(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極と、前記可動電極に対向して設置された第１の固定電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第１のＬＥＤ制御部を備え、
前記第１のＬＥＤ制御部からの出力が、第１の発光ダイオードに接続され、
前記第１のフォトダイオード列は、前記第１の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置されていることを特徴としたコンデンサースピーカー。
【請求項２】
第１の固定電極と、前記第１の固定電極に対向するように設置された第２の固定電極と、前記第１及び第２の固定電極との間に設置され、前記第１及び第２の固定電極とに対向する可動電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記可動電極及び前記第２の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第２のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第２のフォトダイオード列には、前記第１のブリーダ抵抗と同じ抵抗値を有する第２のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第２のＬＥＤ制御部を備え、
前記第２のＬＥＤ制御部からの第１の出力が、第１の発光ダイオードに接続され、
前記第１の出力と音響信号成分が逆位相である第２の出力が第２の発光ダイオードに接続され、
前記第１のフォトダイオード列は、前記第１の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置され、
前記第２のフォトダイオード列は、前記第２の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置されていることを特徴とするコンデンサースピーカー。
【請求項３】
前記第１のＬＥＤ制御部が、オペアンプと、ＬＥＤドライバー又はパワーＭＯＳＦＥＴと、を含むことを特徴とする請求項１記載のコンデンサースピーカー。
【請求項４】
前記第２のＬＥＤ制御部が、オペアンプと、ＬＥＤドライバー又はパワーＭＯＳＦＥＴと、を含むことを特徴とする請求項２記載のコンデンサースピーカー。
【請求項５】
前記第１の可動電極と前記第１の固定電極間にて形成されるコンデンサー容量と、前記第１のフォトダイオード列に並列に接続される前記第１のブリーダ抵抗の抵抗値との積で決定される時定数の逆数が、コンデンサースピーカーの駆動周波数以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項６】
少なくとも前記第１のＬＥＤ制御部と前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とが同一のパッケージに実装されていることを特徴とする請求項１、３及び５のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項７】
少なくとも前記第２のＬＥＤ制御部と前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列と前記第２の発光ダイオードと前記第２のフォトダイオード列とが同一のパッケージに実装されていることを特徴とする請求項２又は４記載のコンデンサースピーカー。
【請求項８】
前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面に成長させた窒化物半導体に形成されていることを特徴とする請求項１、３、５及び６のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項９】
前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面とに成長させた窒化物半導体に形成されており、前記第２の発光ダイオードと前記第２のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面とに成長させた窒化物半導体に形成されていることを特徴とする請求項２、４及び７のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項１０】
電気伝導性を有する透明可動電極と、第１の固定電極と、第２の固定電極とを備え、
前記第１の固定電極及び第２の固定電極は、昇圧トランスの２次側端子に接続され、
前記透明可動電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなるフォトダイオード列の一端が接続され、
前記フォトダイオードの他端は、前記昇圧トランスの２次側のセンタータップに接続され、
前記フォトダイオード列に光照射するよう発光ダイオードが配置されており、
前記発光ダイオードの両端子には直流電源が接続され、
前記昇圧トランスには音響信号源が接続され、
前記透明可動電極の少なくとも一部に前記発光ダイオードからの光が照射されることを特徴とするコンデンサースピーカー。
【請求項１１】
前記可動電極が、電気導電性を有する透明電極板であり、
前記透明電極板の少なくとも一部に、前記第１の発光ダイオードの光が照射されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項１２】
前記第１の固定電極と可動電極との間に、着脱可能なフィルターを備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載のコンデンサースピーカー。
【請求項１３】
可動電極と、前記可動電極に対向して設置された第１の固定電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第１のＬＥＤ制御部を備え、
前記第１のＬＥＤ制御部から出力される第１の出力により、前記第１の発光ダイオードを発光させ、
前記第１の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧をコンデンサースピーカーの前記第１の固定電極に印加することにより、前記第１の固定電極と前記可動電極との間の電界の変化に応じて前記可動電極を駆動させ、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から、前記第１のフォトダイオード列に並列接続された前記分割抵抗により分割された検出電圧を前記第１のＬＥＤ制御部に負帰還するとともに、前記音響信号に直流バイアス電圧を加えた電圧とを前記第１のＬＥＤ制御部に入力し、
前記検出電圧と前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧との電圧差に応じて前記第１の出力を制御し、前記第１のＬＥＤ制御部から発生させることを特徴とするコンデンサースピーカーの駆動方法。
【請求項１４】
