WO2016060148A1 - 固定極及び電気音響変換器 - Google Patents

固定極及び電気音響変換器 Download PDF

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fixed
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憲市 ▲吉▼永
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ヤマハ株式会社
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    • H04R19/04—Microphones

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic electroacoustic transducer and a fixed pole used for the electroacoustic transducer.
  • Patent Document 1 discloses disposing a spacer between an electrode and a vibrating body in order to ensure a gap between the electrode facing the vibrating body and the vibrating body.
  • Patent Document 2 discloses disposing the vibrating body at a distance from the electrode by disposing a nonwoven fabric between the electrode facing the vibrating body and the vibrating body.
  • the vibrating body can be separated from the electrodes, and the vibrating body can be vibrated between the electrodes facing each other with the vibrating body interposed therebetween.
  • the present invention has been made under the above-described background, and a technique for ensuring a region in which a vibrating body vibrates without disposing a member between the fixed pole of the electrostatic electroacoustic transducer and the vibrating body.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention is a fixed pole that forms a capacitance with an opposing vibrating body, and has a plurality of convex portions that protrude toward the vibrating body by plastic deformation on a surface facing the vibrating body. Provides a fixed pole.
  • the present invention also provides an electrostatic electroacoustic transducer having a fixed pole having any one of the above configurations.
  • each of the two fixed poles has the plurality of protrusions protruding toward the vibrating body, and each of the plurality of protrusions is opposed to the two fixed poles. It is good also as a structure arranged so.
  • the two fixed poles include a first fixed pole and a second fixed pole, and the plurality of convex portions of the first fixed pole are the first fixed pole of the vibrating body.
  • the plurality of convex portions of the second fixed pole are surfaces facing the second fixed pole of the vibrating body, and the first fixed pole faces the first fixed surface of the vibrating body. It is good also as a structure contact
  • the present invention it is possible to secure a region where the vibrating body vibrates without disposing a member between the fixed pole of the electrostatic electroacoustic transducer and the vibrating body.
  • FIG. 1 is an external view of an electrostatic electroacoustic transducer 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. The enlarged view of the cross section of the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • FIG. The figure which showed an example of the position of a convex part.
  • the figure for demonstrating the convex part which concerns on a modification.
  • the figure for demonstrating the convex part which concerns on a modification The figure for demonstrating the convex part which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is an external view of an electrostatic electroacoustic transducer 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded view of the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1
  • FIG. 4 is an enlarged view of a cross section of the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • directions are shown by orthogonal X-axis, Y-axis, and Z-axis, and the left-right direction when the electrostatic electroacoustic transducer 1 is viewed from the front side to the arrow E in FIG.
  • the front-rear direction is the Y-axis direction
  • the height (vertical) direction is the Z-axis direction.
  • ⁇ in “ ⁇ ” means an arrow heading from the back of the drawing to the front.
  • x in “ ⁇ ” means an arrow pointing backward from the front of the drawing.
  • the dimension of each member in the drawing is different from the actual dimension so that the shape and positional relationship of each member can be easily understood.
  • the electrostatic electroacoustic transducer 1 includes a vibrating body 10, a fixed pole 20U, and a fixed pole 20L.
  • the configuration of the fixed pole 20U and the fixed pole 20L is the same. For this reason, when there is no particular need to distinguish between the fixed pole 20U and the fixed pole 20L, descriptions such as “L” and “U” at the end of the reference numerals are omitted.
  • the rectangular vibrating body 10 as viewed from above is a film made of a synthetic resin film (insulating layer) having insulating properties and flexibility such as PET (polyethylene terephthalate) or PP (polypropylene).
  • the conductive film (conductive layer) is formed by vapor-depositing a conductive metal on one of the surfaces.
  • the fixed electrode 20 is a conductive film (conductive layer) formed by vapor-depositing a conductive metal on one surface of a plastic and insulating synthetic resin sheet (insulating layer) such as PET or PP.
  • the shape is rectangular when viewed from above.
  • the fixed pole 20U has an insulating layer on the lower side, and the fixed pole 20L has an insulating layer on the upper side.
