KR200216295Y1 - 콘덴서 마이크로폰 - Google Patents

Abstract

본 고안은 콘덴서 마이크로폰(Condenser microphone)에 관한 것으로, 특히 전면에서 유입되는 음파를 극대화시키고, 콘덴서 마이크로폰의 배극판을 FET의 게이트단과 직접 전기회로적으로 연결함과 동시에 배극판을 유동성 있게 지지하도록 하는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

종래의 콘덴서 마이크로폰은 무지향성으로, 사방면으로 음파의 유입에 의해 잡음 및 소음, 변질된 소리의 발생등 사용자 및 청취자에게 심한 거부감을 일으키는 원인과 함께, 상기 FET의 게이트단과 배극판을 연결하기 위해 경도가 강한 재질의 터미널을 사용하여, 상기 터미널과 배극판 사이의 높은 접촉저항이 발생하여 제품의 효율이 저하되고, 작업공정에 있어서 딱딱한 재질을 사용함으로써 각각의 부품들을 조립할 때, 약간의 사출 찌거기에도 정확한 조립이 되지않아, 제품의 불량율 상승의 원인이 되었다.

이에 본 발명에서는 전면에서 유입되는 음압을 극대화 시키기 위하여 필터를 구비하고, 배극판을 FET의 게이트단과 직접 전기회로적으로 연결하고, 배극판을 유동성 있게 지지하도록 탄성 연결수단을 구비하여, 깨끗한 음성을 전달할 뿐만 아니라 생산성 향상의 효과와 함께 싼 제조원가의 장점이 있게 한다.

Description

콘덴서 마이크로폰{Condenser microphone}

본 고안은 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 특히 외부에서 입력되는 음압을 극대화하고, 콘덴서 마이크로폰의 배극판과 FET의 게이트단과의 연결수단을 스프링으로 구비하여, 접촉저항을 줄임과 동시에 정밀한 작업을 요하는 조립공정에서의 편리함을 얻게하는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

일반적으로, 콘덴서 마이크로폰은 평행판 콘덴서의 정전 용량 변화를 이용한 마이크로폰으로서, 한쪽을 고정전극, 다른 한쪽을 도전성의 진동판 전극으로 하고, 이 양 전극간에 수 10MΩ의 저항을 통해서 높은 직류전압을 가하게 되는데, 음압에 의해서 전극 간격이 달라지는 동시에 정전 용량이 변화하여 이때 생기는 전압이 음성신호로써 도출 가능하게 되어지는 것이다.

상기 콘덴서 마이크로폰의 주파수 특성은 10,000Hz 부근까지 거의 평탄하며, 고 충실도의 마이크로폰이지만 출력은 작고, 측정용 및 방송용을 포함하여 최근에는 휴대폰등의 이동통신 단말기 등에 광범위하게 적용된다.

상기와 같은 콘덴서 마이크로폰의 동작이론 및 원리를 살펴보면, 이른바 콘덴서 마이크로폰의 내부 구성부품은 매우 정밀하고 또 외부의 전기잡음(Electric noise)에 민감하므로 먼지 및 이물질의 침투와 전기잡음으로부터 충분하게 보호되기 위해 음파 유입구가 형성된 금속의 케이스 속에 적층 밀봉되어 있다.

음파 유입구를 통해 금속 진동판에 음파가 가해졌을 때 진동판이 진동하면 배극판과의 거리변화, 즉 음파에 따른 거리변화가 일어나는데 이러한 물리적 변화현상을 전기적으로 해석하여 정전용량의 변화를 이해할 수 있다.

일반적으로 콘덴서 마이크로폰은 정전용량이 작고 전기적으로 임피던스가 높아 일반 증폭기와 직결하여 사용할 수 없음으로 상기 증폭기가 요구하는 입력 임피던스와 정합시키기 위하여 임피던스 변환소자인 FET(Field effect transistor)와 결합하여 사용된다.

상기 FET는 전계효과 트랜지스터로서 소오스, 게이트, 드레인의 3단자로 구성된 능동소자인데, 게이트의 전위가 변화함에 따라 드레인과 소오스간에 흐르는 전류값이 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호를 얻을 수 있다.

콘덴서 마이크로폰은 성극전압으로 수백 볼트의 직류 외부공급 전원이 요구 되지만, 전하축적 특성이 우수한 고분자 필름에 금속을 증착하여 진동판으로 사용하거나 고분자 필름을 배극판에 접착하여 전하를 축적시킴으로서 외부 공급 전원을 생략시킨 것이다.

종래의 콘덴서 마이크로폰의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도이고, 도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 측 단면도이다.