第１の固定電極と、前記第１の固定電極に対向するように設置された第２の固定電極と、前記第１及び第２の固定電極との間に設置され、前記第１及び第２の固定電極とに対向する可動電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記可動電極及び前記第２の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第２のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第２のフォトダイオード列には、前記第１のブリーダ抵抗と同じ抵抗値を有する第２のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第２のＬＥＤ制御部を備え、
前記第２のＬＥＤ制御部から出力される第１の出力が、第１の発光ダイオードに接続され、
前記第２のＬＥＤ制御部から、前記第１の出力と音響信号成分が逆位相である第２の出力が第２の発光ダイオードに接続され
前記第１の出力により、前記第１の発光ダイオードを発光させ、
前記第２の出力により、前記第２の発光ダイオードを発光させ、
前記第１の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第１のフォトダイオード列から発生する第１の電圧をコンデンサースピーカーの前記第１の固定電極に印加し、
前記第２の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第２のフォトダイオード列から発生する第２の電圧をコンデンサースピーカーの前記第２の固定電極に印加し、
前記第１の固定電極と前記第２の固定電極との間の電界の変化に応じて前記可動電極を駆動させ、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から、前記第１のフォトダイオード列に並列接続された前記分割抵抗により分割された検出電圧を前記第２のＬＥＤ制御部に負帰還するとともに、
前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧を前記第２のＬＥＤ制御部に入力し、
前記検出電圧と前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧との電圧差に応じて、前記第１の出力と前記第２の出力とを前記第２のＬＥＤ制御部から発生させることを特徴とするコンデンサースピーカーの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサースピーカー及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサースピーカーは、平行平板電極間に高電圧と音響信号を重畳して印加することにより、電極間に発生する電荷のクーロン力により電極を振動させて音波（空気振動）を発生させる静電型スピーカーの一種として知られている。
【０００３】
従来のコンデンサースピーカーの回路構成を図１１に示す。可動電極５２は、その両端部がクッション性の絶縁ダンパー５４で保持され、これらが第１及び第２の固定電極５１、５３に挟持されていると共に、昇圧トランス５６を介して直流電源５５による直流バイアス電圧が印加されている。すなわち、第１及び第２の固定電極５１、５３には正の電荷が、可動電極５２には負の電荷が帯電している。なお、直流電源５５の一方が接続されているＭ１０は、昇圧トランス５６の２次側センタータップ位置を表す。
【０００４】
ここで、音響信号源５７が昇圧トランス５６の１次側に印加されると、昇圧トランス５６の２次側である第１及び第２の固定電極５１、５３に音響信号が加えられる。
【０００５】
図１２は、Ｍ１０の電位を基準電位として、可動電極５２、第１及び第２の固定電極５１及び５３の各電圧、ＶＡ１０、ＶＸ１０、ＶＹ１０の関係を示している。第１及び第２の固定電極５１、５３には逆位相の電圧が印加され、適切な振動電界が可動電極５２に加えられる。すなわち、昇圧トランス５６の一次側に加えられた音響信号による電界強度の変化により、負の電荷を持った可動電極５２はクーロン力によって電界強度に応じた機械的な振動を生じ、これにともない可動電極５２が振動して音波を発生する。
【０００６】
ここで、直流電源５５に印加される電圧は通常数百Ｖ〜１ｋＶ程度あり、キャパシタとダイオードを多段接続したコッククロフト・ウォルトロン型の昇圧回路や強誘電体を用いた圧電素子（ＰＬＺＴ素子）を用いた昇圧回路が提案されている（特許文献１〜２）。
【０００７】
コンデンサースピーカーの他の構成として、予め帯電させたエレクトレット材を可動電極或いは固定電極に使用して、高圧電源を不要にする構成（特許文献３）なども知られている。
【特許文献１】特開平９−１８２１９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−３００４７号公報
【特許文献３】特開２００８−３１２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のコンデンサースピーカーの場合、昇圧トランスには直流高電圧と交流信号である音響信号とが重畳して印加されるため、絶縁性の高い大型の昇圧トランスが必要になる。このため装置全体が大型化するだけでなく、安全性を確保するために電流制限機能を設けることが必要になり、回路構成が複雑になる。更に、昇圧回路として代表的なコッククロフト・ウォルトロン回路には、高価な高耐圧キャパシタ部品が必要であり、動作温度や動作寿命の点でも好ましくない。更に、高周波ノイズが発生し易いという問題もある。
【０００９】
昇圧トランスを用いない従来の高電圧発生回路は、小型化には寄与するが温度特性が不安定となり易く、また直流バイアス電圧が小さいと音量が小さくなるなど、コンデンサースピーカーに適用する上で問題があった。
【００１０】
本発明は以上のような事情を鑑みてなされたものであり、昇圧トランスが不要で回路構成が簡単な、しかも、高電圧であっても日常の静電気程度の電流しか流れない、安全かつ小型軽量化が可能なコンデンサースピーカーを提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかるコンデンサースピーカーは、
可動電極と、前記可動電極に対向して設置された第１の固定電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第１のＬＥＤ制御部を備え、前記第１のＬＥＤ制御部からの出力が、第１の発光ダイオードに接続されており、前記第１のフォトダイオード列は、前記第１の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、人体への感電を防止しながら、小型軽量かつ温度安定性の高い動作を実現するコンデンサースピーカーを、安価に提供することができる。
【００１３】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、第１の固定電極と、前記第１の固定電極に対向するように設置された第２の固定電極と、前記第１及び第２の固定電極との間に設置され、前記第１及び第２の固定電極とに対向する可動電極とを備え、