  • the fixed electrode 20 has a plurality of holes penetrating from the front surface to the back surface, and allows passage of air and sound waves.
  • the fixed pole 20 includes a flat portion 21 and a plurality of convex portions 22 that are connected to the flat portion 21 and protrude toward the vibrating body 10 on the insulating layer side facing the vibrating body 10. In FIGS. 1 and 2, the illustration of the hole and the convex portion 22 is omitted.
  • the convex portion 22 having a truncated cone shape is formed by embossing.
  • the fixed pole 20 ⁇ / b> L has a predetermined distance in the left-right direction and the front-rear direction. Is provided.
  • it is predetermined in the left-right direction and the front-rear direction at a position facing the convex portion 22 of the fixed pole 20L.
  • a convex portion 22 is provided at a predetermined distance.
  • illustration of a plurality of holes penetrating from the front surface to the back surface is omitted.
  • the upper surface of the fixed pole 20U and the lower surface of the fixed pole 20L have dents by an embossing mold, but the embossing is performed on the upper side of the fixed pole 20U.
  • the single-side embossing may be performed so that the entire surface of and the entire lower surface of the fixed pole 20L are flat.
  • the height from the flat portion 21 to the top end of the convex portion 22 in the vertical direction is uniform, but it is not uniform as long as it is within a predetermined tolerance range. Good.
  • the distance from the vibrating body 10 to the fixed pole 20 ⁇ / b> U after fixing is the convex portion from the flat portion 21.
  • the distance from the vibrating body 10 to the fixed pole 20L is also the same as the height from the flat surface portion 21 to the vertical tip of the convex portion 22.
  • a portion of the vibrating body 10 that is not in contact with the convex portion 22 is located between the fixed pole 20U and the fixed pole 20L with an air layer interposed therebetween, and can vibrate in the vertical direction.
  • the electrostatic electroacoustic transducer 1 includes an amplifier unit 130 to which an acoustic signal representing sound is input, a transformer 110, and a bias power source 120 that applies a DC bias to the vibrating body 10.
  • the provided drive circuit 100 is connected.
  • the fixed pole 20U is connected to the secondary terminal T1 of the transformer 110, and the fixed pole 20L is connected to the other secondary terminal T2 of the transformer 110.
  • the vibrating body 10 is connected to the bias power source 120 via the resistor R1.
  • the middle point terminal T3 of the transformer 110 is connected to the ground GND, which is the reference potential of the drive circuit 100, via the resistor R2.
  • An acoustic signal is input to the amplifier unit 130.
  • the amplifier unit 130 amplifies the input acoustic signal and outputs the amplified acoustic signal.
  • the amplifier unit 130 includes terminals TA1 and TA2 that output acoustic signals.
  • the terminal TA1 is connected to the primary terminal T4 of the transformer 110 via the resistor R3, and the terminal TA2 is connected to the resistor R4. Is connected to the other terminal T5 on the primary side of the transformer 110.
  • the input acoustic signal is amplified and supplied to the primary side of the transformer 110.
  • the acoustic signal boosted by the transformer 110 is supplied to the fixed pole 20 and a potential difference is generated between the fixed pole 20U and the fixed pole 20L, the vibrating body 10 between the fixed pole 20U and the fixed pole 20L.
  • the electrostatic force that is attracted to either the fixed pole 20U or the fixed pole 20L acts.
  • the polarity of the second acoustic signal output from the terminal T2 is opposite to that of the first acoustic signal output from the terminal T1.
  • a positive polarity acoustic signal is output from the terminal T1 and a negative polarity acoustic signal is output from the terminal T2
  • a positive voltage is applied to the fixed pole 20U
  • a negative voltage is applied to the fixed pole 20L.
  • the vibrating body 10 Since a positive voltage is applied to the vibrating body 10 by the bias power supply 120, the vibrating body 10 is weak in electrostatic attraction with the fixed pole 20U to which the positive voltage is applied, while a negative voltage is applied.
