JP2012080531A - 静電型の電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】静電型の電気音響変換器において、静電型スピーカとして用いられた場合には、振動体で発生した音が外部へ放射されやすく、また、静電型マイクロフォンとして用いられた場合には、外部で発生した音が音響信号へと変換されやすくする。
【解決手段】電極１０を挟んで不織布である弾性部材２０Ｕ，２０Ｌが位置し、弾性部材２０Ｕ，２０Ｌの外側には、絶縁性を有するフィルムの表面に導電膜が形成された振動体３０Ｕ，３０Ｌが位置している。そして、振動体３０Ｕ，３０Ｌの外側には、例えば織られた布であって、音響透過性を有する表面部材４０Ｕ，４０Ｌが位置している。電極１０は、振動体３０と比較して、外力によって変位し難くなるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電型の電気音響変換器に関する。

特許文献１に開示されている静電型スピーカは、間隔をあけて向かい合う２枚の平面電極と、この２枚の平面電極の間に配置された導電性を有する膜状の振動板（振動体）とから構成されており、振動膜に所定のバイアス電圧を印加しておき、平面電極に印加する電圧を変化させると、振動膜に作用する静電引力が変化し、これにより振動膜が変位する。この印加電圧を入力される音響信号に応じて変化させれば、それに応じて振動膜は変位を繰り返し、音響信号に応じた音波が振動膜の両面から発生する。そして、発生した音波は、平面電極に開けられた貫通孔を通り抜けて外部へ放射される。
また、特許文献２には、振動板（振動体）を間に挟んで複数の固定電極を対向するように配置したスピーカエレメントにおいて、隣り合う振動膜に逆極性の成極電圧を印加し、隣り合う固定電極間に逆極性の駆動信号を印加することにより、大きな音圧を発生させる技術が開示されている。

特開２００７−３１８５５４号公報 特開平０６−２０９４９９号公報

上述した構成を有する静電型スピーカにおいて、平面電極に対向して振動板から発生した音波は、平面電極に設けられた貫通孔を通過して静電型スピーカの外部へと放射される。したがって、平面電極の開口率が小さい場合には、平面電極の開口率が大きい場合と比較して、振動板と平面電極との間の空気抵抗が大きくなるために、振動板の振幅が小さくなって音圧が小さくなる。
また、この静電型スピーカの構成を、静電型マイクロフォンの構成として用いることも可能である。この場合、外部で発生した音波が電極に設けられた貫通孔を通過して振動板を振動させることで、音（音響）が音響信号（電気信号）へと変換されることになる。したがって、電極の開口率が小さい場合には、電極の開口率が大きい場合に比べて、外部で発生した音波が貫通孔を通過しにくくなり、静電型マイクロフォンで変換される音響信号が小さくなる（静電型マイクロフォンの感度が低下する）という問題がある。

上記課題を解決するため本発明は、静電型の電気音響変換器において、静電型スピーカとして用いられた場合には、振動体で発生した音が外部へ放射されやすく、また、静電型マイクロフォンとして用いられた場合には、外部で発生した音が音響信号へと変換されやすく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、導電性を有する第１振動体と、前記第１振動体に対向して離間配置され、導電性を有する第２振動体と、前記第１振動体と前記第２振動体との間に位置する電極と、前記電極と前記第１振動体との間に位置し、弾性、絶縁性および通気性を有する第１弾性部材と、前記電極と前記第２振動体との間に位置し、弾性、絶縁性および通気性を有する第２弾性部材とを備えていることを特徴とする静電型の電気音響変換器を提供する。

本発明においては、前記電極は、表面から裏面に貫通した貫通孔を有していてもよい。
また、本発明においては、前記電極は、前記振動体よりも剛性が高くてもよい。

本発明によれば、静電型の電気音響変換器において、静電型スピーカとして用いられた場合には、振動体で発生した音が外部へ放射されやすく、また、静電型マイクロフォンとして用いられた場合には、外部で発生した音が音響信号へと変換されやすくなる。

本発明の実施形態に係る静電型スピーカの外観図である。 図１の静電型スピーカのＡ−Ａ線断面図である。 電極の外観図である。 静電型スピーカの電気的構成を示した図である。 静電型スピーカの動作を示す図である。 本発明の変形例に係る静電型スピーカの外観図である。 本発明の変形例に係る静電型スピーカの外観図である。 図７の静電型スピーカのＢ−Ｂ線断面図である。 図７の静電型スピーカのＣ−Ｃ線断面図である。 変形例に係る静電型スピーカの外観図である。 変形例に係る静電型スピーカの上面の一部を拡大した図である。 変形例に係るクリップの正面と側面を示した図である。 変形例に係るクリップで静電型スピーカを挟んだ状態を示した図である。 変形例に係る静電型スピーカの外観図である。 変形例に係る静電型マイクロフォンの電気的構成を示した図である。

