JP3502524B2 - トランスデューサアレイ - Google Patents
トランスデューサアレイInfo
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- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電型のトランス
デューサが複数個配置されてなるトランスデューサアレ
イに関する。なお、静電型のトランスデューサは、電気
音響変換器であって、スピーカ又はマイクロホンなどに
適用されるものである。
デューサが複数個配置されてなるトランスデューサアレ
イに関する。なお、静電型のトランスデューサは、電気
音響変換器であって、スピーカ又はマイクロホンなどに
適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】スピーカのアレイシステムは公知のもの
があり、例えばドン・デイビス／キャロライン・デイビ
ス著、進藤武男訳、誠文堂新光社刊「サウンドシステム
エンジニアリング」（１９９２年１０月３０日発行）の
２２３〜２５９頁には、パネル状にスピーカを配置した
アレイなどについて詳細に記載されており、その応用例
として、例えばホール内で全客席を一様にカバーするよ
うな用途が示されている。
があり、例えばドン・デイビス／キャロライン・デイビ
ス著、進藤武男訳、誠文堂新光社刊「サウンドシステム
エンジニアリング」（１９９２年１０月３０日発行）の
２２３〜２５９頁には、パネル状にスピーカを配置した
アレイなどについて詳細に記載されており、その応用例
として、例えばホール内で全客席を一様にカバーするよ
うな用途が示されている。
【０００３】また、指向性を高めるためのスピーカアレ
イの公知例も多く、特開平５−２７６５９１号公報、特
開平６−２２５３９７号公報、特開平６−２４５２８８
号公報などがある。
イの公知例も多く、特開平５−２７６５９１号公報、特
開平６−２２５３９７号公報、特開平６−２４５２８８
号公報などがある。
【０００４】これらのアレイの用途は、例えば美術館、
ショールーム等において、展示物を見ている人だけにそ
の説明が聞こえるようにするもの、複数の人が自分の好
みに応じて音場を調整できるようにするもの、パーソナ
ルコンピュータの音がそれを操作している人だけに聞こ
えるようにするもの、などである。
ショールーム等において、展示物を見ている人だけにそ
の説明が聞こえるようにするもの、複数の人が自分の好
みに応じて音場を調整できるようにするもの、パーソナ
ルコンピュータの音がそれを操作している人だけに聞こ
えるようにするもの、などである。
【０００５】これらのシステムは、個々のスピーカの出
力を調整し、それぞれから発する音波の干渉を利用す
る、あるいは吸音材を工夫する、というような方法で指
向性を高めている。
力を調整し、それぞれから発する音波の干渉を利用す
る、あるいは吸音材を工夫する、というような方法で指
向性を高めている。
【０００６】そして、これらの公知例で使用されている
スピーカなどのトランスデューサは、いずれもマグネッ
ト式である一般的な円錐コーン型ダイナミックスピーカ
を使うことを想定している。
スピーカなどのトランスデューサは、いずれもマグネッ
ト式である一般的な円錐コーン型ダイナミックスピーカ
を使うことを想定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】円錐コーン型ダイナミ
ックスピーカは、スピーカとしては最も一般的であり、
種類も多く選択しやすいものである。しかし、図１５に
示すように、円錐という形状のため、コーン紙の内側部
分で音響的な歪みλを生じる。
ックスピーカは、スピーカとしては最も一般的であり、
種類も多く選択しやすいものである。しかし、図１５に
示すように、円錐という形状のため、コーン紙の内側部
分で音響的な歪みλを生じる。
【０００８】この音響的な歪みλは、スピーカから発す
る音の鮮明さを喪失させたり、音像の定位感をぼやかす
という現象を引き起こす。
る音の鮮明さを喪失させたり、音像の定位感をぼやかす
という現象を引き起こす。
【０００９】従って、従来のスピーカアレイシステムに
おいては、以下のような問題を有していた。
おいては、以下のような問題を有していた。
【００１０】（１）マグネット式のスピーカは、上述し
たように、円錐形のコーン紙を使用おり、コーン紙の内
側で音響的な歪みλが発生する。そのため、多数個のス
ピーカから同時に音を発生させるというスピーカアレイ
システムでは、前記音響的な歪みλが増幅され、音質を
損なうおそれがある。
たように、円錐形のコーン紙を使用おり、コーン紙の内
側で音響的な歪みλが発生する。そのため、多数個のス
ピーカから同時に音を発生させるというスピーカアレイ
システムでは、前記音響的な歪みλが増幅され、音質を
損なうおそれがある。
【００１１】（２）マグネット式のスピーカでは、強力
な永久磁石を使用していることから、前記スピーカが多
数配列されるアレイシステムでは、全体として発生する
磁界が強力となる。そのため、スピーカアレイシステム
を例えば陰極線管（ＣＲＴ）の近傍に設置する場合など
においては、ＣＲＴの表示画像に悪影響を及ぼすことが
ある。
な永久磁石を使用していることから、前記スピーカが多
数配列されるアレイシステムでは、全体として発生する
磁界が強力となる。そのため、スピーカアレイシステム
を例えば陰極線管（ＣＲＴ）の近傍に設置する場合など
においては、ＣＲＴの表示画像に悪影響を及ぼすことが
ある。
【００１２】（３）マグネット方式のスピーカは、小型
化、薄型化に限界があり、小型のスピーカアレイシステ
ムの仕様には適さない。
化、薄型化に限界があり、小型のスピーカアレイシステ
ムの仕様には適さない。
【００１３】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、トランスデューサ単体の位相、振幅など
の制御が正確で、アレイとしての音の高度な指向性制
御、音の立体感及び音像の定位感などの制御を行い易い
トランスデューサアレイを提供することを目的とする。
たものであり、トランスデューサ単体の位相、振幅など
の制御が正確で、アレイとしての音の高度な指向性制
御、音の立体感及び音像の定位感などの制御を行い易い
トランスデューサアレイを提供することを目的とする。
【００１４】また、本発明の他の目的は、トランスデュ
ーサの配列密度を高くすることができ、アレイの面積比
として効率的な音圧レベルを得ることができるトランス
デューサアレイを提供することにある。
ーサの配列密度を高くすることができ、アレイの面積比
として効率的な音圧レベルを得ることができるトランス
デューサアレイを提供することにある。
【００１５】また、本発明の他の目的は、ハニカムホー
ンの取付けが容易で、高指向性をより高精度なものとす
ることができるトランスデューサアレイを提供すること
にある。
ンの取付けが容易で、高指向性をより高精度なものとす
ることができるトランスデューサアレイを提供すること
にある。
【００１６】また、本発明の他の目的は、人などの物体
の位置を検知する機能を持たせた指向性の強いトランス
デューサアレイを提供することにある。
の位置を検知する機能を持たせた指向性の強いトランス
デューサアレイを提供することにある。
【００１７】また、本発明の他の目的は、アレイ本体の
薄型化、小型化、軽量化に適するトランスデューサアレ
イを提供することにある。
薄型化、小型化、軽量化に適するトランスデューサアレ
イを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るトランスデ
ューサアレイは、厚さ１μｍ以上、３０μｍ以下のセラ
ミック平面板を振動板として用いた静電型の電気音響ト
ランスデューサが複数個配置されたアレイ本体を有して
構成する。
ューサアレイは、厚さ１μｍ以上、３０μｍ以下のセラ
ミック平面板を振動板として用いた静電型の電気音響ト
ランスデューサが複数個配置されたアレイ本体を有して
構成する。
【００１９】これにより、振動板がセラミック平面板で
あり、それ自体、音響上の歪みを生じない上、トランス
デューサを例えばマトリクス状に同一平面上に配列した
場合、すべてのトランスデューサから発生する振動の位
相が同一であり、アレイシステムとして好適となる。逆
に個々のトランスデューサ毎に位相を制御することも容
易になる。
あり、それ自体、音響上の歪みを生じない上、トランス
デューサを例えばマトリクス状に同一平面上に配列した
場合、すべてのトランスデューサから発生する振動の位
相が同一であり、アレイシステムとして好適となる。逆
に個々のトランスデューサ毎に位相を制御することも容
易になる。
【００２０】また、トランスデューサは、従来のマグネ
ット方式と違ってボイスコイルが不要であるため、アレ
イ本体の薄型化、小型化及び軽量化が容易であり、例え
ば直径１ｃｍ程度のものを多数個配列させることができ
る。これにより、アレイ本体から発生する音の指向性、
立体感などの制御がより行いやすく、しかも効果的に発
揮されることとなり、高い指向性を得やすいという利点
もある。
ット方式と違ってボイスコイルが不要であるため、アレ
イ本体の薄型化、小型化及び軽量化が容易であり、例え
ば直径１ｃｍ程度のものを多数個配列させることができ
る。これにより、アレイ本体から発生する音の指向性、
