JP2008054261A - 静電型トランスデューサ、容量性負荷の駆動回路、回路定数の設定方法、超音波スピーカ、表示装置、および指向性音響システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力トランスTの2次側に駆動負荷として静電型トランスデューサ1(負荷静電容量)を並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスと負荷静電容量とによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサ1の搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。また、静電型トランスデューサ1の端子間電圧の周波数特性が、静電型トランスデューサ1の駆動周波数をその通過帯域に含む帯域通過フィルタの周波数特性となるように各回路定数を設定する。
【選択図】図2
Description
このような構成により、出力トランスTの2次側に駆動負荷として静電型トランスデューサ(負荷静電容量CL)を並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。
これにより、定格駆動時にはトランスTの2次側が並列共振(反共振)状態となり、所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、静電型トランスデューサの駆動電力を低減し、静電型トランスデューサを低損失で駆動できる。
このような構成により、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定する際には、該自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように設定する。
これにより、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定して、搬送波周波数による定格駆動時にトランスTの2次側を並列共振(反共振)状態にすることができる。このため、定格駆動時に所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、静電型トランスデューサの駆動電力を低減し、静電型トランスデューサを低損失で駆動できる。
このような構成により、静電型トランスデューサの負荷静電容量CLと出力トランスの電気的特性(回路定数)に合わせて、1次側結合静電容量C1と1次側外付抵抗Rの値とを適切に設定することによって、回路全体の通過帯域特性に静電型トランスデューサの駆動周波数を含むようにする。
これにより、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、結合静電容量C1、出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、相互インダクタンスM1で形成される第一の共振回路(HPF)の周波数特性における低域側−3dB減衰周波数(カットオフ周波数)をf1―とし、結合静電容量C1、出力トランスの漏洩インダクタンスLL、負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路(LPF)の周波数特性における高域側−3dB減衰周波数(カットオフ周波数)をf2+とし、相互インダクタンスM1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される共振回路の共振周波数をf0とするとき、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定する。
これにより、第一の共振回路(HPF)の通過特性と第二の共振回路(LPF)の通過特性とがほぼ対称な形状となり、さらに高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって結合されるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称な帯域通過特性を実現することができる。
このような構成により、トランス1次側に形成される第一の共振回路(HPF)と、トランス2次側に形成される第二の共振回路(LPF)とを臨界結合状態とする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界状態に結合されるため、双方の共振系は、急峻なピークの存在しない、なだらかな通過特性となり、回路全体として急峻なピークの存在しない帯域通過特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、高域通過(HPF)特性を示す第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、低域通過(LPF)特性を示す第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように各回路定数を設定する。
これにより、回路全体の通過帯域特性を調節することができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の、それぞれの(共振周波数付近の)応答の鋭さを個別に調整しながら、双方をトランスによって結合させるため、回路全体の通過帯域の特性(低域と高域とのバランス)を任意に調節することができる。従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサの出力を調整しながら駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、再生帯域のバランス調整による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、高域通過(HPF)特性を示す第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、低域通過(LPF)特性を示す第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなるようにする。すなわち、出力トランスTの2次側に外付けの抵抗を別途接続しない場合には、トランスの巻線仕様によっては上記HPFとLPFのクオリティ・ファクタが等しくならないケースが存在する。この場合には、√2(k・Q1)=1と√2(k・Q2)=1とを両方満足させることはできないため、どちらかの値が1となるように、1次側外付抵抗Rの値を設定する。なお、トランスの2次側に適切な外付抵抗を接続すれば、双方のクオリティ・ファクタを等しくすることができるため、完全なBPF特性を実現することが可能になる。
これにより、出力トランスTの2次側巻線に外付抵抗を接続しない場合でも、実用上問題がない程度に、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界的に結合されるため、双方の共振系は、急峻なピークの存在しない、なだらかな通過特性となり、回路全体として急峻なピークの存在しない帯域通過(BPF)特性を実現することができる。
