(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定められた周波数の加算信号を生成する加算信号生成手段と、
入力される音響信号に前記加算信号生成手段で生成された加算信号を加算する加算手段と、
前記加算手段で前記加算信号が加算された音響信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された音響信号を昇圧する昇圧手段と、
前記昇圧手段で昇圧された音響信号を、静電型スピーカの電極へ出力する出力手段と、
前記増幅手段で増幅された前記音響信号または前記昇圧手段で昇圧された前記音響信号の電流値を表す信号を生成する第２信号生成手段と、
前記第２信号生成手段で生成された信号の前記周波数の成分が通過するフィルタと、
前記フィルタを通過した信号の電圧が予め定められた閾値を超えた場合、前記電極への前記音響信号の出力を停止する制御手段と、
を有する駆動回路。
【請求項２】
前記制御手段は、前記増幅手段から前記昇圧手段への前記音響信号の供給を遮断することにより、前記電極への前記音響信号の出力を停止すること
を特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記制御手段は、前記増幅手段を駆動する電源から前記増幅手段への電力の供給を遮断することにより、前記電極への前記音響信号の出力を停止すること
を特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記周波数は、
前記電極から人体へ電流が流れていない時の前記周波数の信号による前記静電型スピーカのインピーダンスを、前記電極から人体へ予め定められた閾値を超える電流が流れた時の前記静電型スピーカのインピーダンスより大きくする周波数であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型スピーカを駆動する駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているコンデンサ型のヘッドホンは、固定極に電圧を印加する成極電圧出力部がヘッドホンの筐体内部に収納されている。ヘッドホン外部に成極電圧出力部があると、ヘッドホンと成極電圧出力部とを接続するケーブルが必要となる。この場合、ケーブルを接続する端子に人体が触れてしまうと感電する虞がある。一方、特許文献１に開示されたヘッドホンでは、成極電圧出力部がヘッドホンの筐体内部にある。このため、ヘッドホンと成極電圧出力部とをユーザがケーブルで接続する必要がなく、感電する虞が低くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているヘッドホンでは、固定極に高電圧が印加されているため、固定極に人体が触れると感電する虞がある。特許文献１の発明おいては、固定極と成極電圧出力部との間に人体が触れて感電する可能性が低いものの、固定極に触れて感電することについては、何ら対策がなされていない。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、その目的は、人体が静電型スピーカの電極に触れても感電しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、定められた周波数の加算信号を生成する加算信号生成手段と、入力される音響信号に前記加算信号生成手段で生成された加算信号を加算する加算手段と、前記加算手段で前記加算信号が加算された音響信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅された音響信号を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段で昇圧された音響信号を、静電型スピーカの電極へ出力する出力手段と、前記増幅手段で増幅された前記音響信号または前記昇圧手段で昇圧された前記音響信号の電流値を表す信号を生成する第２信号生成手段と、前記第２信号生成手段で生成された信号の前記周波数の成分が通過するフィルタと、前記フィルタを通過した信号の電圧が予め定められた閾値を超えた場合、前記電極への前記音響信号の出力を停止する制御手段と、を有する駆動回路を提供する。
【０００７】
本発明においては、前記制御手段は、前記増幅手段から前記昇圧手段への前記音響信号の供給を遮断することにより、前記電極への前記音響信号の出力を停止する構成であってもよい。
また、本発明においては、前記制御手段は、前記増幅手段を駆動する電源から前記増幅手段への電力の供給を遮断することにより、前記電極への前記音響信号の出力を停止する構成であってもよい。
また、本発明においては、前記周波数は、前記電極から人体へ電流が流れていない時の前記周波数の信号による前記静電型スピーカのインピーダンスを、前記電極から人体へ予め定められた閾値を超える電流が流れた時の前記静電型スピーカのインピーダンスより大きくする周波数であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、人体が静電型スピーカの電極に触れても感電しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電型スピーカの外観図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】静電型スピーカ１の分解図。
【図４】静電型スピーカ１に係る電気的構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［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。
【００１１】
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、スペーサ４０Ｕ，４０Ｌ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、スペーサ４０Ｕとスペーサ４０Ｌの構成は同じであり、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。
