エレクトレットコンデンサマイクロホン
【目的】 本発明の目的は厚みを低減することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供する。
【構成】 エレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜１１０が貼付された枠体１００と、この枠体１００内に所定の空間Ｃを有して対向配置される背極板２００と、背極板２００の振動膜対向面に設けられ、当該背極板２００と振動膜１１０との間に空間Ｃを確保するスペーサ３００とを備え、背極板２００が枠体１００内に配置された状態でスペーサ３００を介して振動膜１１０を押圧するようになっている。
【構成】 エレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜１１０が貼付された枠体１００と、この枠体１００内に所定の空間Ｃを有して対向配置される背極板２００と、背極板２００の振動膜対向面に設けられ、当該背極板２００と振動膜１１０との間に空間Ｃを確保するスペーサ３００とを備え、背極板２００が枠体１００内に配置された状態でスペーサ３００を介して振動膜１１０を押圧するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトレットコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜が貼付された枠体と、振動膜と所定の空間を空けて略平行に配置される背極板とを備えている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０５０３９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、枠体と背極板とは、その外径が略同じであって、垂直に並べて配置される。この点で、エレクトレットコンデンサマイクロホンの厚みの低減が妨げられていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、枠体と背極板とを略同一高さに配置し、厚みを低減することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜が貼付された枠体と、この枠体内に振動膜と所定の空間を有して対向配置される背極とを備えている。
【０００７】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極が枠体内に配置されている。即ち、枠体と背極とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【０００８】
前記マイクロホンが背極の振動膜対向面に設けられ、当該背極と振動膜との間に前記空間を確保するスペーサを更に備えている場合、背極が枠体内に配置された状態でスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることが好ましい。
【０００９】
このように背極がスペーサを介して振動膜を押圧することにより、振動膜が緊張し、その張力が向上する。このため、振動膜と背極との間の空間を小さくすることができ、振動膜の感度を向上させることができる。また、振動膜の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキが低減される。
【００１０】
振動膜が枠体の第１面に貼付されている場合、背極が枠体の第１面側からスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることが好ましい。
【００１１】
この場合、背極及びスペーサを枠体内に配置するだけで、当該背極及びスペーサの厚み分、振動膜が押圧されるので、振動膜の張力の一層向上を図ることができる。
【００１２】
前記マイクロホンが枠体を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは枠体内に配置され且つ前記背極として機能する突起部を有する構成とすることが可能である。この場合、カプセルの突起部が背極として機能するようになっていることから、背極が別体である場合と比べて、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、前記マイクロホンが枠体及び背極を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは背極を位置決め保持する位置決め手段を有する構成とすることができる。
【００１４】
また、前記マイクロホンが枠体、スペーサ及び背極を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは、振動膜を押圧した状態で背極を位置決め保持する位置決め手段を有する構成とすることもできる。
【００１５】
これらの場合、位置決め手段により背極をカプセル内で簡単に位置決め保持することができるので、背極の取り付けが簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
まず、本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンについて図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００１８】
図１に示すエレクトレットコンデンサマイクロホンは、バックエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、振動膜１１０が貼付された枠体１００と、この枠体１００内に配置される背極板２００と、振動膜１１０と背極板２００との間に所定の空間Ｃを確保するスペーサ３００と、枠体１００の上方に配置される基板４００と、この基板４００の下面中央部に実装されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）５００と、基板４００と枠体１００との間に介在するゲートリング６００と、これらを収容するカプセル７００とを備えている。以下、各部について詳しく説明する。
【００１９】
枠体１００は円形の導電リングである。この枠体１００はカプセル７００の底板部７１０の図示しない絶縁処理部上に設置される。
【００２０】
振動膜１１０は周知の金属薄膜である。この振動膜１１０は導電性接着剤により枠体１００の下面（第１面）に接着される。
【００２１】
ゲートリング６００は外径が枠体１００の外径と略同じ円形の環状体である。このゲートリング６００が枠体１００の上面に設置される。
【００２２】
