JP2019161472A - Capacitive sound wave generator and capacitive speaker - Google Patents
Capacitive sound wave generator and capacitive speaker Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019161472A JP2019161472A JP2018046404A JP2018046404A JP2019161472A JP 2019161472 A JP2019161472 A JP 2019161472A JP 2018046404 A JP2018046404 A JP 2018046404A JP 2018046404 A JP2018046404 A JP 2018046404A JP 2019161472 A JP2019161472 A JP 2019161472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- fixed electrode
- electrodes
- vibration
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
- H04R3/06—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response of electrostatic transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
【課題】静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔11aを有する固定電極11と、板状または膜状の形状を有し、固定電極11と対向するように固定電極11を挟んで配置され、固定電極11に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた二つの振動電極12と、貫通孔11aを通して、二つの振動電極を接続する接続部材14と、板状の形状を有し、振動電極12に対して固定電極11と反対側から対向することで、振動電極12を固定電極11とともに挟むように配置された、二つの外側固定電極15、16と、を備える。【選択図】図1Provided is a technique capable of reducing a driving voltage of a capacitance type sound wave generator or a capacitance type speaker and suppressing power consumption. A fixed electrode having a plate-like shape and having one or a plurality of through holes provided so as to penetrate in a thickness direction, and a fixed electrode having a plate-like or film-like shape Two vibrating electrodes 12 are disposed so as to face the fixed electrode 11, and at least a central portion of the vibrating electrode 12 is movable with respect to the fixed electrode 11 in the thickness direction. And a connecting member 14 having a plate shape and opposed to the vibration electrode 12 from the opposite side to the fixed electrode 11, and arranged so as to sandwich the vibration electrode 12 with the fixed electrode 11. And two outer fixed electrodes 15 and 16. [Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、静電容量型の音波発生装置および静電容量型スピーカーに関するものである。 The present invention relates to a capacitive sound wave generator and a capacitive speaker.
音波発生装置のうち、特に可聴域の音波を出力するスピーカーとして一般的に用いられているものとしては、ダイナミック型スピーカー、バランスドアーマチュア型スピーカー、静電容量型スピーカー等を挙げることができる。ダイナミック型スピーカーは、電磁型駆動によりコーンを振動させるものであり、音域が広いという特徴がある一方、振動させるコーンの質量が大きいため応答性が低いという不都合がある。特に、イヤホンなどの小型のスピーカーでは、振動板の慣性力が相対的に大きくなるため、応答性がさらに悪くなってしまうという課題がある。また、バランスドアーマチュア型スピーカーは、電磁型駆動で鉄片を振動させるものであり、小型化が容易で消費電力が小さいという特徴がある一方、音域が狭いという不都合があった。 Among sound wave generators, those that are generally used as speakers that output sound waves in the audible range include dynamic speakers, balanced armature speakers, capacitance speakers, and the like. The dynamic type speaker vibrates the cone by electromagnetic driving and has a characteristic that the sound range is wide. On the other hand, the dynamic type speaker has a disadvantage of low response because the mass of the cone to be vibrated is large. In particular, a small speaker such as an earphone has a problem that the responsiveness is further deteriorated because the inertial force of the diaphragm is relatively large. In addition, the balanced armature type speaker vibrates an iron piece by electromagnetic driving, and is characterized in that it is easy to miniaturize and consumes less power, but has a disadvantage that the sound range is narrow.
これに対し、そのような問題を解決した静電容量型スピーカー(electrostatic speaker)が利用されている(例えば、特許文献1−5参照)。この静電容量型スピーカーにおいては、振動板を挟むようにして2枚の固定電極が配置されている。そして、振動板をプラスまたはマイナスに帯電させ、各固定電極に振動板とは反対の極性の電気信号を送って帯電させることにより、振動板と各固定電極との間に生じる静電引力を利用して振動板を振動させ、音波を出力する。この静電容量型スピーカーは、振動板にコイルなどが取り付けられていないため、高い応答性を実現することができる。また、構造がシンプルで消費電力も少ないという利点もある。 On the other hand, an electrostatic speaker that solves such a problem is used (see, for example, Patent Documents 1-5). In this capacitive speaker, two fixed electrodes are arranged so as to sandwich the diaphragm. The electrostatic attraction generated between the diaphragm and each fixed electrode is used by charging the diaphragm positively or negatively and charging each fixed electrode by sending an electric signal of the opposite polarity to the diaphragm. Then, the diaphragm is vibrated to output sound waves. Since this capacitance type speaker does not have a coil or the like attached to the diaphragm, high response can be realized. In addition, there is an advantage that the structure is simple and power consumption is low.
