JPS58108900A - Electrostatic transducer - Google Patents

Electrostatic transducer

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Publication number
JPS58108900A
JPS58108900A JP20833081A JP20833081A JPS58108900A JP S58108900 A JPS58108900 A JP S58108900A JP 20833081 A JP20833081 A JP 20833081A JP 20833081 A JP20833081 A JP 20833081A JP S58108900 A JPS58108900 A JP S58108900A
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JP
Japan
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electret
dielectric
charge
charges
diaphragm
Prior art date
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Pending
Application number
JP20833081A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Wada
和田 博人
Minoru Nishizono
稔 西園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP20833081A priority Critical patent/JPS58108900A/en
Publication of JPS58108900A publication Critical patent/JPS58108900A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/01Electrostatic transducers characterised by the use of electrets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To uniform the surface charge density of an electret excellently and to improve the stability greatly by preventing charge leakage due to the supporting structure for a fixed electrode and setting the distance from a diaphragm freely. CONSTITUTION:When charges of an electret element 23 are minus, an electret structure 25 induces plus charges on the reverse side of a dielectric 24 mounted on the element 23 and minus charges having the same polarity with the element 22 on the top side, namely, performs dielectric (polarization) operation. Firstly, a switch SW connected to the dielectric 24 is closed to ground the dielectric 24, and then the switch SW is opened to obtain insulation from the earth. For example, an insulating pair of tweezers are used to mount the dielectric 24 on the surface of the electret element 23 while holding the zero charge state, thus obtaining the dielectric operation.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明i静電蓋トランスジューサに係シ、特にエレク
トレット素子の表面に誘電体を積層しそなる蚕しクトレ
、ト構体tmい九固定極部の壺−構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic lid transducer, in particular to a pot structure with nine fixed poles, in which a dielectric material is laminated on the surface of an electret element. Regarding.

発明の技術的背景 周知のように、エレクトレットは帯電された電荷が半永
久的に持続する性質を有しているもので、静電型トラン
スジューサ等として種々の分野で多用されている。
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION As is well known, electrets have a property in which the electric charge that is applied to them lasts semi-permanently, and they are widely used in various fields as electrostatic transducers and the like.

第1図は、このようなエレクトレットを用いた従来のコ
ンデンサマイクロホンの原理構成を示すもので、導電性
金属基体でなる背面電極11に高分子フィルム等のエレ
クトレット材料12を被着してエレクトレット化された
エレクトレット構体口が固定極として用いられる。
FIG. 1 shows the principle structure of a conventional condenser microphone using such an electret. An electret is formed by coating an electret material 12 such as a polymer film on a back electrode 11 made of a conductive metal substrate. The electret structure opening is used as a fixed pole.

そして、このエレクトレット構体13でなる固定極上に
絶i材等のスペーサ14t−介して保持リング15に張
設された金属薄膜等の振動板16が可動極として対設さ
れることによ〕、静電ユニットが構成される。
Then, a diaphragm 16 made of a metal thin film or the like stretched over the retaining ring 15 via a spacer 14t made of insulating material or the like is placed opposite to the fixed pole made of the electret structure 13 as a movable pole. electric unit is configured.

而して、このような静電ユニ、トの振動板16が外部音
圧によって変位されると、両電極間の静電−容量Cが変
化されるようになるが、Q=CVより電荷Q(この場合
エレクトレット構体JjKよりて与えられる)が一定の
場合両電極間の電圧Vが変化されるととになる。
When the diaphragm 16 of such an electrostatic unit is displaced by external sound pressure, the electrostatic capacitance C between the two electrodes will change, but the charge Q will change from Q=CV. (In this case, given by the electret structure JjK) is constant, when the voltage V between both electrodes is changed.

従って、諌変化電圧vt電界効果トランノスタFIT等
を介してインピーダンス変換してローインピーダンスと
して抽出することにより、音圧を静電式に電気信号に変
換する如くしたコンデンサマイクロホンが実現される。
Therefore, by converting the impedance and extracting it as a low impedance via a variable voltage VT field effect transnoster FIT or the like, a capacitor microphone that electrostatically converts sound pressure into an electric signal can be realized.

