(57)【要約】【課題】デジタル信号で駆動されるスピーカを薄くし、且つ振動体で大きな振幅を得ることを可能とする。【解決手段】アナログのオーディオ信号をΔΣ変調により３値のデジタル信号に変換し、信号値が＋１となると、電極２１Ｒ−１と電極２１Ｒ−２の間および電極２１Ｌ−１と電極２１Ｌ−２の間に電位差が生じ、誘電体４０Ａ，４０Ｂが上方向へ変位して振動体１０も上方向へ変位する。信号値が−１となると、電極３１Ｒ−１と電極３１Ｒ−２の間および電極３１Ｌ−１と電極３１Ｌ−２の間に電位差が生じ、誘電体４０Ａ，４０Ｂが下方向へ変位して振動体１０も下方向へ変位する。誘電体４０Ａ，４０Ｂ、ダンパ５０Ａ，５０Ｂおよび振動体１０が音響的にローパスフィルタの役割を果たし、振動体１０の変位によって空気の疎密が発生し、３値のデジタル信号に変換される前のオーディオ信号に対応した楽音が再生される。【選択図】図２
2009124496.tif 000002
【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電極と所定距離をおいて対向して位置する第２電極と、
誘電体と、
前記誘電体と一体化された振動体と、
前記誘電体を変位可能に支持するダンパと
を有し、
前記電極に電圧が印加されていない時には前記誘電体の端部の一部が前記第１電極と前記第２電極との間に位置しているデジタルスピーカ。
【請求項２】
前記振動体は、前記誘電体と同じ誘電率の素材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルスピーカ。
【請求項３】
導電性を有する第３電極と、
導電性を有し、前記第３電極と所定距離をおいて対向して位置する第４電極とを有し、
前記電極に電圧が印加されていない時には、
前記誘電体の一部であって、前記第１電極と前記第２電極との間に位置している端部の反対側にある端部は前記第３電極と前記第４電極との間に位置していること
を特徴とする請求項１に記載のデジタルスピーカ。
【請求項４】
前記各電極と、前記誘電体の形状が円環形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のデジタルスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号によって駆動されるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログのオーディオ信号をΔΣ変調により１ビットデジタル信号に変換し、この１ビットデジタル信号をスピーカユニットへ供給して楽音を再生する装置として、特許文献１〜３に開示されたスピーカ駆動装置がある。
通常、１ビットデジタル信号を再生する際には、１ビットデジタル信号をローパスフィルタに通してアナログ信号に変換し、このアナログ信号によりスピーカユニットを駆動するが、特許文献１〜３に開示されたスピーカ駆動装置によれば、スピーカユニットの振動系がローパスフィルタの役割を果たすため、ローパスフィルタを省略して１ビットデジタル信号をスピーカユニットへ供給しても楽音を再生することが可能となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４５９８８号公報
【特許文献２】特開平５−１４５９８９号公報
【特許文献３】特開平５−１７６３８７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１〜３に開示されたスピーカ駆動回路においては、スピーカユニットはボイスコイルを使用するものとなっている。ボイスコイルを使用するスピーカユニットでは、ボイスコイル、ボイスコイルボビン、振動板、磁石、ダンパやセンタキャップなどの複数の部材を必要とし、構造が複雑であって薄型化が難しい。また、このようなボイスコイルを用いるスピーカユニットを使用する場合、箱形のエンクロージャも必要となり、この点でも薄型化が難しく、設置の場所が限られてしまうこととなる。
【０００５】
これに対し、圧電型のスピーカでは、構造が薄くなっているため、設置の場所が限定されず室内などに自由に配置することができる。しかしながら、圧電型のスピーカにおいては、音を発する振動体の振幅を大きくとることが難しく、大きな音を出すのが難しい。
【０００６】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、デジタル信号で駆動されるスピーカを薄くしつつ、且つ振動体で大きな振幅を得ることを可能とす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電極と所定距離をおいて対向して位置する第２電極と、誘電体と、前記誘電体と一体化された振動体と、前記誘電体を変位可能に支持するダンパとを有し、前記電極に電圧が印加されていない時には前記誘電体の端部の一部が前記第１電極と前記第２電極との間に位置しているデジタルスピーカを提供する。
【０００８】
本発明においては、前記振動体は、前記誘電体と同じ誘電率の素材で形成されていてもよい。
また、本発明においては、導電性を有する第３電極と、導電性を有し、前記第３電極と所定距離をおいて対向して位置する第４電極とを有し、前記電極に電圧が印加されていない時には、前記誘電体の一部であって、前記第１電極と前記第２電極との間に位置している端部の反対側にある端部は前記第３電極と前記第４電極との間に位置していてもよい。
