JPS5852400B2 - 音叉型圧電振動子を用いた電気音響変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音叉型圧電振動子を用いた電気音響変換器、例
えばマイクロホン、イヤホン、スピーカに関する。

最近、人工水晶の製造技術が飛躍的に進歩し、併せて、
電子時計用の超小型水晶振動子の大量生産技術が確立さ
れたため、性能の優れた超小型水晶振動子が安価に提供
されるようになった。

上記に鑑み、本発明は、超小型のマイクロホン、イヤホ
ンを製造し得る音叉型圧電振動子を用いた電気音響変換
器を別途提案している。

その一実施例である水晶マイクロホンは、コンデンサマ
イクロホンよりもさらに優秀な諸特性を示し、しかも小
型かつ安価であるため、将来の発展が期待されている。

本発明は、この水晶マイクロホンの特性、特に感度周波
数特性を随時に制御し得る技術を提供するものである。

以下、マイクロホンに実施した本発明の実施例を図面に
基いて説明する。

第１図に本発明実施例の正面図、第２図にその部分断面
図、第３図に上記実施例の側面図の部分断面図を示す。

音叉型水晶振動子１の一方の振動片２を、絶縁体よりな
る固定台３を介して円形基板４に取付け、振動の節に当
る柄部５及び他方の振動片６を基板４から浮かせて支持
し、水晶振動子１上の一対の電極からリード線７，８を
導出する。

円形基板４０周りに円筒形部材９を接着して一面が開口
した箱形に形成し、その開口面にポリエステル等から成
る振動体１０を張設して箱形内を密閉すると共に、振動
体１０の振動の腹に当る中心部と水晶振動子の他方の振
動片６の先端部とを針状の連結部材１１で連結する。

また、振動体の片面又は両面にアルミニウム等の導電体
を蒸着し、円形基板４及び円筒形部材９の内周面又は外
周面にも導電体層を設けて水晶振動子を静電シールドす
る。

このとき、振動体の導電体層と電気的に接続されている
電極のリード線７をアース側端子とし、固定台３により
静電シールド体と電気的に絶縁されている電極のリード
線８を信号出力端子として用いる。

このような装置は完全な電気音響変換器として使用する
ことができる。

すなわち、音波により振動体１０が振動するとリード線
７，８から電気信号として取り出すことができ、逆に、
リード線７゜８間にオーディオ電気信号を与えると振動
体１０が振動して発音体となる。

本発明の特徴部分は、上述した電気音響変換器の感度周
波数特性を随意に制御するため、上記振動体１０の中央
部に調整体１２を貼り付けた点にある。

この調整体１２として、ゴム、軟質プラスチック等の可
撓性のものを用いる場合は、周波数特性曲線の周波数帯
域の上限が低周波側へ移動し、しかも上限帯に感度のピ
ークが得られる。

また、この調整体１２として、鉛、銅等の密度の高い金
属を用いる場合は、その質量に応じて定まる特定の周波
数において非常に鋭い感度のピークが得られる。

実験によれば、水晶振動子の寸法が全長６關×幅１．６
ｍｍＸ厚さ０．５關、振動体の寸法が直径１２朋×厚さ
３．８關のマイクロホンを試作し、その感度周波数特性
を測定したところ、第４図に示す特性が得られた。

次に、そのマイクロホンの振動体の中央部に直径７ｍｍ
Ｘ厚さ０．５ ｍｔｒｔの板ゴムを接着剤で貼り付けて
再度感度周波数特性を測定したところ、第５図に示す特
性が得られた。

また、他の実験として、上述の第４図に示す特性のマイ
クロホンを用い、その振動体の中央部に所定質量の鉛の
一片を貼り付けて感度周波数特性を測定したところ、第
６図に示すような非常に鋭イヒークをもつ特性が得られ
た。

この質量の値を次第に増大してゆくと、第６図の■から
［相］に示すように、ピークの周波数が順次低周波側へ
移動し、質量の値によりピークの周波数を制御しうろこ
とが明らかとなった。

これを更に詳述すると、厚さ０．２ｍｍ、直径３關の円
形鉛板を貼り付けた場合に第６図に■で示す特性が得ら
れ、厚さ５．０ ｍｍ、直径１０關の円形鉛板を貼り付
けた場合に第６図に［相］で示す特性が得られた。

また、本発明の振動体の形状は上記実施例の円形に限定
されるものではなく、長方形、楕円形等により実施する
ことができ、それに応じて貼り合わせる音響遮蔽板の形
状も種々変形させることができる。

本発明によれば、音叉型圧電振動子の一端が固定され他
端が振動体の中央部に連結されているので、装置全体の
共振周波数が音叉型振動子自体の共振周波数よりもはる
かに低いものとなり、従って、振動子自体の共振周波数
が可聴周波数よりも高い場合であっても、全体として可
聴周波数領域における特性の優れたものを得ることがで
きる。

このことは近年目覚ましい普及を遂げつつある電子時計
用の音叉型圧電振動子をそのまま使用して可聴周波数帯
域用マイクロホン又はイヤホンを超小型かつ安価に製作
することを可能にした。

また本発明によれば、振動体の中央部にゴム板のような
可撓性材料を貼り付けるときは周波数帯域の上限が低周
波側へ移動し、高密度の金属を貼り付けるときは選択度
の鋭い周波数特性が得られ、しかも調整体の質量に応じ
てピーク周波数を制御することが可能となる。

そのため、基本となる同一形状寸法のマイクロホン等を
量産しながら、使用目的に応じて変換効率を低下させる
ことなく、周波数特性の多少異なる多種類の商品を簡単
に製作することができる。

さらに、密度の高い金属を調整体として用いることによ
り、随意の周波数をピークとする選択度の鋭い周波数特
性が得られ、周波数分析器騒音測定機、音階表示機等を
簡単かつ安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の正面図、第２図はその部分断面
図、第３図は上記実施例の側面図の部分断面図である。 第４図は本発明の調整体を設けないものの感度周波数特
性を示す図、第５図及び第６図は本発明の調整体を設け
たものの感度周波数特性を示す図である。 １・・・・・・水晶振動子、４・・・・・・固定部材、
１０・・・・・・振動体、１１・・・・・・連結部材、
１２・・・・・・調整体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 箱型固定部材内の底面に音叉型圧電振動子の一方の
   振動片を取付けて当該振動子が支持され、上記箱型固定
   部材の開口面に振動体が張設され、その振動体の中央部
   と上記音叉型圧電振動子の他方の振動片の先端部が連結
   部材で連結されている装置において、上記振動体の中央
   部に調節体を貼り付けてなることを特徴とする音叉型圧
   電振動子を用いた電気音響変換器。