CN1968546B - 静电型换能器、电容性负载驱动电路和电路常数设定方法 - Google Patents

Abstract

静电型换能器、电容性负载驱动电路和电路常数设定方法。本发明提供能够在驱动频带中确保平坦的输出电压频率特性的同时以低损失进行驱动的静电型换能器的驱动电路。在输出变压器(T)的2次侧作为驱动负载并联连接静电型换能器(1)(负载静电容量)，且在输出变压器(T)的1次侧串联连接1次侧外加电阻(R)和结合静电容量(C₁)。然后，将各电路常数设定成，使由输出变压器(T)的2次侧绕组的自感和负载静电容量形成的电路的谐振频率(f₀)与静电型换能器(1)的载波频率(f_c)一致或大致一致。并且，将各电路常数设定成，静电型换能器(1)的端子间电压的频率特性为通带包含静电型换能器(1)的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

Description

静电型换能器、电容性负载驱动电路和电路常数设定方法

技术领域

本发明涉及静电型换能器，特别涉及通过输出利用可听频带的音频信号对超声波频带的载波进行调制而得到的调制波，来再生具有锐利的指向性的声音的静电型换能器、使用了该静电型换能器的超声波扬声器、具有该超声波扬声器的显示装置以及指向性音响系统，进一步涉及电容性负载的驱动电路。

背景技术

超声波扬声器输出利用可听频带的音频信号对超声波频带的载波进行调制而得到的调制波，从而能够再生具有锐利的指向性的声音。超声波扬声器的换能器(发射器)通常使用压电型换能器。但是，由于压电型换能器利用元件的锐利的谐振特性，所以虽能够得到较高的声压，但频带非常窄。因此，使用了压电型换能器的超声波扬声器所能再生的频带窄，与喇叭相比，具有再生音质差的倾向。

相对于此，具有如下类型的使用静电型换能器的超声波扬声器(参照图1所示的作为本发明的应用对象的静电型换能器的例子)：通过在振动膜的电极和固定电极之间作用静电力而使振动膜振动，产生声压。静电型换能器具有如下特点：能够在宽广的频率范围得到平坦的输出声压特性。因此，与使用压电型换能器的超声波扬声器相比，使用静电型换能器的超声波扬声器具有能够提高再生音质的优点。

在静电型换能器中，为了产生高声压，需要在振动膜电极和固定电极之间施加几百V以上的高压。因此，在驱动静电型换能器时，通常通过输出变压器来进行升压(例如，参照专利文献1)。

静电型换能器具有与电容器相同的结构，所以换能器的电气特性由静电电容成分决定。因此，若通过输出变压器驱动静电型换能器，则由变压器的电感成分和换能器的静电电容成分形成谐振电路系统。由于该谐振的影响，换能器的端子电压(输出电压)的频率特性变动大，产生不能得到平坦的输出特性的问题。这关系到超声波扬声器的再生音质劣化。

若能够使谐振频带较大地偏离驱动频带，则能够使频率特性接近于平坦，但在超声波扬声器的情况下，驱动频带位于超声波频带，为了使电路的谐振频带从驱动频带大幅地偏向高频侧，必须使输出变压器的绕组电感非常小，并不现实。

输出变压器和静电型换能器由于其结构上的限制，其电感值和静电电容值存在现实的范围。所以，通过它们的组合，在驱动频带的相对附近存在电路的谐振频带。即，若隔着输出变压器，则产生超声波扬声器的输出频率特性大幅变动的问题。

通过在输出变压器的1次侧或2次侧连接电阻，能够使输出电压的频率特性变化平坦，但因电阻而产生损失。这会抵消了功率损失小这一静电型换能器的特点，所以不是理想的方法。

并且，作为现有技术的超声波换能器，公开了如下的结构：利用作为负载的压电元件的电路常数(电感成分和电容成分)，构成巴特沃滋(Butterworth)型滤波器，同时实现阻抗匹配和确保平坦的输出频率特性(例如，参照专利文献2)。但是，该现有技术的超声波换能器的结构是以压电元件的驱动为前提，应用于静电型换能器的驱动时，产生问题。

为了利用专利文献2中公开的T型或π型的LC滤波器的结构得到平坦的通带特性，较大的电阻成分是必不可少的。相对于此，压电元件作为负载的电气特性具有较大的电阻成分，所以在专利文献2中将作为负载的压电元件的(较大)电阻成分用作滤波器的一部分，从而实现平坦的通带特性。

另一方面，静电型换能器的结构基本上与薄膜电容器相同。因此，换能器的电气特性受静电电容成分支配，(与压电型相比)电阻成分非常小。所以，将专利文献2中公开的电路构成手法应用于静电型换能器时，为了得到平坦的通带特性，必须在电路上追加具有较大电阻值的外加电阻，因该电阻而产生无谓的功率损失。但是，若不追加该电阻，则因LC滤波器表现出陡峭的响应特性(谐振曲线)而不能得到平坦的通带特性。

【专利文献1】日本特开平6-209499号公报

【专利文献2】日本特开2001-86587号公报

如上所述，静电型换能器的结构基本上与薄膜电容器相同。因此，换能器的电气特性受静电电容成分支配，(与压电型相比)电阻成分非常小。所以，将专利文献2中公开的电路构成手法应用于静电型换能器时，为了得到平坦的通带特性，必须在电路上追加具有较大电阻值的外加电阻，因该电阻而产生无谓的功率损失。但是，若不追加该电阻，则因LC滤波器表现出陡峭的响应特性(谐振曲线)而存在不能得到平坦的通带特性的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供能够降低静电型换能器的驱动功率、能够在静电型换能器的驱动频带中确保平坦的输出电压频率特性的静电型换能器、电路常数的设定方法、超声波扬声器、具有该超声波扬声器的显示装置以及指向性音响系统。并且，本发明的另一目的在于，提供能够在驱动频带中确保平坦的输出电压频率特性、同时实现低损失的驱动的电容性负载驱动电路。

本发明是为解决上述课题而提出的，本发明的静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，其特征在于，具有：在2次侧绕组上并联连接所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路的电路常数以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致或大致一致。

根据这种结构，在输出变压器T的2次侧作为驱动负载并联连接静电型换能器(负载静电电容C_L)，且在输出变压器T的1次侧串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁。然后，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，在额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，能够降低静电型换能器的驱动功率，以低损失驱动静电型换能器。

并且，本发明的静电型换能器的特征在于，所述静电型换能器的负载静电电容为C_L(F)，静电型换能器的额定载波频率为f_c(Hz)时，所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定为L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

根据这种结构，在设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值时，设定成使由该自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值，以便在基于载波频率的额定驱动时，使变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态。因此，在额定驱动时，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，能够降低静电型换能器的驱动功率，以低损失驱动静电型换能器。

此外，本发明的静电型换能器的特征在于，所述静电型换能器具有用于施加驱动信号的端子，所述各电路常数被设定为，该端子间电压的频率特性为通带包括所述静电型换能器的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

根据这种结构，按照静电型换能器的负载静电电容C_L和输出变压器的电气特性(电路常数)，适当设定1次侧耦合静电电容C₁和1次侧外加电阻R的值，从而使得在电路整体的通带特性中包含静电型换能器的驱动频率。

由此，能够在宽带中稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

并且，本发明的静电型换能器的特征在于，在所述输出变压器T的1次侧电路和包括驱动负载在内的所述输出变压器T的2次侧电路的等效电路中，设由耦合静电电容C₁、所述输出变压器T的漏感L_L以及互感M₁形成的第一谐振电路的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率为f_1-，设由耦合静电电容C₁、所述输出变压器T的漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的第二谐振电路的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率为f₂₊，设由互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的谐振电路的谐振频率为f₀时，上述各电路常数被设定为(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

根据这种结构，设由耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L、互感M₁形成的第一谐振电路(HPF)的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率(截止频率)为f_1-，设由耦合静电电容C₁、输出变压器的漏感L_L、负载静电电容C_L形成的第二谐振电路(LPF)的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率(截止频率)为f₂₊，设由互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的谐振电路的谐振频率为f₀时，将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

由此，第一谐振电路(HPF)的通过特性和第二谐振电路(LPF)的通过特性成大致对称的形状，并且，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合，作为电路整体所以能够实现以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称的带通特性。

而且，本发明的静电型换能器的特征在于，所述各电路常数被设定为，利用输出变压器T将第一谐振电路和第二谐振电路耦合而形成的耦合电路处于临界耦合状态，所述第一谐振电路由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及互感M₁形成，所述第二谐振电路由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L形成。

根据这种结构，使得形成于变压器1次侧的第一谐振电路(HPF)和形成于变压器2次侧的第二谐振电路(LPF)处于临界耦合状态。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合成临界状态，所以两个谐振系统不存在陡峭的波峰，为平缓的通过特性，作为电路整体能够实现不存在陡峭的波峰的带通特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

而且，本发明的静电型换能器的驱动电路的特征在于，所述各电路常数被设定为，设所述第一谐振电路的质量因子为Q₁，所述第二谐振电路的质量因子为Q₂，输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值。

根据这种结构，如下设定各电路常数，将表现出高通(HPF)特性的第一谐振电路的质量因子设为Q₁，表现出低通(LPF)特性的第二谐振电路的质量因子为Q₂，输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值。

由此，能够调节电路整体的通带特性。即，个别地调节表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统各自(谐振频率附近的)响应的锐利度，并利用变压器将两者耦合，所以能够任意地调节电路整体的通带特性(低频和高频的平衡)。因此，能够在宽带上调节静电型换能器的输出的同时进行驱动。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于再生频带的平衡调节的再生音质提高。

并且，本发明的静电型换能器的特征在于，上述各电路常数被设定为，(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少任意一个值等于1或大致等于1。

根据这种结构，将表现出高通(HPF)特性的第一谐振电路的质量因子设为Q₁，表现出低通(LPF)特性的第二谐振电路的质量因子设为Q₂，输出变压器T的耦合系数k设为k＝(L₁-L_L)/L₁时，