前記可動電極及び前記第１の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第１のフォトダイオード列が接続され、
前記可動電極及び前記第２の固定電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなる第２のフォトダイオード列が接続され、
前記第１のフォトダイオード列には、直列に接続された２つの分割抵抗からなる第１のブリーダ抵抗が並列に接続され、前記第２のフォトダイオード列には、前記第１のブリーダ抵抗と同じ抵抗値を有する第２のブリーダ抵抗が並列に接続され、前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から前記分割抵抗により分割された検出電圧と、直流バイアス電圧を加えた音響信号電圧とが入力される第２のＬＥＤ制御部を備え、前記第２のＬＥＤ制御部からの第１の出力が、第１の発光ダイオードに接続され、前記第１の出力と音響信号成分が逆位相である第２の出力が第２の発光ダイオードに接続されており、前記第１のフォトダイオード列は、前記第１の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置され、前記第２のフォトダイオード列は、前記第２の発光ダイオードの光照射面の近傍に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成により、第１の固定電極及び第２の固定電極により、可動電極が振動するプッシュプル型のコンデンサースピーカーを提供することができ、低音域でのスピーカー特性の向上が可能である。
【００１５】
また、本発明にかかる上記コンデンサースピーカーの別の実施態様によれば、前記第１又は第２のＬＥＤ制御部が、オペアンプとＬＥＤドライバーとの組合せ、又はオペアンプとパワーＭＯＳＦＥＴとの組合せにより構成されている。
【００１６】
これにより、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光強度（光度）を音響信号に従い制御でき、更にパワーＭＯＳＦＥＴを用いることにより、一層低価格なコンデンサースピーカーを提供することができる。
【００１７】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、前記第１の可動電極と前記第１の固定電極間にて形成されるコンデンサー容量と、前記第１のフォトダイオード列に並列に接続される第１のブリーダ抵抗の抵抗値との積で決定される時定数の逆数が、コンデンサースピーカーの駆動周波数以上であることを特徴とする。
【００１８】
このような構成により、コンデンサースピーカーから所望の周波数域までの音を出力することが可能であるとともに、音響信号をＰＷＭ変調する場合、ローパスフィルターとしての機能を有することができる。
【００１９】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、少なくとも前記第１のＬＥＤ制御部と前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とが同一のパッケージに実装されていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成により、一層の小型軽量化を実現することが可能になるとともに、更に安定な温度特性を得ることができる。
【００２１】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、少なくとも前記第２のＬＥＤ制御部と前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列と前記第２の発光ダイオードと前記第２のフォトダイオード列とが同一のパッケージに実装されていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成により、プッシュプル型のコンデンサースピーカーにおいても、一層の小型軽量化を実現することが可能になるとともに、更に安定な温度特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面に成長させた窒化物半導体に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
このような構成により、発光と受光が同一波長で行え、光電変換の効率が高くなり、一層安定した特性を得ることができる。
【００２５】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、
前記第１の発光ダイオードと前記第１のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面とに成長させた窒化物半導体に形成されており、前記第２の発光ダイオードと前記第２のフォトダイオード列とがサファイア基板の表面と裏面とに成長させた窒化物半導体に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
このような構成により、プッシュプル型のコンデンサースピーカーにおいても、光電変換の効率が高くなり、一層安定した特性を得ることができる。
【００２７】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、電気伝導性を有する透明可動電極と、第１の固定電極と、第２の固定電極とを備え、
前記第１の固定電極及び第２の固定電極は、昇圧トランスの２次側端子に接続され、
前記透明可動電極には、直列に接続された複数のフォトダイオードからなるフォトダイオード列の一端が接続され、
前記フォトダイオード列の他端は、前記昇圧トランスの２次側のセンタータップに接続され、
前記フォトダイオード列に光照射するよう発光ダイオードが配置されており、
前記発光ダイオードの両端子には直流電源が接続され、
前記昇圧トランスには音響信号源が接続され、
前記透明可動電極の少なくとも一部に前記発光ダイオードからの光が照射されることを特徴とする。
【００２８】
このような構成により、コンデンサースピーカーからは、音波とともに、光の照射を得られ、動作状況の確認が可能になるとともに、電飾効果を備えたコンデンサースピーカーを得ることができる。
【００２９】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、前記可動電極が、電気導電性を有する透明可動電極板であり、
前記透明可動電極板の少なくとも一部に、前記第１の発光ダイオード又は第２の発光ダイオードの光が照射されることを特徴とする。
【００３０】
このような構成により、コンデンサースピーカーから発せられる光の強度が、音響信号とともに変化し、更なる電飾効果を演出することができる。
【００３１】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーは、第１の固定電極と可動電極との間に、着脱可能なフィルターを備えることを特徴とする。
【００３２】
このような構成により、空気清浄機能を備えたコンデンサースピーカーを実現することができる。