第2 図tififlしくコンデンサへ、ドホンユニッ
トに応用した場合を示すもので、原理的には上述のコン
デンサマイクロホンの場合と反対の動作を営むととによ
〉、電気信号を静電式に音圧に変換することが可能とな
る。そして、この場合構成的には保持リング15′に張
設され九可動極としての振動板1−を中央にしてその両
側にそれぞれスペーサ14.14を介して一対のエレク
トレット構体1B、13f:固定極25として対設する
ことによシ、い:□:わゆる/、シュグル形のコンデン
サヘッドホンユニットが実現される。なお、かかるヘッ
ドホンユニットの各電極には信号源msよ〉トランスT
および高抵抗R1R,を介して電気信号が与えられるよ
うになっている。
Figure 2 shows the case where it is applied to a capacitor and a telephone unit.In principle, the operation is opposite to that of the condenser microphone described above. It becomes possible to convert to . In this case, a pair of electret structures 1B and 13f are connected to the holding ring 15' with the diaphragm 1- as a movable pole in the center, and a pair of electret structures 1B and 13f are placed on both sides via spacers 14 and 14, respectively. 25, a so-called Shugur type capacitor headphone unit is realized. In addition, each electrode of such a headphone unit is equipped with a signal source ms>transformer T.
An electric signal is applied through the high resistance R1R and the high resistance R1R.

ところで、以上の如く固定極としてエレクトレット構体
を用いる静電型トランスジューサは、通常のそれと異な
って成極用あるいは偏倚用の直流電源が不要となるので
、構成簡易にしてしかも可及的に小形化が可能となり、
延いてはそれだけ低価格にし得るという利点を有してい
る。
By the way, as described above, an electrostatic transducer using an electret structure as a fixed pole does not require a DC power supply for polarization or biasing, unlike ordinary transducers, so it can be made simple in structure and as small as possible. It becomes possible,
This has the advantage that the price can be reduced accordingly.

しかしながら、最も肝要となるエレクトレット構体は、
その表面電荷密度のばらつきすなわち電荷分布のむらが
大きいという臘で、トランスジューサとしての種々の特
性に悪影響を与えがちであるという重大な欠点を有して
いた。
However, the most important electret structure is
It has a serious drawback in that it tends to adversely affect various characteristics as a transducer due to large variations in surface charge density, that is, large unevenness in charge distribution.

第3図はかかる従来のエレクトレット構体の表面電荷分
布の実測例を示すもので、外径60■φのアルミニウム
板でなる背面電極11上にエレクトレット材料12を被
着してエレクトレット化した場合であるが、図からも分
るように、数100vという非常に大きな範囲でばらつ
いていることが窺い知れる。
FIG. 3 shows an actual measurement example of the surface charge distribution of such a conventional electret structure, in which the electret material 12 is deposited on the back electrode 11 made of an aluminum plate with an outer diameter of 60 mm to form an electret structure. However, as can be seen from the figure, it can be seen that the voltage varies within a very large range of several hundred volts.

なお、liilmlにおいて周辺の波状凹凸部Jjaを
除いた中央の平坦部17bは製造上の理由等で設けられ
る非エレクトレ、ト化部分であるが、骸非エレクトレ、
ト化部分11bの表面電荷密度は周辺のそれのばらつき
よりもさらに大きく極端に低下してしまうという問題が
あり、それだけ静電作用に与かる有効面積が減少してし
まうので、この場合には静電型トランスジ、−サとして
の変換能率を含む種々の変換特性がさらに劣化されてし
まうことになる。
In addition, in liilml, the flat part 17b at the center excluding the surrounding wavy uneven part Jja is a non-electret-shaped part provided for manufacturing reasons, etc.
There is a problem in that the surface charge density of the electrostatically charged portion 11b is even larger than the variation in the surrounding area and is extremely reduced, and the effective area that takes part in electrostatic action is reduced accordingly. Various conversion characteristics including the conversion efficiency of the electric type transformer and -server are further deteriorated.

また、従来のエレクトレット構体はそのエレクトレット
材料12表面部が直接空気に触れる如くむき出しとなっ
ているため、耐湿性に乏しく経時的安定性の点で問題が
あるばかシか、短寿命化されてしまうとぼう重大な欠点
を有していた。
In addition, in the conventional electret structure, the surface of the electret material 12 is exposed so as to be in direct contact with the air, so it has poor moisture resistance and has problems with stability over time, or has a short lifespan. It had a very serious drawback.