また、本発明においては、前記各電極と、前記誘電体の形状が円環形状であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、デジタル信号で駆動されるスピーカを薄型化でき、振動体の振幅を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカ１の外観を模式的に示した図、図２は、スピーカ１の断面を模式的に示した図、図３は、スピーカ１の分解斜視図である。なお、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するものとする。
図に示したようにスピーカ１は、振動体１０を有し、電極として上側電極２１Ｒ−１，２１Ｒ−２、上側電極２１Ｌ−１，２１Ｌ−２、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２、下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２を備えており、また、誘電体４０Ａ，４０Ｂ、ダンパ５０Ａ，５０Ｂ、筐体６０を備えている。
【００１１】
（スピーカ１の各部の構成）
筐体６０は、絶縁性を有する材料で角管と同じ形状に形成されており、側壁６０Ａ〜６０Ｄを有している。また、筐体６０は、デジタル化されたオーディオ信号が入力される端子６１Ａ〜６１Ｄを有している。
振動体１０は、コーン紙と同じくパルプを主原料とした素材で形成されており、その形状は矩形で板状となっている。なお、振動体１０は、板状よりさらに薄い膜状であってもよい。
誘電体４０Ａ，４０Ｂは、所定の誘電率を持つ素材で形成された角柱形状の部材である。なお、本実施形態においては、誘電体４０Ａ，４０Ｂは、フッ素樹脂またはフェノール樹脂などの樹脂材料を柱状に形成したものとなっている。また、誘電体４０Ａ，４０ＢのＸ方向の長さは、側壁６０Ｂの内面から側壁６０Ｄの内面までの距離より短くなっている。
【００１２】
ダンパ５０Ａ，５０Ｂは、弾性を有する部材であり、Ｚ方向から見ると、その形状は矩形で、断面形状は図２に示したように波形となっている。また、ダンパ５０Ａ，５０Ｂの長手方向の長さは、側壁６０Ｂの内面から側壁６０Ｄの内面までの距離より短くなっている。
【００１３】
上側電極２１Ｌ−１，２１Ｌ−２、上側電極２１Ｒ−１，２１Ｒ−２は、導電性を有する素材で形成されており、各電極の形状は、いずれも矩形の板状となっている。また、下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２も導電性を有する素材で形成されており、これらの電極の形状も矩形の板状となっている。
【００１４】
（スピーカ１の構成）
まずスピーカ１においては、側壁６０Ａの内側にダンパ５０Ａが固着され、側壁６０Ｃの内側にダンパ５０Ｂが固着されている。なお、ダンパ５０Ａは、長手方向に沿った二辺のうちの一辺が側壁６０Ａに固着されており、ダンパ５０Ｂは、長手方向に沿った二辺のうちの一辺が側壁６０Ｃに固着されている。
また、ダンパ５０Ａは、側壁６０Ａの高さ方向（Ｚ方向）の中央部分に固着され、ダンパ５０Ｂは、側壁６０Ｃの高さ方向の中央部分に固着されており、ダンパ５０Ａは、側壁６０Ｂ，６０Ｄに接しないように側壁６０Ａに固着され、ダンパ５０Ｂも、側壁６０Ｂ，６０Ｄに接しないように側壁６０Ｃに固着されている。
【００１５】
次に、ダンパ５０Ａにおいて側壁６０Ａに固着された側と反対側の一辺は、側壁６０Ａと平行な誘電体４０Ａに固着され、ダンパ５０Ｂにおいて側壁６０Ｃに固着された側と反対側の一辺は、側壁６０Ｃと平行な誘電体４０Ｂに固着されている。なお、誘電体４０Ａは、側壁６０Ｂ，６０Ｄに接しないようにダンパ５０Ａに固着されており、誘電体４０Ｂも、側壁６０Ｂ，６０Ｄに接しないようにダンパ５０Ｂに固着されている。
【００１６】
また、誘電体４０Ａにおいてダンパ５０Ａが固着されている面と反対側の面には振動体１０が固着され、誘電体４０Ｂにおいてダンパ５０Ｂが固着されている面と反対側の面にも振動体１０が固着されている。なお、振動体１０は、側壁６０Ｂ，６０Ｄに接しないように、誘電体４０Ａと誘電体４０Ｂとに固着されている。
【００１７】
このように、本実施形態においては、振動体１０が誘電体４０Ａ，４０Ｂに固着され、誘電体４０Ａ，４０Ｂにダンパ５０Ａ，５０Ｂが固着されており、振動体１０は、筐体６０の内側に支持されている。ダンパ５０Ａ，５０Ｂは、断面が波形で外部から力を受けると変形するため、ダンパ５０Ａ，５０Ｂに繋がっている誘電体４０Ａ，４０Ｂと、誘電体４０Ａ，４０Ｂに繋がっている振動体１０は、Ｚ方向へ自在に変位する。
【００１８】
次に、上側電極２１Ｒ−１は、幅広の面の一方が側壁６０Ａの内側の面に固着され、上側電極２１Ｌ−１は、幅広の面の一方が側壁６０Ｃの内側の面に固着されている。なお、上側電極２１Ｒ−１は、幅狭の一方の面が側壁６０Ａの上面と面一となるように側壁６０Ａに固着され、上側電極２１Ｌ−１は、幅狭の一方の面が側壁６０Ｃの上面と面一となるように側壁６０Ｃに固着されている。
【００１９】
