JP2009117981A - Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker - Google Patents
Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009117981A JP2009117981A JP2007286401A JP2007286401A JP2009117981A JP 2009117981 A JP2009117981 A JP 2009117981A JP 2007286401 A JP2007286401 A JP 2007286401A JP 2007286401 A JP2007286401 A JP 2007286401A JP 2009117981 A JP2009117981 A JP 2009117981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- electrostatic transducer
- bias
- signal wave
- fixed electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、静電力によって振動膜を振動させる静電型トランスデューサの制御装置に関し、特に、静電型トランスデューサの振動膜にDCバイアス電圧を印加した際に生じる残留分極を打ち消すことにより、毎回安定して、高効率な出力特性を得ることができる、静電型トランスデューサの制御装置、静電型トランスデューサの制御方法、および超音波スピーカに関する。 The present invention relates to a control device for an electrostatic transducer that vibrates a vibrating membrane with an electrostatic force, and in particular, it is stabilized each time by canceling residual polarization that occurs when a DC bias voltage is applied to the vibrating membrane of an electrostatic transducer. In particular, the present invention relates to a control device for an electrostatic transducer, a control method for an electrostatic transducer, and an ultrasonic speaker capable of obtaining highly efficient output characteristics.
静電型トランスデューサは、電極膜を有する振動膜と、この振動膜に対向する固定電極とで構成される装置である。この静電型トランスデューサのアプリケーションの例として、入力機器では小型、広帯域な静電型マイクロホン、出力機器では中高域でクリアな音質が得られる静電型スピーカが挙げられる。 An electrostatic transducer is a device composed of a vibration film having an electrode film and a fixed electrode facing the vibration film. As an example of the application of the electrostatic transducer, there is a small-sized and wide-band electrostatic microphone for an input device, and an electrostatic speaker that can obtain a clear sound quality in a mid-high range for an output device.
また静電型トランスデューサは最近、球面波スピーカに比べて非常に鋭い指向音を提供できる超音波スピーカとして用いることが試みられている。ここで超音波スピーカとは、超音波をオーディオ信号で変調した信号を超音波トランスデューサにより放出した場合に、パラメトリックアレイ効果によって非常に強い指向性を持った差分周波数成分(自己復調音)を可聴音として放出するものである。超音波スピーカから放出される自己復調音は非常に指向性が強いため、音声情報を特定の場所にだけ伝達する等の目的で使用されている。 In recent years, electrostatic transducers have been tried to be used as ultrasonic speakers that can provide a very sharp directional sound as compared to spherical wave speakers. Here, an ultrasonic speaker is an audible sound with a differential frequency component (self-demodulated sound) having a very strong directivity due to the parametric array effect when a signal obtained by modulating an ultrasonic wave with an audio signal is emitted by an ultrasonic transducer. Are to be released. Since the self-demodulated sound emitted from the ultrasonic speaker is very directional, it is used for the purpose of transmitting audio information only to a specific location.
静電型トランスデューサの振動膜は、高分子フイルム(誘電体)上に金属薄膜が蒸着等により形成された構成となっている。その振動膜と固定電極とを向かい合わせ、互いの固定電極間に高い直流電圧を印加し、その電圧を信号電圧で変化させることで振動膜を振動させる。 The vibration film of the electrostatic transducer has a structure in which a metal thin film is formed on a polymer film (dielectric) by vapor deposition or the like. The vibrating membrane and the fixed electrode face each other, a high DC voltage is applied between the fixed electrodes, and the voltage is changed by a signal voltage to vibrate the vibrating membrane.
例えば、従来技術の静電型トランスデューサがある(特許文献1を参照)。この従来技術の静電型トランスデューサでは、静電型トランスデューサの振動膜の誘電体として、PET(ポリ・エチレン・テレフタレート樹脂)やアラミド等の高分子膜を用いている。超音波スピーカで大きな音圧の自己復調音を得るためには、少なくとも120dB以上の強い超音波を出力する必要がある。従来技術の静電型トランスデューサにおいて、120dB以上の超音波を出力するためには、振動膜に数百V程度のDCバイアスを印加し、また固定電極に交流の信号電圧を加える必要がある。 For example, there is a conventional electrostatic transducer (see Patent Document 1). In this conventional electrostatic transducer, a polymer film such as PET (polyethylene terephthalate resin) or aramid is used as the dielectric of the vibration film of the electrostatic transducer. In order to obtain a self-demodulated sound having a large sound pressure with an ultrasonic speaker, it is necessary to output a strong ultrasonic wave of at least 120 dB or more. In order to output an ultrasonic wave of 120 dB or more in a conventional electrostatic transducer, it is necessary to apply a DC bias of about several hundred volts to the vibrating membrane and to apply an AC signal voltage to the fixed electrode.
ここで信号電圧の値を一定とした場合、振動膜に印加するDCバイアスの値を大きくするにつれて超音波の音圧レベルは増加し、ある音圧レベルで飽和する。便宜上、この時のDCバイアスの値をV1とする。前述した飽和音圧レベルは固定電極に印加する信号電圧の大きさに依存するが、信号電圧を一定とした場合、静電型トランスデューサは上記飽和音圧レベルで駆動した場合に最も大きな音圧レベルが得られる。静電力は圧電力等に比べて大きな力を得にくいため、大きなDCバイアスを印加することでより大きな力を得ることは重要である。 Here, when the value of the signal voltage is constant, the sound pressure level of the ultrasonic wave increases as the value of the DC bias applied to the vibrating membrane increases, and saturates at a certain sound pressure level. For convenience, the value of the DC bias at this time is V 1. The saturation sound pressure level described above depends on the magnitude of the signal voltage applied to the fixed electrode, but when the signal voltage is constant, the electrostatic transducer is the largest sound pressure level when driven at the saturation sound pressure level. Is obtained. Since an electrostatic force is difficult to obtain a larger force than a piezoelectric force or the like, it is important to obtain a larger force by applying a large DC bias.
しかしながら、従来技術の静電型トランスデューサに大きなDCバイアスを印加した場合、振動膜の高分子膜が分極し、さらにこの分極はDCバイアスの印加電圧を0にした場合にも残留(以後、このような分極を残留分極と表記する)するため、同じ条件で駆動した際に同じ出力特性が得られないという課題が生じる。 However, when a large DC bias is applied to the electrostatic transducer of the prior art, the polymer film of the vibrating membrane is polarized, and this polarization remains even when the DC bias applied voltage is set to 0 (hereinafter referred to as this). This causes a problem that the same output characteristics cannot be obtained when driven under the same conditions.
以下にその詳細を説明する。図18(A)に、高分子膜の残留分極による電圧−印加するDCバイアスの特性模式図を示す。また図18(B)に信号電圧が一定時の、静電型トランスデューサの出力音圧レベル−印加するDCバイアスの特性例を示す。 Details will be described below. FIG. 18A shows a characteristic diagram of the voltage due to the remanent polarization of the polymer film-applied DC bias. FIG. 18B shows an example of the characteristics of the output sound pressure level of the electrostatic transducer and the applied DC bias when the signal voltage is constant.
図18(A)に示すように、高分子膜は印加するDCバイアスがVa(高分子膜の種類および膜厚によって決定される)を超えると、DCバイアスを0に戻した場合にも残留分極による電位が発生することが分かる。またその残留分極の大きさは印加したDCバイアスの大きさに依存する。 As shown in FIG. 18A, when the DC bias applied to the polymer film exceeds Va (determined by the type and film thickness of the polymer film), even if the DC bias is returned to 0, the residual polarization It can be seen that an electric potential is generated. The magnitude of the remanent polarization depends on the magnitude of the applied DC bias.
ここで静電型トランスデューサを最大の出力値で駆動するために、DCバイアスをV1まで上げることを考える。このとき、音圧レベルは図18(B)に示す曲線1のように増加する。しかしながら一旦DCバイアスをV1より低い値に下げると、振動膜の残留分極の影響により、音圧レベルは図18(B)の曲線2の軌跡を辿るようになる。従って、同じDCバイアスV1を印加した場合でも、飽和音圧レベルよりも低い音圧値A1しか得られない。 Here, it is considered that the DC bias is increased to V 1 in order to drive the electrostatic transducer with the maximum output value. At this time, the sound pressure level increases as shown by curve 1 in FIG. However once lowered DC bias lower than V 1 value, due to the influence of the residual polarization of the diaphragm, the sound pressure level will follow a trajectory of the curve 2 in FIG. 18 (B). Therefore, even when the same DC bias V 1 is applied, only a sound pressure value A 1 lower than the saturation sound pressure level can be obtained.
また曲線2において、DCバイアスの値をV1からV1’にまで増加させ、音圧レベルを飽和レベルまで出力する場合を考える。この場合、音圧レベルは飽和レベルまで到達する。しかしながらより大きな残留分極が発生するために、一旦DCバイアスをV1’より低い値に下げると、音圧レベルは図18(B)の曲線3の軌跡を辿るようになる。従ってDCバイアスをV1またはV1’として駆動しても、音圧レベルは飽和レベルよりも低い値しか得られない。 Further, consider a case where the value of the DC bias is increased from V 1 to V 1 ′ on the curve 2 and the sound pressure level is output to the saturation level. In this case, the sound pressure level reaches the saturation level. However, since a larger remanent polarization occurs, once the DC bias is lowered to a value lower than V 1 ′, the sound pressure level follows the locus of curve 3 in FIG. Accordingly, even if the DC bias is driven as V 1 or V 1 ′, the sound pressure level can be obtained only at a value lower than the saturation level.
以上説明したように、静電型トランスデューサを最大またはそれに近い出力値で駆動した場合、次回以降の駆動時に同等の出力特性を得るためにはより大きなDCバイアスが必要になるという課題がある。 As described above, when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the output value, there is a problem that a larger DC bias is required to obtain an equivalent output characteristic at the next and subsequent driving.
また静電型トランスデューサの振動膜に直接DCバイアスを印加しない方法として、振動膜の誘電体にエレクトレットフイルムを用いる方法が挙げられる。エレクトレットフイルムとは、高分子膜にコロナ放電等を行うことで、その表面に静電荷を恒久的に帯電させたものである。エレクトレットフイルムを用いることで上記課題を解決できることが考えられるが、適時所望のDCバイアス値に変更できないこと、固定電極に大きな交流電圧を加えると電荷抜けを起こし、時間の経過に伴い性能が劣化する等の問題が発生する。特に静電型トランスデューサを出力機器として用いる場合、駆動する際に大きな交流信号電圧を印加することから、安定性の面で振動膜にエレクトレットフイルムを用いずに、DCバイアスを直接印加することが多い。
上述したように静電型トランスデューサは、最大またはそれに近い出力値で駆動した場合、次回以降の駆動時に同等の出力特性を得るためにはより大きなDCバイアスが必要になるという課題が生じていた。 As described above, when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the output value, there is a problem that a larger DC bias is required in order to obtain an equivalent output characteristic at the next and subsequent driving.
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、静電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることを可能とする、静電型トランスデューサの制御装置、静電型トランスデューサの制御方法、および超音波スピーカを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the object thereof is the same under the same driving conditions during the next and subsequent driving even when the electrostatic transducer is driven at the maximum or near input / output value. It is an object to provide a control device for an electrostatic transducer, a control method for an electrostatic transducer, and an ultrasonic speaker that can obtain the output characteristics of the same.
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、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、誘電体膜上に電極膜が形成された振動膜と、前記振動膜の誘電体膜の面側に配置される固定電極とを備え、前記固定電極と前記振動膜との間に電圧を印加して、前記固定電極と前記振動膜との間に静電力を発生させるように構成された静電型トランスデューサの制御装置であって、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手段と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、振動膜の一方の面側に固定電極が配置されるプル型の静電型トランスデューサにおいて、静電型トランスデューサの駆動時に振動膜と固定電極との間にDCバイアスを印加するため、振動膜の誘電体膜に残留分極が生じる。このため、この残留分極を打ち消すためのDCバイアス電圧を、静電型トランスデューサの駆動終了時に印加する。
これにより、プル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an electrostatic transducer control device according to the present invention includes a vibration film in which an electrode film is formed on a dielectric film, and the dielectric film of the vibration film. A fixed electrode disposed on the surface side of the substrate, and configured to apply a voltage between the fixed electrode and the vibrating membrane to generate an electrostatic force between the fixed electrode and the vibrating membrane. A control device for an electrostatic transducer, wherein when the electrostatic transducer is driven, means for applying a DC bias voltage on which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode; At the end of driving of the type transducer, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage, the DC bias voltage for residual polarization elimination is applied between the vibration film and the fixed electrode. Do Characterized in that it comprises a stage, a.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, in the pull-type electrostatic transducer in which the fixed electrode is arranged on one surface side of the vibration membrane, the vibration membrane is fixed when the electrostatic transducer is driven. Since a DC bias is applied between the electrodes, remanent polarization occurs in the dielectric film of the vibration film. For this reason, a DC bias voltage for canceling this residual polarization is applied at the end of driving of the electrostatic transducer.
As a result, even when the pull-type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部と、正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部と、前記DCバイアス供給部の出力電圧を調整するバイアス電圧謝整部と、前記信号波振幅調整部の出力と前記静電型トランスデューサの固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンAと、前記信号波振幅調整部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの固定電極を接続する配線パターンBと、を切替えるスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記スイッチ部において前記配線パターンAおよび配線パターンBを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの固定電極および振動膜に対する電圧印加のための配線パターンとして、配線パターンAと配線パターンBを切り替えるように構成されている。配線パターンAは、信号波振幅調整部の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極と配線し、かつDCバイアス供給部の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜を配線する配線パターンである。また、配線パターンBは、信号波振幅調整部の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜と配線し、かつDCバイアス供給部の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極を配線する配線パターンである。そして、例えば、静電型トランスデューサの駆動時には、配線パターンAを使用し、静電型トランスデューサの駆動終了時には配線パターンBを選択する。また、配線パターンAおよび配線パターンBに応じて、DCバイアス電圧を調整する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
In addition, the electrostatic transducer control device of the present invention includes a signal wave generating unit that generates a signal wave, a signal wave amplitude adjusting unit that adjusts the amplitude of the signal wave, and a positive or negative DC polarity. A DC bias supply unit for supplying a bias; a bias voltage compensation unit for adjusting an output voltage of the DC bias supply unit; an output of the signal wave amplitude adjustment unit and a fixed electrode of the electrostatic transducer; and A wiring pattern A connecting the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer, connecting the output of the signal wave amplitude adjusting unit and the vibration film of the electrostatic transducer, and supplying the DC bias A switch unit for switching between the output of the unit and the wiring pattern B for connecting the fixed electrode of the electrostatic transducer, and a power switch for switching on / off of the power source of the apparatus. A control unit that controls the switching of the wiring pattern A and the wiring pattern B in the switch unit, and a control unit that controls the adjustment of the output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjusting unit. And
The electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration is configured to switch between the wiring pattern A and the wiring pattern B as a wiring pattern for applying a voltage to the fixed electrode and the vibration film of the electrostatic transducer. Yes. The wiring pattern A is a wiring pattern in which the output terminal of the signal wave amplitude adjustment unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer are wired, and the output terminal of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer are wired. The wiring pattern B is a wiring pattern in which the output terminal of the signal wave amplitude adjusting unit and the vibrating membrane of the electrostatic transducer are wired, and the output terminal of the DC bias supply unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer are wired. . For example, the wiring pattern A is used when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. Further, the DC bias voltage is adjusted according to the wiring pattern A and the wiring pattern B.
Thereby, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film of the vibration film, and the residual polarization of the dielectric film is canceled (0 or To a value close to 0). For this reason, even when the pull-type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンAを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、信号波振幅調整部の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極と配線し、かつDCバイアス供給部の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜を配線する配線パターンAを備える。また、信号波振幅調整部の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜と配線し、かつDCバイアス供給部の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極を配線する配線パターンBを備える。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBを選択する。または、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンBを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンAを選択する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
Also, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B when the electrostatic transducer is driven, so that the residual polarization is selected. Or the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven to erase the residual polarization. It is characterized by that.
