JP2013013057A - Electrostatic type electro-acoustic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電型電気音響変換器に関する。 The present invention relates to an electrostatic electroacoustic transducer.
特許文献1に開示されている静電型スピーカは、金属線を格子状にしたものを固定極とし、一対の固定極の間に振動膜(振動体)を有する構成となっており、固定極と振動膜とが接する部分は絶縁がされている。また、この静電型スピーカにおいては、固定極において振動膜に接していない部分と振動膜との間は、一定の距離が保たれており、振動膜において固定極に接していない部分が固定極に供給される信号に応じて振動する。
The electrostatic speaker disclosed in
静電型スピーカにおいて振動膜に作用する静電力は、固定極と振動膜との距離が近いほど大きくなる。このため、特許文献1の静電型スピーカにおいては、固定極を構成する金属線の太さが細いほど固定極と振動膜との距離が近くなり、振動膜に作用する力が大きくなって音圧が高くなる。また、固定極と振動膜の距離を短くして振動膜に作用する力を大きくすれば、固定極と振動膜との距離が長い場合と比較して固定極に印加する電圧を小さくしても静電型スピーカを駆動することができる。しかしながら、特許文献1に開示された静電型スピーカでは、金属線を細くすると固定極と振動膜との間の空間が狭くなり、振動膜が振動した時に固定極に接触してショートする虞がある。
なお、一対の固定極の間に振動膜を挟む構成は、静電型のマイクロフォンとしても用いることができる。マイクロフォンとして用いる場合には、振動体に到達した音に対応した信号を固定極から得ることができるが、マイクロフォンとして用いた場合においても、スピーカの場合と同様に、振動膜が振動した時に固定極に振動膜が接触してショートする虞がある。
The electrostatic force acting on the vibration membrane in the electrostatic speaker increases as the distance between the fixed pole and the vibration membrane is shorter. For this reason, in the electrostatic loudspeaker of
Note that the structure in which the vibration film is sandwiched between the pair of fixed poles can also be used as an electrostatic microphone. When used as a microphone, a signal corresponding to the sound reaching the vibrating body can be obtained from the fixed pole. However, in the case of using as a microphone, as in the case of a speaker, the fixed pole is vibrated. There is a risk that the vibrating membrane may come into contact with the short circuit.
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、固定極となる電極に印加する電圧を抑えつつ、固定極となる電極と振動体との接触を防ぐ技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the background described above, and an object thereof is to provide a technique for preventing contact between an electrode serving as a fixed pole and a vibrating body while suppressing a voltage applied to the electrode serving as a fixed pole. To do.
上述した目的を達成するため、本発明は、第一電極と、前記第一電極と対向して配置された第二電極と、前記第一電極と前記第二電極の間に配置され導電性を有する振動体と、導電性及び弾性を有して音が透過する第一層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第一層より抵抗値が大きい第二層を有し、前記第一電極と前記振動体の間に位置して前記第一層が前記第一電極側にあり、前記第二層が前記振動体側にある第一弾性部材と、導電性及び弾性を有して音が透過する第三層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第三層より抵抗値が大きい第四層を有し、前記第二電極と前記振動体の間に位置して前記第三層が前記第二電極側にあり、前記第四層が前記振動体側にある第二弾性部材とを有し、前記振動体は抵抗器を介してバイアス電源に接続され、当該抵抗器の抵抗値より前記第一層及び前記第三層の抵抗値が大きいことを特徴とする静電型電気音響変換器を提供する。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a first electrode, a second electrode disposed to face the first electrode, and a conductivity disposed between the first electrode and the second electrode. A first layer that has conductivity and elasticity and transmits sound; and a second layer that has conductivity and elasticity and transmits sound and has a higher resistance than the first layer. A first elastic member positioned between the first electrode and the vibrating body, the first layer being on the first electrode side, and the second layer being on the vibrating body side, and having conductivity and elasticity. A third layer through which sound is transmitted, and a fourth layer having conductivity and elasticity, through which sound is transmitted, and having a resistance value greater than that of the third layer, between the second electrode and the vibrating body And the third layer is on the second electrode side, the fourth layer is on the vibrating body side, and the vibrating body is connected via a resistor. It is connected to the bias power source, to provide an electrostatic electro-acoustic transducer, wherein the resistance value of the resistor the first layer than the resistance value of and the third layer is large.
