(57)【要約】静電変換器は、導電性の第１の層（１）と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層（２５）と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層（２６）とを備える。第１及び第２の層間には、スペーサ（２４）が設けられており、第２及び第３の層間には、スペーサ（２７）が設けられている。スペーサは、例えば、接着剤からなるストリップによって、又は、溶接によって層を一体に結合することによって設けられてもよい。第１の層（１）は、貫通開口（５）のアレイを備え、各貫通開口（５）は、第２の層（２）に面した入口（６）と出口（７）とを有してもよい。第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層は、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有する。開口（５）は導電壁を有してもよく、壁は収束していてもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の第１の層と、前記第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、前記第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、前記第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が前記第２の層に面した入口と出口とを有し、前記第１及び第３の層に印加された信号に応答して、前記第２及び第３の層が、静電力によって前記開口の前記出口に向かって変位される部分を有しており、前記第１及び第２の層が、層間を離隔する一連の線とともに一体に結合される別個の層であること、及び前記第２及び第３の層が、層間を離隔する一連の線とともに一体に結合される別個の層であることのうちの少なくとも一方である、静電変換器。
【請求項２】
一体に結合される前記層が両層に接着されるスペーサによって一体に結合される、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項３】
前記スペーサが、前記線に沿って延在している連続的又は間欠的なストリップの形態であるか、又は前記線と同じ間隔を有する個別のスペーサである、請求項２に記載の静電変換器。
【請求項４】
一体に結合される前記層が前記層を一体に接合する接着剤によって一体に結合される、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項５】
前記接着剤が前記層を離隔する効果を有する、請求項４に記載の静電変換器。
【請求項６】
前記接着剤が前記線に沿って延在している接着剤からなる連続的又は間欠的なストリップの形態であるか、又は前記線と同じ間隔を有する接着剤からなる個別のパッチの形態である、請求項４又は請求項５に記載の静電変換器。
【請求項７】
一体に結合される層が、双方ともポリマー材料からなり、前記線に沿った溶接によって一体に結合される、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項８】
前記溶接が、熱、超音波、又は溶剤溶接である、請求項７に記載の静電変換器。
【請求項９】
前記溶接が、前記層を前記溶接間において離隔する効果を有する、請求項７又は請求項８に記載の静電変換器。
【請求項１０】
前記溶接が前記線に沿って延在している連続的又は間欠的な溶接の形態であるか、又は前記線と同じ間隔を有する個別の溶接の形態である、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の静電変換器。
【請求項１１】
前記一連の線が一連の平行線を含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の静電変換器。
【請求項１２】
一連の線とともに一体に結合される前記別個の層が、一連の線の線間において離隔されている、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項１３】
一連の線とともに一体に結合される前記別個の層が、一連の線の線間において一体に接合されていない、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項１４】
前記第１の層の前記開口が、少なくとも約０．５ｍｍの最小寸法を有する入口を有する、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の静電変換器。
【請求項１５】
前記開口が、少なくとも約１０ｍｍの最小寸法を有する入口を有する、請求項６に記載の静電変換器。
【請求項１６】
前記開口の壁が導電面を有する、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の静電変換器。
【請求項１７】
前記開口が、導電面を有する内側に向けられた内側に向けられた部分を有する壁を有する、請求項１６に記載の静電変換器。
【請求項１８】