また、上側電極２１Ｒ−２は、幅広の面の一方が上側電極２１Ｒ−１に対向し、上側電極２１Ｒ−１と平行となるようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着され、上側電極２１Ｌ−２は、幅広の面の一方が上側電極２１Ｌ−１に対向し、上側電極２１Ｌ−１と平行となるようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されている。
なお、上側電極２１Ｒ−２は、上側電極２１Ｒ−１から所定距離だけ離れて側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されており、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間には、誘電体４０Ａの上側端部が両電極に接しないように位置している。
また、上側電極２１Ｌ−２は、上側電極２１Ｌ−１から所定距離だけ離れて側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されており、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間には、誘電体４０Ｂの上側端部が両電極に接しないように位置している。
【００２０】
次に、下側電極３１Ｒ−１は、幅広の面の一方が側壁６０Ａの内側の面に固着され、下側電極３１Ｌ−１は、幅広の面の一方が側壁６０Ｃの内側の面に固着されている。なお、下側電極３１Ｒ−１は、幅狭の一方の面が側壁６０Ａの下面と面一となるように側壁６０Ａに固着され、下側電極３１Ｌ−１は、幅狭の一方の面が側壁６０Ｃの下面と面一となるように側壁６０Ｃに固着されている。
【００２１】
また、下側電極３１Ｒ−２は、幅広の面の一方が下側電極３１Ｒ−１に対向し、下側電極３１Ｒ−１と平行となるようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着され、下側電極３１Ｌ−２は、幅広の面の一方が下側電極３１Ｌ−１に対向し、下側電極３１Ｌ−１と平行となるようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されている。
なお、下側電極３１Ｒ−２は、下側電極３１Ｒ−１から所定距離だけ離れて側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されており、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｒ−２との間には、誘電体４０Ａの下側端部が両電極に接しないように位置している。
また、下側電極３１Ｌ−２は、下側電極３１Ｌ−１から所定距離だけ離れて側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されており、下側電極３１Ｌ−１と下側電極３１Ｌ−２との間には、誘電体４０Ｂの下側端部が両電極に接しないように位置している。
【００２２】
（スピーカ１の電気的構成）
次にスピーカ１の電気的構成について説明する。
端子６１Ａ〜６１Ｄは、デジタル化されたオーディオ信号が入力される入力端子である。端子６１Ａは、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｌ−１とに接続されており、端子６１Ｂは、上側電極２１Ｒ−２と上側電極２１Ｌ−２とに接続されている。また、端子６１Ｃは、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｌ−１とに接続されており、端子６１Ｄは、下側電極３１Ｒ−２と下側電極３１Ｌ−２とに接続されている。
【００２３】
次に、本実施形態でスピーカ１に入力される信号について説明する。本実施形態においては、まず、アナログのオーディオ信号がΔΣ変調により「１」と「０」からなる２値のデジタル信号に変換され、この２値化された信号が「−１」，「０」，「＋１」からなる３値のデジタル信号に変換される。
【００２４】
そして、このデジタル信号は、図４に示したスイッチング回路１００に入力される。
スイッチング回路１００は、端子６１Ａに接続される端子１０１ａと、端子６１Ａ〜６１Ｄのいずれも接続されない端子１０１ｂと、端子６１Ｃに接続される端子１０１ｃを有する３接点のスイッチ１０１と、３値のデジタル信号が入力される入力端子１０２と、端子６１Ｂ，６１Ｄに接続され、グランド１０５に接続されている端子１０３を有している。
スイッチ１０１は、電源１０４に接続されており、入力端子１０２に入力されるデジタル信号の値が「＋１」の時には電源１０４を端子１０１ａとを接続し、デジタル信号の値が「０」の時には電源１０４を端子１０１ｂとを接続し、デジタル信号の値が「−１」の時には電源１０４を端子１０１ｃとを接続する。
【００２５】
この回路によれば、信号の値が「＋１」となると、端子６１Ａと端子６１Ｂとの間に電位差が生じるように端子６１Ａに電圧が印加され、信号の値が「−１」となると、端子６１Ｃと端子６１Ｄとの間に電位差が生じるように端子６１Ｃに電圧が印加される。なお、信号の値が「０」となると、端子６１Ａと端子６１Ｃのいずれにも電圧は印加されず、端子６１Ａと端子６１Ｂの間および端子６１Ｃと端子６１Ｄの間のいずれにも電位差が生じない。
