JP2008099164A - Electrostatic ultrasonic transducer, method for manufacturing the electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, display device and directional acoustic system - Google Patents

Electrostatic ultrasonic transducer, method for manufacturing the electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, display device and directional acoustic system Download PDF

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博一 関野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic ultrasonic transducer for securing flatness of a plate fixed electrode, and for improving the pinching characteristics of a vibrating film. <P>SOLUTION: The electrostatic ultrasonic transducer has a first support member for supporting the first plate fixed electrode having a plurality of through-holes; a second support member for supporting a second plate fixed electrode, having a plurality of through-holes making a pair with the through-holes of the first plate fixed electrode; and a vibrating film interposed in between the pair of plate fixed electrodes, and equipped with a vibrating electrode to which a DC bias voltage is applied. The fixed site is arranged near the outer peripheral section of the plate fixed electrode, and a gap is arranged between the plate fixed electrode and the support member in an outer peripheral region, going from the fixed site to the outer peripheral section. An AC signal is applied to the gap between the pair of plate fixed electrodes so that the vibrating film is vibrated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電型超音波トランスデューサの平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させた、静電型超音波トランスデューサ、静電型超音波トランスデューサの製造方法、該静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカ、該超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システムに関するものである。   The present invention makes it easy to ensure the flatness of a plate-fixed electrode of an electrostatic ultrasonic transducer, and greatly improves the sandwichability of a vibrating membrane, and manufacture of an electrostatic ultrasonic transducer and an electrostatic ultrasonic transducer The present invention relates to a method, an ultrasonic speaker using the electrostatic ultrasonic transducer, a display device including the ultrasonic speaker, and a directional acoustic system.

図8は、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサの基本構成(断面図)と駆動方法を示す図である。以下、図8を参照して、静電型超音波トランスデューサの構成と動作について説明する。   FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration (cross-sectional view) and a driving method of an electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention is applied. Hereinafter, the configuration and operation of the electrostatic ultrasonic transducer will be described with reference to FIG.

図8において、静電型超音波トランスデューサ1は、前面側平板固定電極10A及び背面側平板固定電極10Bからなる一対の平板固定電極とを有している(前面側平板固定電極10Aと背面側平板固定電極10Bを総称する場合は平板固定電極10と呼ぶ)。また、前面側平板固定電極10Aには複数の貫通穴13Aが設けられており、かつ背面側平板固定電極10Bには前面側平板固定電極10Aに設けた各貫通穴13Aに対向する位置に同一形状の貫通穴13Bが設けられている(貫通穴13Aと貫通穴13Bを総称する場合は貫通穴13と呼ぶ)。   In FIG. 8, the electrostatic ultrasonic transducer 1 has a pair of flat plate fixed electrodes composed of a front plate fixed electrode 10A and a back plate fixed electrode 10B (the front plate fixed electrode 10A and the back plate). When the fixed electrode 10B is generically called, it is called the flat plate fixed electrode 10). The front plate fixing electrode 10A has a plurality of through holes 13A, and the back plate fixing electrode 10B has the same shape at a position facing each through hole 13A provided in the front plate fixing electrode 10A. Through-holes 13B are provided (when the through-hole 13A and the through-hole 13B are collectively referred to as the through-hole 13).

前面側平板固定電極10Aと背面側平板固定電極10Bは、それぞれ対向電極形成体11によって振動膜12から所定のギャップを隔てて支持されており、振動膜12と平板固定電極10とが一部空隙を介して対向するように対向電極形成体11は形成されている。この対向電極形成体11により振動膜12の振動空間が形成される。また、振動膜12は、Al(アルミ)蒸着された振動電極121を誘電体膜120で挟むように形成されている。   The front side flat plate fixed electrode 10A and the back side flat plate fixed electrode 10B are respectively supported by the counter electrode forming body 11 with a predetermined gap from the vibration film 12, and the vibration film 12 and the flat plate fixed electrode 10 are partially spaced. The counter electrode forming body 11 is formed so as to face each other. The counter electrode formation body 11 forms a vibration space of the vibration film 12. The vibration film 12 is formed so that the vibration electrode 121 deposited with Al (aluminum) is sandwiched between the dielectric films 120.

上記構成により、振動膜12の振動空間を構成した2枚の平板固定電極10で、Al蒸着された振動膜12を挟み、振動膜12の振動電極121にはDCバイアス電源14により+側のDCバイアス(基準条件250V)を与え、対向する平板固定電極10には逆位相となるように交流信号(基準条件250Vpp)15を印加することにより、片側の平板固定電極にプラスの交流信号が印加されている間、もう一方の平板固定電極にはマイナスの交流信号が印加されるため、振動膜12と平板固定電極10の間には常に静電吸引力と静電斥力が作用する。その結果、振動膜12は交流信号に応じて振動して音波を発生し、平板固定電極10の両面方向に放射される。このように、図8に示す静電型超音波トランスデューサは、振動膜12に常に静電吸引力と静電斥力が作用するため、プッシュプル(Push−Pull)型の静電型トランスデューサと呼ばれている。   With the above configuration, the Al-deposited vibration film 12 is sandwiched between the two flat plate fixed electrodes 10 constituting the vibration space of the vibration film 12. By applying a bias (reference condition 250 V) and applying an AC signal (reference condition 250 Vpp) 15 to the opposite plate fixing electrode 10 so as to have an opposite phase, a positive AC signal is applied to the plate fixing electrode on one side. In the meantime, since a negative AC signal is applied to the other flat plate fixed electrode, an electrostatic attractive force and an electrostatic repulsive force always act between the vibrating membrane 12 and the flat plate fixed electrode 10. As a result, the vibrating membrane 12 vibrates in accordance with the AC signal, generates a sound wave, and is radiated in both directions of the flat plate fixed electrode 10. As described above, the electrostatic ultrasonic transducer shown in FIG. 8 is called a push-pull type electrostatic transducer because the electrostatic attractive force and the electrostatic repulsive force always act on the vibration film 12. ing.

ここで、従来の超音波トランスデューサにおいては、図9に示すように、平板固定電極10を支持部材31に固定したものを、ケース部材41に固定する方法を取っていた。平板固定電極10と支持部材31の固定部位(例えば、ネジ固定部等)22は4辺の中央部とし、支持部材31とケース部材41との固定部位32は4隅の角としていた。   Here, in the conventional ultrasonic transducer, as shown in FIG. 9, a method in which the flat plate fixed electrode 10 fixed to the support member 31 is fixed to the case member 41. The fixed portion (for example, screw fixing portion) 22 between the flat plate fixing electrode 10 and the support member 31 is the central portion of the four sides, and the fixing portions 32 between the support member 31 and the case member 41 are the corners of the four corners.

このように固定した場合、平板固定電極10の中央部に固定ストレスがかかり、平板固定電極10の4隅がせり上がる傾向が大きくなり、電極の平面度が確保できなくなる。その結果、振動膜12(図8を参照)をこのような状態の平板固定電極10で挟み込むと、平板固定電極10の4隅のエッジが振動膜12に食い込み、平板固定電極10と振動電極121との間の絶縁性が著しく低下し、絶縁破壊し易くなる。   When fixed in this way, a fixing stress is applied to the central portion of the flat plate fixed electrode 10, and the tendency of the four corners of the flat plate fixed electrode 10 to rise increases, and the flatness of the electrode cannot be ensured. As a result, when the vibrating membrane 12 (see FIG. 8) is sandwiched between the flat plate fixing electrodes 10 in such a state, the four corner edges of the flat plate fixing electrode 10 bite into the vibrating membrane 12, and the flat plate fixing electrode 10 and the vibrating electrode 121 are cut. The insulation between the two is remarkably lowered, and the dielectric breakdown is likely to occur.

この課題を解決するためには、図10に示すように、従来の平板固定電極10を、固定部位(例えば、ネジ固定部等)22を4隅に設けた平板固定電極21の形状とし、平板固定電極21を支持部材31へ4隅で固定する事が必須であるが、固定穴の位置や支持部材31との接触状態によって生じるストレスのかかり方によっては、図11に示すように、平板固定電極21の中央部に距離dのへこみが生じ、その結果、平板固定電極21と振動膜との間に隙間が生じ、安定した振動特性を確保する事ができなくなる。そのため、平板固定電極21の中央部を両側から押し込む機能を有する部材を付加したり、電極中央部に固定部位を構成可能とした電極構造へ変更する等の対策を必要とし、製造工程の増加、電極加工精度の確保を難しくしたり、製造コストを増大させる要因となっていた。   In order to solve this problem, as shown in FIG. 10, the conventional flat plate fixing electrode 10 is formed into a flat plate fixing electrode 21 having fixing portions (for example, screw fixing portions) 22 provided at four corners. It is essential to fix the fixed electrode 21 to the support member 31 at four corners. However, depending on the position of the fixing hole and the state of contact with the support member 31, depending on how stress is applied, as shown in FIG. A dent having a distance d is generated in the central portion of the electrode 21. As a result, a gap is generated between the flat plate fixed electrode 21 and the vibration membrane, and stable vibration characteristics cannot be ensured. Therefore, it is necessary to take measures such as adding a member having a function of pushing the central portion of the flat plate fixed electrode 21 from both sides, or changing to an electrode structure in which the fixed portion can be configured in the central portion of the electrode, increasing the manufacturing process, It has been a factor that makes it difficult to ensure electrode processing accuracy and increases manufacturing costs.

