JP2010041184A - 静電型スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性を損なうことなく、静電型スピーカに信号を供給する。
【解決手段】振動体１０、導電布２０Ｕ，２０Ｌ、クッション材３０Ｕ，３０Ｌは、音を放射する本体部と帯状の細長い配線部とを有しており、各部材の配線部は本体部から継ぎ目なく直線状に延伸されている。スピーカ駆動部２においては、入力部６０は変圧器の一次側に接続されており、バイアス電源７０は、筐体８０の内部で振動体１０の配線部と、変圧器５０の出力側の中点と接続されている。また、導電布２０Ｕ，２０Ｌの配線部はそれぞれ筐体８０の内部で変圧器５０の二次側に接続されている。音を放射するための音響信号は配線部に供給され、配線部を介して本体部に供給される。配線部は本体部から継ぎ目なく帯状に延伸された構成となっているため、本体部においては半田付けやコネクタが無く、曲げや折り畳みを自在に行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電型スピーカに関する。

スピーカの分野においては、静電型スピーカと呼ばれるスピーカがある。この静電型スピーカは、間隔を開けて向かい合う２枚の電極と、この２枚の電極の間に挿入された導電性を有するシート状の振動体とから構成されており、振動体に所定のバイアス電圧を印加しておき、電極に印加する電圧を変化させると、振動体に作用する静電力が変化し、これにより振動体が変位する。この印加電圧を音響信号に応じて変化させれば、それに応じて振動体は変位を繰り返し（すなわち振動し）、音響信号に応じた再生波が振動体から発生する。

そして、このような静電型スピーカにおいては、特許文献１に記載されているように、２枚の電極を柔らかい布状にした静電型スピーカも考案されている。特許文献１に開示されている静電型スピーカは、電極及び振動体が柔軟性を有しているので曲げて使用することも可能であり、衣服に内蔵することも可能である。また、柔軟性を有しているので使用しない時には折り畳んで持ち運ぶことも可能となっている。

特開２００８−５４１５４号公報

特許文献１に開示された静電型スピーカを駆動する際には、振動体に直流バイアスを供給するバイアス電源からの配線や布状の電極に音響信号を供給するための配線を行う必要がある。電気機器において配線を行う場合、一般的には導線の半田付けが行われるが、半田付けされた部分は半田によって硬くなるため、特許文献１に開示された静電型スピーカにおいては、その部分の柔軟性が失われて曲げや折り畳みを自在に出来なくなり、また、曲げや折り畳みが繰り返されると半田付けされた部分に力が繰り返しかかり、長期間の使用においては半田付けされた部分が他の部分より早く劣化する虞がある。一方、配線をＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）とし、静電型スピーカの端部にコネクタを設けて配線と静電型スピーカを接続する方法もあるが、この方法ではコネクタにより、コネクタ周囲の柔軟性が損なわれてしまう。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、柔軟性を損なうことなく、静電型スピーカに信号を供給する技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明は、導電性を有するシート状の第１導電布と、導電性を有し前記第１導電布に対向して離間配置されたシート状の第２導電布と、導電性を有し、前記第１導電布と前記第２導電布との間において前記第１導電布および前記第２導電布と離間して配置されたシート状の振動体と、前記振動体と前記第１導電布との間に位置し、絶縁性、弾性および音響透過性を有するシート状の第１クッション材と、前記振動体と前記第２導電布との間に位置し、絶縁性、弾性および音響透過性を有するシート状の第２クッション材とを有し、前記第１導電布、前記第２導電布および前記振動体は、音響信号を供給する駆動部に接続される帯状の配線部と、前記配線部に継ぎ目無く連続した本体部とを有することを特徴とする静電型スピーカを提供する。

本発明においては、前記配線部においては、前記第１導電布と前記振動体とが対向してなく、且つ、前記第２導電布と前記振動体とが対向していない構成としてもよい。
また、本発明においては、前記配線部においては、前記第１導電布および前記第２導電布とが対向し、前記振動体は前記第１導電布と前記第２導電布と対向していない構成としてもよい。
また、本発明においては、前記配線部においては、前記振動体が拘束されている構成としてもよい。

