸入に対して有効な保護手段を設
け、ひいては前記の欠点と問題点を克服することであ
る。
ンケーシングと音波通過開口部とを有するコンデンサマ
イクロフォンであって、前記マイクロフォンケーシング
には第1のダイヤフラムと、当該ダイヤフラムに配属さ
れた対向電極とが相互に僅かな間隔で配置されている形
式のコンデンサマイクロフォンに関するが、上記課題は
本発明により、ダイヤフラムリングと第2のダイヤフラ
ムが設けられており、前記ダイヤフラムリングの一方の
側に第1のダイヤフラムが配置され、前記第2のダイヤ
フラムはダイヤフラムリングの他方の側に配置されてい
るように構成して解決される。
つ音波透過性のフリースとは反対に完全に封鎖されてい
る。これにより、第1のダイヤフラムと対向電極との間
のクリティカルな空隙に生じる湿気の問題がもはや発生
しない。なぜなら、第2のダイヤフラムの密閉によっ
て、この第2のダイヤフラムにより疑似的な保護壁が第
1のダイヤフラム前に形成されるからである。さらに第
2のダイヤフラムには開口部がないので、第1のダイヤ
フラムのような圧力平衡も行われない。第2のダイヤフ
ラムは、静的な空気圧変動に追従するために十分なスペ
ースを有している。第1のダイヤフラムは平衡開口部を
維持することができ、静的空気圧変動の際にも所定の静
止位置において、対向電極前約10〜20μmの間隔に
留まる。
は、第2のダイヤフラムの重量が第1のダイヤフラムよ
り格段に軽く、かつ第1のダイヤフラムより格段に弱く
張架されていれば、第1のダイヤフラムのみの場合と同
じ静電特性を近似的に有する。1:4の比は達成可能で
あり、良好な妥協点であることが判明した。このために
第2のダイヤフラムは有利には型打ち加工することがで
きる。二重ダイヤフラムシステムの両方のダイヤフラム
は伝達領域全体で剛性結合されて振動する。これにより
ダイヤフラム相互間の間隔が小さい場合付加的な共振は
生じない。このことは理想的には、第2のダイヤフラム
がダイヤフラムリングの直前に配置され、第1のダイヤ
フラムがダイヤフラムリングの直後に配置され、これに
よりダイヤフラムリングが2つのダイヤフラム相互の間
隔を一定に保つようにして達成される。製造の観点から
さらに、第2のダイヤフラムをマイクロフォンカプセル
ケーシングに接着する代わりに、両方のダイヤフラムを
ダイヤフラムリングの対向面に接着すると有利である。
てさらに保護するために、このマイクロフォンカプセル
に疎水性のキャップを被せることができる。このキャッ
プは例えばテフロン層を有している。さらに、マイクロ
フォン接点がケーブルと接続されている後部マイクロフ
ォン領域を保護するために、相応のカバー材料をこの領
域、またはマイクロフォンカプセルの側部に設け、この
箇所からの汗のマイクロフォンへの浸入を阻止すると有
利である。カバー材料による実験では、シリコーンゴ
ム、ポリエステルまたは3成分系接着剤またはSMD接
着材料の使用が良好な結果をもたらし、この材料によっ
て非常に良好なマイクロフォンの密閉が後部領域で達成
された。
て詳細に説明する。
ンデンサマイクロフォンカプセル1の断面図である。ケ
ーシングは収縮(ないしかしめ)部分3内にあり、マイ
クロフォンカプセル1とその接点4,並びに接点4に接
続されたケーブル5の一部を包囲する。さらにマイクロ
フォンカプセルはケーブルと同じように収縮部分と接着
されている。接着剤としてはSMD接着剤または2成分
系接着剤が使用される。これによりマイクロフォンカプ
セルの後部領域および側方領域では汗が外部から浸透す
ることができない。図1および図2の全体寸法は単なる
例であり、本発明を図示のマイクロフォンカプセルない
しはマイクロフォンの寸法に限定するものではないこと
は自明である。
ング30を有する本発明のマイクロフォンカプセル10
を示す。ケーシングは接点板15と例えばレーザー溶接
によって接続されている。マイクロフォンカプセルの前
方領域でケーシング30は音波通過孔90(音声孔とも
称する)を有し、これを通って音波はマイクロフォンカ
プセルの内部前室に達することができる。前方ケーシン
グ領域ではケーシングは縁部でマイクロフォンカプセル