従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状にする。また、トランス1次側に形成される共振回路(HPF)と、トランス2次側に形成される直列共振回路(LPF)とを臨界結合状態とすることにより、通過帯域特性を平坦にする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界状態に結合されるため、双方の共振系の応答を揃え、かつ平坦にすることによって、回路全体として平坦な帯域通過(BPF)特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状にする。
また、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように前記各回路定数を設定することにより、通過帯域特性を調整する。
これにより、回路全体の通過帯域特性を調整する(平坦にする)ことができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系の応答と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の応答とがほぼ対称な形状となり、さらに高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系の(共振周波数付近の)応答の鋭さを調整しながら、双方をトランスによって結合させるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称で、かつ高域と低域のバランスが整った(平坦な)帯域通過特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサを超音波スピーカに使用する場合には、再生帯域のバランス調整による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状とする。
また、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と略等しくなるようする。これは、トランスTの2次側に外付けの抵抗を別途接続しない場合には、トランスの巻線仕様によっては上記HPFとLPFのクオリティ・ファクタが等しくならないケースが存在する。この場合には、√2(k・Q1)=1と√2(k・Q2)=1とを両方満足させることはできないため、どちらかの値が1となるように、1次側外付抵抗Rの値を設定することにより、通過帯域特性を平坦にする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系の応答と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の応答とがほぼ対称な形状となり、かつ高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系の(共振周波数付近の)応答にピークが存在しない状態で、双方がトランスによって臨界状態に結合されるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称で、かつ平坦な帯域通過(BPF)特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って静電型トランスデューサを安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサを超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、例えば、トランスTの結合係数(漏洩インダクタンスLL)の値を調整することにより、通過帯域の周波数幅の調整を行うようにする。そして、可聴周波数帯域が、通過帯域に含まれないようにする。
これにより、超指向性を有する超音波スピーカ(静電型トランスデューサ)などにおいて、再生時のノイズを低減するために、可聴周波数帯域を通過帯域から外すように、駆動回路の出力周波数特性を設定することができる。このため、超音波スピーカから可聴音が直接出力されるの(音漏れ)を低減することができる。つまり、音漏れによる再生音の指向性劣化を抑えることができる。
このような構成により、例えば、図1に示すプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、出力トランスTの2次側巻線の一方の端子を前面側固定電極に、他方の端子を背面側固定電極にそれぞれ接続し、出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧を振動膜の導電層に印加する。
これにより、プッシュプル型の静電型トランスデューサを広帯域に亘って安定的に駆動することができる。特に、静電型トランスデューサ回路を超音波スピーカとして使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波により変調し、この変調された信号をパワーアンプにより増幅し、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、出力トランスTの1次巻線側に印加する。
これにより、超音波スピーカにプッシュプル型の静電型トランスデューサを使用する場合に、広帯域に亘って超音波スピーカを安定的に駆動することができ、再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、出力トランスTの2次側に駆動負荷として容量性負荷、例えば、静電型トランスデューサや、圧電素子等の超音波トランスデューサの容量性負荷(負荷静電容量CL)を並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、容量性負荷の搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。
これにより、定格駆動時にはトランスTの2次側が並列共振(反共振)状態となり、所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、容量性負荷を駆動するパワーアンプに掛かる負荷が小さくなり、システム全体として非常に低損失で容量性負荷を駆動することができる。
このような構成により、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定する際には、該自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が容量性負荷(静電型トランスデューサや圧電素子等の超音波トランスデューサ)の搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように設定する。