具体的には、例えば、３値化された信号が図５に示した信号であった場合、信号の値が「＋１」となる期間（t1〜t2,t3〜t4,t7〜t8,t11〜t12,t13〜t14）においては、端子６１Ａに電圧が印加されて端子６１Ｂとの間に電位差が生じ、信号の値が「−１」となる期間（t5〜t6,t9〜t10）においては、端子６１Ｃに電圧が印加されて端子６１Ｃと端子６１Ｄとの間に電位差が生じる。
【００２６】
（スピーカ１の動作）
次に、スピーカ１の動作について説明する。
まず、３値のデジタル信号の値が「＋１」であると、端子６１Ａに電圧が印加され、端子６０Ａと端子６０Ｂとの間に電位差が生じる。すると、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間に電位差が生じると共に、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間に電位差が生じる。
図に示したように、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２とは対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。そして、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間には誘電体４０Ａの一部が位置している。平行平板コンデンサにおいて電極間に電位差が生じると、誘電体の一部が電極間にある時より電極間の全体に誘電体があるときのほうが静電エネルギーが大きいため、電極間に電位差が生じると静電エネルギーを大きくすべく、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間においては、誘電体４０Ａを引き込む力（誘電体４０Ａを上方へ引き上げる力）が生じる。
また、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２も対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極も平行平板コンデンサとして作用する。そして、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間には誘電体４０Ｂの一部が位置しているため、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間においては、誘電体４０Ｂを引き込む力（誘電体４０Ｂを上方へ引き上げる力）が生じる。
【００２７】
誘電体４０Ａと誘電体４０Ｂとを上方へ引き上げる力が生じると、ダンパ５０Ａ，５０Ｂが変形して誘電体４０Ａ，４０Ｂは上方向へ変位する。すると、誘電体４０Ａ，４０Ｂの変位に伴い、誘電体４０Ａ，４０Ｂに固着されている振動体１０は、端子６１Ａに電圧が印加されていない時の位置から上方向へ変位する。
【００２８】
次に、３値のデジタル信号の値が「−１」であると、端子６１Ｃに電圧が印加され、端子６１Ｃと端子６１Ｄとの間に電位差が生じる。すると、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｒ−２との間に電位差が生じると共に、下側電極３１Ｌ−１と下側電極３１Ｌ−２との間に電位差が生じる。
図に示したように、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｒ−２とは対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。そして、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｒ−２との間には誘電体４０Ａの一部が位置しているため、下側電極３１Ｒ−１と下側電極３１Ｒ−２との間においては、誘電体４０Ａを引き込む力（誘電体４０Ａを下方へ引き下げる力）が生じる。
また、下側電極３１Ｌ−１と下側電極３１Ｌ−２も対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極も平行平板コンデンサとして作用する。そして、下側電極３１Ｌ−１と下側電極３１Ｌ−２との間には誘電体４０Ｂの一部が位置しているため、下側電極３１Ｌ−１と下側電極３１Ｌ−２との間においては、誘電体４０Ｂを引き込む力（誘電体４０Ｂを下方へ引き下げる力）が生じる。
【００２９】
誘電体４０Ａと誘電体４０Ｂとを下方へ引き下げる力が生じると、ダンパ５０Ａ，５０Ｂが変形して誘電体４０Ａ，４０Ｂは下方向へ変位する。すると、誘電体４０Ａ，４０Ｂの変位に伴い、誘電体４０Ａ，４０Ｂに固着されている振動体１０は、端子６１Ａに電圧が印加されていない時の位置から下方向へ変位する。
【００３０】
なお、３値のデジタル信号の値が「０」であると、端子６１Ａ〜６１Ｄのいずれにも電圧が印加されないため、誘電体４０Ａ，４０Ｂを上方向または下方向へ変位させる力が発生しない。すると、誘電体４０Ａ，４０Ｂはダンパ５０Ａ，５０Ｂにより支持され、振動体１０が筐体６０の高さ方向の中央部分に位置する。
【００３１】
このように、本実施形態に係るスピーカ１においては、３値のデジタル信号の値に応じて誘電体４０Ａ，４０Ｂが上下に変位し、誘電体４０Ａ，４０Ｂの変位に伴って振動体１０も上下に変位する。そして、本実施形態においては、この振動する誘電体４０Ａ，４０Ｂ、ダンパ５０Ａ，５０Ｂおよび振動体１０が音響的にローパスフィルタの役割を果たし、振動体１０の変位によって空気の疎密が発生し、３値のデジタル信号に変換される前のアナログオーディオ信号に対応した楽音が再生される。