上記したような静電容量型スピーカーは、それ自体の消費電力は少ないが、十分な音圧を出力するためには振動電極と固定電極の間に高い電圧(100〜200V)を印加する必要があり、バッテリー駆動のアプリケーションでは、低電圧のバッテリー電圧(数V以内)から昇圧する昇圧回路が必要となり、装置コストや電力消費が高くなる場合があった。電極間の電圧を高くする以外に静電容量型スピーカーの音圧を確保する手段としては、電極面積を大きくする方法も考えられるが、スピーカサイズに制約のあるモバイル機器や
ウェアラブル機器では、面積の制約の問題やコストの問題があった。以上のような理由から、消費電力とスピーカサイズ両方に制約のあるモバイル機器やウェアラブル機器において、静電容量型スピーカーを搭載することは困難になっていた。
The capacitance type speaker as described above has low power consumption, but it is necessary to apply a high voltage (100 to 200 V) between the vibration electrode and the fixed electrode in order to output a sufficient sound pressure. In addition, in a battery-driven application, a booster circuit that boosts voltage from a low battery voltage (within several volts) is required, which may increase device cost and power consumption. In addition to increasing the voltage between the electrodes, as a means of securing the sound pressure of the capacitive speaker, a method of increasing the electrode area can be considered, but in mobile devices and wearable devices where the speaker size is limited, the area of the speaker There were constraints and cost issues. For the reasons described above, it has been difficult to mount a capacitive speaker in mobile devices and wearable devices that have restrictions on both power consumption and speaker size.
図9には、一般的な静電容量型スピーカーにおける音波発生部100の概略構成を示す。この音波発生部100においては、振動板112を挟むようにして2枚の固定電極111が配置されている。そして、図10(a)および図10(b)に示すように、振動板112をプラスまたはマイナスに帯電させ、各固定電極111に振動板112とは反対の極性の電気信号を送って帯電させる。このことにより、振動板112と各固定電極111との間に作用する静電引力を利用して振動板112を振動させ、音波を出力する。この音波発生部100においては、振動板112にコイルなどを取り付けることなく、電気信号に合わせて振動板112を振動させることができる。
FIG. 9 shows a schematic configuration of a sound
しかしながら、上記のような一般的な静電容量型スピーカーにおける音波発生部100では、振動板112の振動により発生した音波を外部に伝えるために、各固定電極111に1または複数の音孔111aを設ける必要があった。そのため、その音孔111aにより各固定電極111の表面積が減少し、振動板112に作用する静電力が低下するという不都合があった。そして、その静電力の低下を補うために振動板112および各固定電極111に印加する電圧を高める必要があり、消費電力が増大してしまうという課題があった。
However, in the sound
本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能な技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its object is to reduce the drive voltage of a capacitive sound wave generator or a capacitive speaker, thereby suppressing power consumption. It is to provide technology that is possible.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔を有する固定電極と、
板状または膜状の形状を有し、前記固定電極と対向するように前記固定電極を挟んで配置され、前記固定電極に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極と、
前記貫通孔を通して、前記複数の振動電極を接続する接続部材と、
板状の形状を有し、前記振動電極に対して前記固定電極と反対側から対向することで、前記振動電極を前記固定電極とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極と、
を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置である。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has a plate-like shape and a fixed electrode having one or a plurality of through holes provided so as to penetrate in the thickness direction;
A plurality of plate-like or film-like shapes, arranged so as to face the fixed electrode, with the fixed electrode interposed therebetween, and at least a central portion of the fixed electrode being provided to be movable in the thickness direction A vibrating electrode;
A connection member for connecting the plurality of vibration electrodes through the through hole;
A plurality of outer fixed electrodes, each having a plate-like shape and disposed so as to sandwich the vibration electrode together with the fixed electrode by facing the vibration electrode from the side opposite to the fixed electrode;
A capacitive sound wave generator characterized by comprising:
これによれば、音孔の設けられていない固定電極と、固定電極を挟んで配置された二つの振動電極の間の静電力に基づいて振動電極を振動させることができる。よって、固定電極に複数の音孔が設けられている従来の音波発生装置と比較して静電力を発生させる電極の面積をより大きくすることができ、より効率的に振動電極を振動させることができる。ここで、固定電極は接続部材を通すための貫通孔を有しているが、この貫通孔の面積は通常の静電容量型の音波発生装置における固定電極の音孔の合計面積に対して大幅に小さくすることができるので問題とはならない。 According to this, the vibration electrode can be vibrated based on the electrostatic force between the fixed electrode in which no sound hole is provided and the two vibration electrodes arranged with the fixed electrode interposed therebetween. Therefore, the area of the electrode for generating an electrostatic force can be increased compared to a conventional sound wave generator in which a plurality of sound holes are provided in the fixed electrode, and the vibrating electrode can be vibrated more efficiently. it can. Here, the fixed electrode has a through-hole through which the connecting member is passed. The area of the through-hole is significantly larger than the total area of the sound holes of the fixed electrode in a normal capacitive sound wave generator. Since it can be made smaller, there is no problem.
本発明においては、上記に加えて、振動電極に対して固定電極と反対側から対向することで、振動電極を固定電極とともに挟むように配置された複数の外側固定電極を有しており、この外側固定電極と振動電極の間の静電力をも、振動電極の作動のために利用することができる。これにより、振動電極に作用する静電力をより強くすることができ、より効率的に振動電極を作動させることができる。結果として、静電容量型の音波発生装置に対する印加電圧を低下させることができ、消費電力を低減することが可能となる。 In addition to the above, the present invention has a plurality of outer fixed electrodes arranged so as to sandwich the vibration electrode together with the fixed electrode by facing the vibration electrode from the side opposite to the fixed electrode. The electrostatic force between the outer fixed electrode and the vibrating electrode can also be used for the operation of the vibrating electrode. Thereby, the electrostatic force which acts on a vibration electrode can be strengthened, and a vibration electrode can be operated more efficiently. As a result, the voltage applied to the capacitive sound wave generator can be reduced, and the power consumption can be reduced.
また、本発明においては、前記複数の振動電極の各々が、該振動電極を挟む固定電極及び外側固定電極との間に生じる静電引力により、同じ方向に移動または変形するように、前記固定電極、前記複数の振動電極及び、前記複数の外側固定電極に電圧を印加する音響信号入力手段をさらに備えるようにしてもよい。このことで、より効率的に音波を発生させることができ、より確実に音波発生装置の印加電圧を低下させ、消費電力を低減することが可能となる。 In the present invention, each of the plurality of vibration electrodes may be moved or deformed in the same direction by an electrostatic attraction generated between the fixed electrode and the outer fixed electrode sandwiching the vibration electrode. Further, acoustic signal input means for applying a voltage to the plurality of vibration electrodes and the plurality of outer fixed electrodes may be further provided. As a result, sound waves can be generated more efficiently, the applied voltage of the sound wave generator can be more reliably reduced, and power consumption can be reduced.
また、本発明においては、前記固定電極及び前記複数の外側固定電極を、その周縁部で固定すると共に、前記複数の振動電極の少なくとも一方を、その周縁部で固定するようにしてもよい。これによれば、固定電極、外側固定電極及び振動電極の位置及び運動をより安定化させることができ、音波発生装置が発生する音波の品質を向上させることが可能となる。 In the present invention, the fixed electrode and the plurality of outer fixed electrodes may be fixed at the periphery thereof, and at least one of the plurality of vibration electrodes may be fixed at the periphery thereof. According to this, the positions and movements of the fixed electrode, the outer fixed electrode, and the vibration electrode can be further stabilized, and the quality of the sound wave generated by the sound wave generating device can be improved.
