JPS5895500A - 音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
するエレクトレット（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、　Ｗａｌｌａｃ
ｅ）各義の日本国昭和５５年特許願第１７７３２５号１
９８０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；肯から外れ
だ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 単粂エレクト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ト
ローフを形成する。

本発明の例証実施例によると、エレクトレット変換器は
、背板、及び所定の関係に従って、エレクトレット変換
器の長さ方向に高さが変化する複数本の柱によって離間
されたエレクトレット基から成っている。即ち、エレク
トレット基と背板との間の実際エアキャップが変化する
。エレクトレット薬換器上の任意点における柱の高さは
、エレクトレット変換器の幅方向に均一であ、る。柱の
代りに、背板の幅方向に走る隆起部を用いることができ
る。エレクトレット基は、金属層及び静電荷を帯びたポ
リマ一層で構成されている。エレクトレット基に面する
背板表面は、エレクトレット基の金属層に付着している
。

エレクトレット変換器上の任意点におけるその感度は、
その点における柱又は隆起部の尚さに反比例する。

本発明の別の実施例によると、背板の厚さは、所定の関
係に従って変化する。即ち、実際エアギャップの厚さが
変化する。このため、の感度は、背板厚に反比例して変
化する。得られるエレクトレット変換器のレスポンスの
指向性は高く、１主ローブ及び閾値レベル以下の複数本
のサイトローブを形成する。

本発明のさらに別の実施例によると、エレクトレット基
は背板の金属化表面に固層されており、またそのエレク
トレット基の上方には、構成上絶縁素子によって支持さ
れた第２箔が吊下されている。第２箔とエレクトレット
基との間の距離は、所定の関係に従って、エレクトレッ
ト変換器の長さ方向に変化する。

得られるレスポンスの指向性は高く、■主ローブ及び閾
値レベル以下の複数本のサイトローブを形成する。

次に添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、第１実施例によるエレクトレット変換器の分
解図である。エレクトレット基１０は、上方の金属層１
２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一層１４の２つの層か
ら構成されている。ポリマ一層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、帯電領域に亘っ
て、−２７５±３ホル−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、ポリマ一層の厚さは、約２５ミクロン
であり、またエレクトレット基は、２１，５セン〜チ長
および２．５センチ幅である。

エレクトレット基１０のポリマ一層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、金愚層２０を付着させ
ることによっ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って背板１８の長さに沿って変
化する。

（１−ξｌ　Ｊ’／２　　　Ｊ、　　（Ｊν〕ω＝に、
Ｌ　・≦　１ξ１　≦１　　　　　・・・（２）但し、
Ｊ、＝第１棟のベッセル関数 ｊ＝（−１）１／２ ν＝ｌｎ〔γ＋（γ２−１）’／２］ γ＝第５−図に関して説明するレスポンス特性における
サイトローブ閾値 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 数にとなる。

荷電密度、エアキャップ及び箔厚が一定である場合、エ
レクトレッ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）に従って、エレクトレット基１０の長さ方向に変化
する様に、エレクトレットｉ１０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１６の幅は、その長さに沿って均一である。

荷電密度、エアキャップ及び箔厚が一定である場合、エ
レクトレットｆ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ット箔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ット変換器
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ｎよりほぼ３０　ｄＢ　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、別のサイトローブパターンになる。

しかし、何れの場合も、サイト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即ちサイトローブ振幅に対する、主ローブ３
０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、蒸盾又はその他の適切な方法によっ
て付着された金属層２０から成っている。背板１８は、
通孔を備えた回路板材、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
って決定される。中心から金属層２０の長さに沿って両
側に等距離だけ離間された点における金属層幅は同一で
ある。金属！−２０の所定の正規住良さし−を越すと、
各端部における幅は定ｉｉＫ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
のり−ト線になり、同様に、エレクトレット箔１０の金
属１ｉｉ＊１２と接触するリート線２５は、コネクタ（
図示せず）に向う中性（又はアース）リート線になる。

この手段によって、エレクトレッ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に設けたオリフィス２６に嵌入している
。エレクトレット箔１０は、背板１８上に置かれ、その
ポリマ一層１４は背板１８の金属化粗面１６と直に接触
している。エレクトレット箔１０の縦側面２７と２９と
は、クランプ４２及び４４によって、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５４．５６
は、エレクトレット箔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ット変換器を滑動端５７に
″よって、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によっ
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、エレクトレッ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ット変換器の部分
斜視図であるが、第１図及び第２図と同一部品には同一
符号が付しである。