立体感などの制御がより行いやすく、しかも効果的に発
揮されることとなり、高い指向性を得やすいという利点
もある。
【００２１】また、振動板を方形状に加工することが可
能であり、パネル状のアレイにトランスデューサを緻密
に配置することができる。その結果、アレイ本体のパネ
ルの面積比として効率的な音圧レベルを得ることがで
き、特に低音域の再生を効率よく行うことができる。
能であり、パネル状のアレイにトランスデューサを緻密
に配置することができる。その結果、アレイ本体のパネ
ルの面積比として効率的な音圧レベルを得ることがで
き、特に低音域の再生を効率よく行うことができる。
【００２２】また、振動板を多角形状にすることが可能
であるため、ハニカムホーンの取付けが容易になり、高
指向性をより高精度なものとすることができる。
であるため、ハニカムホーンの取付けが容易になり、高
指向性をより高精度なものとすることができる。
【００２３】そして、前記構成において、前記振動板を
構成するセラミック平面板として、ジルコニアを用いる
ことが好ましい。
構成するセラミック平面板として、ジルコニアを用いる
ことが好ましい。
【００２４】また、本発明に係るトランスデューサアレ
イは、厚さ０．５μｍ以上、３０μｍ以下の金属箔を振
動板として用いた静電型の電気音響トランスデューサが
複数個配置されたアレイ本体を有して構成するようにし
てもよい。
イは、厚さ０．５μｍ以上、３０μｍ以下の金属箔を振
動板として用いた静電型の電気音響トランスデューサが
複数個配置されたアレイ本体を有して構成するようにし
てもよい。
【００２５】これにより、振動板としてセラミック平面
板を用いた場合と同様に、トランスデューサ単体の位
相、振幅などの制御が正確で、アレイとしての音の高度
な指向性制御、音の立体感及び音像の定位感などの制御
を行いやすい。更に、トランスデューサの配列密度を高
くすることができ、アレイの面積比として効率的な音圧
レベルを得ることができる。また、ハニカムホーンの取
付けが容易で、高指向性をより高精度なものとすること
ができ、アレイ本体の薄型化、小型化、軽量化に適す
る。
板を用いた場合と同様に、トランスデューサ単体の位
相、振幅などの制御が正確で、アレイとしての音の高度
な指向性制御、音の立体感及び音像の定位感などの制御
を行いやすい。更に、トランスデューサの配列密度を高
くすることができ、アレイの面積比として効率的な音圧
レベルを得ることができる。また、ハニカムホーンの取
付けが容易で、高指向性をより高精度なものとすること
ができ、アレイ本体の薄型化、小型化、軽量化に適す
る。
【００２６】そして、前記構成において、前記金属箔と
しては、高い比弾性率、実用性、製造コスト、量産性等
を考慮した場合、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、
アルミニウム、ニッケルのいずれかであることが望まし
い。
しては、高い比弾性率、実用性、製造コスト、量産性等
を考慮した場合、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、
アルミニウム、ニッケルのいずれかであることが望まし
い。
【００２７】なお、前記ハニカムホーンとしては、セラ
ミックスにて構成することが好ましい。
ミックスにて構成することが好ましい。
【００２８】ハニカムホーンを構成するセラミックス
は、焼結体の密度を緻密なものから多孔質なものまで変
えることができ、これによって、目的に応じて音響イン
ピーダンスを自在に調整できるので好ましい。材料とし
ては、アルミナ、コーディエライト、ムライト、ジルコ
ニア、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウムなどが適
用可能である。
は、焼結体の密度を緻密なものから多孔質なものまで変
えることができ、これによって、目的に応じて音響イン
ピーダンスを自在に調整できるので好ましい。材料とし
ては、アルミナ、コーディエライト、ムライト、ジルコ
ニア、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウムなどが適
用可能である。
【００２９】ところで、美術館などにおいて、展示物を
見ている人だけに聞こえるようなアレイの場合、従来
は、ある特定の位置に入らないと聞こえなかったり、人
がいることを別に設置したセンサで検知する必要があ
る。
見ている人だけに聞こえるようなアレイの場合、従来
は、ある特定の位置に入らないと聞こえなかったり、人
がいることを別に設置したセンサで検知する必要があ
る。
【００３０】本発明に係るトランスデューサアレイにお
いては、音響の放射、受音のいずれも可逆的に可能なこ
とを利用して、あるトランスデューサが放射した音波の
反射波を別のトランスデューサが受音し、人などの反射
物の位置を検出することができる。
いては、音響の放射、受音のいずれも可逆的に可能なこ
とを利用して、あるトランスデューサが放射した音波の
反射波を別のトランスデューサが受音し、人などの反射
物の位置を検出することができる。
【００３１】本発明に係るトランスデューサアレイで使
用されるトランスデューサは、周波数特性が良好なた
め、約２０ｋＨｚ以上の超音波を放射することが容易に
でき、それにより、人に聞かれることもなく人の位置を
検知することができ、例えば天井にアレイを設置すれ
ば、人が移動すれば音が聞こえるエリアを人の移動方向
に合わせて移動させることも可能となる。
用されるトランスデューサは、周波数特性が良好なた
め、約２０ｋＨｚ以上の超音波を放射することが容易に
でき、それにより、人に聞かれることもなく人の位置を
検知することができ、例えば天井にアレイを設置すれ
ば、人が移動すれば音が聞こえるエリアを人の移動方向
に合わせて移動させることも可能となる。
【００３２】このように、本発明に係るトランスデュー
サアレイにおいては、トランスデューサアレイを用いた
システムの多機能化、拡張化等を促進させることができ
る。
サアレイにおいては、トランスデューサアレイを用いた
システムの多機能化、拡張化等を促進させることができ
る。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトランスデュ
ーサアレイの実施の形態例（以下、単に実施の形態に係
るトランスデューサアレイと記す）を図１〜図１４を参
照しながら説明する。
ーサアレイの実施の形態例（以下、単に実施の形態に係
るトランスデューサアレイと記す）を図１〜図１４を参
照しながら説明する。
【００３４】図１に示すように、本実施の形態に係るト
ランスデューサアレイ５０は、多数個のスピーカユニッ
ト５２がマトリクス状に配されて構成されたアレイ本体
５４と、該アレイ本体５４における各スピーカユニット
５２に音声信号を供給するための音源５６と、該音源５
６から出力される音声信号を用途に応じて制御（位相制
御、音圧制御等）する制御装置５８とを有して構成され
ている。
ランスデューサアレイ５０は、多数個のスピーカユニッ
ト５２がマトリクス状に配されて構成されたアレイ本体
５４と、該アレイ本体５４における各スピーカユニット
５２に音声信号を供給するための音源５６と、該音源５
６から出力される音声信号を用途に応じて制御（位相制
御、音圧制御等）する制御装置５８とを有して構成され
ている。
【００３５】図２に示すように、アレイ本体５４は、全
体的に箱状に形成され、かつ前面に多数の穴６０が設け
られた筐体（エンクロージャ）６２と、該筐体６２に形
成された各穴６０にそれぞれセットされる前記スピーカ
ユニット５２を有して構成されている。なお、筐体６２
内の背面部分には吸音材６４が取り付けられている。
体的に箱状に形成され、かつ前面に多数の穴６０が設け
られた筐体（エンクロージャ）６２と、該筐体６２に形
成された各穴６０にそれぞれセットされる前記スピーカ
ユニット５２を有して構成されている。なお、筐体６２
内の背面部分には吸音材６４が取り付けられている。
【００３６】そして、本実施の形態に係るトランスデュ
ーサアレイ５０は、アレイ本体５４を構成する個々のス
ピーカユニット５２が静電型スピーカにて構成されてい
る。
ーサアレイ５０は、アレイ本体５４を構成する個々のス
ピーカユニット５２が静電型スピーカにて構成されてい
る。
【００３７】ここで、前記実施の形態に係るトランスデ
ューサアレイ５０にて使用されるスピーカユニット５２
（静電型スピーカ）のいくつかの実施の形態例について
説明する。
ューサアレイ５０にて使用されるスピーカユニット５２
（静電型スピーカ）のいくつかの実施の形態例について
説明する。
【００３８】まず、図３に示すように、第１の実施の形
態に係る静電型スピーカ５２Ａは、例えば平面多角形状
（円形も含む）で、かつ多数の貫通孔７０が形成された
一方の電極板７２と、同じく平面多角形状（円形も含
む）で、かつ多数の貫通孔７４が形成された他方の電極
板７６とが例えばリング状のスペーサ部材７８を間に挟
んで重ね合わされ、スペーサ部材７８の高さ方向中間部
に一対の電極板７２及び７６間の空間を仕切るように、
これら電極板７２及び７６の板面に対して平行に振動板
８０が架張されて構成されている。
態に係る静電型スピーカ５２Ａは、例えば平面多角形状
（円形も含む）で、かつ多数の貫通孔７０が形成された
一方の電極板７２と、同じく平面多角形状（円形も含
む）で、かつ多数の貫通孔７４が形成された他方の電極