前記開口が、開口の出口に向かって収束する壁を有する、請求項１６に記載の静電変換器。
【請求項１９】
前記開口の前記収束する壁が、前記第１の層の厚さ未満を占有し、非収束孔で終端している、請求項１８に記載の静電変換器。
【請求項２０】
前記収束する壁が凹面である、請求項１８又は請求項１９に記載の静電変換器。
【請求項２１】
前記開口が、前記入口と前記出口との間において内側に向けられた段差を備えており、前記段差から延在している孔で終端している、請求項１７に記載の静電変換器。
【請求項２２】
前記開口の導電面が、前記第２の層に面した前記第１の層の面上の導電層と一体である、請求項１６乃至請求項２１のうちのいずれか１項に記載の静電変換器。
【請求項２３】
前記第２及び第３の層が緊張して保持されている、請求項１乃至請求項２２のうちのいずれか１項に記載の静電変換器。
【請求項２４】
前記第１及び第２の層が、前記層間を離隔する一連の線とともに一体に結合される別個の層であり、前記第２の層が、ポリマーからなるフィルムであり、前記第３の層が、前記第１の層から離れた前記フィルム側に適用された導電面層を含む、請求項１に記載の静電変換器。
【請求項２５】
導電性の第１の層と、前記第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、前記第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、前記第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が前記第２の層に面した入口と出口とを有し、前記第１及び第３の層に印加された信号に応答して、前記第２及び第３の層が、静電力によって前記開口の前記出口に向かって変位される部分を有しており、前記第１及び第２の層が、前記第１及び第２の層間においてスペーサによって分離されていること、及び前記第２及び第３の層が、前記第２及び第３の層間においてスペーサによって分離されていることのうちの少なくとも一方である、静電変換器。
【請求項２６】
導電性の第１の層と、前記第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、前記第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、前記第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が前記第２の層に面した入口と出口とを有し、前記第１及び第３の層に印加された信号に応答して、前記第２及び第３の層が、前記第１の層及び第３の層間に作用する静電力によって前記開口の前記出口に向かって変位される部分を有しており、前記開口が少なくとも約０．５ｍｍの最小寸法を有する入口を有し、前記開口の壁が導電面を有する、静電変換器。
【請求項２７】
導電性の第１の層と、前記第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、前記第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、前記第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が前記第２の層に面した入口と出口とを有し、前記第１及び第３の層に印加された信号に応答して、前記第２及び第３の層が、静電力によって前記開口の前記出口に向かって変位される部分を有しており、前記開口が導電面を有する内側に向けられた部分を有する壁を含む、静電変換器。
【請求項２８】
前記内側に向けられた部分が、前記開口の前記出口に向かって収束する部分である、請求項２７に記載の静電変換器。
【請求項２９】
前記内側に向けられた部分が、前記開口における段差によって設けられている、請求項２８に記載の静電変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電変換器に関し、特に音声信号を再生するのに適したスピーカに関する静電変換器に限らない。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電スピーカは、コンデンサを形成するように２枚の穿孔を有する導電性バックプレート間に配設された導電性膜を備える。ＤＣバイアスが膜に印加され、ＡＣ信号電圧が２枚のバックプレートに印加される。数百又は数千ボルトの電圧が必要とされることがある。信号は、帯電した膜に力を与え、その両側で空中を横切るように移動する。
【０００３】
特許文献１において、多層パネルを備える静電スピーカが開示されている。電気的絶縁層が２つの導電外層間に挟持されている。絶縁層は、一方の側に円形ピットを有する。ＤＣバイアスが２つの導電層間に印加された場合、層の一方の部分が絶縁層上に引き寄せられ、ピットを覆う小さなドラムスキンを形成することが記載されている。ＡＣ信号が印加された場合、ドラムスキンは共振し、その導電層の一部が振動して必要とされる音を生み出す。
【０００４】
特許文献２において、多層パネルを備える他の種類の静電スピーカが開示されている。電気的絶縁層が２つの導電外層間に挟持されている。この構成において、外導電層の一方は、穿孔されており、例えば、通常は０．１１ｍｍのサイズを有する開口を設けた織り金網であってもよい。