  • the electrostatic attraction between the fixed pole 20L being applied is strengthened. A portion of the vibrating body 10 that is not in contact with the convex portion 22 is displaced toward the fixed pole 20L (downward) by an attractive force acting on the fixed pole 20L according to the difference in electrostatic attraction applied to the vibrating body 10.
  • a negative voltage is applied to the fixed pole 20U, and the fixed pole 20L is applied.
  • a positive voltage is applied. Since a positive voltage is applied to the vibrating body 10 by the bias power supply 120, the vibrating body 10 is weakened in electrostatic attraction with the fixed pole 20L to which the positive voltage is applied, while a negative voltage is applied. The electrostatic attraction between the fixed pole 20U being applied is strengthened. A portion of the vibrating body 10 that is not in contact with the convex portion 22 is displaced toward the fixed pole 20U (upward) due to an attractive force acting on the fixed pole 20U according to the difference in electrostatic attraction applied to the vibrating body 10.
  • the vibrating body 10 is displaced upward or downward (flexure) according to the acoustic signal, and the displacement direction is sequentially changed to generate vibration, which corresponds to the vibration state (frequency, amplitude, phase). Sound waves are generated from the vibrating body 10.
  • the generated sound wave passes through the fixed electrode 20 having sound permeability and is radiated as sound to the outside of the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • the distance from the flat surface portion 21 of the fixed pole 20 to the vibrating body 10 is maintained at the height from the flat surface portion 21 to the tip of the convex portion 22 by the plurality of convex portions 22. Variation in the distance from the pole 20 to the vibrating body 10 can be suppressed. Further, since the vibrating body 10 can be supported away from the fixed pole 20 without attaching a spacer or a nonwoven fabric between the fixed pole 20 and the vibrating body 10, the electrostatic electroacoustic The number of members constituting the converter 1 can be reduced, the manufacturing cost can be reduced, and the number of manufacturing operations can be reduced.
  • the convex part 22 is formed by embossing, by changing the metal mold
  • the fixed electrode 20 has a structure in which a metal is vapor-deposited on a synthetic resin sheet, but a conductive metal film is sandwiched between plastic and insulating synthetic resin sheets, and from the surface.
  • the structure which provided the some hole which penetrated to the back surface and the some convex part 22 which protruded to the vibrating body 10 side may be sufficient.
  • the fixed electrode 20 may have a configuration in which a conductive metal film is sandwiched between paper, and a plurality of holes penetrating from the front surface to the back surface and a plurality of convex portions 22 protruding toward the vibrating body 10 are provided. .
  • the height from the flat surface portion 21 to the tip of the convex portion 22 is the same height for each of the plurality of convex portions 22, but is not limited to this configuration, and is convex depending on the position. You may make it the height of the part 22 differ.
  • the convex portion 22 in contact with the vibrating body 10 may be configured such that the height from the flat surface portion 21 to the top end in the vertical direction decreases as it goes from the peripheral edge portion to the central portion of the vibrating body 10.
  • the distance from the vibrating body 10 to the fixed pole 20 is increased at the peripheral portion of the vibrating body 10, and the amplitude of the peripheral portion of the vibrating body 10 is smaller than that at the central portion.
  • the sound pressure of the radiated sound is lower than the sound pressure of the sound radiated from the central portion, and side lobes in the directivity can be suppressed.
  • the convex portion 22 is formed by embossing.
  • the convex portion forming method for forming the convex portion 22 is not limited to embossing, for example, vacuum forming method, etc.
  • the convex portion 22 may be formed by plastic deformation of the fixed pole 20 by the convex portion forming method.
  • the areas of the tips of the plurality of convex portions 22 are the same area, but the areas of the tips of the convex portions 22 may be different depending on the positions.
  • the plurality of protrusions 22 provided in a plurality of rows and columns in the front-rear and left-right directions have the same distance to the adjacent protrusions 22 in the front-rear, left-right directions. Depending on the position or the direction, the distance to the adjacent convex portion 22 may be different.
  • the shape of the convex portion 22 is a truncated cone shape, but may be a shape other than the truncated cone, such as a truncated pyramid shape. Further, the shape of the convex portion 22 may be a linear shape or a lattice shape when viewed in the vertical direction.
