(57)【要約】【課題】コンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度を確保しつつ、指向性を有するコンデンサマイクロホンを提供する。【解決手段】筐体７は、天面を構成する天面部材１５と、底面を構成する底面部材５と、天面部材１５と底面部材５との間に介在する中間部材１３、１４とを組み合わせて形成され、天面部材１５又は底面部材５には、内部空間への音の侵入を可能にする音孔１５ａ、１５ｂが設けられ、筐体７の内部空間が、音孔１５ａから振動膜電極９の一方の面に至るまでの空間と、音孔１５ｂから振動膜電極９の他方の面に至るまでの空間とに仕切られているコンデンサマイクロホン。【選択図】図２
2009071346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に、当該筐体の内部空間に侵入した音波に反応して振動する振動膜電極及び固定電極を有し、当該振動膜電極と当該固定電極とで形成されるコンデンサ部と、前記コンデンサ部の静電容量の変化を電気信号に変換して出力する変換回路部と、前記コンデンサ部と前記変換回路部とを電気的に導通させる導通部と、を備えるコンデンサマイクロホンであって、
前記筐体は、天面を構成する天面部材と、底面を構成する底面部材と、前記天面部材と前記底面部材との間に介在する中間部材とを組み合わせて形成され、
前記天面部材又は前記底面部材には、前記内部空間への音の侵入を可能にする音孔が複数個設けられ、
前記筐体の内部空間が、前記複数の音孔のうちの何れかの１以上の音孔から前記振動膜電極の一方の面に至るまでの空間と、前記複数の音孔のうちの他の何れか１以上の音孔から前記振動膜電極の他方の面に至るまでの空間とに仕切られているコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記筐体は、前記複数の音孔が設けられた前記天面部材又は前記底面部材を覆うように装着されるカバー部材を備え、
前記カバー部材が装着された前記筐体の側面から前記複数の音孔に至る通気路が各別に設けられている請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波にとって抵抗となる抵抗手段を設けてある請求項１又は２記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記抵抗手段は、前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路断面積を小さくして形成している請求項３記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記抵抗手段は、前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路長を長くして形成している請求項４記載のコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体の内部に、当該筐体の内部空間に侵入した音に反応して振動する振動膜電極及び固定電極を有し、当該振動膜電極と当該固定電極とで形成されるコンデンサ部と、前記コンデンサ部の静電容量の変化を電気信号に変換して出力する変換回路部と、前記コンデンサ部と前記変換回路部とを電気的に導通させる導通部と、を備えるコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクや携帯電話などの音響機器に実装されるマイクロホンとして、筐体の内部に、当該筐体の内部空間に侵入した音に反応して振動する振動膜電極及び固定電極を有し、当該振動膜電極又は当該固定電極にエレクトレット膜が設けられたコンデンサ部と、前記コンデンサ部の静電容量の変化を電気信号に変換して出力する変換回路部と、前記コンデンサ部と前記変換回路部とを電気的に導通させる導通部と、を備えるコンデンサマイクロホンがある。また、このようなコンデンサマイクロホンに指向性を持たせることもできる。
特許文献１に記載のコンデンサマイクロホンは、一方向にのみ開口したカプセル状の部材を用い、その開口部を基板で覆うことで、内部に閉じられた空間を有する筐体を形成している。筐体の内部に音波を取り込む音孔は、カプセル状の部材と基板とのそれぞれに形成されている。そして、筐体の内部空間において、基板に形成された音孔を筐体の内部から覆うようにコンデンサ部が装着されている。よって、基板に形成された音孔から筐体の内部空間に侵入した音波は、その音孔を覆っているコンデンサ部が有する振動膜電極の一方の面へ当たることになる。他方で、カプセル状の部材に形成された音孔から筐体の内部空間に侵入した音波は、上記コンデンサ部が備える振動膜電極の他方の面へ当たることになる。
【０００３】
