(57)【要約】【課題】音響特性を事後的に調整することができるスピーカを提供する。【解決手段】本発明の静電型スピーカは、対向配置される第１電極と第２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、無変位状態における前記振動体と前記電極との間隔を調整可能に固定する間隔調整手段とを有する。前記振動体は、前記無変位状態において前記第１電極および前記第２電極までの距離が等しい位置に固定される。前記間隔調整手段は、それぞれ前記無変位状態における前記振動体までの距離が等しく保たれるように、前記第１電極と前記第２電極との間隔を調整する手段を含む。【選択図】図２
2007274364.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、
無変位状態における前記振動体と前記電極との間隔が調整可能なように前記電極の位置を固定する間隔調整手段と、
を有することを特徴とする静電型スピーカ。
【請求項２】
前記電極は、対向配置される第１電極と第２電極とから構成され、
前記振動体は、前記無変位状態において前記第１電極および前記第２電極までの距離が等しい位置に固定され、
前記間隔調整手段は、それぞれ前記無変位状態における前記振動体までの距離が等しく保たれるように、前記第１電極と前記第２電極との間隔を変更する手段を含む
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】
前記電極は、前記無変位状態における振動体と平行な面を有する複数の領域から構成され、
前記間隔調整手段は前記複数の領域の各々に対応して設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
【請求項４】
前記振動体を前記複数の領域の各々に対応して設けるとともに、
各領域において、前記第１電極および前記第２電極の間に封入された弾性部材を更に有する
ことを特徴とする請求項３に記載の静電型スピーカ。
【請求項５】
前記電極は可撓性を有し、
前記間隔調整手段は、前記第１電極と前記第２電極との間隔が連続的に変化するように前記第１電極と前記第２電極との間に複数設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
【請求項６】
前記第１電極と前記第２電極との間隔は、前記振動体の振動によって発生する音の周波数特性に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
【請求項７】
前記第１電極と前記第２電極との間隔は、前記振動体の振動によって発生する音の指向特性に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
【請求項８】
前記指向特性は、サイドローブを抑制するための重み付け特性に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項７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、空隙を隔てて向かい合う２枚の平行平面電極と、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、振動膜という）とから構成される。このようないわゆるプッシュプル型の静電型スピーカにおける発音メカニズムは、典型的には次の通りである。平行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。この状態で、電位差を反転させると、振動板には逆方向の力が働き、振動体は逆方向に撓む。こうような電位差の反転を繰り返せば、振動板は振動する。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。発生した楽音は、音波透過性の高い電極を通り抜けて外部に放音される（特許文献１ないし３等を参照）。
【０００３】
しかしながら、静電型スピーカを含め、従来のスピーカ全般においては、専門の技師がスピーカの調整を行う場合は別として、スピーカの音響特性（発生する音の指向特性、周波数特性、最大出力レベルなど）を事後的に調整することは基本的には不可能である。具体的には、あるときは所定の方向に鋭い指向性を持った音を放音する特性を持ち、またあるときは広い指向性を持った音を放音する特性となるようにスピーカの音響特性を適宜変更することできない。例えばコーン型のスピーカについていえば、スピーカを構成するコイルや磁石の大きさや材質、両者の位置関係などといった音響特性に影響する機械的・物理的要素は固定されており、事後的に変更することは不可能だからである。
【０００４】
なお、入力信号を変えればスピーカにて発生する音も当然変化するが、上述したようにスピーカの物理的な構造は基本的に変わらないので、スピーカの特性そのものが変わっているわけではない。また、各スピーカユニットへ供給する信号のレベルや位相を調整することによって指向特性を制御するアレイスピーカの技術は存在するが、あくまで複数のスピーカを全体として1つのスピーカとしての機能するように制御するものであって、その音響特性（具体的には指向特性）には一定の自由度が存在するということ過ぎない。このように、１つのスピーカの音響特性を事後的に調整することはできなかった。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、音響特性を事後的に調整することのできる静電型スピーカ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】