内側まで後退されており、中央軸線25に対してケーシ
ングは横断面が僅かに凸型に成型されている。ここで音
波通過孔90は円形の孔として外側前方ケーシング領域
の中央に形成されている。内側にはケーシングの縁部領
域にシリコーンパッキング60が例えばリングとして配
置されている。前室100は第2のダイヤフラム70に
よって画成されている。このダイヤフラムはダイヤフラ
ムリング20の前側に配置されており、その裏側には第
1のダイヤフラム80が配置されている。有利には第2
のダイヤフラムも第1のダイヤフラムもダイヤフラムリ
ングに接着されている。
り、一方第1のダイヤフラムは中央領域に直径僅か10
〜30μmのただ1つの開口部を有する。第1のダイヤ
フラム80にはスペーサリング40が続いており、この
スペーサリングの厚さは僅か約10μmであり、対向電
極50に対する間隔保持部材として用いる。対向電極も
同じようにスペーサリング40に当接している。スペー
サリングの厚さを例えば10から50μmの間で変化さ
せて、これにより対向電極50と第1のダイヤフラム8
0との間に相応の間隔を作ることもできる。小さな開口
部110は圧力平衡を行う。これにより第1のダイヤフ
ラムが空気圧変動の際に対向電極50に衝突しなくな
る。このようなことが生じると再生障害、マイクロフォ
ンカプセルの損傷または故障にまで至ることがある。対
向電極には図示しないがエレクトレット箔がエレクトレ
ット層として設けられている。
する厚さ比は例えば約3〜4:1の領域にあることがで
きる。第2のダイヤフラムの絶対厚はここでは1μmと
することができる。第2ダイヤフラムの第1ダイヤフラ
ムに対する剛性比は約1:4である。
らず、圧力平衡しない。しかし第2ダイヤフラムは静的
空気圧変動に追従するだけの十分なスペースを有してい
る。第1および第2のダイヤフラムは二重ダイヤフラム
を形成し、それらのマッチングにより、第2ダイヤフラ
ム70が上に述べたように第1ダイヤフラム80よりも
格段に軽くかつ弱く張架されていれば、第1のダイヤフ
ラム80単独の場合とほぼ同じ特性を有する。第2ダイ
ヤフラム70は型打ち(刻印)加工することができる。
ムは音波伝達領域全域で剛性結合されており、そのため
ダイヤフラム相互間の間隔が小さければ付加的な共振は
生じない。
70をカプセルケーシング30に貼り付けるのではな
く、両方のダイヤフラムをダイヤフラムリング20に接
着すると有利である。
を設けることのできることは自明である。このキャップ
はさらなる音波通過性層、例えばフリースを有するか、
または疎水性層、例えばテフロン層を有する。多くの理
由から、キャップがネットを有し、粗い粒子状の塵がマ
イクロフォンの前室に浸入するのを阻止すると有利であ
る。
システムにより汗が第1ダイヤフラム80の領域ないし
は第1ダイヤフラム80と対向電極50との間の空間に
浸入することが阻止され、他方ではマイクロフォンが依
然として音質および堅牢性への高い要求を満たし、さら
に公知のMKE2と同様のほぼ線形の周波数特性を有す
ることが確認された。
性であり、20〜20000Hzの伝達領域を有し、さ
らに無電荷アイドル伝送係数(1kHz)は10mV/
pa±2.5dBである。定格インピーダンスは50
Ω、端子−端子インピーダンスは1000Ωである。補
償ノイズレベル(IEC651)はA評価の際に27d
Bであり、CCIR(CCIR4683)評価の際に3
8dBである。限界音圧レベルは周波数1kHzにおい
て100〜130dBであり(歪み率約1%)、供給電
流は約6mAである。マイクロフォンカプセルの総重量
は約1g(!)である。
ブコンサートの生中継の際に、本発明のブローチ型マイ
クロフォンは頭部の額や毛髪に装着される。この場合、
汗は本来なら音波のみが入るべき前方からマイクロフォ
ンへ浸入し、さらにマイクロフォンカプセルの電気端子
の後方領域からも浸入する。汗は例えばケーブルに沿っ
て直接、折れ曲がり保護部の下からマイクロフォンカプ
セルの電気端子に達することができ、そこでマイクロフ
ォンの出力信号を短絡する。通常は射出成形される折れ
曲がり保護部はケーブル外皮ともマイクロフォンカプセ