また、本発明においては、二つの前記振動電極及び二つの前記外側固定電極を備え、
前記音響信号入力手段は、
プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極に印加し、
前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極に印加するよう構成されるようにしてもよい。
Further, in the present invention, the two vibration electrodes and the two outer fixed electrodes,
The acoustic signal input means includes
A positive or negative bias voltage is applied to the two outer fixed electrodes, and an inverted bias voltage obtained by reversing the polarity of the bias voltage is applied to the fixed electrode.
An acoustic signal is converted into an analog signal based on the bias voltage, the inverted bias voltage, or a voltage between the bias voltage and the inverted bias voltage, and an inverted analog signal in which the polarity of the analog signal is inverted is generated. An analog signal and the inverted analog signal may be configured to be applied to the two vibrating electrodes, respectively.
これによれば、より確実に、複数の振動電極の各々が、振動電極を挟む固定電極及び外側固定電極との間に生じる静電引力により同じ方向に移動するように制御可能である。これにより、より効率的に音波を発生させることができ、より確実に音波発生装置の印加電圧を低下させ、消費電力を低減することが可能となる。 According to this, each of the plurality of vibration electrodes can be controlled to move in the same direction by the electrostatic attractive force generated between the fixed electrode and the outer fixed electrode that sandwich the vibration electrode. As a result, sound waves can be generated more efficiently, the applied voltage of the sound wave generator can be reduced more reliably, and power consumption can be reduced.
また、本発明は、上記の静電容量型の音波発生装置から成り、前記音響信号入力手段による前記複数の振動電極の振動により可聴域の音波を発生可能に構成されたことを特徴とする、静電容量型スピーカーであってもよい。これによれば、消費電力とスピーカサイズ両方に制約のあるモバイル機器やウェアラブル機器に搭載可能な静電容量型スピーカーを提供することが可能となる。 Further, the present invention comprises the above-described capacitance-type sound wave generator, and is configured to generate sound waves in the audible range by vibrations of the plurality of vibration electrodes by the acoustic signal input means. A capacitive speaker may be used. According to this, it is possible to provide a capacitive speaker that can be mounted on a mobile device or a wearable device with restrictions on both power consumption and speaker size.
なお、上記した各々の課題を解決するための手段は、可能な限り、組み合わせて使用することができる。 In addition, the means for solving each of the above-described problems can be used in combination as much as possible.
本発明によれば、静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to reduce the drive voltage of a capacitive sound wave generator or a capacitive speaker, and to suppress power consumption.
〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
[Application example]