외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스(1)와,

외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(2)과,

상기 진동판(2)의 하부에 구비되어 진동판(2)과 배극판(4)과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서(3)와,

상기 진동판(2)에서 감지한 음파신호의 진동변화량을 전기적 신호로 변환하여 주는 배극판(4)과,

케이스(1)의 각 부품을 기구적으로 지지하며 케이스(1)내 전류 및 전하가 외부로의 출입을 차단하는 절연물의 역할을 담당하는 인슐레이터(insulator)(5)와,

상기 배극판(4)과 FET(7)의 게이트단과의 전기적 연결수단인 터미널(6)과,

상기 배극판(4)을 통해 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET(7)와,

FET(7) 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 PCB(8)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 설명하면 다음과 같다.

외부로부터의 음파신호가 케이스(1)의 음파유입구를 통해서 입력되면 진동판(2)은 상기 음파의 고저에 따른 진동변화량을 감지하여 배극판(4)에 전달한다.

배극판(4)은 상기 진동변화량을 전기신호로 변환하여 터미널(6)을 통해 FET(7)의 게이트단에 입력하고, 상기 게이트단에 입력되는 전기신호에 의해 드레인과 소오스 사이에 흐르는 전류의 양이 변화함으로써, 음의 높낮이를 전기적 신호로 표현가능해 진다.

그러나, 종래의 콘덴서 마이크로폰은 무지향성으로, 사방면으로 음파의 유입에 의해 잡음 및 소음, 변질된 소리의 발생등 사용자 및 청취자에게 심한 거부감을 일으키는 원인과 함께, 상기 FET(7)의 게이트단과 배극판(4)을 연결하기 위해 경도가 강한 재질의 터미널(6)을 사용하여, 상기 터미널(6)과 배극판(4)사이의 높은 접촉저항이 발생하여 제품의 효율이 저하되고, 작업공정에 있어서 딱딱한 재질을 사용함으로써 각각의 부품들을 조립할 때, 약간의 사출 찌거기에도 정확한 조립이 되지않아, 제품의 불량율 상승의 원인과 함께 고가의 제조원가가 발생하는 문제점이 있다.

이에 본 고안에서는 케이스의 음파 유입구를 통해 입력되는 전면의 음압을 극대화 하기 위하여, 배극판의 하부에 필터와, PCB와 배극판에 홀을 구비하여 후면에서 유입되는 음파신호 및 공기를 필터링하고, 또한 배극판의 지지수단인 인슐레이터에 홀(Hall)을 구비하고, 상기 홀에 FET의 게이트단과 배극판을 연결하기 위한 수단으로 스프링을 구성하여, 상기 배극판과의 접촉저항을 줄임과 동시에 조립공정에 소정의 유동성을 부여함이 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도.

도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 측 단면도.

도 3은 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도.

도 4는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 측 단면도.

도 5는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰 인슐레이터에 탄성 연결 수단이 구비된 형상을 보인 단면도.

상기와 같은 목적을 갖는 본 고안의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도, 도 4는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 측 단면도이고, 도 5는 본 고안의 인슐레이터에 탄성 연결수단이 구비된 형상을 보인 단면도이다.

외부의 물리적인 충격과 미세한 분진 등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스(1)와,

외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(2)과,

상기 진동판(2)의 하부에 구비되어 진동판(2)과 배극판(4)과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서(3)와,

다수개의 홀(4-1)이 구비되어 유입되는 음파의 통로를 제공하고, 상기 진동판(2)에서 감지한 음파신호의 진동변화량을 전달받아 상기 진동변화량을 전기 신호로 변환하여 주는 배극판(4)과,

유입되는 음파 및 공기의 속도와 양을 조절하는 필터(5)와,

내경과 외경의 사이에 홀(6-1,6-2)을 구비하여 상기 홀(6-1,6-2)에 탄성 연결수단(7-1,7-2)을 내장하여 고정 지지하며, 케이스(1)내 전류 및 전하가 외부로의 출입을 차단하는 절연물의 역할을 담당하는 인슐레이터(6)와,

상기 배극판(4)과 FET(8)의 게이트단을 연결하며, 배극판(4)을 유동적으로 지지하는 탄성 연결수단(7-1,7-2)과,

상기 배극판(4)을 통해 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET(8)와,

다수개의 홀(9-1)이 구비되어 후면에서 유입되는 음파의 통로를 제공하고, FET(8) 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 PCB(9)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 종래와 동일 부분은 생략하여 설명하면 다음과 같다.

외부로부터 음파신호가 케이스(1) 전면의 음파유입구와 후면의 케이스(1)에 구비된 홀(9-1)을 통해 입력되면 진동판(2)은 상기 음파의 고저에 따른 진동변화량을 감지하여 배극판(4)에 전달한다.

