KR20000019963U - 이동통신 단말기용(移動通信 端末器用)콘덴서 마이크로폰 - Google Patents
이동통신 단말기용(移動通信 端末器用)콘덴서 마이크로폰 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 개선된 기능의 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로 특히 콘덴서 마이크로폰의 사출성형물인 베이스와 임피던스 변환 소자인 FET의 게이트 단자와 배극판을 전기회로적으로 연결시키는 접촉단자를 별도로 마련하여 외부의 전기잡음, 유동율 극소화, 접촉도, 열화특성, 주파수 응답특성이 향상되도록 하기 위하여 본 고안은 음파유입구가 형성된 금속재의 케이스; 상기 케이스로 인해 외부로부터 충분하게 보호될 수 있도록 순차적으로 적층되어 밀봉되는 진동판; 스페이서;배극판;상기 배극판의 상면으로 입설되는 원통형상의 베이스; 이 베이스의 상면으로 위치되어 케이스의 개방된 상면을 통해 단자가 노출되는 PCB기판; 상기 PCB기판에 결합되어 베이스 내면에 위치되는 임피던스 변환소자인 FET를 포함하며, 상기 케이스의 음파유입구의 저면으로 필터가 구비되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서 상기 임피던스 변환 소자인 FET의 게이트 단자와 베이스 및 배극판을 전기 회로적으로 연결시키기 위해 배극판의 주연으로 요설되는 결합 요홈부와 이 결합요홈부에 긴밀하게 끼워지는 게이트 단자와 배극판이 상호 접촉되도록 "
Description
본 고안은 개선된 기능의 콘덴서 마이크로폰(Condenser Microphone)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 콘덴서 마이크로폰의 사출성형물인 베이스(Base)와 임피던스(Impedance)변환소자인 FET(Field Effect Transistor)의 케이트 단자와 배극판(polar plate or Back plate)을 전기회로적으로 연결시키는 접촉단자를 별도로 마련하여 외부의 전기잡음, 유도율의 극소화, 접촉도, 열화특성, 주파수음답 특성이 향상되는 이동통신 단말기용(移動通信 端末器用)콘덴서 마이크로폰(Condenser Microphone)에 관한 것이다.
통상적으로 콘덴서 마이크로폰은 평행판 콘덴서의 정전 용량변화를 이용한 마이크로폰으로서 한쪽을 고정전극으로 하고 다른 한쪽은 도전성의 진동판 전극으로 하여 이들 양전극간에 수10㏁의 저항을 통해서 높은 직류전압을 가하게 되는데, 음압(音壓)에 의해서 전극의 간격이 달라지는 동시에 정전용량이 변화하여 이때 생기는 전압이 음성신호로서 꺼내어 진다는 것이다.
주파수의 특성은 10000Hz부근까지 거의 평탄하며 고충실도의 마이크로폰이지만 출력은 작고 측정용 및 방송용을 포함하여 최근에는 휴대폰등의 이동통신 단말기등에 광범위하게 적용된다.
이와같은 콘덴서 마이크로폰의 동작이론 및 원리를 살펴보면 이른바 콘덴서 마이크로폰의 내부구성 부품은 매우 정밀하고 또 외부의 전기잡음(電氣雜音)에 민감 하므로 먼지 및 이물질의 침투와 전기잡음으로부터 충분하게 보호되기 위해 음파 유입구(音波 流入口)가 형성된 금속 케이스 속에 적층 밀봉되어 있다.
상기의 음파 유입구를 통해 금속진동판(Diaphragm)에 음파가 가해졌을 때 진동판이 진동하면 배극판(背極板)과의 거리변화, 즉 음파에 따른 거리변화가 일어나는데 이러한 물리적 변화현상을 전기적으로 해석하여 정전용량(靜電容量)의 변화를 이해할 수 있다.