【０００５】
特許文献３において、通気口のアレイ及びスペーサのアレイを備えた導電性バックプレートを備える静電スピーカが開示されている。この上に誘電体及び導電性フィルムを備える膜が配置されている。バックプレートと膜との間の空間は、約０．１ｍｍであり、導電性バックプレート及び導電性フィルムに供給される低電圧により、膜が押圧され音が生み出されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７０９５８６４号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０７７４３８号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０３０４２１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種の静電スピーカによる１つの課題は、十分な膜の変位を得ることである。米国特許第７０９５８６４号明細書においては、例えば、開口には「ドラムスキン」が振動するための余裕が設けられている。しかしながら、静電界強度は、孔の中心に向かって急激に低下する。
【０００８】
本発明の課題は、性能が向上した静電変換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様からみると、本発明は、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有し、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有しており、第１及び第２の層が、層間を離隔する一連の線とともに一体に結合される別個の層であること、及び第２及び第３の層が、層間を離隔する一連の線とともに一体に結合される別個の層であることのうちの少なくとも一方である、静電変換器を提供する。
【００１０】
本発明のこの態様の１つの実施形態において、一体に結合された層は、両層に接着されるスペーサによって一体に結合される。
他の態様からみると、本発明は、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有し、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有しており、第１及び第２の層が、第１及び第２の層間においてスペーサによって分離されていること、及び第２及び第３の層が、第２及び第３の層間においてスペーサによって分離されていることのうちのいずれか一方である、静電変換器を提供する。
【００１１】
第１及び第２の層間のスペーサは、第２及び第３の層のより大きな移動自由度を許容する。第２及び第３の層間のスペーサが性能を向上させることもまた見出されている。
２つの層間のスペーサは、例えば、２つの層間に配置された望ましくは平行なストリップの形態とすることができるか、又は直線に配置されることができるが、そのようにする必要はない個々のスペーサとすることができる。ストリップの格子又はスペーサの線が設けられてもよい。
【００１２】
スペーサは、１つの層に接着されてもよい。望ましくは、スペーサはまた、他の層に接着され、２つの層を一体に接合する主要な手段を形成する。望ましくは、層は、スペーサ間の位置では接合されない。スペーサは、それ自体が一方の層を敷設されることができて、その後に、その層を他方の層に取り付けるのに役立つ接着剤の部分の形態とすることができる。したがって、接着剤からなるストリップは、それらのストリップとともに層を一体に接合して、層を離隔するように敷設可能である。
【００１３】
他の構成において、関係する２つの層（第１及び第２、及び第２及び第３のうちの少なくとも一方）は、プラスチック材料からなり、熱かしめ若しくは溶接、又は溶剤結合によって一体に接続され、このとき、接着箇所とされ得る多数の点で一体に接合されるようにする（ここでは、各層上のコーティングを軟化して、圧力下でそれらを一体化する）。これらは、層を離れた状態に維持する傾向がある、層の変形を引き起こす可能性がある。したがって、接着において層が一体融合されたとしても、これらの接着は、層を離隔するのに役立ち、その意味でスペーサである。
【００１４】
第１及び第２の層間のスペーサについては、位置決めを容易とするために、ストリップ又は個々のスペーサは、開口部間の空間に位置決めされてもよい。位置決めを容易とするために、ストリップ又は個々のスペーサは、第１の層上に配置され、次いで第２の層が適用されてもよい。
【００１５】
２つの層間のスペーサは、約１５から約２５ミクロン（０．０１５ｍｍから０．０２５ｍｍ）、望ましくは２０から２５ミクロンの厚さを有することができる。しかしながら、例えば、最大３０ミクロン、４０ミクロン、５０ミクロン、６０ミクロン、７０ミクロン、８０ミクロン、９０ミクロン、１００ミクロン、１１０ミクロン、１２０ミクロン、１３０ミクロン、１４０ミクロン又は１５０ミクロンの厚さを有するストリップ又は他のスペーサなど、他の厚さのスペーサが使用されてもよい。
【００１６】