発明の目的 そこで、この発明は以上のような点に鑑みてナサれたも
ので、エレクトレット表面電荷密度の均−化會嵐好に図
シ得る牛共に安定性を大幅に向上し得るようにエレクト
レット素子の表面に誘電体を積層してなるエレクトレッ
ト構体を固定極として用いるに轟υ、諌固定極の支持構
造による電荷洩れを防止し、且つ振動板との距離を自由
に設定し得る構成とすることにより、変換特性を可及的
に優れ喪ものとし得るようにした極めて良好なる静電型
トランスジューサを提供することを目的としている。
Purpose of the Invention Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned points, and has been developed to improve the stability of the electret surface by uniformizing the surface charge density of the electret. By using an electret structure formed by laminating a dielectric material on the surface of the element as a fixed pole, the structure prevents charge leakage due to the supporting structure of the fixed pole and allows the distance from the diaphragm to be freely set. In this way, it is an object of the present invention to provide an extremely good electrostatic transducer in which the conversion characteristics are as excellent as possible and the conversion characteristics are as good as possible.

発明の概要 すなわち、この発明による静電型トランスジューサは、
エレクトレット素子の表面に積層された誘電体上に誘起
される電荷を利用することによりてエレクトレット表向
電荷密度の均一化および安定化が図られたエレクトレ、
)構体を固定極として用いるものであるが、上記エレク
トレット素子上に積層される誘電体をスペーサよシ小さ
くして腋誘電体がスペーサに接触しない状態で固定極を
スペーサを介して所定の距離を有して振動板に対設する
如く支持して、なる構成とした点に特gILを有してい
る。
Summary of the invention That is, the electrostatic transducer according to the present invention has the following features:
electret, which uses charges induced on the dielectric layered on the surface of the electret element to make the electret surface charge density uniform and stable;
) The structure is used as a fixed pole, but the dielectric layered on the electret element is made smaller than the spacer, and the fixed pole is moved a predetermined distance through the spacer without the armpit dielectric touching the spacer. It has a special gIL in that it is configured such that it is supported so as to be opposed to the diaphragm.

発鳴の一実施例 先ず、ζO発明に用いられるエレクトレット構体の原理
について説明する。
An Example of Sound Generation First, the principle of the electret structure used in the ζO invention will be explained.

すなわち、第4図に示すようにアースと同電位とされ良
導電性金属基体でなる背面電極21K例えばP P 、
 TFI 、 FKPの如き高分子フィルム等でなるエ
レクトレット材料22を被着してエレクトレット化する
ことによシ形成されたエレクトレット素子23上に、こ
れと面積形状が勢しいかまえはそれ以下の導電性金属材
料または有機材料でなる誘電4体24をアースと絶縁状
態で積層的に載量することによシ、この誘電体240表
面にエレクトレット素子23と同符号電荷が表われる如
く構成したエレクトレット構体り五を実現したものであ
る。
That is, as shown in FIG. 4, the back electrode 21K, which is made of a highly conductive metal base and has the same potential as the ground, is connected to the back electrode 21K, for example, P P ,
On the electret element 23 formed by depositing an electret material 22 made of a polymer film such as TFI or FKP and converting it into an electret, a conductive metal having a larger area and shape than the electret element 23 is formed. An electret structure is constructed by laminating four dielectric bodies 24 made of a material or an organic material in a state insulated from the ground, so that charges of the same sign as those of the electret element 23 appear on the surface of the dielectric bodies 240. This has been realized.

ここで、誘電体24は通常では絶縁体のみを指すのとは
異なシ、上述した如く導電性金属材料および有機材料(
これについては後述する)を含んだもotm称するもの
とする。また、ここで有機材料とは熱可履性および熱硬
化性樹脂材料ならびにこれらと異種材料とを組合せた複
合材料さらにはガラス等の誘電材料を含むもので、体積
抵抗が10120−国風上のいわゆる絶縁材料を総称す
−るものとする。
Here, the dielectric material 24 differs from the fact that it usually refers only to an insulator; however, as mentioned above, the dielectric material 24 is a conductive metal material and an organic material (
(This will be described later) is also referred to as otm. In addition, organic materials here include thermoplastic and thermosetting resin materials, composite materials that combine these with different materials, and dielectric materials such as glass, and have a volume resistivity of 10120 - Kokufu. A general term for so-called insulating materials.