つまり、筐体の内部に収容されている振動膜電極の一方の面には、基板に形成された音孔を通過した音波が当たり、振動膜電極の他方の面には、カプセル状の部材に形成された音孔を通過した音波が当たるように構成されている。また、カプセル状の部材に形成された音孔には音響抵抗体が設けられ、その音孔を通過する音波にとっての抵抗となっている。よって、特許文献１に記載のコンデンサマイクロホンは、基板に設けられた音孔とカプセル状の部材に設けられた音孔とを結ぶ直線上に指向軸を有し、基板に設けられた音孔の方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンとなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６０６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンデンサマイクロホンをマイクや携帯電話など音響機器に実装する場合、音響機器の外部からの音を良好に検出できるように、その２つの音孔が音響機器の外部に連通している必要がある。特許文献１に記載のコンデンサマイクロホンは、筐体の天面部材（即ち、カプセル状の部材）と底面部材（即ち、基板）とのそれぞれに音孔を形成する構造、即ち、２つの音孔のそれぞれが逆方向に向いた構造である。よって、音響機器の内部の構造に工夫をして、それぞれ逆方向に向いた２つの音孔に対して音響機器の外部からの音が良好に入るようにする必要がある。つまり、特許文献１に記載のコンデンサマイクロホンでは、それぞれ逆方向に向いた２つの音孔に対して音響機器の外部からの音を取り込もうとすることで、結果的に音響機器の設計の自由度が狭まることになる。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度を確保しつつ、指向性を有するコンデンサマイクロホンを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るコンデンサマイクロホンの特徴構成は、筐体の内部に、当該筐体の内部空間に侵入した音波に反応して振動する振動膜電極及び固定電極を有し、当該振動膜電極と当該固定電極とで形成されるコンデンサ部と、前記コンデンサ部の静電容量の変化を電気信号に変換して出力する変換回路部と、前記コンデンサ部と前記変換回路部とを電気的に導通させる導通部と、を備えるコンデンサマイクロホンであって、
前記筐体は、天面を構成する天面部材と、底面を構成する底面部材と、前記天面部材と前記底面部材との間に介在する中間部材とを組み合わせて形成され、
前記天面部材又は前記底面部材には、前記内部空間への音の侵入を可能にする音孔が複数個設けられ、
前記筐体の内部空間が、前記複数の音孔のうちの何れかの１以上の音孔から前記振動膜電極の一方の面に至るまでの空間と、前記複数の音孔のうちの他の何れか１以上の音孔から前記振動膜電極の他方の面に至るまでの空間とに仕切られている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、複数の音孔のうちの何れか１以上の音孔及び他の何れか１以上の音孔と等距離にある位置から放射された音波は、振動膜電極の表裏両面に実質的に同時に到達する。よって、上記何れかの１以上の音孔及び上記他の何れか１以上の音孔と等距離にある位置から放射された音波は振動膜電極で打ち消されるようなコンデンサマイクロホン、即ち、音孔を結ぶ直線上に指向軸を有する両指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
また、複数の音孔を筐体の同一面に形成でき、従来のように筐体の表裏に音孔を設ける必要も無いので、このコンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度が狭まることもない。
従って、コンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度を確保しつつ、指向性を有するコンデンサマイクロホンを提供できる。
【０００９】
本発明に係るコンデンサマイクロホンの別の特徴構成は、前記筐体は、前記複数の音孔が設けられた前記天面部材又は前記底面部材を覆うように装着されるカバー部材を備え、
前記カバー部材が装着された前記筐体の側面から前記複数の音孔に至る通気路が各別に設けられている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、筐体の側面から内部空間へ音波が取り込まれるように構成される。よって、従来のように筐体の表裏に音孔を設ける必要も無いので、このコンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度を高くできる。
【００１１】
本発明に係るコンデンサマイクロホンの別の特徴構成は、前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波にとって抵抗となる抵抗手段を設けてある点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、上記何れか１以上の音孔よりも上記他の何れか１以上の音孔に近い位置から放射された音波は、上記抵抗手段の作用によって振動膜電極の表裏両面に実質的に同時に到達する。よって、上記何れか１以上の音孔よりも上記他の何れか１以上の音孔に近い位置から放射された音波が振動膜電極で打ち消されるようなコンデンサマイクロホンが得られる。従って、上記何れかの音孔の方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
【００１３】
本発明に係るコンデンサマイクロホンの別の特徴構成は、前記抵抗手段は、前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路断面積を小さくして形成している点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、上記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路断面積を小さくすることで、上記他の何れか１以上の音孔を通過する音波が振動膜電極へ到達するのに要する時間が長くなる。よって、上記何れか１以上の音孔よりも上記他の何れか１以上の音孔に近い位置から放射された音波は、上記抵抗手段の作用によって振動膜電極の表裏両面に実質的に同時に到達する。
