JP2004166262A - 電気音響変換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立て後や組立て時、埃、温度、湿度などの環境が苛酷な条件下にさらされたり、不注意により部品に接触したりしても、内部の電荷を消失するおそれがなく、性能の安定した電気音響変換器を提供する。
【解決手段】 固定電極７上でエレクトレット層Ｅ１を内部に形成する第１の誘電体膜６１上に、第２の誘電体膜６２をコーティング層として成膜し、第１の誘電体膜６１内のエレクトレット層Ｅ１から電荷が外部へ放電するのを防ぐように構成している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エレクトレット型の電気音響変換器に係り、特に組み立てが容易で、かつ湿度、温度などの環境条件が過酷な下であっても、優れた電気音響変換特性を保持し得る信頼性の高い電気音響変換器及びこの電気音響変換器の製造方法に関するものである。

電気音響変換器、例えばコンデサマイクロホンは、応用電気音響（中島 平太郎 編、コロナ社、昭和５４年）のような文献等で良く知られているように、導電面を有する振動膜とこれに並行し空気層を介して対向設置された導電性の固定電極との間の静電容量が、音圧によって駆動された振動膜の振動に起因して変化することから、この静電容量の変化を振動膜上の音圧に比例する量として検出するように構成したものである。

そして、このような構成のコンデンサマイクロホンでは、その検出した音圧を電気信号として出力するため、あらかじめ二つの導電体即ち、振動膜と固定電極の間に高抵抗の抵抗器を経由して直流電圧を与えて成極電位を形成しておき、両電極間の電位差の変化として、静電容量の変化を電気信号として捉えるものである。なお、ここで、単位音圧に対する出力電圧の大きさ、すなわち感度は、加えられている直流電圧に比例することが知られている。

ところで、この成極電位は、前述したように外部の直流電源から高抵抗の抵抗器を経由して供給される場合もあるが、近年では振動膜あるいは固定電極のいずれかにおいて、相手側との対向面に、ＦＥＰ（フロロ・エチレン・プロピレン）などの誘電体の膜を装着するとともに、この誘電体膜に電荷を注入固定し、この電荷の形成する電場を以って成極電圧相当の電位を得る、と言ういわゆるエレクトレット（少なくとも一部が分極している誘電体）を利用する方法が採られている。

この方法についての詳細は、例えば、非特許文献１を参照されたい。これにより、成極用外部直流電源を必要としないエレクトレット型のコンデンサマイクロホンが実用化されている。

次に、図４を参照しつつ、このエレクトレット型コンデンサマイクロホンの基本構造の1つについて説明する。
このエレクトレット型コンデンサマイクロホンでは、円筒構造のハウジング１０１の内部に、振動板リング１０２と、振動膜を構成する誘電体膜１０４と、この誘電体膜１０４の一部に形成した接地電極１０３と、スペーサ１０５と、エレクトレットを一部に形成した誘電体膜１０６と、金属よりなる固定電極１０７と、絶縁リング１０８などとを備えている。

このうち、一方の誘電体膜１０４は、振動膜の一部であって、ＰＥＴ(ポリエステルのひとつ「ポリ・エチレン・テレフタレート」)のフィルム、ＰＰＳ（ポリ・フェニレン・サルファイド）フィルムなどの薄膜（例えば厚さ数ミクロン程度）で構成されており、この誘電体膜１０４の外側の面には、金，ニッケルなどを蒸着等で成膜して接地電極１０３としての機能を持たせた振動板リング１０２に貼りつけて固定されている。
他方、もう一方の誘電体膜１０６及び固定電極１０７には、通気孔１０９が形成されているとともに、固定電極１０７には、出力端子１１０が接続されており、ハウジング１０１との間の電位差（電圧）が得られるようになっている。

ここで、エレクトレット形成のための誘電体膜への電荷の注入の方法としては、電子ビームを用いたり、コロナ放電を用いるなど、各種考案されており、これについても前述した上記文献に開示されているが、いずれの方法も、それぞれ一長一短がある。また、これらの方法で電荷の注入を行った場合、用いる方法によって注入される深さに若干の差異があり、たとえば電子ビームを用いる場合にはかなり深く注入できるが、それでも表面から数十ミリミクロンと非常に浅いところに固定されている。この深さはたとえば熱刺激電流法などで推測できる。