第４図は、エレクトレット箔１０と背板１８との接触状
態を示す拡大図である。エレクトレット箔１０のポリマ
一層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
って、箔１０内の共振運動を阻止している。エレクトレ
ット変換器の周波数レスポンス特性にスペクトルビーク
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、凹凸部１６が、背板１８とエレクトレ
ット基１０との間に、必要なエアギャップを形成する訳
である。

第６図は、第１実施例の変形実施例である。

ポリマ一層１４と金属層１２とで構成されるエレクトレ
ット基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、一方ポリマ一層１４には予め選択さ
れた電圧レベル捷で、静電荷が°加えである。

金属層６８とポリマ一層７０とで構成される第２箔６６
は、エレクトレット箔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
マ一層７０を、エレクトレット基１０のポリマ一層１４
から分離している。残余の金属層の幅を層の全長に亘っ
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）に従って変化させることによって、２
゛種の異なる構成にすることができるが、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ドの複数本のサイトローフを
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、エレクトレット箔厚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ット変換器
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）によって求められる。エレクトレッ
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ｙ１（ｘ）は、次の関係式によって与
えられる。

但し、丙（Ｘ）　＝　ｆ換器の中心から距離（Ｘ）　離
間点におけるエレクトレット変換器 の感度、 σ（Ｘ）＝空間電荷分布 ５ｌｅｆｆ（ｘ）　＝実効エアキャップ厚（詳細は後Ｓ
、（Ｘ）−実際エアキャップ厚（同上）ω（Ｘ）−関係
式（１）及び（２）で求められる、金属層幅、 ｐｏ　−大気圧、 Ａ＝エレクトレット変換器（第２図 参照）の平面１６′−の面積、 七二エレクトレット箔の誘電率、 七〇−空気の誘電率、及び ５（ｘ）＝エレクトレット箔厚、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。

但し、ｔ−中心から一端部に至るエレクトレット変換器
の長さ、 一１＝中心から他端に至るエレクトレット変換器め長さ
、 凶（ｘ）−中心から任意距離Ｘだけ離れた点におけるエ
レクトレット変換器の 感度、 ｋ−音波数、及び Ｒ（の＝入射音波と変換器表面との間の角度が形成する
任意角θにおけるエ レフトレット変換器のレスポンス、 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Ａ−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、エレクトレット変換器
の感度は、金属層幅、エレクトレット箔厚、実効エアキ
ャップ厚、及び空間電荷分布即ちエレクトレット基にが
かる静電荷に正比例し、実際エアキャップの厚さに反比
例する。従って、本発明によると、上記のパラメータヶ
変えれば第５図に示す所窒のレスポンス特性が得られる
。

第７図は、上記の用語、即ち実際エアキャップと実効エ
アキャップとの相違を理忙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から距離り。の
地点で半径ｒ。を有するシリンダ７８に機械加工さハ、
た畝部７４上に置かれている。背板７２には、夫々直径
り、を有する複数個のアパーチャ８２が穿設されている
。

厚さＳを有するエレクトレット基８４は、背板７２の主
面から距離８１　　を隔てた地点で、シリンダ７８の頂
部に置かれている。エレクトレット基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＊　ａ、　は余り変化しない。

実際エアキャップ−とは、エレクトレット基８４と背板
７２との間の空気層８６を指す。

上記の様に、エレクトレット基８４はわずかじか変形し
ないので、実際エアキャップの厚さ又は深さ論　は、は
ぼ一定である。実際エアギャップは、装置の電気的動作
に影響する。

即ちエレクトレット基８４が背板１２に近づく程、エレ
クトレット基８４が発生する出力信号が高くなる。

実効エアキャップとは、バック空胴８８内、複数個のア
パーチャ８２内、及び実際エアキャップ８６内の空気層
を合計したものである。

実効エアキャップの厚さ又は深さは、次の関係式で求め
られる。

但し、ｈｏ−バック空胴８８内の空気層の深さ、ｎ−ア
パーチャ８２の数、 ｈｌ−各アパーチャ８２の直径、 ｔ＝背板７２の厚さ、 γ０ニジリンダ７８の半径、及び ｓに実際エアキャップの厚ざ、である。

実効エアギャップは、エレクトレットｆ換器の機械的動
作に影響する。即ち、実効エア。

キャップが大きい程、同程度の付帯的音圧に対するエレ
クトレット８４のたわみが大きくなる。従って、実効エ
アキャップはエレクトレット変換器の機械的スチフネス
を決足するが、その電気的性質に影響することはない。