基板４００は周知の円形の回路基板であって、その外径が枠体１００の外径と略同じになっている。この基板４００には図示しない第１、第２の導電パターンが設けられている。この第１の導電パターンはゲートリング６００に接触し且つＦＥＴ５００のゲート端子に接続される。第２の導電パターンはカシメ部７３０に接触し、図示しないグランド端子に接続される。
【００２３】
スペーサ３００は背極板２００の上面の周縁部に形成された絶縁リングである。
【００２４】
背極板２００は導電性を有する円形の金属板である。背極板２００は、外径が枠体１００の内径よりも小さく、厚みが枠体１００の厚みと略同じになっている。背極板２００の上面（振動膜対向面）には高分子フィルム（例えば、ＦＥＰ）等の薄膜である図示しないエレクトレット層が形成されている。
【００２５】
この背極板２００は下方（枠体の第１面側）から枠体１００内に配置されている。この状態で、背極板２００は、スペーサ３００を介して振動膜１１０を当該背極板２００及びスペーサ３００の厚み分押圧する。これにより、背極板２００のエレクトレット層と振動膜１１０との間にスペーサ３００の厚み分の空間Ｃ（コンデンサ）が形成されると共に、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。
【００２６】
また、背極板２００には、当該背極板２００及び前記エレクトレット層を厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１０が設けられている。この貫通孔２１０はカプセル７００の音孔７１１と、背極板２００と振動膜１１０との間の空間Ｃとを繋ぐ円柱状の孔である。即ち、音孔７１１からカプセル７００内に入った音声が、貫通孔２１０を通じて空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。これにより、前記コンデンサの静電容量が変化する。
【００２７】
カプセル７００は、導電金属板をプレス成型することにより作成された略円形のカップ体であって、底板部７１０と、底板部７１０の外周縁部に立設された円筒状の周壁部７２０と、周壁部７２０の先端部に設けられたカシメ部７３０とを有している。
【００２８】
底板部７１０の中央部には略円形の音孔７１１が開設されている。また、底板部７１０の音孔７１１の周縁部上にはリング状の突脈７１２（位置決め手段）が凸設されている。この突脈７１２の内径は背極板２００の外径よりも若干小さくなっている。即ち、突脈７１２が背極板２００を底板部７１０上で位置決め保持する。これにより、背極板２００がカプセル７００を介して基板４００の第２の導電パターンに接続される。なお、底板部７１０の外周縁部の内面上には図示しない絶縁処理部が形成されている。
【００２９】
カシメ部７３０は内側に折り曲げられた片部材である。このカシメ部７３０の下面と底板部７１０の上面との間の距離が基板４００、ゲートリング６００及び枠体１００の厚みの和と略同じになっている。即ち、カシメ部７３０と底板部７１０との間で、積層された枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持されるようになっている。
【００３０】
以上のような構成のエレクトレットコンデンサマイクロホンは次のように組み立てられる。まず、背極板２００の上面にスピンナー・コート、スパッタリング、ＣＶＤ等の周知の成膜方法により、エレクトレット層の薄膜を形成する。そして、前記エレクトレット層の外周縁部上にスペーサ３００を印刷により形成する。
【００３１】
この背極板２００をカプセル７００の突脈７１２内に挿入する。これにより背極板２００が突脈７１２に位置決め保持されると共に、カプセル７００に電気的に接続される。
【００３２】
その後、振動膜１１０が貼付された枠体１００を、振動膜１１０を下方に向けた状態で、カプセル７００の底板部７１０の絶縁処理部上に設置する。すると、振動膜１１０が背極板２００上のスペーサ３００により下方から押圧される。これにより、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。これと共に、振動膜１１０と背極板２００上のエレクトレット層との間に空間Ｃが形成される。
【００３３】
その後、枠体１００上にゲートリング６００及びＦＥＴ５００が実装された基板４００を順次積層する。これにより、ゲートリング６００が基板４００の第１の導電パターンに接触し、枠体１００の振動膜１１０がゲートリング６００及び基板４００の第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００のゲート端子に電気的に接続される。
【００３４】
その後、カプセル７００の周壁部７２０の先端部を内側に折り曲げる。この折り曲げ部がカシメ部７３０となり、基板４００の上面の外周縁部に当接する。これにより、カシメ部７３０と底板部７１０との間で枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持される。これと共に、カシメ部７３０が基板４００の第２の導電パターンに接触する。これにより、背極板２００のエレクトレット層がカプセル７００及び基板４００の第２の導電パターンを介してグランド端子に電気的に接続される。
【００３５】
このようにして組み立てられたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、カプセル７００の音孔７１１及び貫通孔２１０を通じて音声が空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。この振動膜１１０の振動により上記コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化が電気信号として枠体１００、ゲートリング６００及び第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００に入力される。
【００３６】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極板２００が枠体１００内に配置されている。即ち、枠体１００と背極板２００とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【００３７】
しかも、背極板２００が、枠体１００内に下方から配置され、スペーサ３００を介して枠体１００の下面に貼付された振動膜１１０を背極板２００及びスペーサ３００の厚み分押圧するようになっている。この背極板２００及びスペーサ３００の押圧により、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上するので、振動膜１１０と背極板２００との間の距離（即ち、空間Ｃの高さ）を従来の２５〜３８μｍから１０μｍ前後まで小さくすることが可能になり、振動膜１１０の感度を向上させることができる。また、振動膜１１０の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキを低減することも可能である。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンについて図２を参照しつつ説明する。図２は本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００３９】