［実施形態］
本実施形態においては、静電型の電気音響変換器を、音響信号（電気信号）を音（音響）に変換する静電型スピーカとして適用した例を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る静電型スピーカ１の外観図であり、図２は、図１の静電型スピーカ１のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、電極１０の外観図である。これらの図においては、直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸で方向を示しており、静電型スピーカ１を正面から見たときの左右方向をＸ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向としている。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。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。なお、ここでいう「正面」とは、面の方向を便宜的に表したものであって、静電型スピーカ１が配置されるときに正面方向を向くことを表したものではない。静電型スピーカ１は、その配置に際しては、必要に応じてどの向きに配置されてもよい。また、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。

（静電型スピーカ１の各部の構成）
静電型スピーカ１を構成する各部の構成について説明する。
静電型スピーカ１は、電極１０、弾性部材２０Ｕ，２０Ｌ、振動体３０Ｕ，３０Ｌおよび表面部材４０Ｕ，４０Ｌを備えている。なお、本実施形態においては、弾性部材２０Ｕ，２０Ｌの構成は同じであり、振動体３０Ｕ，３０Ｌの構成は同じである。また、表面部材４０Ｕ，４０Ｌの構成も同じである。このため、各部材について両者を区別する必要が特にない場合には符号「Ｕ」および「Ｌ」の記載を省略する。

電極１０は、所謂パンチングメタルであり、導電性を有する金属板の表面から裏面に貫通する複数の貫通孔１１が形成されている。電極１０は、振動体３０よりも剛性が高く（ヤング率が大きく）なっており、外部の力に対して振動体３０よりも変形し難い構成となっている。また、電極１０は、振動体３０よりも剛性が高い具体的な構成として、厚みを増したり、重量のある素材を選択したりすることにより、振動体３０より重量を重くした構成としても良い。更に、電極１０は、Ｚ軸方向の寸法が長くなるように形成されている。なお、電極１０に形成された貫通孔１１の数は、図に示した数に限定されず、図に示した数より少なくてもよく、また、図に示した数より多くてもよい。

弾性部材２０は、不織布であって電気を通さず空気および音（音響）の通過が可能となっている。弾性部材２０は、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。また、弾性部材２０は、Ｚ軸方向から見て矩形の形状を有しており、Ｘ軸方向の寸法は電極１０のＸ軸方向の寸法と同じであり、Ｙ軸方向の寸法は電極１０のＹ軸方向の寸法と同じである。

振動体３０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（polypropylene：ポリプロピレン）などの絶縁性および可撓性を有する合成
樹脂のフィルムを基材とし、フィルムの一方の面に導電性を有する金属を蒸着して導電膜を形成した構成となっている。また、振動体３０は、Ｚ軸方向から見て矩形の形状を有しており、Ｘ軸方向の寸法は電極１０のＸ軸方向の寸法と同じであり、Ｙ軸方向の寸法は電極１０のＹ軸方向の寸法と同じである。

表面部材４０は、織られた布であって、絶縁性と柔軟性を有し、空気および音の通過が可能となっている。また、表面部材４０は、Ｚ軸方向から見て矩形の形状を有しており、Ｘ軸方向の寸法は電極１０のＸ軸方向の寸法と同じであり、Ｙ軸方向の寸法は電極１０のＹ軸方向の寸法と同じである。

（静電型スピーカ１の構造）
次に、静電型スピーカ１の構造について説明する。
電極１０は、弾性部材２０Ｕの下面と弾性部材２０Ｌの上面との間に配置されている。電極１０は、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて弾性部材２０Ｕと弾性部材２０Ｌに固着されている。電極１０は、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材２０Ｕと弾性部材２０Ｌに固着されていない。振動体３０Ｕは、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて弾性部材２０Ｕの上面に固着されている。また、振動体３０Ｕは、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材２０Ｕに固着されていない。振動体３０Ｌは、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて弾性部材２０Ｌの下面に固着されている。また、振動体３０Ｌは、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材２０Ｌに固着されていない。なお、振動体３０Ｕは導電膜が形成された面側が弾性部材２０Ｕに接しており、振動体３０Ｌは導電膜が形成された面側が弾性部材２０Ｌに接している。表面部材４０Ｕは、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて振動体３０Ｕの上面に固着されている。また、表面部材４０Ｕは、接着剤が塗布されていない部分においては、振動体３０Ｕに固着されていない。表面部材４０Ｌは、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて振動体３０Ｌの下面に固着されている。また、表面部材４０Ｌは、接着剤が塗布されていない部分においては、振動体３０Ｌに固着されていない。