In the electrostatic transducer control device of the present invention configured as described above, the output terminal of the signal wave amplitude adjustment unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer are wired, and the output terminal of the DC bias supply unit and the electrostatic transducer A wiring pattern A for wiring the vibration film is provided. In addition, a wiring pattern B is provided for wiring the output terminal of the signal wave amplitude adjusting unit and the vibration film of the electrostatic transducer, and wiring the output terminal of the DC bias supply unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調部と、正、負およびグランドの三つの出力端子を持ち、前記三つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部と、前記DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、前記DCバイアス供給部の三つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンaと、正とグランドを短絡する配線パターンbに切替えるスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記配線パターンaを選択し、かつ前記DCバイアス供給部の正の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力と前記固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記配線パターンbを選択し、かつ前記DCバイアス供給部の負の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力と前記固定電極を接続する配線パターンBとを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの固定電極と振動膜との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する。このDCバイアス電圧を供給するDCバイアス供給部は出力端子の結線方法によって正または負のDCバイアスを供給する電源である。一般に、このような直流電源の出力端子は正極、負極、グランドの3つの端子がある。正のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの正の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの負とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。逆に負のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの負の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの正とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。そして、静電型トランスデューサの駆動時は、例えば、配線パターンAを選択する。この配線パターンAでは、DCバイアス供給部から正のDCバイアスを供給するようにし、このDCバイアス供給部の正の出力を振動膜と接続し、また信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する。そして静電型トランスデューサの駆動終了時には、配線パターンBを選択する。この配線パターンBでは、DCバイアス供給部から負のDCバイアスを供給するようにし、このDCバイアス供給部の負の出力を振動膜と接続し、また信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device according to the present invention includes a signal wave generating unit that generates a signal wave, a signal wave amplitude adjusting unit that adjusts the amplitude of the signal wave, and three output terminals of positive, negative, and ground. A DC bias supply unit that arbitrarily selects and supplies a positive or negative DC bias according to the connection method of the three output terminals, a bias voltage adjustment unit that adjusts the output voltage of the DC bias, and the DC bias A switch unit for switching the wiring of the three output terminals of the supply unit to a wiring pattern a for short-circuiting the negative and the ground, a wiring pattern b for short-circuiting the positive and the ground, and a power switch unit for switching on / off the power of the device The wiring pattern a is selected in the switch unit according to the state of the power switch unit, and the positive output of the DC bias supply unit is connected to the diaphragm. And, the wiring pattern A that connects the output of the signal wave amplitude adjusting unit and the fixed electrode, the wiring pattern b is selected in the switch unit, and the negative output of the DC bias supply unit is connected to the diaphragm And control for switching the output of the signal wave amplitude adjustment unit and the wiring pattern B connecting the fixed electrode, and a control unit for controlling adjustment of the output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjustment unit, It is characterized by providing.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed is applied between the fixed electrode of the electrostatic transducer and the vibrating membrane. The DC bias supply unit that supplies the DC bias voltage is a power source that supplies a positive or negative DC bias according to a method of connecting output terminals. In general, there are three output terminals of such a DC power source: a positive electrode, a negative electrode, and a ground. When a positive DC bias is to be supplied, the DC bias positive output terminal is connected to one end of the load, and the DC bias negative and ground terminals are both connected to the other terminal of the load. Conversely, when it is desired to supply a negative DC bias, the negative output terminal of the DC bias is connected to one end of the load, and both the positive and ground terminals of the DC bias are connected to the other terminal of the load. Then, when driving the electrostatic transducer, for example, the wiring pattern A is selected. In this wiring pattern A, a positive DC bias is supplied from the DC bias supply unit, the positive output of the DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit is connected to the fixed electrode. To do. At the end of driving of the electrostatic transducer, the wiring pattern B is selected. In this wiring pattern B, a negative DC bias is supplied from the DC bias supply unit, the negative output of the DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit is connected to the fixed electrode. To do.
Thereby, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film of the vibration film, and the residual polarization of the dielectric film is canceled (0 or To a value close to 0). For this reason, even when the pull-type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンAを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、DCバイアス供給部の正の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力と固定電極を接続する配線パターンAを備える。また、DCバイアス供給部の負の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力と固定電極を接続する配線パターンBを備える。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBを選択する。または、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンBを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンAを選択する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
Also, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B when the electrostatic transducer is driven, so that the residual polarization is selected. Or the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven to erase the residual polarization. It is characterized by that.
The electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration includes the wiring pattern A that connects the positive output of the DC bias supply unit to the vibrating membrane and connects the output of the signal wave amplitude adjusting unit and the fixed electrode. . Further, a wiring pattern B is provided that connects the negative output of the DC bias supply unit to the vibrating membrane and connects the output of the signal wave amplitude adjusting unit and the fixed electrode. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部と、正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、前記第1のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第1のバイアス電圧調整部と、負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部と、前記第2のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第2のバイアス電圧調整部と、前記第1のDCバイアス供給部または第2のDCバイアス供給部のいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記第1のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力を前記固定電極と接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記第2のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力を前記固定電極と接続する配線パターンBとを選択する制御と、前記第1のバイアス電圧調整部および第2のバイアス電圧調整部における前記第1のDCバイアス供給部および第2のDCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの固定電極と振動膜との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する。このDCバイアス電圧を供給するDCバイアス供給部は正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部とを有している。そして、静電型トランスデューサの駆動時は、配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時には配線パターンBを選択する。この配線パターンAでは、第1のDCバイアス供給部(正極性出力)を選択し、この第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する。また、配線パターンBでは、第2のDCバイアス供給部(負極性出力)を選択し、この第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device according to the present invention includes a signal wave generating unit that generates a signal wave, a signal wave amplitude adjusting unit that adjusts the amplitude of the signal wave, and a first DC bias that supplies a positive DC bias. A DC bias supply unit; a first bias voltage adjustment unit that adjusts an output voltage of the first DC bias supply unit; a second DC bias supply unit that supplies a negative DC bias; and the second DC bias A second bias voltage adjusting unit that adjusts an output voltage of the bias supply unit; a switch unit that selects one of the output terminals of the first DC bias supply unit and the second DC bias supply unit; According to the state of the power switch unit that switches power on and off, and the state of the power switch unit, the switch unit selects the output terminal of the first DC bias supply unit, and the selected first A wiring pattern A for connecting the output of the C bias supply unit to the diaphragm and the output of the signal wave amplitude adjustment unit to the fixed electrode, and an output terminal of the second DC bias supply unit in the switch unit Selecting and selecting the wiring pattern B that connects the output of the selected second DC bias supply unit to the vibrating membrane and connects the output of the signal wave amplitude adjustment unit to the fixed electrode; A control unit that controls adjustment of output voltages of the first DC bias supply unit and the second DC bias supply unit in the first bias voltage adjustment unit and the second bias voltage adjustment unit. .
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed is applied between the fixed electrode of the electrostatic transducer and the vibrating membrane. The DC bias supply unit that supplies the DC bias voltage includes a first DC bias supply unit that supplies a positive DC bias, and a second DC bias supply unit that supplies a negative DC bias. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. In the wiring pattern A, the first DC bias supply unit (positive output) is selected, the output of the first DC bias supply unit is connected to the vibrating membrane, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit is used as the fixed electrode. Connect with. In the wiring pattern B, the second DC bias supply unit (negative output) is selected, the output of the second DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit is fixed. Connect with electrodes.
Thereby, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film of the vibration film, and the residual polarization of the dielectric film is canceled (0 or To a value close to 0). For this reason, even when the pull-type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンAを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、第1のDCバイアス供給部(正極性出力)の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する配線パターンAを備える。また、第2のDCバイアス供給部(負極性出力)の出力を振動膜と接続し、かつ信号波振幅調整部の出力を固定電極と接続する配線パターンBを備える。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBを選択する。または、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンBを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンAを選択する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
Also, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B when the electrostatic transducer is driven, so that the residual polarization is selected. Or the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven to erase the residual polarization. It is characterized by that.
In the electrostatic transducer control device of the present invention configured as described above, the output of the first DC bias supply unit (positive output) is connected to the vibrating membrane, and the output of the signal wave amplitude adjusting unit is connected to the fixed electrode. The wiring pattern A is provided. In addition, a wiring pattern B is provided that connects the output of the second DC bias supply unit (negative output) to the vibrating membrane and connects the output of the signal wave amplitude adjustment unit to the fixed electrode. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記信号波発生部により生成される信号波が、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波であり、前記静電型トランスデューサが超音波を放射する静電型超音波トランスデューサであること、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波で駆動される静電型超音波トランスデューサにおいて、誘電体膜に生じる残留分極をキャンセルできるようにする。
これにより、プル型の静電型超音波トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
In the electrostatic transducer control device according to the present invention, the signal wave generated by the signal wave generator is a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band, The electrostatic transducer is an electrostatic ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, the dielectric film is an electrostatic ultrasonic transducer driven by a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in the ultrasonic frequency band with a signal wave in the audible frequency band. It is possible to cancel the residual polarization generated in
As a result, even when the pull-type electrostatic ultrasonic transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、電極膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで挟んで構成される振動膜と、前記第1の誘電体膜の面側に配置される第1の固定電極と、前記第2の誘電体膜の面側に配置される第2の固定電極とを備え、前記第1の固定電極と前記第2の固定電極と前記振動膜の間に電圧を印加して、前記第1の固定電極と前記振動膜との間、および前記第2の固定電極と前記振動膜との間に静電力を発生させるように構成された静電型トランスデューサの制御装置であって、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手段と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、振動膜の両面側に固定電極が配置されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、静電型トランスデューサの駆動時に振動膜と固定電極との間にDCバイアスを印加するため、振動膜の誘電体膜に残留分極が生じる。このため、この残留分極を打ち消すためのDCバイアス電圧を、静電型トランスデューサの駆動終了時に供給する。
これにより、プッシュプル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device according to the present invention includes a vibration film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film, and a surface of the first dielectric film. A first fixed electrode disposed on a side of the second dielectric film, and a second fixed electrode disposed on a surface side of the second dielectric film, wherein the first fixed electrode, the second fixed electrode, A voltage is applied between the vibrating membranes to generate an electrostatic force between the first fixed electrode and the vibrating membrane and between the second fixed electrode and the vibrating membrane. An electrostatic transducer control device that applies a first signal wave superimposed on a DC bias voltage between the vibrating membrane and the first fixed electrode when the electrostatic transducer is driven. And a DC bias voltage superimposed between the vibrating membrane and the second fixed electrode. In order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer and the means for applying the second signal wave whose phase is inverted from the signal wave of 1 Applying a DC bias voltage for eliminating residual polarization of the dielectric film between the vibrating film and the first fixed electrode and between the vibrating film and the second fixed electrode; It is characterized by providing.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, in the push-pull type electrostatic transducer in which the fixed electrodes are arranged on both sides of the vibration membrane, the vibration membrane and the fixed electrode are driven when the electrostatic transducer is driven. Since a DC bias is applied between the two, a residual polarization occurs in the dielectric film of the vibration film. For this reason, a DC bias voltage for canceling this residual polarization is supplied at the end of driving of the electrostatic transducer.
As a result, even when the push-pull type electric transducer is driven at the maximum or near input / output value, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions at the next and subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部と、前記DCバイアス供給部の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンA1と、前記信号波出力Aと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンA2と、前記信号波出力Aと前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記第1の固定電極を接続する配線パターンBと、前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記第2の固定電極を接続する配線パターンCとを切替えるスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記スイッチ部において前記配線パターンA1、A2、BおよびCを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの駆動時において、振動膜にDCバイアス電圧を印加し、振動膜の両面側に配置された第1の固定電極および第2の固定電極に対し、互いに位相が反転した信号波を印加する。また、スイッチ部は、振動膜と第1の固定電極と第2の固定電極に電圧(DCバイアスおよび信号波)を印加するための配線パターンとして、配線パターンA1と、配線パターンA2と、配線パターンBと、配線パターンCとを切り替え可能に構成されている。配線パターンA1は、信号波出力Aと第1の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと第2の固定電板を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンである。配線パターンA2は、信号波出力Aと第2の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと第1の固定電極を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンである。配線パターンBは、信号波出力Aと静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ信号波出力Bと第2の固定極板を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と第1の固定電極を接続する線パターンである。配線パターンCは、信号波出力Aと第1の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と第2の固定電極を接続する配線パターンである。そして、スイッチ部では、配線パターンA1、B、Cの3つ、または配線パターンA2、B、Cの3つを選択できるようにする。そして、例えば、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンA1を選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に、配線パターンBを最初に選択し、続いて配線パターンCを選択する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜(2つの誘電体膜)に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プッシュプル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device of the present invention generates a signal wave generation unit that generates a signal wave and a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave based on the output signal of the signal wave generation unit. And a signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts the amplitude of the output of the signal wave generating unit and the output signal of the phase inverting unit and outputs the respective signals as a signal wave output A and a signal wave output B, A DC bias supply unit that supplies a positive or negative DC bias, a bias voltage adjustment unit that adjusts an output voltage of the DC bias supply unit, the signal wave output A, and the first fixed electrode A wiring pattern A1 that connects the signal wave output B and the second fixed electrode, and connects the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer, and the signal wave output A And the second fixed electrode, the signal wave output B and the first fixed electrode are connected, and the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer are connected. A2, the signal wave output A and the vibrating membrane of the electrostatic transducer are connected, the signal wave output B and the second fixed electrode are connected, and the output of the DC bias supply unit and the first A wiring pattern B for connecting a fixed electrode, a signal wave output A and the first fixed electrode, a signal wave output B and a vibration film of the electrostatic transducer, and the DC bias. A switch unit that switches between an output of the supply unit and a wiring pattern C that connects the second fixed electrode; a power switch unit that switches on and off the power of the apparatus; and A control of switching the over emissions A1, A2, B and C, characterized in that it comprises a control unit for controlling the adjustment of the DC bias supply unit of the output voltage at the bias voltage adjusting unit.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, when the electrostatic transducer is driven, a DC bias voltage is applied to the vibrating membrane, and the first fixed electrode disposed on both sides of the vibrating membrane and Signal waves whose phases are inverted from each other are applied to the second fixed electrode. The switch unit includes a wiring pattern A1, a wiring pattern A2, and a wiring pattern as wiring patterns for applying a voltage (DC bias and signal wave) to the vibration film, the first fixed electrode, and the second fixed electrode. B and wiring pattern C can be switched. The wiring pattern A1 connects the signal wave output A and the first fixed electrode, connects the signal wave output B and the second fixed electric plate, and outputs the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer. Is a wiring pattern for connecting the two. The wiring pattern A2 connects the signal wave output A and the second fixed electrode, connects the signal wave output B and the first fixed electrode, and connects the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer. This is a wiring pattern to be connected. The wiring pattern B connects the signal wave output A and the diaphragm of the electrostatic transducer, connects the signal wave output B and the second fixed electrode plate, and outputs the DC bias supply unit and the first fixed electrode. Is a line pattern for connecting. The wiring pattern C connects the signal wave output A and the first fixed electrode, connects the signal wave output B and the vibration film of the electrostatic transducer, and connects the output of the DC bias supply unit and the second fixed electrode. This is a wiring pattern to be connected. In the switch portion, three wiring patterns A1, B, and C or three wiring patterns A2, B, and C can be selected. Then, for example, the wiring pattern A1 is selected when the electrostatic transducer is driven, the wiring pattern B is first selected, and then the wiring pattern C is selected when the electrostatic transducer is driven.