スペーサとすることができるストリップ、又は、接着剤からなるストリップ、又は、溶接の場合、これらは、約０．５ｍｍ又は約１ｍｍ、又は約１．５ｍｍ、又は約２ｍｍ、又は約２．５ｍｍ、又は約３ｍｍ又は約３．５ｍｍ又は約４ｍｍ又は約４．５ｍｍ又は約５ｍｍの幅を有してもよい。ストリップは、約１ｍｍから約２ｍｍ、約１ｍｍから約２．５ｍｍ、約２ｍｍから約３ｍｍ、約３ｍｍから約４ｍｍ又は約３ｍｍから約５ｍｍなど、約０．５ｍｍから５ｍｍの範囲における幅を有してもよい。
【００１７】
スペーサ又は接着剤、又は溶接などの接着は、連続的又は間欠的ストリップの形態とすることができ、又は、約１０ｍｍから約１００ｍｍ、又は約１０ｍｍから約５０ｍｍ、又は約１０ｍｍから約３０ｍｍ、又は約１５ｍｍから約２０ｍｍの範囲における距離だけ横方向に離隔された接着剤若しくは先に記載したように接着のドットのような個別部分の線の形態とすることができる。
【００１８】
スペーサは、Ｍｙｌａｒ（商標）などの導電材料又は絶縁材料からなることができるが、上述したように、接着剤、望ましくは絶縁性接着剤がいくつかの望ましい実施形態において使用される。
【００１９】
本発明のこれらの態様の望ましい実施形態において、第１の層における開口は、導電面を有する内側に向けられた部分を有する壁を有する。
このように、第２及び第３の層の一部分が開口の出口に向かって移動するのにともない、その一部分は開口の内側に向けられた壁部分の近くに移動する。これらの壁部が導電性であることから、電気的に導電性を有する第３の層のこれらの部分に作用する静電力が高められる。このことは、本発明の特徴であり、したがって、他の態様からみると、本発明は、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有する静電変換器において、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有し、開口が導電面を有する内側に向けられた部分を有する壁を含むことを特徴とする静電変換器を提供する。
【００２０】
壁部分は、開口出口に向かって収束していてもよい。収束壁は、コーンの一部の形状に開口を形成するように直線であってもよい。あるいは、収束壁は、湾曲していてもよく、又は、湾曲部と直線部との組み合わせであってもよい。開口の出口に隣接して、壁が収束しない部分があってもよく、直線孔があってもよく、又は、考えられる限りでは、それらは、この領域において分岐することができる。湾曲壁は、凸面とすることができるが、望ましい実施形態においては凹面である。
【００２１】
あるいは、開口は、例えば、一般には所定深さについて一定サイズの比較的広い部分を有し、開口の出口に対してより狭い孔を備え、内側に向けられた壁部分を有する段差状であってもよい。この構成において、内側に向けられた壁部分に及び任意に比較的広い部分の側壁にも導電部が設けられてもよい。
【００２２】
壁の内側に向けられた部分は、完全に導電性であってもよいし、多数の導電部を有してもよい。例えば、第１の層が小径孔を有する導電性メッシュから構成されている場合、くぼみが少なくなるような平坦部を形成するようにメッシュが成形されてもよい。その場合、開口の平坦部及び壁は、双方とも、表面全体で小径孔を有するであろう。しかしながら、くぼみの１つに対する開口は、かなり広くなり、本発明にかかる開口に対する入口を形成するであろう。また、くぼみのもととなる多数のメッシュ孔は、（さらに又は代わりに、別個の出口を設けることができるものの）本発明にかかる出口を構成するであろう。
【００２３】
望ましくは、開口壁の内側に向けられた部分は、第１の層の残りの部分と電気的に導通している。これは、必然的に、第１の層が開口を画定するように成形された導電性メッシュから形成される場合、又は、第１の層が開口を画定するように成形された金属のシートから形成される場合、又は、例えば第１の層が導電性ポリマーから成形される場合である。本発明の１つの形態において、第１の層は、非導電性であって第１の層に形成された開口を有するポリマー材料からなるシートであり、その後、開口の壁を含む第１の層の表面には、導電性コーティングが設けられる。
【００２４】
開口の入口の形状は、平面視において、円形、楕円形又は他の任意の選択された形状とすることができる。
本発明のいくつかの実施形態において、開口は、国際公開第２００７／０７７４３８号において使用されているようなメッシュ内の空間よりもかなり大きいサイズであることが望ましい。例えば、いくつかの実施形態において、開口は、約０．５ｍｍを下回らない開口の入口の最小寸法（円形入口の場合には直径であり又は楕円形開口の場合にはその短軸）を有することができる。
【００２５】
適切なサイズの開口により、開口が内側に向けられた壁部分を有しない場合であっても、壁が導電部を備えている場合には、有利な効果を奏することができる。したがって、広い間隔のメッシュが全体的に小さい導電面を設けるであろうことを考えると、開口は、国際公開第２００７／０７７４３８号におけるものなどのメッシュを設けるのに現実的であると開口よりも大幅に大きくてもよい。広い開口は、通常、開口の中心に向かって静電界の急激な低減を意味する。しかしながら、開口の壁を導電性とすることにより、開口の領域内の電界は高められ得る。
【００２６】