【００３３】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーの駆動方法は、
前記第１のＬＥＤ制御部から前記音響信号に応じて出力される第１の出力により、前記第１の発光ダイオードを発光させ、
前記第１の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧をコンデンサースピーカーの前記第１の固定電極に印加することにより、前記第１の固定電極と前記可動電極との間の電界の変化に応じて前記可動電極を駆動させ、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から、前記第１のフォトダイオード列に並列接続された前記分割抵抗により分割された検出電圧を前記第１のＬＥＤ制御部に負帰還するとともに、前記音響信号に直流バイアス電圧を加えた電圧とを前記第１のＬＥＤ制御部に入力し、
前記検出電圧と前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧との電圧差に応じた前記第１の出力を前記第１のＬＥＤ制御部から発生させることを特徴とする。
【００３４】
このような構成により、音響信号により変調されたＬＥＤからの光を直列接続した複数のフォトダイオード列に照射することで高電圧変調信号を得て、平行平板電極間にその高電圧変調信号を印加することにより発生する電荷のクーロン力により、可動電極を機械的に振動させ、音波を発生させるとともに、分圧した高電圧変調信号を負帰還し、ＬＥＤの駆動電流を制御することにより、人体への感電の危険性を排除しながら、温度特性の安定化を実現することができる。
【００３５】
また、本発明にかかるコンデンサースピーカーの駆動方法は、
前記第２のＬＥＤ制御部から前記音響信号に応じて出力される第１の出力により、前記第１の発光ダイオードを発光させ、
前記第２のＬＥＤ制御部から出力される第１の出力に対し音響信号成分が逆位相の第２の出力により、前記第２の発光ダイオードを発光させ、
前記第１の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第１のフォトダイオード列から発生する第１の電圧をコンデンサースピーカーの前記第１の固定電極に印加し、
前記第２の発光ダイオードの発光強度に応じて前記第２のフォトダイオード列から発生する第２の電圧をコンデンサースピーカーの前記第２の固定電極に印加し、
前記第１の固定電極と前記第２の固定電極との間の電界の変化に応じて前記可動電極を駆動させ、
前記第１のフォトダイオード列から発生する電圧から、前記第１のフォトダイオード列に並列接続された前記分割抵抗により分割された検出電圧を前記第２のＬＥＤ制御部に負帰還するとともに、
前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧を前記第２のＬＥＤ制御部に入力し、
前記検出電圧と前記音響信号に直流バイアスを加えた電圧との電圧差に応じて、前記第１の出力と前記第２の出力とを前記第２のＬＥＤ制御部から発生させることを特徴とする。
【００３６】
このような構成により、プッシュプル型のコンデンサースピーカーに対しても、人体への感電の危険性を排除しながら、温度特性の安定化を実現することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、従来のコッククロフト・ウォルトロン回路に替えてキャパシタを使用しない構成であり、更に動作温度等による環境変化の影響を解消する回路を備えることで、安定な音質を実現しながら、安価で小型（特に薄型）かつ長寿命なコンデンサースピーカーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態におけるコンデンサースピーカーの構成図
【図２】第１の実施形態におけるコンデンサースピーカーの各点での電圧特性図
【図３】第２の実施形態におけるコンデンサースピーカーの構成図
【図４】第３の実施形態におけるコンデンサースピーカーの構成図
【図５】第３の実施形態におけるコンデンサースピーカーの各点での電圧特性図
【図６】第４の実施形態におけるコンデンサースピーカーの電気信号処理用構成部を搭載したパッケージの断面図
【図７】第５の実施形態におけるコンデンサースピーカーの電気信号処理用構成部を搭載したパッケージの断面図
【図８】第６の実施形態におけるコンデンサースピーカーの構成図
【図９】第６の実施形態におけるコンデンサースピーカーの各点での電圧特性図
【図１０】第７の実施形態における空気清浄機能付きコンデンサースピーカーの回路構成図
【図１１】従来のコンデンサースピーカーの構成図
【図１２】従来のコンデンサースピーカーの各点での電圧特性図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるコンデンサースピーカーシステムの回路構成を示している。音響信号源１から出力されるＡＣ（交流）の音響信号は、結合キャパシタ２を介して可変バイアス電源３より発生する直流バイアス電圧を加えられ、オペアンプ４のプラス側入力端子に入力される。可変バイアス電源３に直列に接続されている抵抗素子５は、音響信号源１から出力された音響信号が、可変バイアス電源３を介して、グランド側に流れるのを防止する。
【００４０】
オペアンプ４の出力はＬＥＤドライバー６を介してＬＥＤ（発光ダイオード）７に接続され、オペアンプ４の出力電圧に応じてＬＥＤ７の駆動電流が変化し、ＬＥＤ７の発光強度が変化する。すなわち、オペアンプ４とＬＥＤドライバー６とで、入力信号である音響信号の電圧に応じてＬＥＤ７の発光強度を変調するＬＥＤ制御部を構成する。
【００４１】
ＬＥＤ７からの光の照射面の近傍には、複数のフォトダイオードが直列接続されたフォトダイオード列８が配置されている。光起電力が例えば０．６Ｖ程度のフォトダイオードを例えば１０００個直列接続し、ＬＥＤ７からフォトダイオード列８の全てのフォトダイオードに光起電力を発生させるだけの十分な光量の光を照射すれば、フォトダイオード列の両端には、６００Ｖ程度の電圧が発生する。
【００４２】
フォトダイオード列８の一端はグランドに、他端は可動電極１１に接続されている。また、フォトダイオード列８には時定数を小さくするため２つの分割抵抗９ａ、９ｂからなるブリーダ抵抗９を設ける。これにより、光の照射を停止したとき、フォトダイオード列８の両端に発生した高電圧が速やかに放電され、回路全体の動作周波数の低下が抑えられる。
【００４３】
なお、分割抵抗は、実質的に抵抗を分割できればよい。例えば、２つ又はそれ以上の抵抗素子で構成されても、逆に分割点を備えた一体型の抵抗素子で構成されていてもよい。
【００４４】
図１に示すように、２つの分割抵抗９ａ、９ｂからなるブリーダ抵抗９は、フォトダイオード列８の両端に並列に接続され、この２つの分割抵抗９ａ、９ｂの分割点Ｓ１は、オペアンプ４のマイナス側入力端子に接続（負帰還接続）されている。
【００４５】