図２に示すエレクトレットコンデンサマイクロホンは、背極板２００及びスペーサ３００の代わりとしてカプセル７００’の突起部７４０’の背極７４１’及びスペーサ７４２’が用いられている点で実施例１のマイクロホンと相違する。以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分の説明については省略する。なお、カプセルの符号については’を付して実施例１と区別する。
【００４０】
カプセル７００’は、導電金属板をプレス成型することにより作成された略円形のカップ体であって、底板部７１０’と、底板部７１０’の外周縁部に立設された円筒状の周壁部７２０’と、周壁部７２０’の先端部に設けられたカシメ部７３０’と、底板部７１０’の中央部がプレス絞り加工されることにより形成された上方に凸の突起部７４０’とを有している。
【００４１】
突起部７４０’は、略円形の台座状の背極７４１’と、この背極７４１’の天板の外周縁部上に突設されたスペーサ７４２’とを有している。
【００４２】
スペーサ７４２’はリング状の凸部であって、振動膜１１０に接触する上面が絶縁処理されている。
【００４３】
背極７４１’は、円筒部と、この円筒部の上側開口を塞ぐ天板とを有する。前記天板の前記外周縁部以外の部分上には高分子フィルム（例えば、ＦＥＰ）等の薄膜である図示しないエレクトレット層が形成されている。
【００４４】
この背極７４１’は下方（枠体の第１面側）から枠体１００内に配置されている。この状態で、背極７４１’は、スペーサ７４２’を介して振動膜１１０を当該背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚み分押圧する。これにより、背極７４１’のエレクトレット層と振動膜１１０との間にスペーサ７４２’の厚み分の空間Ｃ（コンデンサ）が形成されると共に、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。
【００４５】
また、背極７４１’の天板には、当該天板及び前記エレクトレット層を貫通する複数の貫通孔７４１ａ’が設けられている。この貫通孔７４１ａ’は、カプセル７００’の外部と、背極７４１’と振動膜１１０との間の空間Ｃを繋ぐ円柱状の音孔である。従って、音声が貫通孔７４１ａ’から空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。これにより、前記コンデンサの静電容量が変化するようになっている。
【００４６】
以上のような構成のエレクトレットコンデンサマイクロホンは次のように組み立てられる。まず、振動膜１１０が貼付された枠体１００を、振動膜１１０を下方に向けた状態で、カプセル７００’の底板部７１０’の絶縁処理部上に設置する。すると、振動膜１１０が背極７４１’上のスペーサ７４２’により下方から押圧される。これにより、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。これと共に、振動膜１１０と背極７４１’上のエレクトレット層との間に空間Ｃが形成される。
【００４７】
その後、枠体１００上にゲートリング６００及びＦＥＴ５００が実装された基板４００を順次積層する。これにより、ゲートリング６００が基板４００の第１の導電パターンに接触し、枠体１００の振動膜１１０がゲートリング６００及び基板４００の第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００のゲート端子に電気的に接続される。
【００４８】
その後、カプセル７００’の周壁部７２０’の先端部を内側に折り曲げる。この折り曲げ部がカシメ部７３０’となり、基板４００の上面の外周縁部に当接する。これにより、カシメ部７３０’と底板部７１０’との間で枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持される。これと共に、カシメ部７３０’が基板４００の第２の導電パターンに接触する。これにより、背極７４１’のエレクトレット層が、カプセル７００’及び基板４００の第２の導電パターンを介してグランド端子に電気的に接続される。
【００４９】
このようにして組み立てられたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、カプセル７００の貫通孔７４１ａ’を通じて音声が空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。この振動膜１１０の振動により上記コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化が電気信号として枠体１００、ゲートリング６００及び第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００に入力される。
【００５０】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極７４１’が枠体１００内に配置されている。即ち、枠体１００と背極７４１’とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【００５１】
しかも、背極７４１’が、枠体１００内に下方から配置され、スペーサ７４２’を介して枠体１００の下面に貼付された振動膜１１０を背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚み分押圧するようになっている。この背極７４１’及びスペーサ７４２’の押圧により、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上するので、振動膜１１０と背極７４１’との間の距離（即ち、空間Ｃの高さ）を従来の２５〜３８μｍから１０μｍ前後まで小さくすることが可能になり、振動膜１１０の感度を向上させることができる。また、振動膜１１０の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキを低減することも可能である。
【００５２】