（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４は、静電型スピーカ１の電気的構成を示した図である。静電型スピーカ１には、駆動部１００が接続される。駆動部１００は、変圧器１１０と、アンプ１２０と、バイアス電源１３０とを備えている。アンプ１２０は、入力された音響信号（電気信号）を増幅して変圧器１１０に対して出力する。変圧器１１０の入力側の端子Ｔ１は、抵抗器Ｒ１を介してアンプ１２０に接続されている。変圧器１１０の入力側のもう一方の端子Ｔ２は、抵抗器Ｒ２を介してアンプ１２０に接続されている。変圧器１１０の出力側の端子Ｔ４は、振動体３０Ｕの導電性を有する部分に接続されている。変圧器１１０の出力側のもう一方の端子Ｔ５は、振動体３０Ｌの導電性を有する部分に接続されている。変圧器１１０の中点の端子Ｔ３は、抵抗器Ｒ３を介して駆動回路１００の基準電位であるグランドＧＮＤに接続されている。バイアス電源１３０は、一端が抵抗器Ｒ４を介して電極１０に接続され、もう一端が駆動回路１００の基準電位であるグランドＧＮＤに接続されている。また、バイアス電源１３０は、電極１０に対して直流バイアスを与える。なお、本実施形態においてバイアス電源１３０は、電極１０に対してプラスの電圧を印加しているものとする。

（静電型スピーカ１の動作）
次に、静電型スピーカ１の動作について説明する。図５は、静電型スピーカ１の動作を示す図である。アンプ１２０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変圧器１１０の出力側の端子から振動体３０Ｕおよび振動体３０Ｌに印加される。
そして、印加された電圧によって振動体３０Ｕと電極１０との間の電位差が変化すると、振動体３０Ｕと電極１０との間の静電引力が強まる又は振動体３０Ｕと電極１０との間の静電引力が弱まる。
また、印加された電圧によって振動体３０Ｌと電極１０との間の電位差が変化すると、振動体３０Ｌと電極１０との間の静電引力が強まる又は振動体３０Ｌと電極１０との間の静電引力が弱まる。

例えば、アンプ１２０に音響信号が入力され、増幅された音響信号が変圧器１１０に供給されて振動体３０Ｕにプラスの電圧が印加され、振動体３０Ｌにマイナスの電圧が印加されたとする。
電極１０にはバイアス電源１３０からプラスの電圧が印加されているため、振動体３０Ｕと電極１０との間の静電引力が弱まり、図５（ａ）に示したように振動体３０Ｕは矢印Ｆ１の方向に変位する。また、電極１０にはバイアス電源１３０からプラスの電圧が印加されているため、振動体３０Ｌと電極１０との間の静電引力が強まり、図５（ａ）に示したように振動体３０Ｌは矢印Ｆ２の方向に変位する。
ここで、振動体３０Ｕに印加される電圧と振動体３０Ｌに印加される電圧とは、互いに逆相で絶対値が同じとなるように電気的に構成されているので、矢印Ｆ１の方向と矢印Ｆ２の方向は同じ方向となる。

また、例えば、アンプ１２０に音響信号が入力され、増幅された音響信号が変圧器１１０に供給されて振動体３０Ｕにマイナスの電圧が印加され、振動体３０Ｌにプラスの電圧が印加されたとする。
電極１０にはバイアス電源１３０からプラスの電圧が印加されているため、振動体３０Ｕと電極１０との間の静電引力が強まり、図５（ｂ）に示したように振動体３０Ｕは矢印Ｆ３の方向へ変位する。また、電極１０にはバイアス電源１３０からプラスの電圧が印加されているため、振動体３０Ｌと電極１０との間の静電引力が弱まり、図５（ｂ）に示したように振動体３０Ｌは矢印Ｆ４の方向へ変位する。
ここで、振動体３０Ｕに印加される電圧と振動体３０Ｌに印加される電圧とは、互いに逆相で絶対値が同じとなるように電気的に構成されているので、矢印Ｆ３の方向と矢印Ｆ４の方向は同じ方向となる。

このように、振動体３０Ｕ，３０Ｌが音響信号に応じて変位し、その変位する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）に応じた音波が振動体３０Ｕ，３０Ｌから発生する。また、静電型スピーカ１においては、振動体３０Ｕと振動体３０Ｌとで変位の方向（向き）が同じであるから、振動膜３０Ｕから発生する音波は、振動膜３０Ｌから発生する音波と同相になり、発生した両方の音波が互いに打ち消されることがなく加算されて、表面部材４０Ｕ，４０Ｌを通過して静電型スピーカ１の外部へ音として放射される。

