KR20020086362A

KR20020086362A - 지향성 콘덴서 마이크로폰

Info

Publication number: KR20020086362A
Application number: KR1020020058676A
Authority: KR
Inventors: 박근수
Original assignee: 부전전자부품 주식회사
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2002-11-18
Also published as: KR100464700B1

Abstract

본 발명은 비교적 두꺼운 소결필터를 대신하여 수백 미크론의 고밀도 PTFE필터를 채용하여 전면음과 후면음의 감도차를 충분하게 확보하면서 그 전체적인 치수의 박형화가 가능한 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 다수의 후면음유입공이 형성되고 그 저면에는 음성신호를 검출하기 위한 FET가 배치된 PCB와, 일면에 다수의 전면음통과공이 환형상 압단부분에 외향 확관형태로 형성된 금속성 케이스체, 그 금속성 케이스체의 내측 바닥면에 금속링부재를 매개하여 설치되고 다수의 음파통과공이 형성된 백플레이트, 스페이서를 매개하여 진동판이 상기 백플레이트와 일정한 간격을 유지하도록 배치된 다이어프램, 상기 다이어프램상에 배치되어 내부접촉링에 접촉된 금속링, 상기 백플레이트와 상기 금속성 케이스체의 일면 내측에 배치되면서 공명공간을 정의하는 금속링부재 및, 상기 금속성 케이스체의 저면 외측에 접착되어 상기 전면음의 감쇄를 위한 음향저항체로서의 PTFE필터로 이루어진 것이다.

Description

지향성 콘덴서 마이크로폰{ELECTRET CONDENSER MICROPHONE}

본 발명은 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PTFE필터를 채용하여 단일지향성으로 후면음과 전면음의 감도차가 최적화되도록 하여 지향특성이 극대화되도록 한 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

통상적으로, 외부로부터 음(音)을 수취하여 후처리하는 오디오장치라든지 음성의 교환을 위한 통신기기(특히, 휴대통신단말)에는 그 음을 전기적인 신호로 변환하기 위해 마이크로폰이 필수적으로 채택된다.

도 1은 일반적인 지향성 콘덴서 마이크로폰의 개요를 설명하기 위한 도면이다.

도면에서, 10으로 표시된 금속성 케이스체는 대개 알루미늄으로 형성되면서 해당하는 지향성 콘덴서 마이크로폰의 구성요소를 밀봉/압착하여 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 함과 더불어 외부적인 전기적 잡음의 유입을 방지하는 보호캡의 기능을 갖게 된다.

12로 표시된 전면의 진동판(Diaphram)은 대개 PET 또는 PPS필름에 Ni을 진공증착하여 형성되고 후술하는 백플레이트와 미세한 간격을 유지한 상태에서 외부로부터의 음파에 의해 진동하여 일어나는 거리변화를 전기적인 정전용량의 변화로 유도되도록 하는 작용을 행하게 된다.

또, 12a로 표시된 진동판지지링(Polar ring)은 예컨대 SUS304패널을 프레스금형으로 타발함으로써 제조되고 통상적으로 상기 진동판(12)의 지지를 위해 채용된다.

14로 표시된 백플레이트는 그 상면에 다수의 음파유입공(14a)이 형성되도록 예컨대 SUS판에 FEP필름이 접착된 패널을 프레스금형으로 타발함으로써 제조되고 통상적으로 수KV의 고전압으로 대전되어 배극판 역할을 행하게 되는 바, 그 대전 전위는 해당하는 지향성 콘덴서 마이크로폰의 감도를 결정하게 되며 그 현상이 '일렉트릿(Electret)'으로 참조된다.

16으로 표시된 스페이서는 상기 진동판(12)과 상기 백플레이트(14)의 사이에 개재되어 상호 일정한 간격을 유지시키는 간극체 역할 및 전기절연체 역할을 하게 되는 바, 그 스페이서는 대개 PET필름을 프레스금형으로 타발함으로써 제조된다.

또, 18로 표시된 링형상 컨넥터(Connect ring)는 후술하는 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트와 상기 백플레이트(14)를 전기적으로 연결시키는 기능을 갖는 바, 그 링형상 컨넥터(18)는 대개 황동을 프레스 타발하고나서 금으로 도금하여 제조되어진다.