통상적으로 콘덴서 마이크로폰은 정전용량이 작고 전기적 임피던스(電氣的 Impedance)가 높아서 일반 증폭기(增幅器=Amplifier)와 직결(直結)하여 사용할 수 없으므로 상기 증폭기가 요구하는 입력 임피던스와 정합(整合)시키기 위하여 임피던스 변환소자인 FET(Feild Effect Transistor)와 결합하여 사용된다.
상기의 FET는 전계효과(電界效果)를 갖는 트랜지스터로서 소오스(Source), 게이트(Gate), 트레인(Draim)의 3단자로 구성된 능동소자인데 게이트의 전위(電位)가 변화함에 따라 트레인과 소오스간에 흐르는 전류값이 변화하므로 ECMs의 기본동작회로를 구성하여 음파에 따른 전기신호를 얻을 수 있다.
극성(極性)콘덴서 마이크로폰은 성극전압(成極電壓)으로 수백볼트(Voitage)의 직류외부공급전원이 요구되지만 ECMs는 무극성(無極性)콘덴서 마이크로폰의 일종으로 전하축적특성(電荷蓄積特性)이 우수한 고분자 필름에 금속을 증착(蒸着)하여 진동판으로 사용하거나 고분자 필름을 배극판에 접착하여 전하(電荷)를 축적시키므로서 외부공급전원을 생략시킨 것이다.
첨부된 도면에서 도 1의 (a)(b)도는 각각 종래의 통상적인 콘덴서 마이크로폰의 구성을 직접접촉(Direct Contact)방식과 링접촉(Ring Contact)방식으로 구분하여 도시한 것인데, 상기의 직접 접촉방식에 의하면 FET의 게이트 단자를 배극판에 직접 접촉시킨 방식으로 회로적 연결부의 최소화로 외부의 전기잡음(고주파. HUM)에 대해 차폐효과(遮蔽效果)가 우수한 특성이 있으나 FET의 몸체를 지지한 상태로 접촉력을 유지하는 비탄성 접촉으로 접촉부위의 취약성을 내포하는 문제점이 있다.
또한 링접촉 방식은 SMD형의 FET에 대한 게이트와 배극판의 접속방식으로 접촉성이 우수하고 용이한 것이나 링 접촉시 단면적 때문에 외부의 전기잡음(고주파, HUM)에 대해 유도율이 높은 결점이 있다.
따라서 상기의 제반문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안의 목적은 사출성형물인 베이스의 재질과 접촉방식의 개선으로 외부의 전기잡음유도율의 극소화와 접촉도, 열화특성 및 주파수 응답특성이 현저히 개선된 이동통신 단말기용 콘덴서 마이크로폰을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안은 음파 유입구가 천공된 금속재의 케이스; 상기 케이스로 인해 외부로부터 충분하게 보호될 수 있도록 순차적으로 적층되어 밀봉되는 진동판; 스페이서; 배극판; 상기 배극판의 상면으로 입설되는 원통형상의 베이스; 이 베이스상면에 위치되어 케이스의 개방된 상면을 통래 단자가 노출되는 PCB기판; 상기 PCB기판에 결합되어 베이스 내면에 위치되는 임피던스 변환소자인 FET를 포함하며, 상기 케이스의 음파 유입구 저면으로는 필터가 구비되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 FET의 게이트 단자와 베이스 및 배극판을 전기 회로적으로 연결시키기 위해 배극판의 주연으로 형성되는 결합 요홈부와; 이 결합 요홈부에 긴밀하게 결합되어지도록 등간격을 유지하는 ""자형의 접촉단자가 내측을 향해 약간 돌출된 상태로 링형 컨넥터에 입설 구비되어 일체화한 것을 특징으로 한다.
도 1의 (a)(b)도는 통상적인 종래 콘덴서 마이크로폰의 구성을 도시해 보인 단면도.