As a result, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film (two dielectric films) of the vibration film, and the dielectric film remains. Polarization can be canceled (or returned to 0 or a value close to 0). For this reason, even when the push-pull type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close thereto, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンA1を選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBと前記配線パターンCとを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンA2を選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBと前記配線パターンCとを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、配線パターンA1と、配線パターンA2と、配線パターンBと、配線パターンCとを切り替え可能に構成されている。配線パターンA1は、信号波出力Aと第1の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと第2の固定電板を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンである。配線パターンA2は、信号波出力Aと第2の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと第1の固定電極を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンである。配線パターンBは、信号波出力Aと静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ信号波出力Bと第2の固定極板を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と第1の固定電極を接続する線パターンである。配線パターンCは、信号波出力Aと第1の固定電極を接続し、かつ信号波出力Bと静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつDCバイアス供給部の出力と第2の固定電極を接続する配線パターンである。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンA1を選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBと配線パターンCとを選択して残留分極を消去する。または、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンA2を選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBと配線パターンCとを選択して残留分極を消去する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
In addition, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A1 when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B and the wiring pattern C when the electrostatic transducer is driven. Select to erase the remanent polarization, or select the wiring pattern A2 when the electrostatic transducer is driven, and select the wiring pattern B and the wiring pattern C when the electrostatic transducer is driven The remnant polarization is erased.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, the wiring pattern A1, the wiring pattern A2, the wiring pattern B, and the wiring pattern C can be switched. The wiring pattern A1 connects the signal wave output A and the first fixed electrode, connects the signal wave output B and the second fixed electric plate, and outputs the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer. Is a wiring pattern for connecting the two. The wiring pattern A2 connects the signal wave output A and the second fixed electrode, connects the signal wave output B and the first fixed electrode, and connects the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer. This is a wiring pattern to be connected. The wiring pattern B connects the signal wave output A and the diaphragm of the electrostatic transducer, connects the signal wave output B and the second fixed electrode plate, and outputs the DC bias supply unit and the first fixed electrode. Is a line pattern for connecting. The wiring pattern C connects the signal wave output A and the first fixed electrode, connects the signal wave output B and the vibration film of the electrostatic transducer, and connects the output of the DC bias supply unit and the second fixed electrode. This is a wiring pattern to be connected. Then, the wiring pattern A1 is selected at the time of driving the electrostatic transducer, and the wiring pattern B and the wiring pattern C are selected at the end of driving of the electrostatic transducer to eliminate the residual polarization. Alternatively, the wiring pattern A2 is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B and the wiring pattern C are selected when the driving of the electrostatic transducer is finished to eliminate the residual polarization.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、正、負およびグランドの三つの出力端子を持ち、前記三つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部と、前記DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、前記DCバイアス供給部の三つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンaと、正とグランドを短絡する配線パターンbに切替えるスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記配線パターンaを選択する共に前記DCバイアス供給部の正の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記配線パターンbを選択すると共に前記DCバイアス供給部の負の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンBとを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの駆動時において、振動膜にDCバイアス電圧を印加し、振動膜の両面側に配置された第1の固定電極と第2の固定電極に対し、互いに位相が反転した信号波を印加する。このDCバイアス電圧を供給するDCバイアス供給部は出力端子の結線方法によって正または負のDCバイアスを供給する電源である。一般に、このような直流電源の出力端子は正極、負極、グランドの3つの端子がある。正のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの正の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの負とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。逆に負のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの負の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの正とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。そして、静電型トランスデューサの駆動時は、例えば、配線パターンAを選択する。この配線パターンAでは、DCバイアス供給部から正のDCバイアスを供給するようにし、このDCバイアス供給部の正の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する。そして静電型トランスデューサの駆動終了時には、配線パターンBを選択する。この配線パターンBでは、DCバイアス供給部から負のDCバイアスを供給するようにし、このDCバイアス供給部の負の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プッシュプル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device of the present invention generates a signal wave generation unit that generates a signal wave and a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave based on the output signal of the signal wave generation unit. And a signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts the amplitude of the output of the signal wave generating unit and the output signal of the phase inverting unit and outputs the respective signals as a signal wave output A and a signal wave output B, A DC bias supply unit having three output terminals of positive, negative, and ground, and selectively supplying positive or negative DC bias according to a method of connecting the three output terminals, and an output voltage of the DC bias A switch for switching the wiring of the three output terminals of the bias voltage adjusting unit to be adjusted and the DC bias supply unit to a wiring pattern a that short-circuits the negative and ground and a wiring pattern b that short-circuits the positive and ground. Unit, a power switch unit for switching on / off the power of the device, and selecting the wiring pattern a in the switch unit according to the state of the power switch unit and the positive output of the DC bias supply unit and the A wiring pattern A for connecting a vibration film, connecting the signal wave output A and the first fixed electrode, and connecting the signal wave output B and the second fixed electrode; and the wiring pattern in the switch section. b is selected, the negative output of the DC bias supply unit is connected to the diaphragm, the signal wave output A is connected to the first fixed electrode, and the signal wave output B is connected to the second fixed electrode. A control unit that switches between the wiring patterns B that connect the electrodes, and a control unit that controls adjustment of the output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjustment unit. And butterflies.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, when the electrostatic transducer is driven, a DC bias voltage is applied to the vibrating membrane, and the first fixed electrode disposed on both sides of the vibrating membrane Signal waves whose phases are inverted from each other are applied to the second fixed electrode. The DC bias supply unit that supplies the DC bias voltage is a power source that supplies a positive or negative DC bias according to a method of connecting output terminals. In general, there are three output terminals of such a DC power source: a positive electrode, a negative electrode, and a ground. When a positive DC bias is to be supplied, the DC bias positive output terminal is connected to one end of the load, and the DC bias negative and ground terminals are both connected to the other terminal of the load. Conversely, when it is desired to supply a negative DC bias, the negative output terminal of the DC bias is connected to one end of the load, and both the positive and ground terminals of the DC bias are connected to the other terminal of the load. Then, when driving the electrostatic transducer, for example, the wiring pattern A is selected. In this wiring pattern A, a positive DC bias is supplied from the DC bias supply unit, the positive output of the DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected. At the same time, the signal wave output B and the second fixed electrode are connected. At the end of driving of the electrostatic transducer, the wiring pattern B is selected. In this wiring pattern B, a negative DC bias is supplied from the DC bias supply unit, the negative output of the DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected. In addition, the signal wave output B and the second fixed electrode are connected.
Thereby, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film of the vibration film, and the residual polarization of the dielectric film is canceled (0 or To a value close to 0). For this reason, even when the push-pull type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close thereto, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンAを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、DCバイアス供給部の正の出力端子を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する配線パターンAを備える。また、DCバイアス供給部の負の出力端子を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する配線パターンBを備える。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して残留分極を消去する。または、静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBと前記配線パターンCとを選択して残留分極を消去する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
Also, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B when the electrostatic transducer is driven, so that the residual polarization is selected. Or the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven to erase the residual polarization. It is characterized by that.
In the electrostatic transducer control device of the present invention configured as described above, the positive output terminal of the DC bias supply unit is connected to the vibrating membrane, the signal wave output A and the first fixed electrode are connected, and the signal wave output A wiring pattern A for connecting B and the second fixed electrode is provided. Further, a wiring pattern B for connecting the negative output terminal of the DC bias supply unit to the vibrating membrane, connecting the signal wave output A and the first fixed electrode, and connecting the signal wave output B and the second fixed electrode is provided. Prepare. Then, the wiring pattern A is selected at the time of driving the electrostatic transducer, and the wiring pattern B is selected at the end of the driving of the electrostatic transducer to eliminate the residual polarization. Alternatively, the wiring pattern B is selected at the time of driving the electrostatic transducer, and the wiring pattern B and the wiring pattern C are selected at the end of driving of the electrostatic transducer to eliminate residual polarization.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部と、前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、前記第1のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第1のバイアス電圧調整部と、負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部と、前記第2のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第2のバイアス電圧調整部と、前記第1のDCバイアス供給部または第2のDCバイアス供給部のいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記第1のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波出力Aを前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記第2のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波出力Aを前記第1の固定電極と接続すると共に前記信号波出力Bを前記第2の固定電極と接続する配線パターンBとを選択する制御と、前記第1のバイアス電圧調整部および第2のバイアス電圧調整部における前記第1のDCバイアス供給部および第2のDCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの駆動時において、振動膜にDCバイアス電圧を印加し、振動膜の両面側に配置された第1の固定電極および第2の固定電極に対し、互いに位相が反転した信号波を印加する。このDCバイアス電圧を供給するDCバイアス供給部は正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部とを有している。そして、静電型トランスデューサの駆動時は、配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時には配線パターンBを選択する。この配線パターンAでは、第1のDCバイアス供給部(正極性出力)を選択し、第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する。また、配線パターンBでは、第2のDCバイアス供給部(負極性出力)を選択し、第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動終了時に、振動膜の誘電体膜に対し、駆動時とは逆極性のDCバイアス電圧を印加することができ、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。このため、プッシュプル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control device of the present invention generates a signal wave generation unit that generates a signal wave and a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave based on the output signal of the signal wave generation unit. And a signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts the amplitude of the output of the signal wave generating unit and the output signal of the phase inverting unit and outputs the respective signals as a signal wave output A and a signal wave output B, A first DC bias supply unit that supplies a positive DC bias; a first bias voltage adjustment unit that adjusts an output voltage of the first DC bias supply unit; and a second DC bias supply unit that supplies a negative DC bias A DC bias supply unit; a second bias voltage adjustment unit that adjusts an output voltage of the second DC bias supply unit; and one of the first DC bias supply unit and the second DC bias supply unit. Output terminal A switch unit for selecting, a power switch unit for switching on / off of the power of the device, and an output terminal of the first DC bias supply unit in the switch unit according to the state of the power switch unit; and The output of the selected first DC bias supply unit is connected to the diaphragm, and the signal wave output A is connected to the first fixed electrode, and the signal wave output B and the second fixed electrode are connected. The output terminal of the second DC bias supply unit is selected in the wiring pattern A and the switch unit, the output of the selected second DC bias supply unit is connected to the vibrating membrane, and the signal wave output A is Control for selecting a wiring pattern B that is connected to the first fixed electrode and connects the signal wave output B to the second fixed electrode, and the first bias voltage adjusting unit and the second bias voltage adjusting unit. Characterized in that it comprises a control unit for controlling the adjustment of the first DC bias supply unit and the second DC bias supply unit of the output voltage at the voltage adjusting unit.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, when the electrostatic transducer is driven, a DC bias voltage is applied to the vibrating membrane, and the first fixed electrode disposed on both sides of the vibrating membrane and Signal waves whose phases are inverted from each other are applied to the second fixed electrode. The DC bias supply unit that supplies the DC bias voltage includes a first DC bias supply unit that supplies a positive DC bias, and a second DC bias supply unit that supplies a negative DC bias. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. In this wiring pattern A, the first DC bias supply unit (positive output) is selected, the output of the first DC bias supply unit is connected to the vibrating membrane, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected. The signal wave output B and the second fixed electrode are connected together with the connection. In the wiring pattern B, the second DC bias supply unit (negative output) is selected, the output of the second DC bias supply unit is connected to the vibration film, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected. And the signal wave output B and the second fixed electrode are connected.
Thereby, at the end of driving of the electrostatic transducer, a DC bias voltage having a polarity opposite to that at the time of driving can be applied to the dielectric film of the vibration film, and the residual polarization of the dielectric film is canceled (0 or To a value close to 0). For this reason, even when the push-pull type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close thereto, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンAを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、第1のDCバイアス供給部(正極性出力)の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する配線パターンAを備える。また、第2のDCバイアス供給部(負極性出力)の出力を振動膜と接続し、かつ信号波出力Aと第1の固定電極を接続すると共に信号波出力Bと第2の固定電極を接続する配線パターンBを備える。そして、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンAを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンBを選択する。または、静電型トランスデューサの駆動時に配線パターンBを選択し、静電型トランスデューサの駆動終了時に配線パターンAを選択する。
これにより、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンと駆動終了時の配線パターンとの組み合わせを、2通りから選択できるようになると共に、誘電体膜の残留分極をキャンセル(0または、0に近い値に戻す)ことができる。
Also, the electrostatic transducer control device of the present invention selects the wiring pattern A when the electrostatic transducer is driven, and selects the wiring pattern B when the electrostatic transducer is driven, so that the residual polarization is selected. Or the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven to erase the residual polarization. It is characterized by that.
In the electrostatic transducer control device of the present invention configured as described above, the output of the first DC bias supply unit (positive output) is connected to the vibrating membrane, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected. And a wiring pattern A for connecting the signal wave output B and the second fixed electrode. In addition, the output of the second DC bias supply unit (negative output) is connected to the vibrating membrane, and the signal wave output A and the first fixed electrode are connected, and the signal wave output B and the second fixed electrode are connected. Wiring pattern B to be provided. The wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven. Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven, and the wiring pattern A is selected when the electrostatic transducer is driven.
As a result, the combination of the wiring pattern at the time of driving the electrostatic transducer and the wiring pattern at the end of driving can be selected from two types, and the residual polarization of the dielectric film can be canceled (0 or close to 0). Value).
また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、前記信号波発生部により生成される信号波が、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波であり、前記静電型トランスデューサが超音波を放射する静電型超音波トランスデューサであること、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波で駆動されるプッシュプル型の静電型超音波トランスデューサにおいて、誘電体膜に生じる残留分極をキャンセルできるようにする。
これにより、プッシュプル型の静電型超音波トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
In the electrostatic transducer control device according to the present invention, the signal wave generated by the signal wave generator is a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band, The electrostatic transducer is an electrostatic ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves.
In the electrostatic transducer control device of the present invention having the above-described configuration, in a push-pull electrostatic ultrasonic transducer driven by a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band. The residual polarization generated in the dielectric film can be canceled.
As a result, even when the push-pull type electrostatic ultrasonic transducer is driven at the maximum or an input / output value close thereto, an equivalent output characteristic can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御方法は、誘電体膜上に電極膜が形成された振動膜と、前記振動膜の誘電体膜の面側に配置される固定電極とを備え、前記固定電極と前記振動膜との間に電圧を印加して、前記固定電極と前記振動膜との間に静電力を発生させるように構成された静電型トランスデューサの制御方法であって、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手順と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手順と、を含むことを特徴とする。
上記手順を含む本発明の静電型トランスデューサの制御方法では、振動膜の一方の面側に固定電極が配置されるプル型の静電型トランスデューサにおいて、静電型トランスデューサの駆動時に振動膜と固定電極との間にDCバイアスを印加するため、振動膜の誘電体膜に残留分極が生じる。このため、この残留分極を打ち消すためのDCバイアス電圧を、静電型トランスデューサの駆動終了時に印加する。
これにより、プル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an electrostatic transducer, comprising: a vibration film having an electrode film formed on a dielectric film; and a fixed electrode disposed on a surface side of the dielectric film of the vibration film, A method for controlling an electrostatic transducer configured to generate an electrostatic force between a fixed electrode and the diaphragm by applying a voltage between the fixed electrode and the diaphragm. By applying a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode when driving the electric transducer, and by applying the DC bias voltage at the end of driving the electrostatic transducer Applying a DC bias voltage for erasing the residual polarization between the vibration film and the fixed electrode in order to cancel the generated residual polarization of the dielectric film.
In the electrostatic transducer control method of the present invention including the above procedure, in the pull-type electrostatic transducer in which the fixed electrode is disposed on one surface side of the vibration membrane, the vibration membrane is fixed when the electrostatic transducer is driven. Since a DC bias is applied between the electrodes, remanent polarization occurs in the dielectric film of the vibration film. For this reason, a DC bias voltage for canceling this residual polarization is applied at the end of driving of the electrostatic transducer.
As a result, even when the pull-type electric transducer is driven at the maximum or an input / output value close to it, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the subsequent driving.
また、本発明の静電型トランスデューサの制御方法は、電極膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで挟んで構成される振動膜と、前記第1の誘電体膜の面側に配置される第1の固定電極、前記第2の誘電体膜の面側に配置される第2の固定電極とを備え、前記第1の固定電極と前記第2の固定電極と前記振動膜の間に電圧を印加して、前記第1の固定電極と前記振動膜との間、および前記第2の固定電極と前記振動膜との間に静電力を発生させるように構成された静電型トランスデューサの制御方法であって、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手順と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手順と、を含むことを特徴とする。
上記手順を含む本発明の静電型トランスデューサの制御方法では、振動膜の両面側に固定電極が配置されるプッシュプル型の静電型トランスデューサにおいて、静電型トランスデューサの駆動時に振動膜と固定電極との間にDCバイアスを印加するため、振動膜の誘電体膜に残留分極が生じる。このため、この残留分極を打ち消すためのDCバイアス電圧を、静電型トランスデューサの駆動終了時に印加する。
これにより、プッシュプル型の電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。
The electrostatic transducer control method of the present invention includes a vibrating film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film, and a surface of the first dielectric film. A first fixed electrode disposed on a side of the second dielectric film, and a second fixed electrode disposed on a surface side of the second dielectric film, the first fixed electrode, the second fixed electrode, and the vibration An electrostatic force is configured to generate an electrostatic force between the first fixed electrode and the vibrating membrane and between the second fixed electrode and the vibrating membrane by applying a voltage between the membranes. A method for controlling an electric transducer, wherein a first signal wave is applied to a DC bias voltage superimposed between the vibrating membrane and the first fixed electrode when the electrostatic transducer is driven. , And superimposed on a DC bias voltage between the vibrating membrane and the second fixed electrode. In order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer and the procedure of applying the second signal wave whose phase is inverted from the signal wave of Applying a DC bias voltage for eliminating residual polarization of the dielectric film between the vibrating film and the first fixed electrode and between the vibrating film and the second fixed electrode; It is characterized by including.
In the method for controlling an electrostatic transducer according to the present invention including the above procedure, in the push-pull electrostatic transducer in which fixed electrodes are arranged on both sides of the vibrating membrane, the vibrating membrane and the fixed electrode are driven when the electrostatic transducer is driven. Since a DC bias is applied between the two, a residual polarization occurs in the dielectric film of the vibration film. For this reason, a DC bias voltage for canceling this residual polarization is applied at the end of driving of the electrostatic transducer.
As a result, even when the push-pull type electric transducer is driven at the maximum or near input / output value, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions at the next and subsequent driving.