これにより、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定して、搬送波周波数による定格駆動時にトランスTの2次側を並列共振(反共振)状態にすることができる。このため、定格駆動時に所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、パワーアンプに掛かる負荷が小さくなり、システム全体として非常に低損失で容量性負荷を駆動することができる。
このような構成により、容量性負荷(静電型トランスデューサや圧電素子等の超音波トランスデューサ)の負荷静電容量CLと出力トランスの電気的特性(回路定数)に合わせて、1次側結合静電容量C1と1次側外付抵抗Rの値とを適切に設定することによって、回路全体の通過帯域特性に容量性負荷の駆動周波数を含むようにする。
これにより、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の容量性負荷の駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、出力トランスTの2次側に駆動負荷として容量性負荷(静電容量CL)を並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する場合に、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、容量性負荷の搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。
これにより、定格駆動時にはトランスTの2次側が並列共振(反共振)状態となり、所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。
このような手順により、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定する際には、該自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が容量性負荷の搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように設定する。
これにより、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2の値を設定して、搬送波周波数による定格駆動時にトランスTの2次側を並列共振(反共振)状態にすることができる。このため、定格駆動時に所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、パワーアンプに掛かる負荷が小さくなり、システム全体として非常に低損失で容量性負荷を駆動することができる。
このような手順により、容量性負荷の静電容量CLと出力トランスの電気的特性(回路定数)に合わせて、1次側結合静電容量C1と1次側外付抵抗Rの値とを適切に設定することによって、回路全体の通過帯域特性に容量性負荷の駆動周波数を含むようにする。
これにより、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、結合静電容量C1、出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、相互インダクタンスM1で形成される第一の共振回路(HPF)の周波数特性における低域側−3dB減衰周波数(カットオフ周波数)をf1―とし、結合静電容量C1、出力トランスの漏洩インダクタンスLL、負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路(LPF)の周波数特性における高域側−3dB減衰周波数(カットオフ周波数)をf2+とし、相互インダクタンスM1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される共振回路の共振周波数をf0とするとき、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定する。
これにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とがほぼ対称な形状となり、さらに高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって結合されるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称な帯域通過特性を実現することができる。
このような手順により、トランス1次側に形成される第一の共振回路(HPF)と、トランス2次側に形成される第二の共振回路(LPF)とを臨界結合状態とする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界状態に結合されるため、双方の共振系は、急峻なピークの存在しない、なだらかな通過特性となり、回路全体として急峻なピークの存在しない帯域通過特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、高域通過(HPF)特性を示す第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、低域通過(LPF)特性を示す第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように各回路定数を設定する。
これにより、回路全体の通過帯域特性を調節することができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の、それぞれの(共振周波数付近の)応答の鋭さを個別に調整しながら、双方をトランスによって結合させるため、回路全体の通過帯域の特性(低域と高域とのバランス)を任意に調節することができる。従って、広帯域に亘って容量性負荷の出力を調整しながら駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、再生帯域のバランス調整による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、高域通過(HPF)特性を示す第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、低域通過(LPF)特性を示す第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなるようにする。すなわち、出力トランスTの2次側に外付けの抵抗を別途接続しない場合には、トランスの巻線仕様によっては上記HPFとLPFのクオリティ・ファクタが等しくならないケースが存在する。この場合には、√2(k・Q1)=1と√2(k・Q2)=1とを両方満足させることはできないため、どちらかの値が1となるように、1次側外付抵抗Rの値を設定する。なお、トランスの2次側に適切な外付抵抗を接続すれば、双方のクオリティ・ファクタを等しくすることができるため、完全なBPF特性を実現することが可能になる。