次に、図５は、図４に示すエレクトレット型コンデサマイクロホンでの主要部分を模式的に拡大表示したものである。
このエレクトレット型コンデサマイクロホンにおいて、振動膜である誘電体１０４は３．５ミクロン厚のＰＥＴ(ポリエステルフィルム)、接地電極１０３は０．１ミクロン厚以下のアルミニウム導体コーティング層である。また、誘電体膜１０６に成極電圧相当の電位を付与するため、この誘電体膜１０６には、前述したように、電荷を注入固定して形成したエレクトレット層１０６Ａを有している。なお、図中符号１１１は空気層を示すものであり、ここでは空気層１１１の厚さが２５ミクロンを有している。

そして、二つの電極、即ち、接地電極（外側電極）１０３と固定電極（内側電極）１０７との間には、マイクロホンとして動作するときの有効な電位差を付与するために、同図に実線γで示すような電位を与える電界が形成されており、振動膜である接地電極１０３及び誘電体１０４が図中で左右に振動した場合に、この電位差に起因する空気層中の電界強度が変化して固定電極から変動分に対応した出力が得られるものである。

ヨシノブ ヤスノ、他 ；「民生用 エレクトレット・コンデンサ・マイクロホンの製造と民生機器応用に関する年次的展望」（第８回 国際エレクトレットシンポジウム パリ会議 １９９４年 ９月7日 予稿集 第９４３頁）」 ［Yoshinobu Yasuno et al "A chronological review of production and applications of electretcondensermicrophone for consumer use."（8th International Symposium on Electrets Paris, 7thSept. 1994 Proceedings pp.943）］

ところで、この電気音響変換器における主要部を構成する誘電体膜１０６内の電荷を注入固定して形成したエレクトレット層１０６Ａは、前述したように、非常に浅い距離を隔てて外部と接している。

従って、例えば誘電体膜１０６の表面に水などの電解質が浸入したり、金属などの導体や人の皮膚などの非絶縁体などが接触するようなことがあると、誘電体膜１０６内に注入されていた電荷がこの浅い距離を通じて容易に放電して消滅し、エレクトレット型コンデンサマイクロホンとしての機能が破壊されるという脆弱性がある。
また、このエレクトレット型コンデンサマイクロホンを組み立てる前に部品として保存中に、その部品の一部であるエレクトレット層１０６Ａを有する誘電体膜１０６が、過剰な湿気に暴露されたりすると、電荷が放電して組み立て後の感度ばらつき等の主原因となる問題があった。

本発明は、上述した脆弱性を克服し製品として耐環境性の優れ、信頼性の高い電気音響変換器を提供することを目的とする。
また本発明は、上記した問題点に鑑み、組立て前や組立て時、埃、湿度、温度などの環境が過酷な条件下に曝されたり、不注意により部品に接触しても、部品内に注入された電荷を消失する虞がなく、品質及び性能が安定した製品を、高い生産性で提供することのできる電気音響変換器及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の電気音響変換器は、導電性振動膜と、空気層を介して前記導電性振動膜と対向するように設置した固定電極と、前記空気層に面した前記固定電極の前記導電性振動膜との対向面に設けた誘電体膜とを備えた電気音響変換器であって、前記誘電体膜は複数の誘電体膜で構成され、前記複数の誘電体膜のうち少なくとも前記固定電極に当接する第１の前記誘電体膜の内部に、成極電位を構成する永久電荷層を備えたことを特徴している。

これにより、永久電荷層が第１の誘電体膜の外側の面から浅い内部に形成されていても、その外側の面を第２の誘電体膜が密着するように被覆する（コート又はカバーする）構成となり、誘電体膜での深い部分に分極された構成のものと実質的に同一となる。その結果、これを用いて組み立てられたエクトレット型コンデンサマイクロホンは、外部環境に強く高信頼性となるだけでなく、電気音響変換器の部品である誘電体膜を用いて電気音響変換器を組立てる前や組立ての過程で、埃、湿度、温度などの環境が過酷な条件下に曝されたり、不注意により部品に接触しても、部品内に注入された電荷を消失する虞がなく、均質で生産性の高い電気音響変換器を提供することができる。