도 2의 본 고안의 구성요부를 순차적으로 분리하여 도시한 사시도
도 3은 본 고안의 조립상태를 설명하기 위한 개략도
도 4는 본 고안을 조립한 상태의 확대 단면도
도 5는 본 고안에 의한 콘덴서 마이크로폰의 주파수 응답특성(周波數 應答特性)을 도시한 그래프(Graph)
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
1-케이스 1a-음파유입구 2-진동판
3-스페이서 4-배극판 4a,4b,4c-결합요홈부
5-베이스 6-FET 6a-게이트 단자
7-PCB기판 8,8',8"-""자형 접촉단자 8a-링형 컨넥터
9-필터 10-콘덴서 마이크로폰
이와 같은 본 고안은 다음에서 설명되는 바람직한 일실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면 도2는 본 고안의 구성요부를 분리한 사시도이고, 도3은 본 고안이 조립상태를 이해하기 쉽도록 투시도상으로 도시한 사시도이고, 도4는 본 고안의 조립상태의 단면 구성도이다.
본 고안의 바람직한 일실시예에 따르면, 콘덴서 마이크로폰(10)은 각각 적층식(積層式)으로 조립되어 있는 구성요소(部品)들을 상호 긴밀하게 밀봉처리하는 원통 형상의 금속재(특히 알루미늄재)케이스(1)로 외관이 구성된다.
상기 케이스(1)의 하방으로는 음파 유입구(1a)가 천공되어있고, 상면은 개방된 상태로 유지하고 있는데 음파 유입구(1a)와 밀착되는 케이스(1)의 저면으로는 필터(9)가 설치되는 것으로 금속재 케이스(1)는 외부로부터 유입되는 먼지나 이물질에 의해 내부 각 구성요소레서 일어날 수 있는 전기적 잡음을 효과적으로 차단하는 기능을 제공한다.
상기 케이스(1)의 내하단에는 PET 또는 PPS필름에 알루미늄 또는 니켈을 증착(蒸着)하여 적절한 탄성력(彈性力)을 부여한 후 폴라-링(Polar-Ring)에 접착시킨 진동판(Dia-phragm)(2)이 위치되는데 이때 접착제조는 에폭시(Epoxy)도는 세멘다인이 적절히 선택될 수 있다.
이후 상기 진동판(3)의 상단으로 폴리에스테르 필름(Plyester Film)을 프레스 금형으로 타발(打拔)하여 제조한 원형 링형상의 스페이서(3)를 적층시켜 주므로서 이스페이스(3)로 인해 진동판(2)과 후술하는 배극판(4)과 사이가 일정간격으로 유지되며, 전기 절연체(電氣 絶緣)의 역할을 수행하게 된다.
상기의 배극판(4)은 니켈도금된 황동판에 폴리에스테르 필름이 접착된 패널을 프레스 금형으로 타발하여 제조하는데 수KV의 고전압으로 대전(帶電)시켜 배극판으로의 역할을 수행하며, 이때 전하(電荷)된 배극판(4)은 타물체와의 마찰시 전하가 누설된다.
이와같은 구성이 이루워진 후에 상기 배극판(4)의 외주연으로 링형컨넥터(8a)가 끼워진 채 상부에 입설 되도록 원통형상의 베이스(5)가 설치되고 상기 베이스(5)는 전술한 배극판(4)과 역시 후술하는 PCB기판(7)과의 사이에 조립되어 각 부품의 기구적 지지물 및 쳄버로서의 역할을 수행하는 것으로 아세탈(Acetal)을 사출성형하여 제조한 것이어서 열변형도의 우수성을 위해 NORYL로 대체적용할 수 있음은 물론이고, 이 경우의 효용성이 더욱 크다.
이때 배극판(4)에는 그 주연에 결합 요홈부(4a)(4b)(4c)가 일정한 크기를 갖고 등간격으로 요설되며 이 결합 요홈부(4a)(4b)(4c)로 끼워지기 위해 내측으로 약간 돌출입설되어진 ""자형의 접촉단자(8)(8')(8")를 갖고 배극판(4)의 주연으로 삽착되는 링형컨넥터(8a)의 상부로 전술한 PCB기판(7)이 고정되어 케이스(1)의 개방된 상면으로 "+","-"단자를 노출시킨다.