上述したように、従来の平板固定電極の取り付け方法においては、平板固定電極の4隅がせり上がるか、または、平板固定電極の中央部にへこみが生じるなどの傾向があり、電極の平面度が確保が容易でなかった。   As described above, in the conventional method for attaching the flat plate fixed electrode, the four corners of the flat plate fixed electrode tend to rise, or the center portion of the flat plate fixed electrode tends to be dented. It was not easy to secure.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善すると共に、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除することができる、静電型超音波トランスデューサ、静電型超音波トランスデューサの製造方法、該静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカ、該超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and its purpose is to facilitate the securing of the flatness of the plate-fixed electrode, to greatly improve the sandwichability of the vibrating membrane, and to improve the vibration / sound pressure characteristics. As well as improving, it is possible to prevent the warping of the corner of the flat plate fixed electrode, which has been a big problem in the past, to prevent the vibration membrane from being damaged, and to eliminate the sound pressure improvement parts that were required in the past An electrostatic ultrasonic transducer, a method for manufacturing the electrostatic ultrasonic transducer, an ultrasonic speaker using the electrostatic ultrasonic transducer, a display device including the ultrasonic speaker, and a directional acoustic system are provided. There is.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の静電型超音波トランスデューサは、複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、有し、前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させる、とを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極と支持部材とを固定部位により固定する構造とする。例えば、平板固定電極が方形状の場合には、4隅でネジ固定する。この固定の際に、固定部位の外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。そして、例えば、その隙間を平板固定電極の材質および厚みに応じて調整、さらには平板固定電極の支持部材への締め付けトルクを調整し、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善すると共に、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除することができる。
The present invention has been made to solve the above problems, and an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a first flat plate fixing electrode having a plurality of through holes, and a through hole of the first flat plate fixing electrode. A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with a hole; a first support member that supports the first flat plate fixing electrode by a fixed portion; and the second flat plate fixing electrode by a fixed portion. A second support member to be supported, a vibration electrode, and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes including the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage is applied to the vibration electrode. The fixed portion is disposed in a portion close to the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode, and in the outer peripheral region from the fixed portion toward the outer peripheral portion, between the flat plate fixed electrode and the support member. Create a gap Configured urchin, an AC signal is applied between the pair of flat plates fixing the electrode to vibrate the vibrating membrane, and wherein the city.
With such a configuration, the flat plate fixing electrode and the support member are fixed by the fixing portion. For example, when the flat plate fixing electrode is rectangular, screws are fixed at four corners. During the fixing, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing portion. Then, for example, the gap is adjusted according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and further, the tightening torque to the support member of the flat plate fixing electrode is adjusted, and the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode is desired. Adjust to the size of.
This makes it easy to ensure the flatness of the plate-fixed electrode, greatly improves the sandwichability of the vibrating membrane, improves the vibration and sound pressure characteristics, and the corners of the plate-fixed electrode, which has been a big problem in the past Can be prevented, the diaphragm can be prevented from being damaged, and the sound pressure improvement component that has been required in the past can be eliminated.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極は方形状に構成され、前記固定部位を前記平板固定電極の4隅としたことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極が方形状の場合は、4隅に固定部位を設ける。例えば、平板固定電極と支持部材を4隅でネジ固定する。この固定の際に、固定部位の外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。そして、例えば、その隙間を平板固定電極の材質および厚みに応じて調整、さらには平板固定電極の支持部材への締め付けトルクを調整し、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、方形状の平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善すると共に、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除することができる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the flat plate fixing electrode is formed in a square shape, and the fixing portions are four corners of the flat plate fixing electrode.
With such a configuration, when the flat plate fixing electrode is rectangular, fixing portions are provided at the four corners. For example, the flat plate fixing electrode and the support member are fixed with screws at four corners. During the fixing, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing portion. Then, for example, the gap is adjusted according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and further, the tightening torque to the support member of the flat plate fixing electrode is adjusted, and the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode is desired. Adjust to the size of.
This makes it easy to ensure the flatness of the rectangular plate-shaped fixed electrode, greatly improves the sandwichability of the diaphragm, improves the vibration and sound pressure characteristics, and has been a major problem in the past. Can prevent warping of the corner of the diaphragm, breakage of the diaphragm, and can eliminate the conventionally required sound pressure improvement countermeasure parts.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記隙間の大きさが、前記平板固定電極の材質および厚みに応じて設定されたことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極の材質および厚みに応じて隙間の大きさを設定するようにし、平板固定電極を適切な締め付けトルクで支持部材に固定することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整することができる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is characterized in that the size of the gap is set in accordance with the material and thickness of the flat plate fixing electrode.
With such a configuration, the size of the gap is set according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and the flat plate fixing electrode is fixed to the support member with an appropriate tightening torque. The displacement amount (projection amount) can be adjusted to a desired size.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けることにより形成されたことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member may be formed by providing a step in the support member from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion. Features.
With such a configuration, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a step on the support member from the center portion of the fixed portion toward the outer peripheral portion.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing to a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けることにより形成されたことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member may be formed by providing an inclination from the center of the fixed part toward the outer periphery of the support member. Features.
With such a configuration, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing an inclination on the support member from the center portion of the fixed portion toward the outer peripheral portion.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing to a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けることにより形成されたことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a groove from the center portion of the fixed portion to the outer peripheral portion of the support member. Features.
With such a configuration, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a groove on the support member from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing to a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極の前記支持部材と接する面上に、所定の厚みの肉付部を形成すると共に、前記平板固定電極面上の固定部位から外周部に向かう外周領域においては、前記肉付部を形成せず平板固定電極の面を露出させるように構成したことを特徴とする。
このような構成により、平板固定電極面上の周辺部に、例えば、メッキ等により肉付部を設ける。そして、平板固定電極面上の固定部位の外周領域の部分では、肉付部を設けずに平板固定電極面が露出するようにする。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、平板固定電極面上の周辺部に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
In addition, the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention forms a thickened portion having a predetermined thickness on a surface of the flat plate fixed electrode in contact with the support member, and has an outer periphery from a fixed portion on the flat plate fixed electrode surface. In the outer peripheral area toward the portion, the fleshed portion is not formed and the surface of the flat plate fixed electrode is exposed.
With such a configuration, a thickened portion is provided, for example, by plating at the peripheral portion on the flat plate fixed electrode surface. And in the part of the outer peripheral area | region of the fixing | fixed site | part on a flat plate fixed electrode surface, a flat plate fixed electrode surface is exposed, without providing a fleshing part.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by surface-treating to the peripheral part on a flat plate fixed electrode surface.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記肉付部は、平板固定電極の表面にニッケルメッキを施すこと、もしくは導電性ペースト材を塗布することにより形成されたことを特徴とする。
これにより、平板固定電極の面上に、所望の形状と厚さの肉付部を容易に形成することができる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is characterized in that the thinned portion is formed by applying nickel plating to the surface of the flat plate fixed electrode or applying a conductive paste material.
As a result, a thickened portion having a desired shape and thickness can be easily formed on the surface of the flat plate fixed electrode.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記平板固定電極の支持部材への固定方法をネジ固定とし、その締め付けトルクにより前記平板固定電極中央部の突出量の調整を行うように構成されたことを特徴とする。
このような構成により、例えば、平板固定電極が方形状などの場合には、4隅で支持部材へネジ固定する。この際に、ネジの締め付けトルクにより平板固定電極中央部の突出量を調整する。
これにより、平板固定電極の締め付けトルクで平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整することができ、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善できる。また、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除した、高性能、高信頼性かつ低コストな超音波トランスデューサを提供することができる。
In addition, the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is configured such that the fixing method of the flat plate fixing electrode to the support member is screw fixing, and the protruding amount of the central portion of the flat plate fixing electrode is adjusted by the tightening torque. It is characterized by that.
With such a configuration, for example, when the flat plate fixing electrode has a rectangular shape or the like, screws are fixed to the support member at the four corners. At this time, the protruding amount of the central portion of the flat plate fixing electrode is adjusted by the tightening torque of the screw.
As a result, the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode can be adjusted to a desired size by the tightening torque of the flat plate fixing electrode, greatly improving the clamping property of the vibrating membrane, and vibration / sound pressure The characteristics can be improved. In addition, it prevents the warping of the corner of the flat plate fixed electrode, which has been a big problem in the past, prevents the diaphragm from being damaged, and further eliminates the sound pressure improvement parts that were required in the past. A highly reliable and low-cost ultrasonic transducer can be provided.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を備えるとともに、前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させる静電型超音波トランスデューサの製造方法であって、前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設する手順と、前記平板固定電極を前記固定部位により支持部材に固定する際に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるようして固定する手順と、含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極に固定部位を配設し、この固定部位により平板固定電極と支持部材とを固定する。例えば、平板固定電極が方形状の場合には、4隅でネジ固定する。この固定の際に、固定部位の外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設けて固定する。そして、例えば、その隙間を平板固定電極の材質および厚みに応じて調整、さらには平板固定電極の支持部材への締め付けトルクを調整し、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善すると共に、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除することができる。
The method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a first flat plate fixing electrode having a plurality of through holes and a plurality of through holes that are paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode. A second flat plate fixed electrode; a first support member that supports the first flat plate fixed electrode by a fixed portion; a second support member that supports the second flat plate fixed electrode by a fixed portion; and a vibrating electrode And a vibrating membrane sandwiched between a pair of flat plate fixing electrodes comprising the first flat plate fixing electrode and the second flat plate fixing electrode, and applying a DC bias voltage to the vibrating electrode. A method of manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer in which an AC signal is applied between the flat plate fixed electrodes to vibrate the vibration membrane, and the fixed portion is disposed in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode; , Said flat A step of fixing the fixed electrode to the support member by the fixing portion and fixing the fixing electrode so as to provide a gap between the flat plate fixing electrode and the supporting member in the outer peripheral region from the fixing portion toward the outer peripheral portion. It is characterized by.
By such a procedure, a fixed part is provided on the flat plate fixing electrode, and the flat plate fixing electrode and the support member are fixed by this fixing part. For example, when the flat plate fixing electrode is rectangular, screws are fixed at four corners. At the time of this fixing, a clearance is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing part. Then, for example, the gap is adjusted according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and further, the tightening torque to the support member of the flat plate fixing electrode is adjusted, and the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode is desired. Adjust to the size of.
This makes it easy to ensure the flatness of the plate-fixed electrode, greatly improves the sandwichability of the vibrating membrane, improves the vibration and sound pressure characteristics, and the corners of the plate-fixed electrode, which has been a big problem in the past Can be prevented, the diaphragm can be prevented from being damaged, and the sound pressure improvement component that has been required in the past can be eliminated.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極を方形状に構成し、前記固定部位を前記平板固定電極の4隅に設ける手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極が方形状の場合は、4隅に固定部位を設ける。例えば、平板固定電極と支持部材を4隅でネジ固定する。この固定の際に、固定部位の外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。そして、例えば、その隙間を平板固定電極の材質および厚みに応じて調整、さらには平板固定電極の支持部材への締め付けトルクを調整し、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、方形状の平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善すると共に、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除することができる。
The method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is characterized in that the flat plate fixing electrode is formed in a square shape and the fixing portions are provided at four corners of the flat plate fixing electrode.
According to such a procedure, when the flat plate fixing electrode is rectangular, fixing portions are provided at the four corners. For example, the flat plate fixing electrode and the support member are fixed with screws at four corners. During the fixing, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing portion. Then, for example, the gap is adjusted according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and further, the tightening torque to the support member of the flat plate fixing electrode is adjusted, and the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode is desired. Adjust to the size of.
This makes it easy to ensure the flatness of the rectangular plate-shaped fixed electrode, greatly improves the sandwichability of the diaphragm, improves the vibration and sound pressure characteristics, and has been a major problem in the past. Can prevent warping of the corner of the diaphragm, breakage of the diaphragm, and can eliminate the conventionally required sound pressure improvement countermeasure parts.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記隙間の大きさを、前記平板固定電極の材質および厚みに応じて設定する手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極の材質および厚みに応じて隙間の大きさを設定するようにし、平板固定電極を適切な締め付けトルクで支持部材に固定することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整することができる。
In addition, the method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a step of setting the size of the gap according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode.
By such a procedure, the size of the gap is set according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and the flat plate fixing electrode is fixed to the support member with an appropriate tightening torque. The displacement amount (projection amount) can be adjusted to a desired size.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けて形成する手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
Further, in the method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixing electrode and the support member is formed by providing a step from the center portion of the fixing portion of the support member toward the outer peripheral portion. It is characterized by including.
By such a procedure, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a step on the support member from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing on a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けて形成する手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
Further, in the method of manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixing electrode and the support member is formed by providing an inclination from the center portion to the outer peripheral portion of the fixing portion of the support member. It is characterized by including.
According to such a procedure, the gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing an inclination from the center portion of the fixed portion toward the outer peripheral portion on the support member.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing on a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けて形成する手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上において固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けることにより形成する。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、支持部材上に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
Further, in the method of manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the gap between the flat plate fixing electrode and the support member is formed by providing a groove from the center portion to the outer peripheral portion of the fixing portion of the support member. It is characterized by including.
According to such a procedure, the gap between the flat plate fixing electrode and the support member is formed by providing a groove on the support member from the center portion of the fixed portion toward the outer peripheral portion.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by performing surface processing on a supporting member.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極の前記支持部材と接する面上に、所定の厚みの肉付部を形成すると共に、前記平板固定電極面上の固定部位から外周部に向かう外周領域においては、前記肉付部を形成せず平板固定電極の面を露出させる手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、平板固定電極面上の周辺部に、例えば、メッキ等により肉付部を設ける。そして、平板固定電極面上の固定部位の外周領域の部分では、肉付部を設けずに平板固定電極面が露出するようにする。
これにより、平板固定電極と支持部材との隙間を、平板固定電極面上の周辺部に表面加工を施すことにより、容易に形成することができる。
In the method of manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, a fixed portion having a predetermined thickness is formed on a surface of the flat plate fixed electrode that is in contact with the support member, and fixed on the flat plate fixed electrode surface. In the outer peripheral region from the part to the outer peripheral part, the procedure includes exposing the surface of the flat plate fixing electrode without forming the fleshing part.
By such a procedure, a thickened portion is provided, for example, by plating at the peripheral portion on the flat plate fixed electrode surface. And in the part of the outer peripheral area | region of the fixing | fixed site | part on a flat plate fixed electrode surface, a flat plate fixed electrode surface is exposed, without providing a fleshing part.
Thereby, the clearance gap between a flat plate fixed electrode and a supporting member can be easily formed by surface-treating to the peripheral part on a flat plate fixed electrode surface.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記肉付部を、平板固定電極の表面にニッケルメッキを施すこと、もしくは、導電性ペースト材を塗布することにより形成する手順を含むことを特徴とする。
これにより、平板固定電極の面上に、所望の形状と厚さの肉付部を容易に形成することができる。
Moreover, the manufacturing method of the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a procedure for forming the fleshed portion by applying nickel plating to the surface of the flat plate fixed electrode or applying a conductive paste material. It is characterized by that.
As a result, a thickened portion having a desired shape and thickness can be easily formed on the surface of the flat plate fixed electrode.

