KR20040067399A - 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측이 개방되고 타측에 음파 유입구가 형성된 케이스 내에 백 플레이트와 스페이서, 진동판이 부착된 진동판 지지링, 베이스, 연결링, 인쇄회로기판 등이 순차적으로 내입되고, 상기 인쇄회로기판의 패턴에 접속된 FET 게이트가 연결링을 통해 진동판에 전기적으로 접속되고, 상기 FET의 소스와 드레인이 인쇄회로기판의 양면에 형성된 패턴에 각각 전기적으로 접속된 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 후방에서 발생된 음파가 유입될 수 있는 하나 이상의 홀이 형성되고, 중앙에 홀이 형성되고 상기 홀에는 음파의 진행을 지연하기 위한 필터가 부착된 필터판이 상기 진동판 지지링과 연결링 사이에 내재된 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 콘덴서 마이크로폰 내의 진동판이 후방에서 발생된 음파에는 반응하지 않고 다만 전방에서 발생된 음파에만 반응함으로써 전방, 즉 사용자가 원하는 특정 방향에서 발생된 음파만을 수집할 수 있는 것이다.

Description

단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰{unidirectional condenser microphone}

본 발명은 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘덴서 마이크로폰 내의 진동판이 후방에서 발생된 음파에는 반응하지 않고 전방에서 발생된 음파에만 반응해서 전방에서 발생된 음파만을 수집할 수 있도록 한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

통상의 콘덴서 마이크로폰(condenser microphone)은 음압에 의해 진동하는 진동판과 백 플레이트(back plate) 간의 전위차를 이용하여 음파를 전기신호로 변환하는 부품으로서 그 일 예는 도1에 도시한 바와 같다.

전방에 위치한 필터(101)와 음파 유입구(102)를 통해 전달된 음파에 의해 진동판(103)의 주변에 음압이 형성됨에 따라 진동판(103)이 진동한다. 이로서, 진동판(103)과 백 플레이트(104) 간의 거리(전위차)가 변화하게 되고, 이로 인하여 인쇄회로기판(105) 상에 장착된 FET의 게이트 단자에 가해지는 게이트 전류가 음파, 즉 음압에 대응되게 변화한다. 따라서, 인쇄회로기판(105) 상에 장착된 FET를 포함하는 증폭기는 음파, 즉 음파에 의해 형성된 음압으로 인해 형성된 진동판(103)과 백 플레이트(104) 간의 전위차를 전기신호로 증폭해서 출력한다.

하지만, 위와 같은 콘덴서 마이크로폰 내의 진동판(103)은 전방에 위치한 음파 유입구(102)를 통해 전달되는 음파에 민감하게 반응해서 진동한다는 장점을 가지기도 하지만, 후방, 즉 케이스(106)를 돌아 음파 유입구(102)를 통해 전달되는 음파에 의해 형성된 음압에 의해서도 역시 민감하게 반응하는 특성을 가지고 있어, 전방에서 발생되는 음파만을 수집하고자 하는 경우에는 적합하지 않다.

상기한 바와 같은 종래의 콘덴서 마이크로폰의 한계성을 극복하기 위한 본 발명은 콘덴서 마이크로폰 내의 진동판이 후방에서 발생된 음파에는 반응하지 않고 다만 전방에서 발생된 음파에만 반응해서 전방, 즉 사용자가 필요로 하는 하나의 방향에서 발생된 음파만을 수집할 수 있도록 한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도1은 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.

도2는 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분해 사시도이다.

도3은 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.

도4a,b는 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰의 주파수 응답특성과 극성 응답패턴을 나타낸 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1,12 : 필터 2 : 백 플레이트

3 : 스페이서 4 : 베이스

5 : 연결링 6 : 케이스

7 : 단부 8,9,15 : 홀

10 : 음파 유입구 11 : 인쇄회로기판

13 : 진동판 14 : 진동판 지지링

16 : 필터판

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰은, 일측이 개방되고 타측에 음파 유입구가 형성된 케이스 내에 백 플레이트와 스페이서, 진동판이 부착된 진동판 지지링, 베이스, 연결링, 인쇄회로기판 등이 순차적으로 내입되고, 상기 인쇄회로기판의 패턴에 접속된 FET 게이트가 연결링을 통해 진동판에 전기적으로 접속되고, 상기 FET의 소스와 드레인이 인쇄회로기판의 양면에 형성된 패턴에 각각 전기적으로 접속된 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 후방에서 발생된 음파가 유입될 수 있는 하나 이상의 홀이 형성되고, 중앙에 홀이 형성되고 상기 홀에는 음파의 진행을 지연하기 위한 필터가 부착된 필터판이 상기 진동판 지지링과 연결링 사이에 내재된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 홀에 부착된 필터는, 부직포인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 필터는 콘덴서 마이크로폰의 후방으로부터 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 시간 동안 음파의 전달시간을 지연하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 형성된 홀의 직경은 상기 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에 도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 크기를 가지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도2 및 도3을 참조하면, 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰의 케이스(6)는 일측이 개방되고 타측, 즉 콘덴서 마이크로폰의 전방에는 음파가 유입되는 음파 유입구(9)가 천공되어 있다. 이 케이스(6) 내에는 중앙에 홀(9)이 형성된 백 플레이트(2)와 절연재질의 스페이서(3), 진동판(13)이 부착된 진동판 지지링(14), 절연재질의 베이스(4), 중앙에 홀(15)이 형성되고 이 홀(15)에 음파의 전달을 지연하기 위한 필터(12)가 부착된 필터판(16), 연결링(5), 중앙에 홀(8)이 천공된 인쇄회로기판(11) 등이 순차적으로 내입되어 있다.