なお、本実施形態においては、誘電体４０Ａ，４０Ｂは誘電率の値が大きいフッ素樹脂またはフェノール樹脂で形成されているため、誘電体４０Ａ，４０Ｂを電極間に引き込む力は、誘電体４０Ａ，４０Ｂが誘電率の値が小さな素材で形成されている場合より大きく、振動体１０を駆動する力として大きな力を得ることができている。
【００３２】
本実施形態では、電極、誘電体およびダンパという少ない部材により振動体を振動させることができるため、ボイスコイルを使用するスピーカと比較して、その厚さを薄くすることが可能となっており、また、ボイスコイルを使用するスピーカのように磁石を必要としないため、重さも軽くなっている。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るスピーカ１Ａについて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るスピーカ１Ａの外観を模式的に示した図、図７は、スピーカ１Ａの断面を模式的に示した図である。なお、以下の説明においては、スピーカ１Ａを構成する部材のうち、スピーカ１を構成する部材と同じ部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
（スピーカ１Ａの構成）
図に示したように、スピーカ１Ａは、振動体１０、上側電極２１Ｒ−１，２１Ｒ−２、上側電極２１Ｌ−１，２１Ｌ−２、誘電体４０Ａ，４０Ｂ、ダンパ５０Ａ，５０Ｂおよび筐体６０とで構成されている。そして、端子６１Ｃ，６１Ｄ、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２および下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２を有していない点で第１実施形態のスピーカ１と異なっている。
【００３５】
（スピーカ１Ａの電気的構成）
スピーカ１Ａは、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２および下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２を有していないため、上側電極２１Ｒ−１，２１Ｒ−２および上側電極２１Ｌ−１，２１Ｌ−２に供給される信号が第１実施形態とは異なっている。
【００３６】
具体的には、本実施形態においては、アナログのオーディオ信号がΔΣ変調により「１」と「０」からなる２値のデジタル信号に変換される。
そして、このデジタル信号は、図８に示したスイッチング回路１００Ａに入力される。
スイッチング回路１００Ａは、端子６１Ａに接続される端子１０１ａと、端子６１Ａ，６１Ｂのいずれにも接続されない端子１０１ｂを有する２接点のスイッチ１０１Ａと、２値のデジタル信号が入力される入力端子１０２と、端子６１Ｂに接続され、グランド１０５に接続されている端子１０３を有している。スイッチ１０１は、電源１０４に接続されており、入力端子１０２に入力されるデジタル信号の値が「１」の時には電源１０４を端子１０１ａとを接続し、デジタル信号の値が「０」の時には電源１０４を端子１０１ｂとを接続する。
【００３７】
この回路によれば、信号の値が「１」となると、端子６１Ａと端子６１Ｂとの間に電位差が生じるように端子６１Ａに電圧が印加される。なお、信号の値が「０」となると、端子６１Ａと端子６１Ｃのいずれにも電圧は印加されず、端子６１Ａと端子６１Ｂの間には電位差が生じない。
具体的には、例えば、２値化された信号が図９に示した信号であった場合、信号の値が「１」となる期間（t21〜t22,t23〜t24,t25〜t26,t27〜t28,t29〜t30,t31〜t32）においては端子６１Ａに電圧が印加され、信号の値が「０」となる期間（t22〜t23,t24〜t25,t26〜t27,t28〜t29,t30〜t31）においては端子６１Ａに電圧が印加されない。
【００３８】
（スピーカ１Ａの動作）
次に、スピーカ１Ａの動作について説明する。
まず、２値のデジタル信号の値が「１」であると、端子６１Ａに電圧が印加され、上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間に電位差が生じると共に、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間に電位差が生じる。
すると、スピーカ１と同様に上側電極２１Ｒ−１と上側電極２１Ｒ−２との間においては、誘電体４０Ａを引き込む力（誘電体４０Ａを上方へ引き上げる力）が生じ、上側電極２１Ｌ−１と上側電極２１Ｌ−２との間においても、誘電体４０Ｂを引き込む力（誘電体４０Ｂを上方へ引き上げる力）が生じる。
【００３９】
すると、スピーカ１と同様に誘電体４０Ａ，４０Ｂは上方向へ変位し、誘電体４０Ａ，４０Ｂに固着されている振動体１０も、誘電体４０Ａ，４０Ｂの変位に伴って、端子６１Ａに電圧が印加されていない時の位置から上方向へ変位する。
【００４０】
次に、２値のデジタル信号の値が「０」であると、端子６１Ａ，６１Ｂには電圧が印加されないため、誘電体４０Ａ，４０Ｂを上方向へ変位させる力が発生しない。すると、誘電体４０Ａ，４０Ｂはダンパ５０Ａ，５０Ｂにより支持され、振動体１０が筐体６０の高さ方向の中央部分に位置する。