また、本発明の静電型超音波トランスデューサの製造方法は、前記平板固定電極の支持部材への固定方法をネジ固定とし、その締め付けトルクにより前記平板固定電極中央部の突出量の調整を行う手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、例えば、平板固定電極が方形状などの場合には、4隅で支持部材へネジ固定する。この際に、ネジの締め付けトルクにより平板固定電極中央部の突出量を調整する。
これにより、平板固定電極の締め付けトルクで平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整することができ、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善できる。また、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除した、高性能、高信頼性かつ低コストな超音波トランスデューサを提供することができる。
The method of manufacturing the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is a procedure in which the fixing method of the flat plate fixing electrode to the support member is screw fixing, and the projection amount of the central portion of the flat plate fixing electrode is adjusted by the tightening torque. It is characterized by including.
By such a procedure, for example, when the flat plate fixing electrode has a rectangular shape or the like, screws are fixed to the support member at the four corners. At this time, the protruding amount of the central portion of the flat plate fixing electrode is adjusted by the tightening torque of the screw.
As a result, the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode can be adjusted to a desired size by the tightening torque of the flat plate fixing electrode, greatly improving the clamping property of the vibrating membrane, and vibration / sound pressure The characteristics can be improved. In addition, it prevents the warping of the corner of the flat plate fixed electrode, which has been a big problem in the past, prevents the diaphragm from being damaged, and further eliminates the sound pressure improvement parts that were required in the past. A highly reliable and low-cost ultrasonic transducer can be provided.

また、本発明の超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号を増幅して出力するパワーアンプと、前記パワーアンプで駆動される静電型超音波トランスデューサと、を備える超音波スピーカであって、前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を有し、前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていることを特徴とする。
このような構成により、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサにおいて、平板固定電極を支持部材へ取り付ける際に、固定部位(例えば、ネジ固定部など)の外周領域において、平板固定電極と支持部材の間に隙間を設ける。そして、平板固定電極を適切な締め付けトルクで支持部材に固定することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサにおいて、平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善することができる。
The ultrasonic speaker according to the present invention includes an audible frequency signal source that generates an audible frequency band signal wave, a carrier wave signal source that generates and outputs an ultrasonic frequency carrier wave, and the audible carrier wave. An ultrasonic wave comprising: a modulator that modulates a signal wave in a frequency band; a power amplifier that amplifies and outputs a modulation signal output from the modulator; and an electrostatic ultrasonic transducer that is driven by the power amplifier. The electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker includes a plurality of penetrations paired with a first flat plate fixing electrode having a plurality of through holes and a through hole of the first flat plate fixing electrode. A second flat plate fixing electrode having a hole; a first support member for supporting the first flat plate fixing electrode by a fixing portion; and a second support for supporting the second flat plate fixing electrode by a fixing portion. And a vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixing electrodes comprising the first flat plate fixing electrode and the second flat plate fixing electrode, and a DC bias voltage is applied to the vibrating electrode. The fixing portion is disposed in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixing electrode, and a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in an outer peripheral region from the fixing portion toward the outer peripheral portion. It is comprised, It is comprised so that an alternating current signal may be applied between a pair of said flat plate fixed electrodes, and a vibration film may be vibrated.
With such a configuration, in the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker, when the flat plate fixing electrode is attached to the support member, the flat plate fixing electrode is disposed in the outer peripheral region of the fixing portion (for example, a screw fixing portion). A gap is provided between the support member and the support member. And the displacement amount (protrusion amount) of the center part of a flat plate fixed electrode is adjusted to a desired magnitude | size by fixing a flat plate fixed electrode to a support member with an appropriate fastening torque.
As a result, in an electrostatic ultrasonic transducer used for an ultrasonic speaker, it is easy to ensure the flatness of the plate-fixed electrode, greatly improve the clamping property of the vibrating membrane, and improve the vibration and sound pressure characteristics. Can do.

また、本発明の表示装置は、音響ソースから供給される音声信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系と、で構成される表示装置であって、前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を有し、前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていることを特徴とする。
このような構成により、映像を投影する投影光学系を備える表示装置に使用される超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサにおいて、平板固定電極を支持部材へ取り付ける際に、固定部位(例えば、ネジ固定部など)の外周領域において、平板固定電極と支持部材の間に隙間を設ける。そして、平板固定電極を適切な締め付けトルクで支持部材に固定することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、表示装置に使用される超音波スピーカにおいて、静電型超音波トランスデューサの平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善することができる。
The display device of the present invention modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic ultrasonic transducer with the modulated signal to generate a signal sound in an audible frequency band. A display device comprising: an ultrasonic speaker to be reproduced; and a projection optical system that projects an image on a projection surface, wherein the electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker has a plurality of through holes. A first flat plate fixing electrode, a second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes that are paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode, and a first portion that supports the first flat plate fixing electrode by a fixing portion. A pair of flat plates having a vibration electrode and comprising the first flat plate fixing electrode and the second flat plate fixing electrode. Fixed A vibrating membrane sandwiched between poles and applied with a DC bias voltage to the vibrating electrode, and the fixing portion is disposed in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixing electrode, and from the fixing portion to the outer peripheral portion. In the outer peripheral area toward the surface, a gap is provided between the flat plate fixed electrode and the support member, and an alternating current signal is applied between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane. It is characterized by.
With such a configuration, in an electrostatic ultrasonic transducer in an ultrasonic speaker used in a display device including a projection optical system for projecting an image, when a flat plate fixing electrode is attached to a support member, a fixing portion (for example, In the outer peripheral region of the screw fixing portion or the like, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member. And the displacement amount (protrusion amount) of the center part of a flat plate fixed electrode is adjusted to a desired magnitude | size by fixing a flat plate fixed electrode to a support member with an appropriate fastening torque.
As a result, in the ultrasonic speaker used in the display device, it is easy to ensure the flatness of the plate-fixed electrode of the electrostatic ultrasonic transducer, greatly improves the sandwichability of the vibrating membrane, and has the vibration / sound pressure characteristics. Can be improved.

また、本発明の指向性音響システムは、音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、を有する指向性音響システムであって、前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を有し、前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていることを特徴とする。
このような構成により、音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号を再生する超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサにおいて、平板固定電極を支持部材へ取り付ける際に、固定部位(例えば、ネジ固定部など)の外周領域において、平板固定電極と支持部材の間に隙間を設ける。そして、平板固定電極を適切な締め付けトルクで支持部材に固定することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。
これにより、指向性音響システムに使用される超音波スピーカにおいて、静電型超音波トランスデューサの平板固定電極の平面度の確保を容易にし、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善することができる。
Further, the directional acoustic system of the present invention modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with a signal in a first sound range among audio signals supplied from an acoustic source, and an electrostatic ultrasonic transducer is modulated with the modulated signal. An ultrasonic speaker that drives and reproduces signal sound in an audible frequency band; and a low-frequency sound reproduction speaker that reproduces a signal in a second sound range lower than the first sound range among sound signals supplied from the acoustic source; The electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker includes: a first flat plate fixing electrode having a plurality of through holes; and a through hole of the first flat plate fixing electrode. A second flat plate fixing electrode having a plurality of pairs of through holes, a first support member that supports the first flat plate fixing electrode by a fixing portion, and the second flat plate fixing electrode by a fixing portion. A second supporting member to be held, a vibration electrode, and sandwiched between a pair of flat plate fixing electrodes including the first flat plate fixing electrode and the second flat plate fixing electrode, and a DC bias voltage is applied to the vibrating electrode. The fixed portion is disposed in a portion close to the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode, and in the outer peripheral region from the fixed portion toward the outer peripheral portion, between the flat plate fixed electrode and the support member. A gap is provided between the pair of flat plate fixed electrodes, and an AC signal is applied between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane.
With such a configuration, when attaching the flat plate fixed electrode to the support member in the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker that reproduces the signal in the first sound range among the audio signals supplied from the acoustic source. A gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing portion (for example, a screw fixing portion). And the displacement amount (protrusion amount) of the center part of a flat plate fixed electrode is adjusted to a desired magnitude | size by fixing a flat plate fixed electrode to a support member with an appropriate fastening torque.
As a result, in the ultrasonic speaker used in the directional acoustic system, it is easy to ensure the flatness of the plate fixed electrode of the electrostatic ultrasonic transducer, greatly improve the clamping property of the vibrating membrane, and the vibration / sound pressure The characteristics can be improved.

本発明の静電型超音波トランスデューサにおいては、平板固定電極を支持部材に固定する固定部位(例えば、ネジ固定部)の外周領域において、平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。   In the electrostatic ultrasonic transducer of the present invention, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of a fixing portion (for example, a screw fixing portion) that fixes the flat plate fixing electrode to the support member.

例えば、平板固定電極が方形状の場合には、4隅で支持部材へネジ固定する。この固定の際に、ネジの外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。そして、電極材質及び厚みに応じてネジの締付けトルクを調整することにより、平板固定電極の中央部を所望の寸法で突出させ、平板固定電極を対向させた時の振動膜の挟持性を高める。   For example, when the flat plate fixing electrode is rectangular, it is screwed to the support member at the four corners. During this fixing, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the screw. Then, by adjusting the tightening torque of the screw according to the electrode material and thickness, the center portion of the flat plate fixing electrode is protruded with a desired dimension, and the holding property of the vibrating membrane when the flat plate fixing electrode is opposed is enhanced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施の形態の例では、平板固定電極を方形状とし、4隅で支持部材へネジ固定する例を示しているが、平板固定電極の形状は、方形状に限定されず、円形、楕円形状など種々の形状とすることができ、固定部位も4隅に限定されず、また、固定方法もネジ固定に限定されるものではない。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the example of the embodiment described below, an example in which the flat plate fixing electrode is square and screws are fixed to the support member at four corners is shown. However, the shape of the flat plate fixing electrode is not limited to the square shape. Various shapes such as a circular shape and an oval shape can be used. The fixing parts are not limited to the four corners, and the fixing method is not limited to screw fixing.

[第1の実施の形態]
最初に本発明の第1の実施の形態として、本発明による静電型超音波トランスデューサの構成例について説明する。
[First Embodiment]
First, a configuration example of an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention will be described as a first embodiment of the present invention.

本発明の第1の実施の形態では、図10に示すように、平板固定電極21と支持部材31の固定部位22を、平板固定電極の4隅の4箇所として、最小限度の機械的強度が確保できる範囲で可能な限り外側に配置する。   In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the fixed portions 22 of the flat plate fixing electrode 21 and the support member 31 are set to four locations at four corners of the flat plate fixing electrode, and the minimum mechanical strength is obtained. Place it as far as possible within the range that can be secured.

図1は、本発明による平板固定電極の支持部材への取り付け方法を示す図である。図1(A)に示すように、支持部材31の固定部位の外周領域(固定部位から外周部に向かう外側領域)に隙間として段差33を設けるか、あるいは、図1(B)に示すように、隙間となる傾斜34を設けている。この段差33あるいは傾斜34の開始点は、固定部位22の中心付近としており、結果、固定部位22の外側領域では、平板固定電極21と支持部材31との間に適度な隙間が生じる。   FIG. 1 is a view showing a method of attaching a flat plate fixed electrode to a support member according to the present invention. As shown in FIG. 1 (A), a step 33 is provided as a gap in the outer peripheral area of the fixing part of the support member 31 (outer area from the fixing part toward the outer peripheral part), or as shown in FIG. 1 (B). An inclination 34 is provided as a gap. The starting point of the step 33 or the slope 34 is near the center of the fixed portion 22, and as a result, an appropriate gap is generated between the flat plate fixed electrode 21 and the support member 31 in the outer region of the fixed portion 22.

ここで、図1(A)および図1(B)の支持部材3は、平板固定電極21との接続部位を一段高くした構造を成すが、図1(C)に示す溝35のような、支持部材31の平面上に溝35を掘る構造でも良く、この構造の方が加工工数が少なく、コスト低減を図る事ができる。   Here, the support member 3 in FIGS. 1A and 1B has a structure in which the connection portion with the flat plate fixed electrode 21 is raised one step higher, like the groove 35 shown in FIG. A structure in which the groove 35 is dug on the plane of the support member 31 may be used, and this structure requires fewer processing steps and can reduce the cost.

このような構成とした場合、固定による締め付け力は、平板固定電極21の固定部位22の外側領域(外周領域)においては曲げ応力として作用する事となる。よって、固定部位22の外側領域で平板固定電極21は締め付け方向に曲がる。一方、固定部位22の内側領域では、平板固定電極21は締め付け方向と逆の方向に曲がるため、結果、平板固定電極21の中央部が突出し、平板固定電極21の角部がだれる。   In such a configuration, the fastening force due to fixation acts as a bending stress in the outer region (outer peripheral region) of the fixing portion 22 of the flat plate fixing electrode 21. Therefore, the flat plate fixing electrode 21 bends in the tightening direction in the outer region of the fixing portion 22. On the other hand, in the inner region of the fixed portion 22, the flat plate fixing electrode 21 bends in the direction opposite to the tightening direction. As a result, the central portion of the flat plate fixing electrode 21 protrudes and the corner portion of the flat plate fixing electrode 21 is bent.