第７図には、実際エアキャップと実際エアキャップとの
相違を説明するため、シリンダ８８を示しだが、第１図
に示す直線形エレクトレット変換器にも同じ原理があて
はまる。

第８図は、その長さに沿って実際エアキャップの厚°さ
を変えることによって製造される第２実施例によるエレ
クトレット変換器を示している。この場合はエレクトレ
ット基９２と背板９４とを離間する複数本の柱９０を用
いることによって、実際エアギャップの厚さを変えてい
る。複数本の柱９０の高さｈｐは、次の関係式に従って
、エレクトレット変換器、　　゛ の長さ方向に変化する。

ｈｐ＝（ω（Ｘ））−’　　　　　　　　　　・・・（
６）ｈｐ−（（イ）−１・・・（７） 但し、ω（Ｘ）は関係式（１）であり、またＫは関係式
（２）である。即ち、エレクトレッ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、一定置さを
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。

通常の場合、エレクトレット箔上の任意点におけるエレ
クトレット基９２と背板９４との間の距離ｄは、−次の
関係式によって足義される。

・・・・・（８） ｄ＝１／Ｋ　　、　　　〜Ｌ＜ｌξ１≦１　　・・・（
９）但し、Ｊ、＝第１棹のベッセル関数、 ｊ＝（−１）１／２ ν＝　Ａｎ　［γ＋（１，２−１＞’／２　］ｒ＝サイ
トローブ閾値レベルし対する一主ローフの掘幅比、 ξ＝背板の中心から任意点までの正規 化長さ、及び Ｌ−背板の正規化長さでこの範囲を越 えると、距離は定数にとなる、 背板９４は、エレクトレット基９２に面するその表面上
に、同程度の幅の薄い金属層９６を肩しているが、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
クトレット基９２は、金属層９１及び静電荷を帯びたポ
リマ一層９８で構成されており、ポリマ一層９８は、背
板に面している。エレクトレット基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、エレクトレット基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ット変換器の部分斜視−で
ある。

本実施例゛の代替例では、エレクトレツＨＳ９２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、エレクトレット基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
よって離間する。

第１０図は、実際エアギャップの厚さを変えることによ
って得られるエレクトレット変換器の第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
とによって、エレクトレット基１０２と背板１０４との
間の実際エアギャップの厚さを変えるものであるが、エ
レクトレット基１０２の厚さは、その全長に亘って一定
に保たれている。従って、複数本の柱１０８の高さは、
エレクトレット変換器の長さ方向に変化する。柱１０８
は、エレクトレット基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
従って、エレクトレット変換器の長さ方向に変化する。

即ち、エレクトレッ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、その全幅に亘って延びる金
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。エレクトレット基１０２
は、金属層１０１及び静電荷を帯びたポリマ一層１１２
の２層で構成されている。ニレ、クトレット箔１０２の
金属面１０１から出る中性（又はアース）リート線１１
１と、背板１０４の金属面１１０から出る正のり−ト線
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
クトレット基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
１０４の上方に、第２箔（図示せず）を吊下させ、柱１
０８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ット変換器から得
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、実効エアキャップの厚さを変
えることによって得られる、エレクトレット変換器のそ
れぞれ異なる３つの実施例−であるが、何れの場合でも
、エレクトレット基は、第１図及び第４図に示すエレク
トレット変換器と同様に、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、エレクトレットｉ及び背板１１６が
示されている。エレクトレット基１２１は、自然の凹凸
がある背板面１１８上に直に置かれている。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、棟々の深さに穿設されている。エレクトレット
基１２１は、表面１１８上に直に置かれているため、実
際エアギャップの厚さは、背板１１６の長さ方向にほぼ
一定である。

従って、実効エアギャップの厚さは、関係式（５）に従
って、穴１２０の深さに正比例する。

穴１２０の深さを変えることによって、関係式（１）及
び（２）から、実効エアギャップの厚さが求められる。

エレクトレット変換器に沿った任意点における感度Ｍ（
ｘ）は、その点における実効エアキャップの厚さに正比
例する。感度ｆ　（Ｘ）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ット変換器を実現する
のに有益なエレクトレット箔１２３及び複数個のアパー
チャ１２４を穿設した背板１２２を示している。アパー
チャの直径は、アパーチャ内の空気量が、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
ャップの厚さが、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、エレクトレット箔１２７、及び複数個の同
一直径のアパーチャ１２８を穿設した背板１２６を示し
ている。この場合は、アパーチャ１２６の密果度を変え
ることによって、実効エアキャップの厚さが、関係式（
１）及び（２）に正比例して変化する様にしている。

