(57)【要約】【課題】静電型スピーカにおいて指向特性等を制御することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の静電型スピーカは、エレクトレット材３０を塗布した電極２０と、前記電極に対向して離間配置され、前記電極との電位差に応じて変位するシート状の導電性振動体１０とを有するスピーカであって、エレクトレット材３０の表面電位が２以上の位置において異なることを特徴とする。この静電型スピーカによれば、エレクトレット材３０の厚みを場所に応じて異ならせることにより振動体に働く静電力を振動体の場所によって異ならせることができる。これにより、振動体の振動によって発生する音の指向特性や出力特性といった各種特性を制御することができる。【選択図】図１
2008312109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、
前記電極に対向して離間配置され、前記電極との電位差に応じて変位するシート状の振動体と、
前記電極と前記振動体との間に介挿され、前記電極および前記振動体の少なくとも一方に設けられるエレクトレット材と
を有し、
前記エレクトレット材の表面電位が２以上の位置において異なる
ことを特徴とする静電型スピーカ。
【請求項２】
前記エレクトレット材は、その表面電位が厚みに応じて異なるように形成され、前記厚みが２以上の位置において異なっている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電型スピーカ。
【請求項３】
前記エレクトレット材は、その電荷密度が２以上の位置において異なっている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電型スピーカ。
【請求項４】
前記エレクトレット材は、電荷特性が異なる２以上の素材によって形成され、各素材の分布が２以上の位置において異なっている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の静電型スピーカ。
【請求項５】
前記振動体と前記電極との間に介挿された弾性体を更に備える
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の静電型スピーカ。
【請求項６】
前記電極は、前記無変位状態における振動体と略平行な面を有する複数の領域から構成される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の静電型スピーカ。
【請求項７】
前記複数の領域の各々に対応する空間領域に介挿された複数の弾性部材から構成された弾性体を更に備え、
各弾性部材の弾性率は、前記複数の弾性部材が前記振動体の対応する領域にそれぞれ及ぼす力が等しくなるように決定される
ことを特徴とする請求項６に記載の静電型スピーカ。
【請求項８】
前記表面電位は位置に対して連続的に変化する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の静電型スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型スピーカの内部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電型スピーカ（コンデンサスピーカ）といわれるスピーカが知られている。静電型スピーカは、特に、軽量、コンパクトに設計することができるという点において注目されている。静電型スピーカは典型的には、空隙を隔てて略平行（平行を含む）に向かい合う２枚の平面電極と、電極の間に挿入され両端を固定した導電性のシート状の部材（以下、振動板または振動膜という）とから構成される。音声発生のメカニズムはおおよそ次の通りである。平面電極および振動板に所定の電圧を印加すると、生じた電位差によって一方の電極側に引き寄せる力が振動板に働く。振動板は、両端が固定されているがある程度の弾性があるためその中央部分が変位することになり、結果として振動板は撓むことになる。このように、電極に適宜電圧を印加することよって、振動板の振動状態（振動数や振幅など）を変化させることができる。印加電圧値を入力信号に応じて変化させれば、振動板はそれに応じて振動し、結果として振動板から入力信号に対応した音声が発生することになる（特許文献１ないし３等を参照）。
【０００３】