例えば、図3に示すように、中央部が距離dだけ突出する。ここで、平板固定電極21の中央部の突出の程度は、平板固定電極21と支持部材31との間に設けた隙間と、平板固定電極21の締め付け力(締付け荷重)によって調整する事ができる。   For example, as shown in FIG. 3, the central portion protrudes by a distance d. Here, the degree of protrusion of the central portion of the flat plate fixing electrode 21 can be adjusted by a gap provided between the flat plate fixing electrode 21 and the support member 31 and a tightening force (tightening load) of the flat plate fixing electrode 21. .

また、図2は、本発明による平板固定電極の支持部材への他の取り付け方法を示す図である。
図2に示す例では、図1に示すように支持部材31に段差33等の隙間を設けるのではなく、平板固定電極21の周囲に肉付部23を設けると共に、肉付部23の4隅に露出部(肉付部23から平板固定電極21の面を露出させた部分)24を設けた例である。このように、肉付部23と露出部24を設けることで、支持部材31に隙間を設けた場合と同様な効果を得ることができる。
Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the other attachment method to the supporting member of the flat fixed electrode by this invention.
In the example shown in FIG. 2, the support member 31 is not provided with a gap such as a step 33 as shown in FIG. This is an example in which an exposed portion (a portion where the surface of the flat plate fixed electrode 21 is exposed from the flesh portion 23) 24 is provided. In this manner, by providing the flesh portion 23 and the exposed portion 24, the same effect as when the gap is provided in the support member 31 can be obtained.

なお、肉付部23は、平板固定電極21上に、例えば、ニッケルメッキなどを行うこと、もしくは導電性ペースト材を塗布することにより容易に形成することができる。   The meat portion 23 can be easily formed on the flat plate fixed electrode 21 by, for example, nickel plating or applying a conductive paste material.

次に、平板固定電極21の中央部の突出量と、平板固定電極21の固定部位での締め付け力の関係を検証するために、シミュレーションを行った例について説明する。シミュレーションには、構造解析ソフト「I−DEAS(登録商標)」を用いている。   Next, an example in which a simulation is performed in order to verify the relationship between the protruding amount of the central portion of the flat plate fixing electrode 21 and the tightening force at the fixed portion of the flat plate fixing electrode 21 will be described. For the simulation, structural analysis software “I-DEAS (registered trademark)” is used.

このシミュレーションにおいては、
「解析モデル」として、平板固定電極(貫通穴有り)、シェル要素、厚み1.0mm/1.5mm/2.0mm、要素数23221、節点数13235、を用いている。
「材料条件」として、アルミニウム、ステンレスの2種類としている。
「拘束条件」として、ネジ固定範囲のうち、平板固定電極内側領域を完全固定し、ネジ固定範囲の外周側は完全フリーとしている。
「荷重条件」として、平板固定電極ネジ固定範囲に、締め付けトルクより換算した締め付け力を面圧換算して付与している。
In this simulation,
As the “analysis model”, a flat plate fixed electrode (with a through hole), a shell element, a thickness of 1.0 mm / 1.5 mm / 2.0 mm, an element number of 23221, and a node number of 13235 are used.
There are two types of “material conditions”: aluminum and stainless steel.
As the “constraint condition”, the flat plate fixed electrode inner region is completely fixed in the screw fixing range, and the outer peripheral side of the screw fixing range is completely free.
As the “load condition”, a tightening force converted from the tightening torque is applied to the flat plate fixed electrode screw fixing range in terms of surface pressure.

また、各材料の特性値は、図4(A)に示す通りであり、解析モデル荷重条件には、図4(B)に示すように4条件を適用した。なお、荷重条件は、実機の組立に使用するM2ネジの推奨締付けトルクを基準に設定した。図4(B)に示す例では、締付け力として、5kg、10kg、25kg、35kgの4条件としている。   In addition, the characteristic values of each material are as shown in FIG. 4A, and four conditions were applied as analytical model load conditions as shown in FIG. 4B. The load condition was set based on the recommended tightening torque of the M2 screw used for assembling the actual machine. In the example shown in FIG. 4B, four conditions of 5 kg, 10 kg, 25 kg, and 35 kg are used as the tightening force.

以上の解析モデルおよび解析条件により求められた平板固定電極の中央部の突出量を、図4(C)に示す。また、平板固定電極角部の屈曲量を図4(D)に示す。   FIG. 4C shows the protrusion amount of the central portion of the flat plate fixed electrode obtained by the above analysis model and analysis conditions. Further, the bending amount of the flat plate fixed electrode corner is shown in FIG.

また、図5は、平板固定電極の中央部の突出量をグラフで示したものである。図5からわかるように、各電極厚みにおいて、締付力と突出量には線形の関係が成り立つ。よって、平板固定電極21の材質と厚みが決まれば、所望の変位量を得るために必要な締付力が決まるため、固定ネジの締付けトルクを合わせれば良い。   FIG. 5 is a graph showing the amount of protrusion at the center of the flat plate fixed electrode. As can be seen from FIG. 5, for each electrode thickness, a linear relationship is established between the tightening force and the protrusion amount. Therefore, if the material and thickness of the flat plate fixing electrode 21 are determined, the tightening force necessary to obtain a desired amount of displacement is determined, and therefore the tightening torque of the fixing screw may be adjusted.

また、電極厚みのみが決まっており、所望の突出量を確保したい場合には、適切な材料を選択し、締付力を合わせれば良い。例えば、電極厚みが1.5mmで、所望の変位量を5μmとしたい場合には、図4(C)に示す表(又は図5に示すグラフ)より、材料にはアルミニウムを選択し、締付力を25kg(10cN/m)とすれば良い。また、電極厚みが1.0mmで、所望の変位量を5μmとしたい場合には、材料にはステンレスを選択し、締付力を25kg(10cN/m)とすれば良い。   Moreover, when only the electrode thickness is determined and it is desired to secure a desired amount of protrusion, an appropriate material is selected and the tightening force is adjusted. For example, when the electrode thickness is 1.5 mm and the desired displacement is 5 μm, aluminum is selected as the material from the table shown in FIG. 4C (or the graph shown in FIG. 5), and tightening is performed. The force may be 25 kg (10 cN / m). If the electrode thickness is 1.0 mm and the desired displacement is 5 μm, stainless steel is selected as the material and the tightening force is 25 kg (10 cN / m).

ここで、電極厚みが1.5mmのアルミニウム電極において、変位量を5μm得るには、平板固定電極の固定部位において、少なくとも8.6μmの屈曲量が必要であることが図5(D)に示す表から分かる。平板固定電極と支持部材との間には、これ以上の隙間を設けなくてはならないが、屈曲量は締付けトルクで調整可能なため、隙間については若干大きめ(数10μm)に設けておいても問題はなく、これにより、加工精度を緩める事ができ、製造コストを低減する事ができる。   Here, in the case of an aluminum electrode having an electrode thickness of 1.5 mm, in order to obtain a displacement of 5 μm, it is shown in FIG. You can see from the table. A gap larger than this must be provided between the flat plate fixed electrode and the support member. However, since the amount of bending can be adjusted by tightening torque, the gap may be slightly larger (several tens of μm). There is no problem, so that the processing accuracy can be relaxed and the manufacturing cost can be reduced.

また、図6は、本発明の製造方法に基づいて構成した静電型超音波トランスデューサを示しており、図6(A)はその上視図、図6(B)はA−A´断面図である。図6に示す静電型超音波トランスデューサ2は、支持部材31Aに固定された前面側平板固定電極21Aと、同様に支持部材31Bに固定された背面側平板固定電極21Bとを対向させ、その間に膜枠33によって固定された振動膜12を配置し、これを挟持する構成より成る。   FIG. 6 shows an electrostatic ultrasonic transducer configured based on the manufacturing method of the present invention, FIG. 6 (A) is a top view thereof, and FIG. 6 (B) is a cross-sectional view taken along line AA ′. It is. The electrostatic ultrasonic transducer 2 shown in FIG. 6 opposes the front side flat plate fixed electrode 21A fixed to the support member 31A and the back side flat plate fixed electrode 21B fixed to the support member 31B in the same manner. The vibration film 12 fixed by the film frame 33 is disposed and sandwiched between the vibration films 12.

なお、前面側平板固定電極21Aは前述の第1の平板固定電極に相当し、支持部材31Aは前述の第1の支持部材に相当し、背面側平板固定電極21Bは前述の第2の平板固定電極に相当し、支持部材31Bは前述の第2の支持部材に相当する。また、前面側平板固定電極21Aと背面側平板固定電極21Bは、平板固定電極21で総称され、支持部材31Aと支持部材31Bは、支持部材31で総称される。   The front plate fixing electrode 21A corresponds to the first plate fixing electrode described above, the support member 31A corresponds to the first supporting member described above, and the rear plate fixing electrode 21B corresponds to the second plate fixing electrode described above. The support member 31B corresponds to the electrode, and corresponds to the second support member described above. Further, the front side flat plate fixed electrode 21A and the back side flat plate fixed electrode 21B are collectively referred to as the flat plate fixed electrode 21, and the support member 31A and the support member 31B are collectively referred to as the support member 31.

図6に示す静電型超音波トランスデューサ2の基本的な構成と動作は、先に説明した図8に示す静電型超音波トランスデューサ1と同様である。すなわち、図8に示すように、振動膜12は、Al(アルミ)蒸着された振動電極121を誘電体膜120で挟むように形成されている。また、振動膜12の振動空間を構成した2枚の平板固定電極21で、Al蒸着された振動膜12を挟み、振動膜12の振動電極121にはDCバイアス電源により+側のDCバイアス(基準条件250V)を与え、対向する平板固定電極21には逆位相となるように交流信号(基準条件250Vpp)を印加することにより、片側の平板固定電極にプラスの交流信号が印加されている間、もう一方の平板固定電極にはマイナスの交流信号が印加されるため、振動膜12と平板固定電極21の間には常に静電吸引力と静電斥力が作用する。その結果、振動膜12は交流信号に応じて振動して音波を発生し、平板固定電極21の両面方向に放射される。   The basic configuration and operation of the electrostatic ultrasonic transducer 2 shown in FIG. 6 are the same as those of the electrostatic ultrasonic transducer 1 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 8, the vibration film 12 is formed so that the vibration electrode 121 deposited with Al (aluminum) is sandwiched between the dielectric films 120. In addition, the two flat plate fixed electrodes 21 constituting the vibration space of the vibration film 12 sandwich the vibration film 12 deposited with Al, and the vibration electrode 121 of the vibration film 12 is positively biased with a DC bias (reference) by a DC bias power source. Condition 250V) and applying an AC signal (reference condition 250Vpp) so as to be in opposite phase to the opposing flat plate fixing electrode 21, while a positive AC signal is applied to the flat plate fixing electrode on one side, Since a negative AC signal is applied to the other flat plate fixing electrode, an electrostatic attractive force and an electrostatic repulsive force always act between the vibrating membrane 12 and the flat plate fixing electrode 21. As a result, the vibrating membrane 12 vibrates in accordance with the AC signal, generates a sound wave, and is radiated in both directions of the flat plate fixed electrode 21.

また、図7は、本発明による静電型超音波トランスデューサの平板固定電極の製造工程を説明するための図である。以下、図7を参照して、平板固定電極の製造工程について説明する。   FIG. 7 is a view for explaining a process for manufacturing a flat plate fixed electrode of the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 7, the manufacturing process of the flat plate fixed electrode will be described.

まず、図7(A)に示すように、機械加工、プレス加工、あるいはエッチング及び接合処理により貫通穴13が形成された、導電体51から成る平板固定電極母材を用意する。   First, as shown in FIG. 7A, a flat plate fixed electrode base material made of a conductor 51 in which a through hole 13 is formed by machining, pressing, or etching and bonding is prepared.

次に、図7(B)に示すように、導電体(平板固定電極母材)51に、対向電極形成体11(図8を参照)を形成するためのスクリーン版となる対向電極形成用マスク部材52および液状の対向電極形成材53をセットし、スキージ54を移動させて対向電極形成材53をマスクのかかっていない部分に塗り込む。   Next, as shown in FIG. 7B, a counter electrode forming mask serving as a screen plate for forming the counter electrode forming body 11 (see FIG. 8) on the conductor (flat plate fixed electrode base material) 51. The member 52 and the liquid counter electrode forming material 53 are set, the squeegee 54 is moved, and the counter electrode forming material 53 is applied to a portion where no mask is applied.

ここで、有効と考えられる対向電極形成材53は、永久的に対向電極形成体11として構成でき、かつ非導電性のもので、例えば回路基板で一般的に使用されるパッケージ用の液状ソルダーレジストやサンドブラスト用レジストとして使用されるマスキングインクなどである。   Here, the counter electrode forming material 53 considered to be effective can be permanently configured as the counter electrode forming body 11 and is non-conductive, for example, a liquid solder resist for a package generally used in a circuit board. And masking inks used as sandblast resists.