  • the fixed pole 20 has the convex portion 22 on the surface facing the vibrating body 10, but also has the convex portion on the surface opposite to the side facing the vibrating body 10. It is good also as a structure.
  • FIG. 7 is an enlarged view of one of the convex portions according to a modification of the present invention.
  • 7A is a view of the convex portion provided on the fixed pole 20 as viewed from above
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 7A.
  • the fixed pole 20 has a convex portion 23 protruding on one surface side of the fixed pole 20 and a convex portion 24 protruding on the other surface side of the fixed pole 20.
  • the convex part 23 has a truncated cone shape
  • the convex part 24 has an annular shape.
  • the convex portion 23 and the convex portion 24 have the same central axis position.
  • FIG. 8 is an enlarged view of one of the other convex portions according to a modification of the present invention.
  • 8A is a view of the convex portion provided on the fixed pole 20 as viewed from above
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 8A.
  • the fixed pole 20 has a convex portion 25 protruding on one surface side of the fixed pole 20 and a convex portion 26 protruding on the other surface side of the fixed pole 20.
  • the shape of the convex part 25 and the convex part 26 is a shape obtained by dividing the truncated cone in half along the vertical direction.
  • FIG. 9 is an enlarged view of another convex portion according to a modification of the present invention.
  • 9A is a view of the convex portion provided on the fixed pole 20 as viewed from above
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 9A.
  • the fixed pole has two types of protrusions, a protrusion 27 protruding on one surface side of the fixed pole 20 and a protrusion 28 protruding on the other surface side of the fixed pole 20.
  • the shape of the convex part 27 and the convex part 28 is the same shape of a truncated cone, and the upper and lower sides are formed in opposite directions.
  • the convex portion 28 is located on a surface opposite to the surface where the convex portion 27 is located at a predetermined distance from the convex portion 27 in the left-right direction and the front-rear direction.
  • the arrangement of the convex portions 27 and the convex portions 28 is arbitrary, and the convex portions 27 and the convex portions 28 may be alternately arranged one by one in the left-right direction and the front-rear direction, or may be in other arrangement modes. In short, it suffices if convex portions are provided on both sides of the fixed pole 20 in the vertical direction.
  • the convex portions are formed on the upper surface of the fixed pole 20U or the lower surface of the fixed pole 20L.
  • a plurality of portions of the poster are fixed to the convex portions, so that vibration of the poster can be suppressed when sound is emitted.
  • FIG. 9 a configuration in which a vibrating body is arranged above and below one fixed pole, that is, a configuration having a plurality of vibrating bodies is shown in FIG.
  • FIG. 9 when there are convex portions on both surfaces of the fixed pole 20, the spacing between the vibrating body and the fixed pole is held by the convex portions without arranging a nonwoven fabric between the vibrating body and the fixed pole. be able to.
  • the electrostatic electroacoustic transducer 1 of the above-described embodiment operates as a speaker that emits sound.
  • the configuration of the above-described embodiment or modification may be applied to a microphone that is an electroacoustic transducer. It is.
  • the circuit shown in FIG. 6 can be used.
  • the electrostatic electroacoustic transducer 1 is used as a microphone, in the drive circuit 100, the direction of a signal input to and output from the amplifier unit 130 is opposite to that when the amplifier is used as a speaker.
  • the vibrating body 10 vibrates due to the sound waves that reach the electrostatic electroacoustic transducer 1.
  • the potential of the fixed pole 20 changes.
  • This change in the potential of the fixed electrode 20 corresponds to the vibration displacement of the vibrating body 10 and is supplied as an acoustic signal to the transformer 110 via the terminal T1 and the terminal T2.
  • the transformer 110 transforms this acoustic signal and inputs it to the amplifier unit 130.
  • the amplifier unit 130 amplifies this acoustic signal and outputs it to a speaker or a computer (not shown).