また、静電型スピーカには入力信号に応じて変化する交流電圧のほか、電極と振動体の間に成極用の直流電圧をかけなければならず、一般にそのための電源を必要とする。そこで、このような電源を不要とするため、自己分極作用を有するエレクトレット材を電極に設ける静電型スピーカが知られている（特許文献４および非特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、平面スピーカは、一般に音響特性の指向性が強いことが知られている。また、指向性は周波数特性を有している。すなわち、特に高周波帯域において、低周波帯域よりも指向性が強いことが知られている。このように周波数帯域により指向性が異なることにより、場所により聞こえる音が均一でなくなるという問題があった。また、振動板の面積が比較的大きいために、低い周波数でもサイドローブが現れてしまうことがあった。
【０００５】
ここで、所望の指向性を実現させる代表的な方法として、スピーカユニットを複数設け、各ユニットに供給する入力信号のレベルや遅延などを制御するというスピーカアレイの技術が知られている。しかし、静電型スピーカを用いてスピーカアレイを構成すると、電極および振動板の組を複数用意するか、もしくは一枚の振動板を分割してその領域ごとに独立して振動状態を制御できるような構成としなければならない。さらに、各スピーカユニットに供給する信号を制御する電気回路や増幅するドライブアンプが必要となる。これでは、スピーカ全体の構造が複雑になり、製造コストも嵩む。このように、従来の静電型スピーカにおいては、生成される音の特性を制御することが困難であった。
【特許文献１】特許第３３５３０３１号公報
【特許文献２】特許第３２７７４９８号公報
【特許文献３】特公平７−０３８７５８号公報
【特許文献４】特開昭５８−１２０４００号公報
【非特許文献１】静電気学会誌、第４巻、１９８０年、ｐ２８１−２８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、静電型スピーカにおいて発生する音の特性を制御することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る静電型スピーカは、電極と、前記電極に対向して離間配置され、前記電極との電位差に応じて変位するシート状の振動体と、前記電極と前記振動体との間に介挿され、前記電極および前記振動体の少なくとも一方に設けられるエレクトレット材とを有し、前記エレクトレット材の表面電位が２以上の位置において異なることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記エレクトレット材は、その表面電位が厚みに応じて異なるように形成され、前記厚みが２以上の位置において異なっているとよい。
【０００９】
また、好ましくは、前記エレクトレット材は、その電荷密度が２以上の位置において異なっているとよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記エレクトレット材は、電荷特性が異なる２以上の素材によって形成され、各素材の分布が２以上の位置において異なっているとよい。
【００１１】
また、好ましくは、前記振動体と前記電極との間に介挿された弾性体を更に備えるとよい。
【００１２】
また、好ましくは、前記電極は、前記無変位状態における振動体と略平行な面を有する複数の領域から構成されるとよい。
【００１３】
また、好ましくは、前記複数の領域の各々に対応する空間領域に介挿された複数の弾性部材から構成された弾性体を更に備え、各弾性部材の弾性率は、前記複数の弾性部材が前記振動体の対応する領域にそれぞれ及ぼす力が等しくなるように決定されるとよい。
【００１４】
また、前記表面電位は位置に対して連続的に変化してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軽量でコンパクトであるという静電型スピーカの特徴を活かしつつ、平面スピーカの音の特性を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な態様について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一の態様に係る静電型スピーカ１の主要構造の断面を模式的に示した図である。同図に示すように、静電型スピーカ１は、振動体１０と、振動体１０と対向して離間配置された２枚の対向電極２０と、これら対向電極２０の各表面のうち振動体１０がある側の面に設けられたエレクトレット材３０から構成される。そして、対向電極２０の表面に設けられたエレクトレット材３０と振動体１０とは、少なくとも振動体１０がその弾性によって撓んでも接触しない程度に離れて配置されており、その間の空間には空気が存在している。
【００１７】