フォトダイオード列８の両端の電圧は、単純に、分割抵抗９ａ、９ｂの抵抗比で分圧される。例えば、分圧比＝１０００：１（＝分割抵抗比９ａ：９ｂ）となる点に分割点Ｓ１を設け、この分割点Ｓ１における電位をＶＳ１とする。ＶＳ１は０．６Ｖ程度の直流電圧を含んでおり、可変バイアス電源３の直流バイアス電圧がこの直流電圧に対応する。
【００４６】
図２は、図１に示す回路中の点Ｍ１の電位を基準にしたＡ１、Ｓ１、Ｍ１の各点の電圧ＶＡ１、ＶＳ１、ＶＭ１の時間的変化を示している。
【００４７】
以上の回路構成により音響信号源１からの音響信号に追従するようにフォトダイオード列８の出力電圧が変調されることになり、この出力電圧によりコンデンサースピーカーを駆動させることができる。
【００４８】
コンデンサースピーカーの機構部は、開孔部を設けた固定電極１０と、可動電極（振動電極）１１とを備える。固定電極１０は、例えばステンレス鋼からなる。可動電極１１は、例えばアルミニウム箔を接着したポリエステルフィルムなどの積層構造体からなると共に、その両端部が例えばウレタンゴム製の絶縁ダンパー１２によって保持されている。すなわち、固定電極１０と可動電極１１とは互いに一定距離だけ離間して対向して設けられ、かつ電気的に絶縁されている。
【００４９】
すなわち、固定電極１０と可動電極１１とで平行平板コンデンサーが形成される。そして、フォトダイオード列８からの光起電力をＶｐ、前記コンデンサーの容量をＣｘとすれば、電極に誘起される電荷はＣｘ・Ｖｐであり、電極間の電界強度は電極間距離をｄとすれば、Ｖｐ／ｄとなる。この結果、２つの電極が受けるクーロン力は、それらの積Ｃｘ・Ｖｐ２／ｄとなる。このクーロン力が、音響信号に応じて時間的に変化するため、可動電極１１が機械的に振動し、音波が発生し、その音波は固定電極１０の開孔部を通して出力される。
【００５０】
上述の通り、ブリーダ抵抗（分割抵抗９ａ、９ｂ）は、フォトダイオード列８からの発生電圧を検出する役割と同時に時定数を小さくする役割を有する。ブリーダ抵抗の抵抗値をＲｘ（＝Ｒａ＋Ｒｂ）とすれば、本コンデンサースピーカーは、積Ｒｘ・Ｃｘで決まる時定数を有することになる。なお、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれ分割抵抗９ａ、９ｂの抵抗値である。
【００５１】
人の可聴音領域の周波数の上限が２０ｋＨｚ程度であることを考えると、この周波数でコンデンサースピーカーを駆動させなければならない。従って、１／（Ｒｘ・Ｃｘ）＞２０ＫＨｚの条件を満たすことで音響信号周波数をコンデンサースピーカーで再現することができる。
【００５２】
なお、コンデンサースピーカーから出力する音波は、必ずしも可聴音に限定するものではない。必要に応じ、時定数を可聴周波数以上の高周波に対応させ、更に小さい値に設定すれば、本コンデンサースピーカーから超音波を発生させることも可能である。
【００５３】
また、音響信号をＰＷＭ変調する場合、サンプリング周波数として、例えば音響信号の１０倍程度、すなわち２００ｋＨｚとすると、この高周波に起因して発生するノイズがコンデンサースピーカーに混入する危険性がある。しかし、上記時定数によるコンデンサースピーカーの構成が、ローパスフィルターとして機能するため、このようなノイズを遮断する効果がある。
【００５４】
次に、オペアンプ４の負帰還を利用した、コンデンサースピーカーの安定駆動原理について説明する。
【００５５】
図１に示すオペアンプ４は、差動増幅器として動作する。このため、オペアンプ４のマイナス側入力端子に入力する検出電圧Ｓ１とプラス側入力端子の入力電圧との電圧差に応じた電気信号（例えば、電圧差に一定の増幅率を乗じた電圧）が出力される。
【００５６】
ここでもし、例えば環境温度の上昇等により、ＬＥＤ７の光度やフォトダイオード列８の出力電圧の低下が発生し、前記オペアンプ４のプラス側入力端子への入力電圧とマイナス側入力端子への入力電圧との電圧差が拡大すると、オペアンプ４の出力電圧が増加し、ＬＥＤドライバー６を介してＬＥＤ７の駆動電流が増加し、ＬＥＤ７の光度が増加する。その結果、フォトダイオード列８の出力電圧及び検出電圧ＶＳ１が上昇し、電圧差が低減する方向に変化する。もし環境温度の低下等により、ＬＥＤ７の光度やフォトダイオード列８の出力電圧が上昇した場合には、オペアンプ４は上記と反対の動作をする。
【００５７】
すなわち、検出電圧Ｓ１を負帰還しているため、環境温度等による検出電圧Ｓ１の変化を相殺する方向にオペアンプ４が動作し、安定動作が可能となる。
【００５８】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態においては、ＬＥＤドライバー６として、集積回路を使用することができるが、それに替えてパワーＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
【００５９】
図３において、オペアンプ４の出力はＬＥＤドライバーとなるｎチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ１３のゲート端子に接続される。パワーＭＯＳＦＥＴ１３は直流電圧６Ｖの電源１４によって青色発光ダイオード等のＬＥＤ７の電流を供給する。なお、抵抗素子３９は、ＬＥＤ保護用の抵抗素子である。
【００６０】
このように、ＬＥＤドライバーに替えてパワーＭＯＳＦＥＴを使用することで、コストを低減することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態におけるコンデンサースピーカーシステムの構造である。音響信号源１から出力されるＡＣ（交流）の音響信号は、結合キャパシタ２を介して可変バイアス電源３より発生する直流バイアス電圧を加えられ、相補出力端子を有するオペアンプ１５のプラス側入力端子に入力される。なお、第１の実施形態同様、可変バイアス電源３には、抵抗素子５が直列に接続されている。
【００６２】
このオペアンプ１５の相補出力は第１のＬＥＤドライバー１６Ｒと第２のＬＥＤドライバー１６Ｌとに接続される。
【００６３】
第１及び第２のＬＥＤドライバー１６Ｒ、１６Ｌは、第１の実施形態同様に、オペアンプ１５の出力に応じてＬＥＤの駆動電流を制御するものであり、第１のＬＥＤ１７Ｒと第２のＬＥＤ１７Ｌとをそれぞれ駆動する。
【００６４】
ここで注意すべきは第１及び第２のＬＥＤドライバー１６Ｒ、１６Ｌから出力される電気信号は、直流バイアス電圧成分は同じで、音響信号成分は逆位相になっていることである。このため、第１のＬＥＤ１７Ｒと第２のＬＥＤ１７Ｌから光照射されることで、第１のフォトダイオード列１８Ｒと第２のフォトダイオード列１８Ｌに発生する光起電力は、同じ直流成分を有するが、各々に逆位相の音響信号が重畳して印加されることになる。
【００６５】
第１の実施形態と同様に、第１及び第２のＬＥＤ１７Ｒ及び１７Ｌからの光の照射面の近傍には、それぞれ、第１及び第２のフォトダイオード列１８Ｒ、１８Ｌが配置されている。光起電力が例えば０．６Ｖ程度のフォトダイオードを例えば１０００個直列接続し、第１及び第２のＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｌから第１及び第２のフォトダイオード列１８Ｒ、１８Ｌの全てのフォトダイオードに光起電力を発生させるだけの十分な光量の光を照射すれば、第１及び第２のフォトダイオード列１８Ｒ、１８Ｌの両端には、６００Ｖ程度の電圧が発生する。