  • Electrostatic electroacoustic transducer 10 ... Vibrating body, 20, 20U, 20L ... Fixed pole, 21 ... Planar part, 22-28 ... Convex part, 100 ... Drive circuit, 110 ... Transformer, 120 ... Bias power supply , 130 ... Amplifier section

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Abstract

　静電型電気音響変換器の固定極と振動体との間に部材を配置することなく、振動体が振動する領域を確保する。　静電型電気音響変換器は、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間に振動体１０を有する。固定極２０Ｕ、２０Ｌは、振動体１０側において、円錐台の形状で振動体１０側に突出した複数の凸部２２を有し、複数の凸部２２の高さは、均一となっている。振動体１０は、固定極２０Ｕの凸部２２と、固定極２０Ｌの凸部２２とに挟まれて支持される。

Description

固定極及び電気音響変換器
　本発明は、静電型の電気音響変換器及び電気音響変換器に用いる固定極に関する。
　特許文献１には、振動体に対向する電極と振動体との間に隙間を確保するため、電極と振動体との間にスペーサを配置することが開示されている。また、特許文献２には、振動体に対向する電極と振動体との間に不織布を配置することにより、振動体を電極から距離を置いて配置することが開示されている。
特開２０１１－０７７６６３号公報 特開２０１２－０２３５５９号公報
　特許文献１、２の発明によれば、振動体を電極から離し、振動体を挟んで対向する電極間で振動体を振動させることができる。しかしながら、スペーサや不織布、振動体や電極とは別に製造し、製造した部材を振動体と電極との間に取り付ける作業が必要となる。
　本発明は、上述した背景の下になされたものであり、静電型電気音響変換器の固定極と振動体との間に部材を配置することなく、振動体が振動する領域を確保する技術を提供することを目的とする。
　本発明は、対向する振動体との間に静電容量を形成する固定極であって、前記振動体に対向する側の面に、塑性変形により前記振動体側へ突出した複数の凸部を有する固定極を提供する。
　本発明においては、前記複数の凸部のうち、前記振動体の周縁部に接する前記凸部の高さは、前記振動体の中央部に接する前記凸部の高さと異なる構成としてもよい。
　また、本発明においては、前記振動体に対向する面と反対側の面に前記振動体側とは反対側へ突出した、前記複数の凸部とは異なる複数の凸部を有する構成としてもよい。
　また、本発明は、上記のいずれかの構成の固定極を有する静電型の電気音響変換器を提供する。
　また、本発明においては、前記２つの固定極の各々は、前記振動体側へ突出した前記複数の凸部を有しており、前記２つの固定極は、各々の前記複数の凸部がそれぞれ対向するように配置される構成としてもよい。
　また、本発明においては、前記２つの固定極は、第１の固定極及び第２の固定極より構成され、前記第1の固定極の前記複数の凸部は、前記振動体の当該第1の固定極に対向する第１の面に当接し、前記第２の固定極の前記複数の凸部は、前記振動体の当該第２の固定極に対向する面であって、前記第１の面の裏面である第２の面に当接する構成としてもよい。
　本発明によれば、静電型電気音響変換器の固定極と振動体との間に部材を配置することなく、振動体が振動する領域を確保することができる。
本発明の一実施形態に係る静電型電気音響変換器１の外観図。 静電型電気音響変換器１の分解図。 図１のＡ－Ａ線断面図。 静電型電気音響変換器１の断面の拡大図。 凸部の位置の一例を示した図。 静電型電気音響変換器１に係る電気的構成を示した図。 変形例に係る凸部を説明するための図。 変形例に係る凸部を説明するための図。 変形例に係る凸部を説明するための図。
［実施形態］
　図１は、本発明の一実施形態に係る静電型電気音響変換器１の外観図、図２は、静電型電気音響変換器１の分解図である。また、図３は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、図４は、静電型電気音響変換器１の断面を拡大した図である。図においては、直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸で方向を示しており、静電型電気音響変換器１を正面側から図１の矢印Ｅへ見たときの左右方向をＸ軸の方向、前後方向をＹ軸の方向、高さ（上下）方向をＺ軸の方向としている。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、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。
　静電型電気音響変換器１は、振動体１０、固定極２０Ｕ及び固定極２０Ｌで構成されている。なお、本実施形態においては、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌの構成は同じである。このため、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌを区別する必要が特に無い場合は、符号の末尾の「Ｌ」及び「Ｕ」などの記載を省略する。