【００１５】
本発明に係るコンデンサマイクロホンの別の特徴構成は、前記抵抗手段は、前記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路長を長くして形成している点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、上記他の何れか１以上の音孔を通過する音波の通路長を長くすることで、上記他の何れか１以上の音孔を通過する音波が振動膜電極へ到達するのに要する時間が長くなる。よって、上記何れか１以上の音孔よりも上記他の何れか１以上の音孔に近い位置から放射された音波は、上記抵抗手段の作用によって振動膜電極の表裏両面に実質的に同時に到達する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明する。
図１は、第１実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図２（ａ）は、第１実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、図２（ｂ）は、筐体７の内部におけるコンデンサ部３の収容状態を説明する上面透視図である。第１実施形態のコンデンサマイクロホンは、筐体７の内部に、筐体７の内部空間に侵入した音波に反応して振動する振動膜電極９及び固定電極としての背極板２を有し、振動膜電極９と背極板２とで形成されるコンデンサ部３と、コンデンサ部３の静電容量の変化を電気信号に変換して出力する変換回路部４と、コンデンサ部３と変換回路部４とを電気的に導通させる導通部とを備える。
【００１８】
コンデンサ部３は、振動板１、リング状のスペーサ８及び背極板２を重ね合わせて形成している。そして、コンデンサ部３は、基板５側から、背極板２、スペーサ８、振動板１の順に重ね合わせて、振動板１と背極板２との間にスペーサ８による空間を設けてコンデンサとして形成している。
【００１９】
振動板１は、導電性の振動膜電極９と、その振動膜電極９を支持するリング状の導電性の枠体１０で構成している。背極板２は、振動膜電極９と対向するようにエレクトレット膜１１を装備し、背極板２及びエレクトレット膜１１を貫通する複数の貫通孔１２が形成されている。
【００２０】
コンデンサ部３を収容する筐体７は、底面部材としての基板５と、第１中間部材１３と、第２中間部材１４と、天面部材１５とで構成される。
基板５は、絶縁部材（例えば、ポリイミド、ガラスエポキシなど）にて形成してあり、図示は省略するが、金属配線パターンが形成されている。そして、上記変換回路部４は、その金属配線パターンに接続する状態で基板５に備えられている。前記変換回路部４は、アナログ信号又はデジタル信号を出力可能なインピーダンス変換器（ＩＣ）にて構成している。
【００２１】
筐体７は、上述した基板５、第１中間部材１３、第２中間部材１４及び天面部材１５を重ね合わせることにより形成してある。
第１中間部材１３は、絶縁材（例えば、ポリイミド、ガラスエポキシなど）にて形成し且つその内方側に導通部６を備える。また、前記第１中間部材１３は、平面視で長方形状に形成された筒状部分１３ａ及びその筒状部分１３の周方向に間隔を隔てて筒状部分１３ａから内方側に突出する突出部分１３ｂを有している。そして、導通部６を、突出部分１３ｂの先端部に配置してある。
第２中間部材１４は、絶縁材（例えば、ポリイミド、ガラスエポキシなど）にて形成され、第１中間部材１３上に載置される。第２中間部材１４は、絶縁材にて形成したリング形状の部材であり、そのリング部分の内部にコンデンサ部３を嵌め込むための嵌め込み空間Ｂを形成している。
天面部材１５は、絶縁性の部材であり、第２中間部材１４と重ね合わされることで、筐体の上方側を閉塞し且つ下方側を開放した凹状を形成する。２個の音孔が設けられている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、変換回路４を装備した基板５に、第１中間部材１３、振動板１、スペーサ８、背極板２、第２中間部材１４、天面部材１５の順に重ね合わせて組み付けることにより、直方体状のコンデンサマイクロホンを形成している。平面視において、基板５、第１中間部材１３、第２中間部材１４、及び、天面部材１５は同じ又はほぼ同じ大きさとしている。
【００２３】
本実施形態では、振動板１の枠体１０は、導電性である天面部材１５の内面に当接している。図示は省略するが、天面部材１５の内面から、第２中間部材１４、第１中間部材１３及び基板５（金属配線パターン）までは互いに導通するようにそれらの表面に導電層を備えて互いに接着されている。または、内部に導電性部材を配置して、或いは、互いに導電性の接着材を用いて接着されることで、天面部材１５の内面から、第２中間部材１４、第１中間部材１３及び基板５（金属配線パターン）までは互いに導通する。よって、振動板１の枠体１０は、それぞれが導電性に形成された、天面部材１５の内面から第２中間部材１４及び第１中間部材１３を介して基板５の金属配線パターンに対して電気的に接続されている。その結果、振動膜電極９が振動したときの、振動膜電極と背極板２との間の静電容量変化が変換回路部４で検出される。
【００２４】