これにより、出力トランスTの2次側巻線に外付抵抗を接続しない場合でも、実用上問題がない程度に、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界的に結合されるため、双方の共振系は、急峻なピークの存在しない、なだらかな通過特性となり、回路全体として急峻なピークの存在しない帯域通過(BPF)特性を実現することができる。
従って、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状にする。また、トランス1次側に形成される共振回路(HPF)と、トランス2次側に形成される直列共振回路(LPF)とを臨界結合状態とすることにより、通過帯域特性を平坦にする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系と、低域通過(LPF)特性を示す共振系とがトランスによって臨界状態に結合されるため、双方の共振系の応答を揃え、かつ平坦にすることによって、回路全体として平坦な帯域通過(BPF)特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサの駆動回路を超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状にする。また、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように前記各回路定数を設定することにより、通過帯域特性を調整する。
これにより、回路全体の通過帯域特性を調整する(平坦にする)ことができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系の応答と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の応答とがほぼ対称な形状となり、さらに高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系の(共振周波数付近の)応答の鋭さを調整しながら、双方をトランスによって結合させるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称で、かつ高域と低域のバランスが整った(平坦な)帯域通過特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサを超音波スピーカに使用する場合には、再生帯域のバランス調整による再生音質の向上を図ることができる。
このような手順により、(f1―・f2+)/f02=1となるように、各回路定数を設定することにより、HPFの通過特性とLPFの通過特性とをほぼ対称な形状とする。また、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と略等しくなるようする。これは、トランスTの2次側に外付けの抵抗を別途接続しない場合には、トランスの巻線仕様によっては上記HPFとLPFのクオリティ・ファクタが等しくならないケースが存在する。この場合には、√2(k・Q1)=1と√2(k・Q2)=1とを両方満足させることはできないため、どちらかの値が1となるように、1次側外付抵抗Rの値を設定することにより、通過帯域特性を平坦にする。
これにより、回路全体の通過帯域特性を平坦にすることができる。つまり、高域通過(HPF)特性を示す共振系の応答と、低域通過(LPF)特性を示す共振系の応答とがほぼ対称な形状となり、かつ高域通過(HPF)特性を示す共振系と低域通過(LPF)特性を示す共振系の(共振周波数付近の)応答にピークが存在しない状態で、双方がトランスによって臨界状態に結合されるため、回路全体として並列共振周波数(反共振周波数)f0を中心に対称で、かつ平坦な帯域通過(BPF)特性を実現することができる。従って、広帯域に亘って容量性負荷を安定的に駆動することができる。特に、本発明の静電型トランスデューサを超音波スピーカに使用する場合には、平坦な出力特性による再生音質の向上を図ることができる。
このような構成により、プッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、出力トランスTの2次側巻線の一方の端子を前面側(第一の面側)固定電極に、他方の端子を背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ接続し、出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧を振動膜の導電層に印加する。また、出力トランスTを介して、位相が互いに180度反転した交流信号が前面側(第一の面側)固定電極と背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ印加される。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数を設定する。
これにより、プッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、定格駆動時にはトランスTの2次側が並列共振(反共振)状態となり、所定の出力電圧(負荷端子電圧)を確保しながら、トランスTの1次側に流れる電流を抑えることができる。従って、静電型トランスデューサの駆動電力を低減し、静電型トランスデューサを低損失で駆動できる。
さらに、プッシュプル型の静電型トランスデューサの負荷静電容量CLと出力トランスの電気的特性(回路定数)に合わせて、1次側結合静電容量C1と1次側外付抵抗Rの値とを適切に設定することによって、回路全体の通過帯域特性にプッシュプル型の静電型トランスデューサの駆動周波数を含むようにできる。
このような構成により、超音波スピーカを構成する静電型トランスデューサ(負荷静電容量CL)の駆動回路において、この静電型トランスデューサを出力トランスTの2次側に並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。そして、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波により変調し、この変調された信号をパワーアンプにより増幅し、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、出力トランスTの1次巻線側に印加する。
これにより、超音波スピーカに本発明の静電型トランスデューサを使用することができ、超音波スピーカを低損失で安定的に駆動することができる。
また、超音波スピーカを構成する静電型トランスデューサとして、プッシュプル型の静電型トランスデューサを使用することができる。この場合は、出力トランスTの2次側巻線の一方の端子を前面側(第一の面側)固定電極に、他方の端子を背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ接続し、出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧を振動膜の導電層に印加する。また、出力トランスTを介して、位相が互いに180度反転した交流信号が前面側(第一の面側)固定電極と背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ印加される。これにより、プッシュプル型の静電型トランスデューサを超音波スピーカに使用することができる。