　上方向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）などの絶縁性及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）を形成した構成となっている。
　固定極２０は、ＰＥＴまたはＰＰなどの塑性及び絶縁性を有する合成樹脂のシート（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）を形成したものであり、上方向から見て矩形の形状となっている。固定極２０Ｕは、絶縁層が下側となり、固定極２０Ｌは、絶縁層が上側となる。固定極２０は、表面から裏面に貫通する孔を複数有しており、空気及び音波の通過が可能となっている。また、固定極２０は、振動体１０に向かい合う絶縁層の側において、平面部２１と、平面部２１に連なり振動体１０の側に突出した複数の凸部２２を有している。なお、図１、２においては、この孔と凸部２２の図示を省略している。
　円錐台の形状の凸部２２は、本実施形態においては、エンボス加工により形成されており、図５に示したように、固定極２０Ｌにおいては、左右方向及び前後方向へ予め定められた距離をおいて設けられている。また、図示を省略しているが、固定極２０Ｕにおいても、固定極２０Ｌと同様に、絶縁層の側において、固定極２０Ｌの凸部２２と対向する位置に、左右方向及び前後方向へ予め定められた距離をおいて凸部２２が設けられている。なお、図５においては、前述した表面から裏面に貫通する複数の孔の図示を省略している。
　なお、図３、４に示した例では、固定極２０Ｕの上側の面と、固定極２０Ｌの下側の面にエンボス加工の金型による凹みがあるが、エンボス加工は、固定極２０Ｕの上側の全面と、固定極２０Ｌの下側の全面が平面となるように、片面エンボス加工であってもよい。また、複数の凸部２２においては、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さは均一であるのが好ましいが、所定の公差の範囲内であれば、均一でなくてもよい。
　振動体１０と固定極２０とを固着させる際には、凸部２２の先端に接着剤を塗布し、固定極２０Ｕの凸部２２の先端と、固定極２０Ｌの凸部２２の先端と対向させて、すなわち、固定極２０Ｕの複数の凸部２２の、Ｘ軸及びＹ軸におけるそれぞれの位置（座標）と、固定極２０Ｌの複数の凸部の、Ｘ軸及びＹ軸におけるそれぞれの位置（座標）が互いに一致するように、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌで振動体１０を挟み、定盤上で上方向から圧力を加える。複数の凸部２２は、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さが均一であるため、固着後の振動体１０から固定極２０Ｕまでの距離は、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さと同じとなり、振動体１０から固定極２０Ｌまでの距離も、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さと同じとなる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、空気の層を挟んで固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間に位置し、上下方向への振動が可能となる。
　次に、静電型電気音響変換器１に係る電気的構成について説明する。図６に示したように、静電型電気音響変換器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。
　固定極２０Ｕは、変圧器１１０の二次側の端子Ｔ１に接続され、固定極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１１０の一次側の他方の端子Ｔ５に接続されている。
　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固定極２０に供給され、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間に電位差が生じると、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間にある振動体１０には、固定極２０Ｕと固定極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。
　具体的には、端子Ｔ２から出力される第２音響信号は、端子Ｔ１から出力される第１音響信号とは信号の極性が逆となる。端子Ｔ１から極性がプラスの音響信号が出力され、端子Ｔ２から極性がマイナスの音響信号が出力されると、固定極２０Ｕにはプラスの電圧が印加され、固定極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固定極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固定極２０Ｌとの間の静電引力が強まる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、振動体１０に加わる静電引力の差に応じて固定極２０Ｌ側に吸引力が働き、固定極２０Ｌ側（下方向）へ変位する。