板７６とが例えばリング状のスペーサ部材７８を間に挟
んで重ね合わされ、スペーサ部材７８の高さ方向中間部
に一対の電極板７２及び７６間の空間を仕切るように、
これら電極板７２及び７６の板面に対して平行に振動板
８０が架張されて構成されている。
【００３９】更に、この第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａにおいては、一対の電極板７２及び７６
間に、一方の電極板７２側を正極とする二つのバイアス
電源８２及び８４（共にバイアス電圧Ｅ）が接続され、
これらバイアス電源８２及び８４の接点ａと振動板８０
との間に音声信号源８６が接続されて構成されている。
スピーカ５２Ａにおいては、一対の電極板７２及び７６
間に、一方の電極板７２側を正極とする二つのバイアス
電源８２及び８４（共にバイアス電圧Ｅ）が接続され、
これらバイアス電源８２及び８４の接点ａと振動板８０
との間に音声信号源８６が接続されて構成されている。
【００４０】前記スペーサ部材７８と一対の電極板７２
及び７６との固着並びに振動板８０とスペーサ部材７８
との固着は例えば接着剤を用いて行われる。また、スペ
ーサ部材７８は、プラスチック、熱硬化性フェノール樹
脂、アクリル樹脂等の絶縁物を使用している。なお、振
動板８０に信号線を接続するため、スペーサ部材７８と
して金属を使ってもよい。この場合、電極板７２及び７
６とは適宜絶縁する。
及び７６との固着並びに振動板８０とスペーサ部材７８
との固着は例えば接着剤を用いて行われる。また、スペ
ーサ部材７８は、プラスチック、熱硬化性フェノール樹
脂、アクリル樹脂等の絶縁物を使用している。なお、振
動板８０に信号線を接続するため、スペーサ部材７８と
して金属を使ってもよい。この場合、電極板７２及び７
６とは適宜絶縁する。
【００４１】特に、この第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａにおいては、前記振動板８０として、厚
さ０．５μｍ以上、３０μｍ以下の金属箔にて構成する
ようにしている。
スピーカ５２Ａにおいては、前記振動板８０として、厚
さ０．５μｍ以上、３０μｍ以下の金属箔にて構成する
ようにしている。
【００４２】金属箔は吸湿性がないため、静電型スピー
カ５２Ａを高湿度の環境下で使用しても、音質を損ねる
ことがない。また、金属箔は、高弾性率材料であるた
め、振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、こ
れによって音量を大きくすることが可能となる。しか
も、平面状の振動板８０であるため、円錐形のコーン紙
を使用したコーン型ダイナミックスピーカのような音の
干渉は起こらず、位相、振幅（音圧）が正確で、音質を
より一層向上させることができる。
カ５２Ａを高湿度の環境下で使用しても、音質を損ねる
ことがない。また、金属箔は、高弾性率材料であるた
め、振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、こ
れによって音量を大きくすることが可能となる。しか
も、平面状の振動板８０であるため、円錐形のコーン紙
を使用したコーン型ダイナミックスピーカのような音の
干渉は起こらず、位相、振幅（音圧）が正確で、音質を
より一層向上させることができる。
【００４３】ところで、振動板８０を構成する金属箔の
厚さとして、３０μｍを超えると、静電気による力では
振動板８０が十分に振動せず、大きな音を得ることがで
きない。従って、金属箔の厚さとしては、２０μｍ以下
であることが好ましい。この場合、振動板８０の駆動振
幅を更に大きくすることができ、音圧の点で有利とな
る。
厚さとして、３０μｍを超えると、静電気による力では
振動板８０が十分に振動せず、大きな音を得ることがで
きない。従って、金属箔の厚さとしては、２０μｍ以下
であることが好ましい。この場合、振動板８０の駆動振
幅を更に大きくすることができ、音圧の点で有利とな
る。
【００４４】振動板８０を構成する金属箔としては、高
い弾性率、実用性、製造コスト、量産性等を考慮した場
合、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、アルミニウ
ム、ニッケルのいずれかであることが望ましい。図４に
前記各種金属の比弾性率（弾性率／密度）と、比較例と
してポリエステル（従来の振動板の材料）の比弾性率を
示す。
い弾性率、実用性、製造コスト、量産性等を考慮した場
合、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、アルミニウ
ム、ニッケルのいずれかであることが望ましい。図４に
前記各種金属の比弾性率（弾性率／密度）と、比較例と
してポリエステル（従来の振動板の材料）の比弾性率を
示す。
【００４５】前記各種金属のうち、いずれの金属でも、
従来から振動板材料として使用されてきた高分子フイル
ム、例えばポリエステルよりも１桁高い。また、弾性率
も１〜２桁高く、音声信号源８６の印加電圧ｅを上げて
振動板８０の駆動振幅が大きくなっても十分に追従する
ことができる。
従来から振動板材料として使用されてきた高分子フイル
ム、例えばポリエステルよりも１桁高い。また、弾性率
も１〜２桁高く、音声信号源８６の印加電圧ｅを上げて
振動板８０の駆動振幅が大きくなっても十分に追従する
ことができる。
【００４６】また、金属箔上にセラミックスをコーティ
ングして弾性率を高くすることもできる。この場合、セ
ラミックスとしては、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＺｒＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ 3 、ダイヤモンドなどが利用可能である。
ングして弾性率を高くすることもできる。この場合、セ
ラミックスとしては、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＺｒＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ 3 、ダイヤモンドなどが利用可能である。
【００４７】このように、本実施の形態に係るトランス
デューサアレイ５０においては、厚さ０．５μｍ以上、
３０μｍ以下の金属箔を振動板８０として用いた第１の
実施の形態に係る静電型スピーカ５２Ａを多数マトリク
ス状に配置してなるアレイ本体５４を有して構成するよ
うにしたので、以下のような効果を得ることができる。
むろん、マトリクス状ではなく、列状に配列したアレイ
でも同様な効果を得ることができる。
デューサアレイ５０においては、厚さ０．５μｍ以上、
３０μｍ以下の金属箔を振動板８０として用いた第１の
実施の形態に係る静電型スピーカ５２Ａを多数マトリク
ス状に配置してなるアレイ本体５４を有して構成するよ
うにしたので、以下のような効果を得ることができる。
むろん、マトリクス状ではなく、列状に配列したアレイ
でも同様な効果を得ることができる。
【００４８】即ち、振動板８０が平板状の金属箔であ
り、それ自体、音響的な歪みを生じない上、第１の実施
の形態に係る静電型スピーカ５２Ａを例えばマトリクス
状に同一平面上に配列した場合、すべての静電型スピー
カ５２Ａから発生する振動の位相が同一であり、トラン
スデューサアレイ５０として好適となる。逆に制御装置
５８を通じて個々の静電型スピーカ５２Ａ毎に位相を制
御することも容易になる。
り、それ自体、音響的な歪みを生じない上、第１の実施
の形態に係る静電型スピーカ５２Ａを例えばマトリクス
状に同一平面上に配列した場合、すべての静電型スピー
カ５２Ａから発生する振動の位相が同一であり、トラン
スデューサアレイ５０として好適となる。逆に制御装置
５８を通じて個々の静電型スピーカ５２Ａ毎に位相を制
御することも容易になる。
【００４９】また、静電型スピーカ５２Ａは、従来のマ
グネット方式のスピーカと違ってボイスコイルが不要で
あるため、アレイ本体５４の薄型化、小型化及び軽量化
が容易であり、例えば図１に示すように、平面形状が例
えば直径１ｃｍ程度の円形のものを多数個配列させるこ
とができる。これにより、アレイ本体５４から発生する
音の指向性、立体感などの制御がより行いやすく、しか
もその制御が効果的に発揮されることとなり、高い指向
性を得やすいという利点がある。また、静電型スピーカ
５２Ａの配列に関するレイアウトの自由度が大となり、
設計変更等の点で有利となる。更に、バイアス電源８４
を共通化することが可能となるため、製造コストの低廉
化を効率よく図ることができる。
グネット方式のスピーカと違ってボイスコイルが不要で
あるため、アレイ本体５４の薄型化、小型化及び軽量化
が容易であり、例えば図１に示すように、平面形状が例
えば直径１ｃｍ程度の円形のものを多数個配列させるこ
とができる。これにより、アレイ本体５４から発生する
音の指向性、立体感などの制御がより行いやすく、しか
もその制御が効果的に発揮されることとなり、高い指向
性を得やすいという利点がある。また、静電型スピーカ
５２Ａの配列に関するレイアウトの自由度が大となり、
設計変更等の点で有利となる。更に、バイアス電源８４
を共通化することが可能となるため、製造コストの低廉
化を効率よく図ることができる。
【００５０】また、この第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａにおいては、上述のように、振動板８０