【０００６】
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、無変位状態における前記振動体と前記電極との間隔が調整可能なように前記電極の位置を固定する間隔調整手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、振動体と電極との間隔を調節することにより、振動体に作用させる静電力の大きさが変化する。これに応じて振動板の振動状態は変化し、スピーカの音響特性が変わる。
【０００７】
好ましい態様において、前記電極は対向配置される第１電極と第２電極とから構成され、前記振動体は、前記無変位状態において前記第１電極および前記第２電極までの距離が等しい位置に固定され、前記間隔調整手段は、それぞれ前記無変位状態における前記振動体までの距離が等しく保たれるように、前記第１電極と前記第２電極との間隔を変更する手段を含む。
【０００８】
好ましい態様において、前記電極は、前記無変位状態における振動体と平行な面を有する複数の領域から構成され、前記間隔調整手段は前記複数の領域の各々に設けられる。
【０００９】
好ましい態様において、前記振動体を前記複数の領域の各々に対応して設けるとともに、各領域において前記第１電極および前記第２電極の間に封入された弾性部材を更に有する。
【００１０】
好ましい態様において、前記電極は可撓性を有し、前記間隔調整手段は、前記第１電極と前記第２電極との間隔が連続的に変化するように前記第１電極と前記第２電極との間に複数設けられる。
【００１１】
好ましい態様において、前記間隔は、前記振動体の振動によって発生する音の周波数特性に基づいて決定される。
【００１２】
好ましい態様において、前記間隔は、前記振動体の振動によって発生する音の指向特性に基づいて決定される。
【００１３】
好ましい態様において、前記指向特性は、サイドローブを抑制するための重み付け特性に基づいて決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態係る静電型スピーカ１の大略構造の概観斜視図である。
同図に示すように、静電型スピーカ１は、電極２１とこれに対向する電極２２と、両電極間に設けられる振動体１０（図１では省略）とから大略構成される。本発明においては、電極２１および電極２２をそれぞれ複数の領域２１−ｎ、２２−ｎ（ｎ＝１、２、・・・ｍ；ｍは領域の総数）に分割し、両電極間の間隔ｄを領域（以下、ユニット１−ｎという）ごとに独立して調整することが可能な構成となっている。ここで、各ユニット１−ｎの基本構造（構成要素）は同一であるため、以下、各構成要素を識別する必要がない場合は「−ｎ」の部分を省略する場合がある。また、説明の便宜上、図１においてユニット１−１および１−２と記された領域に対応する断面図を図２に示し、この図を用いてユニット１−ｎの詳細な構造を説明することとする。
【００１５】
また、各ユニットには電極を有しない側面（図１における左右の面と上下の面）に外壁が形成され、各ユニットは隣り合うユニットとこの外壁を介して所定の方法で固定されている。なお、図１にはユニットが２０個からなる場合（すなわちｎ＝２０）を示しているが、この数は任意であり、また、各電極領域２１−ｎ、２２−ｎの形状は同図に示すような長方形である必要もない。また、後述するように電極および振動体には入力信号に応じた電圧を印加する手段や静電型スピーカ１の各部を固定等するための筐体などを有するが、図面が煩雑となるのを防ぐため、図示を省略している。
【００１６】
図２に示すように、各ユニット１は、振動体１０と、振動体１０と対向し少なくとも振動体１０がその弾性によって撓んでも接触しない程度に離間配置された２枚の電極２１および２２と、両電極間の空間に封入された弾性部材３０と、当該ユニットの四隅にそれぞれ設けられた調整用ボルト４０とを有する。
【００１７】
振動体１０は、例えば、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（板）であり、塩化ビニル、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（図示せず）において、所定の張力が振動体１０にかかった状態で、例えばその四隅がユニットの外壁（図示せず）に固定される。
【００１８】
電極２１および２２は、金属板に孔(貫通孔)を開けたパンチングメタル、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て且つ音波透過性の高い材料から構成され、その一方（図２では電極２２）が静電型スピーカ１の筐体（図示せず）に固定される。このとき、振動体１０から両電極までの距離は等しく、換言すれば対向する電極間のちょうど中間の位置が振動体１０（正確には無変位状態における振動体１０）の固定位置となる。なお、以下の図においては、説明の便宜上、電極に形成されうる貫通孔については図示を省略する。
【００１９】
また、静電型スピーカ１は、図示せぬ電源を備え、互いに反対の極性の電圧をそれぞれ電極２１および２２に印加するとともに、振動体１０にバイアス電圧を印加することができるようになっている。また、静電型スピーカ１は、外部から音声信号を入力する入力部を備え、この音声信号に応じて印加電圧の反転タイミングを変化させることにより、振動体１０に音声信号に応じた振動をさせることができるようになっている。振動体１０の振動によって発生した音波は、電極２１および２２の少なくとも一方を通り抜けてスピーカ外部に放音される。