本発明によれば、柔軟性を損なうことなく、静電型スピーカに信号を供給することができる。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観を模式的に示した図、図２は、静電型スピーカ１の断面および電気的構成を模式的に示した図である。図に示したように、この静電型スピーカ１は、振動体１０、導電布２０Ｕ，２０Ｌ、クッション材３０Ｕ，３０Ｌ、および糸４０とで構成されている。なお、図中の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。

（静電型スピーカ１の各部の構成）
まず、静電型スピーカ１を構成する各部について説明する。
振動体１０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）のフィルムに導電性を有する金属を蒸着してフィルム表面に導電性を有する薄膜層を形成したもので柔軟性があって自在に折り曲げ可能であり、振動体１０の厚さは数μｍ〜数十μｍ程度の厚さとなっている。なお、本実施形態においては、振動体１０は、ＰＰ（polypropylene、ポリプロピレン）などＰＥＴ以外の高分子材料のフィルムに導電性を有する金属の薄膜層を形成したものであってもよい。また、振動体１０においては、合成樹脂のフィルム表面に導電性塗料を塗布して導電性を有する薄膜層を形成するようにしてもよい。

クッション材３０Ｕ，３０Ｌは、綿に熱を加えて圧縮してシート状にしたものであって柔軟性を有し空気の通過が可能となっている。また、クッション材３０Ｕ，３０Ｌは、音響透過性と弾性を有しており、外部から力を加えられると変形し、外部から加えられた力が取り除かれると元の形状に戻る部材である。なお、本発明に係る静電型スピーカにおいては、クッション材３０Ｕ，３０Ｌの素材は綿に限定されるものではなく、力を加えられると変形し、加えられた力が取り除かれると元の形状に戻り、且つ、絶縁性と音響透過性を有しているのであればエステルウールなど、他の素材であってもよい。

導電布２０Ｕ，２０Ｌは、導電性を有する経糸と、導電性を有する緯糸を平織りした柔軟性のあるシート状の布である。導電布２０Ｕ，２０Ｌは、経糸と緯糸の間や起毛された繊維の間を空気が通過できるため、音響透過性が確保されている。なお、本実施形態においては経糸と緯糸の両方が導電性を有しているが、いずれか一方のみが導電性を有する構成であってもよい。
糸４０は、導電布２０Ｕ，２０Ｌ、クッション材３０Ｕ，３０Ｌおよび振動体１０を縫い合わせるための糸であり、その素材は、木綿など絶縁性を有する素材となっている。

各部材は、矩形の本体部と帯状の細長い配線部とを有しており、各部材の配線部は各部材の本体部から継ぎ目なく直線状に延伸されている。なお、本実施形態においては、導電布２０Ｕ，２０Ｌの各辺の長さと、振動体１０の各辺の長さは同じとなっている。また、クッション材３０Ｕ，３０Ｌは、導電布２０Ｕ，２０Ｌおよび振動体１０より各辺の長さが長くなっており、導電布２０Ｕ，２０Ｌおよび振動体１０より面積が広くなっている。

（静電型スピーカ１の組み立て方法）
次に静電型スピーカ１の組み立て方法について説明する。静電型スピーカ１を組み立てる際には、まず、導電布２０Ｌの表面上にクッション材３０Ｌが載せられる。クッション材３０Ｌを導電布２０Ｌの上に載せる際には、クッション材３０Ｌの各辺が導電布２０Ｌの各辺より外側に位置するようにしてクッション材３０Ｌが導電布２０Ｌの上に載せられる。
次に、クッション材３０Ｌの上に振動体１０が載せられる。振動体１０をクッション材３０Ｌの上に載せる際には、振動体１０の各辺がクッション材３０Ｌの各辺より内側に位置するようにしてクッション材３０Ｌの上に載せられる。

そして、振動体１０の上にクッション材３０Ｕが載せられる。クッション材３０Ｕを振動体１０の上に載せる際には、クッション材３０Ｕの各辺が振動体１０の各辺より外側に位置するようにしつつ、クッション材３０Ｕとクッション材３０Ｌの角の位置が重なるようにしてクッション材３０Ｕが振動体１０の上に載せられる。ここで、クッション材３０Ｕ，３０Ｌの面積は振動体１０の面積より広いため、振動体１０の各辺は、クッション材３０Ｕとクッション材３０Ｌとの間からはみ出すことなく、クッション材３０Ｕ，３０Ｌとの間に位置する。