本実施形態によれば、静電型スピーカ１は、電極１０よりも外側に同相で振動する振動体３０Ｕ，３０Ｌが配置されているから、電極１０に遮られることなく、振動体３０Ｕ，３０Ｌから発生した音波を静電型スピーカ１の外部へと放射することが可能となる。したがって、静電型スピーカ１は、振動体から発生した音波の一部が電極に遮られてしまう従来の静電型スピーカと比較して、静電型スピーカ１の外部に放射し得る音波の割合が高くなり、静電型スピーカ１の外部の音圧が高くなる。
更に、振動体３０Ｕと振動体３０Ｌとが同相で振動するので、振動膜が一枚の場合に対して、静電型スピーカ１の外部に放射する音圧を高くすることができる。
また、本実施形態によれば、電極１０は、振動体３０よりも剛性が高くなるように形成されている。したがって、電極１０と振動体３０の間に電位差が変化した場合には、振動体３０が、静電引力の働きによって、電極１０に吸引される方向、又は電極１０から離れる方向に変位する。
また、電極１０には、表面から裏面に貫通する貫通孔１１が形成されている。したがって、電極１０は、貫通孔が形成されていない電極と比較して、弾性部材２０Ｕの内部に位置する空気と弾性部材２０Ｌの内部に位置する空気の、振動体３０の変位に応じた移動がしやすくなっている。
また、本実施形態によれば、振動体３０は、隣り合う部材と接触する面において一部の領域のみが固着されているから、隣り合う部材と接触する面において全部の領域が固着された場合と比較して変位し易くなっている。また、振動体３０は、柔軟性を有する表面部材４０と弾性を有する弾性部材２０との間に配置されているから、柔軟性および弾性を有さない部材の間に配置された場合と比較して変位し易くなっている。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の実施の一例にすぎない。本発明は、上述した実施形態に対して以下の変形を適用した態様で実施することも可能である。なお、以下に示す変形例は、必要に応じて、各々を適当に組み合わせて実施されてもよいものである。

（変形例１）
振動体は、フィルムの一方の面に導電性を有する金属を蒸着したものに限定されるものではなく、フィルムの両面に導電性を有する金属を蒸着したものであってもよい。また、振動体は、ＰＥＴやＰＰに限定されず、他の合成樹脂のフィルムに導電性を有する金属を蒸着したものであってもよい。

（変形例２）
弾性部材は、不織布に限定されるものではなく、絶縁性があり、音が透過し、弾性がある部材であればよく、例えば、中綿に熱を加えて圧縮したもの、織られた布、合成樹脂を海綿状にしたものであってもよい。

（変形例３）
静電型スピーカ１を構成する各部材の形状はＺ軸方向から見て矩形の形状に限定されるものではなく、多角形、円形、楕円形など、他の形状であってもよい。

（変形例４）
表面部材４０は、織られた布に限定されるものではなく、空気および音の通過が可能な部材であればよく、例えば、中綿に熱を加えて圧縮したもの、合成樹脂を海綿状にしたものなどであってもよい。また、表面部材４０は、その表面に文字や絵、写真などの画像が形成されていてもよい。図６は、本発明の変形例に係る静電型スピーカ１ａの外観図である。本変形例においては、画像４１ａが表面部材４０Ｕａの上面に印刷されている。このようにして構成された静電型スピーカ１ａは、表面部材４０Ｕａの表面に印刷された画像に関連する音波を表面部材４０Ｕａの表面から放射することが可能となる。また、静電型スピーカ１は、表面部材４０を備える構成に限定されるものではなく、表面部材４０を備えていなくてもよい。

（変形例５）
上述した実施形態においては、各部材のＸ軸方向の寸法とＹ軸方向の寸法はいずれも同じとなっているが、部材毎に寸法が異なっていてもよい。例えば、表面部材４０のＸ軸方向の寸法とＹ軸方向の寸法については、他の部材より長くなっていてもよい。また、このように表面部材４０についてＸ軸方向の寸法とＹ軸方向の寸法が他の部材より長い場合、表面部材４０Ｕの縁と表面部材４０Ｌの縁を互いに接着し、表面部材４０Ｕと表面部材４０Ｌとの間の密閉された空間に電極１０、弾性部材２０および振動体３０が位置するようにしてもよい。この構成によれば、電流が流れる部分が絶縁性を有する表面部材４０によって覆われるから、人体が感電する可能性を低くすることができる。