【００６６】
第１及び第２のフォトダイオード列１８Ｒ、１８Ｌには、それぞれ第１及び第２のブリーダ抵抗１９Ｒ、１９Ｌが並列に接続されており、これらの第１及び第２のブリーダ抵抗１９Ｒ、１９Ｌは、互いに同じ抵抗値に設定されている。
【００６７】
また、第１のブリーダ抵抗１９Ｒは、２つの分割抵抗１９Ｒａと１９Ｒｂとの直列接続により構成されている。分割抵抗１９Ｒａと１９Ｒｂとによる分割点Ｓ２での検出電圧ＶＳ２をオペアンプ１５のマイナス側入力端子へ入力する。
【００６８】
第１のＬＥＤドライバー１６Ｒ、第１のＬＥＤ１７Ｒ、第１のブリーダ抵抗１９Ｒは全体としてオペアンプ１５の負帰還回路を構成し、システム全体の安定動作を確保する。
【００６９】
コンデンサースピーカーの機構部は、開孔部を設けた第１の固定電極２０Ｒ、開孔部を設けた第２の固定電極２０Ｌと、可動電極２１とを備える。第１及び第２の固定電極２０Ｒ、２０Ｌは、例えばステンレス鋼からなる。この可動電極２１は、その両端部が絶縁ダンパー２２で保持されている。可動電極２１及び絶縁ダンパー２２の材質や構造は、いずれも第１の実施形態同様のものを用いることができる。
【００７０】
すなわち、第１の固定電極２０Ｒ、第２の固定電極２０Ｌで一対の平行平板コンデンサーが形成される。そして、それぞれのコンデンサーの電極間へ、直流高電圧に音響信号が加えられた信号電圧が印加される。ここで、オペアンプ１５は相補的に出力しているため、第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌには、それぞれ音響信号成分が逆位相の振動電圧が印加される。
【００７１】
その結果、可動電極２１に対して、一方からの引力が強くなると、他方の引力が弱くなる「プッシュプル型のコンデンサースピーカー」として機能させることができる。
【００７２】
図５は、可動電極２１を基準点Ａ４として、第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌの各電圧ＶＸ４及びＶＹ４について、横軸を時間軸として表したグラフを示している。
【００７３】
固定電極と可動電極の電圧関係は、図１２に示される従来のトランスを用いたコンデンサースピーカーの電圧関係と同様であることが分かる。すなわち、可動電極２１からみれば、左右の固定電極である第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌには、音響信号に追従してクーロン力が変化する。このクーロン力により可動電極２１が振動し、音波を発生し、第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌの開孔部を通して出力される。
【００７４】
以上のように、可動電極２１、第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌの構成により、プッシュプル型のコンデンサースピーカーを提供することができ、特に低音域でのスピーカー特性の向上が可能となる。
【００７５】
本発明は、安全のために固定電極側を接地することが好ましい。例えば、音響信号を発生する側を第２の固定電極２０Ｌとすれば、Ｙ４を接地することで人体が触れても安全である。また、２つの固定電極、第１の固定電極２０Ｒ及び第２の固定電極２０Ｌの両方を接地することも可能であり、その場合の安全性は更に高いものになる。
【００７６】
また、本実施形態においても、ＬＥＤドライバーに替えてパワーＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。
【００７７】
また、本実施形態についても、可動電極−固定電極間のコンデンサー容量とブリーダ抵抗との積で定まる時定数の逆数と、スピーカーの動作（駆動）周波数との関係は、第１の実施形態と同様である。
【００７８】
また、本実施形態においては、第１および第２の実施形態と比べ高電圧発生部のフォトダイオードの向き（極性）が逆向きの場合、すなわち可動電極の電位が両固定電極の電位より低くなる実施形態を示したが、フォトダイオードの向きを逆転させ第１および第２の実施形態と同様に可動電極の電位が両固定電極の電位より高くなるよう設定しても良く、反対に第１および第２の実施形態においてフォトダイオードの向きを逆転させても良い。他の実施形態においても、特に言及しないが、フォトダイオードの向きを逆転させることは可能である。
【００７９】
（第４の実施形態）
図６（ａ）は、第１の実施形態の電気信号を処理する構成部分を１つのパッケージに搭載した断面図の一例である。
【００８０】
図６（ａ）は、図１に示す電子回路におけるオペアンプ４とＬＥＤドライバー６に対応する制御部２３、ＬＥＤ７に対応する発光素子部２４、フォトダイオード列８に対応する受光素子部２５が、リードフレーム２６ａ、２６ｂ上にマウントされていることを示している。
【００８１】
なお、図１に示す電子回路における結合キャパシタ２、抵抗素子５は、制御部２３に内蔵されていてもよいし、リードフレームからなる外部端子に接続されていてもよい。同様に、ブリーダ抵抗は、制御部２３又は受光素子部２５に内蔵してもよいし、リードフレーム２６ａ、２６ｂを介し外部に接続してもよい。
【００８２】
制御部２３、発光素子部２４及び受光素子部２５は、いずれも金や銅等を材料とするボンディングワイヤ２７により、リードフレーム２６ａ〜２６ｃに接続されている。また、受光素子部２５を例えばシリコン製フォトダイオードで構成し、制御部２３もシリコン基板上の集積回路で形成することにより、同一チップ上に形成してもよい。
【００８３】
発光素子部２４と受光素子部２５とは、透光性樹脂２８を介して対向して設けられており、発光素子部２４からの光の照射面の近傍に受光素子部２５が配置される。
【００８４】
更に全体を遮光性樹脂２９で覆うことによりモールド封止して、制御部２３、発光素子部２４及び受光素子部２５を一体のパッケージとして構成されている。
【００８５】
なお、図６（ａ）においては、リードフレーム２６ａ、２６ｂが、それぞれパッケージの片側にのみ設けられているが、片側に限らず、両側に外部端子を有していてもよく、必要に応じてリードフレームの形状や構成が自由に設計可能であることは言うまでも無い。
【００８６】
以上の構成により、制御部２３から出力される駆動電流により、発光素子部２４のＬＥＤを発光させ、発光素子部２４から照射された光は、透光性樹脂２８を通過し、受光素子部２５に光起電力を発生させる。すなわち、受光素子部２５であるフォトダイオード列８に発生する電圧を出力電圧として、例えば、ボンディングワイヤ２７により、接続端子として機能するリードフレームを介し外部に出力される。この光起電力による出力電圧によってコンデンサースピーカー（図示せず）を駆動し、音波を発生させる。
【００８７】
このように前記制御部２３、発光素子部２４及び受光素子部２５を一体のパッケージ内に搭載することにより、一層の小型軽量化を実現することができる。また、それぞれの温度差が極めて小さくなり、全ての素子が実質的に同一温度で動作するため、制御部２３の温度補償による発光素子部２４の安定駆動に対する信頼性が更に向上する。