次に、導電布２０Ｕがクッション材３０Ｕの上に載せられる。導電布２０Ｕをクッション材３０Ｕの上に載せる際には、導電布２０Ｕの各辺がクッション材３０Ｕの各辺より内側に位置するようにしつつ、導電布２０Ｕと導電布２０Ｌの角の位置がＺ方向で見て重なるようにしてクッション材３０Ｕの上に導電布２０Ｕが載せられる。

そして、導電布２０Ｕ，２０Ｌ、振動体１０およびクッション材３０Ｕ，３０Ｌを重ね終えた後、各部材が糸４０で縫い合わされる。各部材は、図１に示したように各部材を貫いた糸４０で縫い合わされて拘束されるため、変形させても導電布２０Ｕ，２０Ｌ、クッション材３０Ｕ，３０Ｌおよび振動体１０がずれることがない。
また、絶縁性を有するクッション材３０Ｕ，３０Ｌは、振動体１０および導電布２０Ｕ，２０Ｌより面積が広くなっており、クッション材３０Ｕ，３０Ｌの各辺は、振動体１０および導電布２０Ｕ，２０Ｌの各辺より外側に位置するため、導電布２０Ｕ，２０Ｌと振動体１０とが接触して短絡することがない。

（静電型スピーカ１の電気的構成）
次に、静電型スピーカ１の電気的構成について説明する。図２に示したように、静電型スピーカ１は変圧器５０、外部から音響信号が入力される入力部６０、振動体１０に対して直流バイアスを与えるバイアス電源７０を筐体８０の内部に備えたスピーカ駆動部２に接続される。

具体的には、スピーカ駆動部２においては、入力部６０は変圧器の一次側に接続されており、バイアス電源７０は、筐体８０の内部で振動体１０の配線部と、変圧器５０の出力側の中点と接続されている。また、導電布２０Ｕ，２０Ｌの配線部はそれぞれ筐体８０の内部で変圧器５０の二次側に接続されている。
この構成においては、入力部６０に音響信号が入力されると入力された音響信号に応じた電圧が導電布２０Ｕ，２０Ｌの配線部を介して導電布２０Ｕ，２０Ｌの本体部に印加される。
そして、印加された電圧によって導電布２０Ｕの本体部と導電布２０Ｌの本体部との間に電位差が生じると、振動体１０の本体部には導電布２０Ｕの本体部と導電布２０Ｌの本体部のいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働く。すなわち、振動体１０の本体部は音響信号に応じて同図のＺ方向に変位し(撓み)、その変位方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音が振動体１０から発生する。発生した音は、導電布２０Ｕ，２０Ｌの本体部を通り抜けて静電型スピーカ１の外部に放射される。

なお、本実施形態においては、静電型スピーカ１を構成する導電布２０Ｕ，２０Ｌ、振動体１０およびクッション材３０Ｕ，３０Ｌは柔軟性を有しているため、自在に曲げたり折り畳むことができる。ここで、スピーカ駆動部２に接続される各部材の配線部は、本体部の角部分から継ぎ目なく帯状に延伸された構成となっており、音を放射する本体部においては半田付けやコネクタが無いため、曲げや折り畳みを自在に行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

上述した実施形態においては、配線部において導電布２０Ｕと導電布２０Ｌとの間に振動体１０が位置しているが、振動体１０が導電布２０Ｕと導電布２０Ｌとの間に位置しないようにしてもよい。
具体的には、図３（ａ）は本発明の変形例に係る静電型スピーカの配線部の短手方向の断面図であるが、この図に示したように、導電布２０Ｕ、振動体１０および導電布２０Ｌの位置が上下に重ならないように配線部を配置してもよい。
この構成によれば、音響信号に応じた電圧がスピーカ駆動部２から配線部に印加されても、配線部においては振動体１０が導電布２０Ｕと導電布２０Ｌとの間に位置しないため、配線部において振動体１０が振動せず、配線部から音が放射されることがない。