Hereinafter, application examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明にかかる静電容量型スピーカー10の音波発生部10aの概略図を示す。この音波発生部10aにおいては、固定電極11を挟むようにして第一振動電極12および第二振動電極13の二つの振動電極が配置されており、第一振動電極12と第二振動電極13とは、固定電極11の貫通孔11aを介して、接続部材14によって接続されている。また、第一振動電極12の外側には第一外側固定電極15が設けられ、第二振動電極13の外側には第二外側固定電極16が設けられている。すなわち、固定電極11と第一外側固定電極15とによって第一振動電極12を挟むように配置されている。また、固定電極11と第二外側固定電極16とによって第二振動電極13を挟むように配置されている。なお、図1の例では、固定電極11、第一振動電極12、第二振動電極13、第一外側固定電極15及び第二外側固定電極16の端部は各々固定されている。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a
静電容量型スピーカー10においては、固定電極11、第一振動電極12、第二振動電極13、第一外側固定電極15及び第二外側固定電極16に所定の電圧を印加し、第一振動電極12と、第一外側固定電極15及び固定電極11との間に発生する静電力と、第二振動電極13と、第二外側固定電極16及び固定電極11との間に発生する静電力と、が同じ方向となるように制御される。これにより、第一振動電極12を、外側第一固定電極15との間の静電力及び固定電極11との間の静電力の両方を用いて振動させることができ、また、第二振動電極13を、外側第二固定電極16との間の静電力及び固定電極11との間の静電力の両方を用いて振動させることができる。
In the
また、静電容量型スピーカー10においては、図9に示した従来の静電容量型スピーカー100におけるように、固定電極11に音孔が設けられていない。よって、より強い静電力を発生させることができる。これにより、同じ音圧を発生させるために、各電極に印加する印加電圧を低減させることができ、結果として、静電容量型スピーカー10の消費電力を低減することが可能となる。なお、静電容量型スピーカー10では、固定電極11に貫通孔11aが設けられているが、貫通孔11aは、接続部材14を通すためだけに使用されるため、音波を通過させるための音孔と比較して、固定電極11の表面積に対する割合を非常に小さくすることができる。このため、固定電極11に貫通孔11aを設けたとしても、貫通穴11aによる静電力の低下幅は小さい。
Further, in the
ここで、静電容量型スピーカー10における第一振動電極12および第二振動電極13は、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられていれば、いかなる構成を成していてもよい。より具体的には、第一振動電極12または第二振動電極13の一方については端部(換言すれば周縁部)が固定されるようにし、他方については端部を固定せずフリーな状態としてもよい。また、第一振動電極12および第二振動電極13は、互いに同じ素材や構成であってもよく、異なる素材や構成であってもよい。例えば、第一振動電極1
2および第二振動電極13は、パレリン(Parylene)やポリエチレン(PE)、金属ガラス(metallic glass)などの、薄く、柔軟な素材の膜から形成されてもよい。これらの膜は、厚みが50μm以下であることが望ましく、20μm以下であることが特に望ましい。また、ヤング率が80GPa以下であることが望ましく、50GPaであることが特に望ましい。
Here, the
The second and second vibrating
また、第一振動電極12および第二振動電極13は、シリコン製やセラミックス製、Al、Cu、Ni等の金属製の硬質の板から成る中央部と、柔軟で薄い素材から成る周縁部とを有し、その周縁部が枠状の支持部に固定されていてもよい。第一振動電極12および第二振動電極13の中央部の大きさは、直径100μm以下であることが望ましい。また、第一振動電極12および第二振動電極13は、全体が、シリコン製やセラミックス製、Al、Cu、Ni等の金属製の硬質の板から成り、その周縁部が板バネ等により枠状の支持部に固定されていてもよい。板バネ等は、第一振動電極12や第二振動電極13と同じ素材から形成されていてもよく、具なる素材から形成されていてもよい。
The first vibrating
また、第一振動電極12および第二振動電極13は、導体等の低抵抗の材料から成っていることが望ましいが、少なくとも固定電極11側の表面に導体層が被覆された絶縁体から形成されていてもよい。この場合の導体層は、例えば、炭素や金属、不純物がドープされたシリコン等から形成されてもよい。
The first vibrating
また、固定電極11、第一外側固定電極15及び第二外側固定電極16は、シリコン製やセラミックス製、Al、Cu、Ni等の金属製の硬質の板により形成されることが望ましい。第一振動電極12と第二振動電極13とは、1つの接続部材14により接続されていてもよいが、貫通孔11aの数に合わせて複数の接続部材14により接続されてもよい。接続部材14は、少なくとも一部が電気的に絶縁されていることが好ましい。接続部材14において絶縁された部分は、エポキシ樹脂やベンゾシクロブテン等のポリマーや、セラミックス等から成ることが望ましく、抵抗値が1MΩ以上であることが望ましい。
The fixed
図2には、音波発生部10a及び音響信号入力部10bを含む静電容量型スピーカー10の全体の概略図を示す。図2に示すように、静電容量型スピーカー10は、音波発生部10aに加えて、音響信号入力部10bを備えている。音響信号入力部10bは、バイアス発生部31と電圧変換部32とを有している。バイアス発生部31は、プラスおよびマイナスのバイアス電圧を発生し、プラスのバイアス電圧を固定電極11に供給するようになっている。また、バイアス発生部31は、マイナスのバイアス電圧を電圧変換部32におけるトランス二次コイルの中央部と、第一外側固定電極15及び第二外側固定電極16に供給するようになっている。