【００１２】
（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。
【００１３】
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、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。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。
【００１４】
スペーサ４０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、弾性を有している。なお、本実施形態においては、スペーサ４０は、弾性部材３０と同じ素材となっているが、電気を通さず、空気及び音の通過が可能であれば弾性を備えていなくてもよい。また、本実施形態においては、スペーサ４０は、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さが弾性部材３０と同じとなっている。
【００１５】
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。なお、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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。なお、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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
スペーサ４０Ｕは、電極２０Ｕの上面に接着されている。また、スペーサ４０Ｌは、電極２０Ｌの下面に接着されている。なお、スペーサ４０Ｕ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、スペーサ４０Ｌ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、スペーサ４０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。
【００２０】
保護部材６０Ｕは、スペーサ４０Ｕの上面に接着されている。また、保護部材６０Ｌは、スペーサ４０Ｌ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スペーサ４０Ｕ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スペーサ４０Ｌ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スペーサ４０に固着されていない状態となっている。
【００２１】
（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、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、発振器１４０及び音を表す音響信号が入力される加算器１５０を備えた駆動回路１００が接続される。
【００２２】
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の二次側のもう一方の端子Ｔ２に接続される。端子Ｔ１と端子Ｔ２は、静電型スピーカ１へ音響信号を出力する出力手段として機能する。また、振動体１０は、抵抗器Ｒ１を介してスイッチＳＷ３に接続される。スイッチＳＷ３は、バイアス電源１２０に接続されている。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に接続されている。
【００２３】
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、スイッチＳＷ１に接続され、端子ＴＡ２は、スイッチＳＷ２に接続されている。スイッチＳＷ１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、スイッチＳＷ２は、抵抗器Ｒ４を介して変圧器１１０の一次側のもう一方の端子Ｔ５に接続されている。
【００２４】
加算器１５０は、入力される音響信号に発振器１４０から供給される信号を加算する加算手段である。発振器１４０から出力された信号が加算された音響信号は、アンプ部１３０に入力される。発振器１４０は、予め定められた周波数の正弦波の信号を出力するものであり、加算器１５０に接続されている。発振器１４０は、定められた一定の周波数の信号を生成する信号生成手段であり、例えば周波数が６０Ｈｚである正弦波の信号を生成して出力する。発振器１４０から出力される信号は、加算器１５０において音響信号に加算されるため、以下、発振器１４０から出力される信号を加算信号と称する。
【００２５】
検出回路２１０は、抵抗器Ｒ４に流れる電流の電流値に応じた電圧の信号を生成して出力する回路である。検出回路２１０は、抵抗器Ｒ４の両端に接続されている。具体的には、検出回路２１０は、抵抗器Ｒ５〜Ｒ８及びオペアンプ２１０１を有している。抵抗器Ｒ５の一方の端子は、抵抗器Ｒ４とスイッチＳＷ２の間のラインに接続され、抵抗器Ｒ５のもう一方の端子は、抵抗器Ｒ６とオペアンプ２１０１の非反転入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ６において抵抗器Ｒ５と接続されている側と反対側の端子はグランドＧＮＤに接続されている。抵抗器Ｒ７の一方の端子は、抵抗器Ｒ４と端子Ｔ５の間のラインに接続され、抵抗器Ｒ７のもう一方の端子は、抵抗器Ｒ８とオペアンプ２１０１の反転入力端子に接続されている。抵抗器Ｒ８において抵抗器Ｒ７と接続されている側と反対側の端子は、オペアンプ２１０１の出力端子に接続されている。
【００２６】