ルケーシングとも密ではなく、汗は苦もなく浸入するこ
とができる。従って注入(可塑性)材料を前もってマイ
クロフォンカプセルの電気端子に施すことが提案され
る。この注入材料は、金属、ハンダ(場合によりフラッ
クス残滓または絶縁成分を有する)および接続すべき個
々のケーブル心線に良好に密に付着しなければならな
い。このような注入材料として適切な材料として、電子
工学で例えばハイブリッド回路を覆うために使用される
材料を用いることができる。有利な注入材料は、2成分
系−ポリウレタン樹脂、2成分系-エポキシ樹脂、シリ
コーンゴムまたは1成分系エポキシ樹脂接着剤である。
1成分系エポキシ樹脂接着剤は超音波溶接の前にSMD
部材を接着するのにも用いられる。
セルをその端子およびケーブル外皮の始端部と共に一体
的に覆う。付加的に接着により汗の浸透に対して特別の
保護が得られる。最後に収縮ホース(ここでは図1)の
内側に熱可塑性接着剤を設ける。収縮処理自体の際に接
着剤も賦活され、冷却後に硬化する。例えばネオプレン
からなるゴムソケット(受け口)も適する。このネオプ
レンは例えば ゴム成分を有するロクタイト(loktit
e)480シアノアクリラートによりポリウレタン性ケ
ーブル外皮に理想的に接着される。
射出材料の適切な選択により、汗が後方からマイクロフ
ォンカプセルの後部部分に浸入するのを阻止することが
できる。射出材料はケーブル外皮に容易に融着すべきで
あり、エラスティックな熱可塑性ポリエステルがポリウ
レタンケーブル外皮に対して適することが証明された。
保護として、音波通過孔に前置される疎水性格子を用い
ることができる。フリース材料、例えばゴアテックスを
使用することも同じように従来のポリエステル繊維より
良好である。
より、汗のマイクロフォンへの侵入を有効に防止すると
ともに、所定のマイクロフォン特性を確保することが、
確実に達成される(請求項1以下の基本効果)。二重ダ
イヤフラム構造の第2ダイヤフラムは圧力平衡のための
手段として開口を必要としないので簡単な構造により、
所定の基本効果が達成される(請求項2)。さらに請求
項3以下の構成により、所定の基本効果が夫々特有の簡
潔な状態において、達成される。
約10:1の縮尺で示す断面図である。
プセルを約5:1の縮尺で示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】マイクロフォンケーシング(30)と音波
通過開口部(90)とを有するコンデンサマイクロフォ
ンであって、前記マイクロフォンケーシングには第1の
ダイヤフラム(80)と、当該ダイヤフラムに配属され
た対向電極(50)とが相互に僅かな間隔で配置されて
いる形式のコンデンサマイクロフォンにおいて、 ダイヤフラムリング(20)と第2のダイヤフラム(7
0)が設けられており、 前記ダイヤフラムリングの一方の側に第1のダイヤフラ
ム(80)が配置され、 前記第2のダイヤフラムはダイヤフラムリング(20)
の他方の側に配置されている、ことを特徴とするコンデ
ンサマイクロフォン。 - 【請求項2】第2のダイヤフラムは圧力平衡のための手
段を有しない、請求項1記載のコンデンサマイクロフォ
ン。 - 【請求項3】第1のダイヤフラムは、対向電極(50)
の前方に静止状態で約10から50μmの間隔をおいて
配置されている、請求項1または2記載のコンデンサマ
イクロフォン。 - 【請求項4】第2のダイヤフラムは第1のダイヤフラム
(80)より格段に軽量であり、および/または第1の
ダイヤフラムより格段に弱く張架されている、請求項1
から3までのいずれか1項記載のコンデンサマイクロフ
ォン。 - 【請求項5】第1のダイヤフラムの第2のダイヤフラム
に対する重量比ないしは張力/剛性比は約4:1であ
る、請求項1から4までのいずれか1項記載のコンデン
サマイクロフォン。 - 【請求項6】第1のダイヤフラムも第2のダイヤフラム
もダイヤフラムリング(20)に接着されている、請求
項1から5までのいずれか1項記載のコンデンサマイク
ロフォン。
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