更に、背極７４１’及びスペーサ７４２’がカプセル７００’の一部である突起部７４０’を利用して作成されているので、背極７４１’及びスペーサ７４２’を別途設ける場合と比べて部品点数及び組み立て工数を低減することができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
【００５３】
なお、上述したエレクトレットコンデンサマイクロホンは特許請求の範囲の趣旨に適う限り任意に設計変更することが可能である。以下、その設計変更について述べる。図３は、本発明の実施例１の設計変更例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００５４】
背極板２００は、枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０を押圧するように構成するか否かは任意である。即ち、背極板２００は、枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０に所定の空間を有して対向配置される構成とすることができる。この点は、背極７４１’も同様である。また、前記空間を形成するためにスペーサ３００、７４２’を設けるか否かは任意である。
【００５５】
スペーサ３００については、リング状であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、複数のスペーサ３００を背極板２００上に環状に配設することができる。
【００５６】
スペーサ７４２’については、背極７４１’の天板の外周縁部上に絞り加工により形成されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、スペーサ３００と同様に背極７４１’の天板の外周縁部上に絶縁層を印刷により形成するようにしても良い。この場合には、前述の通り、複数のスペーサを背極７４１’上に環状に配設することができる。
【００５７】
突起部７４０’については、カプセル７００’の底板部７１０’の中央部をプレス絞り加工することにより作成されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、後述の如くカプセル７００’を樹脂成型品とする場合には、当該カプセル７００’樹脂成型時に突起部を作成することができる。この場合、背極上に複数のスペーサを環状に配設することができる。
【００５８】
振動膜１１０は枠体１００の下面に設けられているとしたが、上面に設けることが可能である。この場合であっても、背極板２００及びスペーサ３００の厚みの和、背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚みの和（即ち、突起部７４０’の高さ）を枠体１００の厚みよりも大きくすることにより、背極板２００及びスペーサ３００、背極７４１’及びスペーサ７４２’が枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０を押圧することができる。
【００５９】
基板４００については、枠体１００の上方に配置されるとしたが、下方に配置することも可能である。この場合、図３に示すように、基板４００と枠体１００との間に絶縁リングを介在させ、カプセル７００を介して枠体１００を基板４００の第２の導電パターンに接続させる。その一方、基板４００上に背極板２００を保持するリング状の導電保持部を設け、当該導電保持部を介して背極板２００を基板４００の第１の導電パターンに接続させる。なお、カプセル７００の底板部７１０には複数の音孔７１１が開設されている。このように設計変更した場合であっても、背極板２００が枠体１００内に配置され、振動膜１１０を押圧するようになっていることから、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
カプセル７００については、導電金属製であるとしたが、絶縁性の樹脂成型品等とすることも可能である。この場合には、カプセルの内面又は外面に導電ラインを形成し、上記実施形態の如く背極板２００及び基板４００、背極７４１’のエレクトレット層及び基板４００を接続するようにしても良いし、前述のように枠体１００及び基板４００を接続するようにしても良い。
【００６１】
底板部７１０については、背極板２００の位置決め手段として突脈７１２が設けられているとしたが、これに限定されるものではない。即ち、前記位置決め手段としては背極板２００を位置決め保持し得るものである限り、どのようなものを用いても構わない。例えば、底板部７１０に凹部を設け、当該凹部に背極板２００を嵌合させるようにしても良い。
【００６２】
上記実施例におけるエレクトレットコンデンサマイクロホンは、エレクトレット層が背極板２００、７４１’の振動膜対向面に設けられたバックエレクトレットコンデンサマイクロホンであるとしたが、振動膜１１０自体がエレクトレット用の高分子フィルムで構成されたホイルエレクトレットコンデンサマイクロホンとすることも可能である。
【００６３】
なお、上記各構成部品の形状、素材及びその数については、同様の機能を実現し得る限り、任意に設計変更可能である。従って、上述したように各構成部品を円形（即ち、丸型）にせず、角形（即ち、角型）とすることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例１の設計変更例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 枠体
１１０ 振動膜
２００ 背極板
３００ スペーサ
７００ カプセル
７１２ 突脈（位置決め手段）
７００’ カプセル
７４０’ 突起部
７４１’ 背極
７４２’ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトレットコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜が貼付された枠体と、振動膜と所定の空間を空けて略平行に配置される背極板とを備えている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０５０３９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、枠体と背極板とは、その外径が略同じであって、垂直に並べて配置される。この点で、エレクトレットコンデンサマイクロホンの厚みの低減が妨げられていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、枠体と背極板とを略同一高さに配置し、厚みを低減することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜が貼付された枠体と、この枠体内に振動膜と所定の空間を有して対向配置される背極とを備えている。