【００４１】
このように、本実施形態に係るスピーカ１Ａにおいても、２値のデジタル信号の値に応じて誘電体４０Ａ，４０Ｂが変位し、誘電体４０Ａ，４０Ｂの変位に伴って振動体１０も変位する。そして、本実施形態においても、この振動する誘電体４０Ａ，４０Ｂ、ダンパ５０Ａ，５０Ｂおよび振動体１０が音響的にローパスフィルタの役割を果たし、振動体１０の変位によって空気の疎密が発生し、２値のデジタル信号に変換される前のアナログオーディオ信号に対応した楽音が再生される。
【００４２】
なお、本実施形態では、スピーカ１と比較して、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２、下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２を備えていないため、スピーカ１よりさらに厚さを薄くすることも可能となっており、また重さも軽くすることができる。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るスピーカ１Ｂについて説明する。図１０は、本実施形態に係るスピーカ１Ｂの断面を模式的に示した図である。スピーカ１Ｂは、スピーカ１と比較すると誘電体４０Ａ，４０Ｂを有してなく、電極の数が少ない点でスピーカ１と相違している。また、スピーカ１Ｂは、振動体が誘電体４０Ａと同じ素材で形成されている点でスピーカ１と相違している。なお、以下の説明においては、スピーカ１Ｂにおいて第１実施形態と同じ部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
（スピーカ１Ｂの各部の構成）
上側電極２２Ａ，２２Ｂは、上側電極２１Ｒ−１と同じ素材および形状の電極である。また、下側電極３２Ａ，３２Ｂは、下側電極３１Ｒ−１と同じ素材および形状の電極である。
振動体１０Ａは、その素材が誘電体４０Ａ，４０Ｂと同じ素材となっており、薄い板状に形成されて表面と裏面には、Ｘ方向に沿って凸部１１を有している。
【００４５】
（スピーカ１Ｂの構成）
スピーカ１Ｂにおいては、スピーカ１と同様にダンパ５０Ａ，５０Ｂが筐体６０に固着されている。そして、ダンパ５０Ａにおいて側壁６０Ａに固着された側と反対側の一辺と、ダンパ５０Ｂにおいて側壁６０Ｃに固着された側と反対側の一辺は、振動体１０Ａに固着されている。
このように、本実施形態においては、振動体１０Ａがダンパ５０Ａ，５０Ｂが固着されており、振動体１０Ａは対向する側壁６０Ａと側壁６０Ｃとの間においてダンパ５０Ａ，５０Ｂとにより支持されることとなる。ダンパ５０Ａ，５０Ｂは、波形で外部から力を受けると変形するため、振動体１０Ａは、Ｚ方向へ自在に変位可能となっている。
【００４６】
次に、上側電極２２Ａ，２２Ｂは、振動体１０Ａの上側の凸部１１を挟むようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されている。また、下側電極３２Ａ，３２Ｂは、振動体１０Ａの下側の凸部１１を挟むようにして側壁６０Ｂと側壁６０Ｄとに固着されている。
【００４７】
（スピーカ１Ｂの電気的構成）
次にスピーカ１Ｂの電気的構成について説明する。
上側電極２２Ａには、端子６１Ａが接続されており、上側電極２２Ｂには端子６１Ｂが接続されている。また、下側電極３２Ａには端子６１Ｃが接続されており、下側電極３２Ｂには端子６１Ｄが接続されている。そして、第１実施形態と同様に端子６１Ａ〜６１Ｄはスイッチング回路１００に接続され、スイッチング回路１００には、第１実施形態と同じ３値のデジタル信号が入力される。
【００４８】
（スピーカ１Ｂの動作）
次に、スピーカ１Ｂの動作について説明する。
まず、３値のデジタル信号の値が「＋１」であると、端子６１Ａに電圧が印加され、上側電極２２Ａと上側電極２２Ｂとの間に電位差が生じる。上側電極２２Ａと上側電極２２Ｂは対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。ここで、上側電極２２Ｂと上側電極２２Ｂとの間には誘電体で形成された凸部１１が位置しているため、上側電極２２Ａと上側電極２２Ｂとの間においては凸部１１を引き込む力（凸部１１を上方へ引き上げる力）が生じる。そして、上側電極２２Ａと上側電極２２Ｂとの間に凸部１１を引き込む力が生じると、この力の作用で振動体１０Ａは上方向へ変位する。
【００４９】
次に、３値のデジタル信号の値が「−１」であると、端子６１Ｃに電圧が印加され、下側電極３２Ａと下側電極３２Ｂとの間に電位差が生じる。下側電極３２Ａと下側電極３２Ｂとは対向しているため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。ここで、下側電極３２Ａと下側電極３２Ｂとの間には誘電体で形成された凸部１１が位置しているため、下側電極３２Ａと下側電極３２Ｂとの間においては凸部１１を引き込む力（凸部１１を下方へ引き下げる力）が生じる。そして、下側電極３２Ａと下側電極３２Ｂとの間に凸部１１を引き込む力が生じると、この力の作用で振動体１０Ａは下方向へ変位する。
【００５０】
このように、本実施形態に係るスピーカ１Ｂにおいては、デジタル信号の値に応じて振動体１０Ａが上下に変位する。そして、本実施形態においては、この振動する振動体１０Ａが音響的にローパスフィルタの役割を果たし、振動体１０Ａの変位によって空気の疎密が発生し、３値のデジタル信号に変換される前のアナログオーディオ信号に対応した楽音が再生される。