本発明においては、前記第一弾性部材と前記第二弾性部材は、導電性を有する繊維で形成された不織布であり、前記第二層は、前記第一層より前記繊維の密度が小さく、前記第四層は、前記第三層より前記繊維の密度が小さい構成であってもよい。 In the present invention, the first elastic member and the second elastic member are nonwoven fabrics formed of conductive fibers, and the second layer has a density of the fibers smaller than that of the first layer, The fourth layer may have a configuration in which the density of the fibers is smaller than that of the third layer.
また、本発明は、導電性を有する振動体と、前記振動体と対向して配置された電極と、導電性及び弾性を有して音が透過する第一層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第一層より抵抗値が大きい第二層を有し、前記電極と前記振動体の間に位置して前記第一層が前記電極側にあり、前記第二層が前記振動体側にある弾性部材とを有し、前記振動体は抵抗器を介してバイアス電源に接続され、当該抵抗器の抵抗値より前記第一層の抵抗値が大きいことを特徴とする静電型電気音響変換器を提供する。 The present invention also includes a vibrating body having conductivity, an electrode disposed opposite to the vibrating body, a first layer having conductivity and elasticity and transmitting sound, and having conductivity and elasticity. And has a second layer that transmits sound and has a resistance value greater than that of the first layer, and is located between the electrode and the vibrating body, the first layer is on the electrode side, and the second layer And an elastic member on the vibrating body side, and the vibrating body is connected to a bias power source through a resistor, and the resistance value of the first layer is larger than the resistance value of the resistor. An electric electroacoustic transducer is provided.
本発明においては、前記弾性部材は、導電性を有する繊維で形成された不織布であり、前記第二層は、前記第一層より前記繊維の密度が小さい構成であってもよい。 In the present invention, the elastic member may be a nonwoven fabric formed of conductive fibers, and the second layer may have a configuration in which the density of the fibers is smaller than that of the first layer.
本発明によれば、固定極となる電極に印加する電圧を抑えつつ、固定極となる電極と振動体との接触を防ぐことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the contact between the electrode used as a fixed pole and a vibrating body can be prevented, suppressing the voltage applied to the electrode used as a fixed pole.
[実施形態]
図1は、本発明の実施形態に係る静電型スピーカ1(静電型電気音響変換器)の外観図、図2は、静電型スピーカ1のA−A線断面図である。また、図3は、静電型スピーカ1の分解図、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。なお、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軸の方向、奥行き方向をY軸の方向、高さ方向をZ軸の方向としている。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。
[Embodiment]
FIG. 1 is an external view of an electrostatic speaker 1 (electrostatic electroacoustic transducer) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図に示したように、静電型スピーカ1は、振動体10、電極20U,20L、弾性部材30U,30L及び保護部材60U,60Lを有している。なお、本実施形態においては、電極20Uと電極20Lの構成は同じであり、弾性部材30Uと弾性部材30Lの構成は同じである。このため、これらの部材において両者を区別する必要が特に無い場合は、「L」および「U」などの記載を省略する。また、保護部材60Uと保護部材60Lの構成は同じであるため、保護部材60U,60Lにおいても両者を区別する必要が特に無い場合は、「L」および「U」などの記載を省略する。また、図中の振動体、電極等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。
As shown in the figure, the
(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。Z軸上の点から見て矩形の振動体10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柔軟性を有する合成樹脂のフィルム(絶縁層)を基材とし、フィルムの一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜(導電層)を形成したシート状の構成となっている。なお、本実施形態においては、導電膜は、フィルムの一方の面に形成されているが、フィルムの両面に形成されていてもよい。また、振動体10のフィルムは、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あるいは導電性塗料を塗布したものであってもよい。また、振動体10は、導電性を有する金属を圧延して膜状にした導電膜の構成であってもよい。
(Configuration of each part of the electrostatic speaker 1)
First, each part constituting the
弾性部材30は、本実施形態においては導電性を有する繊維で形成された不織布であって空気および音の通過が可能となっており、その形状はZ軸上の点から見て矩形となっている。また、弾性部材30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。なお、本実施形態においては、弾性部材30のX軸方向の長さは振動体10のX軸方向の長さより長く、弾性部材30のY軸方向の長さは振動体10のY軸方向の長さより長くなっている。
In this embodiment, the elastic member 30 is a non-woven fabric formed of conductive fibers, and allows air and sound to pass through. The shape of the elastic member 30 is rectangular when viewed from a point on the Z axis. Yes. The elastic member 30 has elasticity, and is deformed when a force is applied from the outside, and returns to its original shape when the force applied from the outside is removed. In this embodiment, the length of the elastic member 30 in the X-axis direction is longer than the length of the vibrating
電極20は、PETまたはPPなどの絶縁性を有する合成樹脂のフィルム(絶縁層)を基材とし、フィルムの一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜(導電層)を形成した構成となっている。電極20は、Z軸上の点から見て矩形となっており、表面から裏面に貫通する孔を複数有しており、空気および音の通過が可能となっている。なお、図面においては、この孔の図示を省略している。本実施形態においては、電極20のX軸方向の長さとY軸方向の長さは弾性部材30と同じとなっている。また、電極20は、導電性を有する金属を圧延して膜状にした導電膜の構成であってもよい。 The electrode 20 is made of an insulating synthetic resin film (insulating layer) such as PET or PP as a base material, and a conductive metal is deposited on one surface of the film to form a conductive film (conductive layer). It has a configuration. The electrode 20 has a rectangular shape when viewed from a point on the Z-axis, and has a plurality of holes penetrating from the front surface to the back surface, so that air and sound can pass therethrough. In addition, illustration of this hole is abbreviate | omitted in drawing. In the present embodiment, the length in the X-axis direction and the length in the Y-axis direction of the electrode 20 are the same as those of the elastic member 30. Further, the electrode 20 may have a conductive film configuration in which a conductive metal is rolled into a film shape.
保護部材60は、絶縁性を有する布である。保護部材60は、Z軸上の点から見て矩形となっており、空気及び音の通過が可能となっている。なお、本実施形態においては、保護部材60のX軸方向の長さとY軸方向の長さは弾性部材30と同じとなっている。 The protection member 60 is an insulating cloth. The protection member 60 has a rectangular shape when viewed from a point on the Z axis, and allows passage of air and sound. In the present embodiment, the length in the X-axis direction and the length in the Y-axis direction of the protection member 60 are the same as those of the elastic member 30.
(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。静電型スピーカ1においては、振動体10は、弾性部材30Uの下面と弾性部材30Lの上面との間に配置されている。振動体10は、左右方向の縁と奥行き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30Uと弾性部材30Lに接着されており、接着剤が塗布された部分より内側は弾性部材30Uと弾性部材30Lに固着されていない状態となっている。
(Structure of electrostatic speaker 1)
Next, the structure of the
電極20Uは、弾性部材30Uの上面に接着されている。また、電極20Lは、弾性部材30Lの下面に接着されている。なお、電極20Uは、左右方向の縁と奥行き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30Uに接着されており、電極20Lは、左右方向の縁と奥行き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30Lに接着されている。なお、電極20は、接着剤が塗布された部分より内側は弾性部材30に固着されていない状態となっている。また、電極20Uは、導電膜のある側が弾性部材30Uに接しており、電極20Lは、導電膜のある側が弾性部材30Lに接している。
The
保護部材60Uは、電極20Uの上面に接着されている。また、保護部材60Lは、電極20Lの下面に接着されている。なお、保護部材60Uは、左右方向の縁と奥行き方向の縁から内側へ数mmの幅で接着剤が塗布されて電極20Uに接着されており、保護部材60Lは、左右方向の縁と奥行き方向の縁から内側へ数mmの幅で接着剤が塗布されて電極20Lに接着されている。なお、保護部材60は、接着剤が塗布された部分より内側は電極20に固着されていない状態となっている。
The
なお、弾性部材30と振動体10とを接着する際には、弾性部材30Uの下面と弾性部材30Lの上面は、不織布の繊維を毛羽立てした状態で振動体10に接着される。また、弾性部材30を電極20と接着する際には、弾性部材30Uの上面と弾性部材30Lの下面は、不織布の繊維を毛羽立てをせずに均した状態で接着される。このように弾性部材30の表面を毛羽立てして振動体10に接着すると、弾性部材30においては、毛羽立ちにより繊維が粗になった部分が振動体10に接することとなり、電極20と振動体10の間においては、図2で拡大して示したように、不織布の繊維が密な第一層31と、毛羽立ちによって繊維が粗な第二層32とが生じることとなる。なお、第二層32の厚さは数μm程度であるのが好ましい。
When the elastic member 30 and the vibrating
(静電型スピーカ1の電気的構成)
次に、静電型スピーカ1に係る電気的構成について説明する。図4に示したように、静電型スピーカ1には、音を表す音響信号が入力されるアンプ部130、変圧器110、振動体10に対して直流バイアスを与えるバイアス電源120を備えた駆動回路100が接続される。
電極20Uは、変圧器110の二次側の端子T1に接続され、電極20Lは、変圧器110の二次側の他方の端子T2に接続される。また、振動体10は、抵抗器R1を介してバイアス電源120に接続される。変圧器110の中点の端子T3は、抵抗器R2を介して駆動回路100の基準電位であるグランドGNDに接続される。
アンプ部130には音響信号が入力される。アンプ部130は、入力された音響信号を増幅し、増幅された音響信号を出力する。アンプ部130は、音響信号を出力する端子TA1,TA2を有しており、端子TA1は、抵抗器R3を介して変圧器110の一次側の端子T4に接続され、端子TA2は、抵抗器R4を介して変圧器の一次側の他方の端子T5に接続されている。
(Electrical configuration of the electrostatic speaker 1)
Next, an electrical configuration relating to the
The
An acoustic signal is input to the
(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。アンプ部130に交流の音響信号が入力されると、入力された音響信号が増幅されて変圧器110の一次側に供給される。そして、変圧器110で昇圧された音響信号が電極20に供給され、電極20Uと電極20Lとの間に電位差が生じると、電極20Uと電極20Lとの間にある振動体10には、電極20Uと電極20Lのいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働く。
(Operation of electrostatic speaker 1)
Next, the operation of the
具体的には、端子T2から出力される音響信号は、端子T1から出力される音響信号とは信号の極性が逆となる。端子T1からプラスの音響信号が出力され、端子T2からマイナスの音響信号が出力されると、電極20Uにはプラスの電圧が印加され、電極20Lにはマイナスの電圧が印加される。振動体10にはバイアス電源120によりプラスの電圧が印加されているため、振動体10は、プラスの電圧が印加されている電極20Uとの間の静電引力が弱まる一方、マイナスの電圧が印加されている電極20Lとの間の静電引力が強まる。振動体10は、振動体10に加わる静電引力の差に応じて電極20L側に吸引力が働き、電極20L側(Z軸の負の方向)へ変位する。
Specifically, the polarity of the acoustic signal output from the terminal T2 is opposite to that of the acoustic signal output from the terminal T1. When a positive acoustic signal is output from the terminal T1 and a negative acoustic signal is output from the terminal T2, a positive voltage is applied to the
また、端子T1からマイナスの音響信号が出力され、端子T2からプラスの音響信号が出力されると、電極20Uにはマイナスの電圧が印加され、電極20Lにはプラスの電圧が印加される。振動体10にはバイアス電源120によりプラスの電圧が印加されているため、振動体10は、プラスの電圧が印加されている電極20Lとの間の静電引力が弱まる一方、マイナスの電圧が印加されている電極20Uとの間の静電引力が強まる。振動体10は、振動体10に加わる静電引力の差に応じて電極20U側に吸引力が働き、電極20U側(Z軸の正の方向)へ変位する。
When a negative acoustic signal is output from the terminal T1 and a positive acoustic signal is output from the terminal T2, a negative voltage is applied to the
このように、振動体10が音響信号に応じて図のZ軸の正の方向とZ軸の負の方向に変位し(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)に応じた音波が振動体10から発生する。発生した音波は、音響透過性を有する弾性部材30、電極20及び保護部材60を通過して静電型スピーカ1の外部に音として放射される。
In this way, the vibrating
なお、図5は、弾性部材30の第一層31を抵抗値がRcの抵抗器で表し、弾性部材30の第二層32を抵抗値がRaの抵抗器で表した等価回路である。第一層31と第二層32は、導電性を有する繊維の層であるものの、不織布の繊維の粗密については第二層32に対して第一層31が密である。また、第二層32においては、第一層31より繊維が粗であり、毛羽だった繊維に対して空気の占める割合が大きいため、第一層31と第二層32の抵抗値を比較するとRc<<Raとなり、抵抗率(体積抵抗率)を比較すると第一層31の抵抗率ρ1<<第二層32の抵抗率ρ2となる。
このように、第二層32に対して第一層31の抵抗値が低いため、直流的には、バイアス電源120から振動体10に印加される電圧は、第二層32で大きく電圧降下し、第一層31と第二層32の境界においてはほぼ0Vとなる。つまり、本実施形態においては、実際には電極20U(電極20L)と振動体10との間は弾性部材30の厚みの分だけ距離(d)があるものの、2枚の平板電極が振動体10との間に第二層32の厚み(δ)の空気層をおいて位置している状態と見ることができる。
例えば、R1<<Rc<<Ra(R1=10MΩ程度、Rc=100M以上、Ra=1GΩ以上)とすることで、R1での電圧低下を抑えることができ、振動体10にかかる電圧が下がるのを抑え、振動体10と第二層32の間に十分なバイアス電圧を印加することができる。なお、R1、Rc及びRaの抵抗値は、各抵抗値がR1<<Rc<<Raの関係にあれば上記値に限定されるものではなく別の値であってもよい。
FIG. 5 is an equivalent circuit in which the
As described above, since the resistance value of the
For example, by setting R1 << Rc << Ra (R1 = about 10 MΩ, Rc = 100 M or more, Ra = 1 GΩ or more), the voltage drop at R1 can be suppressed, and the voltage applied to the vibrating
ここで、電極20U(電極20L)と振動体10との間に働く静電引力について考える。二枚の平板電極間に作用する静電引力は、平板電極間に掛かる電圧、平板の面積、平板間の距離、平板間にある媒体の誘電率などによって定まり、距離の2乗に反比例する。ここで、本実施形態との比較のために特許文献1の静電型スピーカのように振動体10と電極20との間に空気の層がある構成を考えると、比較対照の構成は、2枚の平板電極が第一層31の厚み(d)の空気層をおいて位置している状態と見ることができる。一方、本実施形態においては、実際には電極20と振動体10との間は弾性部材30の分だけdの距離があるものの、上述したように、2枚の平板電極が第二層32の厚み(δ)の空気層をおいて位置している状態と見ることができる。
Here, the electrostatic attraction acting between the
振動体10と電極20との間に空気層がある構成と本実施形態とで駆動回路100の構成が同じであるとすると、静電引力は、平板電極間の距離の2乗に反比例し、δは、dより短いため、電極20から振動体10までの距離が同じであっても、本実施形態のほうが大きな静電引力を得られることとなる。大きな静電引力を得られるということは、振動体10の変位量も大きくなるため、比較対照とした構成と比較すると、同じ電圧を印加しても本実施形態のほうが大きな音圧を得ることができる。
Assuming that the configuration of the
なお、静電引力は、平板電極間に掛かる電圧の2乗に比例するため、比較対照とした構成と同じ静電引力を得る場合には、電極20に掛かる電圧を下げればよい。電極20に電圧を下げても従来の構成の静電型スピーカと同じ音圧を得ることができるため、消費電力を抑えることができる。また、従来の構成の静電型スピーカと比較して、音圧を確保しつつ電極20に印加する電圧を下げることができるため、人体が電極20に触れた時に感電する虞を低くすることができる。 Since the electrostatic attractive force is proportional to the square of the voltage applied between the flat plate electrodes, the voltage applied to the electrode 20 may be lowered in order to obtain the same electrostatic attractive force as the comparative configuration. Even if the voltage is lowered to the electrode 20, the same sound pressure as that of the electrostatic speaker having the conventional configuration can be obtained, so that power consumption can be suppressed. In addition, since the voltage applied to the electrode 20 can be lowered while ensuring sound pressure as compared with an electrostatic speaker having a conventional configuration, the possibility of electric shock when a human body touches the electrode 20 can be reduced. it can.
[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。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement with another various form. For example, the present invention may be implemented by modifying the above-described embodiment as follows. In addition, you may combine each of embodiment mentioned above and the following modifications.
上述した実施形態においては、静電型スピーカ1は保護部材60を備えているが、静電型スピーカ1は保護部材60を備えていなくてもよい。
上述した実施形態においては、各部材は縁の部分に接着剤が塗布されて他の部材に接着されているが、接着剤を塗布する部分は部材の縁部分に限定されるものではない。例えば、各部材に格子状に接着剤を塗布して他の部材と接着してもよい。また、接着剤が点状に塗布された領域をマトリクス状など規則的に各部材に設けることにより他の部材と接着するようにしてもよい。
また、静電型スピーカ1において部材同士がずれないようにする方法は、接着剤で固定する方法に限定されるものではなく、例えば両面テープで部材同士をするようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
In the above-described embodiment, each member is bonded to other members by applying an adhesive to the edge portion, but the portion to which the adhesive is applied is not limited to the edge portion of the member. For example, an adhesive may be applied to each member in a lattice shape and bonded to other members. Alternatively, a region where the adhesive is applied in the form of dots may be regularly provided on each member, such as a matrix, to adhere to other members.
Moreover, the method of preventing members from shifting in the
上述した実施形態においては、電極20は、フィルムの表面に導電膜を形成した構成となっているが、電極20の構成は、この構成に限定されるものではない。例えば、導電性を有する金属板を電極20としてもよい。また、導電性を有する糸で織られた布を矩形の形状にし、矩形の形状にされたこの布を電極20としてもよい。また、絶縁性を有する素材(例えば、ガラスやフェノール樹脂)を板状に形成した基板上に導電膜を形成して電極20としてもよい。
また、上述した実施形態においては、電極20は、導電膜のある側が弾性部材30に向いているが、電極20は、導電膜のある側が保護部材60の側に向くように配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, the electrode 20 has a configuration in which a conductive film is formed on the surface of the film, but the configuration of the electrode 20 is not limited to this configuration. For example, a metal plate having conductivity may be used as the electrode 20. Alternatively, a cloth woven with conductive threads may be formed into a rectangular shape, and the cloth formed into a rectangular shape may be used as the electrode 20. Alternatively, the electrode 20 may be formed by forming a conductive film over a substrate in which an insulating material (for example, glass or phenol resin) is formed in a plate shape.
In the above-described embodiment, the electrode 20 has the conductive film side facing the elastic member 30, but the electrode 20 may be arranged so that the conductive film side faces the protective member 60 side. Good.
上述した実施形態においては、電極20は、Z軸上の点から見た形状が矩形となっているが、電極20の形状は、矩形に限定されるものではない。例えば、円形、楕円形または多角形など、他の形状であってもよい。また、振動体10についても、Z軸上の点から見た形状は矩形に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形または多角形など、他の形状であってもよい。また、静電型スピーカ1の形状についても、Z軸上の点から見た形状は矩形に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形または多角形など、他の形状であってもよい。
In the embodiment described above, the electrode 20 is rectangular when viewed from a point on the Z axis, but the shape of the electrode 20 is not limited to a rectangle. For example, other shapes such as a circle, an ellipse, or a polygon may be used. In addition, the shape of the vibrating
上述した実施形態においては、静電型スピーカ1はプッシュプル型であるが、プッシュプル型に限定されるものではない。静電型スピーカ1は、第一層31が電極20に接し、第二層32が振動体10に接するように一つの電極20と振動体10とで弾性部材30を挟み、電極20に音響信号を供給して振動体10を振動させるシングル型の静電型スピーカであってもよい。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態においては、弾性部材30は不織布であるが不織布に限定されるものではない。例えば、弾性部材30を、導電性及び弾性を有し、複数の貫通孔を有するシート状(または膜状)の基材の一方の面に導電性を有する繊維を静電植毛したものとし、繊維が植毛された側を振動体10に接触させる構成としてもよい。この構成においても、導電性を有し、空気や音が通過する基材の層と、植毛された繊維で形成されて基材より抵抗値の高い層とが電極20と振動体10との間に位置することとなり、上述した実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
In the embodiment described above, the elastic member 30 is a nonwoven fabric, but is not limited to a nonwoven fabric. For example, the elastic member 30 is obtained by electrostatically flocking a conductive fiber on one surface of a sheet-like (or film-like) base material having conductivity and elasticity and having a plurality of through holes. It is good also as a structure which makes the vibrating
上述した実施形態においては、電極、振動体及び弾性部材を積層した構成を、音響信号を音に変換するスピーカとしているが、この構成は、音を音響信号に変換するマイクロフォン(静電型電気音響変換器)とすることも可能である。
図6は、本変形例に係る静電型マイクロフォン2と、静電型マイクロフォン2で収音された音を表す音響信号を生成する音響信号生成回路200の構成を示した図である。本変形例においては、静電型マイクロフォン2は、前述の静電型スピーカ1と同じ部材を備えているため、静電型マイクロフォン2を構成する部材には、静電型スピーカ1の各部材と同じ符号を付し、その説明を省略する。また、音響信号生成回路200の構成は、信号が流れる方向が駆動回路100と異なる以外は、駆動回路100と同じであるため、音響信号生成回路200が備える部品には駆動回路100が備える部品と同じ符号を付し、各部品の説明を省略する。なお、変圧器110の変圧比及び各抵抗器の抵抗値は適宜調整される。
In the above-described embodiment, the configuration in which the electrode, the vibrating body, and the elastic member are stacked is a speaker that converts an acoustic signal into sound. This configuration is a microphone (electrostatic electroacoustic that converts sound into an acoustic signal). Converter).
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the electrostatic microphone 2 according to the present modification and an acoustic
静電型マイクロフォン2においては、導体である電極20と導体である振動体10は距離をおいて向かいあっており、電極20と振動体10は平行平板の導体によって構成されたコンデンサとして機能している。振動体10にはバイアス電圧が印加されているため、静電型マイクロフォン2に音が到達していない状態においては、このコンデンサに一定の電荷が溜まった状態となる。
静電型マイクロフォン2に音が到達した場合、到達した音によって振動体10が振動する。振動体10が振動すると、振動体10と電極20U,20Lとの間の距離が変わるため、振動体10と電極20との間の静電容量に変化が生じる。
In the electrostatic microphone 2, the electrode 20 as a conductor and the vibrating
When sound reaches the electrostatic microphone 2, the vibrating
例えば、振動体10が電極20U側に変位すると、電極20Uと振動体10との間の距離が短くなり、電極20Uと振動体10との間の静電容量が大きくなる。また、電極20Lと振動体10との間の距離が長くなり、電極20Lと振動体10との間の静電容量が小さくなる。このように静電容量が変化すると、電極20Uと振動体10との電位差が小さくなるように電極20Uの電位が変化し、電極20Lと振動体10との電位差が大きくなるように電極20Lの電位が変化する。ここで、電極20Uと電極20Lとの間で電位差が生じるため、変圧器110の二次側コイルには電流が流れる。
For example, when the vibrating
また、振動体10が電極20L側に変位すると、電極20Lと振動体10との間の距離が短くなり、電極20Lと振動体10との間の静電容量が大きくなる。また、電極20Uと振動体10との間の距離が長くなり、電極20Uと振動体10との間の静電容量が小さくなる。すると、電極20Lと振動体10との電位差が小さくなるように電極20Lの電位が変化し、電極20Uと振動体10との電位差が大きくなるように電極20Uの電位が変化する。ここで、電極20Uと電極20Lとの間で電位差が生じ、変圧器110の二次側コイルには、振動体10が電極20Uの方向に変位したときとは逆の方向に電流が流れる。
Further, when the vibrating
変圧器110の二次側コイルに電流が流れると、この電流に対応して変圧器110の一次側コイルにも電流が流れる。一次側コイルに流れた信号は、アンプ部130で増幅され、増幅された信号が静電型マイクロフォン2で収音された音を表す音響信号としてアンプ部130から出力される。
When a current flows through the secondary coil of the
なお、本変形例においては、変圧器110のインピーダンスが低い場合には、静電型マイクロフォン2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。この場合、変圧器110に替えてインピーダンスの高いアンプを電極20U,20Lに接続し、周波数特性の低下を抑えるようにしてもよい。
In this modification, when the impedance of the
1…静電型スピーカ、2…静電型マイクロフォン、10…振動体、20,20U,20L…電極、30,30U,30L…弾性部材、31…第一層、32…第二層、60,60U,60L…保護部材、100…駆動回路、110…変圧器、120…バイアス電源、130…アンプ部、200…音響信号生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第一電極と対向して配置された第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極の間に配置され導電性を有する振動体と、
導電性及び弾性を有して音が透過する第一層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第一層より抵抗値が大きい第二層を有し、前記第一電極と前記振動体の間に位置して前記第一層が前記第一電極側にあり、前記第二層が前記振動体側にある第一弾性部材と、
導電性及び弾性を有して音が透過する第三層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第三層より抵抗値が大きい第四層を有し、前記第二電極と前記振動体の間に位置して前記第三層が前記第二電極側にあり、前記第四層が前記振動体側にある第二弾性部材と
を有し、
前記振動体は抵抗器を介してバイアス電源に接続され、当該抵抗器の抵抗値より前記第一層及び前記第三層の抵抗値が大きいこと
を特徴とする静電型電気音響変換器。 A first electrode;
A second electrode disposed opposite the first electrode;
A vibrating body disposed between the first electrode and the second electrode and having conductivity;
A first layer having conductivity and elasticity to transmit sound; and a second layer having conductivity and elasticity to transmit sound and having a resistance value larger than that of the first layer, the first electrode And the first elastic member located between the vibrating body and the first layer on the first electrode side, and the second layer on the vibrating body side,
A second layer having conductivity and elasticity to transmit sound; and a fourth layer having conductivity and elasticity to transmit sound and having a resistance value larger than that of the third layer, and the second electrode. And the second elastic member located between the vibrating body and the third layer on the second electrode side, and the fourth layer on the vibrating body side,
The vibrator is connected to a bias power source via a resistor, and the resistance values of the first layer and the third layer are larger than the resistance value of the resistor.
前記第二層は、前記第一層より前記繊維の密度が小さく、前記第四層は、前記第三層より前記繊維の密度が小さいこと
を特徴とする請求項1に記載の静電型電気音響変換器。 The first elastic member and the second elastic member are nonwoven fabrics formed of conductive fibers,
2. The electrostatic electricity according to claim 1, wherein the second layer has a lower density of the fibers than the first layer, and the fourth layer has a lower density of the fibers than the third layer. Acoustic transducer.
前記振動体と対向して配置された電極と、
導電性及び弾性を有して音が透過する第一層と、導電性及び弾性を有して音が透過し、前記第一層より抵抗値が大きい第二層を有し、前記電極と前記振動体の間に位置して前記第一層が前記電極側にあり、前記第二層が前記振動体側にある弾性部材と
を有し、
前記振動体は抵抗器を介してバイアス電源に接続され、当該抵抗器の抵抗値より前記第一層の抵抗値が大きいこと
を特徴とする静電型電気音響変換器。 A vibrating body having electrical conductivity;
An electrode disposed opposite to the vibrating body;
A first layer having conductivity and elasticity to transmit sound; a second layer having conductivity and elasticity to transmit sound; and having a resistance value greater than that of the first layer; An elastic member located between the vibrating bodies, wherein the first layer is on the electrode side, and the second layer is on the vibrating body side,
The vibrator is connected to a bias power source through a resistor, and the resistance value of the first layer is larger than the resistance value of the resistor.
前記第二層は、前記第一層より前記繊維の密度が小さいこと
を特徴とする請求項3に記載の静電型電気音響変換器。 The elastic member is a non-woven fabric formed of conductive fibers,
The electrostatic electroacoustic transducer according to claim 3, wherein the second layer has a density of the fibers smaller than that of the first layer.
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