20으로 표시된 배극홀더(I.R ring)는 상기 백플레이트(12)와 상기 링형상 컨넥터(18)와 조립되어 기구적 지지물 및 절연체로서 작용하게 되는 바, 바람직하게 그 배극홀더(20)는 ABS재질로 사출성형하여 제조된다.

22로 표시된 FET는 상기 진동판(12)의 전기적 용량변화를 임피던스의 변화로 결과시켜 후단의 증폭기(도시는 생략)에 그 변화의 신호를 전달하는 임피던스 컨버터로서 기능하게 된다.

24로 표시된 PCB는 해당하는 지향성 콘덴서 마이크로폰의 후면 커버 및 출력단자 역할을 행하면서 다수의 후면음통과공(24a)이 형성되는 바, 그 용도에 따라 접촉형과 핀형 및 납땜형으로 구성된다.

26으로 표시된 소결필터는 음에 대한 저항체로서, 상기 PCB(24)의 후면음통과공(24a)을 통과한 음을 감쇄시켜 해당하는 지향성 콘덴서 마이크로폰이 지향특성을 갖도록 하게 된다.

여기서, 도 1에 도시된 지향성 콘덴서 마이크로폰의 전면에는 내부에 먼지라든지 이물질의 침투를 방지하기 위해 대개 부직포로 형성되는 전면필터가 채용된다.

도 2는 상기한 구성의 지향성 콘덴서 마이크로폰에 대한 전기적 등가회로를 나타낸다.

도 3을 참조하여 도 1에 도시된 지향성 콘덴서 마이크로폰이 단일지향성인 경우의 작용에 대해 설명하면, 전면음(30)은 상기 전면필터를 통과하여 상기 금속성 케이스체(10)의 음파유입구(10a)로 유입되어 상기 진동판(12)을 진동시키게 되고, 그 진동판(12)의 진동에 의해 상기 백플레이트(14)와의 사이에서 거리변화가 생기게 되면 그 거리변화에 대한 정전용량의 변화가 상기 FET(22)에서 음에 대응하는 신호로서 검출된다.

그에 대해, 후면음(32)은 상기 PCB(24)의 후면음통과공(24a)을 경유하여 음파저항체로서의 상기 소결필터(26)를 직접 통과하여 감쇄되고, 그 감쇄된 음파가 상기 진동판(12)을 진동시키게 된다.

따라서, 후면반사음은 전면음에 비해 레벨이 작아지게 되므로 전방향 단일지향성의 특성을 갖게 되는 바, 그러한 단일지향성 마이크로폰은 도 4에 도시된 주파수별 지향응답특성도를 보이게 된다.

그런데, 상기한 단일지향성 콘덴서 마이크로폰의 경우에는 후면음(32)이 상기 PCB(24)의 후면음통과공(24a)을 경유하여 상기 소결필터(26)를 통과하도록 그 경로가 설정됨에 따라 상기 전면음(30)과 후면음(32)의 감도차가 충분하게 보장되지 않게 되어 최적의 단일지향효과를 얻기가 곤란하게 된다.

