(57)【要約】【課題】電極と振動体との接触を防ぎつつ、振動体の変位を確保できる静電型スピーカを提供する。【解決手段】複数の線材４０はスペーサ３０に設けられた溝３１に嵌められており、スペーサ３０のＸ方向に沿った枠の間に掛け渡され、所定距離をおいて互いに平行となってＸ方向へ並べられた状態となっている。また、振動体１０は、Ｘ方向に並んだ複数の線材４０の上側と下側を交互に通るようにして、スペーサ３０のＹ方向に沿った枠の間に掛け渡されており、線材４０で支持された状態となっている。振動体１０は張力を掛けられていない、所謂テンションレスの状態でスペーサ３０の枠の間に掛け渡されているが、複数の線材４０が振動体１０を支持しているため、振動体１０をスペーサ３０内の所定の位置に位置させることが可能となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する第１電極と、
導電性を有し前記第１電極に対向して離間配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間において前記第１電極および前記第２電極と離間して配置された複数の支持部材と、
導電性を有し、前記複数の支持部材の間を通って前記支持部材で支持された振動体と
を有する静電型スピーカ。
【請求項２】
前記支持部材は導電性を有す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】
前記複数の支持部材と前記振動体とにバイアス電圧が印加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４】
前記支持部材は、端部が長孔に挿入されて配置され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５】
前記振動体は、張力を掛けられていない状態で前記支持部材に支持され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている静電型スピーカは、間隔を開けて平行に向かい合う２枚の平面電極と、この２枚の電極の間に挿入され、その両端等を支持された導電性を有するシート状の振動体とから構成されており、振動体に所定のバイアス電圧を印加しておき、電極に印加する電圧を変化させると、振動体に作用する静電力が変化し、これにより振動体が変位する。この印加電圧を入力される音響信号に応じて変化させれば、それに応じて振動体は変位を繰り返し（すなわち振動し）、音響信号に応じた再生波が振動体から発生する。そして、発生した再生波は、平面電極に空けられた孔を通り抜けて外部へ放射される。
また、静電型スピーカとしては、特許文献２に開示されているタイプのものもある。特許文献２に開示されている静電型スピーカは、電極と振動体との間に非導電性の弾性部材を有しており、この弾性部材により振動体を電極間に支持している。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１０５８００号公報
【特許文献２】特開２００７−３１８３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された静電型スピーカにおいては振動体に対して延伸方向に張力を与え、振動体の変位量を制限することにより振動体と電極が接触することを防いでいる。しかしながら、張力を強くすると最低共振周波数が高くなり、一方、最低共振周波数を調整しようとすると、張力の設定が難しくなる。
これに対し、特許文献２に開示されている静電型スピーカにおいては、電極と振動体との間に非導電性の弾性部材があるため、振動体に張力を掛けなくても電極と振動体が接触することがない。しかしながら弾性部材を使用した場合、振動体の変位が大きくなるにつれて弾性部材の体積の圧縮量の線形性を保つのが難しくなる。すると、振動体の変位量の線形性を保つのが難しくなり、音響特性が低下してしまうこととなる。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、電極と振動体との接触を防ぎつつ、振動体の変位を確保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】
上述した課題を解決するために本発明は、導電性を有する第１電極と、導電性を有し前記第１電極に対向して離間配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間において前記第１電極および前記第２電極と離間して配置された複数の支持部材と、導電性を有し、前記複数の支持部材の間を通って前記支持部材で支持された振動体とを有する静電型スピーカを提供する。
【０００７】
本発明においては、前記支持部材は導電性を有していてもよい。
また、本発明においては、前記複数の支持部材と前記振動体とにバイアス電圧が印加されていてもよい。
また、本発明においては、前記支持部材は、端部が長孔に挿入されて配置されていてもよい。
また、本発明においては、前記振動体は、張力を掛けられていない状態で前記支持部材に支持されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、静電型スピーカにおいて、電極と振動体との接触を防ぎつつ、振動体の変位を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観を模式的に示した図、図２は、静電型スピーカ１の断面および電気的構成を模式的に示した図、図３は、静電型スピーカ１の分解斜視図である。