なお、図１には、電極を２つ用いて振動体１０に引力と斥力とを同時に作用させる場合について示してあるが、電極を１つのみ用いてよい。要は、入力音声信号の時間変化に応じて時間変化する電場が形成され、帯電した振動体１０がこの電場から静電力をうけて変位する構成であればよい。よって、本発明においては、電気伝導度や弾性率といった振動体１０の物質定数、振動体１０の固定方法や振動体１０におよぼす張力の大きさなどの要素について限定されない。
【００２０】
弾性部材３０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、羽毛、スポンジなどの外部からの力に対して変形することができる絶縁性の物質である。ユニット内が密閉されていれば固体である必要はなく流動性のある物質でもよい。外壁で囲まれたユニット１−ｎに弾性部材３０を封入すると、振動体１０には等方的な応力が加えられる。これにより、振動体１０は静電力によって基準位置（すなわち電極間の中心）から変位しても、弾性部材３０からの応力が復元力として働くため、常に基準位置を中心として変位（振動）することが可能となる。
【００２１】
調整用ボルト４０は、絶縁性材料で形成され、同じく絶縁性材料に形成された図示せぬナット等とともに用いて、電極２１と電極２２を調整可能に固定するためのものである。具体的には、ユニットの四隅において電極面に垂直に貫通するように設けれ、その頭部が電極２１の側から突出した状態で設けられる。ユーザは、各ユニットに４つ設けられた調整用ボルト４０の締め付け具合を調節することによって、電極間の間隔ｄを平行に保ったまま変更することができる。
【００２２】
同図に示すように、本発明においては、各ユニットのボルトの締め付け具合に応じて電極間の間隔ｄが変化し、これに伴い振動体１０と両電極２１（２２）との距離も変化する。すると、振動体１０に働く静電力が変化する結果、当該ユニット（電極領域）にて発生する音響波の音圧が変化する。こうして、間隔ｄの変化とともに振動体１０の音響特性が変化する。なお、音圧は一般的に間隔ｄの２乗に反比例する。ここで、同図に示すように、各ユニットの電極間隔ｄは独立に調整することが可能である。すなわち、電極間隔を場所ごとに自由に変えることができるため、スピーカ全体としての音響特性を自由に調整することができる。さらに、各ユニットにおいて電極間隔ｄが変化しても、封入された弾性部材３０の効果により、振動体１０の位置（正解には振動の中心位置）は常に電極間の中心（すなわち振動体１０と両電極間の間隔はそれぞれｄ／２となる）に保たれる。従って、電極間隔ｄの変化しても振動体１０が電極２１（２２）に接触するおそれがなく、スピーカの音響特性に悪影響が出る虞もない。
【００２３】
なお、間隔が調整可能に固定できるのであれば、調整用ボルト４０以外の固定手段を用いてもよい。また、調整用ボルト４０の取り付け位置や各ユニットに設ける数については、上述した例に限定されない。また、一方の側の電極（例えば、電極２２−１、２２−２、・・・）については、ユニット毎に形成するのではなく、全ユニットに共通の電極とした構成であってもよい。
【００２４】
また、各ユニットにおいて、弾性部材３０とは別個に、振動体に張力を与える固定手段であって、固定位置が電極間の変化に応じて変化する手段を設けてもよい。具体的には、調整用ボルト４０の調整によって電極２１の位置の変化量がｘとなった場合に、その固定位置がｘ／２となるような機構を備えていればよい。この場合、弾性部材３０を省略することも可能である。
【００２５】
なお、この間隔ｄは、振動体１０にて発生する音響波に持たせるべき指向特性や周波数特性などに基づいて、任意に決定することができる。上述したように、振動体１０と電極２１（２２）までの距離が異なると、振動体１０に働く静電力が異なるからである。このように、各振動体１０−ｎに働く静電力を異ならせることにより、振動体１０全体としての実現する振動状態を制御することが可能となるのである。
【００２６】
例えば、平面型スピーカに特徴的な発生した音の指向特性において出現する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、予め振動体の各場所に係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重み付け特性（および当該重み付け特性のパラメータ）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、座標（ｘ、ｙ）で表される振動体１０上（電極上といってもよい）の位置に対応する間隔ｄ（ｘ、ｙ）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、二項分布特性、正規分布特性、ドルフチェビシェフ特性といった既知の特性を用いることができる。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、各ユニットにおける間隔ｄが定まる。
【００２７】
弾性部材３０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。
【００２８】
【数１】
2007274364.tif 000003
【００２９】