振動体１０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（polypropylene、ポリプロピレン）などのフィルムに金属膜を蒸着しあるいは導電塗料を塗布した導電性膜（あるいは板）であり、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene、ポリテトラフルオロエチレン；テフロン（登録商標））、アクリル（メチルメタアクリレート）、ゴム等の絶縁材料により形成された固定手段Ｔにおいて、所定の張力が振動体１０にかかった状態で、例えばその四隅が筐体（図示省略）に固定される。なお、振動体１０の固定方法はこれに限られず、振動体１０が両対向電極２０間において、所定の位置を中心として振動可能に支持されていればよい。ただし、図１に示すように、振動体１０は、両対向電極２０からの距離が等しい位置（すなわち極板間のちょうど中心）に固定されるのが好ましい。
【００１８】
対向電極２０は、金属板に穴を開けたパンチングメタル、金属蒸着したプラスチックフィルム、スパッタ加工済み不織布、導電性塗料が塗布された不織布などの導電性を備え、且つ音波透過性の高い材料から構成され、静電型スピーカ１の筐体（図示せず）に固定される。
【００１９】
エレクトレット材３０は、フッ化ビニリデンやテフロン（登録商標）等の高分子をエレクトレット化した周知の材料であって、半永久的に表面電位を付与されたものである。本実施形態においてエレクトレット材３０は、対向電極２０に液状の高分子を浸漬しあるいは塗布して、乾燥させることによって形成される。エレクトレット材３０には表面電位があるため、振動体１０との間には常時この表面電位に応じた直流電圧がかかる。この直流電圧を以下、直流バイアス電圧Ｅ０という。
【００２０】
なお、エレクトレット材の製造法は周知のものでよい。例えば、液状の高分子を対向電極２０の表面に塗布し、所定温度以上の高温雰囲気に置いて、直流電界を印加するという一般的な熱エレクトレットによる製造法であってもよいし、光、放射線、電子線、コロナ等による製造法であってもよい。また、エレクトレット材の成分や材質も周知のものでよい。例えば、ポリアミド、ポリウレタン、シアノ系ポリマー、フッ素系ポリマー、アクリル系ポリマー、エチレンオキサイド系ポリマー、エチレングリコール系ポリマー、ビニルピリジン系ポリマー等であってもよく、またこれらの共重合体であってもよい。
【００２１】
静電型スピーカ１は変圧器５０と外部から音声信号を入力する入力部６０とを備えている。図１に示すように、振動体１０は、変圧器５０の出力側の中点と接続されており、２つの対向電極２０はそれぞれ変圧器５０の出力側の一端および他端に接続されている。その結果、入力音声信号に応じた電圧を対向電極２０および振動体１０にそれぞれ印加することができるようになっている。印加電圧によって対向電極２０との間に所定の電位差が生成されると、振動体１０にはどちらかの電極２０の側へ引き寄せられるような静電力が働く。すなわち、振動体１０は入力信号に応じて同図の紙面左右方向に変位し(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）に応じた音が振動体１０から発生する。なお、以下では、対向電極２０をペアで設ける場合（いわゆるプッシュプル型式）について説明するが、対向電極２０を１つのみ設ける構成も可能である。要は、入力信号に応じた静電力が振動体１０に作用する構成であればよい。
【００２２】
本発明においては、対向電極２０に設けられたエレクトレット材３０の厚みｚがその場所ごとによって異なっている。一例として図１に示す態様においては、エレクトレット材３０の厚みｚは端に近づくほど薄くなり、中央に近づくほど厚くなるように形成されている。なお、同図は断面を示している。この実施形態においては、エレクトレット材３０は球体の一部を平面で切り取ったような形状となっている。
【００２３】
ところで、多くの場合、表面電位Ｅはエレクトレット材３０の厚みｚの関数であり、一般にエレクトレット材３０の厚みｚが増すと表面電位Ｅは単調に増大する。エレクトレット材３０の表面電位Ｅは静電型スピーカ１において直流バイアス電圧Ｅ０となるから、図１に示したエレクトレット材３０において直流バイアス電圧Ｅ０も、端に近づくほど低くなり、中央に近づくほど高くなるように分布している。
【００２４】
振動体１０にて発生する音響波の音圧は直流バイアス電圧Ｅ０に比例するので、上述のように厚みｚをエレクトレット材３０の場所ごとに変えることにより直流バイアス電圧Ｅ０が変わり、エレクトレット材３０に対応する振動体１０の場所ごとに振動体１０から発生する音響波の音圧を変えることができる。したがってエレクトレット材３０の厚みｚを適宜設定することにより、振動体１０の周波数特性を制御することができる。