を金属箔にて構成するようにしているため、振動板８０
を方形状に加工することが可能であり、例えば図５に示
すように、平面形状が矩形状とされたスピーカユニット
５２（静電型スピーカ）が多数マトリクス状に配列され
たアレイ本体５４とすることができる。この場合、アレ
イ本体５４における前面パネルの面積比に対して効率的
な音圧レベルを得ることができる。
スピーカ５２Ａにおいては、上述のように、振動板８０
を金属箔にて構成するようにしているため、振動板８０
を方形状に加工することが可能であり、例えば図５に示
すように、平面形状が矩形状とされたスピーカユニット
５２（静電型スピーカ）が多数マトリクス状に配列され
たアレイ本体５４とすることができる。この場合、アレ
イ本体５４における前面パネルの面積比に対して効率的
な音圧レベルを得ることができる。
【００５１】また、振動板８０を多角形状（矩形状を含
む）にすることが可能であるため、図６に示すように、
スピーカユニット５２の平面形状をハニカムホーン９０
のセル９２の形状に合わせることができ、アレイ本体５
４の前面パネルに対してハニカムホーン９０を容易に取
り付けることができる。この場合、スピーカユニット５
２の配列ピッチをハニカムホーン９０のセル９２の配列
ピッチに合わせることができるため、前記ハニカムホー
ン９０のセル９２とアレイ本体５４にセットされたスピ
ーカユニット５２とを１対１に対応させることができ
る。
む）にすることが可能であるため、図６に示すように、
スピーカユニット５２の平面形状をハニカムホーン９０
のセル９２の形状に合わせることができ、アレイ本体５
４の前面パネルに対してハニカムホーン９０を容易に取
り付けることができる。この場合、スピーカユニット５
２の配列ピッチをハニカムホーン９０のセル９２の配列
ピッチに合わせることができるため、前記ハニカムホー
ン９０のセル９２とアレイ本体５４にセットされたスピ
ーカユニット５２とを１対１に対応させることができ
る。
【００５２】このように、アレイ本体５４の前面パネル
にハニカムホーン９０を容易に設置することができるた
め、トランスデューサアレイ５０の高指向性をより高精
度なものとすることができる。前記ハニカムホーン９０
をセラミックスにて構成することにより、更に高い指向
性のトランスデューサアレイ５０を得ることができる。
にハニカムホーン９０を容易に設置することができるた
め、トランスデューサアレイ５０の高指向性をより高精
度なものとすることができる。前記ハニカムホーン９０
をセラミックスにて構成することにより、更に高い指向
性のトランスデューサアレイ５０を得ることができる。
【００５３】次に、前記第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａのいくつかの変形例について図７及び図
８を参照しながら説明する。なお、図３と対応するもの
については同符号を付してその重複説明を省略する。
スピーカ５２Ａのいくつかの変形例について図７及び図
８を参照しながら説明する。なお、図３と対応するもの
については同符号を付してその重複説明を省略する。
【００５４】まず、第１の変形例に係る静電型スピーカ
５２Ａａは、図７に示すように、前記第１の実施の形態
に係る静電型スピーカ５２Ａ（図３参照）とほぼ同じ構
成を有するが、一対の電極板７２及び７６におけるそれ
ぞれの対向面に、多数の貫通孔１００を有するエレクト
レットフイルム（帯電性を有するプラスチックフイル
ム）１０２が貼着され、更に、二つのバイアス電源８２
及び８４（図３参照）が省略された構成を有する。
５２Ａａは、図７に示すように、前記第１の実施の形態
に係る静電型スピーカ５２Ａ（図３参照）とほぼ同じ構
成を有するが、一対の電極板７２及び７６におけるそれ
ぞれの対向面に、多数の貫通孔１００を有するエレクト
レットフイルム（帯電性を有するプラスチックフイル
ム）１０２が貼着され、更に、二つのバイアス電源８２
及び８４（図３参照）が省略された構成を有する。
【００５５】エレクトレットフイルム１０２は、例えば
図７に示すように予め帯電していることから、無信号時
において、一方の電極板７２は正に帯電し、他方の電極
板７６は負に帯電し、これによって、一対の電極板７２
及び７６間に一方の電極板７２側を正とするバイアス電
圧Ｅがかかった状態と等価となる。このため、第１の実
施の形態では必要であった二つのバイアス電源８２及び
８４を省略することが可能となり、静電型スピーカ５２
Ａａの小型化、軽量化を促進させることができる。
図７に示すように予め帯電していることから、無信号時
において、一方の電極板７２は正に帯電し、他方の電極
板７６は負に帯電し、これによって、一対の電極板７２
及び７６間に一方の電極板７２側を正とするバイアス電
圧Ｅがかかった状態と等価となる。このため、第１の実
施の形態では必要であった二つのバイアス電源８２及び
８４を省略することが可能となり、静電型スピーカ５２
Ａａの小型化、軽量化を促進させることができる。
【００５６】そして、この第１の変形例に係る静電型ス
ピーカ５２Ａａにおいても、前記第１の実施の形態に係
る静電型スピーカ５２Ａと同様に、厚さ０．５μｍ以
上、３０μｍ以下の金属箔にて振動板８０を構成し、前
記金属箔として、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、
アルミニウム、ニッケルのいずれかを使用するようにし
ている。
ピーカ５２Ａａにおいても、前記第１の実施の形態に係
る静電型スピーカ５２Ａと同様に、厚さ０．５μｍ以
上、３０μｍ以下の金属箔にて振動板８０を構成し、前
記金属箔として、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、
アルミニウム、ニッケルのいずれかを使用するようにし
ている。
【００５７】そのため、前記第１の実施の形態に係る静
電型スピーカ５２Ａと同様に、音質を損ねることなく、
振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、これに
よって音量を大きくすることが可能となる。しかも、平
面状の振動板８０であるため、音質をより一層向上させ
ることができる。
電型スピーカ５２Ａと同様に、音質を損ねることなく、
振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、これに
よって音量を大きくすることが可能となる。しかも、平
面状の振動板８０であるため、音質をより一層向上させ
ることができる。
【００５８】次に、第２の変形例に係る静電型スピーカ
５２Ａｂは、図８に示すように、例えば平面多角形状
（円形も含む）の振動板８０と、同じく平面多角形状
（円形も含む）の電極板１０４とが例えばリング状のス
ペーサ部材７８を間に挟んで重ね合わされ、更に、振動
板８０と電極板１０４間に振動板８０側を正極とする一
つのバイアス電源１０６（バイアス電圧Ｅ）と音声信号
源８６が接続されて構成されている。
５２Ａｂは、図８に示すように、例えば平面多角形状
（円形も含む）の振動板８０と、同じく平面多角形状
（円形も含む）の電極板１０４とが例えばリング状のス
ペーサ部材７８を間に挟んで重ね合わされ、更に、振動
板８０と電極板１０４間に振動板８０側を正極とする一
つのバイアス電源１０６（バイアス電圧Ｅ）と音声信号
源８６が接続されて構成されている。
【００５９】この第２の変形例に係る静電型スピーカ５
２Ａｂにおいても、前記第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａと同様に、厚さ０．５μｍ以上、３０μ
ｍ以下の金属箔にて振動板８０を構成し、前記金属箔と
して、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、アルミニウ
ム、ニッケルのいずれかを使用するようにしている。
２Ａｂにおいても、前記第１の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ａと同様に、厚さ０．５μｍ以上、３０μ
ｍ以下の金属箔にて振動板８０を構成し、前記金属箔と
して、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、アルミニウ
ム、ニッケルのいずれかを使用するようにしている。
【００６０】そのため、前記第１の実施の形態に係る静
電型スピーカ５２Ａと同様に、静電型スピーカ５２Ａｂ
を高湿度の環境下で使用しても、音質を損ねることな
く、振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、こ
れによって音量を大きくすることが可能となる。しか
も、平面状の振動板８０であるため、音質をより一層向
上させることができる。
電型スピーカ５２Ａと同様に、静電型スピーカ５２Ａｂ
を高湿度の環境下で使用しても、音質を損ねることな
く、振動板８０の駆動振幅を大きくすることができ、こ
れによって音量を大きくすることが可能となる。しか
も、平面状の振動板８０であるため、音質をより一層向
上させることができる。
【００６１】次に、第２の実施の形態に係る静電型スピ
ーカ５２Ｂについて図９を参照しながら説明する。な
お、図３と対応するものについては同符号を付してその
重複説明を省略する。
ーカ５２Ｂについて図９を参照しながら説明する。な