そして、上述の如く構成されるエレクトレット構体25
はエレクトレット素子23の電荷が負符号Oである場合
、誼素子23上に載置された誘電体24の裏面側に正符
号■の電荷が且つ表面@に素子22と同符号電荷である
負符号Oの電荷で誘起される如くした現象りt〕誘電(
分極)作用がもたらされる。この場合誘電体24の存在
は単に上述したような誘電作用を生じるだけでなしに、
後述する如くエレクトレット構体25としての表面電荷
密度の均一化が良好に図られていると共に、その安定性
が確保されている点が重要である。
Then, the electret structure 25 configured as described above
When the electric charge of the electret element 23 has a negative sign O, the back side of the dielectric 24 placed on the electret element 23 has a positive sign ■, and the front side @ has a negative sign of the same electric charge as the element 22. A phenomenon such as that induced by the charge of O] dielectric (
polarization) effect is brought about. In this case, the presence of the dielectric 24 not only causes the above-mentioned dielectric effect, but also
As will be described later, it is important that the surface charge density of the electret structure 25 is well made uniform and its stability is ensured.

第5図は以上のようにして実現されるエレクトレット構
体25を得る場合の具体例を示すもので、先ず誘電体2
4に接続されたスイッチSWを閉状態として該誘電体2
4t−アースと同電位つt!J零電荷状態とし友後で、
スイッチswt開くととによ〕アースと絶縁状態にする
FIG. 5 shows a specific example of obtaining the electret structure 25 realized as described above.
When the switch SW connected to 4 is closed, the dielectric 2
4t - Same potential as earth! After setting it to J zero charge state,
When switch swt is opened, it becomes insulated from ground.

そして、例えば絶縁−ンセ、ト勢を用いて零電荷状lI
!を保持したtまで皺誘電体24をエレクトレット素子
23表面に載置してやれば、上述した如く誘電作用を生
じるものである。
Then, for example, using an insulating force, a zero-charge state lI
! If the wrinkled dielectric material 24 is placed on the surface of the electret element 23 up to a point t where t is maintained, a dielectric effect will be produced as described above.

この場合、誘電体24が導電性金属材料である場合には
瞬時に電荷が誘起されるようになるが、絶縁材料である
場合Ka峡誘起電荷が一定電圧に達する迄にはある時間
(例えば30分程度)を必要とする。
In this case, if the dielectric 24 is a conductive metal material, charges will be induced instantaneously, but if it is an insulating material, it will take a certain amount of time (for example, 30 (about 1 minute).

また、かかる誘起状態から再びスイッチSWを閉じたと
すると、誘電体24が金属の場合には即座に零電位にな
る如く電荷が消滅するが、絶縁材料の場合(但し、弗素
樹脂系の場合は金属の場合と岡等には徐々に低下して消
滅する如く電荷の移動に関しである時定数を持つように
なる。
Furthermore, when the switch SW is closed again from such an induced state, if the dielectric material 24 is made of metal, the electric charge disappears immediately to zero potential, but in the case of an insulating material (however, in the case of a fluororesin type material, the electric charge disappears immediately) In the case of Oka et al., the charge gradually decreases and disappears, so that it has a certain time constant with respect to the movement of charge.

第**は、倫の異体例として誘電体24にエレクトレッ
ト素子よ〉も面積形状を小さくしたガラスを用いた場合
を示すもので、鋏fラス誘電体JJ&であっても金属の
場合と略同等(エレクトレット素子単体電荷約700V
K対し、ガラス誘電体の誘電電荷が約5sovs度)に
誘起されることが確認された。なお、該ガラス誘電体2
4mは誘電状態から再びスイッチSWを閉じた場合の低
下時間が、ABS樹脂勢の鵜材料よシは比較的速く且つ
金属材料よシは遅いので、表面電位を調整する必要があ
る場合に有利である。
No. ** shows a case where the dielectric 24 is made of glass with a smaller area shape than the electret element as an example of a different body of Rin. (The electric charge of the electret element alone is approximately 700V.
It was confirmed that the dielectric charge of the glass dielectric material was induced to about 5 sovs degrees with respect to K. Note that the glass dielectric 2
4m is advantageous when the surface potential needs to be adjusted because the fall time from the dielectric state when the switch SW is closed again is relatively fast for ABS resin-based materials and slow for metal materials. be.