(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少一个值等于1或大致等于1。即，不在输出变压器T的2次侧另外连接外加的电阻时，存在由于变压器的绕组规格，上述HPF和LPF的质量因子不相等的情况。该情况下，不能满足(k·Q₁)＝1和(k·Q₂)＝1两者，所以将1次侧外加电阻R的值设定成，任意一方的值为1。另外，若在变压器的2次侧上连接合适的外加电阻，则能够使双方的质量因子相等，可以实现完整的BPF特性。

由此，即使不在输出变压器T的2次侧绕组上连接外加电阻的情况下，也能够使电路整体的通带特性平坦，达到实际使用上没有问题的程度。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器临界地耦合，所以双方的谐振系统不存在陡峭的波峰而为平缓的通过特性，作为电路整体能够实现不存在陡峭的波峰的带通(BPF)特性。

因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的静电型换能器的特征在于，各电路常数被设定为，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，以及，通过所述输出变压器T将由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L及互感M₁所形成的第一谐振电路和由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而形成的耦合电路处于临界耦合状态的条件。

根据这种结构，通过将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，使得HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，使形成于变压器1次侧的谐振电路(HPF)和形成于变压器2次侧的串联谐振电路(LPF)处于临界耦合状态，从而使通带特性平坦。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合为临界状态，所以使双方的谐振系统的响应一致且平坦，从而作为电路整体能够实现平坦的带通(BPF)特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的静电型换能器的特征在于，各电路常数被设定为，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，以及，设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值的条件。

根据这种结构，通过将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，从而使HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，通过将所述各电路常数设定成k·Q₁或k·Q₂为预定值，由此调节通带特性。

由此，能够调节电路整体的通带特性(使其平坦)。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统的响应和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的响应成大致对称的形状，并且调节表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的(谐振频率附近的)响应的锐利度，同时利用变压器将双方耦合，所以作为电路整体能够实现以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称、且整理了高频和低频的平衡的(平坦的)带通特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器时，能够实现基于再生频带的平衡调节的再生音质提高。

而且，本发明的静电型换能器的特征在于，各电路常数设定为，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，以及，设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M_I所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，

(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少一个值等于1或大致等于1的条件。

根据这种结构，将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，从而使HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少一个值大致等于1。不在变压器T的2次侧另外连接外加电阻时，由于变压器的绕组规格，存在上述HPF和LPF的质量因子不相等的情况。该情况下，不能够满足(k·Q₁)＝1和(k·Q₂)＝1的双方，所以通过将1次侧外加电阻R的值设定成使任意一方的值为1，从而使通带特性平坦。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统的响应和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的响应成大致对称的形状，且在表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的(谐振频率附近的)响应上不存在波峰的状态下，双方通过变压器耦合成临界状态，所以作为电路整体能够实现以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称、且平坦的带通(BPF)特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的静电型换能器的特征在于，各电路常数被设定为，可听频带不包括在由所述第一谐振电路和所述第二谐振电路形成的带通滤波器的通带内。

根据这种结构，例如，通过调节变压器T的耦合系数(漏感L_L)的值，调节通带的带宽。从而使可听频带不包括在通带内。

由此，在具有超指向性的超声波扬声器(静电型换能器)等中，为了降低再生时的噪声，将驱动电路的输出频率特性设定成，可听频带偏离通带。因此，能够减少从超声波扬声器直接输出可听音(漏音)。即，能够抑制漏音引起的再生音的指向性劣化。

而且，本发明的静电型换能器的特征在于，所述静电型换能器由如下部分构成：形成有多个孔的第一面侧的固定电极；与所述第一面侧的固定电极成对的形成有多个孔的第二面侧的固定电极；以及振动膜，其被所述一对固定电极夹持，并具有导电层，在该导电层上施加有直流偏压，在所述输出变压器T的2次侧绕组上具有中心抽头，所述输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与所述静电型换能器的第一面侧的固定电极连接，另一个端子与第二面侧的固定电极连接，以所述输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向所述振动膜的导电层施加直流偏压。

根据这种结构，例如，在图1所示的推挽型的静电型换能器中，将输出变压器T的2次侧绕组的一个端子连接在前面侧固定电极上，将另一个端子连接在背面侧固定电极上，以输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向振动膜的导电层施加直流偏压。

由此，能够在宽带上稳定地驱动推挽型的静电型换能器。特别是将静电型换能器电路用作超声波扬声器时，能够实现基于平坦的输出特性的再生音质的提高。

此外，本发明的静电型换能器的特征在于，具备：可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述变压器T的1次侧绕组。

根据这种结构，利用可听频带的信号波调制超声波频带的载波，利用功率放大器放大该调制后的信号，通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到输出变压器T的1次绕组侧。

由此，在超声波扬声器中使用推挽型的静电型换能器时，能够在宽带上稳定地驱动超声波扬声器，能够实现再生音质的提高。

而且，本发明的电容性负载的驱动电路是利用输出变压器T所升压的驱动信号驱动电容性负载的电容性负载驱动电路，其特征在于，在所述输出变压器T的2次侧绕组上作为驱动负载并联地连接电容性负载，在所述输出变压器T的1次侧绕组上串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，并且，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的所述输出变压器T的1次侧电路和包括所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的所述输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述电容性负载的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述电容性负载的额定驱动频率f_c一致或大致一致。

根据这种结构，在输出变压器T的2次侧作为驱动负载并联连接电容性负载，例如静电型换能器、压电元件等的超声波换能器的电容性负载(负载静电电容C_L)，且在输出变压器T的1次侧串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁。而且，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与电容性负载的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，在额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，施加到驱动电容性负载的功率放大器上的负载减小，作为系统整体能够以非常低的损失驱动电容性负载。

此外，本发明的电容性负载的驱动电路的特征在于，所述驱动负载的静电电容为C_L(F)，所述电容性负载的额定驱动频率为f_c(Hz)时，所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定为L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

根据这种结构，设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值时，设定成使得由该自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与电容性负载(静电型换能器、压电元件等的超声波换能器)的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，可以设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值，使得在基于载波频率的额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态。所以，在额定驱动时，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，施加到功率放大器的负载减小，作为系统整体能够以非常低的损失驱动电容性负载。

而且，本发明的电容性负载的驱动电路的特征在于，所述电容性负载具有用于施加驱动信号的端子，所述各电路常数被设定为，该端子间电压的频率特性为通带包含该电容性负载的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

根据这种结构，按照电容性负载(静电型换能器、压电元件等的超声波换能器)的负载静电电容C_L和输出变压器的电气特性(电路常数)，适当设定1次侧耦合静电电容C₁和1次侧外加电阻R的值，从而使得电路整体的通带特性包括电容性负载的驱动频率。

由此，能够在宽带上稳定地驱动电容性负载。特别是在超声波扬声器中使用本发明的电容性负载的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

而且，本发明的电路常数的设定方法是电容性负载的驱动电路的电路常数设定方法，所述电容性负载的驱动电路是利用输出变压器T所升压的驱动信号来驱动电容性负载的电容性负载驱动电路，构成为在所述输出变压器T的2次侧绕组上并联连接所述电容性负载，且在所述输出变压器T的1次侧绕组上串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，所述电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数设定成，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述电容性负载的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述电容性负载的额定驱动频率f_c一致或大致一致。

根据这样的步骤，在输出变压器T的2次侧上作为驱动负载并联连接电容性负载(静电电容C_L)，且在输出变压器T的1次侧上串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁时，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与电容性负载的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，在额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。

此外，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：作为所述驱动负载的电容性负载的静电电容为C_L(F)，电容性负载的额定驱动频率为f_c(Hz)时，将输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定成L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

根据这样的步骤，设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值时，设定成使由该自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与电容性负载的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，可以设定输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂的值，使得在基于载波频率的额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态。因此，在额定驱动时，能够确保预定的输出电压(负载端子电压)，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，施加到功率放大器的负载减小，作为系统整体能够以非常低的损失驱动电容性负载。

而且，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：所述电容性负载具有用于驱动信号的端子，将所述各电路常数设定成，该端子间电压的频率特性为通带包括所述电容性负载的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

根据这样的步骤，按照电容性负载的静电电容C_L和输出变压器的电气特性(电路常数)，适当地设定1次侧耦合静电电容C₁和1次侧外加电阻R的值，从而使得电路整体的通带特性中包括电容性负载的驱动频率。

由此，能够在宽带上稳定地驱动电容性负载。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：在包括输出变压器T的1次侧电路和驱动负载在内的输出变压器T的2次侧电路的等效电路中，设耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率为f_1-、设耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率为f₂₊、设互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的谐振电路的谐振频率为f₀时，将上述各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

根据这样的步骤，将耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L、互感M₁所形成的第一谐振电路(HPF)的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率(截止频率)设为f_1-，将由耦合静电电容C₁、输出变压器的漏感L_L、负载静电电容C_L形成的第二谐振电路(LPF)的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率(截止频率)设为f₂₊，将由互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的谐振电路的谐振频率设为f₀时，将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

由此，HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状，并且表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合，所以作为电路整体能够实现以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称的带通特性。

并且，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将所述各电路常数设定成，通过输出变压器T将所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路和由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而成的耦合电路处于临界耦合状态。

根据这种步骤，使形成于变压器1次侧的第一谐振电路(HPF)和形成于变压器2次侧的第二谐振电路(LPF)处于临界耦合状态。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合为临界状态，所以两个谐振系统不存在陡峭的波峰，为平缓的通过特性，能够作为电路整体实现不存在陡峭的波峰的带通特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

而且，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将所述各电路常数设定成，设所述第一谐振电路的质量因子为Q₁，设所述第二谐振电路的质量因子为Q₂，设输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值。

根据这样的步骤，如下设定各电路常数，将表现出高通(HPF)特性的第一谐振电路的质量因子设为Q₁，表现出低通(LPF)特性的第二谐振电路的质量因子设为Q₂，输出变压器T的耦合系数k设为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值。

由此，能够调节电路整体的通带特性。即，个别地调节表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统各自的(谐振频率附近的)响应的锐利度，并利用变压器将双方耦合，所以能够任意地调节电路整体的通带的特性(低频和高频的平衡)。因此，能够在宽带上调节静电型换能器的输出的同时进行驱动。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于再生频带的平衡调节的再生音质提高。