（変形例６）
電極は、パンチングメタルに限らず、エキスパンドメタルや金網であってもよく、絶縁性を有する材料の表面に導電性を有する金属の層を有するプリント基板であってもよい。また、電極は、振動体３０と比較して剛性の高い部材に限定されるものではない。図７は、本発明の変形例に係る静電型スピーカ１ｂの外観図である。図８は、図７の静電型スピーカ１ｂのＢ−Ｂ線断面図であり、図９は、図７の静電型スピーカ１ｂのＣ−Ｃ線断面図である。静電型スピーカ１ｂは、電極１０ｂ、弾性部材２０Ｕ，２０Ｌ、振動体３０Ｕ，３０Ｌ、表面部材４０Ｕ，４０Ｌ、スペーサ５０Ｕ，５０Ｌ、および拘束部材１２とを有している。なお、以下の説明において、静電型スピーカ１ｂの構成のうち、上述した実施形態と共通するものについては説明を省略する。

静電型スピーカ１ｂを構成する各部について説明する。
拘束部材１２は、例えば糸であり、絶縁性を有する線状の部材である。
電極１０ｂは、ＰＥＴまたはＰＰなどの絶縁性および柔軟性を有する合成樹脂のフィルムに、金属膜を蒸着あるいは導電性塗料を塗布したものであり、その厚さは数μｍ〜数十μｍ程度の厚さとなっている。電極１０ｂは、Ｚ軸方向から見て矩形の形状を有している。また、電極１０ｂは、フィルムを基材とするものに限らず、導電性を有する糸で織られた布であってもよい。
弾性部材２０はＺ軸方向から見て矩形の形状を有しており、弾性部材２０のＸ軸方向の寸法は電極１０ｂのＸ軸方向の寸法よりも長く、弾性部材２０のＹ軸方向の寸法は電極１０ｂのＹ軸方向の寸法よりも長い。
スペーサ５０は、例えば合成樹脂であり、Ｚ軸方向から見て矩形の枠形の形状を有している。スペーサ５０は、スペーサ５０の外側から内側へ貫通する貫通孔を有しており、空気および音の通過が可能となっている。なお、図７、図８、図９においては、この貫通孔の図示を省略している。スペーサ５０のＸ軸方向の寸法は振動体３０のＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法と同じであり、表面部材４０のＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法と同じである。また、枠形のスペーサ５０の内側には、弾性部材２０を配置することが可能となっている。

次に、静電型スピーカ１ｂの構造について説明する。拘束部材１２の一端は、電極１０ｂの角に固着されており、拘束部材１２の他端は、スペーサ５０Ｕの下面とスペーサ５０Ｌの上面との間に挟まれて固着されている。また、枠形のスペーサ５０Ｕの内側に弾性部材２０Ｕが配置されており、弾性部材２０Ｕが電極１０ｂと振動体３０Ｕとに接触している。また、枠形のスペーサ５０Ｌの内側に弾性部材２０Ｌが配置されており、弾性部材２０Ｌが電極１０ｂと振動体３０Ｌとに接触している。したがって、電極１０ｂは、弾性部材２０Ｕと弾性部材２０Ｌに接触し、拘束部材１２から張力をかけられた状態で支持される。電極１０ｂのＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法は、スペーサ５０の内側のＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法よりも短く形成されているから、電極１０ｂとスペーサ５０との間には、所定の間隔が設けられる。振動体３０は、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されてスペーサ５０に固着されている。したがって、振動体３０は、接着剤が塗布されていない部分においては、スペーサ５０および弾性部材２０に固着されていない。表面部材４０は、Ｘ軸方向の縁とＹ軸方向の縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて振動体３０に固着される。したがって、表面部材４０は、接着剤が塗布されていない部分においては、振動体３０に固着されていない。

本変形例によれば、電極１０ｂは、張力をかけられた状態で拘束部材１２に支持されることで、外力によって変位し難くなっている。したがって、電極１０ｂと振動体３０の間に電位差が変化した場合には、振動体３０が、静電引力の働きによって、電極１０ｂに吸引される方向、又は電極１０ｂから離れる方向に変位する。
また、本変形例によれば、静電型スピーカ１ｂは、振動体３０の変位に応じた弾性部材２０Ｕおよび弾性部材２０Ｌの内部間における空気の移動を、電極１０ｂとスペーサ５０の間の隙間を通して可能とする。したがって、本変形例においては、電極１０ｂが貫通孔を有していなくてもよい。

（変形例７）
静電型スピーカを構成する各部材には、駆動部と接続するための切り欠きが設けられていてもよい。図１０は変形例に係る静電型スピーカ１ｃの外観図である。静電型スピーカ１ｃは、静電型スピーカ１と同じ構成であるが、各部材の形状が相違している。本変形例については、静電型スピーカ１と相違している点についてのみ説明する。