第7図は、以上の如くして誘電体24の表面に誘起され
る電荷の経時変化(リーク特性)つま)安定性の一つの
指標を示すもので、(a)は金属材料(但し弗素樹脂系
の場合も同等)の場合であって初期状態から殖んど変化
なく良好な安定性が得られている。また、伽)は例えば
ム18樹脂等の絶縁材料の場合で、初期状態から約5分
後にはリークが収ってその後は良好な安定性が得られて
いる。
FIG. 7 shows one index of stability over time (leakage characteristics) of the charge induced on the surface of the dielectric 24 as described above. The same applies to the case of the system), and good stability is obtained without any change from the initial state. Furthermore, in case of an insulating material such as Mu18 resin, for example, leakage subsides after about 5 minutes from the initial state, and good stability is obtained thereafter.

ところで、かかる安定性は該エレクトレ、ト構体Ljが
エレクトレット素子23の表面K11l電体24を載置
する如くして、素子23表面をff1lit、ているの
で、従来の場合と異ってエレクトレット表曹が直接空気
に触れる如くむき出しとはならないようになされている
ことにょシ助長される。つマ)、誘電体24によってエ
レクトレット素子23表面を保護することにより、耐湿
性に富みそれだけ経時的安定性の点で有利となるばかシ
か、延いては寿命化が図れる如く可及的に安定性を確保
することができるからである。
By the way, such stability is achieved because the electret structure Lj places the electric body 24 on the surface K11 of the electret element 23, so that the surface of the element 23 is ff1lit, unlike in the conventional case. This is helped by the fact that it is not exposed so that it is in direct contact with the air. By protecting the surface of the electret element 23 with the dielectric material 24, it is not only highly moisture resistant, which is advantageous in terms of stability over time, but also makes it as stable as possible to extend its service life. This is because it is possible to ensure sex.

なお、第8図(a) 、 01) K示す如くエレクト
レット素子230表面に波状の凹凸をつけておけば、こ
れに載置される誘電体24と直接的に接触する面積が減
少するので、取扱いの上からさらに安定性に富ませるこ
とがマきるようになる。
Note that if the surface of the electret element 230 is provided with wave-like irregularities as shown in FIG. It will be possible to add even more stability on top of this.

第9図は以上のようなエレクトレット構体L!の表面電
荷分布の実測例を示すもので、外径60■−のアルセニ
ウム板でなる背面電極JJa上にエレクトレット材料2
2aを被着してエレクトレット化したエレクトレ、)素
子23h上に、これと面積形状が同種度の誘電体24k
を載置し、該誘電体24b表面上に誘電される電荷の分
布状態である。すなわち、この図からも分るようド表面
電荷密度は従来の場合と異なってあらゆる部分で均一で
殆どばらついていないことが窺い知れる。なお、図中の
両端近傍で若干低下しているのは測定器の精度によるも
ので、本質的なものではない。
Figure 9 shows the electret structure L! This shows an actual measurement example of the surface charge distribution of the electret material 2 on the back electrode JJa made of an arsenium plate with an outer diameter of
A dielectric material 24k having the same area shape as the electret 2a is placed on the element 23h.
This is the distribution state of charges induced on the surface of the dielectric 24b. That is, as can be seen from this figure, the surface charge density is uniform in all parts and hardly varies, unlike in the conventional case. Note that the slight decrease near both ends in the figure is due to the accuracy of the measuring instrument and is not essential.

そして、かかる第9図において周辺の波状凹凸部xxb
を除いた中央の平坦部22@は従来の場合と同様に製造
上の理由で設けられる非エレクトレット化部分であるが
、諌非エレクトレット化部分に対応する誘電体24b表
面中央部においても何んら低下がみられず周辺のそれと
同勢に均一な電荷密度が得られるようになりている。つ
tシ、従来の場合と異なって、非エレクトレット化部分
があったとして本実質的に静電作用に与かる有効面積が
少しも減少されないことになシ、この点で静電形トラン
スジ、−サとしての変換能率を含む種々の変換特性を大
幅に向上せしめることが可能となる。
In FIG. 9, the surrounding wavy uneven portion xxb
The central flat part 22 @ except for the non-electret part is a non-electret part provided for manufacturing reasons as in the conventional case, but there is no change in the center part of the surface of the dielectric 24b corresponding to the non-electret part. No deterioration was observed, and a uniform charge density was obtained, comparable to that of the surrounding area. However, unlike the conventional case, even if there is a non-electret portion, the effective area that takes part in the electrostatic action will not be reduced in the slightest; in this respect, the electrostatic transformer - It becomes possible to significantly improve various conversion characteristics including conversion efficiency as a sensor.