【００５１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るスピーカ１Ｃについて説明する。
図１１は、スピーカ１Ｃの外観図、図１２は、スピーカ１Ｃの断面図である。上述した実施形態においては、スピーカ１，１Ａ，１Ｂは、直方体形状となっているが、本実施形態においては、スピーカ１Ｃの形状は、円筒形状となっている。そして、スピーカ１Ｃは、振動体１０Ｂを有し、電極として上側電極２３Ａ，２３Ｂ、下側電極３３Ａ，３３Ｂを備えており、また、誘電体４１、ダンパ５１、筐体６２、円環部材７０Ａ，７０Ｂを備えている。
【００５２】
（スピーカ１Ｃの各部の構成）
筐体６２は、絶縁性を有する材料で円筒状に形成されており、端子６１Ａ〜６１Ｄを有している。
振動体１０Ｂは、振動体１０と同じ素材で形成されており、その形状は円形で膜状となっている。
誘電体４１は、誘電体４０Ａと同じ素材で形成されており、その形状は円環状となっている。
ダンパ５１は、ダンパ５０Ａと同じ素材で形成されており、その形状は円環状で断面形状は波形となっている。
円環部材７０Ａ，７０Ｂは、絶縁性を有する材料で形成されており、その形状は円環状となっている。なお円環部材７０Ａ，７０Ｂの外径は、筐体６２の外径と同じとなっている。
【００５３】
上側電極２３Ａ，２３Ｂは、導電性を有する素材で形成されており、各電極の形状は、いずれも円環状となっている。また、下側電極３３Ａ，３３Ｂも導電性を有する素材で形成されており、これらの電極の形状も円環状となっている。なお、上側電極２３Ｂの外径は、上側電極２３Ａの内径より小となっており、下側電極３３Ｂの外径は、下側電極３３Ａの内径より小となっている。
【００５４】
（スピーカ１Ｃの構成）
まずスピーカ１Ｃにおいては、筐体６２の内周面にダンパ５１の外周側端部が固着されており、ダンパ５１の内周側端部は、誘電体４１の外周面に固着されている。また、誘電体４１の内周面には、振動体１０Ｂの外周側端部が固着されている。このように、本実施形態においては、振動体１０Ｂが誘電体４１に固着され、誘電体４１にダンパ５１が固着されており、振動体１０Ｂは、筐体６２の内側に支持されている。ダンパ５１は、外部から力を受けると変形するため、振動体１０Ｂと誘電体４１は、Ｚ方向へ自在に変位する。
【００５５】
次に、上側電極２３Ａは、外周面が筐体６２の内周面に固着されており、幅狭の面の一方が筐体６２の上面と面一となるようにして筐体６２に固着されている。また、下側電極３３Ａは、外周面が筐体６２の内周面に固着されており、幅狭の面の一方が筐体６２の下面と面一となるようにして筐体６２に固着されている。
【００５６】
円環部材７０Ａは、外周面が筐体６２の外周面と面一となるようにして筐体６２の上面に固着されており、また、円環部材７０Ｂは、外周面が筐体６２の外周面と面一となるようにして筐体６２の下面に固着されている。
【００５７】
上側電極２３Ｂは、内周面が円環部材７０Ａの内周面と面一となるようにして円環部材７０Ａに固着されており、また、下側電極３３Ｂは、内周面が円環部材７０Ｂの内周面と面一となるようにして円環部材７０Ｂに固着されている。
ここで、円環部材７０Ａに固着されている上側電極２３Ｂの外周面と筐体６２に固着されている上側電極２３Ａの内周面との間には隙間があり、この隙間には、誘電体４１の上側端部が位置している。また、円環部材７０Ｂに固着されている下側電極３３Ｂの外周面と筐体６２に固着されている下側電極３３Ａの内周面との間にも隙間があり、この隙間には、誘電体４１の下側端部が位置している。
【００５８】
（スピーカ１Ｃの電気的構成）
次にスピーカ１Ｃの電気的構成について説明する。
端子６１Ａは、上側電極２３Ａに接続されており、端子６１Ｂは、上側電極２３Ｂに接続されている。また、端子６１Ｃは、下側電極３３Ａに接続されており、端子６１Ｄは、下側電極３３Ｂに接続されている。そして、第１実施形態と同様に端子６１Ａ〜６１Ｄはスイッチング回路１００に接続され、スイッチング回路１００には、第１実施形態と同じ３値のデジタル信号が入力される。
【００５９】
（スピーカ１Ｃの動作）
次に、スピーカ１Ｃの動作について説明する。
まず、３値のデジタル信号の値が「＋１」であると、端子６１Ａに電圧が印加され、上側電極２３Ａと上側電極２３Ｂとの間に電位差が生じる。上側電極２３Ａと上側電極２３Ｂは同心円状に位置しており、両電極の間には隙間があるため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。ここで、上側電極２２Ｂと上側電極２２Ｂとの間には誘電体４１の上側端部が位置しているため、上側電極２３Ａと上側電極２３Ｂとの間においては誘電体４１を引き込む力（誘電体４１を上方へ引き上げる力）が生じる。
【００６０】
すると、この力の作用でダンパ５１が変形して誘電体４１は上方向へ変位し、誘電体４１に固着されている振動体１０Ｂは、誘電体４１の変位に伴って、端子６１Ａに電圧が印加されていない時の位置から上方向へ変位する。
【００６１】