実効エアギャップが、エレクトレッ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
クトレッ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−子によって支持されてエレ
クトレット箔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
、密果度、又は深さを変えることによって、実効エアギ
ャップの厚さを変えている。第１１図乃至第１３図に示
す穴の代りに溝（図示せず）を設けて、これらの広さ、
密果度又は深さを、関係式（１）及び（２）に従って変
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１３．０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ット箔
１３２から成る第４芙施例によるエレクトレット変換器
を示している。ニレ−２−上レット箔１３２は、ポリマ
一層１３６及びその上に積層された金属層１４２で構成
されている。ポリマ一層１３６は、背板１３０の自然の
凹凸がある而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１３
７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１３７から出る正のリード−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
ット変換器上の任意点における感度Ａ　（ｘｌは、その
点におけるエレクトレット箔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、はぼ第５図に示す
通りになる。

第１５図は、・エレクトレット箔１５４の厚さが、関係
式（１）及び（２）に従って、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
ット箔１５４の金属層１５８は、背板１５０の金属層１
５２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　＝　ｔ−枢Ｘ）　　　　　　　　・・・・・・０
Ｑｔｂ　＝　ｔ　−Ｋ　　　　　　　　　　・・・机金
属層１６７及びポリマ一層１７０で構成される第２箔１
６８は、絶縁素子１６２及び１６４に支持されて、エレ
クトレット１１５４の上方に吊下している。第２箔１６
８とエレクトレット箔１５４のポリマ一層１５６との間
の距離は、エレクトレット変換器の縦横に亘ってほぼ一
定である。中性（又はアース）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ット箔１０のポリ
マ一層１４上の静電荷分布状況を示している。静電荷は
、ポリマ一層１４の全域に亘って均一にかけられるが、
その密度は、関係式（１）及び（２）に従って、エレク
トレット箔１０の長さ方向に変化する。また任意点にお
けるエレクトレット変換器の感度は、その点においてエ
レクトレット箔に加えられる静電荷量に正比例する。ま
た関係式（４）Ｋ示す様に、第５図のレスポンス特性は
、エレクトレッ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ット箔１０のポリマー
面１４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、選択された幅に沿って均一に加えられ、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
従って、エレクトレット箔の長さ方向に変化する。即ち
荷電領域の幅は、第１，６図と異なり、ポリマ一層の幅
と開廷を成さない。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
示すエレクトレット箔１０のポリマ一層の異なる深さま
で静電荷をかけることによって、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。

暑く０　ν σ＝□　　　　　　　　・・・・・（６）ｄ。

□ｄ 但し、σ＝電荷密度、 崎＝ポリマーの誘電率、 嬌。＝周囲空気の誘電率、 ｄ１〒静電荷の深さ、 ｄニポリマ一層の厚さ、及び ν＝静電電圧、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）に従ってポリマ一層の
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。

このだめ、交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だめ、より高精度になる
。従ってレスポンスの指向性が４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トロ
ーブができる。

金属層幅、実際エアギャップ又は実効エアギャップを変
える上記の３つの実施例では、エレクトレット箔の代り
に、直流（ｄ、　ｃ、）　／＜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、金属層とポリマ一層とから成る箔、又は全て金
属でできた箔といった、２種類の箔を用いることができ
る。しかし、金属層とポリマ一層とで構成される箔を用
いる場合は、金属層を背板−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々らない。