図２に示すように、音孔１５ａから筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ａを通って振動膜電極９の表面、即ち天面側に当たる。また、本実施形態では、背極板２には貫通孔１２が設けられているので、音孔１５ｂから筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ｂを通って振動膜電極９の裏面、即ち底面側に当たる。つまり、筐体７の内部空間が、複数の音孔１５ａ、１５ｂのうちの音孔１５ａから振動膜電極９の一方の面（即ち、天面側の面）に至るまでの空間と、他の音孔１５ｂから振動膜電極９の他方の面（即ち、底面側の面）に至るまでの空間とに仕切られることで、振動膜電極９の一方の面には、音孔１５ａを通過した音波が当たり、振動膜電極９の他方の面には、音孔１５ｂを通過した音波が当たるように構成されている。本実施形態では、筐体７の内部に収容されたコンデンサ部３によって、筐体７の内部空間が仕切られている。
【００２５】
本実施形態のコンデンサマイクロホンは、音孔１５ａ及び音孔１５ｂと等距離にある位置から放射された音波は、振動膜電極９の表裏両面に、経路Ａ及び経路Ｂを通って実質的に同時に到達する。よって、音孔１５ａ及び音孔１５ｂと等距離にある位置から放射された音波は振動膜電極９で打ち消されるようなコンデンサマイクロホン、即ち、音孔１５ａ及び音孔１５ｂを結ぶ直線上に指向軸を有する両指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。また、複数の音孔を筐体７の同一面に形成でき、従来のように筐体の表裏に音孔を設ける必要も無いので、このコンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度が狭まることもない。
【００２６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態のコンデンサマイクロホンは、音孔を有する天面部材を覆うようにカバー部材が設けられている点で第１実施形態のコンデンサマイクロホンと異なっている。以下に第２実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、同様の構成要素に対しては同じ参照符号を付する。
【００２７】
図３は、第２実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図４（ａ）は、第２実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、図４（ｂ）は、筐体７の内部におけるコンデンサ部３の収容状態を説明する上面透視図である。図３及び図４に示すように、本実施形態では、天面部材１５の表面側に第１カバー部材１６と第２カバー部材１７とが順に重ね合わされている。天面部材１５に設けられている音孔１５ａ、第１カバー部材１６に設けられている貫通孔１６ａ、及び、第２カバー部材１７に設けられている貫通孔１７ａは、互いに同様の大きさで形成されて互いに重なり合う。よって、音孔１５ａ、貫通孔１６ａ及び貫通孔１７ａは、経路Ａを通って振動膜電極９に当たる音波にとっての通路断面積を狭くすることはない。
【００２８】
他方で、音孔１５ｂの通路断面積は、音孔１５ａの通路断面積よりも小さく形成してある。更に、第１カバー部材１６に設けられている貫通孔１６ｂはスリット形状であり、第２カバー部材１７に設けられている貫通孔１７ｂは音孔１５ｂと同様に音孔１５ａの通路断面積より小さく形成されている。スリット状の貫通孔１６ｂの一端は貫通孔１７ｂと連通し、他端は音孔１５ｂと連通する。よって、図４に示すように、貫通孔１７ｂから侵入した音波は、貫通孔１７ｂからスリット状の貫通孔１６ｂの一端に至り、その貫通孔１６ｂの内部を進行して、貫通孔１６ｂの他端から音孔１５ｂに至る。そして、音孔１５ｂから筐体７の内部空間に音波が侵入する。つまり、貫通孔１７ｂから貫通孔１６ｂを経て音孔１５ｂに至る部分は、音波にとっての通路断面積が小さく形成され、且つ、通路長が長く形成されているので、音波にとって抵抗となる抵抗手段Ｒとして作用する。よって、この抵抗手段Ｒは、貫通孔１７ｂから侵入した音波が振動膜電極９に到達するのを遅らせる。
【００２９】
このように、貫通孔１７ａ、貫通孔１６ａ及び音孔１５ａを経て筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ａを通って振動膜電極９の表面、即ち天面側に当たる。また、貫通孔１７ｂ、貫通孔１６ｂ及び音孔１５ｂを経て筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ｂを通って振動膜電極９の裏面、即ち底面側に当たる。ここで、貫通孔１７ａよりも貫通孔１７ｂに近い位置から放射された音波は、振動膜電極９の表裏両面に、経路Ａ及び経路Ｂを通って実質的に同時に到達する。なぜならば、経路Ｂを通る音波は、上記抵抗手段Ｒの作用によって振動膜電極９に到達するのが遅れるからである。よって、貫通孔１７ａよりも貫通孔１７ｂに近い位置から放射された音波が振動膜電極９で打ち消されるようなコンデンサマイクロホンが得られる。一方で、貫通孔１７ｂよりも貫通孔１７ａに近い位置から放射された音波は、経路Ａを通って、経路Ｂを通るよりも早く振動膜電極９の表面に到達する。従って、貫通孔１７ａ及び貫通孔１７ｂを結ぶ直線上に指向軸を有し、貫通孔１７ａの方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態のコンデンサマイクロホンは、音孔を有する天面部材を覆うようにカバー部材が設けられている点で第１実施形態のコンデンサマイクロホンと異なっている。以下に第３実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３１】