물론, 케이스(6) 내에 백 플레이트(2)와 스페이서(3), 진동판 지지링(14), 베이스(4), 필터판(16), 연결링(5) 그리고 인쇄회로기판(11) 등을 순차적으로 내입한 후 케이스(6) 단부(7)를 절곡시켜 내부에 내입된 것들을 고정함은 당연하다.

또한, 인쇄회로기판(11)의 패턴에 접속된 FET 게이트가 인청동이나 황동 같은 전도체로 이루어진 연결링(5)과 필터판(16)을 통해 진동판 지지링(13)의 일면에 부착된 진동판(13)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 FET의 소스와 드레인이 인쇄회로기판(11)의 양면에 형성된 패턴에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 물론,진동판(13)과 대향되게 배치된 백 플레이트(2)는 케이스(6)를 통해 인쇄회로기판(6)의 일면에 형성된 패턴에 전기적으로 접속되어 있다.

여기서, 필터판(16)에 부착된 필터(12)는 콘덴서 마이크로폰의 후방으로부터 케이스(6)의 음파 유입구(9)를 통해 진동판(13)에 도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 시간 동안 음파의 전달시간을 지연할 수 있는 특성을 갖으며, 인쇄회로기판(11)에 형성된 홀(8) 역시 콘덴서 마이크로폰의 후방으로부터 케이스(6)의 음파 유입구(9)를 통해 진동판(13)에 도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 직경을 갖는다.

그리고, 케이스(6)의 일면, 즉 음파 유입구(9) 위에 부착된 필터(1)나 필터판(16)의 홀(15) 위에 부착된 필터(12)로서는 부직포 등을 사용할 수 있다.

이렇게 구성된 콘덴서 마이크로폰의 동작을 설명한다.

콘덴서 마이크로폰의 전방으로부터 들어오는 음파는 필터(1)와 음파 유입구(9)를 거쳐 바로 진동판(13)에 전달되고, 이로 인하여 진동판(13)이 진동함에 따라 진동판(13)과 백 플레이트(2) 간의 거리가 변화하게 된다. 따라서, 진동판(13)과 백 플레이트(2) 사이의 전위차가 발생되고, 이 전위차가 FET의 베이스에 가해지면서 증폭되게 된다.

또한, 진동판(13)에는 콘덴서 마이크로폰의 전방에서 발생된 음파뿐만 아니라 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생된 음파가 케이스(6)를 돌아 필터(1)와 음파 유입구(9)를 통해 일정시간의 시간지연을 가지고 진동판(13)의 한쪽 면에 가해짐과 동시에 인쇄회로기판(11)의 홀(8)과 필터(12) 그리고 필터판(16)의 홀(15)을 통해 진동판(13)의 다른 한쪽 면에 일정시간의 시간지연을 가지고 가해진다.

이로서, 콘덴서 마이크로폰의 진동판(13)의 한쪽 면에 후방에서 발생된 음파가 케이스(6)를 돌아 가해짐과 동시에 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생된 음파가 인쇄회로기판(11)의 홀(8)과 필터판(16)의 홀(15)을 통해 진동판(13)의 다른 한쪽 면에 가해지되, 인쇄회로기판(11)의 홀(8)과 필터판(16)의 홀(15)의 직경과 필터(12)에 의해 시간지연으로 인하여 동일한 위상을 가지는 음파가 동일한 시간에 진동판(13)의 양단에 가해지기 때문에 서로 상쇄되어 진동판(13)의 거의 진동하지 않는다.

즉, 도4a,b에서와 같이, 콘덴서 마이크로폰의 전후에서 발생된 음파에 의해 반응하는 진동판(13)의 주파수 응답특성과 극성 응답패턴을 얻을 수 있어, 본 발명에 의하면 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생되는 음파에 영향을 받지 않고 콘덴서 마이크로폰의 전방에서 발생되는 음파만을 선택적으로 수집할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 콘덴서 마이크로폰 내의 진동판이 후방에서 발생된 음파에는 반응하지 않고 다만 전방에서 발생된 음파에만 반응함으로써 전방, 즉 사용자가 원하는 특정 방향에서 발생된 음파만을 수집할 수 있는 효과가 있다.

다시 말하면, 본 발명은 종래의 콘덴서 마이크로폰으로부터 최소한의 구조 변경으로 사용자가 원하는 방향에서 발생한 음파만을 수집할 수 있는 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 일측이 개방되고 타측에 음파 유입구가 형성된 케이스 내에 백 플레이트와 스페이서, 진동판이 부착된 진동판 지지링, 베이스, 연결링, 인쇄회로기판 등이 순차적으로 내입되고, 상기 인쇄회로기판의 패턴에 접속된 FET 게이트가 연결링을 통해 진동판에 전기적으로 접속되고, 상기 FET의 소스와 드레인이 인쇄회로기판의 양면에 형성된 패턴에 각각 전기적으로 접속된 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰에 있어서,

   상기 인쇄회로기판에 후방에서 발생된 음파가 유입될 수 있는 하나 이상의 홀이 형성되고;

   중앙에 홀이 형성되고 상기 홀에는 음파의 진행을 지연하기 위한 필터가 부착된 필터판이 상기 진동판 지지링과 연결링 사이에 내재된 것을 특징으로 하는 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰.
2. 제1항에 있어서,

   상기 홀에 부착된 필터는, 부직포인 것을 특징으로 하는 상기 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰.
3. 제1항에 있어서,

   상기 필터는 콘덴서 마이크로폰의 후방으로부터 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에 도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 시간 동안 음파의 전달시간을 지연하는 것을 특징으로 하는 상기 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰.
4. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판에 형성된 홀의 직경은 상기 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에 도달하기까지의 거리(d)에 대응되는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 단방향성 특성을 가지는 콘덴서 마이크로폰.