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信号発生源から出力される信号波により超音波周波数帯の搬送波を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカであって、静電型トランスデューサは、誘電体膜上に電極膜が形成された振動膜と、前記振動膜の誘電体膜の面側に配置される固定電極と、を備え、前記静電型トランスデューサの制御装置には、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手段と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の超音波スピーカでは、可聴周波数帯の信号波により超音波周波数帯のキャリア波(搬送波)を変調し、該変調波によりプル型の静電型トランスデューサを駆動する超音波スピーカにおいて、本発明の静電型トランスデューサの制御装置を使用する。この静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの駆動時に生じる誘電体膜の残留分極を打ち消すために、静電型トランスデューサの駆動終了時に、残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する。
これにより、プル型の電型トランスデューサを使用した超音波スピーカにおいて、最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。このため、プル型の静電型トランスデューサを使用した超音波スピーカにおいて、高効率で振動膜を振動させることができるので、高い音圧が得られる。このため、パラメトリックアレイ効果を得るのに十分な音圧レベルの音響信号を発生することができる超音波スピーカを実現できる。
The ultrasonic speaker according to the present invention modulates a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave output from a signal generation source that generates a signal wave in an audible frequency band, and drives an electrostatic transducer with the modulated wave. An ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band, and an electrostatic transducer includes a vibration film in which an electrode film is formed on a dielectric film, and a surface of the vibration film on the surface of the dielectric film. A DC bias in which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode when the electrostatic transducer is driven. Means for applying a voltage, and at the end of driving of the electrostatic transducer, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage, the vibrating membrane and the fixed Characterized in that it comprises, means for applying a DC bias voltage for the residual polarization canceling between the poles.
In the ultrasonic speaker of the present invention configured as described above, an ultrasonic speaker that modulates a carrier wave (carrier wave) in the ultrasonic frequency band with a signal wave in the audible frequency band and drives a pull-type electrostatic transducer with the modulated wave. The apparatus for controlling an electrostatic transducer according to the present invention is used. In this electrostatic transducer control device, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film that occurs when the electrostatic transducer is driven, a DC bias voltage for residual polarization elimination is applied at the end of the driving of the electrostatic transducer.
Accordingly, even when an ultrasonic speaker using a pull-type electric transducer is driven at the maximum or near input / output value, an equivalent output characteristic can be obtained under the same driving condition at the next and subsequent driving. For this reason, in an ultrasonic speaker using a pull-type electrostatic transducer, the vibrating membrane can be vibrated with high efficiency, so that a high sound pressure can be obtained. Therefore, it is possible to realize an ultrasonic speaker that can generate an acoustic signal having a sound pressure level sufficient to obtain the parametric array effect.
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信号源から出力される信号波により超音波周波数帯の搬送波を変調し、該変調波により静電型トランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカであって、静電型トランスデューサは、電極膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで挟んで構成される振動膜と、前記第1の誘電体膜の面側に配置される第1の固定電極と、前記第2の誘電体膜の面側に配置される第2の固定電極と、を備え、前記静電型トランスデューサの制御装置には、前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手段と、静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の超音波スピーカでは、可聴周波数帯の信号波により超音波周波数帯のキャリア波(搬送波)を変調し、該変調波によりプッシュプル型の静電型トランスデューサを駆動する超音波スピーカにおいて、本発明の静電型トランスデューサの制御装置を使用する。この静電型トランスデューサの制御装置では、静電型トランスデューサの駆動時に生じる誘電体膜の残留分極を打ち消すために、静電型トランスデューサの駆動終了時に、残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する。
これにより、プッシュプル型の電型トランスデューサを使用した超音波スピーカにおいて、最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることができる。このため、プッシュプル型の静電型トランスデューサを使用した超音波スピーカにおいて、高効率で振動膜を振動させることができるので、高い音圧が得られる。このため、パラメトリックアレイ効果を得るのに十分な音圧レベルの音響信号を発生することができる超音波スピーカを実現できる。
The ultrasonic speaker according to the present invention modulates a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in an audible frequency band, and drives an electrostatic transducer with the modulated wave. An ultrasonic speaker that reproduces a signal sound in an audible frequency band, wherein the electrostatic transducer includes a vibration film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film; A first fixed electrode disposed on the surface side of the first dielectric film; and a second fixed electrode disposed on the surface side of the second dielectric film; and the electrostatic transducer When the electrostatic transducer is driven, the control device applies a first signal wave superimposed on a DC bias voltage between the vibrating membrane and the first fixed electrode, and the vibrating membrane Between the first fixed electrode and the second fixed electrode Means for applying a second signal wave having a phase inverted from that of the first signal wave superimposed on the bias voltage, and the dielectric generated by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer In order to cancel the residual polarization of the film, a DC for eliminating residual polarization of the dielectric film is provided between the vibration film and the first fixed electrode and between the vibration film and the second fixed electrode. Means for applying a bias voltage.
In the ultrasonic speaker of the present invention having the above-described configuration, an ultrasonic wave that modulates a carrier wave (carrier wave) in the ultrasonic frequency band with a signal wave in the audible frequency band and drives a push-pull electrostatic transducer with the modulated wave. In the speaker, the electrostatic transducer control device of the present invention is used. In this electrostatic transducer control device, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film that occurs when the electrostatic transducer is driven, a DC bias voltage for residual polarization elimination is applied at the end of the driving of the electrostatic transducer.
As a result, even when an ultrasonic speaker using a push-pull type electric transducer is driven at the maximum or near input / output value, the same output characteristics can be obtained under the same driving conditions during the next and subsequent driving. . For this reason, in an ultrasonic speaker using a push-pull type electrostatic transducer, the vibrating membrane can be vibrated with high efficiency, so that a high sound pressure can be obtained. Therefore, it is possible to realize an ultrasonic speaker that can generate an acoustic signal having a sound pressure level sufficient to obtain the parametric array effect.
静電型トランスデューサを駆動する際には、振動膜にDCバイアス電圧を印加するため、振動膜の誘電体膜に残留分極が生じる。この残留分極の大きさは、誘電体の種類(誘電率、膜厚等)により決まる。本発明の静電型トランスデューサの制御装置では、誘電体膜の残留分極を、0(ゼロ)またはそれに近い値にするために必要なDCバイアス電圧を、静電型トランスデューサの駆動終了時に印加するように構成される。また、本発明の静電型トランスデューサの制御装置は、プル型の静電型トランスデューサ、およびプッシュプル型の静電型トランスデューサに対して適用するように構成される。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
When the electrostatic transducer is driven, since a DC bias voltage is applied to the vibration film, residual polarization occurs in the dielectric film of the vibration film. The magnitude of this remanent polarization is determined by the type of dielectric (dielectric constant, film thickness, etc.). In the electrostatic transducer control device of the present invention, a DC bias voltage necessary for setting the residual polarization of the dielectric film to 0 (zero) or a value close thereto is applied at the end of driving of the electrostatic transducer. Configured. The electrostatic transducer control device of the present invention is configured to be applied to a pull-type electrostatic transducer and a push-pull electrostatic transducer.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[プル型とプッシュプル型の静電型トランスデューサについての説明]
上述したように静電型トランスデューサは、最大またはそれに近い出力値で駆動した場合、次回以降の駆動時に同等の出力特性を得るためには、より大きなDCバイアスが必要になるという課題が生じていた。
[Description of pull-type and push-pull type electrostatic transducers]
As described above, when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the output value, there is a problem that a larger DC bias is required in order to obtain an equivalent output characteristic at the next and subsequent driving. .
そこで本発明では、静電型トランスデューサを最大またはそれに近い入出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同等の出力特性を得ることが可能な、静電型トランスデューサの制御装置の例を示す。 Therefore, in the present invention, even when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the input / output value, it is possible to control the electrostatic transducer that can obtain the same output characteristics under the same driving conditions at the next and subsequent driving. An example of an apparatus is shown.
また、静電型トランスデューサの代表的な方式として、プル(pull)型およびプッシュプル(push−pull)型が挙げられる。そこで本発明の実施の形態では、静電型トランスデューサとしてプル型およびプッシュプル型を用いた場合の例を示す。以下、プル型およびプッシュプル型の静電型トランスデューサの構造および駆動原理について簡単に説明する。 Moreover, as a typical system of the electrostatic transducer, there are a pull type and a push-pull type. Therefore, in the embodiment of the present invention, an example in which a pull type and a push-pull type are used as an electrostatic transducer will be described. Hereinafter, the structure and driving principle of pull-type and push-pull electrostatic transducers will be briefly described.
図1(A)に、プル型の静電型トランスデューサの構成模式図を示す。
互いに平行な2つの電極に電圧を印加すると、互いの電極には静電吸引力が働く。ここで、2つの電極のうちの一方を、金属などで形成された電極(以後、固定電極と表記する)11と、蒸着等により金属(電極膜)を形成した高分子フイルム(以後、振動膜と表記する)21とに置き換えることを考える。
FIG. 1A shows a schematic configuration diagram of a pull-type electrostatic transducer.
When a voltage is applied to two electrodes that are parallel to each other, an electrostatic attractive force acts on the electrodes. Here, one of the two electrodes is made of an electrode (hereinafter referred to as a fixed electrode) 11 formed of a metal or the like, and a polymer film (hereinafter referred to as a vibrating membrane) in which a metal (electrode film) is formed by vapor deposition or the like. Consider replacing it with 21).
この場合、いずれか一方の電極に直流バイアス電圧(DCバイアス電圧)を印加し、もう一方の電極に信号電圧(交流信号電圧)を印加することで、振動膜31は静電吸引力の大きさの変化、すなわち信号電圧の変化に応じて振動する。このとき、固定電極21に空気の抜け穴として貫通穴22を開けておくことで、振動膜31の振動を音波として出力することが可能となる。
In this case, by applying a DC bias voltage (DC bias voltage) to one of the electrodes and applying a signal voltage (AC signal voltage) to the other electrode, the
上述した静電型トランスデューサの構成をより具体的に示すと、例えば、図1(B)に示すような構成でなる。図1(B)に示すように、振動膜31は、誘電体膜31Bにアルミニウム薄膜などでの電極膜31Aを蒸着して形成される。そして、振動膜31と固定電極21とで支持部材23を挟んでプル型の静電型トランスデューサが構成される。
More specifically, the configuration of the electrostatic transducer described above is configured as shown in FIG. 1B, for example. As shown in FIG. 1B, the
そして、可変電圧の直流バイアス電源32により、振動膜31の電極膜31AにDCバイアス電圧(以下、単に「DCバイアス」ともいう)が印加される。このDCバイアスに重畳して、振動膜31の電極膜31Aと固定電極21との間には交流信号源33からの交流信号(交流駆動電圧)が印加される。(なお、固定電極21にDCバイアスを印加し、振動膜31に交流信号を印加するようにしてもよい。)
Then, a DC bias voltage (hereinafter, also simply referred to as “DC bias”) is applied to the
そして、交流信号の電圧の変化により静電力が変化(強弱)し、振動膜31の弾性復元力と静電力とのつり合いにより振動膜31が振動する。そして、振動膜31に振動により発生した音波が固定電極21の貫通穴22を通過する。
Then, the electrostatic force changes (strong and weak) due to the change in the voltage of the AC signal, and the vibrating
このように、図1に示す静電型トランスデューサは、振動膜31が一方の方向から静電吸引力を受け、静電吸引力と弾性復元力とで振動することからプル型の静電型トランスデューサと呼ばれる。
As described above, the electrostatic transducer shown in FIG. 1 is a pull-type electrostatic transducer because the vibrating
なお、交流信号源33から出力される交流信号は、可聴周波数帯の信号であってもよく、また超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波の信号であってもよい。静電型トランスデューサに印加される信号が超音波周波数帯の信号である場合は、静電型トランスデューサは超音波周波数帯の音波を放射するため、プル型の静電型超音波トランスデューサとも呼ばれる。 The AC signal output from the AC signal source 33 may be an audio frequency band signal, or a modulated wave signal obtained by modulating a carrier wave in the ultrasonic frequency band with a signal wave in the audio frequency band. Also good. When the signal applied to the electrostatic transducer is a signal in the ultrasonic frequency band, the electrostatic transducer emits a sound wave in the ultrasonic frequency band, and is also referred to as a pull-type electrostatic ultrasonic transducer.
また図2に、プッシュプル型の静電型トランスデューサの構成模式図を示す。
図2(A)に示すように、空気の抜け穴を開けた2つの電極21A、21Bを用意し、互いに平行に設置する。その間に、金属薄膜(電極膜)の両面に高分子フイルム(誘電体膜)を形成した振動膜31を挟み込む。振動膜31の金属薄膜(電極膜31A)にDCバイアスを印加し、2つの固定電極21A、21Bに互いに位相が反転した信号電圧を印加することで、振動膜と各電極の間にはそれぞれ静電吸引力と静電反発力が同時に働く。またこの静電吸引力と静電反発力は、信号電圧の極性が逆になることでそれぞれ静電反発力と静電吸引力に変化する。従って、振動膜は信号電圧の極性の変化に応じて振動し、固定電極の空気の抜け穴から音波を出力することが可能となる。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a push-pull electrostatic transducer.
As shown in FIG. 2A, two
上述した静電型トランスデューサの構成をより具体的に示すと、例えば、図2(B)に示すような構成となる。図2(B)に示すように、振動膜31を挟み込むようにして、固定電極A21Aと固定電極B21Bとが、支持部材23を介して配置される。また、固定電極A21Aの貫通穴22Aと、固定電極B21Bの貫通穴22Bとが対をなす位置に配置される。
More specifically, the configuration of the electrostatic transducer described above is configured as shown in FIG. 2B, for example. As shown in FIG. 2B, the fixed
また、可変電圧の直流バイアス電源32は、振動膜31の電極膜31AにDCバイアスを印加するための電源である。交流信号源33A、33Bは、振動膜31を振動させるための交流信号(交流駆動信号)を出力する。交流信号源33Aは、固定電極A21Aに印加される交流信号を出力し、交流信号源33Bは、固定電極B21Bに印加される交流信号を出力する。
The variable voltage DC bias
上記の構成により、固定電極A21Aと固定電極B21Bとには、振幅が等しく、位相が互いに反転した交流信号が印加される。また、電極膜31Aに直流バイアス電源32によりDCバイアスが印加される。
With the above-described configuration, AC signals having the same amplitude and the phases inverted from each other are applied to the fixed electrode A21A and the fixed electrode B21B. Further, a DC bias is applied to the
このように、電極膜31AにDCバイアスを印加し、固定電極A21Aと固定電極21Bとに、互いに位相が反転した交流信号を印加することによって、振動膜31には静電吸引力及び静電反発力が同方向に同時に作用する。交流信号の極性が反転する毎に、上記静電吸引力及び静電反発力の作用する方向が変化するために振動膜31がプッシュプル駆動される。この結果、振動膜31で発生した音波は固定電極A21Aと固定電極B21Bに設けられた貫通穴22A、12Bを通じて外部へ放出される。
In this way, by applying a DC bias to the
このように、図2に示す静電型トランスデューサは、電吸引力と静電反発力により振動膜31がプッシュプル駆動されるため、プッシュプル型の静電型トランスデューサと呼ばれる。
As described above, the electrostatic transducer shown in FIG. 2 is called a push-pull electrostatic transducer because the
なお、交流信号源33A、33Bから出力される交流信号は、可聴周波数帯の信号であってもよく、また超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波の信号であってもよい。静電型トランスデューサに印加される信号が超音波周波数帯の信号である場合は、静電型トランスデューサは超音波周波数帯の音波を放射するため、プッシュプル型の静電型超音波トランスデューサとも呼ばれる。
The AC signal output from the
[第1の実施の形態]
図3は、本発明の第1の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、上述したプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御装置の構成例である。
[First Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control device according to the first embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control device in the pull-type electrostatic transducer described above. .