また、本発明の電気音響変換器は、前記誘電体膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで構成するとともに、前記第1の誘電体膜が、前記固定電極の一方の面に熱融着や接着、蒸着あるいは気中でのスプレーコーティングなどで接合された絶縁性フィルムで構成されるとともに、前記絶縁性フィルム中に電荷を注入したエレクトレット層を備え、かつ前記２の誘電体膜は、スパッタやスプレーなどにより第１の誘電体膜上に成膜した誘電体膜で構成したものを含む。

これにより、製造が容易でかつ、安定した性能を得ることができる。

また、本発明の電気音響変換器は、前記誘電体膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで構成し、前記第１の誘電体膜が、無機酸化膜で構成されるともに、前記無機酸化膜内部に電荷を注入したエレクトレット層を備えたものを含む。

これにより、耐熱性の向上したエレクトレットを実現することができるので、極めて耐環境性の優れた電気音響変換器が提供することができる。

また、本発明の電気音響変換器は、前記２の誘電体膜のうち前記第２の誘電体膜が、耐水性を有する材料で形成されたものを含む。

これにより、更に耐水性の向上したエレクトレットを実現できるので、更に耐環境性の優れた電気音響変換器を提供することができる。但し、第2の誘電体膜は耐水性を有するものでなくてもよい。

また、本発明の電気音響変換器は、前記固定電極に当接する第１の誘電体膜が、前記導電性振動膜を透過して外部から注入した電荷を内部に有するものを含む。

これにより、電気音響変換器を組み立てた後での電位の微調整ができるようになり、より一層生産性の向上をはかることができる。なお電荷注入の方式は設計者の選択により適宜選択可能である。

また、本発明の電気音響変換器の製造方法は、導電性振動膜と、前記導電性振動膜と空気層を介して並行に対向設置した固定電極と、前記空気層に面した前記固定電極の前記導電性振動膜との対向面に設けた複数の導電体膜とを備えた電気音響変換器の製造方法であって、前記固定電極の一方の面に第１の誘電体膜を形成したのち、前記第１の誘電体膜の前記固定電極に当接する一方の面とは反対の面を入射面として、外部から荷電粒子を前記第１の誘電体膜内に入射して永久電荷層を構成するエレクトレット層を形成し、前記エレクトレットの形成後に、前記第１の誘電体膜の前記入射面側に第２の誘電体膜を形成することを特徴としている。

これにより、既に述べたように、永久電荷層が第１の誘電体膜の外側の面から浅い内部に形成されていても、その外側の面を第２の誘電体膜が密着して被覆する構成となり、誘電体膜での深い部分に分極された構成のものと実質的に同一となる。その結果、これを用いて組み立てられたエレクトレット型コンデンサマイクロホンは、外部環境に強い高信頼性のものとなるだけでなく、電気音響変換器の部品である誘電体膜を用いて電気音響変換器を、組立て前や組立て時に、埃、湿度、温度などの環境が過酷な条件下に曝されたり、不注意により部品に接触しても、部品内に注入された電荷を消失する虞がなく、信頼度の高い電気音響変換器を提供することができる。

また、本発明の電気音響変換器の製造方法は、前記複数の誘導電体膜のうち、前記第２層以後の少なくともいずれかの誘電体膜を形成したのちに、前記誘電体膜の一方の面を入射面として、外部から、荷電粒子を前記誘電体膜内に注入してエレクトレットと呼ばれる永久電荷層を形成するもので、この際、荷電粒子に与えるエネルギを制御することによって電位の調整を行うものを含む。

これにより、電気音響変換器を組立て中に、又は組立てた後での電位の微調整ができるようになる。

また、本発明の電気音響変換器の製造方法は、前記導電性振動膜を形成したのち、外部から荷電粒子を前記導電性振動膜を透過して前記誘電体膜に注入し前記エレクトレット層を形成するものを含む。