このような構成により、表示装置に使用する超音波スピーカを静電型トランスデューサで構成し、この静電型トランスデューサ(負荷静電容量CL)を、出力トランスTの2次側に駆動負荷として並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。そして、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波により変調し、この変調された信号をパワーアンプにより増幅し、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、出力トランスTの1次巻線側に印加する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信号を再生する。
これにより、表示装置において、平坦な出力電圧周波数特性を有し、低損失での駆動が可能な超音波スピーカを使用することができる。このため、音響信号を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。また、音響信号の再生範囲の制御も容易に行えるようになる。
また、表示装置の超音波スピーカを構成する静電型トランスデューサとして、プッシュプル型の静電型トランスデューサを使用することができる。この場合は、出力トランスTの2次側巻線の一方の端子を前面側(第一の面側)固定電極に、他方の端子を背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ接続し、出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧を振動膜の導電層に印加する。また、出力トランスTを介して、位相が互いに180度反転した交流信号が前面側(第一の面側)固定電極と背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ印加される。これにより、プッシュプル型の静電型トランスデューサで構成された超音波スピーカを表示装置に使用することができる。
このような構成により、指向性音響システムに使用する超音波スピーカを静電型トランスデューサで構成し、この静電型トランスデューサ(負荷静電容量CL)を、出力トランスTの2次側に駆動負荷として並列に接続し、かつ出力トランスTの1次側には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続する。そして、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、静電型トランスデューサの搬送波周波数(駆動周波数)fcと一致あるいは略一致するように、各回路定数とを設定する。そして、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波により変調し、この変調された信号をパワーアンプにより増幅し、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、出力トランスTの1次巻線側に印加する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信号のうち中高音域(第一の音域)の音声信号を再生する。また、音響ソースから供給される音声信号のうち低音域(第二の音域)の音声信号は低音再生用スピーカにより再生する。
これにより、指向性音響システムにおいて、平坦な出力電圧周波数特性を有し、低損失での駆動が可能な超音波スピーカを使用することができる。このため、中高音域の音響を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。また、低音域の音響は、音響システムに備えられた低音再生用スピーカから直接出力されるので、低音域の補強ができ、より臨場感の高い音場環境を創生できる。
また、指向性音響システムの超音波スピーカを構成する静電型トランスデューサとして、プッシュプル型の静電型トランスデューサを使用することができ、この場合は、出力トランスTの2次側巻線の一方の端子を前面側(第一の面側)固定電極に、他方の端子を背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ接続し、出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧を振動膜の導電層に印加する。また、出力トランスTを介して、位相が互いに180度反転した交流信号が前面側(第一の面側)固定電極と背面側(第二の面側)固定電極にそれぞれ印加される。これにより、プッシュプル型の静電型トランスデューサを指向性音響システムの超音波スピーカに使用することができる。
最初に、本発明による静電型トランスデューサ(容量性負荷)の駆動回路について説明する。
本発明における静電型トランスデューサ(容量性負荷)のポイントは主に次の3点である。
第1の点は、出力トランスを介して静電型トランスデューサに信号を印加するようにし、この出力トランスを介して信号の昇圧及びインピーダンス変換を行うようにしている。
これにより、高出力音圧を得ることができる。
図1は、本発明の適用対象となる静電型トランスデューサの一例を示す図であり、特に超音波スピーカのトランスデューサとして使用するのに好適な構造になっている。図1(A)はトランスデューサの断面を示しており、導電層を有する振動膜12と、該振動膜12のそれぞれの面に対向して設けられた前面側(第一の面側)固定電極10A及び背面側(第二の面側)固定電極10Bからなる一対の固定電極とを有している(前面側固定電極10Aと背面側固定電極10Bの両方を指す場合は固定電極10と呼ぶ)。振動膜12は図1(A)に示すように電極を形成する導電層(振動膜電極)121を絶縁膜120で挟むように形成してもよいし、振動膜12の全体を導電性材料で形成するようにしてもよい。
図4は、静電型トランスデューサの駆動回路の等価回路を示す図であり、出力トランスTの2次側部分の回路を1次側に換算して示した静電型トランスデューサ駆動回路の等価回路である。
)よって、上記平坦度の条件より、R=1.72Ωに設定すればよいことが分かる。
次に、本発明の駆動回路を有する静電型超音波トランスデューサ(以下、単に「超音波トランスデューサ」ともいう)を使用した表示装置の例について説明する。
図13は、表示装置の一例として、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(表示装置)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (30)
- 搬送波を可聴周波数帯の音響信号で変調した変調信号を昇圧し、該昇圧された駆動信号によって駆動される静電型トランスデューサであって、