【００２５】
例えば、平面型スピーカにおいてサイドローブを抑制して鋭い指向特性の音を生成するため、あるいはメインローブを抑制して広い指向性の音を生成するために、予め振動体１０の各場所にかかる力とそれによる振動状態の変化との関係についてシミュレーションを行うなどして、所望の指向特性を実現するために最適な音圧の重み付け特性を決定しておく。そして、この重み付け特性に対応するように、厚みｚを設定する。この重み付け特性としては、実現すべき指向（抑制）特性に応じて、二項分布関数、正規分布関数、ドルフチェビシェフ特性といった既知の重み付け特性を用いることができる。そして、この重み付け特性に所定の離散化処理を施すことによって、エレクトレット材の厚みｚの分布（換言すればエレクトレット材３０の断面構造）を定めることができる。
【００２６】
なお、エレクトレット材３０の厚みｚは、その製造時において電極２０に液状高分子を塗布する回数や、塗布時間、遠心塗布製法にあっては回転速度等に応じて決まる。すなわち、厚みｚを厚くしたい場所にあっては、例えばこの塗布の回数を増やすことによって調整することが可能である。
【００２７】
＜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。以下にその一例を示す。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００２８】
（１）上述の実施形態において、エレクトレット材３０の厚みｚは連続的に変化するとしていたが、離散的に変化するとしてもよい。図２は厚みｚが離散的に変化する例を示した図である。例えば、図２に示す静電型スピーカ１Ａのように、エレクトレット材は５つの領域に区切られ、領域Iと領域Vにおいてはその厚みｚはｚ３、領域IIと領域IVにおいてはその厚みｚはｚ２、領域IIIにおいてはその厚みｚはｚ１となっていっていてもよい。要するに、エレクトレット材３０の表面電位Ｅが２以上の位置において異なっていれば、当該表面電位Ｅが連続的に変化しても、離散的に変化してもよい。したがって、エレクトレット材３０の厚みｚも、連続的に変化しても、離散的に変化してもよい。
【００２９】
（２）上述の実施形態において、振動体１０とエレクトレット材３０との間の空間には空気のみが存在していたが、この空間に弾性体を挿入してもよい。図３は、本発明のこの態様に係る静電型スピーカ１Ｂの主要構造の断面図である。本態様においては、振動体１０とエレクトレット材３０の間の空間に弾性体４０が挿入されることを特徴とする。弾性体４０は、所定の弾性率（例えば厚さ方向に関する線弾性係数（ヤング率）等で表すことができる）を有する不織布、綿、スポンジなど、外部からの力に対して変形することができる材料であって、例えばその表面に接着層を塗布し、この接着層を介してエレクトレット材３０に固定される。あるいは、複数のばねを被服材で包んだ構造であってもよい。この態様においては、振動体１０が変位（振動）すると、弾性体４０は弾性率に応じて変形するとともに、その変位に対して逆方向の力（復元力）が振動体１０に作用する。
【００３０】
この弾性率は、例えば所望の周波数特性に基づいて決定することができる。静電型スピーカにおいては、最低共振周波数ｆ０と、系の等価スティフネスＳＭ（かけられた負荷と変位との比例定数であって単位はＭＫＳ系で[Ｎ／ｍ]；具体的には振動体１０に与えられる張力ＳＭに起因したスティフネス）との間には、一般的には、次のような関係が成り立つことが知られている。
【００３１】
【数１】
2008312109.tif 000003
【００３２】
ここで、Ｃ０は両対向電極２０および振動体１０により形成されるコンデンサの静電容量である。また、Ｅ０は、エレクトレット材３０と振動体１０との間に生じる上述の直流バイアス電圧である。対向電極２０と振動体１０との間に直流バイアス電圧Ｅ０および入力信号が加えられない状態（すなわちエレクトレット材３０を備えていない無変位状態）における対向電極２０と振動体１０との距離をｄ、直流バイアス電圧Ｅ０および入力信号が加えられたときの振動体１０の変位量をｘ０とすると、次式が成り立つ。
【００３３】
【数２】
2008312109.tif 000004
【００３４】
εは、弾性体４０の誘電率である。Ｓは、振動体１０の、エレクトレット材３０と対向する面の面積である。ＭＭＤは、振動体１０の質量である。ＭＭＡは、振動体１０の片側の空気付加質量（放射質量）である。
【００３５】