図3に示す静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部101と、信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部102と、正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部103と、DCバイアス供給部の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部104とを有している。
The electrostatic transducer control device shown in FIG. 3 includes a signal
また、配線パターンAと配線パターンBとを切り替えるスイッチ部105を有している。ここで、配線パターンAは、信号波振幅調整部102の出力と静電型トランスデューサの固定電極21を接続し、かつDCバイアス供給部103の出力と静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンである。配線パターンBは、信号波振幅調整部102の出力と静電型トランスデューサの振動膜31を接続し、かつDCバイアス供給部103の出力と静電型トランスデューサの固定電極21を接続する配線パターンである。
In addition, a
また、DCバイアスの制御装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部106を有している。また、スイッチ部105において配線パターンAおよびBを切替えるように制御すると共に、バイアス電圧調整部104におけるDCバイアス供給部103の出力電圧の調整を制御する制御部107を有している。また、静電型トランスデューサとして、図1で示したプル型の静電型トランスデューサ11を有している。
In addition, a
図3に示すDCバイアスの制御装置において、信号波発生部101から信号電圧が発生され、さらに信号波振幅調整部102においてその振幅が調整される。次に、DCバイアス供給部103は、正または負のどちらか一極性のDCバイアスを供給する電源である。本発明の第1の実施の形態では、正のDCバイアスを供給できるものとする。バイアス電圧調整部104は、DCバイアス供給部103の出力電圧を調整するための調整部である。
In the DC bias control device shown in FIG. 3, a signal voltage is generated from the signal
図3に示す構成において、バイアス電圧調整部104は、後述する制御部107からの信号を基にDCバイアス供給部103の出力電圧を調整できるように構成されている。
In the configuration shown in FIG. 3, the bias
スイッチ部105は、信号波振幅調整部102からの出力およびDCバイアス供給部103からの出力と、静電型トランスデューサの固定電極21および振動膜31との配線パターンを切替える部分である。
The
第1の実施の形態では、上記切替える配線パターンとして、配線パターンAと配線パターンBを有する。前述したように、配線パターンAは、信号波振幅調整部102の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極21と配線し、かつDCバイアス供給部103の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜31を配線する配線パターンである。配線パターンBは、信号波振幅調整部102の出力端子と静電型トランスデューサの振動膜31と配線し、かつDCバイアス供給部103の出力端子と静電型トランスデューサの固定電極21を配線する配線パターンである。
In the first embodiment, the wiring pattern A and the wiring pattern B are provided as the wiring patterns to be switched. As described above, the wiring pattern A is wired to the output terminal of the signal wave
スイッチ部105では、上記配線パターンAと配線パターンBの2つを選択できるよう構成されている。なお、スイッチ部105には大きな電圧がかかるため、高耐圧のリレースイッチなどが使用される(勿論、高耐圧のパワー半導体素子等であってもよい)。
The
電源スイッチ部106は、静電型トランスデューサを駆動するシステムに対して電力の供給の有無を制御するためのオン、オフスイッチである。第1の実施の形態では、特に電源スイッチ部106をオンからオフにした場合に、後述するDCバイアスの制御シーケンスが終わってから電力の供給が止まるように構成されている。
The
制御部107は、電源スイッチ部106の状態に応じて、スイッチ部105で用意された配線パターンAおよびBの切替えを制御し、またバイアス電圧調整部104におけるDCバイアス供給部103の出力電圧の調整を制御するための制御部である。
The
図4に、本実施例における制御部107の制御シーケンスを示す。
ここで、プル型の静電型スピーカを駆動する代表的な方法として、2つの方法がある。第1の方法は、振動膜にDCバイアスを印加し、固定電極に信号電圧を印加することで静電力(引力)を働かせ、振動膜を振動させる方法である。また、第2の方法として、固定電極にDCバイアスを印加し、振動膜に信号電圧を印加することで静電力(引力)を働かせ、振動膜を振動させる方法がある。本発明の第1の実施の形態では、上述した第1の方法を用いた構成により静電型トランスデューサを駆動する。
FIG. 4 shows a control sequence of the
Here, there are two typical methods for driving the pull-type electrostatic speaker. The first method is a method in which a DC bias is applied to the vibrating membrane and a signal voltage is applied to the fixed electrode to cause an electrostatic force (attraction) to vibrate, thereby vibrating the vibrating membrane. As a second method, there is a method in which a DC bias is applied to the fixed electrode and a signal voltage is applied to the vibration film to cause an electrostatic force (attraction) to vibrate, thereby vibrating the vibration film. In the first embodiment of the present invention, the electrostatic transducer is driven by the configuration using the first method described above.
図4に示すように、電源スイッチ部106がオン(電源スイッチON)になった場合には、制御部107はスイッチ部105に、1Bitのデジタル信号としてハイ(‘1’)を出力し、その信号を基に、スイッチ部105はパターンAの配線に切替える。この配線パターンAでは、DCバイアスが振動膜31に印加される。
As shown in FIG. 4, when the
ここで、固定電極21に印加する信号電圧の振幅値を一定とした場合に、振動膜31に印加するDCバイアスを0から増加させることを考える。このとき静電型トランスデューサの出力音圧レベルは増加していくが、ある音圧レベルで飽和する。この時のDCバイアスの電圧値をV1とする。
Here, it is considered that the DC bias applied to the
前述したように、静電型トランスデューサの出力レベルはDCバイアスをV1ボルトにした際に最大となるが、V1ボルトの電圧を印加することで、振動膜の誘電体は図18(A)に示すような関係で残留分極する。この残留分極のために、静電型トランスデューサの駆動システムを一度立ち下げてもう一度立ち上げた際に、前回の駆動時と同じ大きさのDCバイアスを印加しても、得られる出力レベルが小さくなってしまうという課題がある。V1ボルトを印加した際に発生する電極膜の誘電体の残留分極を打ち消すのに必要な電圧(誘電体の種類により決まる)をV2とする。 As described above, the output level of the electrostatic transducer is maximized when the DC bias is set to V 1 volt. By applying a voltage of V 1 volt, the dielectric of the diaphragm is shown in FIG. The remanent polarization occurs in the relationship shown in FIG. Due to this remanent polarization, when the electrostatic transducer drive system is once shut down and then turned on again, the output level obtained will be small even if a DC bias of the same magnitude as the previous drive is applied. There is a problem that it ends up. A voltage (determined by the type of dielectric) necessary to cancel the residual polarization of the dielectric of the electrode film generated when V 1 volt is applied is defined as V 2 .
制御部107は上述したようにスイッチ部105で配線パターンをAとした後、正のDCバイアスを0からV1ボルトまで上昇するように、バイアス電圧調整部104に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。
As described above, the
また、図4に示すように、電源スイッチ部106がオンからオフ(電源スイッチOFF)になった場合には、制御部107はDCバイアスをV1から0ボルトまで下げるように、バイアス電圧調整部104を制御する。
Further, as shown in FIG. 4, when the
その後1Bitのデジタル信号としてロー(‘0’)をスイッチ部105に出力し、配線パターンをBに切替える。その後、制御部107はDCバイアスを0から正のV2ボルトになるように、バイアス電圧調整部104に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。ここで、DCバイアスV1とV2は共にDCバイアス供給部103から供給されるため、図4に示す例では両方とも正の極性となる。ただし、配線パターンをAから配線パターンBに切替えているため、V1とV2は振動膜の誘電体に対して互いに逆の方向に電界をかけることになる。
Thereafter, low ('0') is output to the
従って以上の操作を行った後、DCバイアスの出力を0に戻すことで、振動膜31の誘電体膜31Bの残留分極は打ち消されて、0またはこれに近い状態に戻る。制御部107は最後に配線パターンをAに戻すようにスイッチ部105を制御し、システムの電源を完全にオフにする。
Therefore, after the above operation is performed, the residual polarization of the
このような静電型トランスデューサの制御装置を用いることで、静電型トランスデューサを駆動する度に、同じDCバイアスを印加することで最大の出力値を安定して得ることが可能となる。 By using such an electrostatic transducer control device, it is possible to stably obtain the maximum output value by applying the same DC bias each time the electrostatic transducer is driven.
また、第1の実施の形態ではDCバイアスの制御シーケンスの例として図4に示すものを示したが、同様の考え方で図5のパターンも考えられる。 Further, in the first embodiment, the example shown in FIG. 4 is shown as an example of the control sequence of the DC bias, but the pattern of FIG.
図5に示す制御シーケンスは、図4に示してある配線パターンAと、配線パターンBの順序を逆転させただけである。 The control sequence shown in FIG. 5 only reverses the order of the wiring pattern A and the wiring pattern B shown in FIG.
また、DCバイアス供給部103が負の出力電圧を供給する場合でも、同様の考え方で対応することが可能である。
Further, even when the DC
[第2の実施の形態]
図6は、本発明の第2の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、前述したプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御装置の構成例である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control apparatus in the pull-type electrostatic transducer described above. .
図6に示す静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部201と、信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部202とを有している。また、正、負およびグランドの3つの出力端子を持ち、3つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部203と、DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部204とを有している。
The electrostatic transducer control device shown in FIG. 6 includes a signal
また、DCバイアス供給部203の3つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンAと、正とグランドを短絡する配線パターンBに切替えるスイッチ部205を有している。また、静電型トランスデューサの制御装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部206と、電源スイッチ部206の状態に応じて、スイッチ部205において配線パターンAおよび配線パターンBを切替える制御部207とを有している。また、制御部207は、バイアス電圧調整部204におけるDCバイアス供給部203の出力電圧の調整を制御する機能も有している。また、静電型トランスデューサとして、図1で示したプル型の静電型トランスデューサ11を有している。
In addition, the DC
信号波発生部201は、プル型の静電型トランスデューサ11から音波を発生させるための信号源である。信号波発生部201の例として、単一の正弦波を出力したい場合には発振器、音声や音楽信号を出力した場合にはCDプレーヤー等が挙げられる。
The
信号波発生部201から発生された信号電圧は、信号波振幅調整部202においてその振幅が調整される。一般的に、CDプレーヤー等から得られる出力電圧の値は小さいので、増幅率を任意に変更できるアンプで出力信号を増幅する。従って信号波振幅調整部202の例としてはアンプが挙げられる。
The amplitude of the signal voltage generated from the signal
次に、DCバイアス供給部203は出力端子の結線方法によって正または負のDCバイアスを供給する電源である。一般に、このような直流電源の出力端子は正極、負極、グランドの3つの端子がある。正のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの正の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの負とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。逆に負のDCバイアスを供給したい場合には、DCバイアスの負の出力端子を負荷の一端に接続し、またDCバイアスの正とグランドの端子を共に負荷のもう一方の端子に接続する。
Next, the DC
バイアス電圧調整部204は、DCバイアス供給部203の出力電圧を調整するための調整部である。バイアス電圧調整部204の例として、手動で調整するトリマーや、外部から供給される電圧の大きさを基に出力を制御する構成が挙げられる。図6に示す構成例においては、バイアス電圧調整部204は、後述する制御部207からの信号を基にDCバイアス供給部203の出力電圧を調整できるように構成されている。
The bias
スイッチ部205は、DCバイアス供給部203から出力するDCバイアスの極性を選択できるように、上述したDCバイアス供給部203の3つの出力端子の配線パターンを切替える部分である。
The
図6に示す構成例では、切替える配線パターンとして、DCバイアス供給部203の3つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンAと、正とグランドを短絡する配線パターンBの2つを選択できるようにする。また、スイッチ部205には大きな電圧がかかるため、例えば、高耐圧のリレースイッチを用いることができる(勿論、高耐圧のパワー半導体素子を使用することもできる)。
In the configuration example shown in FIG. 6, two output terminals of the DC
電源スイッチ部206は、静電型トランスデューサを駆動するシステムに対して電力の供給の有無を制御するためのオン、オフスイッチである。図6に示す例では、電源スイッチ部206をオンからオフにした場合に、後述するDCバイアスの制御シーケンスが終わってから電力の供給が止まるように構成されている。
The
制御部207は、電源スイッチ部206の状態に応じて、スイッチ部205で用意された配線パターンAおよびBの切替えを制御し、またバイアス電圧調整部204におけるDCバイアス供給部203の出力電圧の調整を制御するための制御部である。
The
図7に、本発明の第2の実施の形態における制御部207の制御シーケンスを示す。
ここで、プル型の静電型スピーカを駆動する代表的な方法として、振動膜にDCバイアスを印加し、固定電極に信号電圧を印加することで静電力(引力)を働かせ、振動膜を振動させる方法(以後、方法1と表記する)、および固定電極にDCバイアスを印加し、振動膜に信号電圧を印加することで静電力(引力)を働かせ、振動膜を振動させる方法(以後、方法2と表記する)が挙げられる。
FIG. 7 shows a control sequence of the
Here, as a typical method for driving a pull-type electrostatic speaker, a DC bias is applied to the vibration membrane, and a signal voltage is applied to the fixed electrode to apply an electrostatic force (attraction) to vibrate the vibration membrane. Method (hereinafter referred to as method 1), and a method in which a DC bias is applied to the fixed electrode and a signal voltage is applied to the vibrating membrane to apply an electrostatic force (attraction) to vibrate the vibrating membrane (hereinafter referred to as a method). 2).
本発明の第2の実施の形態では、上述した方法1の構成で静電型トランスデューサを駆動する。 In the second embodiment of the present invention, the electrostatic transducer is driven by the method 1 described above.
図7に示すように、電源スイッチ部206がオン(電源スイッチON)になった場合には、制御部207はスイッチ部205に、1Bitのデジタル信号としてハイ(‘1’)を出力する。その信号を基にスイッチ部205はパターンAの配線に切替える。さらにDCバイアスの正の出力端子を振動膜と配線し、またDCバイアスの負の出力はシステムのグランドと配線する。
As shown in FIG. 7, when the
ここで、振動膜に印加するDCバイアスV1およびV2を、第1の実施の形態と同様の条件で定義する。すなわち、固定電極に印加する信号電圧の振幅値を一定とした場合に、振動膜に印加するDCバイアスを0から増加させることを考える。このとき静電型トランスデューサの出力音圧レベルは増加していくが、ある音圧レベルで飽和する。この時のDCバイアスの電圧値をV1とする。前述したように、静電型トランスデューサの出力レベルはDCバイアスをV1ボルトにした際に最大となるが、V1ボルトの電圧を印加することで、振動膜の誘電体は図18(A)に示すような関係で残留分極する。この残留分極のために、静電型トランスデューサの駆動システムを一度立ち下げてもう一度立ち上げた際に、前回の駆動時と同じ大きさのDCバイアスを印加しても、得られる出力レベルが小さくなってしまうという課題がある。 Here, the DC biases V 1 and V 2 applied to the vibration film are defined under the same conditions as in the first embodiment. That is, it is considered that the DC bias applied to the vibrating membrane is increased from 0 when the amplitude value of the signal voltage applied to the fixed electrode is constant. At this time, the output sound pressure level of the electrostatic transducer increases, but saturates at a certain sound pressure level. The voltage value of the DC bias at this time is V 1. As described above, the output level of the electrostatic transducer is maximized when the DC bias is set to V 1 volt. By applying a voltage of V 1 volt, the dielectric of the diaphragm is shown in FIG. The remanent polarization occurs in the relationship shown in FIG. Due to this remanent polarization, when the electrostatic transducer drive system is once shut down and then turned on again, the output level obtained will be small even if a DC bias of the same magnitude as the previous drive is applied. There is a problem that it ends up.
そこで、V1ボルトを印加した際に発生する電極膜の誘電体の残留分極を打ち消すのに必要な電圧(誘電体の種類により決まる)をV2とする。 Therefore, a voltage (determined by the type of dielectric) necessary to cancel the residual polarization of the dielectric of the electrode film generated when V 1 volt is applied is defined as V 2 .
制御部207は上述したようにスイッチ部205で配線パターンをAとした後、正のDCバイアスを0からV1ボルトまで上昇するように、バイアス電圧調整部に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。
As described above, the
また図7に示すように、電源スイッチ部がオンからオフ(電源スイッチOFF)になった場合には、制御部207はDCバイアスをV1から0ボルトまで下げるように、バイアス電圧調整部を制御する。
In addition, as shown in FIG. 7, when the power switch unit is switched from on to off (power switch off), the
その後1Bitのデジタル信号としてロー(‘0’)をスイッチ部205に出力し、配線パターンをBに切替える。さらにDCバイアスの負の出力端子を振動膜と配線し、またDCバイアスの正の出力はシステムのグランドと配線する。その後、制御部207はDCバイアスを0から負のV2ボルトになるように、バイアス電圧調整部204に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。さらにDCバイアスの出力を0に戻すことで、振動膜の誘電体の残留分極は打ち消されて、0またはそれに近い状態に戻る。制御部207は、最後に配線パターンをAに戻すようにスイッチ部205を制御し、システムの電源を完全にオフにする。
Thereafter, low ('0') is output to the
このように、本発明の静電型トランスデューサの制御装置を用いることで、静電型トランスデューサを駆動する度に、同じDCバイアスを印加することで最大の出力値を安定して得ることが可能となる。 Thus, by using the electrostatic transducer control device of the present invention, it is possible to stably obtain the maximum output value by applying the same DC bias every time the electrostatic transducer is driven. Become.
また、DCバイアスの制御シーケンスの例として図7のものを示したが、同様の考え方で図8に示すパターンも考えられる。 Although the example of the control sequence of the DC bias is shown in FIG. 7, the pattern shown in FIG. 8 can be considered based on the same concept.