静電型スピーカ１ｃは、表面部材４０Ｌｃ、振動体３０Ｌｃ、弾性部材２０Ｌｃ、電極１０ｃ、弾性部材２０Ｕｃ、振動体３０Ｕｃ、表面部材４０Ｕｃの順番で積層されて構成されている。表面部材４０Ｌｃおよび振動体３０Ｌｃは、Ｚ軸方向から見て矩形の形状を有しており、切り欠きが設けられていない。一方、弾性部材２０Ｌｃ、電極１０ｃ、弾性部材２０Ｕｃ、振動体３０Ｕｃおよび表面部材４０Ｕｃは、矩形の一部を切り取って奥行き方向へ一定の幅で凹んだ切り欠きが設けられている。

電極１０ｃの切り欠きの左右方向の位置は、弾性部材２０Ｌｃの切り欠きと同じ位置にある。また、電極１０ｃの切り欠きの左右方向の長さは、弾性部材２０Ｌｃの切り欠きの左右方向の長さと等しい。
また、振動体３０Ｕｃの切り欠きの左右方向の長さは、電極１０ｃの切り欠きの左右方向の長さよりも長い。振動体３０Ｕｃの切り欠きの左右方向の位置は、弾性部材２０Ｕｃの切り欠きと同じ位置にある。また、振動体３０Ｕｃの切り欠きの左右方向の長さは、弾性部材２０Ｕｃの切り欠きの左右方向の長さと等しい。
また、表面部材４０Ｕｃの切り欠きの左右方向の長さは、振動体３０Ｕｃの切り欠きの左右方向の長さよりも長い。

図１１は、静電型スピーカ１ｃの上面の一部を拡大した図である。
電極１０ｃの切り欠きと、弾性部材２０Ｌｃの切り欠きは、振動体３０Ｕｃおよび弾性部材２０Ｕｃの切り欠きより左右方向の長さが短く、上から見ると振動体３０Ｕｃおよび弾性部材２０Ｕｃの切り欠きの領域内に位置している。
また、振動体３０Ｕｃの切り欠きと、弾性部材２０Ｕｃの切り欠きは、表面部材４０Ｕｃの切り欠きより左右方向の長さが短く、上から見ると表面部材４０Ｕｃの切り欠きの領域内に位置している。

静電型スピーカ１ｃは、クリップ２００によって駆動部１００と接続される。
図１２（ａ）はクリップ２００の正面を示した図であり、図１２（ｂ）はクリップ２００の側面を示した図である。クリップ２００は、矩形で板状の電極２０１ｃ〜２０３ｃとバネ２１０を有している。また、クリップ２００は、電極２０１ｃ〜２０３ｃが固着されている板状のプラスチックの板部２２０Ａと、板部２２０Ａと向かい合う板状のプラスチックの板部２２０Ｂとを有している。電極２０１ｃは、図示せぬ導線を介して変圧器１１０の出力側の端子Ｔ５に接続されている。電極２０２ｃは、図示せぬ導線を介してバイアス電源１３０に接続されている。電極２０３ｃは、図示せぬ導線を介して変圧器１１０の出力側の端子Ｔ４に接続されている。

図１３は、クリップ２００で静電型スピーカ１ｃを挟んだ状態を示した図である。
静電型スピーカ１ｃの切り欠き部分をクリップ２００で挟むことで、電極２０１ｃと振動体３０Ｌｃ、電極２０２ｃと電極１０ｃ、電極２０３ｃと振動体３０Ｕｃがそれぞれ接触することになる。そして、振動体３０Ｌｃには、端子Ｔ５から出力された音響信号が電極２０１ｃを介して供給され、振動体３０Ｕｃには、端子Ｔ４から出力された音響信号が電極２０３ｃを介して供給される。また、電極１０ｃには、バイアス電源１３０からバイアス電圧が印加される。

本変形例においては、クリップ２００で静電型スピーカ１ｃを挟むだけで、静電型スピーカ１ｃと駆動部１００とを接続し、音響信号に応じた電圧を各振動体に印加することができる。また、クリップ２００を静電型スピーカ１ｃから外せば、静電型スピーカ１ｃと駆動部１００とを分離できるため、静電型スピーカ１ｃを容易に持ち運ぶことができる。