数２をＳＭについて解くと、次式のようになる。
【００３６】
【数３】
2008312109.tif 000005
【００３７】
ここで、ＳＭＥはＳＭＥ＝２εＳＥ０２／（ｄ＋ｘ０）３であり、コンデンサの負スティフネスを表す。上述のように、ＳＭは系の等価スティフネスであるが、本態様の場合、これは固定手段Ｔからの振動体１０を引っ張る力（張力）と、振動体１０の変位（応力）によって弾性体４０に機械的歪みが生じた場合においてその変位とは反対の方向に振動体１０押し戻す力（復元力）とに起因するものとなる。従って、本態様における系の等価スティフネスＳＭは、次式に示すように、振動体１０に働く張力に起因したスティフネスＳＭＥＢと、弾性体４０の復元力に起因したスティフネスＳＭＴとを加えたものであると考えることができる。
【００３８】
【数４】
2008312109.tif 000006
【００３９】
ここで、張力は既知であり、その値は振動状態などに応じて変化しないとする。（数３）および（数４）から次式が得られる。
【数５】
2008312109.tif 000007
【００４０】
上式から明らかなように、所望の最低共振周波数ｆ０を指定すれば、対応するスティフネスが決定する。スティフネスが決まれば、弾性体の形状や厚みを考慮することにより、挿入すべき弾性体４０の弾性率を決定することができる。弾性体４０の弾性率としては、例えば応力―歪み特性が線形の範囲ではヤング率を、応力―歪み特性が非線形の範囲ではセカント係数を用いることができる。要は、弾性体４０を挿入したときに系全体のスティフネスが上記の式を満たすような弾性体４０の応力―歪み特性が決定できればよい。
【００４１】
（３）なお、振動体１０に張力が働かない構成（すなわち張力ゼロ）であってもよい。具体的には、固定手段Ｔを省略し、振動体１０を両側から弾性体４０、４０によって所定の圧力で押さえつけることによって、振動体１０の端部を固定しつつその中央部における変位（振動）を許容する構成であってもよい。この場合、ＳＭＴ＝ＳＭＥＢとなる。すなわち、弾性体４０を振動体１０が変位した際の復元力を与えるものとしてのみならず、一定の応力を両対向電極間に作用させる媒体として用いてもよい。
【００４２】
（４）さらに、弾性体４０の弾性率を領域ごとに異ならせてもよい。上述したように、弾性率が異なればその領域の振動体１０に係る復元力が異なるため、場所ごとに弾性率を異ならせることによりその振動体１０の振動状態を場所ごとに変化させることができる。図４はこの態様に係る静電型スピーカ１Ｃの主要構造の断面図である。図に示すように、領域ごとに弾性率の異なる弾性部材４１、４２、４３を挿入することによりこれを実現することができる。同図においては、領域IおよびVには弾性部材４１を、領域IIおよびIVには弾性部材４２を、領域IIIには弾性部材４３をそれぞれ挿入した例が示されている。
【００４３】
この場合、各領域に対応する弾性部材の弾性率は、例えば、この静電型スピーカ１Ｃで実現すべき周波数特性に基づいて決定することができる。一例としては、直流バイアス電圧Ｅ０および弾性率を各領域におけるｆ０が全て等しくなるように決定することができる。あるいは、出力される音響波の特性を考慮して弾性率（および各領域に係る直流バイアス電圧Ｅ０）を決定してもよい。
【００４４】
以下、弾性体４０を使用する場合における静電型スピーカの構造を設計する方法（具体的には、挿入すべき弾性体の弾性率およびエレクトレット材３０によって振動体１０に印加される直流バイアス電圧Ｅ０を決定する方法）について、図５を用いて説明する。この方法は、一般的なコンピュータ装置にソフトウェア的またはハードウェア的に実装することが可能である。ここでは、ユーザからの指示等を受け付けるとともに演算結果を出力する入出力装置、記憶装置および各種プロセッサによって構成される一般的なコンピュータ装置を用いて、本発明に係る設計方法を実行する場合を例にとって説明する。
【００４５】
まず、振動体１０上に仮想的な領域を設定する（ステップＳ１０）。領域の形状、大きさ、数は任意であるが、例えばユーザによって指定されてもよい。指向特性などの音響特性を高精度で実現したい場合は、領域の数を大きく設定すればよいし、電極の製造・加工コストを優先する場合は、領域の数を少なくして加工工程の数を少なくするのがよい。
【００４６】
次に、各領域について、振動体１０に働く張力に起因したスティフネスＳＭＥＢと、弾性体４０の復元力に起因したスティフネスＳＭＴとを決定する（ステップＳ２０）。ここで、スティフネスＳＭＥＢとＳＭＴはユーザによって指定されるものであってもよいし、予め決められた値であってもよい。
【００４７】