図8に示す制御シーケンスは、図7に示す制御シーケンスと比較して、振動膜に印加するDCバイアス電圧の極性を逆にしただけのものであり、制御動作および効果は同じである。このため、説明は省略する。 The control sequence shown in FIG. 8 is the same as the control sequence shown in FIG. 7 except that the polarity of the DC bias voltage applied to the vibrating membrane is reversed, and the control operation and effect are the same. Therefore, the description is omitted.
[第3の実施の形態]
図9は、本発明の第3の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、上述したプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御装置の構成例である。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control device according to the third embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control device in the pull-type electrostatic transducer described above. .
図9に示すDCバイアスの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部301と、信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部302とを有している。また、正のDCバイアスを供給するDCバイアス(+)供給部A303と、DCバイアス(+)供給部A303の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部A304とを有している。また、負のDCバイアスを供給するDCバイアス(−)供給部B305と、DCバイアス(−)供給部B305の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部B306とを有している。また、DCバイアス供給部AまたはBのいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部307と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部308とを有している。
The DC bias control device shown in FIG. 9 includes a signal
また、電源スイッチ部308の状態に応じて、スイッチ部307においてDCバイアス供給部AまたはBのいずれか一方の出力端子を選択する制御部309を有している。また、制御部309は、バイアス電圧調整部AおよびBにおけるDCバイアス供給部AおよびBの出力電圧の調整を制御する機能を有している。また、静電型トランスデューサ11は、図1で示したプル型の静電型トランスデューサ11である。
In addition, the
なお、前述の第1のDCバイアス供給部は、DCバイアス(+)供給部303が相当し、第2のDCバイアス供給部は、DCバイアス(−)供給部305が相当する。また、前述の第1のバイアス電圧調整部はバイアス電圧調整部304が、第2のバイアス電圧調整部はバイアス電圧調整部306が、それぞれ相当する。
The first DC bias supply unit described above corresponds to the DC bias (+)
図9に示すDCバイアスの制御装置において、信号波発生部301から信号電圧が発生され、さらに信号波振幅調整部302においてその振幅が調整される。次に、DCバイアス供給部A303およびB305は、それぞれ正および負のDCバイアスを供給する電源である。またバイアス電圧調整部A304およびB306は、それぞれDCバイアス供給部A303およびB305の出力電圧を調整するための部である。
In the DC bias control device shown in FIG. 9, a signal voltage is generated from the signal
第3の実施の形態において、バイアス電圧調整部A304及びB306は、後述する制御部309からの制御信号を基に、それぞれDCバイアス供給部A303およびB305の出力電圧を調整できるように構成されている。
In the third embodiment, the bias voltage adjustment units A304 and B306 are configured to be able to adjust the output voltages of the DC bias supply units A303 and B305, respectively, based on a control signal from the
スイッチ部307は、DCバイアス(+)供給部A303またはDCバイアス(−)供給部B305のいずれか一方の出力端子を選択できるように、配線パターンを切替える部分である。図9に示す例では、正のDCバイアス(+)供給部A303の出力端子を選択する場合を配線パターンAとし、負のDCバイアス(−)供給部B305の出力端子を選択する場合を配線パターンBとする。また、スイッチ部307には大きな電圧がかかるため、例えば、高耐圧のリレースイッチを用いることができる(勿論、高耐圧のパワー半導体素子を使用することもできる)。
The
電源スイッチ部308は、静電型トランスデューサを駆動するシステムに対して電力の供給の有無を制御するためのオン、オフスイッチである。本発明の第3の実施の形態では、特に電源スイッチ部308をオンからオフにした場合に、後述するDCバイアスの制御シーケンスが終わってから電力の供給が止まるように構成されている。
The
制御部309は、電源スイッチ部308の状態に応じて、スイッチ部307で用意された配線パターンAおよび配線パターンBの切替えを制御する。またバイアス電圧調整部A304におけるDCバイアス(+)供給部A303の出力電圧の調整、及びバイアス電圧調整部B306におけるDCバイアス(−)供給部B305の出力電圧の調整を制御するための制御部である。
The
図10に、第3の実施の形態における制御部309の制御シーケンスを示す。
第1の実施の形態で述べたように、プル型の静電型スピーカを駆動する方法には複数の方法がある。本発明の第3の実施の形態では、振動膜にDCバイアスを印加し、固定電極に信号電圧を印加することで静電力(引力)を働かせ、振動膜を振動させる方法により静電型トランスデューサを駆動するものとする。
FIG. 10 shows a control sequence of the
As described in the first embodiment, there are a plurality of methods for driving the pull-type electrostatic speaker. In the third embodiment of the present invention, an electrostatic transducer is applied by a method of applying an electrostatic force (attraction) by applying a DC bias to the vibrating membrane and applying a signal voltage to the fixed electrode, and vibrating the vibrating membrane. It shall be driven.
図10に示すように、電源スイッチ部308がオン(電源スイッチON)になった場合には、制御部309はスイッチ部307に、1Bitのデジタル信号としてハイ(‘1’)を出力する。この信号を基に、スイッチ部307はパターンAの配線に切替えを行う。例えば配線パターンAとして、DCバイアス(+)供給部A303からの出力信号を振動膜31と配線し、かつDCバイアス(+)供給部A303からのグランドはシステムのグランドと配線する。また、信号波振幅調整部302の出力信号を固定電極21に配線する。
As shown in FIG. 10, when the
ここで、振動膜に印加するDCバイアスV1およびV2を、第1の実施の形態と同様の条件で定義する。
制御部309は上述したようにスイッチ部307で配線パターンをAとした後、正のDCバイアスを0からV1ボルトまで上昇するように、バイアス電圧調整部304に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。
Here, the DC biases V 1 and V 2 applied to the vibration film are defined under the same conditions as in the first embodiment.
The
また図10に示すように、電源スイッチ部がオンからオフ(電源スイッチOFF)になった場合には、制御部309はDCバイアスをV1から0ボルトまで下げるように、バイアス電圧調整部304を制御する。その後1Bitのデジタル信号としてロー(‘0’)をスイッチ部307に出力し、配線パターンをBに切替える。この配線パターンBにより、DCバイアス(−)供給部B305からの出力信号を振動膜31と配線し、かつDCバイアス(−)供給部B305からのグランドはシステムのグランドと配線する。
As shown in FIG. 10, when the power switch unit is turned from on to off (power switch OFF), the
その後、制御部309はDCバイアスを0から負のV2ボルトになるように、バイアス電圧調整部306に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。さらにDCバイアス(−)供給部B305の出力を0に戻すことで、振動膜31の誘電体の残留分極は打ち消されて、0またはそれに近い値の状態に戻る。制御部309は最後に配線パターンをAに戻すようにスイッチ部307を制御し、システムの電源を完全にオフにする。
Thereafter, the
このようなDCバイアスの制御方法及び制御装置を用いることで、静電型トランスデューサを駆動する度に、同じDCバイアスを印加することで最大の出力値を安定して得ることが可能となる。 By using such a DC bias control method and control device, it is possible to stably obtain the maximum output value by applying the same DC bias each time the electrostatic transducer is driven.
また、第3実施の形態ではDCバイアスの制御シーケンスの例として図10に示すものを用いたが、同様の考え方で図11に示す制御シーケンスのパターンを使用することもできる。 In the third embodiment, the DC bias control sequence shown in FIG. 10 is used. However, the control sequence pattern shown in FIG. 11 can be used in the same manner.
図11に示す制御シーケンスは、図10に示す制御シーケンスと比較して、振動膜31に印加するDCバイアス電圧の極性を逆にしただけのものであり、制御動作および効果は同じである。このため、説明は省略する。
The control sequence shown in FIG. 11 is the same as the control sequence shown in FIG. 10 except that the polarity of the DC bias voltage applied to the vibrating
[第4の実施の形態]
図12は、本発明の第4の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、上述したプッシュプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御置の構成例である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control device according to the fourth embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control device in the push-pull electrostatic transducer described above. is there.
図12に示すDCバイアスの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部401と、信号波発生部401の出力信号を基に、信号波に対して位相が反転した信号を生成る位相反転部402とを有している。
The DC bias control device shown in FIG. 12 has a
また、信号波発生部401の出力と位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整する信号波振幅調整部403を有している。この信号波振幅調整部403は2つの入力信号をそれぞれ同時に増幅または減衰することが可能に構成されている。ここで、信号波発生部401からの信号の振幅を調整した出力を信号波出力Aとし、また位相反転部402からの信号の振幅を調整した出力を信号波出力Bと表記する。
In addition, it has a signal wave
また、静電型トランスデューサの制御装置は、正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部404と、DCバイアス供給部404の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部405とを有している。
In addition, the electrostatic transducer control device includes a DC
また、スイッチ部406を有している。このスイッチ部406は、配線パターンA1と、配線パターンA2と、配線パターンBと、配線パターンCとを切り替える機能を有している。
A
配線パターンA1は、信号波出力Aと固定電極Aを接続し、かつ信号波出力Bと固定電板Bを接続し、かつDCバイアス供給部404の出力と静電型トランスデューサの振動膜31を接続する配線パターンである。
The wiring pattern A1 connects the signal wave output A and the fixed electrode A, connects the signal wave output B and the fixed electric plate B, and connects the output of the DC
配線パターンA2は、信号波出力Aと固定電極Bを接続し、かつ信号波出力Bと固定電極Aを接続し、かつDCバイアス供給部404の出力と静電型トランスデューサの振動膜31を接続する配線パターンである。
The wiring pattern A2 connects the signal wave output A and the fixed electrode B, connects the signal wave output B and the fixed electrode A, and connects the output of the DC
配線パターンBは、信号波出力Aと静電型トランスデューサの振動膜31を接続し、かつ信号波出力Bと固定極板Bを接続し、かつDCバイアス供給部404の出力と固定電極Aを接続する配線パターンである。
The wiring pattern B connects the signal wave output A and the vibrating
配線パターンCは、信号波出力Aと固定電極Aを接続し、かつ信号波出力Bと静電型トランスデューサの振動膜31を接続し、かつDCバイアス供給部404の出力と固定電極Bを接続する配線パターンである。
The wiring pattern C connects the signal wave output A and the fixed electrode A, connects the signal wave output B and the
また、図12に示す制御装置は、電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部407を有している。また、スイッチ部において配線パターンA1、A2、BおよびCを切替える制御と、バイアス電圧調整部405におけるDCバイアス供給部404の出力電圧の調整を制御す制御部408を有している。また、図2に示したプッシュプル型の静電型トランスデューサ12を有している。
Further, the control device shown in FIG. 12 includes a
なお、前述の第1の固定電極は固定電極A21Aが相当し、第2の固定電極は固定電極B21Bが相当する。 The first fixed electrode described above corresponds to the fixed electrode A21A, and the second fixed electrode corresponds to the fixed electrode B21B.
図12に示すDCバイアスの制御装置において、信号波発生部401から発生させた出力を2方向に分岐し、一方を信号波振幅調整部403に入力し、もう一方を位相反転部402に入力する。
In the DC bias control apparatus shown in FIG. 12, the output generated from the
信号波振幅調整部403で振幅を調整された信号波とその位相反転信号波は、プッシュプル型の静電型トランスデューサの2つの固定電極にそれぞれ入力される。
The signal wave whose amplitude is adjusted by the signal wave
次に、DCバイアス供給部404は、正または負のどちらか−極性のDCバイアスを供給する電源である。図12に示す例では、正のDCバイアスを供給できるものとする。バイアス電圧調整部405は、DCバイアス供給部404の出力電圧を調整するための調整部である。図12に示す例では、バイアス電圧調整部405は、後述する制御部408からの信号を基にDCバイアス供給部404の出力電圧を調整できるように構成されている。
Next, the DC
スイッチ部406は、信号波振幅調整部403からの2つの出力(互いに位相が反転した信号電圧)およびDCバイアス供給部404からの出力と、静電型トランスデューサの2枚の固定電極および振動膜との配線パターンを切替える部分である。
The
本発明の第4の実施の形態においては、スイッチ部406により切替える配線パターンとして、前述した配線パターンA1、B、Cの3つ、または配線パターンA2、B、Cの3つを選択できるように構成する。
In the fourth embodiment of the present invention, three wiring patterns A1, B, and C described above or three wiring patterns A2, B, and C can be selected as wiring patterns to be switched by the
図12に示す例では、スイッチ部406で配線パターンA1、B、Cの3つを選択できるものとする。また、スイッチ部406には大きな電圧がかかるため、例えば、高耐圧のリレースイッチを用いることができる(勿論、高耐圧のパワー半導体素子を使用することもできる)。
In the example illustrated in FIG. 12, it is assumed that three wiring patterns A1, B, and C can be selected by the
電源スイッチ部407は、静電型トランスデューサを駆動するシステムに対して電力の供給の有無を制御するためのオン、オフスイッチである。図12に示す例では、特に電源スイッチ部407をオンからオフにした場合に、後述するDCバイアスの制御シーケンスが終わってから電力の供給が止まるように構成されている。
The
制御部408は、電源スイッチ部407の状態に応じて、スイッチ部406で用意された配線パターンA1、BおよびCの切替えを制御し、またバイアス電圧調整部405におけるDCバイアス供給部404の出力電圧の調整を制御するための制御部である。
The
図13に、第4の実施の形態における制御部408の制御シーケンスの例を示す。
図13に示すように、電源スイッチ部407がオン(電源スイッチON)になった場合には、制御部408はスイッチ部406に、2Bitのデジタル信号として(‘01’)を出力し、その信号を基にスイッチ部406は配線パターンA1の配線に切替える。配線パターンA1では、振動膜31にDCバイアスが印加される。
FIG. 13 shows an example of a control sequence of the
As shown in FIG. 13, when the
ここで、振動膜31に印加するDCバイアスV1およびV2を、第1の実施の形態と同様の条件で定義する。制御部408は上述したようにスイッチ部406で配線パターンをA1とした後、正のDCバイアスを0からV1ボルトまで上昇するように、バイアス電圧調整部405に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。
Here, the DC biases V 1 and V 2 applied to the
また図13に示すように、電源スイッチ部407がオンからオフ(電源スイッチOFF)になった場合には、制御部408はDCバイアスをV1から0ボルトまで下げるように、バイアス電圧調整部405を制御する。
As shown in FIG. 13, when the
その後1Bitのデジタル信号としで(‘10’)をスイッチ部406に出力し、配線パターンをBに切替える。その後、制御部408はDCバイアスを0から正のV2ボルトになるように、バイアス電圧調整部405に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。配線パターンBでは、固定電極AにDCバイアスが印加される。
Thereafter, ('10') is output to the
ここで、DCバイアスV1とV2は共にDCバイアス供給部404から供給されるため、第4の実施の形態では両方とも正の極性となる。ただし、配線パターンをA1からBに切替えているため、V1とV2は振動膜31と固定電極Aの間にある側の誘電体膜に対して互いに逆の方向に電界をかけることになる。従って以上の操作を行った後、DCバイアスの出力を0に戻すことで、振動膜31と固定電極Aの間にある側の誘電体膜の残留分極は打ち消されて、0またはそれに近い状態に戻る。
Here, since both the DC biases V 1 and V 2 are supplied from the DC
次に、1Bitのデジタル信号としで(‘11’)をスイッチ部406に出力し、配線パターンをCに切替える。その後、制御部408はDCバイアスを0から正のV2ボルトになるように、バイアス電圧調整部405に対してアナログあるいはデジタル信号電圧を出力する。配線パターンCでは、固定電極BにDCバイアスが印加される。
Next, (11) is output to the
以上の操作を行った後、DCバイアスの出力を0に戻すことで、振動膜と固定電極Bの間にある側の誘電体の残留分極は打ち消されて、0またそれに近い状態に戻る。制御部408は最後に配線パターンをA1に戻すようにスイッチ部406を制御し、システムの電源を完全にオフにする。
After performing the above operation, by returning the output of the DC bias to 0, the remanent polarization of the dielectric on the side between the vibrating membrane and the fixed electrode B is canceled, and returns to 0 or a state close thereto. The
このようなDCバイアスの制御方法及び制御装置を用いることで、プッシュプル型の静電型トランスデューサを駆動する度に、同じDCバイアスを印加することで最大の出力値を安定して得ることが可能となる。 By using such a DC bias control method and control device, it is possible to stably obtain the maximum output value by applying the same DC bias each time the push-pull type electrostatic transducer is driven. It becomes.