特にフレキシブルプリント基板用のソルダーレジストは比較的柔らかい(鉛筆の硬さでHB〜3H程度)ため、金属をはじめ、様々な導電体(導電性樹脂など)との密着強度にも優れ、高分子膜から成る振動膜の挟持性にも優れている。   In particular, the solder resist for flexible printed circuit boards is relatively soft (pencil hardness is about HB to 3H), so it has excellent adhesion strength with metals and various conductors (such as conductive resins), and is a polymer film. The vibration film made of

そして、図7(C)に示すように、対向電極形成材53の塗布完了後に対向電極形成用のスクリーン版である対向電極形成用マスク部材52を外すと、対向電極部を除く他の部分に非導電性の層(=対向電極形成体)が残り、これを乾燥させて所望の平板固定電極が出来上がる。   Then, as shown in FIG. 7C, when the counter electrode forming mask member 52, which is a screen plate for forming the counter electrode, is removed after the application of the counter electrode forming material 53 is completed, the other portions except the counter electrode portion are removed. A non-conductive layer (= counter electrode forming body) remains and is dried to obtain a desired flat plate fixed electrode.

以上説明したように、本発明の静電型超音波トランスデューサにおいては、平板固定電極を支持部材に固定する固定部位の外周領域において、平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。例えば、平板固定電極が方形状であり、4隅で支持部材へネジ固定する際に、ネジの外周領域において平板固定電極と支持部材との間に隙間を設ける。そして、その隙間を平板固定電極の材質および厚みに応じて調整、さらには平板固定電極の支持部材への締め付けトルクを調整することにより、平板固定電極の中央部の変位量(突出量)を所望の大きさに調整する。これにより、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善できる。また、従来では大きな問題となっていた平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除した、高性能、高信頼性かつ低コストな超音波トランスデューサを提供する事ができる。   As described above, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the fixing portion where the flat plate fixing electrode is fixed to the support member. For example, the flat plate fixing electrode has a rectangular shape, and when the screws are fixed to the support member at the four corners, a gap is provided between the flat plate fixing electrode and the support member in the outer peripheral region of the screw. Then, by adjusting the gap according to the material and thickness of the flat plate fixing electrode, and further adjusting the tightening torque to the support member of the flat plate fixing electrode, the displacement amount (protrusion amount) of the central portion of the flat plate fixing electrode is desired. Adjust to the size of. As a result, the sandwichability of the vibration membrane can be greatly improved, and the vibration / sound pressure characteristics can be improved. In addition, it prevents the warping of the corner of the flat plate fixed electrode, which has been a big problem in the past, prevents the diaphragm from being damaged, and further eliminates the sound pressure improvement parts that were required in the past. A highly reliable and low cost ultrasonic transducer can be provided.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態として、第1の実施の形態で説明した静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカの構成例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment of the present invention, a configuration example of an ultrasonic speaker using the electrostatic ultrasonic transducer described in the first embodiment will be described.

図12は、本発明の静電型トランスデューサを使用した超音波スピーカの構成例を示す図である。図12に示す超音波スピーカは、可聴波周波数帯の信号波を生成する可聴周波数波信号源(オーディオ信号源)101と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し出力するキャリア波信号源102と、変調器103と、パワーアンプ104と、を有している。   FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of an ultrasonic speaker using the electrostatic transducer of the present invention. The ultrasonic speaker shown in FIG. 12 includes an audio frequency wave signal source (audio signal source) 101 that generates a signal wave in the audio frequency band, and a carrier wave signal source 102 that generates and outputs a carrier wave in the ultrasonic frequency band. , A modulator 103 and a power amplifier 104.

上記超音波スピーカは、キャリア波と呼ばれる超音波にオーディオ信号(可聴領域信号)でAM変調をかけ、これを空中に放出すると空気の非線形性により、空中で元のオーディオ信号が自己再生される、というものである。つまり音波は空気を媒体として伝播する粗密波であるので、変調された超音波が伝播する過程で、空気の密な部分と疎な部分とが顕著に表れ、密な部分は音速が速く、疎な部分は音速が遅くなるので変調波自身に歪が生じ、その結果キャリア波(超音波)と可聴波(元オーディオ信号)に波形分離され、我々人間は20kHz以下の可聴音(元オーディオ信号)のみを聴くことができるという原理であり、一般にはパラメトリックアレイ効果と呼ばれている。   The ultrasonic speaker performs AM modulation on an ultrasonic wave called a carrier wave with an audio signal (audible area signal), and when this is emitted into the air, the original audio signal is self-reproduced in the air due to the nonlinearity of air. That's it. In other words, since sound waves are coarse and dense waves that propagate using air as a medium, the dense and sparse portions of the air appear prominently in the process of the modulated ultrasonic waves propagating, and the dense portions have high sound speed and sparseness. Since the speed of sound is slow in this part, the modulation wave itself is distorted. As a result, the waveform is separated into a carrier wave (ultrasonic wave) and an audible wave (original audio signal), and we humans audible sound (original audio signal) below 20 kHz. This is the principle that only listening can be heard, and it is generally called the parametric array effect.

上記構成において、可聴周波数波信号源101より出力される可聴周波数信号(オーディオ信号)により、キャリア波信号源102から出力される超音波周波数帯のキャリア波を変調器103により変調し、パワーアンプ104で増幅した変調信号を出力トランスTの1次側巻線の両端に印加する。   In the above configuration, the carrier wave in the ultrasonic frequency band output from the carrier wave signal source 102 is modulated by the modulator 103 by the audio frequency signal (audio signal) output from the audio frequency wave signal source 101, and the power amplifier 104. The modulated signal amplified in step 1 is applied to both ends of the primary winding of the output transformer T.

出力トランスTの2次側の一方の端子は、本発明の静電型超音波トランスデューサ2(図6を参照)の前面側平板固定電極21Aに、他方の端子は背面側平板固定電極21Bに接続されている。また、出力トランスTの2次側巻線にセンタータップが設けられており、センタータップを基準にして直流バイアス電圧VBを静電型超音波トランスデューサ2の振動電極121に印加する。   One terminal on the secondary side of the output transformer T is connected to the front plate fixing electrode 21A of the electrostatic ultrasonic transducer 2 (see FIG. 6) of the present invention, and the other terminal is connected to the back plate fixing electrode 21B. Has been. A center tap is provided in the secondary winding of the output transformer T, and a DC bias voltage VB is applied to the vibration electrode 121 of the electrostatic ultrasonic transducer 2 with the center tap as a reference.

図12に示すように出力トランスTと静電型超音波トランスデューサ2を接続することによって、前面側平板固定電極21Aと背面側平板固定電極21Bには互いに位相の反転した振幅の等しい交番電圧が印加されるため、歪みの小さい音波を出力することができる。   As shown in FIG. 12, by connecting the output transformer T and the electrostatic ultrasonic transducer 2, an alternating voltage having the same amplitude with reversed phases is applied to the front plate fixing electrode 21 </ b> A and the rear plate fixing electrode 21 </ b> B. Therefore, a sound wave with small distortion can be output.

以上説明したように、図12に示す超音波スピーカは、本発明の静電型超音波トランスデューサ2(図6を参照)を備えており、この静電型超音波トランスデューサ2の平板固定電極21は、図1または図2に示すような方法で支持部材31に取り付けられている。これにより、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善できる。また、平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除した、高性能、高信頼性かつ低コストな超音波スピーカを提供する事ができる。   As described above, the ultrasonic speaker shown in FIG. 12 includes the electrostatic ultrasonic transducer 2 (see FIG. 6) of the present invention, and the flat plate fixed electrode 21 of the electrostatic ultrasonic transducer 2 is These are attached to the support member 31 by the method shown in FIG. 1 or FIG. As a result, the sandwichability of the vibration membrane can be greatly improved, and the vibration / sound pressure characteristics can be improved. In addition, the corners of the plate-fixed electrode are prevented from warping, the diaphragm is prevented from being damaged, and the sound pressure improvement parts that were required in the past have been deleted, providing high performance, high reliability, and low cost. A sound wave speaker can be provided.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態として、本発明の静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカを備える表示装置の例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, as a third embodiment of the present invention, an example of a display device including an ultrasonic speaker using the electrostatic ultrasonic transducer of the present invention will be described.

図13は、表示装置の一例として、超音波スピーカを内蔵したプロジェクタを例に取ったものであり、その使用状態を示したものである。同図に示すように、プロジェクタ201は視聴者203の後方に設置され、視聴者203の前方に設置されたスクリーン202に映像を投影するとともに、プロジェクタ201に搭載されている超音波スピーカによりスクリーン202の投影面に仮想音源を形成し、音声を再生するようになっている。なお、プロジェクタスクリーン上に仮想音源を形成する超音波スピーカを用いた音響装置や、超音波スピーカを内蔵したプロジェクタ等は指向性音響システムとも呼ばれている。   FIG. 13 shows an example of a display device in which a projector incorporating an ultrasonic speaker is taken as an example, and its use state is shown. As shown in the figure, the projector 201 is installed behind the viewer 203, projects an image on a screen 202 installed in front of the viewer 203, and uses an ultrasonic speaker mounted on the projector 201 to screen 202. A virtual sound source is formed on the projection plane and the sound is reproduced. Note that an acoustic device using an ultrasonic speaker that forms a virtual sound source on a projector screen, a projector with a built-in ultrasonic speaker, and the like are also called a directional acoustic system.

プロジェクタ201の外観構成を図14に示す。プロジェクタ201は、映像をスクリーン等の投影面に投影する投影光学系を含むプロジェクタ本体220と、超音波周波数帯の音波を発振できる静電型超音波トランスデューサ224A,224Bを含んで構成され、音響ソースから供給される音声信号から可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカとが一体的に構成されている。本実施形態では、ステレオ音声信号を再生するために、投影光学系を構成するプロジェクタレンズ231を挟んで左右に静電型超音波トランスデューサ224A,224Bがプロジェクタ本体に搭載されている。
さらに、プロジェクタ本体220の底面には低音再生用スピーカ223が設けられている。また、225は、プロジェクタ本体220の高さ調整を行うための高さ調節ねじ、226は、空冷フアン用の排気口である。
An external configuration of the projector 201 is shown in FIG. The projector 201 includes a projector main body 220 including a projection optical system that projects an image on a projection surface such as a screen, and electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B that can oscillate sound waves in an ultrasonic frequency band. And an ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band from an audio signal supplied from the audio signal. In the present embodiment, in order to reproduce a stereo audio signal, electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B are mounted on the projector main body on the left and right with the projector lens 231 constituting the projection optical system interposed therebetween.
Further, a low-pitched sound reproduction speaker 223 is provided on the bottom surface of the projector main body 220. Reference numeral 225 denotes a height adjusting screw for adjusting the height of the projector main body 220, and reference numeral 226 denotes an air cooling fan exhaust port.

上述のように、プロジェクタ201では、静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカを備えており、これにより、広周波数帯域の音響信号(超音波周波数帯の音波)を高音圧で発振することができる。そして、キャリア波の周波数を変更することにより可聴周波数帯の再生信号の空間的な再生範囲を制御することにより、ステレオサラウンドシステムや5.1chサラウンドシステム等で得られるような音響効果を、従来必要であった大掛かりな音響システムを必要とすることなく実現でき、かつ持ち運びが容易なプロジェクタを実現することができる。   As described above, the projector 201 includes an ultrasonic speaker using an electrostatic ultrasonic transducer, and thereby oscillates an acoustic signal in a wide frequency band (sound wave in the ultrasonic frequency band) with high sound pressure. Can do. Then, by controlling the spatial reproduction range of the reproduction signal in the audible frequency band by changing the frequency of the carrier wave, the acoustic effect that can be obtained in a stereo surround system or 5.1ch surround system is conventionally required. Thus, it is possible to realize a projector that can be realized without requiring a large-scale sound system and is easy to carry.