図５は、第３実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図６は、第３実施形態のコンデンサマイクロホンを斜め上から見た部分透視図である。図５及び図６に示すように、本実施形態では、天面部材１５の表面側に第１カバー部材１８と第２カバー部材１９とが順に重ね合わされている。第１カバー部材１８には、その中央部分から矩形の一辺に向かって延びる２つのスリット１８ａ、１８ｂが設けられている。スリット１８ａ、１８ｂは、天面部材１５の音孔１５ａ、１５ｂとそれぞれ連通し、そこから矩形を形成する一辺に向けて延びた形状をしている。第２カバー部材１９にはスリットや孔などは設けられていない。よって、天面部材１５の表面側に第１カバー部材１８と第２カバー部材１９とが順に重ね合わされることで、第１カバー部材１８及び第２カバー部材１９が装着されて構成される筐体７の側面の開口７ａ、７ｂから複数の音孔１５ａ、１５ｂに至る通気路が各別に設けられることになる。つまり、これらスリット１８ａ、１８ｂは、音孔１５ａ、１５ｂを筐体７の側面に連通させる通気路として作用する。
【００３２】
このように、本実施形態のコンデンサマイクロホンには、筐体７の側面に音波を取り込むための開口７ａ、７ｂが設けられている。よって、第１実施形態と同様に、開口７ａ、７ｂを結ぶ直線上に指向軸を有する両指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。本実施形態では、筐体７の内部空間へ音波を取り込むための開口７ａ、７ｂの位置が筐体７の側面に設けられているので、このコンデンサマイクロホンをマイクや携帯電話など音響機器の内部に実装するときに、その実装の自由度が高まる。
【００３３】
＜第４実施形態＞
第４実施形態のコンデンサマイクロホンは、２つの音孔の大きさが異なっている点で第３実施形態のコンデンサマイクロホンと異なっている。以下に第４実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明するが、第３実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３４】
図７は、第４実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図８は、第４実施形態のコンデンサマイクロホンを斜め上から見た部分透視図である。図７及び図８に示すように、本実施形態では、音孔１５ｂの通路断面積は、音孔１５ａの通路断面積よりも小さく形成してある。それに伴って、第１カバー部材１８のスリット１８ｂの幅も、スリット１８ａの幅よりも狭く形成してある。よって、スリット１８ｂを通って音孔１５ｂから筐体の内部空間に侵入する音波にとっての通路断面積は、スリット１８ａを通って音孔１５ａから筐体の内部空間に侵入する音波にとっての通路断面積よりも小さくなる。つまり、スリット１８ｂ及び音孔１５ｂは、音波にとっての抵抗手段Ｒとなる。
【００３５】
従って、本実施形態では、開口７ａ、７ｂを結ぶ直線上に指向軸を有し、開口７ａの方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
【００３６】
＜第５実施形態＞
第５実施形態のコンデンサマイクロホンは、底面部材としての基板に音孔が設けられている点で第１実施形態のコンデンサマイクロホンと異なっている。以下に第５実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３７】
図９は、第５実施形態のコンデンサマイクロホンを基板５側から見た分解斜視図である。図１０（ａ）は、第５実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、図１０（ｂ）は、基板５の底面図である。図９及び図１０に示すように、本実施形態のコンデンサマイクロホンは、底面部材としての基板５上に、第２中間部材１４と第１中間部材１３と天面部材２０とを順に積み重ねて構成されている。そして、第２中間部材１４の空間Ｂにコンデンサ部３を嵌め込んでいる。本実施形態では、コンデンサ部３は、基板５側から、振動板１、スペーサ８、背極板２の順に重ね合わせて、振動板１と背極板２との間にスペーサ８による空間を設けてコンデンサとして形成している。そして、第１中間部材１３の導通部６によって、背極板２を上方から基板５の方へ押さえ込み、振動板１の枠体１０を基板５に当接させて、筐体７の内部空間でのコンデンサ部３の安定を図っている。
【００３８】
図１０に示すように、音孔５ａから筐体７の内部空間に侵入した音波は、経路Ａを通って振動膜電極９の裏面、即ち底面側に当たる。また、本実施形態では、背極板２には貫通孔１２が設けられているので、音孔５ｂから筐体７の内部空間に侵入した音波は、経路Ｂを通って振動膜電極９の表面、即ち天面側に当たる。つまり、筐体７の内部空間が、複数の音孔５ａ、５ｂのうちの音孔５ａから振動膜電極９の一方の面（即ち、底面側の面）に至るまでの空間と、他の音孔５ｂから振動膜電極９の他方の面（即ち、天面側の面）に至るまでの空間とに仕切られることで、振動膜電極９の一方の面には、音孔５ａを通過した音波が当たり、振動膜電極９の他方の面には、音孔５ｂを通過した音波が当たるように構成されている。本実施形態では、筐体７の内部に収容されたコンデンサ部３によって、筐体７の内部空間が仕切られている。
【００３９】
ここで、音孔５ａ及び音孔５ｂと等距離にある位置から放射された音波は、振動膜電極９の表裏両面に、経路Ａ及び経路Ｂを通って実質的に同時に到達する。よって、音孔５ａ及び音孔５ｂと等距離にある位置から放射された音波は振動膜電極９で打ち消されるようなコンデンサマイクロホン、即ち、音孔５ａ及び音孔５ｂを結ぶ直線上に指向軸を有する両指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