すなわち、以上によってエレクトレット素子23上に誘
電体24を載置してなるエレクトレット構体ムは、単に
誘電体24表面上にエレクトレット電荷に基いた所定電
荷を誘起する現象を呈するに止まらず、誘電体24によ
るエレクトレット素子23の保護効果でもたらされる安
定性の向上ならげに表面電荷均一化効果でもたらされる
表面電荷1!f度の可及的な均一化という極めて優れた
利点を有しているものであることが明らかとなった次第
である。
That is, the electret structure formed by placing the dielectric material 24 on the electret element 23 as described above not only exhibits a phenomenon of inducing a predetermined charge based on the electret charge on the surface of the dielectric material 24, but also exhibits a phenomenon in which the dielectric material 24 is In addition to the improved stability brought about by the protection effect of the electret element 23, the surface charge 1! brought about by the surface charge uniformization effect. It has now become clear that it has the extremely excellent advantage of making the f degree as uniform as possible.

第10図は以上のようなエレクトレット構体26を固定
極として用いる靜電臘トランスノユーサの基本例を示す
もので、この例ではマイクロホンに適用されている。
FIG. 10 shows a basic example of a transducer using the above-described electret structure 26 as a fixed pole, and in this example, it is applied to a microphone.

すなわち、これは接地路となる金属製ケース31の前面
11に導電性を有する保持リング32上にgk設され良
状態で支持される振動板33に対し、スペーt34を介
して所定の距離を有して固定極となるエレクトレット構
体ZSを支持するものである。なお、35はエレクトレ
ット構体1j−の底部を支持する絶縁体ベースであり、
36は固定極用の抽出電極である。
In other words, it has a predetermined distance via a space 34 from the diaphragm 33 which is mounted on a conductive retaining ring 32 on the front surface 11 of the metal case 31 and is supported in good condition. This supports the electret structure ZS which becomes a fixed pole. Note that 35 is an insulator base that supports the bottom of the electret structure 1j-,
36 is an extraction electrode for a fixed electrode.

しかるに、かかる基本例の構成では固定極として用いら
れるエレクトレット構体互」が、そのエレクトレット素
子23上に積層されている誘電体24上にスペーサ34
が接触した状態で振動板33と対設される如く支持され
ているために、折角高均−性且つ高安定性を有して誘電
体24上に誘起される電荷がスペーサ34を介して漏洩
してしまうので、それだけ高感度にはなし得ないという
問題を有していた。
However, in the configuration of this basic example, the electret structure used as a fixed pole has a spacer 34 on the dielectric 24 laminated on the electret element 23.
Since it is supported so as to be opposed to the diaphragm 33 in contact with the diaphragm 33, the electric charge induced on the dielectric 24 can leak through the spacer 34 with high uniformity and stability. Therefore, there was a problem in that high sensitivity could not be achieved.

また、この基本例の場合、固定極と振動板33との距離
はス(−サ34の厚さでもって一義的に決定されてしま
うために、それだけ種々な面での設計上の自由性が阻害
されてしまうという問題も有していた。
In addition, in the case of this basic example, the distance between the fixed pole and the diaphragm 33 is uniquely determined by the thickness of the diaphragm 34, so there is less freedom in design in various aspects. It also had the problem of being inhibited.

次に、以上のような基本例の問題点を進展させてなるこ
の発明は一実施例としてマイクロホ/に適用された場合
につき説明する。
Next, the present invention, which is an improvement on the problems of the above-mentioned basic example, will be described as an embodiment of the present invention when applied to a microphone.