并且，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将上述各电路常数设定成，(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少任意一个值等于1或大致等于1。

根据这样的步骤，将表现出高通(HPF)特性的第一谐振电路的质量因子设为Q₁，表现出低通(LPF)特性的第二谐振电路的质量因子设为Q₂，输出变压器T的耦合系数k设为k＝(L₁-L_L)/L₁时，(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中至少一个值等于1或大致等于1。即，不在输出变压器T的2次侧另外连接外加的电阻时，存在由于变压器的绕组规格，上述HPF和LPF的质量因子不相等的情况。该情况下，不能满足

(k·Q₁)＝1和(k·Q₂)＝1的双方，所以将1次侧外加电阻R的值设定成使任意一方的值为1。另外，若在变压器的2次侧上连接合适的外加电阻，则能够使双方的质量因子相等，可以实现完整的BPF特性。

由此，即使不在输出变压器T的2次侧绕组上连接外加电阻的情况下，也能够使电路整体的通带特性平坦，达到实际使用上没有问题的程度。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器临界地耦合，所以双方的谐振系统不存在陡峭的波峰而为平缓的通过特性，能够作为电路整体实现不存在陡峭的波峰的带通(BPF)特性。

因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，以及，通过所述输出变压器T将由所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路和所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而成的耦合电路处于临界耦合状态的条件。

根据这样的步骤，通过将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，使得HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，使形成于变压器1次侧的谐振电路(HPF)和形成于变压器2次侧的串联谐振电路(LPF)处于临界耦合状态，从而使通带特性平坦。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统通过变压器耦合为临界状态，所以使双方的谐振系统的响应一致且平坦，从而能够实现作为电路整体平坦的带通(BPF)特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器的驱动电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，以及，设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值的条件。

根据这样的步骤，通过将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，从而使HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，将所述各电路常数设定成k·Q₁或k·Q₂为预定值，从而调节通带特性。

由此，能够调节电路整体的通带特性(使其平坦)。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统的响应和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的响应成大致对称的形状，并且调节表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的(谐振频率附近的)响应的锐利度，同时利用变压器将双方耦合，所以能够实现作为电路整体以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称、且整理了高频和低频的平衡的(平坦的)带通特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器时，能够实现基于再生频带的平衡调节的再生音质提高。

而且，本发明的电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足所述“(f_1-·f₂₊)f₀ ²＝1”的条件，以及，设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设由所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，

(k·Q₁)以及(k·Q₂)的值中至少一个值等于1或大致等于1的条件。

根据这样的步骤，将各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1，从而使HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状。并且，(k·Q₁)以及

(k·Q₂)的值中的至少一个值大致等于1。不在变压器T的2次侧另外连接外加电阻时，由于变压器的绕组规格，存在上述HPF和LPF的质量因子不相等的情况。该情况下，不能够满足(k·Q₁)＝1和(k·Q₂)＝1的双方，所以通过将1次侧外加电阻R的值设定成使任意一方的值为1，从而使通带特性平坦。

由此，能够使电路整体的通带特性平坦。即，表现出高通(HPF)特性的谐振系统的响应和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的响应成大致对称的形状，且在表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统的(谐振频率附近的)响应上不存在波峰的状态下，双方通过变压器耦合成临界状态，所以能够实现作为电路整体以并联谐振频率(反谐振频率)f₀为中心对称、且平坦的带通(BPF)特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质提高。

此外，本发明的静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、并用该升压后的驱动信号进行驱动的静电型换能器，其特征在于，所述静电型换能器具有如下的超声波换能器，该超声波换能器具有：在2次侧绕组上并联地连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致或大致一致，所述载波为超声波频带的信号，所述静电型换能器具有：形成有多个孔的第一面侧的固定电极；与所述第一面侧的固定电极成对的形成有多个孔的第二面侧的固定电极；以及振动膜，其被所述一对固定电极夹持，并具有导电层，该导电层被施加直流偏压，所述输出变压器T的2次侧绕组具备中心抽头，所述输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与所述第一面侧的固定电极连接，另一个端子与所述第二面侧的固定电极连接，以所述输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向所述振动膜的导电层施加直流偏压。

根据这种结构，在推挽型的静电型换能器中，将输出变压器T的2次侧绕组的一个端子连接在前面侧(第一面侧)固定电极上，将另一个端子连接在背面侧(第二面侧)固定电极上，以输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向振动膜的导电层施加直流偏压。并且，通过输出变压器T，分别向前面侧(第一面侧)固定电极和背面侧(第二面侧)固定电极施加相位相互反转了180度的交流信号。并且，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。

由此，在推挽型的静电型换能器中，在额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器T的1次侧的电流。因此，能够降低静电型换能器的驱动功率，以低损失驱动静电型换能器。

另外，根据推挽型的静电型换能器的负载静电电容C_L和输出变压器的电气特性(电路常数)，适当地设定1次侧耦合静电电容C₁和1次侧外加电阻R的值，从而使电路整体的通带特性中包括推挽型的静电型换能器的驱动频率。

并且，本发明的超声波扬声器的特征在于，具有：静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压，并由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联地连接所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T、以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致或大致一致；可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组。

根据这种结构，在构成超声波扬声器的静电型换能器(负载静电电容CL)的驱动电路中，在输出变压器T的2次侧并联连接该静电型换能器，且在输出变压器T的1次侧串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁。并且，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。此外，利用可听频带的信号波调制超声波频带的载波，利用功率放大器放大该调制的信号，通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到输出变压器T的1次绕组侧。

由此，能够在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器，能够以低损失、稳定地驱动超声波扬声器。

并且，作为构成超声波扬声器的静电型换能器，可以使用推挽型的静电型换能器。该情况下，将输出变压器T的2次侧绕组的一个端子连接在前面侧(第一面侧)固定电极上，将另一个端子连接在背面侧(第二面侧)固定电极连接，以输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向振动膜的导电层施加直流偏压。并且，通过输出变压器T，分别向前面侧(第一面侧)固定电极和背面侧(第二面侧)固定电极施加相位相互反转了180度的交流信号。由此，能够在超声波扬声器中使用推挽型的静电型换能器。

并且，本发明的显示装置的特征在于，所述显示装置具有超声波扬声器和用于将影像投影到投影面的投影光学系统，所述超声波扬声器再生从音响源供给的音频信号，再生可听频带的信号音，所述超声波扬声器具有：静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、并由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T、以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，其中包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致或大致一致；可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组。

根据这种结构，用静电型换能器构成在显示装置中使用的超声波扬声器，将该静电型换能器(负载静电电容C_L)作为驱动负载并联连接在输出变压器T的2次侧，且在输出变压器T的1次侧串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁。而且，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。此外，利用可听频带的信号波调制超声波频带的载波，利用功率放大器放大该调制的信号，通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到输出变压器T的1次绕组侧。然后，利用该超声波扬声器再生从音响源供给的声音信号。

由此，能够在显示装置中使用具有平坦的输出电压频率特性、且能够以低损失驱动的超声波扬声器。因此，能够以具有充分的声压和宽带特性而从形成于屏幕等声波反射面附近的假想音源发出的方式，再生声音信号。并且，容易进行音响信号的再生范围的控制。

此外，作为构成显示装置的超声波扬声器的静电型换能器，可以使用推挽型的静电型换能器。该情况下，将输出变压器T的2次侧绕组的一个端子连接在前面侧(第一面侧)固定电极，将另一个端子连接在背面侧(第二面侧)固定电极连接，以输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向振动膜的导电层施加直流偏压。并且，通过输出变压器T，分别向前面侧(第一面侧)固定电极和背面侧(第二面侧)固定电极施加相位相互反转了180度的交流信号。由此，能够在显示装置中使用由推挽型的静电型换能器构成的超声波扬声器。

此外，本发明的指向性音响系统是利用超声波扬声器再生从音响源供给的音频信号，在屏幕等声波反射面附近形成假想音源的指向性音响系统，所述超声波扬声器具有：静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、并由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T、以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，其中包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致或大致一致；可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组，所述指向性音响系统的特征在于，所述指向性音响系统具有：超声波扬声器，其再生从所述音响源供给的声音信号中第一音域的信号；以及低音再生用扬声器，其再生从所述音响源供给的声音信号中比所述第一音域低的第二音域的信号。

根据这种结构，用静电型换能器构成在指向性音响系统中使用的超声波扬声器，将该静电型换能器(负载静电电容C_L)作为驱动负载并联连接在输出变压器T的2次侧，且在输出变压器T的1次侧串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁。并且，将各电路常数设定成，使由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。此外，利用可听频带的信号波调制超声波频带的载波，利用功率放大器放大该调制的信号，通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到输出变压器T的1次绕组侧。然后。利用该超声波扬声器再生从音响源供给的声音信号中的中高音域(第一音域)的声音信号。并且，利用低音再生用扬声器再生从音响源供给的声音信号中的低音域(第二音域)的声音信号。

由此，在指向性音响系统中，能够使用具有平坦的输出电压频率特性，且能够以低损失驱动的超声波扬声器。因此，能够以具有充分的音压和宽带特性而从形成于屏幕等声波反射面附近的假想音源发出的方式，再生中高音域的音响。此外，低音域的音响可以从音响系统所具备的低音再生用扬声器直接输出，所以能够增强低音域，能够创造出现场感高的音场环境。

并且，作为构成指向性音响系统的超声波扬声器的静电型换能器，可以使用推挽型的静电型换能器。该情况下，将输出变压器T的2次侧绕组的一个端子连接在前面侧(第一面侧)固定电极上，将另一个端子连接在背面侧(第二面侧)固定电极上，以输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向振动膜的导电层施加直流偏压。并且，通过输出变压器T，分别向前面侧(第一面侧)固定电极和背面侧(第二面侧)固定电极施加相位相互反转了180度的交流信号。由此，能够在指向性音响系统的超声波扬声器中使用推挽型的静电型换能器。

