一种具有内部和外部的单向电容式麦克风单元的制作方法

本发明涉及单向电容式麦克风单元技术领域，具体为一种具有内部和外部的单向电容式麦克风单元。

背景技术：

电容式麦克风包括：振动膜，其被构造为响应于来自声源的声波而振动；以及固定电极，其与所述振动膜一起构成电容器。电容器的电容响应于隔膜的振动而变化。电容式麦克风产生与电容器电容变化相对应的电信号。产生的电信号被输出到例如连接到电容麦克风的扬声器。

电容麦克风可以设置为具有各种方向性。方向性之一是单向性。单向电容式麦克风用于沿特定方向（例如，正面方向）收集声音。

单向电容麦克风包括单向电容麦克风单元。除了膜片和固定电极之外，单向电容麦克风单元还包括用于实现单向性的声。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有内部和外部的单向电容式麦克风单元，在从声源下面的描述中，声波中，声波从声波进入进入孔110个ħ入单元101和到达振动膜的前表面120被称为“正面声波“，并从连通孔进入的声波150个ħ入单元101和到达隔膜的背面120被称为‘背面声波’。

现在将描述具有在单向电容麦克风的前面（在单元101的前面）放置声源的单向电容麦克风的操作。

前面声波到达隔膜120从声波进入孔110个ħ通过金属网180。另一方面，背面声波通过声阻器170到达振动膜120。如上所述，声学电阻器170用作声学电阻器。因此，声波通过声电阻行进的速度170由声电阻降低170。声波在声阻器170内部减速到达隔膜120通过连通孔150ħ，空气室160，和音孔140小时。

进入孔中的声源和相应的声波之间的距离110个ħ各自比声源和声音电阻器之间的距离小170。因此，正面声波在背面声波之前到达振动膜120。背面声波在正面声波之后到达振动膜120。

振动膜120被构造成响应于声波到达振动膜120而振动。由膜片构成的电容器的电容120和固定电极140在响应于所述振动板的振动而变化120。单元101产生与电容的变化相对应的电信号。如上所述，来自单向电容式麦克风前面的声源的声波被单向电容式麦克风收集（单元101）。

现在将描述在声源布置在单向电容麦克风之后（单元101后面）的单向电容麦克风的操作。

前面声波到达隔膜120从声波进入孔110个ħ通过金属网180。另一方面，背面声波通过声阻器170到达振动膜120。穿过声阻170的声波的速度降低。声学电阻内部减速的声波170到达隔膜120通过连通孔150ħ，空气室160和音孔140h。

进入孔中的声源和相应的声波之间的距离110个ħ各自比声源和声音电阻器之间的距离大170。声电阻器的声阻170被设计成使得前面声波的定时到达隔膜120个匹配的背面的声波到达振动膜的定时120。因此，前面的声波到达振动膜的定时120的背面的声波到达振动膜的定时相匹配120。

膜片120当正面的声波到达振动膜的前表面的定时不振动120的背面的声波到达振动膜的背面的定时相匹配120。即，因为电容器的电容不变，所以单元101不产生电信号。换句话说，来自单向电容式麦克风后面的声源的声音未被单向电容式麦克风收集（单元101）。

如上所述，单元101收集来自声源的声音在该装置的前面101，但不从该单元背后的声源收集的声音101。即，单元101的方向性是单向性。

由于声阻器170由诸如海绵的材料构成，所以声阻会由于包括湿度的外部环境而变化。例如，由于使用者的出汗，声阻器170在高湿度环境中吸收水分并且体积膨胀。声电阻器的声阻170度的增加是由于在声学电阻的体积膨胀170。结果，通过声阻器170的背面声波的减速程度变化。因此，来自单向电容式麦克风（在单元101后面）后面的声源到达振膜120的背面声波的定时与来自相同声源的到达振膜的正面声波的定时不匹配。120。结果，隔膜120振动。即，单元101从单向电容麦克风后面的声源收集声音。换句话说，单元101的方向性受到声阻器170的声阻的变化的影响。