したがって、本発明のさらなる態様からみると、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有する静電変換器において、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有し、開口が少なくとも約０．５ｍｍの最小寸法を有する入口を有し、開口の壁が導電面を有することを特徴とする静電変換器が提供される。
【００２７】
本発明のいくつかの態様の実施形態において、開口が内側に向けられた壁部分を有さず、それらの壁が導電部を備えていない場合であっても、有利な効果がある。
本発明の全ての態様のいくつかの実施形態において、開口の入口の最小寸法（円形入口の場合には直径であり又は楕円形開口の場合にはその短軸）は、約０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ又は２０ｍｍ以上とすることができる。
【００２８】
本発明の全ての態様のいくつかの実施形態において、開口の入口の最大寸法（円形入口の場合には直径であり又は楕円形開口の場合にはその長軸）は、約０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ又は２０ｍｍ未満とすることができる。
【００２９】
本発明の全ての態様のいくつかの実施形態において、開口の入口の寸法は、その下側形状が、約０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ又は２０ｍｍから選択され、その上側形状が、約０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ又は２５ｍｍから選択される範囲とすることができる。
【００３０】
本発明の全ての態様の実施形態において、開口は、全て実質的に同じ入口寸法を有していてもよく、２つ以上の寸法の組み合わせがあってもよい。例えば、１つの寸法又は寸法の範囲の開口を有することができる内側領域などの１つの領域と、他の寸法又は寸法の範囲の開口を有する１つ以上の外側領域などの１つ以上の他の領域とがあり得る。領域内において、２つ以上の異なる寸法の開口が混合されていてもよい。
【００３１】
開口の深さは、第１の層の厚さと一致する。第１の層の厚さは、その下側形状が、約０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ又は約１０ｍｍから選択され、その上側形状が、約０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ又は約１５ｍｍから選択されるよりも大きな形状である範囲とすることができる。
【００３２】
収束壁部を有する開口を有する実施形態において、開口の収束領域は、第１の層の厚さ未満を占有し、簡単な孔で終端していてもよい。
開口の収束領域又は段差状開口の場合には段差前の領域は、その下側形状が、約０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ又は約１０ｍｍから選択され、その上側形状が、約０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ、２ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７５ｍｍ、３ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．５ｍｍ、３．７５ｍｍ、４ｍｍ、４．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、４．７５ｍｍ、５ｍｍ、５．２５ｍｍ、５．５ｍｍ、５．７５ｍｍ、６ｍｍ、６．２５ｍｍ、６．５ｍｍ、６．７５ｍｍ、７ｍｍ、７．２５ｍｍ、７．５ｍｍ、７．７５ｍｍ、８ｍｍ、８．２５ｍｍ、８．５ｍｍ、８．７５ｍｍ、９ｍｍ、９．２５ｍｍ、９．５ｍｍ、９．７５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ又は約１５ｍｍから選択されるよりも大きな形状である範囲における深さを占有することができる。
【００３３】
本発明の全ての態様にかかるいくつかの構成において、第２の層は、例えば接着剤によって離間位置において第１の層に取り付けられる。いくつかの構成において、第２の層は、第１の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、第２の層は、第２の層の実質的に全ての領域にわたって第１の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、第２の層は、第２の層の領域の少なくとも主要部にわたって第１の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、スペーサが第１及び第２の層間に設けられている。いくつかの構成において、接着剤は、スペーサとしての役割を果たす。
【００３４】