お、図３と対応するものについては同符号を付してその
重複説明を省略する。
【００６２】この第２の実施の形態に係る静電型スピー
カ５２Ｂは、図９に示すように、前記第１の実施の形態
に係る静電型スピーカ５２Ａ（図３参照）とほぼ同様の
構成を有するが、振動板８０を厚さ１μｍ以上、３０μ
ｍ以下のセラミック平面板にて構成し、更に振動板８０
の表面に電極膜１０８を形成している点で異なる。
カ５２Ｂは、図９に示すように、前記第１の実施の形態
に係る静電型スピーカ５２Ａ（図３参照）とほぼ同様の
構成を有するが、振動板８０を厚さ１μｍ以上、３０μ
ｍ以下のセラミック平面板にて構成し、更に振動板８０
の表面に電極膜１０８を形成している点で異なる。
【００６３】セラミック平面板は吸湿性がないため、静
電型スピーカ５２Ｂを高湿度の環境下で使用しても、音
質を損ねることがない。また、セラミック平面板は、高
弾性率材料であるため、振動板８０の駆動振幅を大きく
することができ、これによって音量を大きくすることが
可能となる。しかも、平面状の振動板８０であるため、
円錐形のコーン紙を使用したコーン型ダイナミックスピ
ーカのような音の干渉は起こらず、音質をより一層向上
させることができる。
電型スピーカ５２Ｂを高湿度の環境下で使用しても、音
質を損ねることがない。また、セラミック平面板は、高
弾性率材料であるため、振動板８０の駆動振幅を大きく
することができ、これによって音量を大きくすることが
可能となる。しかも、平面状の振動板８０であるため、
円錐形のコーン紙を使用したコーン型ダイナミックスピ
ーカのような音の干渉は起こらず、音質をより一層向上
させることができる。
【００６４】ところで、振動板８０を構成するセラミッ
ク平面板の厚さとして、３０μｍを超えると、静電気に
よる力では振動板８０が十分に振動せず、大きな音を得
ることができない。従って、セラミック平面板の厚さと
しては、２０μｍ以下であることが好ましい。この場
合、振動板８０の駆動振幅を更に大きくすることがで
き、音質及び音量の点で有利となる。
ク平面板の厚さとして、３０μｍを超えると、静電気に
よる力では振動板８０が十分に振動せず、大きな音を得
ることができない。従って、セラミック平面板の厚さと
しては、２０μｍ以下であることが好ましい。この場
合、振動板８０の駆動振幅を更に大きくすることがで
き、音質及び音量の点で有利となる。
【００６５】振動板８０を構成するセラミック平面板と
しては、ジルコニアを用いることが好ましい。ジルコニ
アは焼結体として利用するものであるが、弾性率が２０
０ＧＰａと高く、また、密度が５．９ｇ／ｃｍ3 である
ため、比弾性率は３．４×１０12ｃｍ2 ／ｓｅｃ2 であ
り、従来のプラスチック振動板の材料である例えばポリ
エステルの弾性率２ＧＰａ、密度１．３８ｇ／ｃｍ3 、
比弾性率０．１４×１０12ｃｍ2 ／ｓｅｃ2 と比べ、音
質向上として有利である。
しては、ジルコニアを用いることが好ましい。ジルコニ
アは焼結体として利用するものであるが、弾性率が２０
０ＧＰａと高く、また、密度が５．９ｇ／ｃｍ3 である
ため、比弾性率は３．４×１０12ｃｍ2 ／ｓｅｃ2 であ
り、従来のプラスチック振動板の材料である例えばポリ
エステルの弾性率２ＧＰａ、密度１．３８ｇ／ｃｍ3 、
比弾性率０．１４×１０12ｃｍ2 ／ｓｅｃ2 と比べ、音
質向上として有利である。
【００６６】特に、イットリアを２〜４ｍｏｌ％添加し
た、主として正方晶、又は主として正方晶及び立方晶よ
りなるジルコニアは、曲げ強度が約４００〜１０００Ｍ
Ｐａと高く、焼結体を構成する結晶粒子径も０．１〜
０．５μｍ程度と小さいため、薄い平面板として加工す
るのに極めて好都合である。
た、主として正方晶、又は主として正方晶及び立方晶よ
りなるジルコニアは、曲げ強度が約４００〜１０００Ｍ
Ｐａと高く、焼結体を構成する結晶粒子径も０．１〜
０．５μｍ程度と小さいため、薄い平面板として加工す
るのに極めて好都合である。
【００６７】なお、前記ジルコニア以外では、例えば窒
化珪素、炭化珪素、アルミナなどのセラミックスが、弾
性率が高く、かつ薄い平面板として加工しやすいため、
静電型スピーカ５２Ｂの振動板８０の材料として好適に
使用することができる。
化珪素、炭化珪素、アルミナなどのセラミックスが、弾
性率が高く、かつ薄い平面板として加工しやすいため、
静電型スピーカ５２Ｂの振動板８０の材料として好適に
使用することができる。
【００６８】図１０に前記各種セラミックスの比弾性率
（弾性率／密度）と、比較例としてポリエステル（従来
の振動板の材料）の比弾性率を示す。
（弾性率／密度）と、比較例としてポリエステル（従来
の振動板の材料）の比弾性率を示す。
【００６９】一方、前記振動板８０の表面に形成される
電極膜１０８は、導電性の膜であれば何でも使用可能で
あるが、例えば、金、銀、アルミニウム、銅などの金属
膜、あるいはＩＴＯなどの酸化物を始めとする各種透明
電極膜などを例えばスパッタリングなどで形成する方法
でも得ることができる。
電極膜１０８は、導電性の膜であれば何でも使用可能で
あるが、例えば、金、銀、アルミニウム、銅などの金属
膜、あるいはＩＴＯなどの酸化物を始めとする各種透明
電極膜などを例えばスパッタリングなどで形成する方法
でも得ることができる。
【００７０】次に、前記第２の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ｂのいくつかの変形例について図１１及び
図１２を参照しながら説明する。
スピーカ５２Ｂのいくつかの変形例について図１１及び
図１２を参照しながら説明する。
【００７１】まず、第１の変形例に係る静電型スピーカ
５２Ｂａは、図１１に示すように、前記第２の実施の形
態に係る静電型スピーカ５２Ｂ（図９参照）とほぼ同様
の構成を有するが、前記第１の実施の形態における第１
の変形例に係る静電型スピーカ５２Ａａ（図７参照）と
同様に、一対の電極板７２及び７６におけるそれぞれの
対向面に、多数の貫通孔１００を有するエレクトレット
フイルム（帯電性を有するプラスチックフイルム）１０
２が貼着され、更に、二つのバイアス電源８２及び８４
（図９参照）が省略された構成を有する点で異なる。
５２Ｂａは、図１１に示すように、前記第２の実施の形
態に係る静電型スピーカ５２Ｂ（図９参照）とほぼ同様
の構成を有するが、前記第１の実施の形態における第１
の変形例に係る静電型スピーカ５２Ａａ（図７参照）と
同様に、一対の電極板７２及び７６におけるそれぞれの
対向面に、多数の貫通孔１００を有するエレクトレット
フイルム（帯電性を有するプラスチックフイルム）１０
２が貼着され、更に、二つのバイアス電源８２及び８４
（図９参照）が省略された構成を有する点で異なる。
【００７２】この場合も、前記第２の実施の形態に係る
静電型スピーカ５２Ｂと同様に、厚さ１μｍ以上、３０
μｍ以下のセラミック平面板にて振動板８０を構成し、
該セラミック平面板として、ジルコニア、窒化珪素、炭
化珪素、アルミナのいずれかを使用するようにしてい
る。
静電型スピーカ５２Ｂと同様に、厚さ１μｍ以上、３０
μｍ以下のセラミック平面板にて振動板８０を構成し、
該セラミック平面板として、ジルコニア、窒化珪素、炭
化珪素、アルミナのいずれかを使用するようにしてい
る。
【００７３】そのため、第１の変形例に係る静電型スピ
ーカ５２Ｂａは、音質を損ねることなく、振動板８０の
駆動振幅を大きくすることができ、これによって音量を
大きくすることが可能となる。しかも、平面状の振動板
８０であるため、音質をより一層向上させることができ
る。
ーカ５２Ｂａは、音質を損ねることなく、振動板８０の
駆動振幅を大きくすることができ、これによって音量を
大きくすることが可能となる。しかも、平面状の振動板
８０であるため、音質をより一層向上させることができ
る。
【００７４】次に、第２の変形例に係る静電型スピーカ
５２Ｂｂは、図１２に示すように、例えば平面多角形状
（円形も含む）の振動板８０と、同じく平面多角形状
（円形も含む）の電極板１０４とが例えばリング状のス
ペーサ部材７８を間に挟んで重ね合わされ、更に、振動
板８０と電極板１０４間に振動板８０側を正極とする一
つのバイアス電源１０６（バイアス電圧Ｅ）と音声信号
源８６が接続されて構成されている。
５２Ｂｂは、図１２に示すように、例えば平面多角形状
（円形も含む）の振動板８０と、同じく平面多角形状
（円形も含む）の電極板１０４とが例えばリング状のス
ペーサ部材７８を間に挟んで重ね合わされ、更に、振動
板８０と電極板１０４間に振動板８０側を正極とする一
つのバイアス電源１０６（バイアス電圧Ｅ）と音声信号
源８６が接続されて構成されている。
【００７５】この第２の変形例に係る静電型スピーカ５
２Ｂｂにおいても、前記第２の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ｂと同様に、厚さ１μｍ以上、３０μｍ以
下のセラミック平面板にて振動板８０を構成し、前記セ
ラミック平面板として、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪
素、アルミナのいずれかを使用するようにしている。
２Ｂｂにおいても、前記第２の実施の形態に係る静電型
スピーカ５２Ｂと同様に、厚さ１μｍ以上、３０μｍ以
下のセラミック平面板にて振動板８０を構成し、前記セ