【０００７】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極が枠体内に配置されている。即ち、枠体と背極とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【０００８】
前記マイクロホンが背極の振動膜対向面に設けられ、当該背極と振動膜との間に前記空間を確保するスペーサを更に備えている場合、背極が枠体内に配置された状態でスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることが好ましい。
【０００９】
このように背極がスペーサを介して振動膜を押圧することにより、振動膜が緊張し、その張力が向上する。このため、振動膜と背極との間の空間を小さくすることができ、振動膜の感度を向上させることができる。また、振動膜の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキが低減される。
【００１０】
振動膜が枠体の第１面に貼付されている場合、背極が枠体の第１面側からスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることが好ましい。
【００１１】
この場合、背極及びスペーサを枠体内に配置するだけで、当該背極及びスペーサの厚み分、振動膜が押圧されるので、振動膜の張力の一層向上を図ることができる。
【００１２】
前記マイクロホンが枠体を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは枠体内に配置され且つ前記背極として機能する突起部を有する構成とすることが可能である。この場合、カプセルの突起部が背極として機能するようになっていることから、背極が別体である場合と比べて、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、前記マイクロホンが枠体及び背極を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは背極を位置決め保持する位置決め手段を有する構成とすることができる。
【００１４】
また、前記マイクロホンが枠体、スペーサ及び背極を収容するカプセルを更に備えている場合、カプセルは、振動膜を押圧した状態で背極を位置決め保持する位置決め手段を有する構成とすることもできる。
【００１５】
これらの場合、位置決め手段により背極をカプセル内で簡単に位置決め保持することができるので、背極の取り付けが簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
まず、本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンについて図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００１８】
図１に示すエレクトレットコンデンサマイクロホンは、バックエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、振動膜１１０が貼付された枠体１００と、この枠体１００内に配置される背極板２００と、振動膜１１０と背極板２００との間に所定の空間Ｃを確保するスペーサ３００と、枠体１００の上方に配置される基板４００と、この基板４００の下面中央部に実装されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）５００と、基板４００と枠体１００との間に介在するゲートリング６００と、これらを収容するカプセル７００とを備えている。以下、各部について詳しく説明する。
【００１９】
枠体１００は円形の導電リングである。この枠体１００はカプセル７００の底板部７１０の図示しない絶縁処理部上に設置される。
【００２０】
振動膜１１０は周知の金属薄膜である。この振動膜１１０は導電性接着剤により枠体１００の下面（第１面）に接着される。
【００２１】
ゲートリング６００は外径が枠体１００の外径と略同じ円形の環状体である。このゲートリング６００が枠体１００の上面に設置される。
【００２２】
基板４００は周知の円形の回路基板であって、その外径が枠体１００の外径と略同じになっている。この基板４００には図示しない第１、第２の導電パターンが設けられている。この第１の導電パターンはゲートリング６００に接触し且つＦＥＴ５００のゲート端子に接続される。第２の導電パターンはカシメ部７３０に接触し、図示しないグランド端子に接続される。
【００２３】
スペーサ３００は背極板２００の上面の周縁部に形成された絶縁リングである。
【００２４】
背極板２００は導電性を有する円形の金属板である。背極板２００は、外径が枠体１００の内径よりも小さく、厚みが枠体１００の厚みと略同じになっている。背極板２００の上面（振動膜対向面）には高分子フィルム（例えば、ＦＥＰ）等の薄膜である図示しないエレクトレット層が形成されている。
【００２５】
この背極板２００は下方（枠体の第１面側）から枠体１００内に配置されている。この状態で、背極板２００は、スペーサ３００を介して振動膜１１０を当該背極板２００及びスペーサ３００の厚み分押圧する。これにより、背極板２００のエレクトレット層と振動膜１１０との間にスペーサ３００の厚み分の空間Ｃ（コンデンサ）が形成されると共に、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。
【００２６】
また、背極板２００には、当該背極板２００及び前記エレクトレット層を厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１０が設けられている。この貫通孔２１０はカプセル７００の音孔７１１と、背極板２００と振動膜１１０との間の空間Ｃとを繋ぐ円柱状の孔である。即ち、音孔７１１からカプセル７００内に入った音声が、貫通孔２１０を通じて空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。これにより、前記コンデンサの静電容量が変化する。
【００２７】
カプセル７００は、導電金属板をプレス成型することにより作成された略円形のカップ体であって、底板部７１０と、底板部７１０の外周縁部に立設された円筒状の周壁部７２０と、周壁部７２０の先端部に設けられたカシメ部７３０とを有している。
【００２８】
底板部７１０の中央部には略円形の音孔７１１が開設されている。また、底板部７１０の音孔７１１の周縁部上にはリング状の突脈７１２（位置決め手段）が凸設されている。この突脈７１２の内径は背極板２００の外径よりも若干小さくなっている。即ち、突脈７１２が背極板２００を底板部７１０上で位置決め保持する。これにより、背極板２００がカプセル７００を介して基板４００の第２の導電パターンに接続される。なお、底板部７１０の外周縁部の内面上には図示しない絶縁処理部が形成されている。