더구나, 상기 금속성 케이스체(10)의 내부에서 상기 소결필터(26)는 전면음(30)과 후면음(32)의 충분한 감쇄를 위해서는 어느 정도의 두께가 필요하게 됨에 따라 그 전체적인 치수의 소형화에 영향을 주게 될 뿐만 아니라 그 소결필터(26)의 제조상 소결도에 따라 지향특성차가 발생될 가능성이 높은 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제 1목적은 단일지향성의 경우 부직포에 의한 전면필터를 대신하여 금속성 케이스체의 외면에 음향저항체로서 미세한 두께(수백 미크론)의 고밀도 PTFE필터를 적용함으로써 후면음과 전면음의 감도차를 증대시킴과 더불어 전체적인 치수의 소형화가 가능하도록 해서 제조공수 및 원가의 절감이 가능하도록 설계된 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2목적은 백플레이트와 진동판으로서의 다이어프램의 위치를 반대로 설정하고 그 백플레이트와 금속성 케이스체의 내측사이에 금속링을 위치시킴으로써 보다 충분한 공명공간이 확보되도록 하여 출력레벨의 보상이 가능하도록 하면서 PCB가 음파유입형으로 형성되도록 하여 음파유입구의 메인보드 밀착구조 또는 표면실장작업에 유리하게 적용되도록 한 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면 다수의 후면음유입공이 형성되고 그 저면에는 음성신호를 검출하기 위한 FET가 배치된 PCB와, 일면에 다수의 전면음통과공이 환형상 압단부분에 외향 확관형태로 형성된 금속성 케이스체, 그 금속성 케이스체의 내측 바닥면에 금속링부재를 매개하여 설치되고 다수의 음파통과공이 형성된 백플레이트, 스페이서를 매개하여 진동판이 상기 백플레이트와 일정한 간격을 유지하도록 배치된 다이어프램, 상기 다이어프램상에 배치되어 내부접촉링에 접촉된 금속링, 상기 백플레이트와 상기 금속성 케이스체의 일면 내측에 배치되면서 공명공간을 정의하는 금속링부재 및, 상기 금속성 케이스체의 저면 외측에 접착되어 상기 전면음의 감쇄를 위한 음향저항체로서의 PTFE필터로 이루어진 지향성 콘덴서 마이크로폰이 제공된다.

바람직하게, 상기 진동판은 상기 후면음이 상기 PCB의 후면음유입공을 통해 상기 진동판을 직접 진동시키도록 배치된다.

상기 다이어프램은 상기 금속링을 통해 상기 FET와 접속되고, 상기 백플레이트는 전하가 축적되고 상기 금속링부재를 매개하여 상기 금속성 케이스체와 전기적으로 접촉되어 전기회로가 형성된다.

본 발명에 따르면, 해당하는 마이크로폰은 단일지향성으로 형성된다.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 다수의 후면음유입공이 형성되고 그 저면에는 음성신호를 검출하기 위한 FET가 배치된 PCB와, 일면에 다수의 전면음통과공이 환형상 압단부분에 외향 확관형태로 형성되면서 전하가 충전된 금속성 케이스체, 상기 금속성 케이스체의 바닥면에 대해 스페이서를 매개하여 진동판이 일정한 간격을 유지하도록 배치된 다이어프램, 상기 다이어프램상에 배치되어 내부접촉링에 접촉된 금속링, 상기 다이어프팸과 금속링을 상기 금속성 케이스체의 일면 내면에 도전시킴과 더불어 공명공간을 정의하는 금속링부재 및, 상기 금속성 케이스체의 상기 일면 외측에 접착되어 상기 전면음의 감쇄를 위한 음향저항체로서의 PTFE필터로 이루어진 지향성 콘덴서 마이크로폰이 제공된다.

바람직하게, 본 실시양태에 따르면 상기 마이크로폰은 단일지향성으로 형성된다.

도 1은 일반적인 지향성 콘덴서 마이크로폰의 개요를 설명하기 위한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 지향성 콘덴서 마이크로폰의 전기적 등가회로도,

도 3은 단일지향성의 콘덴서 마이크로폰의 주파수응답특성도,

도 4는 단일지향성의 콘덴서의 주파수별 지향응답특성도,

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰이 백 일렉트릿(Back Electret)형 역방향 단일지향성 마이크로폰의 구조로 구성된 예를 나타낸 도면,

도 5b는 본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰이 프론트 일렉트릿형 역방향 단일지향성 마이크로폰의 구조로 구성된 예를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 금속성 케이스체의 구조를 나타낸 도면,

도 7은 본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 링형상의 금속링부재를 설명하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,50: 금속성 케이스체, 12,62a: 진동판,

14,66: 백플레이트, 18: 링형상 컨넥터,

22,56: FET, 24,52: PCB,

26: 소결필터, 70: 금속링부재,

72: PTFE필터.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰이 백일렉트릿형 역방향 단일지향성 콘덴서 마이크로폰의 구조로 형성된 구성을 나타낸다.

즉, 도 5a를 참조하면 금속성 케이스체(50)의 내부에 배치되는 출력단자기능을 갖는 PCB(52)에는 후면음(54)의 통과를 위한 다수의 후면음유입공(52a)이 형성되고, 그 PCB(52)의 저면에는 FET(56)가 배치된다.