FIG. 2 shows an overall schematic diagram of the
電圧変換部32は、音響入力端子32aから音響信号が入力され、その音響信号を、バイアス発生部31から供給されたマイナスのバイアス電圧を基準として、そのバイアス電位より高い正の電圧またはバイアス電位より低い負の電圧の、アナログ信号に変換する。電圧変換部32は、変換されたアナログ信号の片側を、第一振動電極12に供給し、アナログ信号の極性を反転した反転信号を第二振動電極13に供給する。これにより、静電容量型スピーカー10は、第一振動電極12を、外側第一固定電極15との間の静電力及び固定電極11との間の静電力の両方を用いて作動させることができる。また、第二振動電極13を、外側第二固定電極16との間の静電力及び固定電極11との間の静電力の両方を用いて作動させることができるのである。
The
なお、上記の説明において、音波発生部10aは第一振動電極12と第二振動電極13の2つの振動電極を有していたが、振動電極の数は2つに限られない。さらに多くの振動電極を用いることで、より強力な静電力が振動電極に作用するような構成にしても構わな
い。また、バイアス発生部31は、マイナスのバイアス電圧ではなく、プラスのバイアス電圧や、マイナスのバイアス電圧とプラスのバイアス電圧の間の電圧を電圧変換部32におけるトランス二次コイルの中央部に供給するようにしてもよい。この場合、電圧変換部32は、音響信号を、バイアス発生部31から供給されたプラスのバイアス電圧や、マイナスのバイアス電圧とプラスのバイアス電圧の間の電圧を基準として、その電位より高い電圧または低い電圧の、アナログ信号に変換するようにしてもよい。
In the above description, the
<実施例>
次に、図3を用いて、より具体的に、音響信号入力部10bからの音響信号により作動する音波発生部10aの実施例について説明する。図3(a)は音響信号入力部10bからの音響信号を示している。図3(b)〜図3(c)は、各々、図3(a)におけるt1〜t3の時点における音響信号を入力した場合の各電極の電位と、静電力の方向、大きさを示している。ここでバイアス発生部31からは±50vのバイアス電圧が供給され、電圧変換部32からは振幅100Vの正弦波が供給されているとする。
<Example>
Next, with reference to FIG. 3, an embodiment of the
t1においては、図3(b)に示すように、音圧変換部32から第一振動電極12には−50Vが、第二振動電極13には+50Vが供給されている。その場合、第一外側固定電極15と第一振動電極12は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、固定電極11から第一振動電極12には、電位差100Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、第一振動電極12には、電位差100Vに相当する、図中右側への静電力が作用することになる。また、固定電極11と第二振動電極13は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、第二外側固定電極16から第二振動電極13には、電位差100Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、第二振動電極12にも、電位差100Vに相当する、図中右側への静電力が作用することになる。以上より、t1においては、第一振動電極12及び第二振動電極13に各々電位差100Vに相当する図中右側への静電力が作用する。
At t <b> 1, as shown in FIG. 3B, −50 V is supplied from the sound
また、t2においては、図3(c)に示すように、音圧変換部32から第一振動電極12及び第二振動電極13に供給される電圧は0Vとなっている。その場合、第一外側固定電極15から第一振動電極12には、電位差50Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。一方、固定電極11から第一振動電極12には、電位差50Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、第一振動電極12に作用する静電引力が釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。また、固定電極11から第二振動電極13には、電位差50Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。第二外側固定電極16から第二振動電極13には、電位差50Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、第二振動電極13に作用する静電引力も釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。以上より、t2においては、第一振動電極12および第二振動電極13には静電力は作用しない。
At t2, as shown in FIG. 3C, the voltage supplied from the sound