ここで、Ｃ０は両電極２１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。電極２１（２２）と振動体１０との間に直流電界および入力信号が加えられない状態（すなわち無変位状態）における電極２１（２２）と振動体１０との距離をｄ、直流電界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。
【００３０】
【数２】
2007274364.tif 000004
【００３１】
また、Ｅ０は、電極２１（２２）に印加されるバイアス電圧、すなわち、共通接地から電極２１（２２）の電位である。εは、弾性部材３０の誘電率である。Ｓは、振動体１０の、電極２１（２２）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。
【００３２】
数２をＳＭについて解くと、次式のようになる。
【００３３】
【数３】
2007274364.tif 000005
【００３４】
ここで、ＳＭＥ＝εＳＥ０２／（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）によって弾性部材３０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、弾性部材３０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みなすことができる。
【００３５】
【数４】
2007274364.tif 000006
【００３６】
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】
2007274364.tif 000007
【００３７】
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。スティネスが決まれば、弾性部材の形状や厚みを考慮することにより、挿入すべき弾性部材３０の弾性率を決定することができる。弾性部材３０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、弾性部材３０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部材３０の応力―歪み特性が決定できればよい。
【００３８】
さらに、弾性部材３０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、場所ごとに弾性率が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。
【００３９】
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１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、間隔ｄ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、出力特性を考慮して弾性率（および各領域に係る間隔ｄ）を決定してもよい。
【００４０】
以下、弾性体３０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振動膜１０と電極２０の間隔ｄを決定する方法）について、図３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。
【００４１】
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を少なくするのがよい。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３０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。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せ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。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。最後に、振動体１０と電極２０との間隔ｄ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非等の情報）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、各領域に係る間隔ｄ（換言すれば、電極２０の配置位置とその断面形状）決定する。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態係る静電型スピーカ１Ａの大略構造を上方から観た図である。
静電型スピーカ１Ａは、複数のユニットから構成されている点は静電型スピーカ１と同様であるが、調整用ボルト４０に替えて調整用ボルト４０Ａが用いられる点、電極２１Ａおよび電極２２Ａはともに位置が変更可能なように固定されている点、電極面に垂直な方向に可動に構成される点、および各ユニットに設けられる振動体を全ユニットで共有する点、において静電型スピーカ１と異なる。以下、第１実施形態と同様、隣り合う２つのユニットを代表して取り上げ、図５を用いてその詳細を説明する。
【００４３】