또, 상기 금속성 케이스체(50)의 내부에서 공명공간(P)이 충분하게 확보되도록 배치된 내부접촉링(58)에 접촉된 금속링(60)의 하측에는 진동판(62a)의 외주단이 접착된 다이어프램(62)이 배치된다.

상기 다이어프램(62)의 하측에는 스페이서(64)를 매개하여 전하가 충전된 백플레이트(66)가 배치되는 바, 그 백플레이트(66)에는 다수의 음파통과구(66a)가 형성된다. 여기서, 상기 백플레이트(66)는 상기 진동판(62a)에 대해 상기 스페이서(64)에 의해 일정한 간격을 유지하면서 그 진동판(62a)과의 거리변화에 대한 정전용량의 변화를 일으키게 된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 백플레이트(78)와 상기 금속성 케이스체(50)의 바닥면 사이에는 금속링부재(79)가 배치되는 바, 그 금속링부재(79)는 해당하는 지향성 콘덴서 마이크로폰의 출력레벨을 충분하게 보정하기 위한 공명공간을 제공하게 된다.

그와 더불어, 본 발명에 따르면 상기 금속성 케이스체(50)의 저면에는 해당하는 역방향 단일지향성 콘덴서 마이크로폰의 감도증대를 위해 환형의 밴드형상으로 압단되고나서 그 환형압단부위에 전면음(68)의 유입을 위한 다수의 전면음유입공(50a)이 외향적으로 확관되는 형태로 형성된다(도 6 참조).

또, 상기 금속성 케이스체(50)의 저면 외측에는 외측에는 음향저항체로서 작용하는 수백 미크론의 두께를 갖는 고밀도 PTFE필터(72)가 접착된다.

여기서, 도 5a에 도시된 바에 따르면 상기 다이어프램(62)은 상기 금속링(60)을 통해 상기 FET(56)와 접속되고, 상기 백플레이트(66)는 전하가 축적되고 상기 금속링부재(70)(도 7 참조)를 매개하여 상기 금속성 케이스체(50)의 바닥면과 전기적으로 접촉되어 전기회로가 형성된다.

따라서, 상기한 구조에 의해 후면지향효과를 나타내는 단일지향성 콘덴서 마이크로폰이 제공된다.

도 5a에 도시된 단일지향성 콘덴서 마이크로폰에 따르면, 상기 후면음(54)은 상기 PCB(52)의 후면음유입공(52a)을 통해 유입되어 상기 진동판(62a)에 직접 진동시키게 되고, 그 진동판(62a)의 진동에 의해 상기 백플레이트(66)와의 사이에서 발생되는 거리변화에 대응하는 정전용량의 변화가 상기 FET(56)에 의해 검출되어 대응하는 음성신호가 얻어지게 된다.

그에 대해, 상기 전면음(68)은 상기 음향저항체로서의 PTFE필터(72)에서 감쇄되고나서 상기 금속성 케이스체(50)의 전면음유입공(50a)을 경유하여 상기 백플레이트(66)의 음파통과구(66a)를 통해 상기 진동판(62a)에 전달되는 바, 상기 전면음(68)은 상기 음파저항체로서의 PTFE필터(72)에 의해 감쇄된 상태임에 따라 상기 후면음(94)에 비해 레벨이 작아지게 되어 역방향 단일지향성 효과가 현격하게 개선된다.

도 5b는 본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰이 프론트 일렉트릿 단일지향성 콘덴서 마이크로폰의 구조로 구성된 예를 나타낸다.

도면을 참조하면, 도 5a에 도시된 구조에 비해 백플레이트가 제거되면서 상기 금속성 케이스체(50)가 배극판기능을 갖게 되고, 그에 따라 상기 내부접촉링(58)에 접촉된 금속링(60)과 상기 다이어프램(62)이 금속링부재(70)(도 7 참조)를 매개로 상기 금속성 케이스체(50)의 바닥면에 연계된다.