これにより、電気音響変換器を組み立てた後での電位の微調整が可能となる。ここで、導電性振動膜は、金属薄膜など導電性膜で形成されるが、多孔質導電体を用いることにより、より荷電粒子の透過性が良好となる。

以上説明してきたように、この発明では、誘電体膜を複数の誘電体膜で構成するとともに、複数の誘電体膜のうち少なくとも固定電極に当接する第１の誘電体膜の内部に、成極電位を形成する永久電荷層を備えているため、本発明による第１のエレクトレット部材（永久電荷層）は、これより外側の第２層以降の誘電体膜にて被覆されることにより、組立て前や組立ての際に、埃、湿度、温度などの環境が過酷な条件下に曝されたり、不注意により部品に接触しても、部品内に注入された電荷を消失する虞がなく、信頼度の高い電気音響変換器が製造でき、延いてはこの電気音響変換器を取り付けた情報通信機器、音響機器、計測機器等の信頼性をも向上することが可能となる効果を有する。

以下、この発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気音響変換器であるエレクトレット型コンデンサマイクロホンの基本構造を示す断面図、図２（Ａ）は図１に示すエレクトレット型コンデンサマイクロホンの主要部分を拡大して示す模式図、図２（Ｂ）は同図（Ａ）において二つの電極の間の電位の分布を示すグラフである。

本発明の第１の実施の形態に係るエレクトレット型コンデンサマイクロホンは、ハウジング１の内部に、振動板リング２と、振動膜を構成する誘電体膜４と、この誘電体膜４の一部を導電化して形成した接地電極３と、空気層Ａと、スペーサ５と、２層構造の誘電体膜からなる誘電体膜６と、金属よりなる固定電極７と、絶縁リング８などとを備えており、これらは略リング状の封止部材９で抜け止めされている。

ハウジング１は、略中空円筒形状に形成されているとともに、表面１Ａ部分に大きく開口した前面孔１１を有している。この実施の形態では、直径１．０ｍｍ程度の大きさに開口されている。また、このハウジング１は、背面部分全体が全て開口されており、この開口部分からは固定電極７と一端が接続された引出し線Ｃが引出されている。

振動膜には、外側から順に、接地電極３と誘電体膜４とを具備している。このうち接地電極３は、外側電極を構成しており、この実施形態では、蒸着法などにより、誘電体膜４の片面に、導電性材料、例えば金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの金属を厚さ０．１μｍ以下に成膜している。
なお、この接地電極３を形成する導電性材料としては、この実施形態のもの以外に、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ベリリウム（Ｂｅ）などの軽金属を用いて、これをメッキ、蒸着、スパッタリング等により誘電体膜４上に成膜してもよい。

一方、誘電体膜４は、空気層Ａを介して誘電体膜６と並行して対向配置されており、この実施形態では、厚さ３．５μｍのＰＥＴ（ポリエステル）フィルムを使用しているが、この誘電体膜４の膜厚は１〜５０μｍ程度とするのが望ましい。
なお、この誘電体膜４には、この実施の形態のＰＥＴ（ポリエステル）フィルム以外に、例えばＦＥＰ（フロロ・エチレン・プロピレン）、ＰＦＡ（ポリ・フロロ・アセタール）、ＰＴＦＥ（ポリ・テトラ・フロロ・エチレン）などの誘電体フィルムを用いて形成してもよい。

また、本実施の形態の振動膜では、有機誘電体で形成した誘電体膜４に接地電極３として金属を蒸着した２層構造としたが、誘電体膜４を形成することなく導電性膜のみでもよい。例えば、多孔質シリコン、多孔質シリコンとタングステン薄膜の2層膜など、多孔質の導電性材料を用いることにより、この膜を介した電荷の注入が容易となる。また、圧延などで形成した金属薄膜、例えばチタン（Ｔｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属薄膜で単層構造としてもよい。

スペーサ５は、接地電極（外側電極）３側と固定電極（内側電極）７側との間の距離を設定・調整するためのものであり、この実施の形態では、厚さ２５μｍの略リング状に形成されており、（接地電極３側の）誘電体膜４と（固定電極７側の）第２層目の誘電体膜（第２の誘電体膜）６２との間のハウジング１内部に固定されている。即ち、このスペーサ５は、誘電体膜４と第２の誘電体膜６２との間に挟持された状態で、ハウジング１内部に配設されている。