オペアンプ２１０１の出力端子は、フィルタ２２０に接続されている。抵抗器Ｒ４に流れる電流が変化して抵抗器Ｒ４に掛かる電圧が変化すると、検出回路２１０の出力端子から出力される信号の電圧が、抵抗器Ｒ４に流れる電流の変化に応じて変化する。具体的には、抵抗器Ｒ４に流れる電流が増加して抵抗器Ｒ４に掛かる電圧が増加すると、オペアンプ２１０１の出力端子から出力される信号の電圧が高くなり、抵抗器Ｒ４に流れる電流が減少して抵抗器Ｒ４に掛かる電圧が減少すると、オペアンプ２１０１の出力端子から出力される信号の電圧が低くなる。
【００２７】
フィルタ２２０は、制御部２３０に接続されている。フィルタ２２０は、予め定められた周波数より高い周波数の信号を遮断し、予め定められた周波数以下の信号を通過させるローパスフィルタである。本実施形態においては、フィルタ２２０は、発振器１４０が出力する加算信号の周波数と同じ周波数の信号を通過させる。
制御部２３０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３に接続されている。制御部２３０は、フィルタ２２０から出力される信号の電圧値を検知する。制御部２３０は、検知した電圧が予め定められた閾値以下である場合にはスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が閉となるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御する。また、制御部２３０は、検知した電圧が予め定められた閾値を超えた場合にはスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が開となるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が開の状態を維持する。
【００２８】
（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、供給された電圧によって電極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。
【００２９】
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くなるため、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方向と反対方向）へ変位する。
【００３０】
また、端子Ｔ１からマイナスの第１音響信号が出力され、端子Ｔ２からプラスの第２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との間の静電引力は弱まり、マイナスの電圧が印加されている電極２０Ｕとの間の静電引力は強まる。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軸方向）へ変位する。
【００３１】
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、スペーサ４０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。
【００３２】
なお、静電型スピーカ１は、電気的にはコンデンサと等価であり、音響信号の低い周波数成分に対してはインピーダンスが高く、音響信号の高い周波数成分に対してはインピーダンスが低い。発振器１４０から出力されて音響信号に加算されている加算信号は本実施形態では６０Ｈｚと低い周波数であるため、人体が電極２０に接触していない状態においては、この加算信号に対して静電型スピーカ１のインピーダンスが高く、抵抗器Ｒ４における電圧降下量が小さい。
音響信号が抵抗器Ｒ４に流れると、抵抗器Ｒ４に流れた電流に応じて検出回路２１０から出力される信号の電圧が変化する。検出回路２１０から出力された信号のうち、加算信号に対応した成分がフィルタ２２０を通過するが、加算信号については抵抗器Ｒ４において電圧降下量が小さく、流れる電流が少ないため、フィルタ２２０を通過した信号の電圧値は、予め定められた閾値を超えることがない。制御部２３０は、フィルタ２２０から入力される信号の振幅が閾値を超えない状態にあっては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が閉となるように各スイッチを制御する。
なお、静電型スピーカ１は、その構造上低い周波数の音については高い周波数の音と比較して出力する音圧が低くなるため、低い周波数の加算信号が音響信号に加算されていても、加算信号の周波数の音については、聴覚上は聞こえにくいものとなる。
【００３３】
一方、抵抗値の低い人体が電極２０に触れて電極２０から人体を経由して大地へ電流が流れる場合、人体が電極２０に触れていない場合と比較して流れる電流が増え、抵抗器Ｒ４における電圧降下量が大きくなる。検出回路２１０から出力される信号のうち、加算信号に対応した成分がフィルタ２２０を通過するが、人体が電極２０に触れた時には抵抗器Ｒ４に流れる電流が増えるため、フィルタ２２０を通過した信号の電圧値は、予め定められた閾値を超えることとなる。制御部２３０は、フィルタ２２０から入力される信号の電圧が閾値を超えると、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が開の状態を維持するように各スイッチを制御する。すると、変圧器１１０から音響信号が静電型スピーカ１に供給されなくなり、バイアス電源１２０からも振動体１０に対してバイアス電圧が印加されなくなる。つまり、静電型スピーカ１へ電流が流れなくなるため人体が感電することを防止できる。
【００３４】
［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。
【００３５】
上述した実施形態においては、検出回路２１０は、抵抗器Ｒ４の両端に接続されているが、検出回路２１０は、抵抗器Ｒ４の両端ではなく抵抗器Ｒ３の両端に接続してもよい。
上述した実施形態においては、変圧器１１０の一次側に流れる電流を検出回路２１０で検出しているが、二次側に流れる電流を検出回路２１０で検出してスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の制御を行ってもよい。