따라서, 도 5b에 도시된 프론트 일렉트릿형 단일지향성 콘덴서 마이크로폰의 경우에도 상기 후면음(54)은 상기 PCB(52)의 후면음유입공(52a)을 통과하여 상기 진동판(62a)을 진동시키게 되는 바, 그 진동판(62a)과의 거리변화에 대응하는 정전용량의 변화가 상기 금속성 케이스체(50)로부터 상기 FET(56)에 의해 검출되어 대응하는 음성신호가 얻어지게 된다.

그에 대해, 상기 전면음(68)은 상기 음향저항체로서의 PTFE필터(72)에서 감쇄되고나서 상기 금속성 케이스체(50)의 전면음유입공(50a)을 경유하여 상기 진동판(62a)에 전달되는 바, 상기 전면음(68)은 상기 음파저항체로서의 PTFE필터(72)에 의해 감쇄된 상태임에 따라 상기 후면음(94)에 비해 레벨이 작아지게 되어 역방향 단일지향성 효과가 현격하게 개선된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함은 물론이다. 예컨대, 상기 다이어프램에 대해 상기 내부접촉링과 금속링이 별개로 구성된 상태이지만, 상기 내부접촉링에 대해서는 상기 다이어프램에 일체화되도록 해도 바람직하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰에 의하면, 부직포에 의한 소결필터를 대신하여 수백미크론의 두께를 갖는 고밀도 PTFE필터를 음향저항체로서 사용함에 따라 전면음과 후면음의 감도차가 충분하게 보장되어 단일지향효과가 현저하게 개선된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 음향저항체로서의 PTFE필터가 미세한 두께를 갖기 때문에 대체로 수 밀리미터의 두께를 갖는 소결필터를 채용하는 경우에 비해 전체적으로 박형화된 제품의 제조가 가능하게 된다.

Claims

다수의 후면음유입공이 형성되고 그 저면에는 음성신호를 검출하기 위한 FET가 배치된 PCB와,

일면에 다수의 전면음통과공이 환형상 압단부분에 외향 확관형태로 형성된 금속성 케이스체,

상기 금속성 케이스체의 내측 바닥면에 금속링부재를 매개하여 설치되고 다수의 음파통과공이 형성된 백플레이트,

스페이서를 매개하여 진동판이 상기 백플레이트와 일정한 간격을 유지하도록 배치된 다이어프램,

상기 다이어프램상에 배치되어 내부접촉링에 접촉된 금속링,

상기 백플레이트와 상기 금속성 케이스체의 일면 내측에 배치되면서 공명공간을 정의하는 금속링부재 및,

상기 금속성 케이스체의 저면 외측에 접착되어 상기 전면음의 감쇄를 위한 음향저항체로서의 PTFE필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.
제 1항에 있어서, 상기 진동판은 상기 후면음이 상기 PCB의 후면음유입공을 통해 상기 진동판을 직접 진동시키도록 배치된 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.
제 1항에 있어서, 상기 다이어프램은 상기 금속링을 통해 상기 FET와 접속되고, 상기 백플레이트는 전하가 축적되고 상기 금속링부재를 매개하여 상기 금속성 케이스체와 전기적으로 접촉되어 전기회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 해당하는 마이크로폰은 단일지향성인 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.
다수의 후면음유입공이 형성되고 그 저면에는 음성신호를 검출하기 위한 FET가 배치된 PCB와,

일면에 다수의 전면음통과공이 환형상 압단부분에 외향 확관형태로 형성되면서 전하가 충전된 금속성 케이스체,

상기 금속성 케이스체의 바닥면에 대해 스페이서를 매개하여 진동판이 일정한 간격을 유지하도록 배치된 다이어프램,

상기 다이어프램상에 배치되어 내부접촉링에 접촉된 금속링,

상기 다이어프팸과 금속링을 상기 금속성 케이스체의 일면 내면에 도전시킴과 더불어 공명공간을 정의하는 금속링부재 및,

상기 금속성 케이스체의 상기 일면 외측에 접착되어 상기 전면음의 감쇄를 위한 음향저항체로서의 PTFE필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.
제 5항에 있어서, 상기 마이크로폰은 단일지향성인 것을 특징으로 하는 지향성 콘덴서 마이크로폰.