次に、プロジェクタ201の電気的構成を図15に示す。プロジェクタ201は、操作入力部210と、再生範囲設定部212、再生範囲制御処理部213、音声/映像信号再生部214、キャリア波発振源216、変調器218A,218B、パワーアンプ222A,222B及び静電型超音波トランスデューサ224A,224Bからなる超音波スピーカと、ハイパスフィルタ217A,217Bと、ローパスフィルタ219と、ミキサ221と、パワーアンプ222Cと、低音再生用スピーカ223と、プロジェクタ本体220とを有している。なお、静電型超音波トランスデューサ224A、224Bは、図1または図2に示す方法により、平板固定電極を支持部材に固定した静電型超音波トランスデューサである。   Next, the electrical configuration of the projector 201 is shown in FIG. The projector 201 includes an operation input unit 210, a reproduction range setting unit 212, a reproduction range control processing unit 213, an audio / video signal reproduction unit 214, a carrier wave oscillation source 216, modulators 218A and 218B, power amplifiers 222A and 222B, and static An ultrasonic speaker including electric ultrasonic transducers 224A and 224B, a high-pass filter 217A and 217B, a low-pass filter 219, a mixer 221, a power amplifier 222C, a low-frequency sound reproduction speaker 223, and a projector main body 220. ing. The electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B are electrostatic ultrasonic transducers in which the flat plate fixing electrode is fixed to the support member by the method shown in FIG. 1 or FIG.

プロジェクタ本体220は、映像を生成する映像生成部232と、生成された映像を投影面に投影する投影光学系233とを有している。このように、プロジェクタ201は、超音波スピーカ及び低音再生用スピーカ223と、プロジェクタ本体220とが一体化されて構成されている。   The projector main body 220 includes a video generation unit 232 that generates a video, and a projection optical system 233 that projects the generated video onto a projection surface. As described above, the projector 201 is configured by integrating the ultrasonic speaker and the bass reproduction speaker 223 and the projector main body 220.

操作入力部210は、テンキー、数字キー、電源のオン、オフをおこなうための電源キーを含む各種機能キーを有している。再生範囲設定部212は、ユーザが操作入力部210をキー操作することにより再生信号(信号音)の再生範囲を指定するデータを入力できるようになっており、該データが入力されると、再生信号の再生範囲を規定するキャリア波の周波数が設定され、保持されるようになっている。再生信号の再生範囲の設定は、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離を指定することにより行われる。   The operation input unit 210 has various function keys including a numeric keypad, numeric keys, and a power key for turning the power on and off. The reproduction range setting unit 212 can input data for specifying the reproduction range of a reproduction signal (signal sound) by the user operating the operation input unit 210 with a key. The frequency of the carrier wave that defines the reproduction range of the signal is set and held. The reproduction range of the reproduction signal is set by designating a distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emitting surfaces of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B.

また、再生範囲設定部212は、音声/映像信号再生部214より映像内容に応じて出力される制御信号によりキャリア波の周波数が設定できるようになっている。
また、再生範囲制御処理部213は、再生範囲設定部212の設定内容を参照し、設定された再生範囲となるようキャリア波発振源216により生成されるキャリア波の周波数を変更するようにキャリア波発振源216を制御する機能を有する。
例えば、再生範囲設定部212の内部情報として、キャリア波周波数が50kHzに対応する上記距離が設定されている場合、キャリア波発振源216に対して50kHzで発振するように制御する。
The reproduction range setting unit 212 can set the frequency of the carrier wave by a control signal output from the audio / video signal reproduction unit 214 according to the video content.
Also, the reproduction range control processing unit 213 refers to the setting contents of the reproduction range setting unit 212, and changes the carrier wave frequency generated by the carrier wave oscillation source 216 so as to be within the set reproduction range. It has a function of controlling the oscillation source 216.
For example, when the distance corresponding to the carrier wave frequency of 50 kHz is set as the internal information of the reproduction range setting unit 212, the carrier wave oscillation source 216 is controlled to oscillate at 50 kHz.

再生範囲制御処理部213は、再生範囲を規定する静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離とキャリア波の周波数との関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部を有している。このテーブルのデータは、キャリア波の周波数と上記再生信号の到達距離との関係を実際に計測することにより得られる。
再生範囲制御処理部213は、再生範囲設定部212の設定内容に基づいて、上記テーブルを参照して設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数となるようにキャリア波発振源216を制御する。
The reproduction range control processing unit 213 previously stores a table indicating the relationship between the distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emitting surfaces of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B that define the reproduction range and the frequency of the carrier wave. A storage unit is stored. The data in this table is obtained by actually measuring the relationship between the frequency of the carrier wave and the reach distance of the reproduction signal.
The reproduction range control processing unit 213 obtains the frequency of the carrier wave corresponding to the distance information set with reference to the table based on the setting content of the reproduction range setting unit 212, and oscillates the carrier wave so as to be the frequency. Control the source 216.

音声/映像信号再生部214は、例えば、映像媒体としてDVDを用いるDVDプレーヤーであり、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信号は、ハイパスフィルタ217Aを介して変調器218Aに、Lチャンネルの音声信号はハイパスフィルタ217Bを介して変調器218Bに、映像信号はプロジェクタ本体220の映像生成部232にそれぞれ、出力されるようになっている。
また、音声/映像信号再生部214より出力されるRチャンネルの音声信号とLチャンネルの音声信号は、ミキサ221により合成され、ローパスフィルタ219を介してパワーアンプ222Cに入力されるようになっている。音声/映像信号再生部214は、音響ソースに相当する。
The audio / video signal reproducing unit 214 is, for example, a DVD player that uses a DVD as a video medium, and among the reproduced audio signals, the R channel audio signal is sent to the modulator 218A via the high-pass filter 217A. The signal is output to the modulator 218B via the high-pass filter 217B, and the video signal is output to the video generation unit 232 of the projector main body 220.
The R channel audio signal and the L channel audio signal output from the audio / video signal reproduction unit 214 are combined by the mixer 221 and input to the power amplifier 222C via the low pass filter 219. . The audio / video signal reproduction unit 214 corresponds to an acoustic source.

ハイパスフィルタ217A,217Bは、それぞれ、Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号における中高音域の周波数成分のみを通過させる特性を有しており、またローパスフィルタは、Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号における低音域の周波数成分のみを通過させる特性を有している。
したがって、上記Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号は、それぞれ静電型超音波トランスデューサ224A、224Bにより再生され、上記Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号は低音再生用スピーカ223により再生されることとなる。
The high-pass filters 217A and 217B have characteristics that allow only the frequency components in the middle and high frequencies in the R-channel and L-channel audio signals to pass, and the low-pass filters are low-frequency filters in the R-channel and L-channel audio signals. It has the characteristic of passing only the frequency component of the sound range.
Accordingly, the mid-high range audio signals of the R channel and L channel audio signals are reproduced by the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B, respectively, and the low range audio signals of the R channel and L channel audio signals are reproduced. The signal is reproduced by the bass reproduction speaker 223.

なお、音声/映像信号再生部214はDVDプレーヤーに限らず、外部から入力されるビデオ信号を再生する再生装置であってもよい。また、音声/映像信号再生部214は、再生される映像のシーンに応じた音響効果を出すために再生音の再生範囲を動的に変更するように、再生範囲設定部212に再生範囲を指示する制御信号を出力する機能を有している。   The audio / video signal playback unit 214 is not limited to a DVD player, and may be a playback device that plays back a video signal input from the outside. In addition, the audio / video signal reproduction unit 214 instructs the reproduction range setting unit 212 to dynamically change the reproduction range of the reproduction sound in order to produce an acoustic effect according to the scene of the reproduced video. Has a function of outputting a control signal.

キャリア波発振源216は、再生範囲設定部212より指示された超音波周波数帯の周波数のキャリア波を生成し、変調器218A,218Bに出力する機能を有している。
変調器218A,218Bは、キャリア波発振源216から供給されるキャリア波を音声/映像信号再生部214から出力される可聴周波数帯の音声信号でAM変調し、該変調信号を、それぞれパワーアンプ222A,222Bに出力する機能を有する。
The carrier wave oscillation source 216 has a function of generating a carrier wave having a frequency in the ultrasonic frequency band designated by the reproduction range setting unit 212 and outputting the carrier wave to the modulators 218A and 218B.
Modulators 218A and 218B AM modulate the carrier wave supplied from carrier wave oscillation source 216 with an audio signal in an audible frequency band output from audio / video signal reproduction unit 214, and each of the modulated signals is power amplifier 222A. , 222B.

静電型超音波トランスデューサ224A,224Bは、それぞれ、変調器218A,218Bからパワーアンプ222A,222Bを介して出力される変調信号により駆動され、該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射し、可聴周波数帯の信号音(再生信号)を再生する機能を有する。   The electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B are driven by the modulation signals output from the modulators 218A and 218B via the power amplifiers 222A and 222B, respectively, and convert the modulation signals into sound waves of a finite amplitude level. It has a function of emitting signal sound (reproduction signal) in the audible frequency band.

映像生成部232は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等のディスプレイと、該ディスプレイを音声/映像信号再生部214から出力される映像信号に基づいて駆動する駆動回路等を有しており、音声/映像信号再生部214から出力される映像信号から得られる映像を生成する。
投影光学系233は、ディスプレイに表示された映像をプロジェクタ本体220の前方に設置されたスクリーン等の投影面に投影する機能を有している。
The video generation unit 232 includes a display such as a liquid crystal display and a plasma display panel (PDP), a drive circuit that drives the display based on a video signal output from the audio / video signal reproduction unit 214, and the like. A video obtained from the video signal output from the audio / video signal reproduction unit 214 is generated.
The projection optical system 233 has a function of projecting an image displayed on the display onto a projection surface such as a screen installed in front of the projector main body 220.

次に、上記構成からなるプロジェクタ201の動作について説明する。まず、ユーザのキー操作により操作入力部210から再生信号の再生範囲を指示するデータ(距離情報)が再生範囲設定部212に設定され、音声/映像信号再生部214に再生指示がなされる。   Next, the operation of the projector 201 having the above configuration will be described. First, data (distance information) for instructing the reproduction range of the reproduction signal is set in the reproduction range setting unit 212 from the operation input unit 210 by the user's key operation, and a reproduction instruction is given to the audio / video signal reproduction unit 214.

この結果、再生範囲設定部212には、再生範囲を規定する距離情報が設定され、再生範囲制御処理部213は、再生範囲設定部212に設定された距離情報を取り込み、内蔵する記憶部に記憶されているテーブルを参照し、上記設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数のキャリア波を生成するようにキャリア波発振源216を制御する。
この結果、キャリア波発振源216は、再生範囲設定部212に設定された距離情報に対応する周波数のキャリア波を生成し、変調器218A,218Bに出力する。
As a result, distance information defining the reproduction range is set in the reproduction range setting unit 212, and the reproduction range control processing unit 213 takes in the distance information set in the reproduction range setting unit 212 and stores it in the built-in storage unit. The carrier wave oscillation source 216 is controlled so as to obtain the frequency of the carrier wave corresponding to the set distance information with reference to the set table and to generate the carrier wave of the frequency.
As a result, the carrier wave oscillation source 216 generates a carrier wave having a frequency corresponding to the distance information set in the reproduction range setting unit 212 and outputs the carrier wave to the modulators 218A and 218B.

一方、音声/映像信号再生部214は、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信号を、ハイパスフィルタ217Aを介して変調器218Aに、Lチャンネルの音声信号をハイパスフィルタ217Bを介して変調器218Bに、Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号をミキサ221に出力し、映像信号をプロジェクタ本体220の映像生成部232にそれぞれ、出力する。   On the other hand, the audio / video signal reproduction unit 214 outputs the R channel audio signal to the modulator 218A via the high pass filter 217A and the L channel audio signal to the modulator 218B via the high pass filter 217B. In addition, the R channel audio signal and the L channel audio signal are output to the mixer 221, and the video signal is output to the video generation unit 232 of the projector main body 220, respectively.

したがって、ハイパスフィルタ217Aにより上記Rチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器218Aに入力され、ハイパスフィルタ217Bにより上記Lチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器218Bに入力される。
また、上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号はミキサ221により合成され、ローパスフィルタ219により上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号がパワーアンプ222Cに入力される。
Accordingly, the high-pass filter 217A inputs the mid-high range audio signal of the R channel audio signal to the modulator 218A, and the high-pass filter 217B converts the mid-high range audio signal of the L channel audio signal to the modulator 218B. Is input.
The R channel audio signal and the L channel audio signal are combined by the mixer 221, and the low frequency audio signal of the R channel audio signal and the L channel audio signal is input to the power amplifier 222 C by the low pass filter 219. Is done.

映像生成部232では、入力された映像信号に基づいてディスプレイを駆動して映像を生成し、表示する。このディスプレイに表示された映像は、投影光学系233により、投影面、例えば、図13に示すスクリーン202に投影される。
他方、変調器218Aは、キャリア波発振源216から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ217Aから出力される上記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でAM変調し、パワーアンプ222Aに出力する。
また、変調器218Bは、キャリア波発振源216から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ217Bから出力される上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でAM変調し、パワーアンプ222Bに出力する。
The video generation unit 232 generates a video by driving the display based on the input video signal, and displays the video. The video displayed on the display is projected onto a projection surface, for example, the screen 202 shown in FIG. 13 by the projection optical system 233.
On the other hand, the modulator 218A AM-modulates the carrier wave output from the carrier wave oscillation source 216 with the mid to high frequency audio signal in the R channel audio signal output from the high pass filter 217A, and outputs the result to the power amplifier 222A. .
The modulator 218B AM-modulates the carrier wave output from the carrier wave oscillation source 216 with the mid-high range audio signal in the L-channel audio signal output from the high-pass filter 217B, and outputs the result to the power amplifier 222B. .