【００４０】
＜第６実施形態＞
第６実施形態のコンデンサマイクロホンは、音孔を有する底面部材を覆うようにカバー部材が設けられている点で第５実施形態のコンデンサマイクロホンと異なっている。以下に第６実施形態のコンデンサマイクロホンについて説明するが、第５実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４１】
図１１は、第６実施形態のコンデンサマイクロホンに設けられているカバー部材及び基板の部分の分解斜視図であり、他の部材の構成は図９と同様であるため省略している。図１２は、第６実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態では、底面部材としての基板２１の外側面にカバー部材２２を重ね合わせている。基板２１は、上記実施形態における基板５と同様に、絶縁部材２１Ａの一方の面に金属配線パターンを形成する銅箔２１Ｂを設けて構成してある。そして、上記変換回路部４は、その銅箔２１Ｂ（金属配線パターン）上に設けられている。カバー部材２２は、底面部材としての基板２１の外側を覆うように設けられており、絶縁部材２２Ａと、その絶縁部材２２Ａの内側（基板２１と接する側）面上に設けられる銅箔２２Ｂと、絶縁部材２２Ａの外側面上に設けられる銅箔２２Ｃとで構成される。よって、基板２１の銅箔２１Ｂ上に設けられた変換回路部４は、その銅箔２１Ｂ、絶縁部材２１Ａのスルーホール２１Ａｔ、銅箔２２Ｂ、絶縁部材２２Ａのスルーホール２２Ａｔを介して、銅箔２２Ｃの外側面に露出する端子２２Ｃｔと導通する。
【００４２】
絶縁部材２１Ａに設けられている貫通孔２１Ａａ、２１Ａｂと、銅箔２１Ｂに設けられている貫通孔２１Ｂａ、２１Ｂｂとは、筐体７の内部空間に音波を取り込む音孔として機能する。本実施形態では、貫通孔２１Ａａ及び貫通孔２１Ｂａは互いに同様の大きさで形成されて互いに重なり合い、貫通孔２１Ａｂ及び貫通孔２１Ｂｂは互いに同様の大きさで形成されて互いに重なり合う。貫通孔２１Ａｂ及び貫通孔２１Ｂｂの通路断面積は、貫通孔２１Ａａ及び貫通孔２１Ｂａの通路断面積よりも小さく形成してある。
【００４３】
カバー部材２２に関しては、絶縁部材２２Ａ、銅箔２２Ｂ及び銅箔２２Ｃに形成されている貫通孔２２Ａａ、２２Ｂａ、２２Ｃａは、互いに同様の大きさで形成されて互いに重なり合う。また、絶縁部材２２Ａには、貫通孔２２Ａａよりも小さな貫通孔２２Ａｂが形成され、銅箔２２Ｂには、貫通孔２２Ｂａよりも幅の狭いスリット状の貫通孔２２Ｂｂが形成されている。カバー部材２２の最も外側に位置している銅箔２２Ｃに形成される貫通孔２２Ｃａ、２２Ｃｂは互いに同様の大きさである。
カバー部材２２を構成する銅箔２２Ｂに形成されている、スリット状の貫通孔２２Ｂｂの一端は、基板２１を構成する絶縁部材２１Ａの貫通孔２１Ａｂと連通し、貫通孔２２Ｂｂの他端は、カバー部材２２を構成する絶縁部材２２Ａの貫通孔２２Ａｂと連通する。
【００４４】
図１２において経路Ａで示しているように貫通孔２２Ｃａと貫通孔２２Ａａと貫通孔２２Ｂａと貫通孔２１Ａａと貫通孔２１Ｂａとを通って筐体７の内部に侵入する音波にとっての通路断面積はほぼ一様である。
他方で、図１２において経路Ｂで示しているように貫通孔２２Ｃｂと貫通孔２２Ａｂと貫通孔２２Ｂｂと貫通孔２１Ａｂと貫通孔２１Ｂｂとを通って筐体７の内部に侵入する音波にとっての通路断面積は、経路Ａを通る音波の通路断面積よりも小さい。また、経路Ｂは、経路Ａよりも通路長が長くなる。つまり、経路Ｂの、貫通孔２２Ａｂから貫通孔２１Ｂｂに至る間は、音波にとって抵抗となる抵抗手段Ｒとして作用する。よって、この抵抗手段Ｒは、貫通孔２２Ｃｂから侵入した音波が振動膜電極９に到達するのを遅らせる。
【００４５】
このように、貫通孔２２Ｃａと貫通孔２２Ａａと貫通孔２２Ｂａと貫通孔２１Ａａと貫通孔２１Ｂａとを経て筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ａを通って振動膜電極９の裏面、即ち底面側に当たる。また、貫通孔２２Ｃｂと貫通孔２２Ａｂと貫通孔２２Ｂｂと貫通孔２１Ａｂと貫通孔２１Ｂｂとを経て筐体７の内部空間に侵入する音波は、経路Ｂを通って振動膜電極９の表面、即ち天面側に当たる。ここで、筐体７の外側の貫通孔２２Ｃａよりも貫通孔２２Ｃｂに近い位置から放射された音波は、振動膜電極９の表裏両面に、経路Ａ及び経路Ｂを通って実質的に同時に到達する。なぜならば、経路Ｂを通る音波は、上記抵抗手段Ｒの作用によって振動膜電極９に到達するのが遅れるからである。よって、貫通孔２２Ｃａよりも貫通孔２２Ｃｂに近い位置から放射された音波が振動膜電極９で打ち消されるようなコンデンサマイクロホンが得られる。一方で、貫通孔２２Ｃｂよりも貫通孔２２Ｃａに近い位置から放射された音波は、経路Ａを通って、経路Ｂを通るよりも早く振動膜電極９の底面側に到達する。従って、貫通孔２２Ｃａ及び貫通孔２２Ｃｂを結ぶ直線上に指向軸を有し、貫通孔２２Ｃａの方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