図に示したように、この静電型スピーカ１は、振動体１０、電極２０Ｕ，２０Ｌ、スペーサ３０Ｕ，３０Ｌ、および複数の線材４０を有している。
なお、本実施形態においては、電極２０Ｕ，２０Ｌの構成は同じであり、スペーサ３０Ｕ，３０Ｌの構成は同じであるため、両者を区別する必要が特に無い場合は「Ｌ」および「Ｕ」の記載を省略する。また、図中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。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し、「○」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。
【００１０】
（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。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、金属膜を蒸着あるいは導電性塗料を塗布したものであり、その厚さは、数μｍ〜数十μｍ程度の厚さとなっている。
また、線材４０は、断面が円形で直線状の部材であり、その素材は絶縁体となっている。
【００１１】
スペーサ３０は、絶縁体で形成されており、その形状は図３に示したように正方形の枠の形状となっている。また、スペーサ３０Ｕの下面部分とスペーサ３０Ｌの上面部分には、断面が半円形で線材４０が嵌る溝３１が設けられている。なお、本実施形態においては、スペーサ３０のＸ方向およびＹ方向の長さと、電極２０のＸ方向およびＹ方向の長さは同じとなっている。また、スペーサ３０Ｕとスペーサ３０ＬのＺ方向の高さは、いずれも同じとなっている。
【００１２】
電極２０は、矩形で板状に形成されており導電性を有している。また、電極２０においては、音響透過性を確保するために、電極２０の表面から裏面に貫通する貫通孔２１が所定間隔で複数設けられている。
【００１３】
なお、本実施形態においては、電極２０のＸ方向の長さは振動体１０のＸ方向の長さより長くなっている。また、振動体１０のＹ方向の長さは、スペーサ３０の内側空間のＹ方向の距離より短くなっている。
【００１４】
（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、電極２０Ｌは、スペーサ３０Ｌの下側に固定され、電極２０Ｕは、スペーサ３０Ｕの上側に固定されている。そして、スペーサ３０Ｕとスペーサ３０Ｌは、スペーサ３０Ｕの下面とスペーサ３０Ｌの上面との間に振動体１０と線材４０とを挟んで固定されている。
ここで、複数の線材４０はスペーサ３０に設けられた溝３１に嵌められており、スペーサ３０のＸ方向に沿った枠の間に掛け渡され、所定距離をおいて互いに平行となってＸ方向へ並べられた状態となっている。
また、振動体１０は、Ｘ方向に並んだ複数の線材４０の上側と下側を交互に通るようにして、スペーサ３０のＹ方向に沿った枠の間に掛け渡されており、線材４０で支持された状態（線材４０が振動体１０を支持する支持部材として機能している状態）となっている。
なお、本実施形態においては、振動体１０は張力を掛けられていない状態でスペーサ３０の枠の間に掛け渡されているが、複数の線材４０が振動体１０を支持しているため、振動体１０をスペーサ３０内の所定の位置に位置させることが可能となっている。
【００１５】
（静電型スピーカ１の電気的構成）
次に、静電型スピーカ１の電気的構成について説明する。図２に示したように、静電型スピーカ１は変圧器５０、外部から音響信号が入力される入力部６０、振動体１０に対して直流バイアスを与えるバイアス電源７０とを備えている。バイアス電源７０は、振動体１０と、変圧器５０の出力側の中点と接続されており、２つの電極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。また、変圧器５０の入力側は入力部６０に接続されている。この構成においては、入力部６０に音響信号が入力されると入力された音響信号に応じた電圧が電極２０に印加される。
【００１６】
（静電型スピーカ１の動作）
入力部６０に音響信号が入力されると、入力された音響信号に応じた電圧が電極２０に印加される。そして、印加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、振動体１０において電極２０Ｕと電極２０Ｌとの間にある部分には、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。
【００１７】
例えば、入力部６０に音響信号が入力され、電極２０Ｕにプラスの電圧が印加され、電極２０Ｌにマイナスの電圧が印加されると、振動体１０にはバイアス電源７０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と反発する一方、マイナスの電圧が印加されている電極２０Ｌに吸引され、電極２０Ｌ側（Ｚ方向と反対方向）へ変位する。
【００１８】
また、入力部６０に音響信号が入力され、電極２０Ｕにマイナスの電圧が印加され、電極２０Ｌにプラスの電圧が印加されると、振動体１０はプラスの電圧が印加されている電極２０Ｌと反発する一方、マイナスの電圧が印加されている電極２０Ｕに吸引され、電極２０Ｕ側（Ｚ方向）へ変位する。
【００１９】