すなわち、IEI IIIK示すように接地路となる金
属製ケース41の前面部に導電性を有する保持リング4
2上に張設された状態で支、持される振動板43に対し
、スペーサ44を介して所定の距離を有して固定極とな
るエレクトレット構体25’f支持するものであるが、
この場合エレクトレット構体25′の誘電体24′がス
ペーサ44よりも小さく且つスペーサ44が誘電体24
′上でなくエレクトレット素子23′上に直接的に支持
されている点が上述した基本例とは異なっている。なお
、45はペースでTo)、46は抽出電極である。
That is, as shown in IEI IIIK, a conductive retaining ring 4 is attached to the front surface of the metal case 41, which serves as a grounding path.
The electret structure 25'f, which serves as a fixed pole, is supported at a predetermined distance via a spacer 44 with respect to the diaphragm 43, which is supported and supported in a stretched state on the electret structure 25'f.
In this case, the dielectric body 24' of the electret structure 25' is smaller than the spacer 44, and the spacer 44 is smaller than the dielectric body 24'.
It differs from the basic example described above in that it is supported directly on the electret element 23' rather than on the electret element 23'. Note that 45 is a pace (To) and 46 is an extraction electrode.

而して、以上のように構成される静電型トランスジュー
サ(この場合はマイクロン)Kよれば、実質的に誘電体
J 4’にスペーサ44が何ら接触しない空間を有した
状態で固定極となるエレクトレット構体2 J’が振動
板43に所定の距離を有して対設される如く支持されて
いるために、誘電体14’上に誘起される電荷がスペー
サ44を介して漏洩されないので、それだけ高感度とな
すことが可能となる。
Therefore, according to the electrostatic transducer (micron in this case) K configured as described above, it becomes a fixed pole with a space in which the spacer 44 does not substantially come into contact with the dielectric J4'. Since the electret structure 2 J' is supported so as to be opposed to the diaphragm 43 at a predetermined distance, the charge induced on the dielectric body 14' does not leak through the spacer 44, so that It becomes possible to achieve high sensitivity.

また、との場合固定極と振動板43との距離はス(−サ
44の厚さだけで一義的に決定されることなく、誘電体
24′の厚さでもって任意に設定し得るので、それだけ
株々な面での設計上の自由性を確保することが可能とな
る。
In addition, in the case of , the distance between the fixed pole and the diaphragm 43 is not uniquely determined only by the thickness of the spacer 44, but can be arbitrarily set by the thickness of the dielectric 24'. This makes it possible to ensure design freedom in terms of stocks.

第12図はこの発明に用いられるエレクトレット構体2
5’の表面電荷密度の実測例を示している。すなわち、
これは外径60−一のアルミニウム板等の背面電極21
a上にそれと同径の4)、化樹脂等のエレクトレット材
料zxht−被着してエレクトレット化したエレクトレ
ット素子23&上に、それと同心で外径約46■φに金
属体を圧着または蒸着してなる誘電体24′を積層した
場合であって、実質的にエレクトレット素子23aより
′4b小径となる誘電体j 4’上に誘起される表面電
荷密度は第9図の原理的構成のそれと同様に、あらゆる
部分で均一で殆どばらついていないことが分る。
Figure 12 shows the electret structure 2 used in this invention.
An example of actual measurement of the surface charge density of 5' is shown. That is,
This is a back electrode 21 made of an aluminum plate or the like with an outer diameter of 60 mm.
4) With the same diameter as that on a, an electret material zxht such as chemical resin is deposited to form an electret element 23&A metal body is crimped or vapor-deposited concentrically with it and has an outer diameter of about 46mmφ. In the case where the dielectric material 24' is laminated, the surface charge density induced on the dielectric material j4', which has a diameter substantially smaller than that of the electret element 23a by '4b', is similar to that of the principle configuration shown in FIG. It can be seen that it is uniform in all parts with almost no variation.

なお、この発−は上記し且つ図示した実施例にのみ限定
されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形や適用が可能であることは言う迄もない。
It goes without saying that this invention is not limited to the embodiments described above and illustrated, and that various modifications and applications can be made without departing from the gist of the invention.