附图说明

图1是示出成为本发明的应用对象的静电型换能器的一例的图。

图2是示出静电型换能器的驱动电路的结构例的图。

图3是示出用等效电路替换静电型换能器的一部分的图。

图4是示出静电型换能器驱动电路的等效电路的图。

图5是示出没有耦合静电电容C1时的电路整体的通过特性的图。

图6是示出耦合静电电容以及HPF和LPF的通过特性的对称性的图。

图7是示出电路整体的通过特性的图。

图8是示出1次侧外加电阻和通过特性的平坦度之间的关系的图。

图9是示出HPF和LPF的谐振特性和通过特性的图。

图10是示出2次侧输出电压和1次侧电流的频率特性的图。

图11是示出变压器耦合系数和通带之间的关系的图。

图12是示出使用了本发明的驱动电路的超声波扬声器的结构例的图。

图13是示出本发明的实施方式的投影仪的使用状态的图。

图14是示出图13所示的投影仪的外观结构的图。

图15是示出图13所示的投影仪的电气结构的方框图。

图16是超声波换能器实现的再生信号的再生状态的说明图。

图17是示出挽型的静电型换能器的电路结构例的图。

图18是示出谐振型的超声波换能器的电路结构例的图。

符号说明

1…静电型换能器；10…固定电极；10A…前面侧固定电极；10B…背面侧固定电极；11…支承部件；12…振动膜；14、14A、14B…贯通孔；16…直流电源；18A、18B…交流信号；21…功率放大器；31…可听频率波信号源；32…载波信号源；33…调制器；120…绝缘膜；121…振动膜电极；C₁…耦合静电电容；C_LA、C_LB…静电型换能器的负载静电电容；C_L…静电型换能器的合成静电电容；C_L1…负载静电电容；E…直流偏压；L₁…1次侧自感；L₂…2次侧自感；L_L…漏感；R…1次侧外加电阻；Rs…电阻；T…输出变压器；201…投影仪；202…屏幕；203…视听者；210…操作输入部；212…再生范围设定部；213…再生范围控制处理部；214…音频/视频信号再生部；216…载波振荡源；217A、217B…高通滤波器；218A，218B…调制器；219…低通滤波器；220…投影仪主体；221…混合器；222A、222B、222C…功率放大器；223…低音再生用扬声器；224A、224B…静电型超声波换能器；231…投影仪镜头；232…视频生成部；233…投影光学系统；300…挽(Pull)型的静电型换能器；401、402…压电型超声波换能器

具体实施方式

[本发明的静电型换能器的驱动电路的说明]

首先，说明本发明的静电型换能器(电容性负载)的驱动电路。

本发明的静电型换能器(电容性负载)的重点主要有如下3点。

第1点，通过输出变压器向静电型换能器施加信号，通过该输出变压器进行信号的升压以及阻抗转换。由此，能够得到高输出声压。

第2点，将变压器的常数设定(设计)成，使得由输出变压器和负载静电电容(静电型换能器)形成的谐振电路的谐振频带与静电型换能器的载波频带一致。由此，载波频率附近的负载侧的阻抗增大，所以能够减少施加到放大器的负载，实现低损失化。

第3点，在输出变压器的1次侧连接适当值的电阻和电容器，从而根据连接在变压器2次侧的负载静电电容，实现基于变压器耦合电路的BPF特性(平坦的输出特性)。由此，能够得到平坦的输出特性。

接着，参照附图，说明用于实施本发明的最佳的方式。

图1是示出作为本发明的应用对象的静电型换能器的一例的图，构成为特别适合于用作超声波扬声器的换能器。图1(A)示出换能器的截面，换能器具有：振动膜12，其具有导电层；以及一对固定电极，所述一对固定电极由与该振动膜12的各个面相对设置的前面侧(第一面侧)固定电极10A和背面侧(第二面侧)固定电极10B构成(指前面侧固定电极10A和背面侧固定电极10B的两者时，称为固定电极10)。如图1(A)所示，振动膜12可以采用由绝缘膜120夹持形成电极的导电层(振动膜电极)121的方式形成，也可以由导电性材料形成整个振动膜12。

并且，在夹持振动膜12的前面侧固定电极10A上设置有多个贯通孔14A，且在背面侧固定电极10B上、在与前面侧固定电极10A上设置的各贯通孔14A相对的位置上，设有相同形状的贯通孔14B(指贯通孔14A和贯通孔14B的两者时，称为贯通孔14)。前面侧固定电极10A和背面侧固定电极10B分别被支承部件11支承而与振动膜12隔开预定的间隙，如图1(A)所示，以在振动膜12和固定电极之间隔着部分空隙的方式形成支承部件11。

图1(B)示出换能器的一侧平面外观(切除了固定电极10的一部分而露出振动膜12的状态)，上述多个贯通孔14排列成蜂窝状。图1(C)是接合有所述支承部件11的固定电极10的平面图，示出刚好从换能器的振动膜侧看到固定电极侧的状态。支承部件11由绝缘材料构成，例如按照在印刷基板上进行抗蚀剂印刷的方式，在固定电极表面(与振动膜相对的一侧)上图案印刷绝缘材料，从而形成支承部件11。

另外，直流电源16是用于向振动膜电极121施加直流偏压的电源，交流信号18A、18B是为了驱动振动膜12而施加到前面侧固定电极10A和背面侧固定电极10B的信号。

图2是示出本发明的静电型换能器的驱动电路的结构例的图。图2所示的电路如下构成，通过输出变压器T将来自功率放大器21的输出升压之后，施加到静电型换能器1。在输出变压器T的1次侧，与绕组串联地连接有1次侧外加电阻R和静电电容C₁。输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与静电型换能器1的前面侧固定电极10A连接，另一个端子与背面侧固定电极10B连接。即，与输出变压器T的2次侧绕组并联地连接静电型换能器1。而且，在输出变压器T的2次侧绕组上设置有中心抽头，以中心抽头为基准，通过电阻Rs把直流偏压E施加到静电型换能器1的振动膜电极121。另外，电阻Rs与本发明没有直接关系，可以省略。

根据上述结构，以中心抽头为基准，对静电型换能器1的前面

定电极10A和背面侧固定电极10B施加振幅相等、相位相反的交流这样，向振动膜电极121施加直流偏压E，且向前面侧固定电极10

背面侧固定电极10B施加相位相反的驱动信号(交流信号)，从而在上同时同方向地作用静电吸引力和静电排斥力。每当驱动信号(交的极性反转时，上述静电吸引力和静电排斥力作用的方向改变，所膜被推挽驱动。其结果，由振动膜产生的声波通过设置于前面侧固10A和背面侧固定电极10B上的贯通孔14(图1)放出到外部。这样

振动膜被推挽驱动，图1所示的静电型超声波换能器称为推挽(Push

型的静电型超声波换能器。

图3是用等效电路替换图2所示的静电型换能器1的部分的图型换能器1在振动膜电极和两个固定电极之间分别形成有电容器，

图3所示，该等效电路可以表现为串联连接的负载静电电容C_LA、

接着，对电路常数的设定方法和电路的动作进行详细说明

图4是示出静电型换能器的驱动电路的等效电路的图，是压器T的2次侧部分的电路换算为1次侧而示出的静电型换能器路的等效电路。

此处，R是1次侧外加电阻，C₁是1次侧耦合静电电容，R变压器T的1次侧绕组电阻，N₁是输出变压器T的1次侧绕组的

N₂是输出变压器T的2次侧绕组的匝数，L₁是输出变压器T的感，L₂是输出变压器T的2次侧自感，M₁是换算到1次侧的输出变压器T的互感，L_L是输出变压器T的漏感(2次侧绕组短路时的1次侧电感)，R₂₁是换算到1次侧的输出变压器T的2次侧绕组电阻，R_L1是换算次侧的负载电阻(静电型换能器的电阻成分)，C_L是静电型换能器的负载合成静电电容(图3所示的负载静电电容C_LA、C_LB的合成静电电容)，C_L1是将C_L换算到1次侧时的静电型换能器的负载合成静电电容。

【式1】

M₁＝L₁-L_L

$R_{21}={\left(\frac{N_1}{N_2}\right)}^2{R}_2$

$R_{L1}={\left(\frac{N_1}{N_2}\right)}^2{R}_L$

$C_{L1}={\left(\frac{N_2}{N_1}\right)}^2{C}_L.$

此处，作为负载的静电型换能器的合成静电电容为C_L(F)，设定成由额定载波频率f_c(Hz)驱动的规格。此时，首先利用下述公式确定输出变压器T的2次侧绕组自感L₂(H)。

【式2】

$L_2=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2{f_c}^2{C}_L}.$

通过这样构成，在稳定(额定)驱动时，变压器2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，从变压器1次侧(功率放大器侧)看到的电路的阻抗增大。其结果，在额定驱动时，能够确保所希望的输出电压(负载端子电压)，同时抑制流入变压器1次侧的电流，所以施加到功率放大器的负载减小，作为系统整体可以低损失驱动。

例如，优选静电型换能器的合成静电电容C_L为5nF，额定载波频率f_c为50kHz时，根据上述公式，输出变压器T的2次侧自感L₂为约2mH。

然后，确定输出变压器T的升压率(绕组规格)。若将上述静电型换能器的最大施加电压(变压器2次侧最大电压)设为V₂，功率放大器的最大输出电压设为V₁，则变压器的升压率A设定为

【式3】

$A\≥\frac{V_2}{V_1},$

确定1次侧绕组和2次侧绕组的规格(匝数等)和铁心的规格(材料、形状)，以同时满足所需的升压率A和上述2次侧绕组自感L₂。

若确定了输出变压器T的绕组以及铁心的规格，则变压器的漏感也同时求出。漏感取决于输出变压器T的铁心的材料以及形状、绕组规格。

此处，具体说明电路常数设定例时，将输出变压器T的规格设定为例如A＝10、L₁＝20μH、L₂＝2mH、L_L＝0.4μH、R₁＝20mΩ、R₂＝0.8Ω，继续进行下面的说明。