本发明的目的是解决上述问题，并提供一种方向性不受外部环境影响的单向电容麦克风单元和单向电容麦克风，以及一种单向电容麦克风的制造方法。

根据本发明的具有内部和外部的单向电容传声器单元，该单向电容传声器包括膜片，面对该膜片的固定电极，该固定电极与该膜片一起构成电容器，设置在背面的绝缘基底固定电极的侧面，支撑固定电极的绝缘基底，设置在固定电极的背面侧的气室，以及在固定电极和绝缘基底之间设置的间隙。固定电极包括至少一个与气室连通的音孔。绝缘基座包括连通孔，该连通孔在间隙与麦克风单元的外部之间建立连通。气室和间隙彼此连通。根据本发明，方向性不受外部环境的影响。

附图说明

图1是示出根据本发明的单向电容式麦克风的实施例的外观图；

图2是图1中的单向电容式麦克风的单向电容式麦克风单元的截面正视图；

图3是图2中的单向电容麦克风单元的固定电极的平面图；

图4是图3中的单向电容麦克风单元的绝缘基座的平面图；

图5是示出图2中的单向电容传声器单元的固定电极和绝缘基底之间的位置关系的示意图；

图6是图5中的单向电容麦克风单元的等效电路图；

图7是传统的单向电容麦克风单元的截面正视图；

图8是传统的单向电容麦克风单元的固定电极的平面图；

图9是传统的单向电容麦克风单元的绝缘基座的平面图。

具体实施方式

现在将参考附图描述根据本发明的单向电容式麦克风单元，单向电容式麦克风以及制造单向电容式麦克风单元的方法的实施例。

图1是示出根据本发明的单向电容式麦克风的实施例的外观图。根据本发明的单向电容式麦克风（以下称为“麦克风”）m包括盖m1，单元容纳壳体m2，电路壳体m3，后壳体m4以及单向电容式麦克风单元。如下面所描述的。

在下面的描述中，麦克风m的前部是在声音收集期间麦克风m指向声源的方向（图1的上侧）。麦克风m的后部是与麦克风m的前部相反的方向（图1的下侧）。

盖m1由金属制成，并且具有带有底端的中空圆柱体的形状。盖m1具有音孔m1h，来自声源的声波穿过音孔m1h。音孔中号1ħ设置在前端面上作为帽m的底面1。盖m1以覆盖单元容纳箱m2的前部开口的方式安装在单元容纳箱m2的前部。

单元容纳壳体m2由金属制成并且具有圆柱形状。单元容纳壳体m2具有音孔m2h，来自声源的声波穿过音孔m2h。音孔中号2ħ设置在单元容纳壳体m的侧面2。单元容纳壳体m2容纳以下描述的根据本发明的单向电容麦克风单元。

电路壳体m3由金属制成并且具有圆柱形状。电路盒m3安装在单元容纳盒m2的后部。电路盒m3用作麦克风m的把手。

后壳体m4由金属构成，并且具有带有底端的大致中空的圆筒形状。后壳体m4安装在电路壳体m3的后部。连接器插头（未示出）布置在后壳体m4中。

现在将描述根据本发明的单向电容麦克风单元的配置。

图2是单向电容麦克风单元的截面正视图。单向电容传声器单元（以下称为“单元”）1包括单元壳体10，振动膜20，振动膜支架30，固定电极40，绝缘基座50，气室60，间隙g和金属网80。

单元壳体10容纳隔膜20，隔膜支架30，固定电极40，绝缘基底50和金属网80。单元壳体10具有带有底端的中空圆柱体的形状。单元壳体10是由诸如铝的金属构成的压制成型品。单元壳体10具有多个声波进入孔10ħ和开口。声波进入孔10h将声波从声源引入单元1中。进入孔中的多个声波10个ħ设置在前端面作为底面（面被引导到声音采集期间的声源）的单元壳体的10。开口设置在单元壳体10的后端部中。底面侧（上侧图2的单元壳体的）10被称为单元的前部1，和开口侧（下侧图2的单元壳体的）10被称为单元1的后部。

振动板20响应于来自声源的声波而振动。振动板20在平面图中是薄的圆形膜。隔膜20例如由合成树脂构成。隔膜20以预定的张力在隔膜保持器30上拉伸。隔膜保持器30在平面图中具有环形的形状。

图3是固定电极40的平面图。固定电极40在平面图中具有圆盘形状。固定电极40例如由金属构成。固定电极40具有多个音孔40个ħ与所述空气室连通60。音孔40ħ相邻设置在固定电极的外周40沿着固定电极的圆周方向等间隔40。

声孔的位置40ħ在固定电极40应当被确定为使得音孔40个ħ被连通到空气室60。例如，音孔40ħ可以布置在固定电极40比沿所述固定电极的圆周方向上的任何地方的其他40。