誘電体膜６は、複数の誘電体膜で構成されており、例えば、本実施の形態では第１の誘電体膜６１及び第２の誘電体膜６２の２層で構成されている。このうち、第１の誘電体膜６１は、エレクトレット層Ｅ１を設けた第１層目の誘電体膜を構成するものであって、固定電極７の一方の面に形成されており、本実施の形態では、後にエレクトレット層を形成することを考慮して、エレクトレット形成用材料として安定化を図るために、固定電極７の一方の面にフィルム、例えばＦＥＰ（フロロ・エチレン・プロピレン）フィルムなどを熱融着して形成している。

そして、この第１の誘電体膜６１には、エレクトレット型コンデンサマイクロホンの組立てが完了する前の部品段階において、内部にエレクトレット層Ｅ１を永久電荷層として形成するために、外部から荷電粒子、例えば酸素イオン（電荷）などを注入している。ここで、注入する荷電粒子は、第２の誘電体膜６２により外側を被覆されるため、第１の誘電体膜６１においては特に浅く注入しておいても電荷を消失する虞はない。
なお、ここで注入する荷電粒子としては、特にこの酸素イオンに限定されるものではなく、またこの第１の誘電体膜６１には、例えばＰＦＡ（ポリ・フロロ・アセタール）、ＰＴＦＥ（ポリ・テトラ・フロロ・エチレン）などの誘電体を用いてもよい。

一方、第２の誘電体膜６２は、固定電極７に対して第２層目の誘電体膜を構成するものであって、第１の誘電体膜６１に電荷が注入された後に、例えば第１誘電体層６１の表面に水などの電解質が浸入したり、金属などの導体や人の皮膚などの非絶縁体などが接触するようなことがあっても、誘電体膜６１内に注入された電荷が外側の面から容易に外部へ放電して消滅してしまうのを防止する作用を有する。

即ち、この第２の誘電体膜６２は、第１の誘電体膜６１の放電防止用のカバー又はコーティング手段として配設されるものであり、適宜の誘電体材料、例えば本実施の形態では、ＦＥＰ（フロロ・エチレン・プロピレン）、ＰＦＡ（ポリ・フロロ・アセタール）、ＰＴＦＥ（ポリ・テトラ・フロロ・エチレン）などの有機誘電体を用いて、適宜の方法、例えばＰＴＦＥ（ポリ・テトラ・フロロ・エチレン）であればスパッタなどにより形成してもよい。

なお、本実施の形態では、第２の誘電体膜６２の形成材料に有機誘電体を使用したが、これ以外に無機酸化物、例えば耐熱性及び耐湿性の高い緻密な二酸化珪素（ＳｉＯ₂）膜などを形成材料として用いてもよい。この場合、さらにその外側に、耐水性の誘電体材料を用いて第３層目の誘電体膜、即ち第３誘電体膜を形成して第２の誘電体膜６２を被覆するのが好ましい。この被覆方法としては、スパッタ法、塗布法、熱融着法などによる成膜を適宜選択可能である。

固定電極７は、外側電極を構成する接地電極３に対向・対峙して内側電極を構成するものであり、所定の金属によって形成され、絶縁リング８の段部８Ａに固定支持されている。そして、この固定電極７には、空気層Ａ内の空気の出入のために、誘電体膜６に設けた通気孔Ｈと連通する通気孔Ｈが複数箇所に穿設されている。なお、空気層Ａの厚さはスペーサ４の厚さに相当するものであって、この実施形態では、前述したように２５μｍとしている。

この固定電極７は、導電性振動膜である接地電極３及びこれと一体の誘電体膜４が図２において、例えば左右方向に振動した場合に、図２（Ｂ）にグラフα１で示す電位差Ｖが変動し、この電位差Ｖに起因した空気層Ａ中の電界強度が変化して、この固定電極７から変動分に対応した出力が得られるようになっている。