求出漏感之后，接着确定耦合静电电容C₁。此处，将耦合静电电容C₁的值设定成，C₁和L₁(＝M₁+L_L)所形成的串联谐振电路(HPF)的电压通过特性与C_L1和L_L所形成的串联谐振电路(LPF)的电压通过特性以M₁和C_L1所形成的并联谐振电路的谐振频率f₀为中心，成大致对称的形状。

图5是示出没有耦合静电电容C₁时的电路整体的通过特性的图。可见，由于输出变压器T的漏感L_L和负载静电电容C_L1所引起的谐振的影响，在200kHz附近出现了大的峰值(参照R＝1Ω的情况)。随着1次侧外加电阻R的值增大，响应变缓和，整体上表现出右上角立起的特性，不存在通带变平坦的条件。

本发明中，通过在变压器1次侧追加耦合静电电容，构成在变压器1次侧具有高通(HPF)特性的谐振系统。通过变压器耦合图5所示的变压器2次侧的谐振系统(LPF)和所述1次侧谐振系统，从而实现作为整体平坦的带通(BPF)特性。

此处，在上述HPF中电流值衰减3dB的频率之中低频侧的频率为f_1-，上述LPF中电流值衰减3dB的频率之中高频侧的频率为f₂₊时，将C₁的值设定成使下式成立，

【式4】

$\left(\frac{f_{2+}}{f_0}\right)/\left(\frac{f_0}{f_{1-}}\right)=\frac{f_{1-}{f}_{2+}}{{f_0}^2}=1.$

由C₁、L_L、M₁形成的串联谐振电路(HPF)的谐振频率f₁(Hz)为

【式5】

$f_1=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{(M_1+L_L)C_1}}.$

由C₁、L_L、C_L1形成的串联谐振电路(LPF)的谐振频率f₂(Hz)为

【式6】

$f_2=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\frac{2L_L{C}_1{C}_{L1}}{C_1+C_{L1}}}}.$

并且，由M₁、L_L、C_L1形成的并联谐振电路的谐振频率f₀(Hz)为

【式7】

$f_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{(M_1+L_L)C_{L1}}}.$

上述HPF和LPF的质量因子Q₁、Q₂分别为

【式8】

$Q_1=\frac{\sqrt{\frac{M_1+L_L}{C_1}}}{R+R_1},$ $Q_2=\frac{\sqrt{\frac{2L_L(C_1+C_{L1})}{C_1{C}_{L1}}}}{R+R_1+R_{21}}.$

所以上述HPF和LPF的半值宽度B₁、B₂分别为

【式9】

$B_1=\frac{f_1}{Q_1}=\frac{R+R_1}{2\mathrm{\π}(M_1+L_L)},$ $B_2=\frac{f_2}{Q_2}=\frac{R+R_1+R_{21}}{4\mathrm{\π}{L}_L},$

将上述HPF的电流值衰减3dB的低频侧频率(-3dB低频侧频率)设为f_1-，高频侧的频率设为f₁₊时，在f_1-、f₁₊之间如下关系成立。

【式10】

B₁＝f₁₊-f_1-

f₁ ²＝f₁₊f_1-。

针对-3dB低频侧频率f₁，对该联立方程式进行整理，得到如下的式，

【式11】

f_1- ²+B₁f_1--f₁ ²＝0。

求解，-3dB低频侧频率f_1-为

【式12】

$f_{1-}=\frac{\sqrt{{B_1}^2+4{f_1}^2}-B_1}{2}.$

同样地，上述LPF的电流值衰减3dB的高频侧频率(-3dB高频侧频率)f₂₊为

【式13】

$f_{2+}=\frac{\sqrt{{B_2}^2+4{f_2}^2}+B_2}{2}.$

如上所述，HPF的通过特性和LPF的通过特性成大致对称的形状的条件为f_1-·f₂₊/f₀ ²＝1，所以得到如下的表示HPF的通过特性和LPF的通过特性的对称性的式子。

【式14】

$\frac{f_{1-}{f}_{2+}}{{f_0}^2}=\frac{(\sqrt{{B_1}^2+4{f_1}^2}-B_1)(\sqrt{{B_2}^2+4{f_2}^2}+B_2)}{4{f_0}^2}=1.$

设定耦合静电电容C₁的值，以满足该式子。

图6是示出耦合静电电容以及HPF和LPF的通过特性的对称性的图。例如，使用上述数值规格的输出变压器T时，如图6所示，f_1-·f₂₊/f₀ ²＝1根据耦合静电电容C1的值变化。因此，可知只要根据上述对称性的条件，设定成C₁＝12.7μF即可。

图7是示出电路整体的通过特性的图，示出C₁＝12.7μF时的、负载的端子电压的频率特性(电路整体的通过特性)。(另外，在图7所示的曲线图中忽略了变压器的升压率)在图7中，根据1次侧外加电阻R的值，极附近的响应特性大为不同，但与图5相比，任何情况下均表现出以电路的并联谐振频率f₀＝50kHz附近为中心左右对称的响应。

由图7可知，根据1次侧外加电阻R的值，通带的特性(输出特性)大为不同。作为静电型换能器的电路整体，希望通过特性是平坦的，所以需要适当地设定1次侧外加电阻的值，使得通带平坦。

如上所述，本发明的电路为通过变压器耦合形成于变压器1次侧的谐振电路(HPF)和形成于变压器2次侧的谐振电路(LPF)的耦合电路。由于将HPF和LPF耦合，所以作为电路整体表现出带通特性(BPF特性)，但随着各谐振电路的谐振特性(谐振的锐利性、质量因子)，通带的特性(平坦度)大幅变动。

在HPF和LPF分别处于临界耦合状态时通带变平坦，在临界耦合状态中，电路负载的质量因子和变压器耦合系数之积为1。

为了使滤波器处于临界耦合状态，只要使HPF和LPF在各自的谐振频率附近响应特性不具有峰值即可。滤波器的质量因子为1/以下时，滤波器的响应不存在峰值，所以

【式15】

Q_1L＝

kQ₁

Q_2L＝kQ₂，

的值分别为1时，各滤波器的通带的响应变平坦(不存在峰值)。

另外，在不象本发明的实施例那样在变压器的2次侧另外连接外加电阻的情况下，存在上述HPF和LPF的质量因子因变压器的绕组规格而不相等的情况。

该情况下，不能满足Q_1L＝1和Q_2L＝1的两者，所以将1次侧外加电阻R的值设定成使得任意一方的值为1。

只要在变压器的2次侧连接合适的外加电阻，就能够使双方的质量因子相等，所以可实现完全的BPF特性。

图8是示出1次侧外加电阻以及HPF和LPF的通过特性的平坦度之间的关系的图。例如，使用上述的数值规格(A＝10、L₁＝20μH、L₂＝2mH、L_L＝0.4μH、R₁＝20mΩ、R₂＝0.8Ω)的输出变压器T时，如图8所示，表示HPF的平坦度的参数Q_1L和表示LPF的平坦度的参数Q_2L的值根据1次侧外加电阻R的值变化(其中，C₁＝12.7μF。)。因此，只要根据上述平坦度的条件设定为R＝1.72Ω即可。

另外，本实施例中，设相对于1次侧外加电阻R，功率放大器的输出阻抗小到可忽略的程度，由此设定电路常数，而不考虑功率放大器的输出阻抗，但功率放大器的输出阻抗为不能忽略的较大的值时，优选考虑功率放大器的阻抗来设定电路常数。

根据以上，能够适当地设定使电路整体的通带特性平坦的1次侧外加电阻R的值和耦合静电电容C₁的值。

图9是示出C₁＝12.7μF、R＝1.72Ω时的、HPF和LPF的谐振特性(电路电流频率特性)、通过特性(滤波器输出电压频率特性)的图。

图10是示出电路整体的最终的输入输出特性的图，是示出2次侧输出电压(负载端子电压)和1次侧电流的频率特性的图。由图10可知，在额定载波频率即50kHz下，流入变压器1次侧的电流(来自功率放大器的输出电流)极小。通带的输出电压特性到约20kHz～100kHz为平坦(48dBV＝250V)，在频率特性上未看到峰值，表现出理想的BPF的特性。

但是，如具有指向性的超声波扬声器等那样，存在如下情况，为了降低再生时的噪声，希望将驱动电路的输出频率特性设定成使得可听频带偏离通带。

本发明中，可以主要通过调节变压器的耦合系数(漏感)的值(例如，调节间隙)来调节通带的带宽。图11示出电路整体的通过特性根据变压器耦合系数变化的一例。

图11是示出变压器耦合系数和通带之间的关系的图，若变压器耦合系数减小，则漏感的值增大，所以上述的HPF和LPF的质量因子增大，各个滤波器(谐振电路)的谐振特性更加锐利。

根据上述的HPF和LPF的谐振频率f₁、f₂的式子，通过增大漏感L_L的值，首先f₂的值减小。即，与耦合系数大的情况相比，LPF的谐振频率f₂更向低频侧移动。由于LPF的质量因子Q₂的值也增大，所以LPF侧的通过特性提高，作为电路整体表现出右上角立起的通过特性。

即使耦合系数减小，为了实现平坦的通过特性，也要将1次侧耦合静电电容C₁的值调节(减小)成使HPF侧的通过特性和LPF的通过特性成对称。若C₁的值减小，则HPF侧的谐振频率f₁的值增大，与耦合系数大的情况相比，HPF的谐振频率更向高频侧移动。

这样，随着减小耦合系数(相应地调节周边电路常数)，HPF、LPF的谐振频率f₁、f₂分别向中心频率(并联谐振频率f₀)的方向移动，电路整体的通带宽度变窄。即，通过调节耦合系数，能够将通带调节成所希望的宽度。

按照上述的步骤，若对耦合系数k＝0.90的情况也同样地求出电路常数，则R＝3.5Ω、C₁＝2.6μF。在图11中与已经叙述的k＝0.98的情况相比较地示出了其通带特性。