如图1所示2，固定电极40面对膜片20与间隔件（未示出）设置在它们之间，并构成与该膜片的一电容器20。在隔膜20与固定电极40之间形成厚度与隔离物的厚度相等的空气层。

图4是绝缘基座50的平面图。绝缘基底50支撑固定电极40。绝缘基底50例如由合成树脂构成。绝缘基底50在平面图中具有盘状的形状。绝缘基底50具有一连通孔50ħ，一个槽51，支撑52，一个中心表面53，以及突起54。连通孔50ħ被设置在所述绝缘基底的中心50穿过绝缘基底的厚度50。凹槽51沿着绝缘基底50的圆周方向具有环形的形状。槽51设置在绝缘基底50的前表面的外周部分中。支撑件52具有大致圆柱体的形状。支撑件52设置在绝缘基底50的前面上的凹槽51的外部。沿绝缘基底50的径向方向。支持52具有阶梯52一。步骤52一个是向后在绝缘基底的厚度方向上阶梯部50和设置在支撑件的前表面的内周52。中央表面53是在绝缘基体的前表面50，不包括连通孔50ħ，槽51，和支撑52。如上所述，在基底绝缘50包括连通孔50ħ，中央表面53，槽51，该步骤52一个，并且支撑52在从沿着在平面图中的径向方向的中心这个顺序。

如图2所示，突起54布置在绝缘基底50的后表面（背面）的外周中。在平面图中，突出部54具有沿着绝缘基底50的周向的环形形状。突出部54从环形区域的内周向外周逐渐向后突出。突起54的背面（背面）在整个圆周上倾斜。

突起54可以仅设置在绝缘基底50的背面的一部分上。

如图1所示2，中央表面53的绝缘基材的50被进一步设置在后部比台阶的前表面52一个在绝缘基底的厚度方向50（在垂直方向图2）。

图5是示出固定电极40与绝缘基底50之间的位置关系的示意图。在图5，只有两个音孔40个ħ固定电极的40中示出，另一音孔40个ħ未示出。隔膜保持器30（膜片20），固定电极40和绝缘基底50被容纳在单元壳体10中。通过单元壳体10的打开顺序。基底绝缘50容纳在单元壳体10被设置在单元壳体的开口10，以便覆盖所述单元壳体的开口部10从该单元外壳的内部10。

固定电极40的单元壳体内10是适合与所述步骤52一个在支承52和支承在支撑52。即，绝缘基体50设置在固定电极40的背面（背面）侧并且支撑固定电极40。音孔40ħ在固定电极40面对槽51的绝缘基底的50。气室60在固定电极40和绝缘基底50之间形成有由固定电极40和绝缘基底50的凹槽51限定的电极。即，气室60设置在固定电极40的背面侧。

绝缘基底50的中心表面53面对固定电极40的背面。如上所述，中央表面53被进一步设置在后部比台阶的前表面52一个在绝缘基底的厚度方向50。因此，间隙g被布置在绝缘基底50和固定电极40之间。。间隙g容纳空气层。间隙g用作或用作空气层的空气室。如下所述，间隙g的容积被设计成小于空气室60的容积。结果，容纳在绝缘基底50的中心表面53与固定电极40的背面之间的间隙g中的空气层是薄空气层70。该连通孔50ħ建立间隙g和装置的外部之间的通信1。下面将描述稀薄空气层70。

在单元壳体内的通路10，通过该声波从连通孔行进50个ħ到膜片20，连通孔的侧面50ħ被称为“上游”侧和膜片的侧面20被称为作为“下游”方面。

进入单元壳体的声波10从连通孔50个ħ到达空气室60通过薄空气层70中的间隙g，然后通过音孔40ħ。即，气室60被布置在间隙g的下游。

如图1所示。如图2所示，绝缘基座50通过单元壳体10的开口端（后端）的卷曲而固定在单元壳体10内。作为卷曲的结果，在单元壳体10的后边缘形成有卷曲部11。卷曲部分的端部11与突出部卡合54所述绝缘基底的50，使得突起54所述绝缘基底的50被卷曲部分的端部之间保持11单元壳体10的侧壁。如上所述，突起54具有倾斜的背面。因此，绝缘基底50被卷曲部分11的端部朝着单元壳体10的前端偏置。其结果是，金属网80，隔膜保持器30（隔膜20），与固定电极40容纳在单元壳体10被固定在单元壳体内10和朝向单元壳体的前端偏置10通过绝缘基座50。