【００２９】
カシメ部７３０は内側に折り曲げられた片部材である。このカシメ部７３０の下面と底板部７１０の上面との間の距離が基板４００、ゲートリング６００及び枠体１００の厚みの和と略同じになっている。即ち、カシメ部７３０と底板部７１０との間で、積層された枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持されるようになっている。
【００３０】
以上のような構成のエレクトレットコンデンサマイクロホンは次のように組み立てられる。まず、背極板２００の上面にスピンナー・コート、スパッタリング、ＣＶＤ等の周知の成膜方法により、エレクトレット層の薄膜を形成する。そして、前記エレクトレット層の外周縁部上にスペーサ３００を印刷により形成する。
【００３１】
この背極板２００をカプセル７００の突脈７１２内に挿入する。これにより背極板２００が突脈７１２に位置決め保持されると共に、カプセル７００に電気的に接続される。
【００３２】
その後、振動膜１１０が貼付された枠体１００を、振動膜１１０を下方に向けた状態で、カプセル７００の底板部７１０の絶縁処理部上に設置する。すると、振動膜１１０が背極板２００上のスペーサ３００により下方から押圧される。これにより、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。これと共に、振動膜１１０と背極板２００上のエレクトレット層との間に空間Ｃが形成される。
【００３３】
その後、枠体１００上にゲートリング６００及びＦＥＴ５００が実装された基板４００を順次積層する。これにより、ゲートリング６００が基板４００の第１の導電パターンに接触し、枠体１００の振動膜１１０がゲートリング６００及び基板４００の第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００のゲート端子に電気的に接続される。
【００３４】
その後、カプセル７００の周壁部７２０の先端部を内側に折り曲げる。この折り曲げ部がカシメ部７３０となり、基板４００の上面の外周縁部に当接する。これにより、カシメ部７３０と底板部７１０との間で枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持される。これと共に、カシメ部７３０が基板４００の第２の導電パターンに接触する。これにより、背極板２００のエレクトレット層がカプセル７００及び基板４００の第２の導電パターンを介してグランド端子に電気的に接続される。
【００３５】
このようにして組み立てられたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、カプセル７００の音孔７１１及び貫通孔２１０を通じて音声が空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。この振動膜１１０の振動により上記コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化が電気信号として枠体１００、ゲートリング６００及び第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００に入力される。
【００３６】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極板２００が枠体１００内に配置されている。即ち、枠体１００と背極板２００とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【００３７】
しかも、背極板２００が、枠体１００内に下方から配置され、スペーサ３００を介して枠体１００の下面に貼付された振動膜１１０を背極板２００及びスペーサ３００の厚み分押圧するようになっている。この背極板２００及びスペーサ３００の押圧により、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上するので、振動膜１１０と背極板２００との間の距離（即ち、空間Ｃの高さ）を従来の２５〜３８μｍから１０μｍ前後まで小さくすることが可能になり、振動膜１１０の感度を向上させることができる。また、振動膜１１０の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキを低減することも可能である。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンについて図２を参照しつつ説明する。図２は本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００３９】
図２に示すエレクトレットコンデンサマイクロホンは、背極板２００及びスペーサ３００の代わりとしてカプセル７００’の突起部７４０’の背極７４１’及びスペーサ７４２’が用いられている点で実施例１のマイクロホンと相違する。以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分の説明については省略する。なお、カプセルの符号については’を付して実施例１と区別する。
【００４０】
カプセル７００’は、導電金属板をプレス成型することにより作成された略円形のカップ体であって、底板部７１０’と、底板部７１０’の外周縁部に立設された円筒状の周壁部７２０’と、周壁部７２０’の先端部に設けられたカシメ部７３０’と、底板部７１０’の中央部がプレス絞り加工されることにより形成された上方に凸の突起部７４０’とを有している。
【００４１】
突起部７４０’は、略円形の台座状の背極７４１’と、この背極７４１’の天板の外周縁部上に突設されたスペーサ７４２’とを有している。
【００４２】
スペーサ７４２’はリング状の凸部であって、振動膜１１０に接触する上面が絶縁処理されている。
【００４３】
背極７４１’は、円筒部と、この円筒部の上側開口を塞ぐ天板とを有する。前記天板の前記外周縁部以外の部分上には高分子フィルム（例えば、ＦＥＰ）等の薄膜である図示しないエレクトレット層が形成されている。
【００４４】
この背極７４１’は下方（枠体の第１面側）から枠体１００内に配置されている。この状態で、背極７４１’は、スペーサ７４２’を介して振動膜１１０を当該背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚み分押圧する。これにより、背極７４１’のエレクトレット層と振動膜１１０との間にスペーサ７４２’の厚み分の空間Ｃ（コンデンサ）が形成されると共に、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。
【００４５】