이러한 PCB기판(7)은 ECMs의 후면 덮개 및 출력 소자의 역할을 수행하는 것으로 페놀수지형과 에폭시수지형으로 대별되며 FET(6)는 정전용량의 변화를 전기적 임피던스의 변화로 증폭기에 변화된 신호를 전달하는 임피던스 콘 버터의 기능을 갖는다.
이때 상기 FET(6)의 게이트 단자(6a)와 베이스(5) 및 배극판(4)을 상호 전기 회로적으로 연결시키기 위해 배극판(4)의 주연으로 요설된 결합 요홈부(4a)(4b)(4c)에는 이와 대응하여 긴밀하게 끼워져서 게이트 단자(6a)와 배극판(4)이 상호 접촉될 수 있도록 ""자형의 접촉단자(8)(8')(8")를 갖는 링형 컨넥터(8a)를 구비하여 일체화시킨 것인데 상기의 링형 컨넥터(8a)는 황동의 재질로 표면이 가공 처리된 후 금도금(金鍍金)처리하여 접촉도(또는 전기 전도도)를 향상시켰으며 또한 ""자형의 유효단면적의 설계로 전기잡음의 유도율을 감소시킴과 동시에 배극판(4)에 일체형으로 결합하여 에어의 소통을 원활히 함에 따라 이동통신단말기에 적합한 주파수응답특성을 갖도록 구성된 것이다.
첨부된 도면 도5는 본 고안에 의한 콘덴서 마이크로폰의 주파수응답특성을 도시한 그래프로서 종래의 직접 접촉방식 및 링접촉방식의 콘덴서 마이크로폰을 이용한 휴대폰에서는 통화시 중간주파수대역(中間周波數帶域)의 상승으로 에코(Echo)현상이 유발됨에 비하여 본 고안에서는 도시된 바와 같이 중간 주파수 대역 이후를 감쇄(減殺)시켜주어 에코현상을 방지하므로 통화에 필요한 주파수 대역만을 일정한 값으로 응답하므로 통화음질이 양호할 뿐만 아니라 잡음유도율(㏈)역시 -38대를 유지하는등 현저히 개선된 효동성을 제공한다.
한편 본 고안은 이에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 첨부된 청구범위에 극한되어 본 고안의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경도 가능할 수 있다.
Claims (1)
- 음파 유입구(1a)가 형성된 금속재 케이스(1); 상기 케이스(1)로 인해 외부로부터 충분하게 보호될 수 있도록 순차적으로 적층되어 밀봉되는 진동판(2); 스페이서(3); 배극판(4); 상기 배극판(4)의 상면으로 입설되는 원통형상의 베이스(5); 이 베이스(5)의 상면에 위치되어 케이스(1)의 개방된 상면을 통해 노출되는 PCB기판(7); 상기 PCB기판(7)에 결합되어 베이스(5)의 내면에 위치하는 임피던스 변환소자인 FET(6)를 포함하며, 상기 케이스(1)의 음파 유입구(1a)저면으로는 필터(9)로 구성되는 콘덴서 마이크로폰(10)에 있어서,상기 임피던스 변환 소자인 FET(6)의 게이트 단자(6a)와 베이스(5) 및 배극판(4)을 전기회로적으로 연결시키기 위해 배극판(4)의 주연으로 요설되는 결합 요홈부(4a)(4b)(4c)와; 이 결합 요홈부(4a)(4b)(4c)에 긴밀하게 끼워져 게이트 단자(6a)와 배극판(4)이 상호 접촉되도록 ""자형의 접촉단자(8)(8')(8")를 내측으로 입설하여 일체화한 링형 컨넥터(8a)로 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기용 콘덴서 마이크로폰.
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