【００８８】
本実施形態は、第１の実施形態の回路構成をパッケージ化した場合について説明したが、第２の実施形態で説明するように、ＬＥＤドライバーに替えてパワーＭＯＳＦＥＴを用いても、或いは他の同等のＬＥＤ駆動回路としての機能を具備するものに置き換えてもよいことは当然である。
【００８９】
また、図６（ａ）では、制御部２３と受光素子部２５を同一のシリコン基板上に単一のチップで集積化した例を示したが、図６（ｂ）に示す通り、受光素子部２５と制御部２３とを別々に作成してボンディングワイヤ２７により接続してもよい。更に、この場合、図６（ｃ）に示す通り、発光素子部２４と受光素子部２５の上下関係を逆転させてもよい。
【００９０】
また発光素子部２４と制御部２３とを同一チップで形成することも可能である。この場合、制御部２３の集積回路をシリコン製の集積回路とし、発光素子部２４として化合物半導体とし、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）技術やＳＯＳ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｓａｐｐｉｉｒｅ）技術を用い、両者を混載させることが可能である。
【００９１】
さらに、発光素子部２４と受光素子部２５は、サファイヤ基板４２の表面と裏面に窒化物半導体（例えばＧａＮ）を結晶成長させたものを用いることにより、同一基板に集約することも可能である。図６（ｄ）は、サファイヤ基板４２の表面と裏面に成長させた窒化物半導体上に、発光素子部２４であるＬＥＤと受光素子部２５であるフォトダイオード列を形成し、制御部２３とともに一体のパッケージに実装した例を示す。発光素子部２４からの光は、サファイヤ基板４２を介して受光素子部２５に照射されるため、透光性樹脂２８を必要としない。
【００９２】
この場合、発光素子部２４であるＬＥＤと受光素子部２５であるフォトダイオード列の発光と受光が同一波長で行え、光電変換の効率が高くなるという利点がある。さらに、窒化物半導体のＬＥＤ発光においては、注入キャリアが多くなると短波長側にシフトする傾向があるので、窒化物半導体のフォトダイオード列の光吸収率が増加するという利点もある。なお、発光素子部２４のＬＥＤは、複数からなる列（配列）であっても良く、これは他の実施形態でも同様である。
【００９３】
また、図６（ｄ）においては、発光素子部２４、サファイヤ基板４２および受光素子部２５の積層構造体と制御部２３とを一体のパッケージに実装した例を示すが、積層構造体のみを一体のパッケージに実装したものであっても良い。
【００９４】
なお、パッケージの形態としては、ＤＩＰ、ＳＯＰ、ＱＦＰ、ＱＦＮ、ＢＧＡ等様々な形態を採用し得る。これらの点は全て他の実施形態でも同様である。
【００９５】
（第５の実施形態）
図７は、第３の実施形態の電気信号を処理する構成部分を１つのパッケージに搭載した断面図の一例である。第３の実施形態では、発光素子と受光素子との組合せを２組用いたが、図７は、このような場合にも、同一パッケージへの実装が可能であることを示している。
【００９６】
図７（ａ）は、図４に示す電子回路におけるオペアンプ１５と第１及び第２のＬＥＤドライバー１６Ｒ、１６Ｌに対応する制御部２３、第１及び第２のＬＥＤ１７Ｒ、１７Ｌに対応する発光素子部２４Ｒ及び２４Ｌ、第１及び第２のフォトダイオード列１８Ｒ及び１８Ｌに対応する受光素子部２５Ｒ及び２５Ｌが、リードフレーム２６ｃ、２６ｅ、２６ｄ上にマウントされていることを示している。
【００９７】
制御部２３、発光素子部２４Ｒ及び２４Ｌ、受光素子部２５Ｒ及び２５Ｌは、いずれも金や銅等を材料とするボンディングワイヤ２７により、リードフレーム２６ｃ〜２６ｅに接続されている。
【００９８】
発光素子部２４Ｒと受光素子部２５Ｒとは、透光性樹脂２８Ｒを介して対向して設けられており、発光素子部２４Ｒからの光の照射面の近傍に受光素子部２５Ｒが配置される。同様に、発光素子部２４Ｌと受光素子部２５Ｌとは、透光性樹脂２８Ｌを介して対向して設けられており、発光素子部２４Ｌからの光の照射面の近傍に受光素子部２５Ｌが配置される。
【００９９】
更に全体を遮光性樹脂２９で覆うことによりモールド封止して、制御部２３、発光素子部２４（２４Ｒ、２４Ｌ）及び受光素子部２５（２５Ｒ、２５Ｌ）が一体のパッケージとして構成されている。
【０１００】
また、図７（ａ）では、受光素子部２５Ｒ及び２５Ｌを、例えばシリコン製フォトダイオードで構成し、制御部２３もシリコン基板上の集積回路で形成することにより、単一のチップで集積化した例を示したが、図７（ｂ）に示すとおり、受光素子部２５Ｒ及び２５Ｌと制御部２３とを別々に作成してボンディングワイヤ２７により接続しても良く、さらに図７（ｃ）に示すとおり、さらに受光素子部２５Ｒ、２５Ｌと発光素子部２４Ｌ、２４Ｒの上下関係を逆転させてもよい。なお、図において、２６ｃ〜２６ｇは、リードフレームである。
【０１０１】
なお、図７においては、リードフレーム２６ｃ〜２６ｇが、それぞれパッケージの片側にのみ設けられているが、片側に限らず、両側に外部端子を有していてもよく、必要に応じてリードフレームの形状や構成が自由に設計可能であることは言うまでも無い。
【０１０２】
また、図６（ｄ）に示した例と同様に、本実施形態においても、発光素子部と受光素子部とをサファイヤ基板の表面および裏面に形成した積層構造体を用いても良い。
【０１０３】
本実施形態は、第３の実施形態の回路構成をパッケージ化した場合について説明したが、ＬＥＤドライバーに替えてパワーＭＯＳＦＥＴを用いても、或いは他の同等のＬＥＤ駆動回路としての機能を具備するものに置き換えてもよいことは当然である。
【０１０４】
なお、図４に示す電子回路における結合キャパシタ２、抵抗素子５は、制御部２３に内蔵してもよいし、リードフレームからなる外部端子に接続（外付け）してもよく、ブリーダ抵抗は、受光素子部２５Ｌ、２５Ｒ若しくは制御部２３に内蔵してもよいし、リードフレームを介し外部に接続（外付け）してもよい。このことは、第４の実施形態においても同じである。
【０１０５】
（第６の実施形態）
図８は、第４の実施形態におけるコンデンサースピーカーシステムの回路構成図である。このシステムにおけるコンデンサースピーカーの機構部は、開孔部を設けた第１及び第２の固定電極３４Ｒ及び３４Ｌと、透明可動電極（振動電極）３２とを備える。第１及び第２の固定電極３４Ｒ及び３４Ｌはいずれも、例えばステンレス鋼からなる。透明可動電極３２は、例えば薄い透明アクリル樹脂３０上に導電性薄膜３１を形成した積層構造体からなると共に、その両端部が例えばウレタンゴム製の絶縁ダンパー３３によって保持されている。すなわち、第１及び第２の固定電極３４Ｒ及び３４Ｌと透明可動電極３２とは、いずれも、互いに一定距離だけ離間して対向して設けられ、かつ電気的に絶縁されている。
【０１０６】
なお、透明アクリル樹脂３０の厚さは、例えば、厚さ０．５ｍｍ、導電性薄膜３１は例えば真空蒸着法により金などの金属薄膜を成膜し、厚さは５０ｎｍとする。
【０１０７】