発明の効果 従って、以上詳述したようにこの発明によれば、エレク
トレット表面電荷密度の均一化を良好に図9得ると共に
安定性を大幅に向上し得るようにエレクトレット素子の
表面に誘電体を積層してなるエレクトレット構体を固定
極として用いるに当)、骸固定極の支持構造による電荷
洩れを防止し、且つ振動板との距離を設定し得る構成と
することによプ、変換特性を可及的に優れた亀のとし得
るようにした極めて歳好なる静電型トランスジューサを
提供することが可能となる。
Effects of the Invention Therefore, as detailed above, according to the present invention, a dielectric material is laminated on the surface of the electret element so that the electret surface charge density can be uniformized well and the stability can be greatly improved. When using the electret structure formed by the electret structure as a fixed pole, it is possible to prevent charge leakage due to the support structure of the skeleton fixed pole, and to improve the conversion characteristics by setting the distance from the diaphragm. This makes it possible to provide an extremely efficient electrostatic transducer that can be used as a tortoise with excellent performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図は従来のコンデンサマイクロホンおよび
コンデンサへ、ドホンユニ、トの原理的構成説明図、第
3図は第1図および第2図に用いられる従来のエレクト
レット構体の表面電荷密度を示す実測図、第4図はこの
発明に用いるエレクトレット構体の原理を説明するため
の構成説明図、第5図、第6図は第4図の具体例を示す
図、第7図はwc4図で誘電体に誘起される電荷の経時
変化特性を例示する実測図、第8図は第4図の他の具体
例を示す図、第9図は第4図のエレクトレット構体の表
面電荷密度を例示する実測図、第10図、第11図は第
4図のエレクトレット構体をコンデンサマイクロホンに
応用した場合基本例およびこの発明の一実施例を示す構
成説明図、第12図は第11図に用いられるエレクトレ
ット構体の表面電荷密度を例示する実測図である。 211…背面電極、22a・・・エレクトレット材料、
XS*・・・エレクトレット素子、24′・・・誘電体
、25′・・・エレクトレット構体(固定極)、41・
・・ケース、42・・・保持リング、43・・・振動板
(可動極)、44・・・スペーサ、45・・・ペース、
46・・・抽出電極。
Figures 1 and 2 are illustrations of the basic configuration of conventional condenser microphones and capacitors, and Figure 3 shows the surface charge density of the conventional electret structure used in Figures 1 and 2. Actual measurement diagram, Figure 4 is a configuration explanatory diagram for explaining the principle of the electret structure used in this invention, Figures 5 and 6 are diagrams showing a specific example of Figure 4, and Figure 7 is a wc4 diagram showing the dielectric structure. Fig. 8 is a diagram showing another example of Fig. 4, and Fig. 9 is an actual measurement diagram illustrating the surface charge density of the electret structure shown in Fig. 4. 10 and 11 are structural explanatory diagrams showing a basic example and an embodiment of the present invention when the electret structure shown in FIG. 4 is applied to a condenser microphone, and FIG. 12 is an electret structure used in FIG. 11. FIG. 2 is an actual measurement diagram illustrating the surface charge density of FIG. 211... Back electrode, 22a... Electret material,
XS*...Electret element, 24'...Dielectric, 25'...Electret structure (fixed pole), 41.
... Case, 42 ... Holding ring, 43 ... Vibration plate (movable pole), 44 ... Spacer, 45 ... Pace,
46...Extraction electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 可動極となる振動板にスペーサを介して所定の距離を置
いて固定極を対設してなる静電型トランスジューサにお
いて、−記固定極はエレクトレット素子上に前記スペー
サよシも小さくし九誘電体を積層してなるエレクトレッ
ト構体を用い、前記スペーサが前記誘電体と接触しない
状態で前記エレクトレット素子と振動板との間に介挿さ
れたことを特徴とする静電型トランスジューサ。
In an electrostatic transducer in which a fixed pole is placed opposite a diaphragm serving as a movable pole at a predetermined distance via a spacer, the fixed pole is placed on an electret element and is made smaller than the spacer. An electrostatic transducer characterized in that the spacer is inserted between the electret element and the diaphragm without contacting the dielectric.
JP20833081A 1981-12-23 1981-12-23 Electrostatic transducer Pending JPS58108900A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015073215A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 株式会社オーディオテクニカ Electrostatic acoustic converter, method of manufacturing fixed electrode thereof, capacitor microphone, and capacitor headphone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015073215A (en) * 2013-10-03 2015-04-16 株式会社オーディオテクニカ Electrostatic acoustic converter, method of manufacturing fixed electrode thereof, capacitor microphone, and capacitor headphone

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