상기 케이스(1)의 음파 유입구와 후면에서 유입되는 음파신호 및 공기는 필터(5)의 필터링 작용에 의해 위상이 거의 같아지게 된다.

즉, 케이스(1)의 음파 유입구로 입력되는 음파신호 및 공기는 상기 케이스(1)에 구비된 홀(9-1)을 통해서 입력되는 음파신호 및 공기와 위상이 거의 같아지나, 홀(9-1)을 통해서 입력되는 음파신호 및 공기는 필터(5)의 필터링 작용에 의해 그 양이 케이스(1)의 음파유입구로 유입되는 음파신호 및 공기보다 적으므로, 상기 홀(9-1)을 통해서 입력되는 공기가 밀리는 현상이 발생, 전면에서 유입되는 음파신호가 극대화 되게 된다.

진동판(2)에서 감지된 진동신호를 전달받은 배극판(4)은 진동변화량을 전기신호로 변환하여 탄성 연결수단(7-1)통해 FET(8)의 게이트단에 직접 입력하고, 상기 게이트단에 입력되는 전기신호에 의해 드레인과 소오스 사이에 흐르는 전류의 양이 변화함으로써, 음의 높낮이를 전기적 신호로 표현 가능해 진다.

한편, 인슐레이터(6)는 도 5에 도시된 바와 같이 원통관의 형상으로 구비되어, 상기 인슐레이터(6)의 외경과 내경의 사이에 소정의 설정된 홀(6-1)을 형성하고, 상기 홀(6-1)의 대향방향으로 또 하나의 홀(6-2)을 구비한다.

상기 2개의 홀(6-1,6-2)에 각각 탄성 연결수단(7-1,7-2)을 내장하고, 상기 탄성 연결수단(7-1)의 일측면은 배극판(4)에 연결하며, 타 일측면은 FET(8)의 게이트단에 연결시킴으로써, 배극판(4)과 FET(8)의 전기적 연결이 가능해진다.

또한, 도 5의 측면도에서 상기 탄성 연결수단(7-1,7-2)을 인슐레이터(6)에 구비된 홀(6-1,6-2)의 높이 보다 약간 돌출되게 형성하여, 탄성 연결수단(7-1, 7-2)이 실제적으로 배극판(4)을 지지케 하였으며, 또한 정밀한 작업을 요하는 작업공정에 있어서도 상기 탄성 연결수단(7-1,7-2)의 탄성을 이용하여 소정의 유동성을 부여한다.

이상에서와 설명한 바와 같이 본 고안에서는 케이스의 음파 유입구를 통해 입력되는 전면의 음압을 극대화 하기 위하여 배극판의 하부에 필터를 구비하여 후면에서 입력되는 음파신호 및 공기를 필터링 작용하고, 또한 배극판의 지지수단인 인슐레이터에 홀(Hall)을 구비, 상기 홀에 FET의 게이트단과 배극판을 연결하기 위한 수단으로 탄성수단을 구성하여, 상기 배극판과의 접촉저항을 줄임과 동시에 조립공정에 소정의 유동성을 부여함으로써, 상기 배극판과의 접촉 저항을 줄임과 동시에 정밀한 작업을 요하는 조립공정에서의 편리함을 부여하고, 제품의 불량율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 조립공정이 단축됨으로써 생산성 향상의 효과와 함께 싼 제조원가의 장점이 있게 한다.

Claims (2)

1. 외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스와, 외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판과, 상기 진동판의 하부에 구비되어 진동판과 배극판과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서와, 상기 진동판에서 감지한 음파신호의 진동변화량을 전달받아 상기 진동변화량을 전기 신호로 변환하여 주는 배극판과, 케이스내 전류 및 전하가 외부로의 출입을 차단하는 절연물의 역할을 담당하는 인슐레이터와, 상기 배극판과 FET의 게이트단을 전기적으로 연결하기 위한 터미널과, 상기 배극판을 통해 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET와, FET 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 PCB로 구성되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서,

   상기 배극판과 FET의 게이트단을 전기적으로 연결하고 배극판을 유동적으로 지지하기 위해 2개의 탄성 연결수단을 구비하고, 상기 탄성 연결수단을 내장하여 고정 지지하도록 인슐레이터에 2개의 홀을 구비한 것과,

   유입되는 음파신호를 필터링 작용하기 위해 배극판의 하부에 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰.
2. 제 1항에 있어서, 상기 배극판과 PCB에는 유입되는 음파의 이동통로를 제공하는 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰.