JP2013146021A

JP2013146021A - 駆動回路及び静電型トランスデューサシステム

Info

Publication number: JP2013146021A
Application number: JP2012006239A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Matsubara; 吉勝松原; Masayoshi Yamashita; 正芳山下
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25

Abstract

【課題】静電型トランスデューサを駆動する回路が消費する電力を抑える。
【解決手段】第２発振器１２１から出力される第２信号がＨレベルの期間ｔ１においては、スイッチ部１６０は、第１発振器１２０から出力された交流の第１信号を直流信号生成部１１１へ供給する。直流信号生成部１１１は、供給された第１信号を整流及び昇圧して直流の第３信号を出力する。第２信号がＬレベルの期間ｔ２においては、スイッチ部１６０は、第１発振器１２０と直流信号生成部１１１との間を電気的に切断する。期間ｔ１においては、直流信号生成部１１１から出力された第３信号がダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を介して振動体１０に供給され、期間ｔ２においては、直流信号生成部１１１から第３信号が供給されなくなる。つまり、振動体１０には、間欠的に直流電圧（バイアス電圧）が印加されるため、駆動回路１００の消費電力が少なくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、静電型トランスデューサに関する。

スピーカとして機能する静電型トランスデューサの駆動回路としては、例えば特許文献１の図２に示された駆動回路がある。この駆動回路においては、プッシュプル型の静電型トランスデューサの振動膜に直流電源が接続され、振動膜には直流でプラスのバイアス電圧が印加される。また、交流の信号を昇圧する変圧器は、二次側の一方の端子が静電型トランスデューサの前面側固定電極に接続され、二次側の他方の端子が静電型トランスデューサの背面側固定電極に接続される。また、変圧器のセンタータップは一定の電位にされる。
この駆動回路を用いた場合、変圧器の一次側の端子に交流のオーディオ信号が入力されると、センタータップの電位を基準にして振幅が等しく位相が反転したオーディオ信号が二次側の端子から出力される。変圧器からオーディオ信号が供給されると、前面側固定電極と背面側固定電極には位相が互いに反転したオーディオ信号が供給されるため、振動体と前面側固定電極との電位差と、振動体と背面側固定電極との電位差とに違いが生じ、振動体がプッシュプル駆動される。

特開２００８−５４２６１号公報

特許文献１の駆動回路においては、振動体に直流でプラスのバイアス電圧を常時印加するため、駆動回路に負荷が掛かり続けることとなり、電力を消費する。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、静電型トランスデューサを駆動する回路が消費する電力を抑え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、直流信号が供給される振動体と、前記振動体に対向する電極とを備える静電型トランスデューサを駆動する駆動回路であって、供給される交流信号を整流し、前記交流信号の最大電圧より大きな電圧の直流信号を生成する直流信号生成部と、前記直流信号生成部へ前記交流信号を間欠的に供給する供給部とを備え、前記直流信号生成部で生成された直流信号を前記振動体へ供給することを特徴とする駆動回路を提供する。

また、本発明は、直流信号が供給される振動体と、前記振動体に対向する電極とを備える静電型トランスデューサと、供給される交流信号を整流し、前記交流信号の最大電圧より大きな電圧の直流信号を生成する直流信号生成部と、前記直流信号生成部へ前記交流信号を間欠的に供給する供給部とを備える駆動回路とを備え、前記直流信号生成部で生成された直流信号を前記振動体へ供給することを特徴とする静電型トランスデューサシステムを提供する。

この構成においては、前記電極には、交流の信号である音響信号が供給され、前記供給部は、前記音響信号を前記直流信号生成部へ間欠的に供給し、前記静電型トランスデューサは、静電型スピーカである構成としてもよい。
また、この構成においては、前記電極からは、交流の信号である音響信号が出力され、
前記供給部は、前記音響信号を前記直流信号生成部へ間欠的に供給し、前記静電型トランスデューサは、静電型マイクロフォンである構成としてもよい。

本発明によれば、静電型トランスデューサを駆動する回路が消費する電力を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観図。図１のＡ−Ａ線断面図。静電型スピーカ１の分解図。静電型スピーカ１を駆動する駆動回路１００の構成を示した図。第２信号と第３信号の電圧波形の一例を示した図。変形例に係る駆動回路１００Ａの構成を示した図。変形例に係る駆動回路１００Ｂの構成を示した図。変形例に係るマイクロフォン２と音響信号生成回路２００の構成を示した図。

[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を駆動する駆動回路１００の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（上下）方向をＺ軸の方向としている。以下の説明においては、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向側を上面側、Ｚ軸の負方向側を下面側と称する場合がある。

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符号の末尾が「Ｕ」の部材と符号の末尾が「Ｌ」の部材と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。このため、これらの部材においても符号の末尾が「Ｕ」の部材と符号の末尾が「Ｌ」の部材と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、図中の各部材の寸法は、各部材の形状や位置関係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）
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。上面側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）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は、導電性を有する金属を圧延して膜状にした構成であってもよい。

弾性部材３０は、本実施形態においては不織布であって電気を通さず空気および音の通過が可能となっており、その形状は上面側から見て矩形となっている。また、弾性部材３
０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、弾性部材３０は、絶縁性があり、音が透過し、弾性がある部材であればよく、中綿に熱を加えて圧縮したもの、織られた布、絶縁性を有する合成樹脂を海綿状にしたものなどであってもよい。また、弾性部材３０は、音が通過するのであれば空気が通過しない構成であってもよく、例えば、弾性がある不連続気泡のスポンジをシート状にして弾性部材３０としてもよい。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が、この構成に限定されるものではない。

電極（固定極）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。また電極２０は、上面側から見て矩形となっている。電極２０は、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が、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。振動体１０と同様に電極２０についても、導電性を有する金属を圧延して膜状にした構成であってもよい。また、電極２０は、導電性を備えていれば柔軟性を備えていないものでもよく、例えばパンチングメタルであってもよい。

保護部材６０は、絶縁性を有する布である。保護部材６０は、上面側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。なお、保護部材６０は、絶縁性を有するものであればよく、例えば合成樹脂のシートであってもよい。

（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の下面側と弾性部材３０Ｌの上面側との間に配置される。なお、振動体１０は、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。また、弾性部材３０Ｕと弾性部材３０Ｌ同士も、縁から内側へ数ｍｍの幅で接着剤が塗布されて互いに固着されている。

電極２０Ｕは、弾性部材３０Ｕの上面側に接着されている。また、電極２０Ｌは、弾性部材３０Ｌの下面側に接着されている。電極２０Ｕは、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、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。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。つまり、電極２０の導電膜と振動体１０は、弾性部材３０を挟んで対向している。

保護部材６０Ｕは、電極２０Ｕの上面側に接着されている。また、保護部材６０Ｌは、電極２０Ｌの下面側に接着されている。保護部材６０Ｕは、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、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。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。

（静電型スピーカ１に係る電気的構成）
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を駆動する駆動回路１００は、増幅部１３０、変圧器１１０、直流信号生成部１１１、第１発振器１２０、第２発振器１２１、スイッチ部１６０、抵抗器Ｒ１１〜Ｒ１３、ダイオードＤ１、及び雌型の第１コネクター１４０を備えている。

増幅部１３０は、入力される音響信号を増幅して出力する増幅手段である。増幅部１３０は、抵抗器Ｒ１１と抵抗器Ｒ１２を介して変圧器１１０の一次側コイルの端子Ｔ１４と端子Ｔ１５に接続されている。増幅部１３０で増幅された交流の音響信号は、変圧器１１０へ供給される。変圧器１１０は、増幅部１３０から供給される音響信号を昇圧するものである。変圧器１１０の二次側コイルの一方の端子Ｔ１１は、第１コネクター１４０の１番端子に接続され、変圧器１１０の二次側コイルの他方の端子Ｔ１２は、第１コネクター１４０の３番端子に接続されている。また、変圧器１１０の二次側コイルのセンタータップＴ１３は、駆動回路１００の基準電位であるグラウンドＧＮＤに接続されている。

第１発振器１２０は、交流の第１信号（例えば正弦波の信号）を出力する発振器である。第１発振器１２０は、スイッチ部１６０に接続されている。なお、本実施形態においては、第１発振器１２０は、正弦波の第１信号を出力するが、第１発振器１２０が出力する第１信号は、交流であれば正弦波のものに限定されず、矩形波や三角波などであってもよい。
第２発振器１２１は、矩形波の第２信号を出力する発振器である。第２発振器１２１から出力される第２信号は、スイッチ部１６０に供給される。なお、第２信号は、本実施形態においては、Ｈ（High）レベルの期間の長さとＬ（Low）レベルの期間の長さが異なっている。
スイッチ部１６０は、第１発振器１２０と直流信号生成部１１１との間を電気的に切断又は接続する開閉器である。スイッチ部１６０は、供給される第２信号がＨレベルとなると、第１発振器１２０と直流信号生成部１１１とを電気的に接続する。また、スイッチ部１６０は、入力される第２信号がＬレベルとなると、第１発振器１２０と直流信号生成部１１１との間を電気的に切断する。

直流信号生成部１１１は、入力される第１信号を整流及び昇圧するものである。直流信号生成部１１１は、第１信号を整流及び昇圧する回路として、例えばコッククロフト・ウォルトン回路を備えている。なお、直流信号生成部１１１が備える回路は、交流の信号を整流及び昇圧する回路であれば、コッククロフト・ウォルトン回路に限定されるものではなく、変圧器と整流回路とを組み合わせた回路であってもよい。直流信号生成部１１１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されており、コッククロフト・ウォルトン回路で整流及び昇圧されて得られた直流の第３信号は、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を介して第１コネクター１４０の第５端子に供給される。ここで、第３信号の電圧は、第１信号の最大電圧より大きな電圧となる。
なお、第１コネクター１４０の２番端子、４番端子及び６番端子は、駆動回路１００のグラウンドＧＮＤに接続されている。

次に静電型スピーカ１においては、雄型の第２コネクター１４１の１番端子はケーブルで電極２０Ｕに接続され、第２コネクター１４１の３番端子はケーブルで電極２０Ｌに接続されている。また、第２コネクター１４１の５番端子はケーブルで振動体１０に接続されている。なお、第１コネクター１４０及び第２コネクター１４１においては、各端子間は絶縁されている。

（実施形態の動作）
次に本実施形態の動作について説明する。静電型スピーカ１を駆動する際には、まず雄型の第２コネクター１４１が雌型の第１コネクター１４０に嵌められる。第１コネクター
１４０に第２コネクター１４１が嵌められると、各コネクターの同じ番号の端子同士が接続され、端子Ｔ１１と電極２０Ｕが電気的に接続され、端子Ｔ１２と電極２０Ｌが電気的に接続される。変圧器１１０のセンタータップＴ１３はグラウンドＧＮＤに接続されているため、増幅部１３０に入力された音響信号の振幅が０Ｖの状態では、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２の電圧は０Ｖとなる。

また、第１コネクター１４０に第２コネクター１４１が嵌められると、直流信号生成部１１１がダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を介して振動体１０に電気的に接続される。なお、ここで第１発振器１２０からは第１信号が出力され、第２発振器１２１からは第２信号が出力されている。図５は、第２信号の電圧波形と、直流信号生成部１１１から出力された第３信号の電圧波形の一例を示した図である。第２信号がＨレベルの期間ｔ１においては、スイッチ部１６０によって第１発振器１２０と直流信号生成部１１１が電気的に接続されるため、第１発振器１２０から出力された第１信号が直流信号生成部１１１へ供給され、直流信号生成部１１１から第１信号を整流及び昇圧した第３信号が出力される。また、第２信号がＬレベルの期間ｔ２においては、スイッチ部１６０によって第１発振器１２０と直流信号生成部１１１が電気的に切断されるため、直流信号生成部１１１から第１信号を整流及び昇圧した第３信号が出力されなくなる。
つまり、第２発振器１２１とスイッチ部１６０によって直流信号生成部１１１へ第１信号が間欠的に供給され、本実施形態においては、第２発振器１２１とスイッチ部１６０は、交流の第１信号を間欠的に直流信号生成部１１１へ供給する供給部１７０として機能しており、直流信号生成部１１１へ第１信号を供給する期間と、第１信号を供給しない期間とが交互に発生し、第３信号が出力される期間と、第３信号が出力されない期間が交互に発生する。

そして、期間ｔ１においては、直流信号生成部１１１から出力された第３信号がダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を介して振動体１０に供給され、期間ｔ２においては、直流信号生成部１１１から第３信号が振動体１０に供給されなくなる。つまり、振動体１０には、間欠的に直流電圧（バイアス電圧）が印加されることになる。

期間ｔ１においては、電極２０と振動体１０との間の電位差が第３信号によって広がることになるが、第３信号が出力されてから振動体１０に掛かるバイアス電圧が最大の電圧になるまでの時間は、振動体１０と一方の電極２０との間の静電容量をＣとすると、この静電容量Ｃと抵抗器Ｒ１３の抵抗値で決まる。例えば、静電容量Ｃ＝０．１μＦ、抵抗器Ｒ１３の抵抗値を１０^７Ωとすると、時定数は、静電容量Ｃ×抵抗器Ｒ１３の抵抗値で求められるため１秒となる。時定数の１０倍程度の時間をかけるとバイアス電圧が最大の電圧になるため、期間ｔ１を１０秒以上にすれば、バイアス電圧を第３信号から得られる最大の電圧にすることができる。

次に、期間ｔ２においては、電極２０と振動体１０との間の電圧は、電極２０と振動体１０との間の絶縁抵抗による放電で下がることになるが、この絶縁抵抗が大きければ電極２０と振動体１０との間の電圧は急激に下がることがない。具体的には、振動体１０と一方の電極２０との間の縁抵抗をＲとすると、期間ｔ２における放電の時定数は、静電容量Ｃ×絶縁抵抗Ｒで求められる。例えば、静電容量Ｃ＝０．１μＦ、絶縁抵抗Ｒ＝１０^１１Ωとすると、時定数は１０^４秒となる。電極２０と振動体１０との間の電圧は、第３信号の供給が停止されてから時定数の１／１０秒の時間が経過するまでの間は、期間ｔ１終了時におけるバイアス電圧の９０％程度の電圧が維持される。このため、１０^３秒程度は、第３信号を振動体１０へ供給しなくても、振動体１０のバイアス電圧として十分な電圧が維持されることになる。
つまり、例えば、静電容量Ｃ＝０．１μＦ、抵抗器Ｒ１３＝１０^７Ω、絶縁抵抗Ｒ＝１０^１１Ωとすれば、期間ｔ１でバイアス電圧として十分な電圧を得られる。また、期間ｔ
１＜＜期間ｔ２となり、バイアス電圧が印加されない期間が長くなり消費電力を抑えることができる。

次に、音響信号の振幅が０Ｖから変化した場合について説明する。増幅部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。昇圧手段である変圧器１１０で昇圧されて端子Ｔ１２から出力される音響信号は、変圧器１１０で昇圧されて端子Ｔ１１から出力される音響信号とは振幅が同じで信号の極性が逆となる。

増幅部１３０にプラスの音響信号が入力されたことにより、変圧器１１０の二次側の端子Ｔ１１から出力される音響信号の極性がプラスとなり、端子Ｔ１２から出力される音響信号の極性がマイナスとなった場合には、振動体１０と電極２０Ｕとの間の静電引力が弱まる一方、振動体１０と電極２０Ｌとの間の静電引力が強くなる。すると振動体１０は、電極２０Ｕ側に作用する静電引力と電極２０Ｌ側に作用する静電引力との差に応じて電極２０Ｌ側（Ｚ軸の負方向）へ変位する。

また、増幅部１３０にマイナスの音響信号が入力されたことにより、変圧器１１０の二次側の端子Ｔ１１から出力される音響信号の極性がマイナスとなり、端子Ｔ１２から出力される音響信号の極性がプラスとなった場合には、振動体１０と電極２０Ｌとの間の静電引力が弱まる一方、振動体１０と電極２０Ｕとの間の静電引力が強くなる。すると振動体１０は、電極２０Ｕ側に作用する静電引力と電極２０Ｌ側に作用する静電引力との差に応じて電極２０Ｕ側（Ｚ軸の正方向）へ変位する。

このように振動体１０は、音響信号に応じて図のＺ軸の正方向とＺ軸の負方向に変位し、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。

以上説明したように本実施形態においては、駆動回路１００は、間欠的にバイアス電圧を振動体１０に印加するため、直流電源から振動体１０へバイアス電圧を印加し続ける構成と比較すると、消費電力を抑えることができる。

[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。なお、上述した実施形態および以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

（変形例１）
上述した実施形態においては、静電型スピーカ１はプッシュプル型となっているが、静電型スピーカ１は、電極２０Ｕまたは電極２０Ｌの一方を備えていないシングル型であってもよい。なお、プッシュプル型の場合、振幅が同じで極性が異なる一対の信号を静電型スピーカ１へ供給するが、静電型スピーカがシングル型の場合には、端子Ｔ１１または端子Ｔ１２から出力された信号を電極２０へ供給する。

（変形例２）
上述した実施形態では、第２発振器１２１とスイッチ部１６０により第１信号を直流信号生成部１１１へ間欠的に供給しているが、第１信号を直流信号生成部１１１へ間欠的に供給する構成は、この構成に限定されるものではない。
図６は、本変形例に係る駆動回路１００Ａの構成を示した図である。駆動回路１００Ａは、スイッチ部１６０を備えておらず、代わりに制御部１２２を備えている。また、駆動回路１００Ａにおいては、第１発振器１２０が直流信号生成部１１１に直接接続されている。制御部１２２は、所謂マイクロコンピュータであり、第１発振器１２０を制御する。制御部１２２から第１発振器１２０へ出力された信号が、第１信号の出力を指示する信号である場合、第１発振器１２０は第１信号を出力する。また、制御部１２２から第１発振器１２０へ出力された信号が、第１信号の出力の停止を指示する信号である場合、第１発振器１２０は第１信号の出力を停止する。
つまり、制御部１２２によって直流信号生成部１１１へ第１信号が間欠的に供給されるため、本変形例においては、制御部１２２が、交流の第１信号を間欠的に直流信号生成部１１１へ供給する供給部１７０として機能している。

本変形例においては、制御部１２２が第１信号の出力を指示する信号を期間ｔ１において第１発振器１２０へ出力すると、期間ｔ１の間は、第１信号が直流信号生成部１１１へ供給される。また、制御部１２２が第１信号の出力の停止を指示する信号を期間ｔ２において第１発振器１２０へ出力すると、期間ｔ２の間は、第１信号が直流信号生成部１１１へ供給されなくなる。この構成においても、直流信号生成部１１１には第１信号が間欠的に供給されることになるため、バイアス電圧が振動体１０へ間欠的に印加されることになり、消費電力を抑えることができる。

（変形例３）
上述した実施形態においては、弾性部材３０によって電極２０と振動体１０とが一定の距離を確保するようにしているが、電極２０と振動体１０とが一定の距離をおくようにする構成は、この構成に限定されるものではない。例えば、振動体１０と電極２０との間に枠型でＺ軸方向の厚みが一定のスペーサを配置し、このスペーサに張力を掛けて振動体１０を接着するようにしてもよい。振動体１０が振動しても電極２０に接触しないようにスペーサの厚みが設定されていれば、弾性部材３０がなくても振動体１０が電極２０に接触することがない。

（変形例４）
上述した実施形態においては、駆動回路１００が、直流信号生成部１１１、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を備えているが、直流信号生成部１１１、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を静電型スピーカ１が備えるようにしてもよい。

（変形例５）
上述した実施形態においては、直流信号生成部１１１に供給する交流の信号を、第１発振器１２０で生成された第１信号としているが、直流信号生成部１１１に供給する交流信号は、発振器で生成された交流信号に限定されるものではない。
図７は、本変形例に係る駆動回路１００Ｂの構成を示した図である。駆動回路１００Ｂは、第１発振器１２０を備えておらず、増幅部１３０に供給される音響信号がスイッチ部１６０にも供給される。
この構成においては、第２信号がＨレベルの期間ｔ１においては、交流の音響信号がスイッチ部１６０を介して直流信号生成部１１１へ供給される。直流信号生成部１１１は、音響信号を整流及び昇圧して第３信号を出力する。また、第２信号がＬレベルの期間ｔ２においては、スイッチ部１６０によって音響信号が直流信号生成部１１１へ供給されなくなるため、直流信号生成部１１１から第３信号が出力されなくなる。
つまり、第２発振器１２１とスイッチ部１６０によって直流信号生成部１１１へ交流の音響信号が間欠的に供給されるため、本変形例においても、第２発振器１２１とスイッチ部１６０は、交流の信号を間欠的に直流信号生成部１１１へ供給する供給部１７０として機能している。
なお、図７の構成においては、第２発振器１２１ではなく制御部１２２でスイッチ部１６０を制御するようにしてもよい。

このため、本変形例においても、期間ｔ１においては、直流信号生成部１１１から出力された第３信号がダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１３を介して振動体１０に供給され、期間ｔ２においては、直流信号生成部１１１から第３信号が振動体１０に供給されないこととなる。つまり、振動体１０には、間欠的に直流電圧（バイアス電圧）が印加されることになる。なお、図７においては、増幅部１３０に入力される前の音響信号がスイッチ部１６０へ供給されているが、増幅部１３０で増幅された後の音響信号をスイッチ部１６０へ供給するようにしてもよい。

（変形例６）
上述した実施形態においては、電極２０、振動体１０及び弾性部材３０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静電型のマイクロフォン（静電型トランスデューサ）とすることも可能である。
図８は、本変形例に係るマイクロフォン２と、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、マイクロフォン２は、前述の静電型スピーカ１と同じ構成であるため、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と同じ符号を付し、各部材の説明を省略する。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の変圧比及び抵抗器Ｒ１１〜Ｒ１３の抵抗値は適宜調整される。

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。

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。
電極２０Ｕ，２０Ｌは、変圧器１１０のセンタータップＴ１３を介してグラウンドＧＮＤに接続されているため、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信号が流れる。

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信号が流れる。

変圧器１１０の二次側コイルに信号が流れると、この信号に対応して変圧器１１０の一次側コイルにも信号が流れる。一次側コイルに流れた信号は、増幅部１３０で増幅され、増幅された信号がマイクロフォン２で収音された音を表す音響信号として増幅部１３０か
ら出力される。

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、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。

１…静電型スピーカ、１０…振動体、２０，２０Ｕ，２０Ｌ…電極、３０，３０Ｕ，３０Ｌ…弾性部材、６０，６０Ｕ，６０Ｌ…保護部材、１００，１００Ａ，１００Ｂ…駆動回路、１１０…変圧器、１１１…直流信号生成部、１２０…第１発振器、１２１…第２発振器、１２２…制御部、１３０…増幅部、１４０…第１コネクター、１４１…第２コネクター、１６０…スイッチ部、１７０…供給部、Ｄ１…ダイオード、Ｒ１１〜Ｒ１３…抵抗器

Claims

直流信号が供給される振動体と、前記振動体に対向する電極とを備える静電型トランスデューサを駆動する駆動回路であって、
供給される交流信号を整流し、前記交流信号の最大電圧より大きな電圧の直流信号を生成する直流信号生成部と、
前記直流信号生成部へ前記交流信号を間欠的に供給する供給部と
を備え、
前記直流信号生成部で生成された直流信号を前記振動体へ供給すること
を特徴とする駆動回路。
請求項１に記載の駆動回路であって、
前記電極には、交流の信号である音響信号が供給され、
前記供給部は、前記音響信号を前記直流信号生成部へ間欠的に供給すること
を特徴とする静電型スピーカの駆動回路。
請求項１に記載の駆動回路であって、
前記電極からは、交流の信号である音響信号が出力され、
前記供給部は、前記音響信号を前記直流信号生成部へ間欠的に供給すること
を特徴とする静電型マイクロフォンの駆動回路。
直流信号が供給される振動体と、前記振動体に対向する電極とを備える静電型トランスデューサと、
供給される交流信号を整流し、前記交流信号の最大電圧より大きな電圧の直流信号を生成する直流信号生成部と、
前記直流信号生成部へ前記交流信号を間欠的に供給する供給部と
を備える駆動回路と
を備え、
前記直流信号生成部で生成された直流信号を前記振動体へ供給すること
を特徴とする静電型トランスデューサシステム。