前記静電型トランスデューサを2次側巻線と並列に接続し、前記変調信号を昇圧する出力トランスTと、
前記出力トランスTの1次側巻線に直列に接続された1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを有し、
前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記静電型トランスデューサの負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記静電型トランスデューサの搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路の回路定数と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数とが設定されてなること
を特徴とする静電型トランスデューサ。 - 前記静電型トランスデューサの負荷静電容量がCL(F)であり、静電型トランスデューサの定格搬送波周波数がfc(Hz)であるとき、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2(H)が、
L2=1/(4π2fc2CL)に設定されてなること
を特徴とする請求項1に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記静電型トランスデューサは駆動信号を印加するための端子を有しており、該端子間電圧の周波数特性が、前記静電型トランスデューサの駆動周波数をその通過帯域に含む帯域通過フィルタの周波数特性となるように前記各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記出力トランスTの1次側回路及び駆動負荷を含む前記出力トランスTの2次側回路の等価回路において、
結合静電容量C1、前記出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路の周波数特性における低域側−3dB減衰周波数をf1−とし、
結合静電容量C1、前記出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路の周波数特性における高域側−3dB減衰周波数をf2+とし、
相互インダクタンスM1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される共振回路の共振周波数をf0とするとき、
(f1―・f2+)/f02=1となるように、上記各回路定数が設定されてなること
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トランスデューサ。 - 前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1、により形成される第一の共振回路と、前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路とを出力トランスTにより結合させる結合回路が、臨界結合状態となるように前記各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項4に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、
前記第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、
出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、
k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように前記各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項5に記載の静電型トランスデューサ。 - √2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなるように上記各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項6に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路と、前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路とを前記出力トランスTにより結合させる結合回路が、臨界結合状態となる条件と
が共に満たされるように、各回路定数が設定されてなることを
特徴とする請求項4に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、前記出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となる条件と
が共に満たされるように、各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項4に記載の静電型トランスデューサ。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、前記出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなる条件と
が共に満たされるように、各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項4に記載の静電型トランスデューサ。 - 可聴周波数帯域が、前記第一の共振回路と前記第二の共振回路とで形成される帯域通過フィルタの通過帯域に含まれないように、各回路定数が設定されてなること
を特徴とする請求項4から10のいずれかに記載の静電型トランスデューサ。 - 前記静電型トランスデューサは、
複数の孔が形成された第一の面側の固定電極と、
前記第一の面側の固定電極と対をなす複数の孔が形成された第二の面側の固定電極と、
前記一対の固定電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜とで構成されており、
前記出力トランスTの2次側巻線にはセンタータップを備えており、
前記出力トランスTの2次側巻線の一方の端子は、前記静電型トランスデューサの第一の面側の固定電極に、他方の端子は第二の面側の固定電極にそれぞれ接続され、
前記出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧が、前記振動膜の導電層に印加されるように構成されていること
を特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の静電型トランスデューサ。 - 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、
前記変調器により変調された信号を増幅すると共に、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、前記トランスTの1次側巻線に印加するためのパワーアンプと