ラミック平面板として、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪
素、アルミナのいずれかを使用するようにしている。
【００７６】前記実施の形態においては、アレイ本体５
４の前面に多数のスピーカユニット５２（静電型スピー
カ）を配列するようにしたが、その他、静電型のマイク
ロホンを多数配列するようにしてもよい。もちろん、ア
レイ本体５４の前面の一部の領域にスピーカユニット５
２を複数個配列し、他の領域に静電型のマイクロホンを
配列するようにしてもよい。これらの配列形態はトラン
スデューサアレイ５０の用途に応じて適宜選択し得るも
のである。
４の前面に多数のスピーカユニット５２（静電型スピー
カ）を配列するようにしたが、その他、静電型のマイク
ロホンを多数配列するようにしてもよい。もちろん、ア
レイ本体５４の前面の一部の領域にスピーカユニット５
２を複数個配列し、他の領域に静電型のマイクロホンを
配列するようにしてもよい。これらの配列形態はトラン
スデューサアレイ５０の用途に応じて適宜選択し得るも
のである。
【００７７】次に、本実施の形態に係るトランスデュー
サアレイ５０の用途例について図１３及び図１４を参照
しながら説明する。
サアレイ５０の用途例について図１３及び図１４を参照
しながら説明する。
【００７８】本実施の形態に係るトランスデューサアレ
イ５０は、上述したように、（１）すべてのスピーカユ
ニット５２から発生する振動の位相が同一であり、スピ
ーカアレイシステムとして好適であること、（２）制御
装置５８を通じて個々のスピーカユニット５２毎に位相
を制御することが容易になること、（３）アレイ本体５
４の薄型化、小型化及び軽量化が容易であること、
（４）アレイ本体５４から発生する音の指向性、立体感
などの制御がより行いやすいこと、（５）平面形状が矩
形状とされたスピーカユニット５２が多数マトリクス状
に配列されたアレイ本体５４とすることができること、
（６）アレイ本体５４における前面パネルの面積比に対
して効率的な音圧レベルを得ることができること、
（７）アレイ本体５４の前面パネルに対してハニカムホ
ーン９０を容易に取り付けることができること、などの
種々の効果を得ることができるため、以下のような用途
において好適に使用される。用途例１ マルチメディア用パソコン、ＤＶＤなど、設置スペース
に限りがあるにも拘わらず、音響効果をよくしたいとい
う要請に最適である。
イ５０は、上述したように、（１）すべてのスピーカユ
ニット５２から発生する振動の位相が同一であり、スピ
ーカアレイシステムとして好適であること、（２）制御
装置５８を通じて個々のスピーカユニット５２毎に位相
を制御することが容易になること、（３）アレイ本体５
４の薄型化、小型化及び軽量化が容易であること、
（４）アレイ本体５４から発生する音の指向性、立体感
などの制御がより行いやすいこと、（５）平面形状が矩
形状とされたスピーカユニット５２が多数マトリクス状
に配列されたアレイ本体５４とすることができること、
（６）アレイ本体５４における前面パネルの面積比に対
して効率的な音圧レベルを得ることができること、
（７）アレイ本体５４の前面パネルに対してハニカムホ
ーン９０を容易に取り付けることができること、などの
種々の効果を得ることができるため、以下のような用途
において好適に使用される。用途例１ マルチメディア用パソコン、ＤＶＤなど、設置スペース
に限りがあるにも拘わらず、音響効果をよくしたいとい
う要請に最適である。
【００７９】即ち、本実施の形態に係るトランスデュー
サアレイ５０においては、ボイスコイルや永久磁石等の
磁界発生源を使用していないため、図１３に示すよう
に、パソコン１１０の表示装置１１２として使用される
例えばＣＲＴの側面に、アレイ本体５４を取り付けるこ
とが可能である。
サアレイ５０においては、ボイスコイルや永久磁石等の
磁界発生源を使用していないため、図１３に示すよう
に、パソコン１１０の表示装置１１２として使用される
例えばＣＲＴの側面に、アレイ本体５４を取り付けるこ
とが可能である。
【００８０】これにより、本実施の形態に係るトランス
デューサアレイ５０の良好な音質特性を活かし、アレイ
本体５４における個々のスピーカユニット５２（静電型
スピーカ）からの出力の位相、振幅などを制御装置５８
を通じて制御することで、３次元のバーチャルリアリテ
ィな音を出すことが可能である。また同時に、周辺に音
が拡散することを防ぐことが可能となるため、パソコン
１１０の前にいる人（操作している人やＣＲＴ画面を見
ている人など）だけに音が聞こえるような指向性の高い
音を出すことも可能である。用途例２ 本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０は、薄
型でかつ小型軽量に作製することができるため、薄型パ
ネルとして壁に埋め込んだり、壁に掛けることができ
る。これにより、トランスデューサアレイ５０が埋め込
まれた壁やトランスデューサアレイ５０が掛けられた壁
によって区画される一つの空間に放射される音を立体的
な音として容易に制御することができる。用途例３ いわゆるアクティブノイズキャンセラとして好適に使用
することができる。この場合、アレイ本体５４の前面の
一部の領域に静電型マイクロホンを設置し、他の領域に
スピーカユニット５２（静電型スピーカ）を設置する。
そして、前記静電型マイクロホンにて空間のノイズを検
出し、この検出されたノイズを打ち消すように制御装置
５８にて位相制御された音波を静電型スピーカ５２を通
じて放射させることで、構成が簡単で、かつ高精度なノ
イズキャンセラを提供することが可能となる。用途例４ 前記例では、アレイ本体５４に多数配列されるものとし
てスピーカユニット５２（静電型スピーカ）や静電型マ
イクロホンを示したが、以下の説明では、アレイ本体５
４にそれらの概念を含めたトランスデューサが多数配列
されたものとして説明を行う。
デューサアレイ５０の良好な音質特性を活かし、アレイ
本体５４における個々のスピーカユニット５２（静電型
スピーカ）からの出力の位相、振幅などを制御装置５８
を通じて制御することで、３次元のバーチャルリアリテ
ィな音を出すことが可能である。また同時に、周辺に音
が拡散することを防ぐことが可能となるため、パソコン
１１０の前にいる人（操作している人やＣＲＴ画面を見
ている人など）だけに音が聞こえるような指向性の高い
音を出すことも可能である。用途例２ 本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０は、薄
型でかつ小型軽量に作製することができるため、薄型パ
ネルとして壁に埋め込んだり、壁に掛けることができ
る。これにより、トランスデューサアレイ５０が埋め込
まれた壁やトランスデューサアレイ５０が掛けられた壁
によって区画される一つの空間に放射される音を立体的
な音として容易に制御することができる。用途例３ いわゆるアクティブノイズキャンセラとして好適に使用
することができる。この場合、アレイ本体５４の前面の
一部の領域に静電型マイクロホンを設置し、他の領域に
スピーカユニット５２（静電型スピーカ）を設置する。
そして、前記静電型マイクロホンにて空間のノイズを検
出し、この検出されたノイズを打ち消すように制御装置
５８にて位相制御された音波を静電型スピーカ５２を通
じて放射させることで、構成が簡単で、かつ高精度なノ
イズキャンセラを提供することが可能となる。用途例４ 前記例では、アレイ本体５４に多数配列されるものとし
てスピーカユニット５２（静電型スピーカ）や静電型マ
イクロホンを示したが、以下の説明では、アレイ本体５
４にそれらの概念を含めたトランスデューサが多数配列
されたものとして説明を行う。
【００８１】近時、例えば博物館の展示物の説明を、高
い指向性を利用して、当該展示物の前にいる人だけに聞
こえるようにするアレイシステムが提案されている。し
かし、この提案に係るアレイシステムでは、予め定めら
れたエリアに入らなければ、前記展示物の説明を聞くこ
とができない。
い指向性を利用して、当該展示物の前にいる人だけに聞
こえるようにするアレイシステムが提案されている。し
かし、この提案に係るアレイシステムでは、予め定めら
れたエリアに入らなければ、前記展示物の説明を聞くこ
とができない。
【００８２】本実施の形態に係るトランスデューサアレ
イ５０においては、トランスデューサが音響の放射、受
音を可逆的にしかも容易にできることを利用し、トラン
スデューサが発した音響の反射波を検知することで人が
近づいたことを認識することができる。
イ５０においては、トランスデューサが音響の放射、受
音を可逆的にしかも容易にできることを利用し、トラン
スデューサが発した音響の反射波を検知することで人が
近づいたことを認識することができる。
【００８３】本実施の形態に係るトランスデューサアレ
イ５０で使用されるトランスデューサは、周波数特性が
良好なため、約２０ｋＨｚ以上の超音波を放射すること
が容易にでき、そのような超音波を放射すれば、人に聞
かれることもなく人の位置を検知することができ、人が
移動すれば音が聞こえるエリアを人の移動方向に合わせ
て移動させることも可能となる。
イ５０で使用されるトランスデューサは、周波数特性が
良好なため、約２０ｋＨｚ以上の超音波を放射すること
が容易にでき、そのような超音波を放射すれば、人に聞
かれることもなく人の位置を検知することができ、人が
移動すれば音が聞こえるエリアを人の移動方向に合わせ