气室60调节隔膜20的振动水平。随着气室60增大到更大的体积，隔膜20更易于振动。随着空气室60减小到较小的体积，隔膜20不易受到振动的影响。空气室60形成在间隙g的外周上。即，空气室60形成在间隙g的下游。空气室60的容积大于间隙g的容积。60是连通的间隙g和音孔的空间40ħ。气室60围绕间隙g的外周。即，在单元1的平面图中，间隙g从气室60沿绝缘基底50的径向向内布置。

薄空气层70是用作单元1的声阻的空气层。薄空气层70调节从声源穿过薄空气层70传播的声波的速度，并将声波传输到空气室60。容纳薄空气层的间隙g70是在与连通孔连通50ħ和空气室60。

间隙g内的空间是容积小于气室60的容积的空间。在声波到达振动板20的路径中，间隙g设置在与间隙g连通的空气室60的上游。由于稀薄空气层70是空气层，因此稀薄空气的声阻由于诸如湿度的外部环境的变化，层70不会变化。

金属网80在平面图中具有圆盘的形状。金属网80由金属构成。金属网80被设置在单元壳体的底面之间10和隔膜保持器30并覆盖声波进入孔10个ħ进入孔声波的后侧10ħ。金属网80防止异物从单元壳体10的外部侵入单元壳体10。

图6是单元1的等效电路图。在图在图6中，符号p1表示作为前声终端的声源。符号p2表示作为后声学端子的声源；符号rf表示金属网80的声阻。符号sf表示位于金属网80与隔膜20之间的空气室内的空气的硬度。符号mo表示膜片20的质量。符号表示隔膜20的刚度;符号ro表示通过隔膜20与固定电极40之间的空气层引起的隔膜20的阻尼电阻。符号s1表示气室60内的空气的硬度。符号r1表示薄空气层70的声阻。

声音终端是指有效地向单元1施加声压的空气的位置。换句话说，声学终端是响应于膜片20的运动而在空气中流动的中心位置。由于单元1具有单向性，所以声学端子位于振动膜20的前后。

在容纳过程中，金属网80，膜片保持器30（膜片20），固定电极40和绝缘基底50以此顺序被容纳在单元壳体10中。如上所述，基底绝缘50容纳在单元壳体10被设置在单元壳体的开口部10，以便覆盖所述单元壳体的开口部10从该单元外壳的内部10。

在卷曲过程中，单元壳体10的开口端（后端）被卷曲。由于卷曲的结果，金属网80，隔膜保持器30（隔膜20），和固定电极40，其被容纳在单元壳体10，被固定在单元壳体内10与绝缘基座50，作为如上所述。

在卷曲处理中，空气室60形成在固定电极的背面侧40，并且间隙g形成在固定电极之间形成40及基底绝缘50。如上所述，间隙g与气室60连通。

如上所述，在空气室60形成在卷曲过程是与音孔通信40ħ。形成在卷边过程中，间隙g在与连通孔连通50ħ。即，音孔40ħ是在与连通孔连通50个ħ卷曲过程后。

在下面的描述中，从声源的声波中，进入孔中的声波进入的声波10个ħ到单元1并到达振动膜的前表面20被称为“正面声波“，并从连通孔进入的声波50个ħ到单元1并到达膜片的背面20被称为‘背面声波’。

现在将描述当声源布置在麦克风m的前面时麦克风m的操作。

由于声源被布置在麦克风m的前方，声源和相应的声波之间的距离进入孔10个ħ各自比声源与上述连通孔之间的距离小50ħ。其结果是，从声源所需的声波的时间到达声波进入孔10ħ（下文中称为“第一到达时间”）比达到从声源所需的声波的时间短连通孔50ħ（在下文中称为“第二到达时间”）。

前面声波输入单元1通过声波输入孔10ħ和到达隔膜20通过金属网80。在另一方面，所述背面声波输入单元1通过连通孔50ħ和通过薄空气层行进70。如上所述，薄空气层70用作声阻。因此，声波通过薄空气层行进的速度70是由薄的空气层减少70。稀薄的空气层内减速的声波70到达隔膜20通过空气室60和音孔40小时。