第１及び第３の実施形態と同様に、ＬＥＤ３６からの光の照射面の近傍には、フォトダイオード列３７が配置されている。光起電力が例えば０．６Ｖ程度のフォトダイオードを例えば１０００個直列接続し、ＬＥＤ３６からフォトダイオード列３７の全てのフォトダイオードに光起電力を発生させるだけの十分な光量の光を照射すれば、フォトダイオード列３７の両端には、６００Ｖ程度の電圧が発生する。
【０１０８】
このフォトダイオード列３７の一端は透明可動電極３２に、他端は昇圧トランス３８の２次側のセンタータップに接続されている。なお、３９はＬＥＤ保護用の抵抗素子である。
【０１０９】
昇圧トランス３８の２次側の両端子は、第１及び第２の固定電極３４Ｒ及び３４Ｌに接続されている。
【０１１０】
透明可動電極３２と第１及び第２の固定電極３４Ｌ及び３４Ｒとの間には、いずれもフォトダイオード列３７で発生した電圧によって、透明可動電極３２に負電荷が帯電する。
【０１１１】
ここで音響信号源４０が昇圧トランス３８の１次側に印加されると、昇圧トランス３８の２次側に接続されている第１及び第２の固定電極３４Ｌ、３４Ｒに音響信号が重畳して印加される。この音響信号に応じた第１及び第２の固定電極３４Ｒ、３４Ｌ間の電界強度の変化により、透明可動電極３２が機械的に振動し、音波が発生し、その音波は第１及び第２の固定電極３４Ｒ、３４Ｌの開孔部を通して出力される。
【０１１２】
この一連の動作時にＬＥＤ３６からの照射光の一部を、透明アクリル樹脂３０の端部に導光し照射させることで、音響変換部であるコンデンサースピーカーを発光させることができる。
【０１１３】
この光は、透明アクリル樹脂３０の表面に微細な凹凸を設けておくことで、表面で乱反射が発生し、第１及び第２の固定電極３４Ｒ、３４Ｌの開孔部を通して外部から視認することができる。この場合、ＬＥＤ３６は、電源３５により発光させているため、安定した光度が得られる。
【０１１４】
以上の構成により、コンデンサースピーカーが発光することで動作状態が一目瞭然に分かるとともに、電飾効果が得られる。
【０１１５】
図９は、昇圧トランス３８の２次側センタータップ点Ｍ８を基準にした、透明可動電極３２の電位ＶＡ８、第１の固定電極３４Ｒの電位ＶＹ８及び第２の固定電極３４Ｌの電位ＶＸ８の関係を示している。本実施形態では、この電圧関係は従来のコンデンサースピーカーと同様になっている。
【０１１６】
ここではコンデンサースピーカーの透明可動電極から反射される光が一定の光度となるような場合を述べたが、第１乃至第３の実施形態においても、本実施形態のように、可動電極として透明アクリル樹脂と導電性薄膜との積層構造体からなる透明可動電極を用い、ＬＥＤからの光を透明可動電極に導光すれば、音響信号成分で変調された光を外部に取り出して、更に電飾効果を演出することも可能である。
【０１１７】
なお、透明アクリル樹脂は透明板の一例に過ぎず、これ以外のポリエチレンなどの他の透明樹脂や薄板ガラス等を用いてもよいことは言うまでも無い。
【０１１８】
（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態における空気清浄機能付きコンデンサースピーカーの回路構成図である。本実施形態においては、図４に示すコンデンサースピーカーにおける第１及び第２の固定電極２０Ｒ、２０Ｌと可動電極２２との間に、空気清浄用のフィルター４１が設置される。フィルター４１は表面積が大きく、かつ着脱可能なものが好ましい。このようなものとして、例えばＨＥＰＡフィルターなどが該当する。
【０１１９】
上述の通り、コンデンサースピーカー動作時には、第１及び第２の固定電極２０Ｒ、２０Ｌと固定電極２２との間には高電圧が印加されている。そのため、第１及び第２の固定電極２０Ｌ、２０Ｒの開孔部を通過した空気中の異物は帯電し、可動電極２２に引き寄せられる。
【０１２０】
従って、電極間に表面積の大きい着脱可能なフィルター４１を設置することで、コンデンサースピーカーを電気集塵式の空気清浄機として機能させることができる。フィルター４１を着脱可能にしておけば定期的な交換も容易である。
【０１２１】
特に、本発明におけるコンデンサースピーカーは小型軽量でかつ人体に安全なため、一般家庭の壁にも容易に取り付けが可能な空気清浄機能付きスピーカーを提供することができる。
【０１２２】
なお、本実施形態では、図４に示すコンデンサースピーカーを用いた空気清浄機の例を示したが、図１又は図３に示すコンデンサースピーカーにおいて、固定電極１０と可動電極１１との間に、着脱可能なフィルター４１を設置しても同様である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  音響信号源
２  結合キャパシタ
３  可変バイアス電源
４  オペアンプ
５  抵抗素子
６  ＬＥＤドライバー
７  ＬＥＤ
８  フォトダイオード列
９ａ、９ｂ  分割抵抗
１０  固定電極
１１  可動電極
１２  絶縁ダンパー
１３  パワーＭＯＳＦＥＴ
１４  電源
１５  相補出力端子を有するオペアンプ
１６Ｒ  第１のＬＥＤドライバー
１６Ｌ  第２のＬＥＤドライバー
１７Ｒ  第１のＬＥＤ
１７Ｌ  第２のＬＥＤ
１８Ｒ  第１のフォトダイオード列
１８Ｌ  第２のフォトダイオード列
１９Ｒ  第１のブリーダ抵抗
１９Ｌ  第２のブリーダ抵抗
１９Ｒａ、１９Ｒｂ  分割抵抗
２０Ｒ  第１の固定電極
２０Ｌ  第２の固定電極
２１  可動電極
２２  絶縁ダンパー
２３  制御部
２４、２４Ｒ、２４Ｌ  発光素子部
２５、２５Ｌ、２５Ｒ  受光素子部
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ  リードフレーム
２７ ボンディングワイヤ
２８  透光性樹脂
２９  遮光性樹脂
３０  透明アクリル樹脂
３１  導電性薄膜
３２  透明可動電極
３３  絶縁ダンパー
３４Ｌ、３４Ｒ  第１及び第２の固定電極
３５  電源
３６  ＬＥＤ
３７  フォトダイオード列
３８  昇圧トランス
３９  抵抗素子
４０  音響信号源
４１  フィルター
４２  サファイア基板
５１、５３  第１及び第２の固定電極 
５２  可動電極
５４  絶縁ダンパー
５５  直流電源
５６  昇圧トランス
５７  音響信号源
ＶＡ１  可動電極１１の電位
ＶＡ１０  可動電極５２の電位
ＶＡ４  可動電極板２１の電位
ＶＭ１  接地点での電位
ＶＭ１０  昇圧トランス５６の２次側センタータップ位置の電位  
ＶＳ１、ＶＳ２  分割点での検出電位
ＶＸ１０  固定電極５１の電位  
ＶＸ４  第１の固定電極２０Ｌの電位
ＶＹ１０  固定電極５３の各電位  
ＶＹ４  第２の固定電極２０Ｒの電位
ＶＭ８  昇圧トランス３８の２次側センタータップ位置の電位
ＶＡ８  透明可動電極３２の電位
ＶＹ８  第１の固定電極３４Ｒの電位
ＶＸ８  第２の固定電極３４Ｌの電位
【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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【図１２】
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