本発明の全ての態様にかかるいくつかの構成において、第２の層は、例えば接着剤又は接着によって離間位置において第３の層に取り付けられる。いくつかの構成において、第２の層は、第３の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、第２の層は、第２の層の実質的に全ての領域にわたって第３の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、第２の層は、第２の層の領域の少なくとも主要部にわたって第３の層に取り付けられていない。いくつかの構成において、スペーサが第２及び第３の層間に設けられている。いくつかの構成において、接着剤は、スペーサとしての役割を果たす。
【００３５】
本発明の第２及び第３の態様にかかるいくつかの構成において、第３の層は、第２の層から分離せず、第２の層の第１の層から離れた側に適用された導電層によって形成されている。例えば、第２の層は、片面に金属化された絶縁性ポリマーフィルムを含んでもよい。
【００３６】
第１の層は、剛性、半剛性又は可撓性であってもよい。それは、例えば、導電層が適用されたポリマーシートであってもよい。
他の態様からみると、本発明は、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有する静電変換器において、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有し、第１及び第２の層、及び第２及び第３の層のうちのいずれか一方が、層間を離隔する一連の望ましくは平行な線とともに一体に結合され、且つ一連の望ましくは平行な線間において一体に接合されていない別個の層である、静電変換器を提供する。
【００３７】
いくつかの実施形態において、層を、双方の層に接着されるスペーサによって一体に結合することができる。スペーサは、線に沿って延在している連続的又は間欠的ストリップ、又は、線と同じ間隔を空けられた個別のスペーサの形態であってもよい。いくつかの実施形態において、層は、層を一体に接合し且つ間隔をあける効果を有しても有しなくてもよい接着剤によって一体に結合されてもよい。接着剤は、線に沿って延在している接着剤からなる連続的又は間欠的なストリップ、又は、線と同じ間隔での接着剤からなる個別のパッチの形態とすることができる。いくつかの実施形態において、一体に結合される２つの層は、ポリマー材料からなり、例えば、熱、超音波又は溶媒溶接によって一体に溶接される。溶接方法は、間隔をあける効果を提供しても提供しなくてもよい。溶接は、線に沿って延在して連続的又は間欠的であってもよく、又は線と同じ間隔での個別の溶接であってもよい。
【００３８】
他の態様からみると、本発明は、導電性の第１の層と、第１の層の上方に配設された可撓性を有する絶縁性の第２の層と、第２の層の上方に配設された可撓性を有する導電性の第３の層とを備え、第１の層が、貫通開口のアレイを備え、各貫通開口が第２の層に面した入口と出口とを有する静電変換器において、第１及び第３の層に印加された信号に応答して、第２及び第３の層が、静電力によって開口の出口に向かって変位される部分を有し、第１及び第２の層、及び第２及び第３の層のうちの少なくとも一方が、層間を離隔する一連の望ましくは平行な線とともに一体に結合され、且つ一連の望ましくは平行な線間において離隔されている別個の層である、静電変換器を提供する。
【００３９】
本発明の任意の態様の実施形態の構成の詳細はまた、本発明の他の任意の態様とともに使用されてもよい。
スピーカとして上述したような変換器の使用において、バイアス電圧が第１及び第３の層間に印加されてもよく、交流信号電圧もまた、第１及び第３の層間に印加されてもよい。電圧は、スピーカサイズ、指定された全高調波歪み、及び、要求される出力に応じて、任意の所望の値とすることができる。
【００４０】
本発明の実施形態は、以下の添付図面を参照しながら例として明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の１つの実施形態にかかる変換器を貫通する断面図である。
【図２】変換器の一部の平面図である。
【図３】１つの実施形態における変換器の部品の変位を示す図である。
【図４】他の実施形態における変換器の部品の変位を示す図である。
【図５】図１の実施形態に対する他の構成を示している。
【図６】本発明にかかる完成したスピーカの図である。
【図７】本発明の実施形態における開口の１つの可能な構成を単なる例として示す図である。
【図８】図１及び図５の実施形態に対する他の構成を示す図である。
【図９】第２及び第３の層についての他の構成を示す図である。
【図１０】第１の層についての他の構造を示す図である。
【図１１】第２及び第３の層についてのさらに他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１に示されるように、スピーカは、約３ｍｍの厚さを有する第１の層又はバックプレーン１を備える。第１の層又はバックプレーン１は、上面に導電層（図示しない）を備えている絶縁ポリマーから構成されている。この層の上には、絶縁ポリマーフィルムの可撓性を有する層２があり、その上には、導電層３がある。導電層３及び絶縁層２は、別個の層とすることができるが、この実施形態においては、導電層３は、金属膜の形態で絶縁層２の外面に適用されて、約１２ミクロンの総厚を有するフィルムが設けられているが、いくつかの実施形態においては約６ミクロンの厚さのフィルムが使用されてもよい。Ｍｙｌｅｒ（商標）からなる絶縁ストリップ４が層１及び２の間に配置されている。これらのストリップは、１から２ｍｍの幅を有し、２０から２５ミクロンの厚さを有する。