　また、端子Ｔ１から極性がマイナスの第１音響信号が出力され、端子Ｔ２から極性がプラスの第２音響信号が出力されると、固定極２０Ｕにはマイナスの電圧が印加され、固定極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固定極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固定極２０Ｕとの間の静電引力が強まる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、振動体１０に加わる静電引力の差に応じて固定極２０Ｕ側に吸引力が働き、固定極２０Ｕ側（上方向）へ変位する。
　このように、振動体１０が音響信号に応じて上方向又は下方向に変位し（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固定極２０を通過して静電型電気音響変換器１の外部に音として放射される。
　本実施形態によれば、複数の凸部２２により、固定極２０の平面部２１から振動体１０までの距離が、平面部２１から凸部２２の先端までの高さに保たれるため、固定極２０から振動体１０までの距離のばらつきを抑えることができる。
　また、本実施形態によれば、スペーサや不織布を固定極２０と振動体１０との間に取り付けなくとも、振動体１０を固定極２０から離して支持することができるため、静電型電気音響変換器１を構成する部材を少なくし、製造のコストを抑え、製造作業の手数を減らすことができる。
　また、本実施形態では、エンボス加工により凸部２２が形成されるが、エンボス加工に使用する金型を替えることにより、凸部２２の上下方向の高さ、凸部２２の数、凸部２２の配置位置などを容易に変更することができる。
［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、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
　上述した実施形態においては、固定極２０は、合成樹脂のシートに金属を蒸着した構成となっているが、塑性及び絶縁性を有する合成樹脂のシートで導電性を有する金属膜を挟み、表面から裏面に貫通する複数の孔と、振動体１０側に突出した複数の凸部２２を設けた構成であってもよい。また、固定極２０は、導電性を有する金属膜を紙で挟み、表面から裏面に貫通する複数の孔と、振動体１０側に突出した複数の凸部２２を設けた構成であってもよい。
　上述した実施形態においては、平面部２１から凸部２２の先端までの高さは、複数の凸部２２でそれぞれ同じ高さとなっているが、この構成に限定されるものではなく、位置によって凸部２２の高さが異なるようにしてもよい。
　例えば、振動体１０に接する凸部２２は、振動体１０の周縁部から中央部に向かうにつれて、平面部２１から上下方向の先端までの高さが低くなるようにしてもよい。この構成によれば、振動体１０の周縁部においては、振動体１０から固定極２０までの距離が長くなり、振動体１０の周縁部の振幅が中央部に対して小さくなるため、周縁部から放射される音の音圧が中央部から放射される音の音圧より低くなり、指向特性におけるサイドローブを抑えることができる。
　上述した実施形態においては、凸部２２をエンボス加工により形成しているが、凸部２２を形成する凸部成形法は、エンボス加工に限定されるものではなく、例えば、真空成形法等、その他の凸部成形法により固定極２０を塑性変形させて凸部２２を形成するようにしてもよい。
　上述した実施形態においては、複数の凸部２２の先端の面積は、それぞれ同じ面積となっているが、位置に応じて凸部２２の先端の面積が異なるようにしてもよい。
　また、上述した実施形態においては、前後左右の方向へ複数行及び複数列で設けられた複数の凸部２２は、隣り合う凸部２２までの距離が前後左右の方向とも同じとなっているが、位置に応じて、または方向に応じて、隣り合う凸部２２までの距離が異なる構成であってもよい。
　上述した実施形態においては、凸部２２の形状は、円錐台の形状であるが、例えば、角錐台の形状等、円錐台以外の形状であってもよい。また、凸部２２の形状は、上下方向から見て線状または格子状であってもよい。
　上述した実施形態においては、固定極２０は、振動体１０に対向する側の面に凸部２２を有しているが、振動体１０に対向する側と反対側の面にも凸部を有する構成としてもよい。
　図７は、本発明の一変形例に係る凸部の一つを拡大して示した図である。図７において、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。
　本変形例においては、固定極２０は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２３と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２４を有する。凸部２３は、円錐台の形状であり、凸部２４は、環状の形状である。凸部２３と凸部２４は、中心軸の位置が同じ位置となっている。