パワーアンプ222A,222Bにより増幅された変調信号は、それぞれ、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの前面側平板固定電極(上電極)21Aと背面側平板固定電極(下電極)21B(図6を参照)との間に印加され、該変調信号は、有限振幅レベルの音波(音響信号)に変換され、媒質(空気中)に放射され、静電型超音波トランスデューサ224Aからは、上記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生され、静電型超音波トランスデューサ224Bからは、上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生される。
また、パワーアンプ222Cで増幅された上記Rチャンネル及びLチャンネルにおける低音域の音声信号は低音再生用スピーカ223により再生される。
The modulation signals amplified by the power amplifiers 222A and 222B are respectively converted into front-side flat plate fixed electrodes (upper electrodes) 21A and rear-side flat plate fixed electrodes (lower electrodes) 21B (see FIG. 6) of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B. The modulation signal is converted into a sound wave (acoustic signal) of a finite amplitude level, radiated to a medium (in the air), and the electrostatic ultrasonic transducer 224A receives the signal of the R channel. An audio signal in the middle and high range in the audio signal is reproduced, and an audio signal in the middle and high range in the L channel audio signal is reproduced from the electrostatic ultrasonic transducer 224B.
In addition, the low-frequency sound signal in the R channel and the L channel amplified by the power amplifier 222C is reproduced by the low sound reproduction speaker 223.

前述したように、静電型超音波トランスデューサにより媒質中(空気中)に放射された超音波の伝播においては、その伝播に伴い音圧の高い部分では音速が高くなり、音圧の低い部分では音速は遅くなる。この結果、波形の歪みが発生する。   As described above, in the propagation of ultrasonic waves radiated into a medium (in the air) by an electrostatic ultrasonic transducer, the sound speed increases at a portion where the sound pressure is high, and at a portion where the sound pressure is low. The speed of sound slows down. As a result, waveform distortion occurs.

放射する超音波帯域の信号(キャリア波)を可聴周波数帯の信号で変調(AM変調)しておいた場合には、上記波形歪みの結果により、変調時に用いた可聴周波数帯の信号波が超音波周波数帯のキャリア波と分離して自己復調する形で形成される。その際、再生信号の広がりは超音波の特性からビーム状となり、通常のスピーカとは全く異なる特定方向のみに音が再生される。   When a signal (carrier wave) in the radiated ultrasonic band is modulated (AM modulation) with a signal in the audible frequency band, the signal wave in the audible frequency band used for modulation is super It is formed so as to be self-demodulated separately from the carrier wave in the sonic frequency band. At this time, the spread of the reproduction signal becomes a beam shape due to the characteristics of ultrasonic waves, and the sound is reproduced only in a specific direction completely different from that of a normal speaker.

超音波スピーカを構成する静電型超音波トランスデューサ224A,224Bから出力されるビーム状の再生信号は、投影光学系233により映像が投影される投影面(スクリーン)に向けて放射され、投影面で反射され拡散する。この場合に、再生範囲設定部212に設定されるキャリア波の周波数に応じて、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面からその放射軸方向(法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、キャリア波のビーム幅(ビームの拡がり角)が異なるために、再生範囲は、変化する。   Beam-shaped reproduction signals output from the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B constituting the ultrasonic speaker are radiated toward a projection plane (screen) on which an image is projected by the projection optical system 233, and are projected on the projection plane. Reflected and diffused. In this case, in accordance with the frequency of the carrier wave set in the reproduction range setting unit 212, the reproduction signal from the carrier wave in the radial axis direction (normal direction) from the sound wave emission surface of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B. Since the distance until the two are separated and the beam width (beam divergence angle) of the carrier wave are different, the reproduction range changes.

プロジェクタ201における静電型超音波トランスデューサ224A,224Bを含んで構成される超音波スピーカによる再生信号の再生時の状態を図16に示す。プロジェクタ201において、キャリア波が音声信号により変調された変調信号により静電型超音波トランスデューサが駆動される際に、再生範囲設定部212により設定されたキャリア周波数が低い場合は、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面からその放射軸方向(音波放射面の法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が長くなる。   FIG. 16 shows a state in which a reproduction signal is reproduced by an ultrasonic speaker including the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B in the projector 201. In the projector 201, when the electrostatic ultrasonic transducer is driven by the modulation signal obtained by modulating the carrier wave with the audio signal, if the carrier frequency set by the reproduction range setting unit 212 is low, the electrostatic ultrasonic wave The distance from the sound wave emission surface of the transducers 224A and 224B to the separation of the reproduction signal from the carrier wave in the radial axis direction (normal direction of the sound wave emission surface), that is, the distance to the reproduction point is increased.

したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、比較的拡がらずに投影面(スクリーン)202に到達することとなり、この状態で投影面202において反射するので、再生範囲は、図16において点線の矢印で示す可聴範囲Aとなり、投影面202から比較的に遠くかつ狭い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。   Accordingly, the reproduced reproduction signal beam in the audible frequency band reaches the projection surface (screen) 202 without being relatively expanded, and is reflected on the projection surface 202 in this state. Therefore, the reproduction range is as shown in FIG. , The audible range A is indicated by a dotted arrow, and a playback signal (playback sound) can be heard only in a relatively far and narrow range from the projection plane 202.

これに対して、再生範囲設定部212により設定されたキャリア周波数が上述した場合より高い場合は、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面から放射される音波は、キャリア周波数が低い場合より絞られているが、静電型超音波トランスデューサ224A,224Bの音波放射面からその放射軸方向(音波放射面の法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が短くなる。   On the other hand, when the carrier frequency set by the reproduction range setting unit 212 is higher than the case described above, the sound wave emitted from the sound wave emitting surfaces of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B has a low carrier frequency. Although it is more narrowed down, the distance until the reproduction signal is separated from the carrier wave in the radial axis direction (normal direction of the acoustic wave emission surface) from the sound wave emission surface of the electrostatic ultrasonic transducers 224A and 224B, that is, The distance to the playback point is shortened.

したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、投影面202に到達する前に拡がって投影面202に到達することとなり、この状態で投影面202において反射するので、再生範囲は、図16において実線の矢印で示す可聴範囲Bとなり、投影面202から比較的に近くかつ広い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。   Therefore, the reproduced reproduction signal beam in the audible frequency band spreads to reach the projection surface 202 before reaching the projection surface 202, and is reflected on the projection surface 202 in this state. 16, an audible range B indicated by a solid arrow is obtained, and a playback signal (reproduced sound) can be heard only in a relatively close and wide range from the projection surface 202.

以上本発明の表示装置(プロジェクタ等)について説明したが、上記表示装置では、本発明による静電型トランスデューサを備えた超音波スピーカを使用しており、この静電型超音波トランスデューサの平板固定電極は、図1または図2に示す方法により支持部材の固定されている。これにより、表示装置内の超音波スピーカにおいては、振動膜の挟持性を大幅に向上させ、振動・音圧特性を改善できる。また、平板固定電極の角部の反り上がりを防止して、振動膜の破損を防止し、さらには従来必要とした音圧改善対策部品を削除した、高性能、高信頼性かつ低コストな超音波スピーカを提供する事ができる。   Although the display device (projector or the like) of the present invention has been described above, the display device uses the ultrasonic speaker provided with the electrostatic transducer according to the present invention, and the fixed plate electrode of the electrostatic ultrasonic transducer. The support member is fixed by the method shown in FIG. 1 or FIG. Thereby, in the ultrasonic speaker in the display device, the sandwichability of the vibration film can be greatly improved, and the vibration / sound pressure characteristics can be improved. In addition, the corners of the plate-fixed electrode are prevented from warping, the diaphragm is prevented from being damaged, and the sound pressure improvement parts that were required in the past have been deleted, providing high performance, high reliability, and low cost. A sound wave speaker can be provided.

なお、上述したプロジェクタは、大画面で画像を見たい場合に使用されものであるが、近時、大画面液晶テレビや大画面プラズマテレビが急速に普及しており、それらの大画面テレビにも、本発明の静電型トランスデューサを使用した超音波スピーカを効果的に使用することができる。   The projector described above is used for viewing images on a large screen. Recently, large-screen liquid crystal televisions and large-screen plasma televisions are rapidly spreading, and those large-screen televisions are also used. The ultrasonic speaker using the electrostatic transducer of the present invention can be used effectively.

すなわち、大画面テレビに超音波スピーカを使用することにより、大画面テレビの前方に向けて局所的に音声信号を放射することが可能になる。   That is, by using an ultrasonic speaker for a large-screen television, it becomes possible to radiate an audio signal locally toward the front of the large-screen television.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の静電型超音波トランスデューサ、超音波スピーカ、および表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The embodiment of the present invention has been described above, but the electrostatic ultrasonic transducer, the ultrasonic speaker, and the display device of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and the gist of the present invention is described. Of course, various changes can be made without departing from the scope.

平板固定電極の支持部材への固定方法の例を示す図。The figure which shows the example of the fixing method to the supporting member of a flat plate fixed electrode. 平板固定電極の支持部材への固定方法の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the fixing method to the supporting member of a flat fixed electrode. 平板固定電極の中央部の突出の例を示す図。The figure which shows the example of the protrusion of the center part of a flat plate fixed electrode. 平板固定電極の突出量と締め付け力のシミュレーション結果を示す図。The figure which shows the simulation result of the protrusion amount and clamping force of a flat fixed electrode. シミュレーション結果をグラフ表示した図。The figure which displayed the simulation result in the graph. 本発明による静電型超音波トランスデューサの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the electrostatic type ultrasonic transducer by this invention. 平板固定電極の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of a flat fixed electrode. 静電型超音波トランスデューサの基本構成を示す図。The figure which shows the basic composition of an electrostatic type ultrasonic transducer. 従来の平板固定電極の固定方法の例を示す図。The figure which shows the example of the fixing method of the conventional flat plate fixed electrode. 平板固定電極の固定方法の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the fixing method of a flat fixed electrode. 従来の平板固定電極の固定方法による角部の反り上がりの例を示す図。The figure which shows the example of the curvature of the corner | angular part by the fixing method of the conventional flat plate fixed electrode. 超音波スピーカの駆動回路の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the drive circuit of an ultrasonic speaker. 本発明の実施形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a usage state of the projector according to the embodiment of the invention. 図13に示したプロジェクタの外観構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing an external configuration of the projector shown in FIG. 13. 図13に示したプロジェクタの電気的構成を示すブロック図。FIG. 14 is a block diagram showing an electrical configuration of the projector shown in FIG. 13. 静電型超音波トランスデューサによる再生信号の再生状態の説明図。Explanatory drawing of the reproduction | regeneration state of the reproduction signal by an electrostatic type ultrasonic transducer.