また、第4の実施の形態におけるDCバイアスの制御シーケンスの例として図13のものを示したが、同様の考え方で図14のパターンも考えられる。図14に示す制御シーケンスは、静電型トランスデューサの駆動時の配線パターンA2を用い、静電型トランスデューサの駆動終了時に、配線パターンBを最初に選択し、その後に配線パターンCを選択した例である。 Moreover, although the thing of FIG. 13 was shown as an example of the control sequence of DC bias in 4th Embodiment, the pattern of FIG. 14 can also be considered with the same view. The control sequence shown in FIG. 14 is an example in which the wiring pattern A2 when driving the electrostatic transducer is used, the wiring pattern B is first selected at the end of driving the electrostatic transducer, and then the wiring pattern C is selected. is there.
[第5の実施の形態]
図15は、本発明の第5の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、前述したプッシュプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御装置の構成例である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control apparatus in the push-pull electrostatic transducer described above. is there.
図15に示す静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部501と、信号波発生部501の出力信号を基に、信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部502とを有している。
The electrostatic transducer control device shown in FIG. 15 generates a signal
また、信号波発生部501の出力と位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整する信号波振幅調整部503を有している。また、正、負およびグランドの3つの出力端子を持ち、3つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部504とを有している。また、DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部505を有している。
In addition, a signal wave
また、DCバイアス供給部504の3つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンAと、正とグランドを短絡する配線パターンBに切替えるスイッチ部506とを有している。また、DCバイアスの制御装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部506を有している。
The DC bias
また、電源スイッチ部507の状態に応じて、スイッチ部506において配線パターンAおよびBを切替えるように制御すると共に、バイアス電圧調整部505におけるDCバイアス供給部504の出力電圧の調整を制御する制御部を有している。また、図2で示したプッシュプル型の静電型トランスデューサ12と有している。
The control unit controls the
第5の実施の形態は、第2の実施の形態で示したDCバイアスの制御方法を、プッシュプル型の静電型トランスデューサに適用したものである。ここでは第2の実施の形態との相違点のみ述べることにする。 In the fifth embodiment, the DC bias control method shown in the second embodiment is applied to a push-pull electrostatic transducer. Here, only differences from the second embodiment will be described.
上述したように、プッシュプル型の静電型トランスデューサを駆動するためには、2つの固定電極に対してそれぞれ位相が反転した信号電圧を印加する必要がある。そこで、信号波発生部501から発生させた出力を2方向に分岐し、一方を信号波振幅調整部503に入力し、もう一方を位相反転部502に入力する。
As described above, in order to drive the push-pull type electrostatic transducer, it is necessary to apply signal voltages having inverted phases to the two fixed electrodes. Therefore, the output generated from the signal
ここで、信号波振幅調整部503は2つの入力信号をそれぞれ同時に増幅または減衰することが可能であるとする。信号波振幅調整部503で振幅を調整された信号波とその位相反転信号波は、プッシュプル型の静電型トランスデューサの2つの固定電極にそれぞれ入力される。
Here, it is assumed that the signal wave
なお、DCバイアスの制御方法は、第2の実施の形態に示したプル型の静電型トランスデューサの場合と同じ手順で対応可能であり、その説明は省略する。 Note that the DC bias control method can be handled by the same procedure as that of the pull-type electrostatic transducer shown in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[第6の実施の形態]
図16は、本発明の第6の実施の形態に係わる静電型トランスデューサの制御装置の構成を示す図であり、上述したプッシュプル型の静電型トランスデューサにおけるDCバイアスの制御装置の構成例である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the electrostatic transducer control device according to the sixth embodiment of the present invention, and is a configuration example of the DC bias control device in the push-pull electrostatic transducer described above. is there.
図16に示す静電型トランスデューサの制御装置は、信号波を発生する信号波発生部601と、信号波発生部601の出力信号を基に、信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部602とを有している。
The electrostatic transducer control device shown in FIG. 16 generates a signal
また、信号波発生部601の出力と位相反転部602の出力信号の振幅を同時に調整する信号波振幅調整部603を有している。また、正のDCバイアスを供給するDCバイアス(+)供給部A604と、DCバイアス(+)供給部A604の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部A605を有している。
In addition, a signal wave
また、負のDCバイアスを供給するDCバイアス(−)供給部B606と、DCバイアス(−)供給部Bの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部B607とを有している。また、DCバイアス供給部AまたはBのいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部608と、装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部609とを有している。
Further, a DC bias (−)
また、電源スイッチ部の状態に応じて、スイッチ部608においてDCバイアス供給部AまたはBのいずれか一方の出力端子を選択するように制御する制御部610を有している。この制御部610は、バイアス電圧調整部A605およびバイアス電圧調整部B607におけるDCバイアス(+)供給部AおよびDCバイアス(−)供給部Bの出力電圧の調整を制御する機能も備えている。
In addition, the
また、静電型トランスデューサ12は、図2で示したプッシュプル型の静電型トランスデューサ12である。
The
なお、前述の第1のDCバイアス供給部は、DCバイアス(+)供給部A604が相当し、第2のDCバイアス供給部は、DCバイアス(−)供給部B606が相当する。また、前述の第1のバイアス電圧調整部はバイアス電圧調整部A605が、第2のバイアス電圧調整部はバイアス電圧調整部B607が、それぞれ相当する。 The first DC bias supply unit described above corresponds to the DC bias (+) supply unit A604, and the second DC bias supply unit corresponds to the DC bias (−) supply unit B606. Further, the first bias voltage adjusting unit corresponds to the bias voltage adjusting unit A605, and the second bias voltage adjusting unit corresponds to the bias voltage adjusting unit B607.
第6の実施の形態は、第3の実施の形態で示したDCバイアスの制御方法を、プッシュプル型の静電型トランスデューサに適用したものである。ここでは、第3の実施の形態との相違点のみについて述べる。 In the sixth embodiment, the DC bias control method shown in the third embodiment is applied to a push-pull electrostatic transducer. Here, only differences from the third embodiment will be described.
信号波発生部601から発生させた出力を2方向に分岐し、一方を信号波振幅調整部603に入力し、もう一方を位相反転部602に入力する。ここで、信号波振幅調整部603は2つの入力信号をそれぞれ同時に増幅または減衰することが可能であるとする。
The output generated from the signal
信号波振幅調整部603で振幅を調整された信号波とその位相反転信号波は、プッシュプル型の静電型トランスデューサの2つの固定電極A、Bにそれぞれ入力される。この第6の実施の形態で行うDCバイアスの制御方法は、第3の実施の形態に示したプル型の静電型トランスデューサの場合と同じ手順で対応可能であり、その説明は省略する。
The signal wave whose amplitude is adjusted by the signal wave
[第7の実施の形態]
前述したように、近年静電型トランスデューサを超音波スピーカとして応用することが試みられている。超音波スピーカは、超音波をオーディオ信号で変調した信号を超音波トランスデューサにより放出した場合に、パラメトリックアレイ効果によって非常に強い指向性を持った差分周波数成分(自己復調音)を可聴音として放出するものである。
[Seventh Embodiment]
As described above, attempts have recently been made to apply electrostatic transducers as ultrasonic speakers. An ultrasonic speaker emits a differential frequency component (self-demodulated sound) with very strong directivity as an audible sound by the parametric array effect when a signal obtained by modulating an ultrasonic wave with an audio signal is emitted by an ultrasonic transducer. Is.
従って前述した第1の実施の形態乃至第6の実施の形態において、信号波発生部の後段の回路を図17のように置き換えることで、本発明で明示した課題を超音波スピーカシステムに対しても対応することが可能となる。 Therefore, in the first to sixth embodiments described above, by replacing the circuit at the subsequent stage of the signal wave generator as shown in FIG. Can also be supported.
図17は、信号波を発生する信号波発生部701と、超音波帯域のキャリア波を供給するキャリア波供給部702と、信号波発生部701の出力信号でキャリア波供給部702の出力信号を変調する変調部703と、で構成される。
FIG. 17 shows a signal
ここで、変調部703には振幅変調、周波数変調など様々な部が考えられるが、超音波スピーカシステムにおいては振幅変調が主に用いられるため、第7の実施の形態では、変調部703で行なう変調方式を振幅変調とする。
Here, various units such as amplitude modulation and frequency modulation can be considered as the
以上説明したように、静電型トランスデューサは、最大またはそれに近い出力値で駆動した場合、次回以降の駆動時に同等の出力特性を得るためにはより大きなDCバイアスが必要になるという課題が生じていた。 As described above, when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the output value, there is a problem that a larger DC bias is required to obtain an equivalent output characteristic at the next and subsequent driving. It was.
これに対し、本発明の静電型トランスデューサの制御装置を用いることで、静電型トランスデューサを、最大またはそれに近い出力値で駆動した場合にも、次回以降の駆動時に同じ駆動条件で同じの出力特性を得ることが可能となる。また静電型トランスデューサを駆動する方法は、構造および印加する電気方式等の観点から他にも多々考えられるが、本提案で明示した共通の課題を解決する場合、それらは本発明で基本的な原理、概念から逸脱しない範囲で対応可能であることは明らかである。 On the other hand, by using the electrostatic transducer control device of the present invention, even when the electrostatic transducer is driven at the maximum or close to the output value, the same output under the same driving condition at the time of the next and subsequent driving. It becomes possible to obtain characteristics. In addition, there are many other methods for driving the electrostatic transducer from the viewpoint of the structure and the electric system to be applied. However, in order to solve the common problems specified in this proposal, they are fundamental in the present invention. It is clear that it can be handled within the scope not departing from the principle and concept.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の静電型トランスデューサの制御装置、超音波スピーカは、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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the electrostatic transducer control device and the ultrasonic speaker according to the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and do not depart from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made.
11・・・プル型の静電型トランスデューサ、12・・・プッシュプル型の静電型トランスデューサ、21・・・固定電極、21A・・・固定電極A、21B・・・固定電極B、22、22A、22B・・・貫通穴、23・・・支持部材、31・・・振動膜、31A・・・電極膜、31B・・・誘電体膜、32・・・直流バイアス電源、33、33A、33B・・・交流信号源、101、201、301、401、501、601・・・信号波発生部、102、202、302、403、503、603・・・信号波振幅調整部、103、203、303、305、404、504、604、606・・・DCバイアス供給部、104、204、304、306、405、505、605、607・・・バイアス電圧調整部、105、205、307、406、506、608・・・スイッチ部、106、206、308、407、507、609・・・電源スイッチ部、107、207、309、408、508、610・・・制御部、402、502、602・・・位相反転部、701・・・信号波発生部、702・・・キャリア波供給部、703・・・変調部
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手段と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、
を備えることを特徴とする静電型トランスデューサの制御装置。 A vibration film having an electrode film formed on a dielectric film; and a fixed electrode disposed on a surface of the vibration film on the surface of the dielectric film, and applying a voltage between the fixed electrode and the vibration film. A control device for an electrostatic transducer configured to generate an electrostatic force between the fixed electrode and the vibrating membrane,
Means for applying a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode when the electrostatic transducer is driven;
In order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer, the DC bias voltage for canceling the residual polarization is interposed between the vibrating film and the fixed electrode. Means for applying
A control device for an electrostatic transducer, comprising:
前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部と、
正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部と、
前記DCバイアス供給部の出力電圧を調整するバイアス電圧謝整部と、
前記信号波振幅調整部の出力と前記静電型トランスデューサの固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンAと、前記信号波振幅調整部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの固定電極を接続する配線パターンBと、を切替えるスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記スイッチ部において前記配線パターンAおよび配線パターンBを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備え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の制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit for adjusting the amplitude of the signal wave;
A DC bias supply unit for supplying a positive or negative DC bias of one polarity;
A bias voltage compensation unit for adjusting an output voltage of the DC bias supply unit;
A wiring pattern A for connecting the output of the signal wave amplitude adjusting unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer, and connecting the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer; and the signal wave amplitude A switch unit that switches between the output of the adjustment unit and the vibration film of the electrostatic transducer, and the wiring pattern B that connects the output of the DC bias supply unit and the fixed electrode of the electrostatic transducer;
A power switch for switching the power on and off of the device;
A control unit that switches the wiring pattern A and the wiring pattern B in the switch unit, and a control unit that controls adjustment of an output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjustment unit;
The electrostatic transducer control device according to claim 1, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
を特徴とする請求項2に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 Select the wiring pattern A when driving the electrostatic transducer,
Select the wiring pattern B at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern A is selected at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
The electrostatic transducer control device according to claim 2.
前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調部と、
正、負およびグランドの三つの出力端子を持ち、前記三つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部と、
前記DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、
前記DCバイアス供給部の三つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンaと、正とグランドを短絡する配線パターンbに切替えるスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記配線パターンaを選択し、かつ前記DCバイアス供給部の正の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力と前記固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記配線パターンbを選択し、かつ前記DCバイアス供給部の負の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力と前記固定電極を接続する配線パターンBとを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備え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の制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit for adjusting the amplitude of the signal wave;
A DC bias supply unit having three output terminals of positive, negative, and ground, and arbitrarily selecting and supplying a positive or negative DC bias according to a method of connecting the three output terminals;
A bias voltage adjusting unit for adjusting the output voltage of the DC bias;
A switch unit for switching the wiring of the three output terminals of the DC bias supply unit to a wiring pattern a that short-circuits negative and ground, and a wiring pattern b that short-circuits positive and ground;
A power switch for switching the power on and off of the device;
According to the state of the power switch unit, the wiring unit a is selected in the switch unit, the positive output of the DC bias supply unit and the vibration film are connected, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit The wiring pattern A that connects the fixed electrode, the wiring pattern b is selected in the switch unit, the negative output of the DC bias supply unit and the vibration film are connected, and the output of the signal wave amplitude adjustment unit And a control unit that controls the adjustment of the output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjustment unit,
The electrostatic transducer control device according to claim 1, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
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の制御装置。 Select the wiring pattern A when driving the electrostatic transducer,
Select the wiring pattern B at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern A is selected at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
The electrostatic transducer control device according to claim 4, wherein:
前記信号波の振幅を調整する信号波振幅調整部と、
正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、
前記第1のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第1のバイアス電圧調整部と、
負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部と、
前記第2のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第2のバイアス電圧調整部と、
前記第1のDCバイアス供給部または第2のDCバイアス供給部のいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記第1のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力を前記固定電極と接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記第2のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波振幅調整部の出力を前記固定電極と接続する配線パターンBとを選択する制御と、前記第1のバイアス電圧調整部および第2のバイアス電圧調整部における前記第1のDCバイアス供給部および第2のDCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備え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の制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit for adjusting the amplitude of the signal wave;
A first DC bias supply for supplying a positive DC bias;
A first bias voltage adjustment unit for adjusting an output voltage of the first DC bias supply unit;
A second DC bias supply for supplying a negative DC bias;
A second bias voltage adjustment unit for adjusting an output voltage of the second DC bias supply unit;
A switch unit for selecting an output terminal of either the first DC bias supply unit or the second DC bias supply unit;
A power switch for switching the power on and off of the device;
According to the state of the power switch unit, the switch unit selects an output terminal of the first DC bias supply unit and connects the output of the selected first DC bias supply unit to a vibrating membrane; and The wiring pattern A for connecting the output of the signal wave amplitude adjustment unit to the fixed electrode, and the output terminal of the second DC bias supply unit selected in the switch unit and the output of the selected second DC bias supply unit In the first bias voltage adjusting unit and the second bias voltage adjusting unit, and a control for selecting the wiring pattern B for connecting the output of the signal wave amplitude adjusting unit to the fixed electrode. A control unit that controls adjustment of output voltages of the first DC bias supply unit and the second DC bias supply unit;
The electrostatic transducer control device according to claim 1, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
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の制御装置。 Select the wiring pattern A when driving the electrostatic transducer,
Select the wiring pattern B at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern A is selected at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
The control device for an electrostatic transducer according to claim 6.
前記静電型トランスデューサが超音波を放射する静電型超音波トランスデューサであること、
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の静電型トランスデューサの制御装置。 The signal wave generated by the signal wave generator is a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band,
The electrostatic transducer is an electrostatic ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves;
8. The electrostatic transducer control device according to claim 1, wherein the control device is an electrostatic transducer.