【００４６】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態において、コンデンサマイクロホンを構成する各部品を他の形状のものに改変してもよい。図１３は、本別実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図１４（ａ）は、本別実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、図１４（ｂ）は、筐体７の内部におけるコンデンサ部３の収容状態を説明する上面透視図である。図１３及び図１４に示すように、このコンデンサマイクロホンは、底面部材としての基板５の上に、中間部材としての第１中間部材１３、第１導電部材２３、第２中間部材２４、第２導電部材３１、及び、天面部材３２を順に重ね合わせて構成される。また、コンデンサ部３は、基板５側から、導電層２５と、背極板２６と、スペーサ２９と、振動膜電極３０とを順に重ね合わせて構成されている。
【００４７】
コンデンサ部３を構成する導電層２５は、その中央において基板側から天面側に貫通する貫通孔２５ａを有する。導電層２５の天面側には、中央の貫通孔２５ａから角部分に向かって延びる溝２５ｂが形成され、それらの角部分には、溝２５ｂと各別に連通する円形の窪み２５ｃが形成されている。
【００４８】
導電層２５と重ね合わされる背極用部材２６の基板側には、上記円形の窪み２５ｃと重ね合わされる位置に円形の貫通孔２６ａが形成されている。また、背極用部材２６の天面側には、固定電極としての導電性の背極２８とエレクトレット膜２７とが順次形成されている。この背極用部材２６の天面側にはスペーサ２９が設けられ、そのスペーサ２９の天面側には振動板が設けられている。よって、導電性の振動膜電極３０は、間にスペーサ部材２９を挟んで上記エレクトレット膜２７と対向する。
【００４９】
上記コンデンサ部３の天面側に設けられる第２導電部材３１は、矩形の開口部３１ａ及び３１ｂを有する。開口部３１ａを構成する枠部分は振動膜電極３０の周囲に当接し、振動膜電極３０を底面側に押さえ込むように作用する。
このコンデンサマイクロホンにおいて、背極２８は導電層２５を介して第１中間部材１３の導通部６に対して電気的に導通し、更に基板５の変換回路４に電気的に導通する。また、振動膜電極３０は、第２導電部材３１、第２中間部材２４、第１導電部材２３を介してグランドに接地されている。その結果、振動板３１が振動したときの、振動板３１と背極２８との間の静電容量変化が変換回路部４で検出される。
【００５０】
天面部材３２に設けられた音孔３２ａから筐体７の内部空間に侵入した音波は、第２導電部材３１の開口部３１ａを通って（即ち、経路Ａを通って）振動膜電極３０の天面側に当たる。また、音孔３２ｂから筐体の内部空間に侵入した音波は、振動膜電極３０の天面側には当たることはできず、導電層２５に形成された貫通孔２５ａ、溝２５ｂ及び円形の窪み２５ｃ、並びに、背極用部材２６の貫通孔２６ａを通って（即ち、経路Ｂを通って）振動板の底面側に当たる。つまり、筐体７の内部空間が、複数の音孔３２ａ、３２ｂのうちの音孔３２ａから振動膜電極３０の一方の面（即ち、天面側の面）に至るまでの空間と、他の音孔３２ｂから振動膜電極３０の他方の面（即ち、底面側の面）に至るまでの空間とに仕切られることで、振動膜電極３０の一方の面には、音孔３２ａを通過した音波が当たり、振動膜電極３０の他方の面には、音孔３２ｂを通過した音波が当たるように構成されている。本実施形態では、筐体７の内部に収容されたコンデンサ部３及び天面部材３２とコンデンサ部３との間に介在する第２導電部材（中間部材）３１によって、筐体７の内部空間が仕切られている。
【００５１】
ここで、音孔３２ｂから筐体７の内部空間に侵入した音波が通過する部分（即ち、導電層２５に形成された貫通孔２５ａ、溝２５ｂ及び円形の窪み２５ｃ、並びに、背極用部材２６の貫通孔２６ａ）は、その音波にとっての通路断面積が小さく且つ通路長が長くなるように形成され、音波にとっての抵抗となる抵抗手段Ｒとして作用する。よって、上記実施形態と同様に、このコンデンサマイクロホンは、音孔３２ａの方向に指向性を有する単一指向性のマイクロホンとなる。
【００５２】
＜２＞
上記第３実施形態及び上記第４実施形態では、開口７ａ、７ｂが筐体７の同じ側面に設けられる例について説明したが、開口７ａ、７ｂが互いに異なる側面に設けられるように改変してもよい。図１５は、図７に示したコンデンサマイクロホンの変形例であり、カバー部材１８、１９及び天面部材１５の構成のみを示す。図１５に示すコンデンサマイクロホンは、開口７ａ、７ｂが、筐体７の対向した位置にある互いに平行な側面に設けられた例である。この場合、開口７ａ、７ｂを結ぶ直線上に指向軸を有し、開口７ａの方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
図１６は、図５に示したコンデンサマイクロホンの変形例であり、カバー部材１８、１９及び天面部材１５の構成のみを示す。図１６に示すコンデンサマイクロホンは、開口７ａ、７ｂが、筐体７の隣り合う位置にある互いに直交する側面に設けられた例である。この場合、開口７ａ、７ｂを結ぶ直線上に指向軸を有し、開口７ａの方向に指向性を有する単一指向性のコンデンサマイクロホンが得られる。
このように筐体７の内部空間へ音波を取り込むための音孔（開口）の位置を変更することで、コンデンサマイクロホンの指向軸の調節が可能である。
【００５３】
＜３＞
上記実施形態及び上記別実施形態において、筐体やコンデンサ部の構成を適宜変更してもよい。例えば、エレクトレット膜を備えず、外部電源により振動膜電極と固定電極との間に電圧を印加してコンデンサを形成するタイプのコンデンサ部を用いてもよい。また、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いてコンデンサ部を形成してもよい。