符号の説明Explanation of symbols

2…静電型超音波トランスデューサ、10、平板固定電極、10A…前面側平板固定電極、10B…背面側平板固定電極、11…対向電極形成体、12…振動膜、13、13A、13B…貫通穴、14…バイアス電源、21…平板固定電極、21A…前面側平板固定電極、21B…背面側平板固定電極、22…固定部位、23…肉付部、24…露出部、31、31A、31B…支持部材、32…固定部位、33…段差、34…傾斜、35…溝、41…ケース部材、51…導電体、52…対向電極形成用マスク部材、53…対向電極形成材、54…スキージ、101…可聴周波数波信号源、102…キャリア波信号源、103…変調器、104…パワーアンプ、120…誘電体膜、121…振動電極、201…プロジェクタ、202…スクリーン(投影面)、203…視聴者、210…操作入力部、212…再生範囲設定部、213…再生範囲制御処理部、214…音声/映像信号再生部、216…キャリア波発振源、217A,217B…ハイパスフィルタ、218A,218B…変調器、219…ローパスフィルタ、220…プロジェクタ本体、221…ミキサ、222A,222B…パワーアンプ、222C…パワーアンプ、223低音再生用スピーカ、224A,224B…静電型超音波トランスデューサ、231…プロジェクタレンズ、232…映像生成部、233…投影光学系 2 ... Electrostatic ultrasonic transducer, 10, flat plate fixed electrode, 10A ... front side flat plate fixed electrode, 10B ... back side flat plate fixed electrode, 11 ... counter electrode forming body, 12 ... vibrating membrane, 13, 13A, 13B ... penetrating Hole 14, bias power source 21, flat plate fixed electrode, 21 A, front side flat plate fixed electrode, 21 B, back side flat plate fixed electrode, 22, fixed portion, 23, flesh portion, 24, exposed portion, 31, 31 A, 31 B DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Support member, 32 ... Fixed part, 33 ... Step, 34 ... Inclination, 35 ... Groove, 41 ... Case member, 51 ... Conductor, 52 ... Counter electrode forming mask member, 53 ... Counter electrode forming material, 54 ... Squeegee DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Audio frequency wave signal source 102 ... Carrier wave signal source 103 ... Modulator 104 ... Power amplifier 120 ... Dielectric film 121 ... Vibrating electrode 201 ... Projector 202 ... Screen (Projection plane), 203 ... viewer, 210 ... operation input unit, 212 ... reproduction range setting unit, 213 ... reproduction range control processing unit, 214 ... audio / video signal reproduction unit, 216 ... carrier wave oscillation source, 217A, 217B ... high-pass filter, 218A, 218B ... modulator, 219 ... low-pass filter, 220 ... projector body, 221 ... mixer, 222A, 222B ... power amplifier, 222C ... power amplifier, 223 low-frequency sound reproduction speaker, 224A, 224B ... electrostatic type Ultrasonic transducer, 231 ... projector lens, 232 ... video generation unit, 233 ... projection optical system

Claims (21)

複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、
前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、
振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を有し、
前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、
前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、
前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させる、
ことを特徴とする静電型超音波トランスデューサ。
A first flat plate fixed electrode having a plurality of through holes;
A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode;
A first support member for supporting the first flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A second support member for supporting the second flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes comprising the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage applied to the vibrating electrode;
Have
While arranging the fixed part in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode,
In the outer peripheral region from the fixed part toward the outer peripheral part, it is configured to provide a gap between the flat plate fixed electrode and the support member,
An AC signal is applied between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane;
An electrostatic ultrasonic transducer characterized by the above.
前記平板固定電極は方形状に構成され、
前記固定部位を前記平板固定電極の4隅としたこと
を特徴とする請求項1に記載の静電型超音波トランスデューサ。
The flat plate fixed electrode is configured in a square shape,
The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the fixed parts are four corners of the flat plate fixed electrode.
前記隙間の大きさが、前記平板固定電極の材質および厚みに応じて設定されたこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電型超音波トランスデューサ。
The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 1 or 2, wherein a size of the gap is set according to a material and a thickness of the flat plate fixed electrode.
前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けることにより形成されたこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。
4. The gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a step in the support member from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion. 5. Electrostatic ultrasonic transducer.
前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けることにより形成されたこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。
4. The gap between the flat plate fixing electrode and the support member is formed by providing an inclination from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion in the support member. 5. Electrostatic ultrasonic transducer.
前記平板固定電極と支持部材との隙間は、前記支持部材において固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けることにより形成されたこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。
4. The gap between the flat plate fixed electrode and the support member is formed by providing a groove from the center portion to the outer peripheral portion of the fixed portion in the support member. 5. Electrostatic ultrasonic transducer.
前記平板固定電極の前記支持部材と接する面上に、所定の厚みの肉付部を形成すると共に、
前記平板固定電極面上の固定部位から外周部に向かう外周領域においては、前記肉付部を形成せず平板固定電極の面を露出させるように構成したこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。
On the surface of the flat plate fixed electrode in contact with the support member, a thickened portion having a predetermined thickness is formed,
4. The structure according to claim 1, wherein in the outer peripheral region from the fixed portion on the flat plate fixed electrode surface toward the outer peripheral portion, the surface of the flat plate fixed electrode is exposed without forming the flesh portion. The electrostatic ultrasonic transducer according to any one of the above.
前記肉付部は、平板固定電極の表面にニッケルメッキを施すこと、もしくは、導電性ペースト材を塗布することにより形成されたこと
を特徴とする請求項7に記載の静電型超音波トランスデューサ。
The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 7, wherein the thinned portion is formed by performing nickel plating on a surface of the flat plate fixed electrode or applying a conductive paste material.
前記平板固定電極の支持部材への固定方法をネジ固定とし、その締め付けトルクにより前記平板固定電極中央部の突出量の調整を行うように構成されたこと
を特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。
The fixing method of the flat plate fixing electrode to the support member is screw fixing, and the protruding amount of the central portion of the flat plate fixing electrode is adjusted by the tightening torque. An electrostatic ultrasonic transducer according to claim 1.
複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、
前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、
振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を備えるとともに、
前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させる静電型超音波トランスデューサの製造方法であって、
前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設する手順と、
前記平板固定電極を前記固定部位により支持部材に固定する際に、前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるようして固定する手順と、
含むことを特徴とする静電型超音波トランスデューサの製造方法。
A first flat plate fixed electrode having a plurality of through holes;
A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode;
A first support member for supporting the first flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A second support member for supporting the second flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes comprising the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage applied to the vibrating electrode;
With
An electrostatic ultrasonic transducer for applying an alternating current signal between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibration membrane,
A procedure for disposing the fixing portion in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixing electrode;
When fixing the flat plate fixing electrode to the support member by the fixing portion, in the outer peripheral region from the fixing portion toward the outer peripheral portion, a procedure for fixing the flat plate fixing electrode so as to provide a gap between the flat plate fixing electrode and the support member;
A method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer, comprising:
前記平板固定電極を方形状に構成し、前記固定部位を前記平板固定電極の4隅に設ける手順を
含むことを特徴とする請求項10に記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
The method of manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to claim 10, comprising a step of forming the flat plate fixing electrode in a square shape and providing the fixing portions at four corners of the flat plate fixing electrode.
前記隙間の大きさを、前記平板固定電極の材質および厚みに応じて設定する手順を
含むことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
The method for manufacturing an electrostatic ultrasonic transducer according to claim 10, further comprising a step of setting a size of the gap according to a material and a thickness of the flat plate fixed electrode.
前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて段差を設けて形成する手順を
含むことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
13. The method according to claim 10, further comprising a step of forming a gap between the flat plate fixing electrode and the support member by providing a step from a center portion of the fixing portion of the support member toward an outer peripheral portion. The manufacturing method of the electrostatic ultrasonic transducer of description.
前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて傾斜を設けて形成する手順を
含むことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
13. The method according to claim 10, further comprising: forming a gap between the flat plate fixed electrode and the support member by providing an inclination from a center portion of the fixing portion of the support member toward an outer peripheral portion. The manufacturing method of the electrostatic ultrasonic transducer of description.
前記平板固定電極と支持部材との隙間を、前記支持部材の固定部位の中心部から外周部に向けて溝を設けて形成する手順を
含むことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
13. The method according to claim 10, further comprising a step of forming a gap between the flat plate fixed electrode and the support member by providing a groove from a center portion of the fixing portion of the support member toward an outer peripheral portion. The manufacturing method of the electrostatic ultrasonic transducer of description.
前記平板固定電極の前記支持部材と接する面上に、所定の厚みの肉付部を形成すると共に、
前記平板固定電極面上の固定部位から外周部に向かう外周領域においては、前記肉付部を形成せず平板固定電極の面を露出させる手順を
含むことを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
On the surface of the flat plate fixed electrode in contact with the support member, a thickened portion having a predetermined thickness is formed,
13. The method according to claim 10, further comprising a step of exposing the surface of the flat plate fixed electrode without forming the flesh portion in the outer peripheral region from the fixed portion on the flat plate fixed electrode surface toward the outer peripheral portion. A method for producing the electrostatic ultrasonic transducer according to claim 1.
前記肉付部を、平板固定電極の表面にニッケルメッキを施すこと、もしくは、導電性ペースト材を塗布することにより形成する手順を
含むことを特徴とする請求項16に記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
The electrostatic ultrasonic wave according to claim 16, further comprising a step of forming the thinned portion by performing nickel plating on a surface of the flat plate fixed electrode or applying a conductive paste material. A method for manufacturing a transducer.
前記平板固定電極の支持部材への固定方法をネジ固定とし、その締め付けトルクにより前記平板固定電極中央部の突出量の調整を行う手順を
含むことを特徴とする請求項10から17のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサの製造方法。
18. The method according to claim 10, further comprising the step of: fixing the flat plate fixing electrode to the support member by screw fixing, and adjusting the protrusion amount of the central portion of the flat plate fixing electrode by the tightening torque. The manufacturing method of the electrostatic ultrasonic transducer of description.
可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号を増幅して出力するパワーアンプと、前記パワーアンプで駆動される静電型超音波トランスデューサと、を備える超音波スピーカであって、
前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、
複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、
前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、
振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を有し、
前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、
前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、
前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていること
を特徴とする超音波スピーカ。
An audible frequency signal source that generates an audible frequency band signal wave, a carrier wave signal source that generates and outputs a carrier wave in an ultrasonic frequency band, and a modulator that modulates the carrier wave with the audible frequency band signal wave And an ultrasonic speaker comprising: a power amplifier that amplifies and outputs a modulation signal output from the modulator; and an electrostatic ultrasonic transducer driven by the power amplifier,
The electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker is:
A first flat plate fixed electrode having a plurality of through holes;
A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode;
A first support member for supporting the first flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A second support member for supporting the second flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes comprising the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage applied to the vibrating electrode;
Have
While arranging the fixed part in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode,
In the outer peripheral region from the fixed part toward the outer peripheral part, it is configured to provide a gap between the flat plate fixed electrode and the support member,
An ultrasonic speaker, wherein an alternating current signal is applied between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane.
音響ソースから供給される音声信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、
映像を投影面に投影する投影光学系と、
で構成される表示装置であって、
前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、
複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、
前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、
振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を有し、
前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、
前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、
前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていること
を特徴とする表示装置。
An ultrasonic speaker that modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic ultrasonic transducer with the modulated signal to reproduce a signal sound in an audible frequency band;
A projection optical system that projects an image onto a projection surface;
A display device comprising:
The electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker is:
A first flat plate fixed electrode having a plurality of through holes;
A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode;
A first support member for supporting the first flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A second support member for supporting the second flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes comprising the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage applied to the vibrating electrode;
Have
While arranging the fixed part in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode,
In the outer peripheral region from the fixed part toward the outer peripheral part, it is configured to provide a gap between the flat plate fixed electrode and the support member,
A display device, wherein an alternating current signal is applied between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane.
音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、
前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、
を有する指向性音響システムであって、
前記超音波スピーカ内の静電型超音波トランスデューサは、
複数の貫通穴を有する第1の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極の貫通穴と対をなす複数の貫通穴を有する第2の平板固定電極と、
前記第1の平板固定電極を固定部位により支持する第1の支持部材と、
前記第2の平板固定電極を固定部位により支持する第2の支持部材と、
振動電極を有すると共に前記第1の平板固定電極と前記第2の平板固定電極からなる一対の平板固定電極により挟まれ、該振動電極に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を有し、
前記平板固定電極の外周部に近い部分に前記固定部位を配設すると共に、
前記固定部位から外周部に向かう外周領域において、前記平板固定電極と支持部材の間に隙間を設けるように構成され、
前記一対の平板固定電極間に交流信号を印加し、振動膜を振動させるように構成されていること
を特徴とする指向性音響システム。
The carrier signal in the ultrasonic frequency band is modulated by the signal in the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source, and the electrostatic ultrasonic transducer is driven by the modulated signal to reproduce the signal sound in the audible frequency band. An ultrasonic speaker,
A low-frequency sound reproduction speaker for reproducing a signal in a second sound range lower than the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source;
A directional acoustic system comprising:
The electrostatic ultrasonic transducer in the ultrasonic speaker is:
A first flat plate fixed electrode having a plurality of through holes;
A second flat plate fixing electrode having a plurality of through holes paired with the through holes of the first flat plate fixing electrode;
A first support member for supporting the first flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A second support member for supporting the second flat plate fixed electrode by a fixed portion;
A vibrating membrane having a vibrating electrode and sandwiched between a pair of flat plate fixed electrodes comprising the first flat plate fixed electrode and the second flat plate fixed electrode, and a DC bias voltage applied to the vibrating electrode;
Have
While arranging the fixed part in a portion near the outer peripheral portion of the flat plate fixed electrode,
In the outer peripheral region from the fixed part toward the outer peripheral part, it is configured to provide a gap between the flat plate fixed electrode and the support member,
A directivity acoustic system configured to apply an AC signal between the pair of flat plate fixed electrodes to vibrate the vibrating membrane.
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