　また、図８は、本発明の一変形例に係る別の凸部の一つを拡大して示した図である。図８においては、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、図８の（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。本変形例においては、固定極２０は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２５と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２６を有する。凸部２５及び凸部２６の形状は、円錐台を上下方向に沿って半分に割った形状となっている。
　また、図９は、本発明の一変形例に係る別の凸部を拡大して示した図である。図９においては、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、図９の（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。本変形例においては、固定極は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２７と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２８の二種類の凸部を有する。凸部２７及び凸部２８の形状は、円錐台の同じ形状で、上下が互いに逆向きに形成されている。本変形例においては、凸部２７から左右方向及び前後方向に所定の距離をおいた位置で、凸部２７がある面とは反対側の面に、凸部２８が位置する。凸部２７と凸部２８とをどのように配置するかは任意であり、左右方向及び前後方向で１個ずつ交互に配置してもよく、それ以外の配置の態様でもよい。要は、固定極２０の上下方向の両方に凸部が設けられればよい。
　図７－９に示したように、固定極２０の上側及び下側に凸部がある構成にあっては、固定極２０Ｕの上側の面又は固定極２０Ｌの下側の面において、凸部の先端に接着剤を塗布してポスター等を貼りつけた場合、ポスターの複数個所が凸部に固定されるため、音を放射する際にポスターの振動を抑えることができる。
　また、特開２０１２－０８０５３１号公報に記載されているように、一の固定極の上側と下側に振動体を配置する構成、即ち、振動体を複数有する構成にあっては、図７－９に示したように、固定極２０の両面に凸部がある場合、振動体と固定極との間に不織布を配置しなくても、振動体と固定極との間隔が凸部により保持することができる。
　上述した実施形態の静電型電気音響変換器１は、音を放音するスピーカとして動作するが、上述した実施形態や変形例の構成は、電気音響変換器であるマイクロホンに適用することも可能である。本発明をスピーカとして動作させる場合、図６に示した回路を用いることができる。静電型電気音響変換器１をマイクロホンとして用いる場合、駆動回路１００においては、アンプ部１３０に入出力される信号の方向がスピーカとして使用する場合と反対となる。静電型電気音響変換器１の外部で音波が発生した場合、静電型電気音響変換器１に到達した音波によって振動体１０が振動する。振動体１０が振動した場合、固定極２０の電位が変化する。この固定極２０の電位の変化は、振動体１０の振動の変位に対応しており、音響信号として端子Ｔ１及び端子Ｔ２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部１３０に入力し、アンプ部１３０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。
１…静電型電気音響変換器、１０…振動体、２０、２０Ｕ、２０Ｌ…固定極、２１…平面部、２２～２８…凸部、１００…駆動回路、１１０…変圧器、１２０…バイアス電源、１３０…アンプ部
 
 

Claims (6)

  1. 　対向する振動体との間に静電容量を形成する固定極であって、
    　前記振動体に対向する側の面に、塑性変形により前記振動体側へ突出した複数の凸部を有する固定極。
  2. 　前記複数の凸部のうち、前記振動体の周縁部に接する凸部の高さは、前記振動体の中央部に接する凸部の高さと異なる請求項１に記載の固定極。
  3. 　前記振動体に対向する面と反対側の面に前記振動体側とは反対側へ突出した複数の凸部を有する請求項１又は請求項２に記載の固定極。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の２つの前記固定極と、
    　互いに対向する前記２つの固定極の間に配置された前記振動体と、
    　を有する静電型の電気音響変換器。
  5. 　前記２つの固定極の各々は、前記振動体側へ突出した前記複数の凸部を有しており、
    　前記２つの固定極は、各々の前記複数の凸部がそれぞれ対向するように配置されるものである請求項４に記載の電気音響変換器。
  6. 　前記２つの固定極は、第１の固定極及び第２の固定極より構成され、
    　前記第１の固定極の前記複数の凸部は、前記振動体の当該第１の固定極に対向する第１の面に当接し、
    　前記第２の固定極の前記複数の凸部は、前記振動体の当該第２の固定極に対向する面であって、前記第１の面の裏面である第２の面に当接するものである請求項５に記載の電気音響変換器。
     
     
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