上述した実施形態においては、制御部２３０はスイッチＳＷ３を制御しているが、スイッチＳＷ３を設けず、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２のみを制御するようにしてもよい。
上述した実施形態においては、スイッチＳＷ１を端子Ｔ１と接続し、スイッチＳＷ２を端子Ｔ２と接続してもよい。この場合、スイッチＳＷ１において端子Ｔ１と接続されている側と反対側の端子が電極２０Ｕに接続され、スイッチＳＷ２において端子Ｔ２と接続されている側と反対側の端子が電極２０Ｌに接続される。
【００３６】
また、上述した実施形態においては、アンプ部１３０を駆動する図示せぬ電源からアンプ部１３０に流れる電流を検出回路２１０で検出し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の制御を行ってもよい。
上述した実施形態においては、アンプ部１３０を駆動する図示せぬ電源とアンプ部１３０との間にスイッチを設け、制御部２３０は、入力された信号の電圧が閾値を超えた場合には、このスイッチを開として電源からアンプ部１３０への電力供給を中止するようにしてもよい。この構成においても、アンプ部１３０の駆動が停止されて音響信号が静電型スピーカ１へ供給されなくなるので、人体が感電することを防止できる。
【００３７】
上述した実施形態においては、発振器から出力される加算信号の周波数は６０Ｈｚとなっているが、加算信号の周波数は６０Ｈｚに限定されるものではなく、他の周波数であってもよい。
なお、静電型スピーカ１は、周波数の高い信号に対してはインピーダンスが高く、人体が電極２０に触れていない時と触れた時とで抵抗器Ｒ４における電圧降下量に差が少ない。このため、加算信号の周波数は、電極２０に人体が触れていない時の抵抗器Ｒ４における電圧降下量と、電極２０に人体が触れた時の抵抗器Ｒ４における電圧降下量とに差が現れる周波数であるのが好ましい。
【００３８】
具体的には、変圧器１１０の二次側のインピーダンスＺ２は、以下の式で表される。
【数１】
0005440432.tif 000002
（ｆ：周波数、Ｃ：静電型スピーカの静電容量）
変圧器の巻線比をｎとし、これを一次側から見ると、インピーダンスは以下の式となる。
【数２】
0005440432.tif 000003
巻線比のｎが例えば３０〜５０の値であると、加算信号の周波数がｆ＝２０ｋＨｚの場合、数２の式のｎ２は９００〜２５００であるため、Ｚ１は、４Ω〜８Ωとなるように静電型スピーカ１は設計される。感電時の人体の抵抗値を５００Ωと想定した場合であれば、1次側換算で０．５６Ω〜０．２Ωとなり、４Ω〜８Ωのインピーダンスでも感電時における抵抗器Ｒ４の電圧降下量から感電の検出が可能である。但し、人体の抵抗値を５００Ωと想定すると人体に４４００ｍＡといった非常に大きな電流が流れないと変圧器１１０の一次側で感電を検出できないことになるので、人体にこれより低い電流が流れても感電を検出できるようにする必要がある。
例えば変圧器１１０の二次側から電極２０に印加する電圧を２００Ｖとし、感電により人体へ１ｍＡ程度の電流が流れた場合に感電したと判定する場合、加算信号の周波数をｆ＝２０ｋＨｚより低くして変圧器１１０の二次側のインピーダンスを２００ｋΩ程度とすれば、感電時における抵抗器Ｒ４の電圧降下量と非感電時における抵抗器Ｒ４の電圧下量との差がｆ＝２０ｋＨｚのときより大きくなり、人体へ１ｍＡの電流が流れたことを検知できる。
二次側のインピーダンスが２００ｋΩ程度ということは、数２の式のｎ２は９００〜２５００であるため、２００ｋΩを９００〜２５００で割ると、Ｚ１は８０Ω〜２２２Ωとなる。Ｚ１が、この８０Ω〜２２２Ωより大きな値となるように加算信号の周波数を設定すれば、１ｍＡを超える電流が人体に流れたことを検知して感電を検知できることとなる。
上記の通り、２０ｋＨｚでＺ１は、４Ω〜８Ωとなるので、加算信号の周波数を２０ｋＨｚの１／５０にして４００Ｈｚ以下とすると、Ｚ１が２００Ω〜４００Ωとなって、上記８０Ω〜２２２Ωより大きくなる。よって、加算信号の周波数を４００Ｈｚ以下とすれば、感電時における抵抗器Ｒ４の電圧降下量と非感電時における抵抗器Ｒ４の電圧下量との差がｆ＝２０ｋＨｚのときより大きくなり、人体へ１ｍＡを超える電流が流れたことを検知することができる。
【００３９】
本発明においては、検出回路２１０は、抵抗器Ｒ４に流れる電流に応じた信号を出力すする回路であれば、上述したオペアンプ２１０１を使用した回路に限定されず、電流検出アンプを有するＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。
また、上述した実施形態ではフィルタ２２０はローパスフィルタであるが、加算信号の周波数の成分を通過させるバンドパスフィルタであってもよい。
【００４０】
本発明においては、加算器１５０に入力される前の音響信号のレベルを信号のレベルを検出する回路で検出し、検出したレベルに応じて加算信号のレベルを変更してもよい。具体的には、検出した音響信号のレベルが小になるほど加算信号のレベルを小さくし、検出したレベルが大になるほど加算信号のレベルを大きくする。この構成によれば、音響信号のレベルが小さい時には加算信号のレベルも小さくなるため、静電型スピーカ１において出力される加算信号の周波数の音についてはレベルが小さくなる。
【符号の説明】
【００４１】
１…静電型スピーカ、１０…振動体、２０，２０Ｕ，２０Ｌ…電極、３０，３０Ｕ，３０Ｌ…弾性部材、４０，４０Ｕ，４０Ｌ…スペーサ、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、１４０…発振器、１５０…加算器、２１０…検出回路、２２０…フィルタ、２３０…制御部、ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ、Ｒ１〜４…抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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