图11中可知，通带中心频率f₀＝50kHz没有改变，k＝0.90的情况与k＝0.98的情况相比，通带宽度变窄。在作为超声波扬声器使用的目的中，可以说从通过特性的观点考虑，优选可听频带的衰减特性优异的k＝0.90的情况。但是，为了在减少耦合系数时也能使通带的特性处于平坦，需要增大1次侧外加电阻的值，所以若减小耦合系数，则电阻导致的损失相反增大。

另外，图12是示出使用了本发明的静电型换能器的驱动电路的超声波扬声器的结构例的图。超声波扬声器利用声频信号(可听区域信号)对称为载波的超声波进行AM调制，将其发送到空中时，由于空气的非线性特性，原来的音频信号在空中得以自我再生。即，声波是将空气作为介质传播的稀疏波，所以在调制的超声波传播的过程中，明显表现出空气密的部分和疏的部分，密的部分音速快，疏的部分音速慢，所以调制波自身产生变形，其结果，波形分离为载波(超声波)和可听波(原音频信号)，人类仅能够听到20kHz以下的可听音(原音频信号)，通常被称为气压阵(barometric array)效应。

图12所示的超声波扬声器具有生成可听波频带的信号波的可听频率波信号源(音频信号源)31、生成并输出超声波频带的载波的载波信号源32、调制器33以及功率放大器21，其它符号所示的部件与图2中相同符号所示的部件相同。

上述结构中，利用可听频率波信号源31所输出的可听频率信号(音频信号)，通过调制器33调制从载波信号源32输出的超声波频带的载波，将功率放大器21所放大的调制信号通过1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁施加到输出变压器T的1次侧绕组的两端。由此，驱动与输出变压器T的2次侧绕组连接的静电型换能器1。

其结果，上述调制信号被静电型换能器1转换成有限振幅水平的声波，该声波放射到介质中(空气中)，通过介质(空气)的非线性效应，原来的可听频带的信号音被自我再生。即，声波是以空气作为介质传播的稀疏波，所以在调制后的超声波传播的过程中，明显表现出空气密的部分和疏的部分，密的部分音速快，疏的部分音速慢，所以调制波自身产生变形，其结果，与载波(超声波频带)发生波形分离，再生出可听波频带的信号波(信号音)。

如上所述，本发明中各电路常数被设定成，使得上静电型换能器的驱动频率(载波频率)与由输出变压器的电感和负载静电电容形成的并联谐振电路的谐振频率一致。由此，在额定驱动时，变压器2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器1次侧的电流。因此，施加给进行驱动的功率放大器的负载减小，作为系统整体能够以非常低的损失进行驱动。

而且，根据负载静电电容和输出变压器的电气特性(电路常数)，适当设定1次侧耦合静电电容和1次侧外加电阻的值，从而能够使电路整体的通带特性平坦。即，通过变压器耦合表现出高通(HPF)特性的谐振系统和表现出低通(LPF)特性的谐振系统，使两个谐振系统的响应匹配且平坦，从而作为电路整体能够实现平坦的带通(BPF)特性。因此，能够在宽带上稳定地驱动静电型换能器。特别是在超声波扬声器中使用本发明的静电型换能器电路时，能够实现基于平坦输出特性的再生音质的提高。

并且，超声波扬声器具有再生音具有锐利的指向性的特征，但通过将电路常数设定成在电路的通带中不包含可听音频带，能够更好地防止从超声波扬声器(静电型换能器)直接输出可听音(漏音)。即，还体现出能够抑制漏音引起再生音的指向性劣化的效果。

另外，在上述的实施方式例中，以推挽(Push-Pull)型的静电型换能器为例进行了说明，但作为驱动对象的负载不限于推挽型静电型换能器，只要是电容性的负载即可。例如，仅在振动膜的一个面上配置固定电极，仅吸引振动膜的一侧的结构的称为挽(Pull)型的静电型换能器中，也能够相同地应用本发明的电路设计思想。而且，本发明的电路设计思想还能够应用于使用了压电元件的超声波换能器。

图17是示出挽(Pull)型的静电型换能器的驱动电路的结构例的图。图17(A)所示的挽(Pull)型的静电型换能器300使用厚度为3μm～10μm左右的PET(聚对苯二甲酸乙酯树脂)等电介质311(绝缘体)作为振动体(振动膜)。对于电介质311，设置成在其上面部通过蒸度等处理一体地形成有作为铝等的金属箔而形成的上电极312，并且由黄铜形成的下电极313与电介质311的下面部接触。该下电极313上连接有引线322，并且，固定在由酚醛树脂等构成的基板315上。

并且，上电极312上连接有引线321，该引线321与直流偏压电源330连接。利用该直流偏压电源330始终对上电极312施加50～150V左右的用于吸附上电极的直流偏压，使上电极312被吸向下电极313侧。331是信号源。

电介质311、上电极312以及基板315与金属环316、317、318以及筛网319一起被壳体301卡住。

下电极313的电介质311侧的一面上形成有多个几十～几百μm左右的微小的槽(凹凸部)，这些槽具有不均匀的形状。该微小的槽成为下电极313和电介质311之间的空隙，所以上电极312和下电极313之间的静电电容的分布微小地变化。通过手工作业用砂纸打磨电极313的表面，形成该随机的微小的槽。在挽(Pull)型的静电型换能器中，这样形成无数个空隙大小和深度不同的电容器，从而使得频率特性成为宽带。

图17(A)所示的挽型的静电型换能器为电容性负载，能够应用本发明的静电型换能器的驱动电路的设计思想。图17(B)是示出挽型的静电型换能器的电路结构的图，将压电型超声波换能器300的等效静电电容示出为C_pull。

在图17(B)中，构成为通过输出变压器T将来自功率放大器21的输出升压之后，施加到挽型的静电型换能器(C_pull)300。在输出变压器T的1次侧，与绕组串联地连接有1次侧外加电阻R和静电电容C₁。输出变压器T的2次侧绕组的一个端子通过直流偏压电源330与挽型的静电型换能器(C_pull)300的上侧电极312连接，另一个端子与下侧电极313连接。

根据上述结构，对静电型换能器1的上侧电极312和下侧电极313施加叠加在直流偏压上的交流信号。这样，通过对上侧电极312施加直流偏压和交流信号，对振动膜311的下侧电极313的吸引力变化，从而振动膜311振动，从振动膜发出声波。

这样，在输出变压器T的2次侧，作为驱动负载连接挽(Pull)型的静电型换能器(负载静电电容C_pull)，将各电路常数设定成，使得由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_pull形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。由此，在额定驱动时，变压器T的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器1次侧的电流。

此外，通过在输出变压器T的1次侧连接适当值的电阻R和电容器C1，能够与连接在变压器T的2次侧的负载静电电容C_pull相应地实现基于变压器耦合电路的BPF特性(驱动频带中平坦的输出电压频率特性)。

图18是示出压电型超声波换能器的驱动电路的结构例的图。示出了将压电陶瓷用作振动元件来进行从电信号到超声波的转换的压电型超声波换能器的结构例。图18(A)示出了双层型的超声波换能器，图18(B)示出单层型的超声波换能器。

图18(A)所示的双层型的超声波换能器401由两片压电元件(压电陶瓷)411，412、锥盆413、壳体414、引线415，416以及网罩417构成。压电元件411和412相互粘贴，在该粘贴面相反侧的面上分别连接有引线415和引线416。另外，在图18(B)所示的单层型的超声波换能器402中，压电元件418的结构与双层型不同，但基本上工作原理相同。

图18(A)和图18(B)所示的压电型换能器为电容性负载，能够应用本发明的静电型换能器的驱动电路的设计思想。图18(C)是示出压电型超声波换能器的电路结构的图，将双层型的压电型换能器401的等效静电电容示为C_bm。

在图18(C)中，构成为通过输出变压器T将来自功率放大器21的输出升压之后，施加到压电型换能器(C_bm)401。在输出变压器T的1次侧，与绕组串联地连接有1次侧外加电阻R和静电电容C₁。输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与压电型换能器(C_bm)401的一个压电元件411连接，另一个端子与另一个压电元件412连接。

根据上述结构，对压电型换能器401的压电元件411和压电元件412施加交流信号。由此，压电元件411、412振动，发出声波。

这样，在输出变压器T的2次侧，作为驱动负载连接压电型换能器(C_bm)，将各电路常数设定成，使得由输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容(C_bm)形成的电路的谐振频率f₀与静电型换能器的载波频率(驱动频率)f_c一致或大致一致。由此，在额定驱动时，变压器的2次侧处于并联谐振(反谐振)状态，能够在确保预定的输出电压(负载端子电压)的同时，抑制流入变压器1次侧的电流。

此外，通过在输出变压器T的1次侧连接适当值的电阻R和电容器C1，能够与连接在变压器T的2次侧的负载静电电容C_bm相应地实现基于变压器耦合电路的BPF特性(驱动频带中平坦的输出电压频率特性)。

[对使用了本发明的超声波扬声器的显示装置的说明]

接着，说明使用了具有本发明的驱动电路的静电型超声波换能器(下面简称为「超声波换能器」)的显示装置的例子。

图13示出作为显示装置的一例的投影仪，示出了投影仪的使用状态。如该图所示，投影仪(显示装置)201设置在视听者203后方，向设置于视听者203前方的屏幕202投影影像，并且，利用安装在投影仪201上的超声波扬声器，在屏幕202的投影面上形成假想声源，再生声音。

图14示出了投影仪201的外观结构。投影仪201构成为包括：投影仪主体220，其包括将影像投影到屏幕等投影面上的投影光学系统；超声波换能器224A、224B，其能够振荡出超声波频带的声波，投影仪201还一体地构成有根据音响源所供给的音频信号再生可听频带的信号音的超声波扬声器。本实施方式中，为了再生立体声音信号，在投影仪主体上隔着构成投影光学系统的投影仪镜头231左右地安装有构成超声波扬声器的超声波换能器224A、224B。