また、音孔の数は２個に限定されず、３個以上設けてもよい。そして、複数の音孔に音響抵抗を持たせてもよい。例えば、音孔を４個設け、そのうちの２個の音孔（第１グループの音孔）を通過した音波が振動膜電極の一方の面に当たり、他の２個の音孔（第２グループの音孔）を通過した音波が振動膜電極の他方の面に当たるように構成し、更に、上記他の２個の音孔を通過する音波にとって抵抗となる抵抗手段を設けるように構成してもよい。但し、指向性を有するコンデンサマイクロホンを得るためには、第１グループを構成する複数の音孔は互いに近接して設けられ、第２グループを構成する複数の音孔は互いに近接して設けられ、第１グループを構成する複数の音孔と第２グループを構成する複数の音孔とはある程度離れて設けられていることが好ましい。
更に、コンデンサマイクロホンに単一指向性を持たせるための抵抗手段Ｒの例について説明したが、抵抗手段Ｒの構成は適宜変更可能である。例えば、上述した抵抗手段Ｒの抵抗特性を変更してコンデンサの指向特性を変更するにあたり、その抵抗手段Ｒを構成する貫通孔、音孔、スリットなどの形状やサイズ、及び、天面部材、基板（底面部材）、中間部材のサイズは適宜変更可能である。例えば、図１〜図３に例示したコンデンサマイクロホンにおいて、音孔１５ｂの通路断面積を小さくしただけの抵抗手段Ｒを設けてもよい。また、抵抗手段Ｒとしての音響抵抗膜を用いてもよい。例えば、図１に例示した音孔１５ｂを覆うように音響抵抗膜を設けることで、音孔１５ｂから筐体７の内部空間に侵入する音波にとっての抵抗を設けることができる。
【００５４】
＜４＞
上記実施形態では、コンデンサ部３が天面部材又は底面部材（基板）に当接するように設けることで、即ち、コンデンサ部３が、筐体７の内部空間を、複数の音孔のうちの一方の音孔から振動膜電極の一方の面に至るまでの空間と、他方の音孔から振動膜電極の他方の面に至るまでの空間とに仕切る構成について説明したが、更に別の中間部材を用いて筐体７の内部空間を仕切るように改変してもよい。例えば、コンデンサ部３と天面部材又は底面部材との間に別の部材（例えば、図１３及び図１４で例示した中間部材としての第２導電部材）を介装し、それらコンデンサ部と別の部材によって、筐体７の内部空間を仕切るように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係るコンデンサマイクロホンをマイクや携帯電話などの音響機器に実装することで、指向性を有する音響機器を構成できる。また、コンデンサマイクロホンにおいて、コンデンサマイクロホンにおける音波の取り込み位置を自在に設定できるので、このコンデンサマイクロホンを実装する音響機器の設計の自由度が制限されることもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図
【図２】（ａ）は第１実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、（ｂ）は筐体の内部におけるコンデンサ部の収容状態を説明する上面透視図
【図３】第２実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図
【図４】（ａ）は第２実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、（ｂ）は筐体の内部におけるコンデンサ部の収容状態を説明する上面透視図
【図５】第３実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図
【図６】第３実施形態のコンデンサマイクロホンを斜め上から見た部分透視図
【図７】第４実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図
【図８】第４実施形態のコンデンサマイクロホンを斜め上から見た部分透視図
【図９】第５実施形態のコンデンサマイクロホンを基板側から見た分解斜視図
【図１０】（ａ）は、第５実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、（ｂ）は基板の底面図
【図１１】第６実施形態のコンデンサマイクロホンに設けられているカバー部材及び基板の部分の分解斜視図
【図１２】第６実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図
【図１３】別実施形態のコンデンサマイクロホンの分解斜視図
【図１４】（ａ）は別実施形態のコンデンサマイクロホンの断面図であり、（ｂ）は筐体の内部におけるコンデンサ部の収容状態を説明する上面透視図
【図１５】別実施形態のコンデンサマイクロホンのカバー部材及び天面部材の分解斜視図
【図１６】別実施形態のコンデンサマイクロホンのカバー部材及び天面部材の分解斜視図
【符号の説明】
【００５７】
２  背極板（固定電極）
３  コンデンサ部
４  変換回路部
５  基板（底面部材）
５ａ、５ｂ  音孔
７  筐体
９  振動膜電極
１１  エレクトレット膜
１３  第１中間部材（中間部材）
１４  第２中間部材（中間部材）
１５  天面部材
１５ａ、１５ｂ  音孔
１６、１８  第１カバー部材（カバー部材）
１７、１９  第２カバー部材（カバー部材）
２３  第１導電部材（中間部材）
２４  第２中間部材（中間部材）
２６  背極用部材（固定電極）
３０  振動膜電極
３１  第２導電部材（中間部材）
３２  天面部材
Ｒ  抵抗手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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