なお、配線部において導電布２０Ｕ、振動体１０および導電布２０Ｌが重ならないようにする場合、図３（ｂ）に示したように導電布２０Ｕ，２０Ｌと振動体１０との位置をずらしてもよく、また、図３（ｃ）に示したように導電布２０Ｕ，２０Ｌと振動体１０との位置をずらしてもよい。
また、導電布２０Ｕ，２０Ｌの配線部が本体部の一辺の端部から帯状に延伸しつつ、クッション材３０Ｕ，３０Ｌおよび振動体１０の配線部が本体部の一辺の中央部分から帯状に延伸するようにしてもよい。この構成においても、配線部においては振動体１０が導電布２０Ｕと導電布２０Ｌとの間に位置しないため、配線部において振動体１０が振動せず、配線部から音が放射されることがない。

上述した実施形態においては各部材の本体部の形状は矩形となっているが、本体部の形状は矩形に限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形など他の形状であってもよい。
また、本発明においては、感電や短絡を防ぐため、絶縁性と音響透過性を有する布で静電型スピーカ１の全体を覆ってもよい。

また、本体部が長方形の静電型スピーカ１Ａを図４に示したように複数ならべてスピーカアレイとし、複数並べた静電型スピーカ１Ａをプロジェクタ用スクリーンの背後に配置してもよい。この構成によれば、静電型スピーカ１は本体部および配線部の両方に柔軟性があるため、スクリーンを使用しない時にはスクリーンと共に巻き上げて収納することもできる。
なお、図４の構成においては、各静電型スピーカ１Ａに同じ音響信号を供給して各静電型スピーカ１Ａから同じ音が放射されるようにしてもよい。また、複数の静電型スピーカ１Ａに供給される各音響信号ついて、音響信号毎に異なる遅延量となるように遅延処理を施し、スピーカアレイから放射される音の指向性を制御するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、振動体１０が振動しないように重ねられた各部材の配線部をＺ方向（振動体１０の方向）に圧縮してから拘束してもよい。この構成によれば、クッション材３０Ｕ，３０Ｌが圧縮されて振動体１０の変位を抑えるため、振動体１０が変位することなく、配線部から音が放射されることがない。

本発明の一実施形態に係る静電型スピーカの外観図である。 静電型スピーカ１の断面およびスピーカ駆動部２の構成を模式的に示した図である。 本発明の変形例に係る静電型スピーカの配線部の断面図である。 本発明の変形例に係る静電型スピーカ１Ａを複数配置した時の図である。

符号の説明

１・・・静電型スピーカ、２・・・スピーカ駆動部、１０・・・振動体、２０Ｕ，２０Ｌ・・・導電布、３０Ｕ，３０Ｌ・・・クッション材、４０・・・糸、５０・・・変圧器、６０・・・入力部、７０・・・バイアス電源、８０・・・筐体

Claims (4)

1. 導電性を有するシート状の第１導電布と、
   導電性を有し前記第１導電布に対向して離間配置されたシート状の第２導電布と、
   導電性を有し、前記第１導電布と前記第２導電布との間において前記第１導電布および前記第２導電布と離間して配置されたシート状の振動体と、
   前記振動体と前記第１導電布との間に位置し、絶縁性、弾性および音響透過性を有するシート状の第１クッション材と、
   前記振動体と前記第２導電布との間に位置し、絶縁性、弾性および音響透過性を有するシート状の第２クッション材と
   を有し、
   前記第１導電布、前記第２導電布および前記振動体は、音響信号を供給する駆動部に接続される帯状の配線部と、前記配線部に継ぎ目無く連続した本体部とを有すること
   を特徴とする静電型スピーカ。
2. 前記配線部においては、前記第１導電布と前記振動体とが対向してなく、且つ、前記第２導電布と前記振動体とが対向していないことを特徴とする請求項１に記載の静電型スピーカ。
3. 前記配線部においては、前記第１導電布および前記第２導電布とが対向し、前記振動体は前記第１導電布と前記第２導電布と対向していないことを特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
4. 前記配線部においては、前記振動体が拘束されていることを特徴とする請求項１に記載の静電型スピーカ。

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