また、背極７４１’の天板には、当該天板及び前記エレクトレット層を貫通する複数の貫通孔７４１ａ’が設けられている。この貫通孔７４１ａ’は、カプセル７００’の外部と、背極７４１’と振動膜１１０との間の空間Ｃを繋ぐ円柱状の音孔である。従って、音声が貫通孔７４１ａ’から空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。これにより、前記コンデンサの静電容量が変化するようになっている。
【００４６】
以上のような構成のエレクトレットコンデンサマイクロホンは次のように組み立てられる。まず、振動膜１１０が貼付された枠体１００を、振動膜１１０を下方に向けた状態で、カプセル７００’の底板部７１０’の絶縁処理部上に設置する。すると、振動膜１１０が背極７４１’上のスペーサ７４２’により下方から押圧される。これにより、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上する。これと共に、振動膜１１０と背極７４１’上のエレクトレット層との間に空間Ｃが形成される。
【００４７】
その後、枠体１００上にゲートリング６００及びＦＥＴ５００が実装された基板４００を順次積層する。これにより、ゲートリング６００が基板４００の第１の導電パターンに接触し、枠体１００の振動膜１１０がゲートリング６００及び基板４００の第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００のゲート端子に電気的に接続される。
【００４８】
その後、カプセル７００’の周壁部７２０’の先端部を内側に折り曲げる。この折り曲げ部がカシメ部７３０’となり、基板４００の上面の外周縁部に当接する。これにより、カシメ部７３０’と底板部７１０’との間で枠体１００、ゲートリング６００及び基板４００が挟持される。これと共に、カシメ部７３０’が基板４００の第２の導電パターンに接触する。これにより、背極７４１’のエレクトレット層が、カプセル７００’及び基板４００の第２の導電パターンを介してグランド端子に電気的に接続される。
【００４９】
このようにして組み立てられたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、カプセル７００の貫通孔７４１ａ’を通じて音声が空間Ｃに入り込み、振動膜１１０を振動させる。この振動膜１１０の振動により上記コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化が電気信号として枠体１００、ゲートリング６００及び第１の導電パターンを介してＦＥＴ５００に入力される。
【００５０】
このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンによる場合、背極７４１’が枠体１００内に配置されている。即ち、枠体１００と背極７４１’とが略同一高さに配置されているので、従来例に比べて、本マイクロホンの厚みを低減することができる。
【００５１】
しかも、背極７４１’が、枠体１００内に下方から配置され、スペーサ７４２’を介して枠体１００の下面に貼付された振動膜１１０を背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚み分押圧するようになっている。この背極７４１’及びスペーサ７４２’の押圧により、振動膜１１０が緊張し、その張力が向上するので、振動膜１１０と背極７４１’との間の距離（即ち、空間Ｃの高さ）を従来の２５〜３８μｍから１０μｍ前後まで小さくすることが可能になり、振動膜１１０の感度を向上させることができる。また、振動膜１１０の張力の向上により、複数の枠体に一枚のフィルムを同時に貼付することにより作成される各振動膜に生じる張力のバラツキを低減することも可能である。
【００５２】
更に、背極７４１’及びスペーサ７４２’がカプセル７００’の一部である突起部７４０’を利用して作成されているので、背極７４１’及びスペーサ７４２’を別途設ける場合と比べて部品点数及び組み立て工数を低減することができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
【００５３】
なお、上述したエレクトレットコンデンサマイクロホンは特許請求の範囲の趣旨に適う限り任意に設計変更することが可能である。以下、その設計変更について述べる。図３は、本発明の実施例１の設計変更例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【００５４】
背極板２００は、枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０を押圧するように構成するか否かは任意である。即ち、背極板２００は、枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０に所定の空間を有して対向配置される構成とすることができる。この点は、背極７４１’も同様である。また、前記空間を形成するためにスペーサ３００、７４２’を設けるか否かは任意である。
【００５５】
スペーサ３００については、リング状であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、複数のスペーサ３００を背極板２００上に環状に配設することができる。
【００５６】
スペーサ７４２’については、背極７４１’の天板の外周縁部上に絞り加工により形成されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、スペーサ３００と同様に背極７４１’の天板の外周縁部上に絶縁層を印刷により形成するようにしても良い。この場合には、前述の通り、複数のスペーサを背極７４１’上に環状に配設することができる。
【００５７】
突起部７４０’については、カプセル７００’の底板部７１０’の中央部をプレス絞り加工することにより作成されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、後述の如くカプセル７００’を樹脂成型品とする場合には、当該カプセル７００’樹脂成型時に突起部を作成することができる。この場合、背極上に複数のスペーサを環状に配設することができる。
【００５８】
振動膜１１０は枠体１００の下面に設けられているとしたが、上面に設けることが可能である。この場合であっても、背極板２００及びスペーサ３００の厚みの和、背極７４１’及びスペーサ７４２’の厚みの和（即ち、突起部７４０’の高さ）を枠体１００の厚みよりも大きくすることにより、背極板２００及びスペーサ３００、背極７４１’及びスペーサ７４２’が枠体１００内に配置された状態で、振動膜１１０を押圧することができる。
【００５９】