而且，在投影仪主体220的底面设置有低音再生用扬声器223。此外，225是用于调节投影仪主体220的高度的高度调节螺丝，226是空气冷却风扇用的排气口。

此外，投影仪201中将静电型超声波换能器用作构成超声波扬声器的超声波换能器。该静电型超声波换能器具有能够在驱动频带中确保平坦的输出电压频率特性的同时以低损失进行驱动的驱动电路，能够在高声压下振荡出宽带的音频信号(超声波频带的声波)。因此，通过改变载波的频率来控制可听频带的再生信号的空间再生范围，从而无需以往所需要的大体积的音响系统，就能够实现在立体声环绕系统、5.1ch环绕系统等中得到的音响效果，且能够实现容易搬运的投影仪。

接着，图15示出了投影仪201的电气结构。投影仪201具有操作输入部210、超声波扬声器、高通滤波器217A，217B、低通滤波器219、混合器221、功率放大器222C、低音再生用扬声器223以及投影仪主体220，所述超声波扬声器由再生范围设定部212、再生范围控制处理部213、音频/视频信号再生部214、载波振荡源216、调制器218A，218B、功率放大器222A，222B以及静电型超声波换能器224A，224B构成。另外，静电型超声波换能器224A、224B是基于本发明的静电型超声波换能器。

投影仪主体220具有生成影像的影像生成部232和将所生成的影像投影到投影面的投影光学系统233。这样，投影仪201构成为超声波扬声器、低音再生用扬声器223与投影仪主体220形成为一体。

操作输入部210具有包括十字键、数字键、用于接通/断开电源的电源键的各种功能键。再生范围设定部212能够通过用户对操作输入部210进行键操作来输入指定再生信号(信号音)的再生范围的数据，输入了该数据时，设定并保持规定再生信号的再生范围的载波频率。通过指定再生信号从超声波换能器224A，224B的声波放射面在放射轴方向上到达的距离，来进行再生信号的再生范围的设定。

并且，再生范围设定部212可以通过由音频/视频信号再生部214根据影像内容输出的控制信号来设定载波的频率。

此外，再生范围控制处理部213具有如下功能，参照再生范围设定部212的设定内容对载波振荡源216进行控制，以将载波振荡源216所生成的载波的频率改变成处于所设定的再生范围。

例如，作为再生范围设定部212的内部信息，设定了与载波频率50kHz对应的上述距离的情况下，将载波振荡源216控制成以50kHz振荡。

再生范围控制处理部213具有存储部，所述存储部内预先存储有规定再生范围的、表示再生信号从超声波换能器224A、224B的声波放射面在放射轴方向上到达的距離与载波的频率之间的关系的表。该表的数据可以通过实际计测载波的频率和上述再生信号的到达距离之间的关系来获得。

再生范围控制处理部213根据再生范围设定部212的设定内容，参照上述表求出与设定的距离信息对应的载波频率，将载波振荡源216控制成该频率。

音频/视频信号再生部214是例如将DVD用作影像介质的DVD播放器，所再生的声音信号之中的R声道的声音信号通过高通滤波器217A输出到调制器218A，L声道的声音信号通过高通滤波器217B输出到调制器218B，影像信号各自输出到投影仪主体220的影像生成部232。

而且，由音频/视频信号再生部214输出的R声道的声音信号和L声道的声音信号由混合器221合成，通过低通滤波器219输入到功率放大器222C。音频/视频信号再生部214相当于音响源。

高通滤波器217A、217B具有分别仅使R声道、L声道的声音信号中的中高音域(第一音域)的频率成分通过的特性，并且低通滤波器具有仅使R声道、L声道的声音信号中的低音域(第二音域)的频率成分通过的特性。

因此，上述R声道、L声道的声音信号之中的中高音域的声音信号分别通过超声波换能器224A、224B再生，上述R声道、L声道的声音信号中的低音域的声音信号通过低音再生用扬声器223再生。

另外，音频/视频信号再生部214不限于DVD播放器，也可以是再生从外部输入的视频信号的再生装置。并且，音频/视频信号再生部214具有如下功能：为了输出与所再生的影像的场景对应的音响效果，向再生范围设定部212输出指示再生范围的控制信号，以便动态地变更再生音的再生范围。

载波振荡源216具有如下功能：生成再生范围设定部212所指示的超声波频带的频率的载波，输出到调制器218A、218B。

调制器218A、218B具有如下功能：利用从音频/视频信号再生部214输出的可听频带的声音信号对从载波振荡源216供给的载波进行AM调制，将该调制信号分别输出到功率放大器222A、222B。

超声波换能器224A、224B分别由从调制器218A、218B经由功率放大器222A、222B输出的调制信号进行驱动，具有以下功能：将该调制信号转换成有限振幅水平的声波后放射到介质中，再生可听频带的信号音(再生信号)。

影像生成部232具有液晶显示器、等离子显示板(PDP)等显示器、以及根据从音频/视频信号再生部214输出的影像信号驱动该显示器的驱动电路等，影像生成部232生成由音频/视频信号再生部214所输出的影像信号得到的影像。

投影光学系统233具有如下功能：将显示于显示器上的影像投影到设置于投影仪主体220前方的屏幕等的投影面。

接着，说明上述结构的投影仪201的动作。首先，通过用户的键操作，从操作输入部210向再生范围设定部212设定指示再生信号的再生范围的数据(距离信息)，对音频/视频信号再生部214进行再生指示。

其结果，对再生范围设定部212设定了规定再生范围的距离信息，再生范围控制处理部213取入对再生范围设定部212设定的距离信息，参照内置的存储部中存储的表，求出与上述设定的距离信息对应的载波的频率，对载波振荡源216进行控制以生成该频率的载波。

其结果，载波振荡源216生成与再生范围设定部212中设定的距离信息对应的频率的载波，输出到调制器218A、218B。

另一方面，音频/视频信号再生部214将所再生的声音信号之中的R声道的声音信号通过高通滤波器217A输出到调制器218A，将L声道的声音信号通过高通滤波器217B输出到调制器218B，将R声道的声音信号和L声道的声音信号输出到混合器221，将影像信号输出到投影仪主体220的影像生成部232。

因此，通过高通滤波器217A将上述R声道的声音信号之中的中高音域的声音信号输入到调制器218A，通过高通滤波器217B将上述L声道的声音信号之中的中高音域的声音信号输入到调制器218B。

并且，上述R声道的声音信号和L声道的声音信号被混合器221合成，通过低通滤波器219将上述R声道的声音信号和L声道的声音信号之中的低音域的声音信号输入到功率放大器222C。

影像生成部232中，根据所输入的影像信号驱动显示器，生成影像，并显示。显示在该显示器上的影像通过投影光学系统233投影到投影面，例如图13所示的屏幕202上。

另一方面，调制器218A利用从高通滤波器217A输出的上述R声道的声音信号中的中高音域的声音信号对从载波振荡源216输出的载波进行AM调制，输出到功率放大器222A。

并且，调制器218B利用从高通滤波器217B输出的上述L声道的声音信号中的中高音域的声音信号对从载波振荡源216输出的载波进行AM调制，输出到功率放大器222B。

由功率放大器222A、222B放大后的调制信号分别施加到超声波换能器224A、224B的前面侧固定电极(上电极)10A和背面侧固定电极(下电极)10B(参照图1)之间，该调制信号转换成有限振幅水平的声波(声音信号)，放射到介质(空气中)，从超声波换能器224A再生上述R声道的声音信号中的中高音域的声音信号，从超声波换能器224B再生上述L声道的声音信号中的中高音域的声音信号。

而且，由功率放大器222C放大后的上述R声道和L声道中的低音域的声音信号通过低音再生用扬声器223再生。

如上所述，在通过超声波换能器放射到介质中(空气中)的超声波的传播中，伴随该传播，在声压高的部分，音速变快，在声压低的部分，音速变慢。其结果，产生波形变形。

利用可听频带的信号对所放射的超声波频带的信号(载波)进行调制(AM调制)的情况下，由于上述波形变形的结果，调制时使用的可听频带的信号波与超声波频带的载波分离，以自解调的形式形成。此时，再生信号的宽度根据超声波的特性成束状，仅在与通常的扬声器完全不同的特定方向上再生声音。

向着由投影光学系统233投影了影像的投影面(屏幕)放射从构成超声波扬声器的超声波换能器224输出的束状的再生信号，该再生信号被投影面反射并扩散。该情况下，从超声波换能器224的声波放射面到在其放射轴方向(法线方向)上再生信号从载波分离的距离、载波的束宽(波束的扩散角)根据再生范围设定部212中设定的载波的频率而不同，所以再生范围变化。

图16示出了投影仪201中的包括超声波换能器224A、224B而构成的超声波扬声器所实现的再生信号的再生时的状态。在投影仪201中，利用由声音信号对载波进行调制而得到的调制信号来驱动超声波换能器时，再生范围设定部212所设定的载波频率较低时，从超声波换能器224的声波放射面到放射轴方向(声波放射面的法线方向)上再生信号从载波分离的距离、即到再生地点的距离增长。

因此，所再生的可听频带的再生信号的波束相对不扩散地到达投影面(屏幕)202，在该状态下，在投影面202上反射，所以再生范围为图16中虚线箭头所示的可听范围A，处于仅能够在离投影面202较远且窄的范围内听到再生信号(再生音)的状态。

相对于此，再生范围设定部212所设定的载波频率高于上述情况时，从超声波换能器224的声波放射面放射的声波要比载波频率低的情况聚集，但从超声波换能器224的声波放射面到其放射轴方向(声波放射面的法线方向)上再生信号从载波分离的距离、即到再生地点的距离缩短。

因此，所再生的可听频带的再生信号的波束在到达投影面202之前扩散，到达投影面202，在该状态下，在投影面202上反射，所以再生范围在图16上为用实线箭头表示的可听范围B，处于仅能够在离投影面202较近且宽的范围听到再生信号(再生音)的状态。

如上述说明，本发明的显示装置(投影仪等)中，使用具有本发明的驱动电路的超声波换能器，能够在确保平坦的输出频率特性的同时以低损失驱动该超声波换能器。因此，能够以具有充分的声压和宽带特性、从形成于屏幕等声波反射面附近的假想音源发出的方式，再生该音频信号。并且，能够容易地进行再生范围的控制。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的静电型换能器的驱动电路、静电型超声波换能器、超声波扬声器以及显示装置不限于上述的图示例，当然可以在不脱离本发明的宗旨的范围内，进行各种变更。