を備えることを特徴とする請求項12に記載の静電型トランスデューサ。 - 出力トランスTで昇圧された駆動信号により、容量性負荷を駆動する容量性負荷の駆動回路であって、
前記出力トランスTの2次側巻線に駆動負荷として容量性負荷を並列に接続し、かつ前記出力トランスTの1次側巻線には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続するとともに、
前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記容量性負荷の負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記容量性負荷の定格駆動周波数fcと一致あるいは略一致するように、
前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む前記出力トランスTの1次側回路と、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む前記出力トランスの2次側回路の回路定数が設定されること
を特徴とする容量性負荷の駆動回路。 - 前記駆動負荷の静電容量がCL(F)であり、前記容量性負荷の定格駆動周波数がfc(Hz)であるとき、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2(H)が、
L2=1/(4π2fc2CL)に設定されていること
を特徴とする請求項14に記載の容量性負荷の駆動回路。 - 前記容量性負荷は駆動信号を印加するための端子を有しており、該端子間電圧の周波数特性が、該容量性負荷の駆動周波数をその通過帯域に含む帯域通過フィルタの周波数特性となるように前記各回路定数が設定されること
を特徴とする請求項14または請求項15に記載の容量性負荷の駆動回路。 - 出力トランスTで昇圧された駆動信号により、容量性負荷を駆動する容量性負荷の駆動回路であって、前記出力トランスTの2次側巻線に前記容量性負荷を並列に接続し、かつ前記出力トランスTの1次側巻線には1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを直列に接続するように構成された容量性負荷の駆動回路における回路定数設定方法であって、
前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記容量性負荷の負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記容量性負荷の定格駆動周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数を設定する手順を
含むことを特徴とする回路定数の設定方法。 - 前記駆動負荷である容量性負荷の静電容量がCL(F)であり、容量性負荷の定格駆動周波数がfc(Hz)であるとき、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2(H)を、
L2=1/(4π2fc2CL)に設定する手順を
含むことを特徴とする請求項17に記載の回路定数の設定方法。 - 前記容量性負荷は駆動信号を印加するための端子を有しており、該端子間電圧の周波数特性が、前記容量性負荷の駆動周波数をその通過帯域に含む帯域通過フィルタの周波数特性となるように前記各回路定数を設定する手順を含む
ことを特徴とする請求項17または請求項18に記載の回路定数の設定方法。 - 出力トランスTの1次側回路及び駆動負荷を含む出力トランスTの2次側回路の等価回路において、結合静電容量C1、出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路の周波数特性における低域側−3dB減衰周波数をf1−とし、結合静電容量C1、出力トランスTの漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路の周波数特性における高域側−3dB減衰周波数をf2+とし、相互インダクタンスM1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される共振回路の共振周波数をf0とするとき、
(f1―・f2+)/f02=1となるように、上記各回路定数を設定する手順を含む
ことを特徴とする請求項17から19のいずれかに記載の回路定数の設定方法。 - 前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1、により形成される第一の共振回路と、前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路とを出力トランスTにより結合させる結合回路が、臨界結合状態となるように前記各回路定数を設定する手順を含む、
ことを特徴とする請求項17から20のいずれかに記載の回路定数の設定方法。 - 前記第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、
前記第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、
出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、
k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となるように前記各回路定数を設定する手順を含むこと
を特徴とする請求項21に記載の回路定数の設定方法。 - √2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなるように上記各回路定数を設定する手順を含むこと
を特徴とする請求項22に記載の回路定数の設定方法。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路と、前記1次側外付抵抗R、結合静電容量C1、漏洩インダクタンスLL、及び負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路とを前記出力トランスTにより結合させる結合回路が、臨界結合状態となる条件と
が共に満たされるように、各回路定数を設定する手順を含むこと
を特徴とする請求項20に記載の回路定数の設定方法。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、前記出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、k・Q1、もしくはk・Q2が所定値となる条件と
が共に満たされるように、各回路定数を設定する手順を含むこと
を特徴とする請求項20に記載の回路定数の設定方法。 - 前記「(f1―・f2+)/f02=1」の条件と、