このように、本実施の形態によれば、第１の誘電体膜６１は第２の誘電体膜６２によって外界と隔離された構成となっているので、エレクトレット層を形成するための荷電粒子（電荷）は特に第１の誘電体膜６１内部の深いレベルまで注入する必要がない。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２に実施形態について図３を参照しつつ説明する。なお、この実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施の形態に係る電気音響変換器であるエレクトレット型コンデンサマイクロホンが第１の実施の形態のものと異なるのは、誘電体膜６がともに永久電荷を構成するエレクトレット層Ｅ１、Ｅ２を有する２のもの、即ち第１の誘電体膜６１及び第２の誘電体膜６３から構成されている点である。

第２の誘電体膜６３は、第１の誘電体膜６１とは異なり、製品としてエレクトレット型コンデンサマイクロホンを組立て後に、この第２の誘電体膜６３内部にも荷電粒子（電荷）を打ち込むようになっており、第１の誘電体膜６１内部に注入された電荷が形成する電場（電位）の調整を行うように構成されている。

次に、第２の誘電体膜６３中にエレクトレット層Ｅ２を形成するためのイオン（電荷）の注入方法について、説明する。
初めに、エレクトレットコンデンサマイクロホンの組立を完成させておく。なお、この場合、いわゆる組立前荷電（帯電）が発生して、これ起因する埃の吸着、不注意による接触放電などの不具合が生じるのを防止するため、誘電体膜６などは純水などにより十分に洗浄・乾燥しておく。

次に、導電性振動膜の接地電極３の外側から、電子ビーム、コロナ放電、その他の適宜の手段を用いて、適宜のエネルギーで、例えば電界強度５００ＫＶ／ｍで酸素イオンを加速し、図３に示すように、接地電極３の外側から酸素イオンを入射・注入する。

これにより、加速されて高エネルギーを付与された酸素イオンが、導電性振動膜である接地電極３及び誘電体膜４を貫通して、空気層Ａの先にある第３誘電体層６３の内部まで入り込み、永久電荷層としてエレクトレット層Ｅ２が形成される。その結果、第２の誘電体膜６３は、図３（Ｂ）にグラフβで示す電位差Ｖを付与し、空気層Ａとの界面側で表面電位が所望の値（例えば１００〜４００Ｖ）に帯電される。なお、この表面電位は、各部の寸法と空気層Ａを占める空気の誘電率ε及びマイクロホンとしての音圧感度などから、適宜に調整・設定することもできる。

なお、このようにして、導電性振動膜を貫通して荷電粒子を第２の誘電体膜６３に注入する場合には、接地電極３には、導電性金属のうち特に軽金属を用いて形成すれば、金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの重金属を用いて形成した場合に比べ、この金属面を貫通して誘電体膜６中にイオン（電荷）注入を行うことが容易となるので、本実施の形態のように、組立て後に電荷調整を行うような構成の場合には好都合である。

なお、本発明に係る電気音響変換器は、上述したいずれの実施の形態においても、エレクトレット型コンデンサマイクロホンに適用したが、特にこのエレクトレット型コンデンサマイクロホンに限定されるものではなく、例えばスピーカなどへの適用も可能である。

以上説明してきたように、この発明では、接地電極を一方の面に設けた導電性振動膜と、空気層を介して導電性振動膜と並行に対向設置した固定電極と、空気層を臨む固定電極の導電性振動膜との対向面に設けた誘電体膜とを備えた電気音響変換器であって、誘電体膜を複数の誘電体膜で構成するとともに、複数の誘電体膜のうち少なくとも固定電極に当接する第１の誘電体膜の内部に、バイアス電荷を構成する永久電荷層を備えた電気音響変換器であり、組立て前や組立ての際に、埃、湿度、温度などの環境が過酷な条件下に曝されたり、不注意により部品に接触しても、部品内に注入された電荷を消失する虞がないため、エレクトレット型コンデンサマイクロホン、スピーカなどに適用可能であり、情報通信機器、音響機器、計測機器等の信頼性をも向上することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る電気音響変換器であるエレクトレット型コンデンサマイクロホンの基本構造の一つを模式的に示す断面図である。 （Ａ）は図１に示すエレクトレット型コンデンサマイクロホンの主要部分を拡大して示す模式図、（Ｂ）は二つの電極の間の電位の分布を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る電気音響変換器であるエレクトレット型コンデンサマイクロホンを示すものであり、（Ａ）はエレクトレット型コンデンサマイクロホンの主要部分を拡大して示す模式図、（Ｂ）は二つの電極の間の電位の分布を示すグラフである。 従来の電気音響変換器であるエレクトレット型コンデンサマイクロホンの基本構造を示す断面図である。 （Ａ）は図４に示す従来のエレクトレット型コンデンサマイクロホンの主要部分を拡大して示す模式図、（Ｂ）は二つの電極の間の電位の分布を示すグラフである。