【００４３】
バックプレーン１は、貫通開口５のアレイを備えている。貫通開口５のそれぞれは、絶縁層２に面した入口６と、出口７とを有する。各開口の上部８は、湾曲して凹面となっており、収束壁を提供する。この上部８はまた、バックプレーンの上面にある層と接続された導電層を備えている。開口の下部は、単純な平行側面を有する孔９の形態である。この実施形態において、開口入口は、１２ｍｍの直径を有する円形である。
【００４４】
図２からわかるように、絶縁ストリップは、開口５の間に設けられている。
図面は、正確な縮尺ではなく、関係する原理を説明するために変換器の一部のみが示されている。
【００４５】
この実施形態にかかる１つの構成において、規則正しい円形開口のアレイがある。
図３を参照すると、およそ２００から４００ボルトのＤＣバイアス電圧がバックプレーン１の導電部と外層３との間に印加される。約２００ボルトの交流信号はまた、バックプレーン１と外層３との間に印加される。その効果は、層２及び３を有するフィルムが静電力の結果としてバックプレーンに向かって、且つバックプレーンから離れて移動するというものである。開口５を覆う領域において、フィルム２／３は、膨らみ１０を形成する。図示するように、フィルム２／３は、開口５の領域において、バックプレーン１に向かって突出しているが、フィルム２／３は、また、バックプレーンから離れる方向にも突出する。この実施形態において、フィルムに向かって突出するとき、膨らみ１０は、開口５内に突出することができる。
【００４６】
図４の実施形態において、絶縁スペーサストリップ４が使用され、この場合、バックプレーンに向かって、且つバックプレーンから離れて突出する膨らみがフィルム２／３上に形成されるが、この実施形態においては、バックプレーンに向かって突出するとき、膨らみは、開口５内に突出しない。しかしながら、他の実施形態において、スペーサを使用しても、膨らみは、開口内に突出することがある。
【００４７】
図５の実施形態において、バックプレーン１は、変更された開口１１を備えている。この開口１１は、開口のより浅い収束部を提供する直線の収束壁１２を有する。壁１２は、導電性を有する。したがって、開口の出口に通じる下部１３は、先の構成におけるものよりも長い。
【００４８】
図６は、本発明を組み込んだスピーカを示している。バックプレーン１は、この場合は金属化ポリマーフィルムの単一シートによって提供される絶縁及び導電層２／３によって覆われており、フレーム１４は、開口を有するバックプレーンの全体に亘って比較的緊張してこれらの層を保持するために設けられている。全体アセンブリは、約３ｍｍ厚とすることができる。他の構成において、バックプレーンは、より可撓性を有していてもよく、組み立て品はより薄くなる。
【００４９】
図７は、比較的小さいサイズの開口１７を有する内側領域１６と、比較的大きいサイズの開口１９を有する外側領域１８とを備えた変更されたバックプレーン１５を示している。このような構成により、２つの領域の周波数応答又は他の特性を異なるものとすることができ、一方の領域を他方よりも低い又は高い周波数により適したものとすることができる。
【００５０】
図８は、バックプレーン１が変更された開口２０を備えたさらなる実施形態を示している。変更された開口２０は、内側に向けられた段差２２において終端となっている直線の側壁２１を有する上部を有する。下部２３は、開口の出口に通じている。少なくとも段差２２、望ましくは上部側壁２１は、導電性を有する。
【００５１】
図９は、図１の実施形態の変更例を示している。この変更された実施形態において、第１及び第２の層間の間隔ストリップ４は、横方向に間隔をあけて２つの層を一体に接合し、且つ層を離隔するのにも役立つ接着剤２４からなるストリップに置き換えられている。さらにまた、結合した第２及び第３の層は、横方向に間隔をあけて２つの層を一体に接合し、且つ層を離隔するのにも役立つ接着剤２７からなるストリップによって分離された別個の第２の層２５及び第３の層２６に置き換えられている。
【００５２】
図１０は、例えば図９の実施形態において使用される代わりの第１の層を示している。これは、単純な開口２９のアレイを有するプレート２８の形態である。プレート２８は、金属製か、又は金属層によって被覆されているポリマーとすることができる。例えば電気メッキによって、開口が形成される前にコーティングが行われる場合、開口は、導電壁を有しない。しかしながら、層間にスペーサを有する実施形態においては、さらに先行技術に対して向上した性能がある。
【００５３】
図１１は、第２及び第３の層についてのさらに代わりの構成を示している。別個の第２の層３０及び別個の第３の層３１がある。これらは、例えば溶接によって、離隔された線３２に沿って結合される。溶接線間において、層は離隔されている。
【００５４】
本発明の望ましい実施形態は、音声性能が向上した小型で安価な薄型スピーカを提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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