前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記相互インダクタンスM1により形成される第一の共振回路のクオリティ・ファクタをQ1とし、前記1次側外付抵抗R、前記結合静電容量C1、前記漏洩インダクタンスLL、及び前記負荷静電容量CLにより形成される第二の共振回路のクオリティ・ファクタをQ2とし、前記出力トランスTの結合係数kを、k=(L1−LL)/L1とするとき、√2(k・Q1)及び√2(k・Q2)の値のうち少なくともいずれか一方の値が1と等しいかあるいは略等しくなる条件と
が共に満たされるように、各回路定数を設定する手順を含むこと
を特徴とする請求項20に記載の回路定数の設定方法。 - 搬送波を可聴周波数帯の音響信号で変調した変調信号を昇圧し、該昇圧された駆動信号によって駆動される静電型トランスデューサであって、前記静電型トランスデューサを2次側巻線と並列に接続し、前記変調信号を昇圧する出力トランスTと、前記出力トランスTの1次側巻線に直列に接続された1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを有し、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記静電型トランスデューサの負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記静電型トランスデューサの搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数が設定される超音波トランスデューサを備えると共に、
前記搬送波は超音波周波数帯の信号であり、
前記静電型トランスデューサは、
複数の孔が形成された第一の面側の固定電極と、
前記第一の面側の固定電極と対をなす複数の孔が形成された第二の面側の固定電極と、
前記一対の固定電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜とを有しており、
前記出力トランスTの2次側巻線にはセンタータップを備えており、
前記出力トランスTの2次側巻線の一方の端子は、前記第一の面側の固定電極に、他方の端子は前記第二の面側の固定電極にそれぞれ接続され、
前記出力トランスTの2次側巻線のセンタータップを基準にして直流バイアス電圧が、前記振動膜の導電層に印加されるように構成されていること
を特徴とする静電型トランスデューサ。 - 搬送波を可聴周波数帯の音響信号で変調した変調信号を昇圧し、該昇圧された駆動信号によって駆動される静電型トランスデューサであって、前記静電型トランスデューサを2次側巻線と並列に接続し、前記変調信号を昇圧する出力トランスTと、前記出力トランスTの1次側巻線に直列に接続された1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを有し、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記静電型トランスデューサの負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記静電型トランスデューサの搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数が設定される静電型トランスデューサと、
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、
前記変調器により変調された信号を増幅すると共に、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、前記出力トランスTの1次巻線側に印加するためのパワーアンプと
を備えることを特徴とする超音波スピーカ。 - 搬送波を可聴周波数帯の音響信号で変調した変調信号を昇圧し、該昇圧された駆動信号によって駆動される静電型トランスデューサであって、前記静電型トランスデューサを2次側巻線と並列に接続し、前記変調信号を昇圧する出力トランスTと、前記出力トランスTの1次側巻線に直列に接続された1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを有し、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記静電型トランスデューサの負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記静電型トランスデューサの搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数が設定される静電型トランスデューサと、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、前記変調器により変調された信号を増幅すると共に、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、前記出力トランスTの1次巻線側に印加するためのパワーアンプと備える超音波スピーカであって、音響ソースから供給される音声信号を再生し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、
を有することを特徴とする表示装置。 - 搬送波を可聴周波数帯の音響信号で変調した変調信号を昇圧し、該昇圧された駆動信号によって駆動される静電型トランスデューサであって、前記静電型トランスデューサを2次側巻線と並列に接続し、前記変調信号を昇圧する出力トランスTと、前記出力トランスTの1次側巻線に直列に接続された1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1とを有し、前記出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と前記静電型トランスデューサの負荷静電容量CLとによって形成される回路の共振周波数f0が、前記静電型トランスデューサの搬送波周波数fcと一致あるいは略一致するように、前記1次側外付抵抗Rと結合静電容量C1の直列回路を含む出力トランスTの1次側回路と、出力トランスTの2次側巻線の自己インダクタンスL2と負荷静電容量CLを含む出力トランスの2次側回路の回路定数が設定される静電型トランスデューサと、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、前記変調器により変調された信号を増幅すると共に、該増幅された信号を、1次側外付抵抗Rおよび結合静電容量C1を通して、前記出力トランスTの1次巻線側に印加するためのパワーアンプとを備える超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信号を再生し、スクリーン等の音波反射面近傍に仮想音源を形成する指向性音響システムであって、
前記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、
を有することを特徴とする指向性音響システム。
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