て移動させることも可能となる。
【００８４】図１４の例は、美術館や博物館等に設置さ
れるトランスデューサアレイ５０の用途例を概念的に示
すものであって、鑑賞者１１４の位置をトランスデュー
サアレイ５０にて検出すると同時に、検出された鑑賞者
１１４の移動に合わせて、鑑賞者１１４が鑑賞している
展示物１１６を印象的に引き立たせるための音（音楽、
解説を含む）を出力している例を示すものである。
れるトランスデューサアレイ５０の用途例を概念的に示
すものであって、鑑賞者１１４の位置をトランスデュー
サアレイ５０にて検出すると同時に、検出された鑑賞者
１１４の移動に合わせて、鑑賞者１１４が鑑賞している
展示物１１６を印象的に引き立たせるための音（音楽、
解説を含む）を出力している例を示すものである。
【００８５】上述した各用途例はあくまでも一例であっ
て、本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０の
高い指向性、薄型化、小型化、軽量化、良好な音質特
性、位相制御、音圧制御等の容易性から、様々な態様の
用途例を提供することができる。
て、本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０の
高い指向性、薄型化、小型化、軽量化、良好な音質特
性、位相制御、音圧制御等の容易性から、様々な態様の
用途例を提供することができる。
【００８６】そして、アレイ本体５４に多数配列された
トランスデューサ（スピーカユニット５２、静電型マイ
クロホン等を含む）に対して位相制御や音圧制御を行う
制御装置５８としては、例えばデジタルシグナルプロセ
ッサ（ＤＳＰ）、静電型トランスデューサ駆動用あるい
は受音用アンプ、フィルタなどから構成され、用途に応
じてＤＳＰ制御用のアルゴリズムを適宜選択することに
より、本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０
に対して任意の制御を行わせることができる。
トランスデューサ（スピーカユニット５２、静電型マイ
クロホン等を含む）に対して位相制御や音圧制御を行う
制御装置５８としては、例えばデジタルシグナルプロセ
ッサ（ＤＳＰ）、静電型トランスデューサ駆動用あるい
は受音用アンプ、フィルタなどから構成され、用途に応
じてＤＳＰ制御用のアルゴリズムを適宜選択することに
より、本実施の形態に係るトランスデューサアレイ５０
に対して任意の制御を行わせることができる。
【００８７】なお、この発明に係るトランスデューサア
レイは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を
逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろ
んである。
レイは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を
逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろ
んである。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトラ
ンスデューサアレイによれば、厚さ１μｍ以上、３０μ
ｍ以下のセラミック平面板、あるいは厚さ０．５μｍ以
上、３０μｍ以下の金属箔を振動板として用いた静電型
の電気音響トランスデューサが複数個配置されたアレイ
本体を有して構成するようにしている。
ンスデューサアレイによれば、厚さ１μｍ以上、３０μ
ｍ以下のセラミック平面板、あるいは厚さ０．５μｍ以
上、３０μｍ以下の金属箔を振動板として用いた静電型
の電気音響トランスデューサが複数個配置されたアレイ
本体を有して構成するようにしている。
【００８９】このため、トランスデューサ単位の位相、
振幅などの制御が正確で、アレイとしての音の高度な指
向性制御、音像の定位感などの制御を行い易く、しか
も、トランスデューサの配列密度を高くすることがで
き、アレイの面積比として効率的な音圧レベルを得るこ
とができる。また、ハニカムホーンの取付けが容易で、
高指向性をより高精度なものとすることができ、アレイ
本体の薄型化、小型化、軽量化を促進させることができ
る。
振幅などの制御が正確で、アレイとしての音の高度な指
向性制御、音像の定位感などの制御を行い易く、しか
も、トランスデューサの配列密度を高くすることがで
き、アレイの面積比として効率的な音圧レベルを得るこ
とができる。また、ハニカムホーンの取付けが容易で、
高指向性をより高精度なものとすることができ、アレイ
本体の薄型化、小型化、軽量化を促進させることができ
る。
【図１】本実施の形態に係るトランスデューサアレイを
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係るトランスデューサアレイの
アレイ本体を一部破断して示す構成図である。
アレイ本体を一部破断して示す構成図である。
【図３】本実施の形態に係るトランスデューサアレイに
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカを示
す構成図である。
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカを示
す構成図である。
【図４】振動板として使用される各種金属の比弾性率
（弾性率／密度）とポリエステル（従来の振動板の材
料）の比弾性率との違いを示す表図である。
（弾性率／密度）とポリエステル（従来の振動板の材
料）の比弾性率との違いを示す表図である。
【図５】本実施の形態に係るトランスデューサアレイに
おいて、各静電型スピーカの平面形状を矩形にした場合
を示す構成図である。
おいて、各静電型スピーカの平面形状を矩形にした場合
を示す構成図である。
【図６】本実施の形態に係るトランスデューサアレイの
前面にハニカムホーンを取り付けた状態を示す構成図で
ある。
前面にハニカムホーンを取り付けた状態を示す構成図で
ある。
【図７】本実施の形態に係るトランスデューサアレイに
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカの第
１の変形例を示す構成図である。
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカの第
１の変形例を示す構成図である。
【図８】本実施の形態に係るトランスデューサアレイに
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカの第
２の変形例を示す構成図である。
使用される第１の実施の形態に係る静電型スピーカの第
２の変形例を示す構成図である。
【図９】本実施の形態に係るトランスデューサアレイに
使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカを示
す構成図である。
使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカを示
す構成図である。
【図１０】振動板として使用される各種セラミック平面
板の比弾性率（弾性率／密度）とポリエステル（従来の
振動板の材料）の比弾性率との違いを示す表図である。
板の比弾性率（弾性率／密度）とポリエステル（従来の
振動板の材料）の比弾性率との違いを示す表図である。
【図１１】本実施の形態に係るトランスデューサアレイ
に使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカの
第１の変形例を示す構成図である。
に使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカの
第１の変形例を示す構成図である。
【図１２】本実施の形態に係るトランスデューサアレイ
に使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカの
第２の変形例を示す構成図である。
に使用される第２の実施の形態に係る静電型スピーカの
第２の変形例を示す構成図である。
【図１３】本実施の形態に係るトランスデューサアレイ
の用途例（用途例１）を示す説明図である。
の用途例（用途例１）を示す説明図である。
【図１４】本実施の形態に係るトランスデューサアレイ
の用途例（用途例４）を示す説明図である。
の用途例（用途例４）を示す説明図である。
【図１５】一般的なコーン型ダイナミックスピーカの構
成と音響上の歪みを示す説明図である。
成と音響上の歪みを示す説明図である。
５０…トランスデューサアレイ
５２…スピーカユニット（静電型スピーカ）
５４…アレイ本体 ５６…音源
５８…制御装置 ６２…筐体
６４…吸音材 ７２、７６…電極
板 ７８…スペーサ部材 ８０…振動板 ８２、８４…バイアス電源 ８６…音声信号源 ９０…ハニカムホーン ９２…セル １０２…エレクトレットフイルム １０８…電極膜 １１０…パソコン １１２…表示装置 １１４…鑑賞者 １１６…展示物
板 ７８…スペーサ部材 ８０…振動板 ８２、８４…バイアス電源 ８６…音声信号源 ９０…ハニカムホーン ９２…セル １０２…エレクトレットフイルム １０８…電極膜 １１０…パソコン １１２…表示装置 １１４…鑑賞者 １１６…展示物
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 19/02