このように、振動体１０が音響信号に応じて図のＺ方向とＺ方向の逆方向に変位し(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。発生した音は、少なくとも電極２０Ｕまたは電極２０Ｌの一方を通り抜けて静電型スピーカ１の外部に放射される。
【００２０】
なお、振動体１０は、線材４０の上側と下側を交互に通るようにして、スペーサ３０のＹ方向に沿った枠の間に掛け渡されているため、振動体１０が電極２０Ｌ側へ引き寄せられる時においては、線材４０の上側を通っている部分は電極２０Ｌ側へ変位せず、振動体１０が電極２０Ｕ側へ引き寄せられる時においては、線材４０の下側を通っている部分は電極２０Ｕ側へ変位しない。振動体１０は、張力を掛けられていない状態であるため、静電力に応じて変位する時の変位量が大きくなっているものの、このように変位は線材４０によって制限されるため、線材４０を設けない場合と比較して電極２０に接触する虞がない。
【００２１】
また、本実施形態においては、振動体１０は張力を掛けられていない状態であるため、大きな静電力を受ける状態においても振動体の変位量の線形性を保つことが可能であり、振動体１０に大きな張力を掛ける場合と比較して音響特性が低下してしまうことがない。
【００２２】
［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。
【００２３】
上述した実施形態においては、振動体１０は、張力を掛けられていない状態でスペーサ３０Ｕとスペーサ３０Ｌとの間に位置しているが、たるみを除く程度に振動体１０に張力を与えてスペーサ３０Ｕとスペーサ３０Ｌとの間に挟むようにしてもよい。
【００２４】
上述した実施形態においては、複数の線材４０のＺ方向の位置はそれぞれ同じとなっているが、図４に示したように、並べられた線材４０のＺ方向の位置を交互に上下にずらしてもよい。
また、本発明においては、線材４０の素材を弾性を備えるものとし、振動体１０が変位する時に振動体１０から力を受けて変形するようにしてもよい。
また、本発明においては、振動体１０を支持できるのであれば、互いに平行になっていなくてもよい。
【００２５】
本発明においては、電極２０は、ＰＥＴなどの透明な樹脂シートの表面に酸化インジウムスズなどの透明な導電膜を形成したものとし、この導電膜を変圧器５０に接続するようにしてもよい。また、振動体１０についても、ＰＥＴなどの透明な樹脂シートの表面と裏面とに酸化インジウムスズなどの透明な導電膜を形成したものとし、この導電膜をバイアス電源７０に接続するようにしてもよい。また、線材４０やスペーサ３０についても、透明性を有する合成樹脂で形成してもよい。
【００２６】
上述した実施形態においては、線材４０の断面形状は円形となっているが、線材４０の断面形状は、多角形や楕円、半円形、凸型などであってもよい。また、振動体１０を支持できるのであれば、その形状は線状や棒状に限定されるものではなく、リボンのように幅の狭い薄い板状の部材で振動体１０を支持するようにしてもよい。
【００２７】
上述した実施形態においては、スペーサ３０Ｕの溝３１とスペーサ３０Ｌの溝３１とを突き合わせてできる空間が断面円形となっており、この空間に線材４０が密着して嵌るようになっているが、図５に示したように、この空間を長孔にする一方、線材４０の径を溝３１の幅より小さくして線材４０がＺ方向に変位できるようにしてもよい。
また、Ｘ方向に沿った二つの枠の一方においては、溝３１に線材４０が密着するようにしつつ、もう一方の枠においてはスペーサ３０Ｕの溝３１とスペーサ３０Ｌの溝３１とを突き合わせてできる空間を長孔とし、線材４０を一方の枠で支えるようにしてもよい。
【００２８】
上述した実施形態においては、線材４０は絶縁体となっているが、線材４０は導電性を有するものとしてもよい。また、線材４０を導電性を有するものとした場合、振動体１０と同様に線材４０をバイアス電源７０に接続するようにしてもよい。この構成によれば、線材４０も静電力により変位して音響信号に応じて振動する。そして、最低共振周波数を下げることも可能であり、線材４０を絶縁体で形成した場合と比較して振動体１０の変位が大きいため、低域の再生が向上することとなる。
【００２９】
線材４０の本数や線材４０間の距離は、静電型スピーカ１のサイズに応じて適宜変更してもよい。また、上述した実施形態においては、振動体１０は、線材４０の間を交互に上下に通っているが、線材４０の本数が多い場合には、例えば、２本の線材の上を通った後に２本の線材の下を通る、または３本の線材の上を通った後に２本の線材の下を通るというようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観図である。
【図２】静電型スピーカ１の断面図である。
【図３】静電型スピーカ１の分解斜視図である。
【図４】本発明の変形例に係る静電型スピーカの断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る静電型スピーカの外観図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・静電型スピーカ、１０・・・振動体、２０，２０Ｕ，２０Ｌ・・・電極、３０，３０Ｕ，３０Ｌ・・・スペーサ、３１・・・溝、４０・・・線材
【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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