符号の説明

１ ハウジング
１Ａ 表面
１１ 前面孔
２ 振動板リング
３ 接地電極（外側電極）
４ 導電性振動膜を構成する誘電体膜
５ スペーサ
６ （２の誘電体膜）誘電体膜
６１ 第１の誘電体膜
６２ 第２の誘電体膜
６３ 第２の誘電体膜
７ 固定電極（内側電極）
８ 絶縁リング
９ 略リング状の封止部材
Ａ 空気層
Ｃ 引出し線
Ｅ１ エレクレット層（永久電荷層）
Ｅ２ エレクレット層（永久電荷層）
Ｈ 通気孔

Claims (8)

1. 導電性振動膜と、前記導電性振動膜と空気層を介して対向配置された固定電極と、前記空気層に面した前記固定電極の前記導電性振動膜との対向面に設けられた誘電体膜とを備えた電気音響変換器であって、
   前記誘電体膜は複数の誘電体膜で構成され、
   前記複数の誘電体膜のうち少なくとも前記固定電極に当接される第１の誘電体膜の内部に、成極電位を構成する永久電荷層を備えたことを特徴とする電気音響変換器。
2. 前記誘電体膜は、第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで構成され、
   前記第1の誘電体膜は、前記固定電極の一方の面に接合された絶縁性フィルムからなり、前記絶縁性フィルム中に電荷を注入したエレクトレット層を具備しており、
   前記第2の誘電体膜は前記第１の誘電体膜上に成膜された誘電体薄膜からなることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
3. 前記誘電体膜は、第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで構成され、
   前記第1の誘電体膜は、内部に電荷を注入したエレクトレット層を備えた無機酸化膜であることを特徴とする請求項２に記載の電気音響変換器。
4. 前記第２の誘電体膜は、耐水性を有する材料で形成されたことを特徴とする請求項３に記載の電気音響変換器。
5. 前記固定電極に当接する前記第１層膜は、前記導電性振動膜を透過して外部から注入した電荷を内部に含むことを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
6. 導電性振動膜と、前記導電性振動膜と空気層を介して並行に対向設置した固定電極と、前記空気層に面した前記固定電極の前記導電性振動膜との対向面に設けた複数の導電体膜とを備えた電気音響変換器の製造方法であって、
   前記固定電極の一方の面に第１の誘電体膜を形成したのち、
   前記第１の誘電体膜の前記固定電極に当接する面とは反対の面を入射面として、外部から荷電粒子を前記第１の誘電体膜内に入射させて永久電荷層を構成するエレクトレット層を形成し、
   前記エレクトレット層の形成後に、前記第１の誘電体膜の前記入射面側に第２の誘電体膜を形成することを特徴とする電気音響変換器の製造方法。
7. 前記複数の導電体膜のうち、前記第２層以後の少なくともいずれかのの誘電体膜を形成したのちに、
   前記誘電体膜の一方の面を入射面として外部から、荷電粒子を前記誘電体膜内に入射させてエレクトレット層を形成するための永久電荷層を形成し、前記荷電粒子注入時のエネルギーを制御することによって、
   成極電位の調整を行うことを特徴とする請求項６に記載の電気音響変換器の製造方法。
8. 前記導電性振動膜を形成したのち、
   外部から前記導電性振動膜を透過して荷電粒子を前記誘電体膜に注入し、前記エレクトレット層を形成することを特徴とする請求項６に記載の電気音響変換器の製造方法。

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