次に、電極２０上の各領域に対応する振動体１０に作用させるべき静電力、すなわち各領域の誘電率を決定する（ステップＳ３０）。具体的には、例えば次のような方法で決定する。振動体１０にて発生する音響波の音圧レベルは系の誘電率に依存する。そこで、音圧レベルの値とその音圧の音響波を発振させるために必要な誘電率との値を予め所定の方法で計算して対応付けて記憶装置に記憶しておく。ユーザが所望する音圧レベルの値を入力すると、プロセッサはこの音圧レベルの値に対応した誘電率の値を決定する。
【００４８】
続いて、算出した弾性率および誘電率を勘案して弾性部材を決定する（ステップＳ４０）。具体的には、複数の弾性部材の弾性率（弾性特性）と誘電率（誘電特性）とを記憶したデータベースを構築しておき、プロセッサはデータベースを検索し、算出した弾性率と誘電率に最も適合する物性を有する弾性部材を所定のマッチングアルゴリズムを用いて決定することができる。
【００４９】
最後に、エレクトレット材３０によって振動体１０との間に印加すべき直流バイアス電圧Ｅ０を決定し、これに対応する厚みｚを決定する（ステップＳ５０）。具体的には、ユーザが所望の指向特性（例えば音響波のメインローブの音圧とサイドローブの音圧との比等の情報）を入力し、プロセッサはこの指向特性情報に基づいて重み付け特性を決定し、この重み付け特性に対応するように、各領域に係る直流バイアス電圧Ｅ０を決定する。そして、プロセッサは、予め構築されている直流バイアス電圧Ｅ０とエレクトレット材３０の厚みｚとの関係を示したデータベースを検索し、上記の直流バイアス電圧Ｅ０に対応するエレクトレット材３０の厚みｚを決定する。
【００５０】
（５）上述の変形例においては、領域ごとに弾性体４０の弾性率や誘電率を決定し、領域ごとに弾性部材を決定した。したがって、領域ごとに弾性率等が異なる場合には、領域ごとに異なる弾性部材を用いたが、同一の弾性部材を用いて領域ごとに弾性率等を調整してもよい。例えば弾性体４０の弾性率を場所に応じて離散的または連続的に変化させてもよい。連続的に変化させるには、例えばヒータ等を用いて弾性体４０内部温度に所定の連続した分布を持たせるようにすればよい。一般に、弾性率は温度の関数となっているためである。
【００５１】
（６）図６に示す静電型スピーカ１Ｄのように、張力をかけた状態ではなく、曲げ応力をかけた状態で振動体１０を固定してもよい。すなわち、撓んだ状態が無変位状態であり、この状態を基準に振動体１０を振動させる。この場合、音波の伝達方向に対して振動体１０を恒常的に凹状にすることにより、更に鋭い指向特性を実現することが可能である。
【００５２】
（７）エレクトレット材３０の表面電位分布を厚みを変えることで設定したが、厚みを一定にした上で他の要素によって表面電位分布を設定してもよく、厚みによる設定に加えて、他の要素による調整をしてもよい。例えば、エレクトレット材３０を形成する素材によって調整してもよい（なお、素材によって電荷密度が変わる事例は、特開２００６−２９１０４５号公報などにより周知である）。例えば、重合体を構成するモノマーの種類、共重合体の場合にあっては共重合体を構成する各モノマーの比率、そして、添加物の種類や量、などによってエレクトレット材３０の電荷特性を異ならせ、これによって、表面電位分布を設定してもよい。この場合、予め成分ごとにエレクトレット材３０の電荷密度を測定し、所望の表面電位分布になるように、電極２０の位置に応じて塗布する高分子の成分を決めればよい。
【００５３】
（８）また、エレクトレット材３０の表面電位分布は製造工程のパラメータで調整してもよい。例えば、円盤状のエレクトレット材３０に対して部分によって帯電量を変えることで、表面電位分布を設定してもよい。具体的には、中央部と外縁部における帯電量を、帯電時の印加電圧や印加時間などによって変えるようにしてもよい。この場合には、中央部と外縁部で段階的（離散的）に帯電量を変えても良く、連続的に変えてもよい。
また、エレクトレット材３０の素材によっては、成形時に強い圧力と熱を受けることにより、多量の微細結晶粒が生成されて結晶化度が高くなり、電荷保存特性が向上する性質があることが周知である（特許３６９２０９０号公報参照）。したがって上述と同様、エレクトレット材３０の成形時に、その中央部と外縁部で圧力や保持温度を離散的または連続的に変えることで、表面電位分布を設定してもよい。要するにエレクトレット材３０の位置に応じて製造工程のパラメータを適宜調整し、製造されたエレクトレット材３０に所定の表面電位分布ができればよい。
【００５４】