電極を有するクリップで静電型スピーカを挟むことで静電型スピーカと駆動部とを接続したが、静電型スピーカと駆動部とを接続する構成はこれに限定されるものではない。
図１４は、変形例に係る静電型スピーカ１ｄの外観図である。
静電型スピーカ１ｄは、表面部材４０Ｌｄ、振動体３０Ｌｄ、弾性部材２０Ｌｄ、電極１０ｄ、弾性部材２０Ｕｄ、振動体３０Ｕｄ、表面部材４０Ｕｄの順番で積層されて構成されている。電極１０ｄは、導電性を有する板状の部材であり、振動体３０ｄよりも剛性が高く（ヤング率が大きく）、後述する電極２０１ｄ〜２０３ｄよりも剛性が低い（ヤング率が小さい）。また、電極１０ｄには、その表面から裏面に貫通する複数の貫通孔が形成されている。振動体３０Ｌｄおよび振動体３０Ｕｄには、その一部を除去して奥行き方向へ一定の幅で凹んだ１つの切り欠きが設けられており、電極１０ｄには２つの切り欠きが一定の間隔をあけて設けられている。なお、表面部材４０Ｌｄ、弾性部材２０Ｌｄ、弾性部材２０Ｕｄおよび表面部材４０Ｕｄは、導電性を有しておらず、駆動部１００に接続されることがないから、切り欠きが設けられていても設けられていなくてもよい。

静電型スピーカ１ｄは、クリップ２００によって駆動部１００に接続される。クリップ２００には、図１４に示したように、針状の形状を有した電極２０１ｄ〜２０３ｄが設けられている。電極２０１ｄは、図示せぬ導線を介して変圧器１１０の出力側の端子Ｔ５に接続されている。電極２０２ｄは、図示せぬ導線を介してバイアス電源１３０に接続されている。電極２０３ｄは、図示せぬ導線を介して変圧器１１０の出力側の端子Ｔ４に接続されている。

静電型スピーカ１ｄにおいて、振動体３０Ｌｄ、電極１０ｄ、振動体３０Ｕｄに設けられた切り欠きの左右方向の位置はそれぞれ異なっている。より具体的には、ポイントＰ１には、振動体３０Ｌｄがあるものの、切り欠きによって電極１０ｄおよび振動体３０Ｕｄがない。また、ポイントＰ２には、電極１０ｄがあるものの、切り欠きによって振動体３０Ｌｄおよび振動体３０Ｕｄがない。また、ポイントＰ３には、振動体３０Ｕｄがあるものの、切り欠きによって振動体３０Ｌｄおよび電極１０ｄがない。このように構成された静電型スピーカ１ｄの切り欠き部分をクリップ２００で挟むことによって、図１２に示したポイントＰ１に電極２０１ｄが刺さり、ポイントＰ２に電極２０２ｄが刺さり、ポイントＰ３に電極２０３ｄが刺さることになる。

この場合、電極２０１ｄは、導電性を有する部材のなかで振動体３０Ｌｄのみに接触して他の導電性を有する部材に接触することがない。このため、振動体３０Ｌｄのみが、電極２０１ｄを介して端子Ｔ５から出力された音響信号を供給されることになる。また、電極２０２ｄは、導電性を有する部材のなかで電極１０ｄのみに接触して、他の導電性を有する部材に接触することがない。このため、電極１０ｄのみが、電極２０２ｄを介して、バイアス電源１３０から供給されたバイアス電圧を印加されることになる。また、電極２０３ｄは、導電性を有する部材のなかで振動体３０Ｕｄのみに接触して、他の導電性を有する部材に接触することがない。このため、振動体３０Ｕｄのみが、電極２０３ｄを介して、端子Ｔ４から出力された音響信号を供給されることになる。
このように本変形例においても、クリップ２００で静電型スピーカ１ｄを挟むだけで、駆動部１００からの音響信号を静電型スピーカ１ｄへと供給することができる。

（変形例８）
上述した実施形態及び変形例では、静電型の電気音響変換器を、音響信号（電気信号）を音（音響）に変換する静電型スピーカに適用した例を説明したが、静電型の電気音響変換器を、音（音響）を音響信号（電気信号）に変換する静電型マイクロフォンに適用してもよい。図１５は、この変形例に係る静電型マイクロフォン１Ｍの電気的構成を示した図である。図１５に示す構成では、静電型マイクロフォン１Ｍは、上述した図４の静電型スピーカ１と同じ構成を有している。静電型マイクロフォン１Ｍには、駆動部１００Ｍが接続される。駆動部１００Ｍは、上述した図４の駆動部１００と同じ構成を有するが、変圧器１１０の変圧比及び抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は適宜調整されてもよく、アンプ１２０に入出力される音響信号の方向は図４と異なるものとする。