図５は、同静電型スピーカ１Ａの大略構造の断面図である。同図に示すように、各ユニット１Ａは、電極２１Ａおよび２２Ａと、１つの調整用ボルト４０Ａおよびナットを有する。静電型スピーカ１Ａにおいては、電極２１および２２と同程度の面積となる一枚の振動体１０を電極２１Ａおよび２２Ａの間に介挿した構成となっている。すなわち、隣り合うユニットには側壁がなく、全てのユニットの電極間に振動体１０が存在する。ここで振動体１０は、対応する位置に調整用ボルト４０Ａを貫通させるための孔が形成されている。また、振動体１０は、所定の固定手段によって筐体（図示せず）に例えばその４辺を固定されている。
【００４４】
また、電極２１Ａおよび電極２２Ａは、例えばばね（図示せず）によって筐体（図示せず）に固定されており、調整用ボルト４０Ａの締め具合によって電極にかかる力が変化すると、ばねが電極面に垂直な方向に伸び縮みして電極間の間隔が変わることが許容される構造となっている。さらに、電極２１Ａおよび２２Ａには、対応する位置に調整用ボルト４０Ａを挿入するためのネジ穴が形成される。調整用ボルト４０Ａは、正ネジ部分４１と逆ネジ部４２を結合して構成される。調整用ボルト４０Ａは、ユニットの中心部を電極面に垂直に貫通するように設けれ、その頭部が電極２１の側から突出した状態で、且つその結合部Ｃが両電極間の中心に一致する位置に固定される。すなわち、調整用ボルト４０Ａ−ｎの頭部を回すと、電極２１Ａ−ｎは、対向する電極２２Ａ−ｎの方へ動く一方、電極２２Ａ−ｎは、その方向とは逆の方向に同じ移動量だけ動くことなる。この結果、振動体１０と電極２１Ａ−ｎおよび２２Ａ−ｎまでの距離は、常に等しく電極間隔の１／２に保たれる。
【００４５】
静電型スピーカ１Ａにおいては、調整用ボルト４０Ａを調整することにより電極間の間隔を、ユニットごとに調節し、これにより当該ユニットに対応した振動体１０の領域ごとに静電力を変えることができる。この結果、振動体の振動状態は変化し、スピーカ全体としての音響特性も変化する。また、本実施形態においては、調整用ボルト４０Ａ以外に、電極位置が変化しても振動体１０の位置は常に電極間の中心にあるようにするための機構を設ける必要がない。また、振動体１０両電極までの間隔を等しく保ったたまま電極間隔ｄを変更することができるのであれば、調整用ボルト４０Ａに限らず、例えば、ばねとストッパなどを有する調整手段を用いてもよい。
【００４６】
＜第３実施形態＞
上述した実施形態においては、可動な電極面を複数形成することにより電極間隔を離散的に変化させたが、このように隣り合う領域間で電極間隔ｄのとびがないように、例えば図６に示すように電極間隔ｄを位置に対して連続的に変化させてもよい。図６は、本発明の第３実施形態に係る静電型スピーカ１Ｂの大略構造の断面図である。静電型スピーカ１Ｂは、可撓性を有する材料で構成された電極２１Ｂおよび２２Ｂと、複数の調整用ボルト４０Ａと、図示せぬ筐体に所定の方法で固定された振動体１０とで大略構成される。同図に示すように、本態様においては、各調整用ボルト４０Ａを調節することにより、両電極間の間隔を場所ごとに連続的に変化させることができる。
【００４７】
この場合において、電極間隔ｄを決定する方法は、上述したように、指向特性、周波数特性、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。例えば、指向性制御について考えると、既存のアレイスピーカ技術を用いれば、平面型スピーカであっても指向性を制御することは可能であるが、各スピーカユニットは有限の大きさを持っていて、現実的には連結できるスピーカユニットの数にも限界があることを考えれば、高い精度で指向性を制御することは実際には困難である。これに対し、本願のように連続的に電極間隔ｄを変化させれば、振動板の任意の位置に作用する力を制御することができるため、既存のアレイ技術では困難な高い精度の指向性制御を１つのスピーカユニットで行うことが可能である。
【００４８】
さらに、電極２１（２２）の曲面の形状に合うように弾性部材３０の形状を加工し、これを電極２１（２２）と振動体１０と間に挿入してもよい。この場合、例えば弾性部材３０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部材３０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。
【００４９】
あるいは、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を凹状にすることにより、更に鋭い指向特性を有する音響波を放音することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る静電型スピーカ１の大略構造の概観斜視図である。
【図２】同静電型スピーカの大略構造の断面図である。
【図３】コンピュータを用いて静電型スピーカの構造を決定する例を表すフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る静電型スピーカ１Ａの大略構造を上方から観た図である。
【図５】同静電型スピーカの大略構造の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る静電型スピーカ１Ｂの大略構造の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・静電型スピーカ、１０・・・振動体、２１、２２、２１Ａ、２２Ａ、２１Ｂ、２２Ｂ・・・電極、４０、４１、４２・・・ボルト。
【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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