Claims (30)

1.一种静电型换能器，对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压，由该升压后的驱动信号对该静电型换能器进行驱动，其特征在于，该静电型换能器具有：

输出变压器T，其2次侧绕组与所述静电型换能器并联连接，对所述调制信号进行升压；以及

与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，

包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路的电路常数以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致。

2.根据权利要求1所述的静电型换能器，其特征在于，

所述静电型换能器的负载静电电容为C_L(F)，静电型换能器的额定载波频率为f_c(Hz)时，所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定为L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的静电型换能器，其特征在于，

所述静电型换能器具有用于施加驱动信号的端子，所述各电路常数被设定为，该端子间电压的频率特性为通带包含所述静电型换能器的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

4.根据权利要求1或2所述的静电型换能器，其特征在于，

在所述输出变压器T的1次侧电路和包含驱动负载的所述输出变压器T的2次侧电路的等效电路中，

设由耦合静电电容C₁、所述输出变压器T的漏感L_L以及互感M₁形成的第一谐振电路的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率为f_1-，

设由耦合静电电容C₁、所述输出变压器T的漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的第二谐振电路的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率为f₂₊，

设由互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L形成的谐振电路的谐振频率为f₀时，

上述各电路常数设定为(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

5.根据权利要求4所述的静电型换能器，其特征在于，

所述各电路常数被设定为，通过输出变压器T将所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L及互感M₁所形成的第一谐振电路、以及所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而形成的耦合电路处于临界耦合状态。

6.根据权利要求5所述的静电型换能器，其特征在于，

所述各电路常数被设定为，

设所述第一谐振电路的质量因子为Q₁，

设所述第二谐振电路的质量因子为Q₂，

设输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，

k·Q₁或k·Q₂为预定值。

7.根据权利要求6所述的静电型换能器，其特征在于，

上述各电路常数被设定为，以及的值中至少任意一个值等于1。

8.根据权利要求4所述的静电型换能器，其特征在于，

各电路常数被设定为，同时满足

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

通过所述输出变压器T将所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L及互感M₁所形成的第一谐振电路、以及所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而形成的耦合电路处于临界耦合状态的条件。

9.根据权利要求4所述的静电型换能器，其特征在于，

各电路常数被设定为，同时满足

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值的条件。

10.根据权利要求4所述的静电型换能器，其特征在于，

各电路常数被设定为，同时满足

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，以及的值中至少一个值等于1的条件。

11.根据权利要求4所述的静电型换能器，其特征在于，

各电路常数被设定为，可听频带不包含在由所述第一谐振电路和所述第二谐振电路形成的带通滤波器的通带内。

12.根据权利要求1或2所述的静电型换能器，其特征在于，

所述静电型换能器由如下部分构成：

形成有多个孔的第一面侧的固定电极；

与所述第一面侧的固定电极成对的形成有多个孔的第二面侧的固定电极；以及

振动膜，其被所述一对固定电极夹持，并具有导电层，在该导电层上施加有直流偏压，

在所述输出变压器T的2次侧绕组上具有中心抽头，

所述输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与所述静电型换能器的第一面侧的固定电极连接，另一个端子与第二面侧的固定电极连接，

以所述输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向所述振动膜的导电层施加直流偏压。

13.根据权利要求12所述的静电型换能器，其特征在于，

所述静电型换能器具备：

可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；

载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；

调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及

功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述变压器T的1次侧绕组。

14.一种电容性负载的驱动电路，其利用输出变压器T所升压的驱动信号驱动电容性负载，其特征在于，

在所述输出变压器T的2次侧绕组上作为驱动负载并联地连接电容性负载，且在所述输出变压器T的1次侧绕组上串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，

并且，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的所述输出变压器T的1次侧电路和包括所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的所述输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，

使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述电容性负载的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述电容性负载的额定驱动频率f_c一致。

15.根据权利要求14所述的电容性负载的驱动电路，其特征在于，

所述驱动负载的静电电容为C_L(F)，所述电容性负载的额定驱动频率为f_c(Hz)时，所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定为L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

16.根据权利要求14或15所述的电容性负载的驱动电路，其特征在于，

所述电容性负载具有用于施加驱动信号的端子，所述各电路常数被设定为，该端子间电压的频率特性为通带包含该电容性负载的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

17.一种电路常数的设定方法，其是电容性负载的驱动电路的电路常数设定方法，所述电容性负载的驱动电路是利用输出变压器T所升压的驱动信号来驱动电容性负载的电容性负载驱动电路，构成为在所述输出变压器T的2次侧绕组上并联连接所述电容性负载，且在所述输出变压器T的1次侧绕组上串联连接1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，

所述电路常数的设定方法的特征在于，包括如下步骤：

将包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数设定成，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述电容性负载的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述电容性负载的额定驱动频率f_c一致。

18.根据权利要求17所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：

作为所述驱动负载的电容性负载的静电电容为C_L(F)，电容性负载的额定驱动频率为f_c(Hz)时，将输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂(H)设定成L₂＝1/(4π2f_c2C_L)。

19.根据权利要求17或18所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电容性负载具有用于施加驱动信号的端子，所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将所述各电路常数设定成，该端子间电压的频率特性为通带包含所述电容性负载的驱动频率的带通滤波器的频率特性。

20.根据权利要求17或18所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：在输出变压器T的1次侧电路和包括驱动负载在内的输出变压器T的2次侧电路的等效电路中，设耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路的频率特性中的低频侧-3dB衰减频率为f_1-、设耦合静电电容C₁、输出变压器T的漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的频率特性中的高频侧-3dB衰减频率为f₂₊、设互感M₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的谐振电路的谐振频率为f₀时，将上述各电路常数设定成(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1。

21.根据权利要求17或18所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将所述各电路常数设定成，通过输出变压器T将所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路和所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而成的耦合电路处于临界耦合状态。

22.根据权利要求21所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将所述各电路常数设定成，设所述第一谐振电路的质量因子为Q₁，设所述第二谐振电路的质量因子为Q₂，设输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值。

23.根据权利要求22所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：

将上述各电路常数设定成，

以及的值中至少任意一个值等于1。

24.根据权利要求20所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足：

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

通过所述输出变压器T将所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及互感M₁所形成的第一谐振电路和所述1次侧外加电阻R、耦合静电电容C₁、漏感L_L以及负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路耦合起来而成的耦合电路处于临界耦合状态的条件。

25.根据权利要求20所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足：

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，k·Q₁或k·Q₂为预定值的条件。

26.根据权利要求20所述的电路常数的设定方法，其特征在于，

所述电路常数的设定方法包括如下步骤：将各电路常数设定成，同时满足：

所述“(f_1-·f₂₊)/f₀ ²＝1”的条件，和

设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述互感M₁所形成的第一谐振电路的质量因子为Q₁、设所述1次侧外加电阻R、所述耦合静电电容C₁、所述漏感L_L以及所述负载静电电容C_L所形成的第二谐振电路的质量因子为Q₂、设所述输出变压器T的耦合系数k为k＝(L₁-L_L)/L₁时，以及

的值中至少一个值等于1的条件。

27.一种静电型换能器，对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、由该升压后的驱动信号对该静电型换能器进行驱动，其特征在于，所述静电型换能器具有如下的超声波换能器，该超声波换能器具有：在2次侧绕组上并联地连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致，

所述载波为超声波频带的信号，

所述静电型换能器具有：

形成有多个孔的第一面侧的固定电极；

与所述第一面侧的固定电极成对的形成有多个孔的第二面侧的固定电极；以及

振动膜，其被所述一对固定电极夹持，并具有导电层，该导电层被施加直流偏压，

所述输出变压器T的2次侧绕组具备中心抽头，

所述输出变压器T的2次侧绕组的一个端子与所述第一面侧的固定电极连接，另一个端子与所述第二面侧的固定电极连接，

以所述输出变压器T的2次侧绕组的中心抽头为基准，向所述振动膜的导电层施加直流偏压。

28.一种超声波扬声器，其特征在于，

所述超声波扬声器具有：

静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、并由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联地连接所述静电型换能器、对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致；

可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；

载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；

调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及

功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组。

29.一种显示装置，其特征在于，

所述显示装置具有超声波扬声器和用于将影像投影到投影面的投影光学系统，

所述超声波扬声器再生从音响源供给的音频信号，再生可听频带的信号音，

所述超声波扬声器具有：

静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致；

可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；

载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；

调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及

功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组。

30.一种指向性音响系统，其是利用超声波扬声器再生从音响源供给的音频信号，在屏幕等声波反射面附近形成假想音源的指向性音响系统，

所述超声波扬声器具有：

静电型换能器，所述静电型换能器是对利用可听频带的音频信号调制载波而得到的调制信号进行升压、并由该升压后的驱动信号驱动的静电型换能器，具有：在2次侧绕组上并联连接有所述静电型换能器，对所述调制信号进行升压的输出变压器T；以及与所述输出变压器T的1次侧绕组串联连接的1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁，包括所述1次侧外加电阻R和耦合静电电容C₁的串联电路在内的输出变压器T的1次侧电路以及包括输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和负载静电电容C_L在内的输出变压器的2次侧电路的电路常数被设定为，使由所述输出变压器T的2次侧绕组的自感L₂和所述静电型换能器的负载静电电容C_L形成的电路的谐振频率f₀与所述静电型换能器的载波频率f_c一致；

可听频率信号源，其生成可听频带的信号波；

载波信号源，其生成超声波频带的载波并输出；

调制器，其利用所述可听频带的信号波调制所述载波；以及

功率放大器，其放大所述调制器所调制的信号，并且通过1次侧外加电阻R以及耦合静电电容C₁将该放大后的信号施加到所述输出变压器T的1次侧绕组，

所述指向性音响系统的特征在于，所述指向性音响系统具有：

超声波扬声器，其再生从所述音响源供给的声音信号中第一音域的信号；以及

低音再生用扬声器，其再生从所述音响源供给的声音信号中比所述第一音域低的第二音域的信号。

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