（９）エレクトレット材３０の表面から振動体１０までの距離ｄは、エレクトレット材３０の厚みｚに比して一般に５０〜５００倍程度大きい。したがって、上述の実施形態において距離ｄは位置に関わらずほぼ一定と看做されるが、エレクトレット材３０の位置に応じて距離ｄを変化させてもよい。この場合、例えば、所定の凹凸を設けた電極２０にエレクトレット材３０を塗布することで、距離ｄを任意に変化させることができる。振動体１０にて発生する音響波の音圧は距離ｄの二乗に反比例するため、例えば、エレクトレット材３０の任意の場所において音圧を４倍にしようとするならば、その場所における距離ｄを１／２倍にすればよい。したがって、距離ｄは、指向特性、出力特性の少なくともいずれか１つに基づいて決定することができる。
【００５５】
なお、厚みｚは調整せずに、距離ｄのみを調整する場合は、電極２０だけを加工することになるので、その材料や加工精度が制限され、結果的にスピーカのサイズが大きくなってしまう可能性がある。一方、上述のように、距離ｄと共にエレクトレット材の厚みｚも調整する場合は、高分子の成型が容易であり成型後のサイズも比較的小さいので、スピーカのサイズをコンパクトに保つことができる。
【００５６】
（１０）上述の実施形態は単極バックエレクトレット・プッシュプルと呼ばれる型式であって、変圧器５０の出力側の一端および他端に各対向電極２０が、中点に振動体１０が接続されていたが、他の型式を用いてもよい。図７は、コンプリメンタリ・バックエレクトレット型式による接続を示した図である。この型式においては、対向電極２０はそれぞれ変圧器５０の出力側の一端に接続されており、振動体１０はこの変圧器５０の出力側の他端に接続されている。
【００５７】
（１１）上述の実施形態においては、エレクトレット材３０を電極２０の表面上に設けたが、振動体１０に設けてもよい。この場合、エレクトレット材３０と電極２０が離間配置されており、エレクトレット材３０と電極２０との間に直流バイアス電圧Ｅ０が生じるように構成されていればよい。図８は、振動体１０にエレクトレット材３０を設けた２つの型式を示す図である。このような型式の一例であるモノポールエレクトレット型式においては、振動体１０は正または負のいずれかに帯電しており、変圧器５０に接続されずに対向電極２０の間に設置される。図８（ａ）は振動体１０が負に帯電している場合のモノポールエレクトレット型式を示したものである。また、図８（ｂ）は膜エレクトレット型式を示したものであり、単極バックエレクトレット・プッシュプルと同じく、各対向電極２０は変圧器５０の出力側の一端および他端に接続され、振動体１０は中点と接続されているが、エレクトレット材３０は対向電極２０ではなく、振動体１０の両面に設けられている。
【００５８】
（１２）また、エレクトレット材３０は振動体１０、電極２０の双方に設けられていてもよい。この場合、例えば振動体１０と電極２０とに正負逆の帯電が施されたエレクトレット材３０をそれぞれ設けてもよい。要するに、エレクトレット材３０を用いて、振動体１０と電極２０との間に電位差が生じていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一の態様に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図２】本発明の変形例１に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図３】本発明の変形例２に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図４】本発明の変形例４に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図５】本発明の変形例４に係る静電型スピーカの構造を設計する方法を説明するための図である。
【図６】本発明の変形例６に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図７】本発明の変形例１０に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【図８】本発明の変形例１１に係る静電型スピーカの構造の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…静電型スピーカ、１０…振動体、２０…電極、３０…エレクトレット材、４０…弾性体、４１、４２、４３…弾性部材、５０…変圧器、６０…入力部、Ｔ…固定手段。
【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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