基板４００については、枠体１００の上方に配置されるとしたが、下方に配置することも可能である。この場合、図３に示すように、基板４００と枠体１００との間に絶縁リングを介在させ、カプセル７００を介して枠体１００を基板４００の第２の導電パターンに接続させる。その一方、基板４００上に背極板２００を保持するリング状の導電保持部を設け、当該導電保持部を介して背極板２００を基板４００の第１の導電パターンに接続させる。なお、カプセル７００の底板部７１０には複数の音孔７１１が開設されている。このように設計変更した場合であっても、背極板２００が枠体１００内に配置され、振動膜１１０を押圧するようになっていることから、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
カプセル７００については、導電金属製であるとしたが、絶縁性の樹脂成型品等とすることも可能である。この場合には、カプセルの内面又は外面に導電ラインを形成し、上記実施形態の如く背極板２００及び基板４００、背極７４１’のエレクトレット層及び基板４００を接続するようにしても良いし、前述のように枠体１００及び基板４００を接続するようにしても良い。
【００６１】
底板部７１０については、背極板２００の位置決め手段として突脈７１２が設けられているとしたが、これに限定されるものではない。即ち、前記位置決め手段としては背極板２００を位置決め保持し得るものである限り、どのようなものを用いても構わない。例えば、底板部７１０に凹部を設け、当該凹部に背極板２００を嵌合させるようにしても良い。
【００６２】
上記実施例におけるエレクトレットコンデンサマイクロホンは、エレクトレット層が背極板２００、７４１’の振動膜対向面に設けられたバックエレクトレットコンデンサマイクロホンであるとしたが、振動膜１１０自体がエレクトレット用の高分子フィルムで構成されたホイルエレクトレットコンデンサマイクロホンとすることも可能である。
【００６３】
なお、上記各構成部品の形状、素材及びその数については、同様の機能を実現し得る限り、任意に設計変更可能である。従って、上述したように各構成部品を円形（即ち、丸型）にせず、角形（即ち、角型）とすることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例１に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例１の設計変更例に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 枠体
１１０ 振動膜
２００ 背極板
３００ スペーサ
７００ カプセル
７１２ 突脈（位置決め手段）
７００’ カプセル
７４０’ 突起部
７４１’ 背極
７４２’ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動膜が貼付された枠体と、
この枠体内に振動膜と所定の空間を有して対向配置される背極とを備えていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
背極の振動膜対向面に設けられ、当該背極と振動膜との間に前記空間を確保するスペーサを更に備えており、
背極が枠体内に配置された状態でスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
請求項２記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
振動膜が枠体の第１面に貼付されており、
背極が枠体の第１面側からスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは枠体内に配置され且つ前記背極として機能する突起部を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体及び背極を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは背極を位置決め保持する位置決め手段を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項６】
請求項２又は３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体、スペーサ及び背極を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは、振動膜を押圧した状態で背極板を位置決め保持する位置決め手段を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項１】
振動膜が貼付された枠体と、
この枠体内に振動膜と所定の空間を有して対向配置される背極とを備えていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
背極の振動膜対向面に設けられ、当該背極と振動膜との間に前記空間を確保するスペーサを更に備えており、
背極が枠体内に配置された状態でスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
請求項２記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
振動膜が枠体の第１面に貼付されており、
背極が枠体の第１面側からスペーサを介して振動膜を押圧するようになっていることを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは枠体内に配置され且つ前記背極として機能する突起部を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体及び背極を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは背極を位置決め保持する位置決め手段を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項６】
請求項２又は３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
枠体、スペーサ及び背極を収容するカプセルを更に備えており、
このカプセルは、振動膜を押圧した状態で背極板を位置決め保持する位置決め手段を有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２６７７８２（Ｐ２００９−２６７７８２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１５２５５（Ｐ２００８−１１５２５５）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]