如上所述，第一到达时间短于第二到达时间。即，正面声波在背面声波之前传播通过单元1。的正面声波不穿过薄空气层的速度70比穿过薄空气层的背面的声波的速度大70。因此，正面声波到达振动板20的时刻比背面声波到达振动板20的时刻早。

当正面声波到达振动膜20的正面的定时与背面声波到达振动膜20的背面的定时不同时，振动膜20响应于两个正面而振动。声波和背面声波。由膜片构成的电容器的电容20和固定电极40响应于该振动板的振动而变化20。单元1产生对应于电容变化的电信号。如上所述，来自麦克风m前面的声源的声波被麦克风m（单元1）收集。

现在将描述当声源被置于麦克风m后面时麦克风m的操作。

由于声源被布置后面话筒m，声源和相应的声波之间的距离进入孔10个ħ各自比声源与上述连通孔之间的距离大50ħ。结果，第一到达时间长于第二到达时间。

前面声波输入单元1从声波进入孔10ħ和到达隔膜20通过金属网80。在另一方面，所述背面声波输入单元1从连通孔50ħ和通过薄空气层行进70。如上所述，薄空气层70用作声阻。因此，声波通过薄空气层行进的速度70是由薄的空气层减少70。稀薄的空气层内减速的声波70到达隔膜20通过空气室60和音孔40小时。

如上所述，第一到达时间长于第二到达时间。即，背面声波在正面声波之前传播通过单元1。穿过薄空气层70的背面声波的速度小于不穿过薄空气层70的正面声波的速度。

稀薄的空气层的声阻70按照间隙g的容积与空气室的容积之比改变60，连通孔50ħ，或音孔40ħ，例如。薄空气层70的声阻被设计为使得当声源被布置在麦克风m的后面时，到达振动膜20的正面声波的定时与到达振动膜20的背面声波的定时匹配。膜片20。因此，前面的声波到达振动膜的定时20个匹配的背面的声波到达振动膜的定时20。

隔膜20不振动时，正面的声波到达振动膜的前表面的定时20个匹配的背面的声波到达振动膜的背面的定时20。即，电容器的电容不变。因此，单元1不产生电信号。换句话说，来自麦克风m后面的声源的声波未被麦克风m收集（单元1）。

如上所述，单元1收集来自声源的声音在该装置的前面1，但不从该单元背后的声源的声音收集1。即，单元1的方向性是单向性。

如上所述，单元1的单向性是通过薄空气层70降低背面声波的速度来实现的。稀薄的空气层70用作单元1的声阻。因为薄空气层70是空气层，所以薄空气层70的声阻与外部环境无关，并且不会由于诸如湿度之类的外部环境而变化。因此，单元1的方向性不受外部环境的影响。

间隙g由绝缘基底50的中心表面53和固定电极40的背面限定。可替代地，间隙g可以仅由绝缘基底50限定。例如，一个孔的空气室之间的间隙建立通信60和连通孔50ħ可以被布置在绝缘基底50。

根据上述的实施例，容纳在薄空气层的间隙g70作为声电阻作用在固定电极之间形成40及基底绝缘50中的单元1。稀薄的空气层70降低了背面声波的速度，使得当声源在麦克风m的后面时，到达振动膜20的正面的正面声波的定时与振动膜20的时刻相匹配。背面声波到达振动膜20的背面。结果，单元1单向运行。因为薄空气层70是空气层，所以薄空气层70的声阻不受诸如湿度的外部环境的影响。换句话说，单元1的方向性不受外部环境的影响。

麦克风m包括单元1。如上所述，单元1的方向性不受外部环境的影响。因此，麦克风m的方向性也不受外部环境的影响。

卷曲部分的端部11与突出部卡合54所述绝缘基底的50，使得突起54所述绝缘基底的50保持在卷曲部的端部之间11和单元壳体的侧壁10。绝缘基体50通过卷曲部分11的端部朝着单元壳体10的前端偏置。结果，隔膜保持器30（隔膜20）和固定电极40容纳在单元壳体10被固定在单元壳体内10和朝向单元壳体的前端偏置10通过绝缘基底50。因此，将膜片保持器30（膜片20），固定电极40和容纳在单元壳体10内的绝缘基底50稳定地固定在单元壳体10内。与没有突起的常规麦克风单元中的麦克风相比。即，固定电极40和绝缘基底50被稳定地固定。换句话说，间隙g的体积不变，并且薄空气层70的声阻也不变。