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手段と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、
を備えることを特徴とする静電型トランスデューサの制御装置。 A vibration film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film; a first fixed electrode disposed on a surface side of the first dielectric film; A second fixed electrode disposed on the surface side of the second dielectric film, and applying a voltage between the first fixed electrode, the second fixed electrode, and the vibration film, A control device for an electrostatic transducer configured to generate an electrostatic force between the fixed electrode and the vibrating membrane, and between the second fixed electrode and the vibrating membrane,
When driving the electrostatic transducer, a first signal wave is applied between the vibrating membrane and the first fixed electrode so as to be superimposed on a DC bias voltage, and the vibrating membrane and the second fixed electrode are applied. Means for applying a second signal wave having a phase reversed from that of the first signal wave superimposed on a DC bias voltage between the electrodes;
At the end of driving of the electrostatic transducer, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage, between the vibrating film and the first fixed electrode, and between the vibrating film and the Means for applying a DC bias voltage for erasing residual polarization of the dielectric film between the second fixed electrode;
A control device for an electrostatic transducer, comprising:
前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、
前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、
正または負のどちらか1極性のDCバイアスを供給するDCバイアス供給部と、前記DCバイアス供給部の出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、
前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンA1と、前記信号波出力Aと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記静電型トランスデューサの振動膜を接続する配線パターンA2と、前記信号波出力Aと前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記第1の固定電極を接続する配線パターンBと、前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続し、かつ前記信号波出力Bと前記静電型トランスデューサの振動膜を接続し、かつ前記DCバイアス供給部の出力と前記第2の固定電極を接続する配線パターンCとを切替えるスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記スイッチ部において前記配線パターンA1、A2、BおよびCを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
Based on the output signal of the signal wave generator, a phase inverter that generates a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts an amplitude of an output signal of the signal wave generating unit and an output signal of the phase inverting unit, and outputs each signal as a signal wave output A and a signal wave output B;
A DC bias supply unit that supplies a positive or negative DC bias of one polarity; a bias voltage adjustment unit that adjusts an output voltage of the DC bias supply unit;
The signal wave output A and the first fixed electrode are connected, the signal wave output B and the second fixed electrode are connected, and the output of the DC bias supply unit and the vibration film of the electrostatic transducer A wiring pattern A1 that connects the signal wave output A and the second fixed electrode, a signal wave output B and the first fixed electrode, and an output of the DC bias supply unit. The wiring pattern A2 for connecting the vibration film of the electrostatic transducer, the signal wave output A and the vibration film of the electrostatic transducer are connected, and the signal wave output B and the second fixed electrode are connected. And the wiring pattern B connecting the output of the DC bias supply unit and the first fixed electrode, the signal wave output A and the first fixed electrode, and the signal wave output B and the electrostatic Type transformer A switch unit for connecting the vibrating membrane Yusa, and switching between the wiring pattern C which connects the second fixed electrode and the output of the DC bias supply unit,
A power switch for switching the power on and off of the device;
A control unit that switches the wiring patterns A1, A2, B, and C in the switch unit, and a control unit that controls adjustment of an output voltage of the DC bias supply unit in the bias voltage adjustment unit;
10. The electrostatic transducer control device according to claim 9, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBと前記配線パターンCとを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンA2を選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBと前記配線パターンCとを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
を特徴とする請求項10に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 The wiring pattern A1 is selected when the electrostatic transducer is driven,
Selecting the wiring pattern B and the wiring pattern C at the end of driving the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern A2 is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern B and the wiring pattern C are selected at the end of driving of the electrostatic transducer, and the residual polarization is erased.
The control device for an electrostatic transducer according to claim 10.
前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、
前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、
正、負およびグランドの三つの出力端子を持ち、前記三つの出力端の結線方法により正または負のDCバイアスを任意に選択して供給するDCバイアス供給部と、
前記DCバイアスの出力電圧を調整するバイアス電圧調整部と、
前記DCバイアス供給部の三つの出力端子の配線を、負とグランドを短絡する配線パターンaと、正とグランドを短絡する配線パターンbに切替えるスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記配線パターンaを選択する共に前記DCバイアス供給部の正の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記配線パターンbを選択すると共に前記DCバイアス供給部の負の出力と前記振動膜を接続し、かつ前記信号波出力Aと前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンBとを切替える制御と、前記バイアス電圧調整部における前記DCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
Based on the output signal of the signal wave generator, a phase inverter that generates a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts an amplitude of an output signal of the signal wave generating unit and an output signal of the phase inverting unit, and outputs each signal as a signal wave output A and a signal wave output B;
A DC bias supply unit having three output terminals of positive, negative, and ground, and arbitrarily selecting and supplying a positive or negative DC bias according to a method of connecting the three output terminals;
A bias voltage adjusting unit for adjusting the output voltage of the DC bias;
A switch unit for switching the wiring of the three output terminals of the DC bias supply unit to a wiring pattern a that short-circuits negative and ground, and a wiring pattern b that short-circuits positive and ground;
A power switch for switching the power on and off of the device;
According to the state of the power switch unit, the switch unit selects the wiring pattern a and connects the positive output of the DC bias supply unit and the vibration film, and the signal wave output A and the first The wiring pattern A for connecting the fixed wave and the signal wave output B and the second fixed electrode, the wiring pattern b is selected in the switch section, the negative output of the DC bias supply section and the vibration Control for connecting the film and connecting the signal wave output A and the first fixed electrode and switching between the signal wave output B and the wiring pattern B connecting the second fixed electrode, and adjusting the bias voltage A control unit for controlling adjustment of an output voltage of the DC bias supply unit in the unit;
10. The electrostatic transducer control device according to claim 9, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
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の制御装置。 Select the wiring pattern A when driving the electrostatic transducer,
Select the wiring pattern B at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern A is selected at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
The electrostatic transducer control device according to claim 12, wherein:
前記信号波発生部の出力信号を基に、前記信号波に対して位相が反転した信号を生成する位相反転部と、
前記信号波発生部の出力と前記位相反転部の出力信号の振幅を同時に調整し、それぞれの信号を信号波出力Aと信号波出力Bとして出力する信号波振幅調整部と、
正のDCバイアスを供給する第1のDCバイアス供給部と、
前記第1のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第1のバイアス電圧調整部と、
負のDCバイアスを供給する第2のDCバイアス供給部と、
前記第2のDCバイアス供給部の出力電圧を調整する第2のバイアス電圧調整部と、
前記第1のDCバイアス供給部または第2のDCバイアス供給部のいずれか一方の出力端子を選択するスイッチ部と、
装置の電源のオン、オフを切替える電源スイッチ部と、
前記電源スイッチ部の状態に応じて、前記スイッチ部において前記第1のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第1のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波出力Aを前記第1の固定電極を接続すると共に前記信号波出力Bと前記第2の固定電極を接続する配線パターンAと、前記スイッチ部において前記第2のDCバイアス供給部の出力端子を選択し、かつ選択した第2のDCバイアス供給部の出力を振動膜と接続し、かつ前記信号波出力Aを前記第1の固定電極と接続すると共に前記信号波出力Bを前記第2の固定電極と接続する配線パターンBとを選択する制御と、前記第1のバイアス電圧調整部および第2のバイアス電圧調整部における前記第1のDCバイアス供給部および第2のDCバイアス供給部の出力電圧の調整を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 A signal wave generator for generating a signal wave;
Based on the output signal of the signal wave generator, a phase inverter that generates a signal whose phase is inverted with respect to the signal wave;
A signal wave amplitude adjusting unit that simultaneously adjusts an amplitude of an output signal of the signal wave generating unit and an output signal of the phase inverting unit, and outputs each signal as a signal wave output A and a signal wave output B;
A first DC bias supply for supplying a positive DC bias;
A first bias voltage adjustment unit for adjusting an output voltage of the first DC bias supply unit;
A second DC bias supply for supplying a negative DC bias;
A second bias voltage adjustment unit for adjusting an output voltage of the second DC bias supply unit;
A switch unit for selecting an output terminal of either the first DC bias supply unit or the second DC bias supply unit;
A power switch for switching the power on and off of the device;
According to the state of the power switch unit, the switch unit selects an output terminal of the first DC bias supply unit and connects the output of the selected first DC bias supply unit to a vibrating membrane; and A wiring pattern A connecting the signal wave output A to the first fixed electrode and connecting the signal wave output B and the second fixed electrode, and an output terminal of the second DC bias supply unit in the switch unit And the output of the selected second DC bias supply unit is connected to the diaphragm, the signal wave output A is connected to the first fixed electrode, and the signal wave output B is connected to the second Control for selecting the wiring pattern B connected to the fixed electrode, and the first DC bias supply unit and the second DC via in the first bias voltage adjustment unit and the second bias voltage adjustment unit A control unit for controlling the adjustment of the output voltage of the supply unit,
10. The electrostatic transducer control device according to claim 9, further comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンBを選択して前記残留分極を消去するか、
または、前記静電型トランスデューサの駆動時に前記配線パターンBを選択し、
前記静電型トランスデューサの駆動終了時に前記配線パターンAを選択して前記残留分極を消去するように構成されたこと、
を特徴とする請求項14に記載の静電型トランスデューサの制御装置。 Select the wiring pattern A when driving the electrostatic transducer,
Select the wiring pattern B at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
Alternatively, the wiring pattern B is selected when the electrostatic transducer is driven,
The wiring pattern A is selected at the end of driving of the electrostatic transducer to erase the residual polarization,
15. The control device for an electrostatic transducer according to claim 14, wherein:
前記静電型トランスデューサが超音波を放射する静電型超音波トランスデューサであること、
を特徴とする請求項9から請求項15のいずれかに記載の静電型トランスデューサの制御装置。 The signal wave generated by the signal wave generator is a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band,
The electrostatic transducer is an electrostatic ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves;
The electrostatic transducer control device according to any one of claims 9 to 15, wherein
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手順と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手順と、
を含むことを特徴とする静電型トランスデューサの制御方法。 A vibration film having an electrode film formed on a dielectric film; and a fixed electrode disposed on a surface of the vibration film on the surface of the dielectric film, and applying a voltage between the fixed electrode and the vibration film. An electrostatic transducer control method configured to generate an electrostatic force between the fixed electrode and the vibrating membrane,
Applying a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode when driving the electrostatic transducer;
In order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer, the DC bias voltage for canceling the residual polarization is interposed between the vibrating film and the fixed electrode. And a procedure for applying
A method for controlling an electrostatic transducer, comprising:
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手順と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手順と、
を含むことを特徴とする静電型トランスデューサの制御方法。 A vibration film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film, a first fixed electrode disposed on a surface side of the first dielectric film, the second A second fixed electrode disposed on the surface side of the dielectric film, and applying a voltage between the first fixed electrode, the second fixed electrode, and the vibration film, A method for controlling an electrostatic transducer configured to generate an electrostatic force between a fixed electrode and the vibrating membrane, and between the second fixed electrode and the vibrating membrane,
When driving the electrostatic transducer, a first signal wave is applied between the vibrating membrane and the first fixed electrode so as to be superimposed on a DC bias voltage, and the vibrating membrane and the second fixed electrode are applied. Applying a second signal wave having a phase reversed from that of the first signal wave superimposed on a DC bias voltage between the electrodes;
At the end of driving of the electrostatic transducer, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage, between the vibrating film and the first fixed electrode, and between the vibrating film and the Applying a DC bias voltage for eliminating residual polarization of the dielectric film between the second fixed electrode;
A method for controlling an electrostatic transducer, comprising:
静電型トランスデューサは、
誘電体膜上に電極膜が形成された振動膜と、
前記振動膜の誘電体膜の面側に配置される固定電極と、
を備え、
前記静電型トランスデューサの制御装置には、
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記固定電極との間に、信号波が重畳されたDCバイアス電圧を印加する手段と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記固定電極との間に前記残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、
を備えることを特徴とする超音波スピーカ。 A signal wave output from a signal generation source that generates an audible frequency band is used to modulate a carrier wave in the ultrasonic frequency band, and an electrostatic transducer is driven by the modulated wave to reproduce an audible frequency band signal sound. An ultrasonic speaker that
Electrostatic transducers
A vibration film having an electrode film formed on a dielectric film;
A fixed electrode disposed on the surface of the dielectric film of the vibration film;
With
The electrostatic transducer control device includes:
Means for applying a DC bias voltage in which a signal wave is superimposed between the vibrating membrane and the fixed electrode when the electrostatic transducer is driven;
In order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage at the end of driving of the electrostatic transducer, the DC bias voltage for canceling the residual polarization is interposed between the vibrating film and the fixed electrode. Means for applying
An ultrasonic speaker comprising:
静電型トランスデューサは、
電極膜を第1の誘電体膜と第2の誘電体膜とで挟んで構成される振動膜と、
前記第1の誘電体膜の面側に配置される第1の固定電極と、
前記第2の誘電体膜の面側に配置される第2の固定電極と、
を備え、
前記静電型トランスデューサの制御装置には、
前記静電型トランスデューサの駆動時に、前記振動膜と前記第1の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して第1の信号波を印加すると共に、前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、DCバイアス電圧に重畳して前記第1の信号波とは位相が反転した第2の信号波を印加する手段と、
静電型トランスデューサの駆動終了時に、前記DCバイアス電圧の印加により生じた前記誘電体膜の残留分極を打ち消すために、前記振動膜と前記第1の固定電極との間、および前記振動膜と前記第2の固定電極との間に、前記誘電体膜の残留分極消去用のDCバイアス電圧を印加する手段と、
を備えることを特徴とする超音波スピーカ。 A carrier wave in the ultrasonic frequency band is modulated by a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in the audible frequency band, and an acoustic transducer is driven by the modulated wave to reproduce a signal sound in the audible frequency band. An ultrasonic speaker,
Electrostatic transducers
A vibration film configured by sandwiching an electrode film between a first dielectric film and a second dielectric film;
A first fixed electrode disposed on a surface side of the first dielectric film;
A second fixed electrode disposed on the surface side of the second dielectric film;
With
The electrostatic transducer control device includes:
When driving the electrostatic transducer, a first signal wave is applied between the vibrating membrane and the first fixed electrode so as to be superimposed on a DC bias voltage, and the vibrating membrane and the second fixed electrode are applied. Means for applying a second signal wave having a phase reversed from that of the first signal wave superimposed on a DC bias voltage between the electrodes;
At the end of driving of the electrostatic transducer, in order to cancel the residual polarization of the dielectric film caused by the application of the DC bias voltage, between the vibrating film and the first fixed electrode, and between the vibrating film and the Means for applying a DC bias voltage for erasing residual polarization of the dielectric film between the second fixed electrode;
An ultrasonic speaker comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286401A JP2009117981A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007286401A JP2009117981A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009117981A true JP2009117981A (en) | 2009-05-28 |
Family
ID=40784650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007286401A Pending JP2009117981A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009117981A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011035488A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Audio Technica Corp | Electrostatic electroacoustic transducer |
CN113596691A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-02 | 王丁宁 | Hollow electrostatic loudspeaker with passive radiation structure |
-
2007
- 2007-11-02 JP JP2007286401A patent/JP2009117981A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011035488A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Audio Technica Corp | Electrostatic electroacoustic transducer |
CN113596691A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-02 | 王丁宁 | Hollow electrostatic loudspeaker with passive radiation structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7382688B2 (en) | Ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, and method of controlling the driving of ultrasonic transducer | |
US11259121B2 (en) | Surface speaker | |
US7668323B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer and ultrasonic speaker | |
JP4867565B2 (en) | Capacitive load drive circuit and ultrasonic speaker | |
CN101656904B (en) | Electrostatic loudspeaker array | |
US7355322B2 (en) | Ultrasonic transducer, ultrasonic speaker and method of driving and controlling ultrasonic transducer | |
JP4844411B2 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer, method for manufacturing electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system, and display device | |
JP4983171B2 (en) | Electrostatic transducer, capacitive load drive circuit, circuit constant setting method, ultrasonic speaker, and directional acoustic system | |
US7945059B2 (en) | Speaker device, sound reproducing method, and speaker control device | |
JP2007181176A5 (en) | ||
US9774959B2 (en) | Pico-speaker acoustic modulator | |
JP2008042869A (en) | Electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, sound signal reproducing method, ultra-directional acoustic system, and display device | |
CN102638736A (en) | Control of a loudspeaker unit | |
TW200726290A (en) | Electro-acoustic transducer and manufacturing method thereof | |
US20080152172A1 (en) | Electrostatic ultrasonic transducer, and ultrasonic speaker, audio signal reproduction method, ultra-directive sound system, and display apparatus using electrostatic ultrasonic transducer | |
EP3858497B1 (en) | Dielectric elastomer vibration system and power supply device | |
JP2008141380A (en) | Vibration element using electroactive polymer | |
JP2009117981A (en) | Control apparatus of electrostatic type transducer, control method of electrostatic type transducer, and ultrasonic speaker | |
JP2008118247A (en) | Electrostatic type ultrasonic transducer and ultrasonic speaker using the same, method of reproducing sound signal, super-directivity sound system, and display device | |
US9402135B1 (en) | Magnetostrictive parametric transducer | |
JP2006025109A (en) | Hybrid ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, and control method of hybrid ultrasonic transducer | |
JP2021090167A (en) | Display speaker | |
US20210250702A1 (en) | Sound Producing Device | |
JP5331033B2 (en) | Speaker device | |
JP4803246B2 (en) | Ultrasonic speaker, audio signal reproduction method, superdirective acoustic system |