外部で音が発生した場合には、その音によって振動体３０Ｕ，３０Ｌが図５（ａ）（ｂ）に示すように振動することになり、その振動に応じて振動体と電極との間の距離が変わるため、振動体と電極との間の静電容量に変化が発生することになる。なお、電極１０は抵抗器Ｒ４を介してバイアス電源１３０に接続されているから、静電容量が変化しても電荷は一定に留まるものとする。

ここで、振動体３０Ｕ，３０Ｌが、図５（ａ）に示すように振動した場合における、静電型マイクロフォン１Ｍの動作について説明する。
まず、振動体３０Ｕと電極１０との間の距離が長くなることで、振動体３０Ｕと電極１０との間の静電容量が小さくなる。ここで、電極１０はグランドＧＮＤに接続されているから、振動体３０Ｕと電極１０との間の電位差が大きくなるように、振動体３０Ｕの電位が変化することになる。
同様に、振動体３０Ｌと電極１０との間の距離が短くなることで、振動体３０Ｌと電極１０との間の静電容量が大きくなる。ここで、電極１０はグランドＧＮＤに接続されているから、振動体３０Ｌと電極１０との間の電位差が小さくなるように、振動体３０Ｌの電位が変化することになる。

次に、振動体３０Ｕ，３０Ｌが、図５（ｂ）に示すように振動した場合における、静電型マイクロフォン１Ｍの動作について説明する。
まず、振動体３０Ｕと電極１０との間の距離が短くなることで、振動体３０Ｕと電極１０との間の静電容量が大きくなる。ここで、電極１０はグランドＧＮＤに接続されているから、振動体３０Ｕと電極１０との間の電位差が小さくなるように、振動体３０Ｕの電位が変化することになる。
同様に、振動体３０Ｌと電極１０との間の距離が長くなることで、振動体３０Ｌと電極１０との間の静電容量が小さくなる。ここで、電極１０はグランドＧＮＤに接続されているから、振動体３０Ｌと電極１０との間の電位差が大きくなるように、振動体３０Ｌの電位が変化することになる。

以上のように、静電型マイクロフォン１Ｍが動作した結果、振動体３０Ｕ及び振動体３０Ｌの電位の変化が、振動の変位に比例した電圧出力、つまり、音響信号として端子Ｔ４及び端子Ｔ５を介して変圧器１１０に供給されることになる。そして、変圧器１１０は、この音響信号を変圧してアンプ１２０に入力し、アンプ１２０は、この音響信号を増幅して図示せぬスピーカやコンピュータなどに出力することになる。

このように、静電型マイクロフォン１Ｍにおいては、外部で発生した音が、電極１０に遮られることなく、振動体３０Ｕ及び振動体３０Ｌを直接振動させることになる。したがって、静電型マイクロフォン１Ｍは、振動体よりも外側に電極が配置された構成と比較して、振動体３０Ｕ及び振動体３０Ｌが振動しやすくなるから、外部で発生した音が音響信号へと変換されやすくなる。

ところで、変形例８において、静電型マイクロフォン１Ｍは、駆動部１００Ｍの変圧器１１０に音響信号を供給したが、変圧器１１０以外に音響信号を供給してもよい。例えば、変圧器１１０のインピーダンスが低いような場合には、静電型マイクロフォン１Ｍの負荷容量の影響により、低い周波数における周波数特性が低下する場合がある。このような場合には、静電型マイクロフォン１Ｍは、変圧器１１０よりもインピーダンスの高いアンプ１２０に音響信号を供給することで、低い周波数における周波数特性の低下を抑制してもよい。

１…静電型スピーカ（静電型の電気音響変換器）、１０…電極、１１…貫通孔、１２…拘束部材、２０…弾性部材、３０…振動体、４０…表面部材、４１ａ…画像、５０…スペーサ、１００…駆動部、１１０…変圧器、１２０…アンプ、１３０…バイアス電源、１Ｍ…静電型マイクロフォン（静電型の電気音響変換器）、１００Ｍ…駆動部

Claims (3)

1. 導電性を有する第１振動体と、
   前記第１振動体に対向して離間配置され、導電性を有する第２振動体と、
   前記第１振動体と前記第２振動体との間に位置する電極と、
   前記電極と前記第１振動体との間に位置し、弾性、絶縁性および通気性を有する第１弾性部材と、
   前記電極と前記第２振動体との間に位置し、弾性、絶縁性および通気性を有する第２弾性部材と、
   を備えていることを特徴とする静電型の電気音響変換器。
2. 前記電極は、表面から裏面に貫通した貫通孔を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の静電型の電気音響変換器。
3. 前記電極は、前記振動体よりも剛性が高いこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電型の電気音響変換器。

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