G10K 11/18
H04R 1/40 310
H04R 7/04
Claims (10)
- 【請求項１】厚さ１μｍ以上、３０μｍ以下のセラミッ
ク平面板を振動板として用いた静電型の電気音響トラン
スデューサが複数個配置されたアレイ本体を有すること
を特徴とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項２】請求項１記載のトランスデューサアレイに
おいて、 前記セラミック平面板がジルコニアにて構成されている
ことを特徴とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項３】厚さ０．５μｍ以上、３０μｍ以下の金属
箔を振動板として用いた静電型の電気音響トランスデュ
ーサが複数個配置されたアレイ本体を有することを特徴
とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項４】請求項３記載のトランスデューサアレイに
おいて、 前記金属箔が、ベリリウム銅、チタン、ステンレス、ア
ルミニウム、ニッケルのいずれかであることを特徴とす
るトランスデューサアレイ。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載のトラ
ンスデューサアレイにおいて、 前記アレイ本体の前面にハニカムホーンが取り付けら
れ、 前記ハニカムホーンは、前記アレイ本体の個々のトラン
スデューサに対応してセルが形成されていることを特徴
とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項６】請求項５記載のトランスデューサアレイに
おいて、 前記ハニカムホーンがセラミックスにて構成されている
ことを特徴とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載のトラ
ンスデューサアレイにおいて、 前記アレイ本体の個々のトランスデューサは、音響の放
射、受音のいずれも可能であり、接続されている回路に
より個別に切替えが可能であることを特徴とするトラン
スデューサアレイ。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載のトラ
ンスデューサアレイにおいて、 前記アレイ本体を構成する複数のトランスデューサのう
ち、少なくとも一つのトランスデューサが音響を放射
し、他のトランスデューサがその反射波を受音し、反射
体の位置を検出することを特徴とするトランスデューサ
アレイ。 - 【請求項９】請求項８記載のトランスデューサアレイに
おいて、 前記少なくとも一つのトランスデューサが超音波を放射
し、その超音波の反射波を他の少なくとも一つのトラン
スデューサが受音し、反射体の位置を検出することを特
徴とするトランスデューサアレイ。 - 【請求項１０】請求項８又は９記載のトランスデューサ
アレイにおいて、 検出した反射体の位置周辺で可聴音が最大となるように
個々のトランスデューサの出力を調整する手段を有する
ことを特徴とするトランスデューサアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03525497A JP3502524B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | トランスデューサアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03525497A JP3502524B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | トランスデューサアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10234100A JPH10234100A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3502524B2 true JP3502524B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=12436695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03525497A Expired - Fee Related JP3502524B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | トランスデューサアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502524B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109506764A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 电子科技大学 | 一种光纤mems麦克风阵列声波探测板及系统 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000092578A (ja) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Fujitsu Ltd | スピーカ装置 |
| US6829131B1 (en) * | 1999-09-13 | 2004-12-07 | Carnegie Mellon University | MEMS digital-to-acoustic transducer with error cancellation |
| JP4735920B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2011-07-27 | ソニー株式会社 | 音響処理装置 |
| GB0321676D0 (en) * | 2003-09-16 | 2003-10-15 | 1 Ltd | Digital loudspeaker |
| JP4103875B2 (ja) | 2004-09-16 | 2008-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波トランスデューサ、超音波スピーカ、音響システム、及び超音波トランスデューサの制御方法 |
| JP4923445B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2012-04-25 | フジテック株式会社 | エスカレータまたは動く歩道の音声案内装置 |
| GB0600014D0 (en) * | 2006-01-03 | 2006-02-08 | Warwick Audio Technologies Ltd | Electrostatic loudspeakers |
| KR101330208B1 (ko) * | 2007-10-01 | 2013-11-15 | 삼성전자주식회사 | 음향 홀을 이용한 어레이 스피커 시스템 |
| JP2009111833A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | 情報提示装置 |
| JP2010028211A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Yamaha Corp | 静電型スピーカおよびスピーカシステム |
| WO2014027143A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Kone Corporation | Improvement to a sound system for an elevator and method for implementing a sound system for an elevator |
| CN104394497B (zh) * | 2014-12-04 | 2017-11-28 | 常州阿木奇声学科技有限公司 | 一种动铁单元的振膜制作工艺 |
| CN113347531A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-03 | 常州元晶电子科技有限公司 | 具有新型超声波换能器阵列排布方式的声频定向系统 |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP03525497A patent/JP3502524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109506764A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 电子科技大学 | 一种光纤mems麦克风阵列声波探测板及系统 |
| CN109506764B (zh) * | 2018-12-12 | 2021-09-24 | 电子科技大学 | 一种光纤mems麦克风阵列声波探测板及系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10234100A (ja) | 1998-09-02 |
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