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

【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ット変換器の分
解図であり、 第２図は、第１図のエレクトレッ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図のエレクトレッ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
トレット変換器のエレクトレッ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ット変換器のレスポ
ンス特性図であり、 第６図は、第１図に示すエレクトレット変換器の変形実
施例の図であり、 第７図は、実際エアギャップと実効エアギャップとの相
違の説明に有益なエレクトレット変換器の図であり、 第８図乃至第１０図は、実際エアギャップを変化させる
ことによって構成した、第２実施例によるエレクトレッ
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、実効エアキャップを変化させ
ることによって構成した、エレクトレット変換器の第３
実施例の図であり、第１４図及び第１５図は、エレクト
レット箔の厚さを変化させることによって構成した、エ
レクトレット変換器の第４実施ｔ５’ｌＪＯ図であり、
そして 第１６図乃至第１８図は、第１図のエレクトレット箔の
ポリマー面に与えた静電荷の分布状況図を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 ９２．１５４・・エレクトレット箔 ９１・・・エレクトレット箔の金属層 ９８・・・エレクトレット箔のポリマ一層９４．１１６
・・・背板 ９６・・・背板の金属層 ９０・・・支持素子 １２０・・・穴 １６８・・・第２箔 １７０・・・第２ｆ３のポリマ一層 １６７・・・第２箔の雀属ノー 第１頁の続き ０発　明　者　ジェームス・ニドワード・ウェスト アメリカ合衆国０７０６１ニユージ ヤーシイ・ユニオン・プレイン フィールド・パークサイド・ロ ード５１０ ５０８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　エレクトレット基及び金属で被覆された背板から
   成る、エレクトレット音響変換器において、エレクトレ
   ット基は、その長さ方向の任意点において、その幅方向
   に背板とほぼ平行しており、エレクトレット基と背板と
   の間の距離は、所定の関係に従って、エレクトレット基
   の長さ方向に変化し、捷だ、エレクトレット箔上の任意
   点におけるエレクトレット変換器の感度は、１本の主ロ
   ーブ及びほぼ所定の閾値レベルにある複数本のサイドロ
   ーブから成る指向レスポンスパターンを形成する様に、
   前記任意点におけるエレクトレット基と背板との間の距
   離に反比例していることを特徴とする音響変換器。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の音響変換器におりて
   、エレクトレット箔上の任意点における、前記箔と背板
   との間の距離ｄは、関係式 ％式％ （但し、Ｊ、は第１種のベッセル関数、ｊ−（−１”）
   ’／２、νはｔｎ　（γ＋（ｒ２−１）’／２　’］、
   γはサイトローブ閾値レベルに対する主ローブの振幅比
   、ξは背板の中心から背板上の任意点までの正規化長さ
   、及びＬは背板の正規化長さでこの範−囲を越えると、
   距離は定数にとなる。 によって定義されることを特徴とする音響変換器。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の音響変換
   器において、背板上に、その長さ方向の距離に応じて高
   さが変化する、複数本のエレクトレット箔支持用柱を設
   けることによって、エレクトレット基と背板とを離間す
   ることを特徴とする音響変換器。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の音響変換
   器において、背板の長さ方向の距離に従って高さが変り
   、またその最上面が、背板表面と平行している背板上の
   複数本のエレクトレット箔゛支持用畝部に亘って、エレ
   クトレット基を設けることによって、エレクトレット基
   と背板とを離間することを特徴とする音響変換器。 ５、　特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の音響変
   換器において、背板の厚さは、その長さ方向に均一であ
   ることを特徴とする音響変換器。 ６　特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の音響変換
   器において、背板の厚さが変化することを特徴とする音
   響変換器。 ７、％許請求の範囲第６項に記載の音響変換器においで
   、背板に、内部空気量が背板の縦横に沿って均一である
   複数個の穴を設けることを特徴とする音響変換器。 ８、特許請求の範囲第６項に記載の音響変換器において
   、前記背板に、その幅と平行して延び、かつ内部空気量
   がその長さ方向に均一である溝を設けることを特徴とす
   る音響変換器。 ９、　特許請求の範囲第１項乃至第８項の何れかに記載
   の音響変換器において、ニレクートレッド箔は、長方形
   の金属層及び長方形のポリマ一層で構成されていること
   を特徴とする音響変換器。 １０　　特許請求の範囲第１項乃至第９項の何れかに記
   載の音響変換器において、エレクトレット基は所定値ま
   で静電荷帯敵されていることを特徴とする音響変換器。 １１、特許請求の範囲第１項に記載の音響変換器におい
   て、前記背板は金属で被覆され、一方前記エレクトレッ
   ト箔は、その金属層が背板の金属被膜に面する様に、背
   板に固着されており、ポリマ一層及び金属層で構成され
   る第２箔は、エレクトレット基の長さ方向の、前記第２
   箔とエレクトレット基との間の距離が、所定の関係に従
   って一定である様にエレクトレット基の上方に吊下され
   ており、またエレクトレット基の任意点における変換器
   の感度は、エレクトレット基と第２箔との間の任意点に
   おける距離に反比例することを特徴とする音響変換器。 １２、特許請求の範囲第１項乃至第１１項の何れかに記
   載の音響変換器において、エレクトレット基には、間断
   なく直流バイアスがかけられていることを特徴とする音
   響変換器。