次に、３値のデジタル信号の値が「−１」であると、端子６１Ｃに電圧が印加され、下側電極３３Ａと下側電極３３Ｂとの間に電位差が生じる。下側電極３３Ａと下側電極３３Ｂは同心円状に位置しており、両電極間には隙間があるため、両電極間に電位差が生じると、両電極は、平行平板コンデンサとして作用する。ここで、下側電極３３Ｂと下側電極３３Ｂとの間には誘電体４１の下側端部が位置しているため、下側電極３３Ａと下側電極３３Ｂとの間においては誘電体４１を引き込む力（誘電体４１を下方へ引き下げる力）が生じる。
【００６２】
すると、この力の作用でダンパ５１が変形して誘電体４１は下方向へ変位し、誘電体４１に固着されている振動体１０Ｂは、誘電体４１の変位に伴って、端子６１Ａに電圧が印加されていない時の位置から下方向へ変位する。
【００６３】
なお、３値のデジタル信号の値が「０」であると、端子６１Ａ〜６１Ｄのいずれにも電圧が印加されないため、誘電体４１を上方向または下方向へ変位させる力が発生せず、誘電体４１はダンパ５１により支持され、振動体１０Ｂが筐体６２のＺ方向（高さ方向）の中央部分に位置する。
【００６４】
このように、本実施形態に係るスピーカ１Ｃにおいては、３値のデジタル信号の値に応じて振動体１０Ｂが上下に変位する。そして、本実施形態においては、この振動する振動体１０Ｂ、誘電体４１およびダンパ５１が音響的にローパスフィルタの役割を果たし、振動体１０Ｂの変位によって空気の疎密が発生し、３値のデジタル信号に変換される前のアナログオーディオ信号に対応した楽音が再生される。
【００６５】
［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。
【００６６】
上述した実施形態においては、誘電体４０Ａ，４０Ｂ，４１および振動体１０Ａの素材はフッ素樹脂またはフェノール樹脂となっているが、誘電体の素材はこれらの素材に限定されるものではなく、他の素材であってもよい。なお、誘電体の素材としては、密度が小さい素材ほど好ましく、また誘電率が大きい素材ほど好ましい。
【００６７】
上述した第３実施形態においては、２つの凸部１１は図１０中でＹ方向で同じ位置にあるが、上側の凸部１１と下側の凸部１１の位置がＹ方向でずれていてもよい。
【００６８】
上述した第１実施形態においては、図１３に示したように、図２よりダンパ５０Ａ，５０ＢのＹ方向の幅を広くし、上側電極２１Ｌ−１，２１Ｌ−２と誘電体４０Ｂとの間の隙間を狭くし、上側電極２１Ｒ−１，２１Ｒ−２と誘電体４０Ａとの間の隙間を狭くし、また、下側電極３１Ｌ−１，３１Ｌ−２と誘電体４０Ｂとの間の隙間を狭くし、下側電極３１Ｒ−１，３１Ｒ−２と誘電体４０Ａとの間の隙間を狭くしてもよい。
この構成によれば、電極間に誘電体を引き込む力を大きくし、振動体を振動しやすくすることができる。
また、第２，３，４実施形態においても、図に示した構成よりダンパの幅を広くし、電極と誘電体との隙間を狭くしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピーカ１の外観図である。
【図２】スピーカ１の断面図である。
【図３】スピーカ１の分解斜視図である。
【図４】スイッチング回路１００の回路図である。
【図５】スイッチング回路１００に入力される信号を例示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るスピーカ１Ａの外観図である。
【図７】スピーカ１Ａの断面図である。
【図８】スイッチング回路１００Ａの回路図である。
【図９】スイッチング回路１００Ａに入力される信号を例示した図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るスピーカ１Ｂの断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係るスピーカ１Ｃの外観図である。
【図１２】スピーカ１Ｃの断面図である。
【図１３】本発明の変形例に係るスピーカ１の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・スピーカ、１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・振動体、２１Ｒ−１，２１Ｒ−２，２１Ｌ−１，２１Ｌ−２・・・上側電極、３１Ｒ−１，３１Ｒ−２，３１Ｌ−１，３１Ｌ−２・・・下側電極、２２Ａ，２２Ｂ・・・上側電極、３２Ａ，３２Ｂ・・・下側電極、２３Ａ，２３Ｂ・・・上側電極、３３Ａ，３３Ｂ・・・下側電極、６０，６２・・・筐体、６１Ａ〜６１Ｄ・・・端子、７０Ａ，７０Ｂ・・・円環部材、１００，１００Ａ・・・スイッチング回路
【図１】
2009124496.tif 000003
【図２】
2009124496.tif 000004
【図３】
2009124496.tif 000005
【図４】
2009124496.tif 000006
【図５】
2009124496.tif 000007
【図６】
2009124496.tif 000008
【図７】
2009124496.tif 000009
【図８】
2009124496.tif 000010
【図９】
2009124496.tif 000011
【図１０】
2009124496.tif 000012
【図１１】
2009124496.tif 000013
【図１２】
2009124496.tif 000014
【図１３】
2009124496.tif 000015