t3においては、図3(d)に示すように、音圧変換部32から第一振動電極12には+50Vが、第二振動電極13には−50Vが供給されている。その場合、第一外側固定電極15から第一振動電極12には、電位差100Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。一方、固定電極11と第一振動電極12とは同電位のため、両者の間に静電力は作用しない。これらの結果、第一振動電極12には、電位差100Vに相当する、図中左側への静電力が作用することになる。また、固定電極11から第二振動電極13には、電位差100Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。一方、第二外側固定電極16と第二振動電極13とは同電位であるため、両者の間には静電力は作用しない。これらの結果、第二振動電極13にも、電位差100Vに相当する、図中左側への静電力が作用することになる。以上より、t3においては、第一振動電極12及び第二振動電極13に各々電位差100Vに相当する図中左側への静電力が作用する。
At t <b> 3, as shown in FIG. 3D, +50 V is supplied from the sound
次に、図4を用いて、図9に示した従来の音波発生装置100の音波発生部の作動の態様について説明する。図4(a)は図3(a)と同じく、音響信号を示している。図4(b)〜図4(c)は、各々、図4(a)におけるt1〜t3の時点における音響信号を入力した場合の各電極の電位と、静電力の方向、大きさを示している。ここで音波発生装置100には図3で説明したケースと同様に、±50vのバイアス電圧及び、振幅100Vの正弦波が供給されているとする。
Next, an operation mode of the sound wave generation unit of the conventional
t1においては、図4(b)に示すように、左側の固定電極111には50Vが、振動電極112には50Vが供給されている。その場合、左側の固定電極111と振動電極112は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、右側の固定電極111から振動電極112には、電位差100Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、t1においては、振動電極112には、電位差100Vに相当する、図中右側への静電力が作用する。
At t1, as shown in FIG. 4B, 50V is supplied to the left
また、t2においては、図4(c)に示すように、振動電極112に供給される電圧は0Vとなっている。その場合、左側の固定電極111から振動電極112には、電位差50Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。一方、右側の固定電極111から振動電極112には、電位差50Vに相当する静電引力(図中右側への力)が作用する。これらの結果、t2においては、振動電極112に作用する静電引力が釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。
Further, at t2, as shown in FIG. 4C, the voltage supplied to the vibrating
また、t3においては、図4(d)に示すように、振動電極112には−50Vが供給されている。その場合、左側の固定電極111から振動電極112には、電位差100Vに相当する静電引力(図中左側への力)が作用する。一方、右側の固定電極11と振動電極112とは同電位のため、両者の間に静電力は作用しない。これらの結果、t3においては、振動電極112には、電位差100Vに相当する図中左側への静電力が作用する。
At t3, −50 V is supplied to the vibrating
図3及び図4から分かるように、本実施例においては、第一振動電極12と第二振動電極13とに音響信号を入力することにより、第一振動電極12と第二振動電極13を同方向に振動させることができ、音波を発生させることが可能となる。すなわち、一体に振動する振動電極12、13に対して従来の2倍の静電力を作用させることができる。さらに、本実施例においては、音孔の設けられていない固定電極11と、第一振動電極12及び第二振動電極13との間の静電力に基づいて、振動電極12、13を作動させることができる。よって、静電力を発生させる電極の面積をより大きくすることができ、従来より効率的に振動電極12、13を振動させることができる。また、そのことは換言すると、本実施例においては、従来の音波発生装置100と比較して1/2以下の駆動電圧で、同等の音圧レベルの音波を発生することが可能であり、消費電力を大幅に低減することが可能となる。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the
図5には、半導体製造工程を用いてMEMSデバイスとして、本実施例に係る音波発生部10aを形成した場合の断面図を示す。ここで、固定電極11は、平面視においては円板状を成し、中央に厚み方向に貫通して設けられた貫通孔11aを有している。また、固定電極11は、端部に端子11bを有している。第一振動電極12は、固定電極11より径が小さく、薄い円板状を成している。第一振動電極12は、固定電極11の一方の表面側に、固定電極11と対向するよう配置されている。第二振動電極13は、第一振動電極12と同じ径および厚みを有する円板状を成している。第二振動電極13は、固定電極11の他方の表面側に、固定電極11と対向するように配置されている。接続部材14は、細長い棒状を成し、固定電極11の貫通孔11aを介して、第一振動電極12と第二振動電極13とを接続している。接続部材14は、両端がそれぞれ第一振動電極12の中央部
と第二振動電極13の中央部とに固定されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the case where the
また、支持部17は、第一振動電極12の周囲を囲うよう設けられた第一の枠体21と、第二振動電極13の周囲を囲うよう設けられた第二の枠体22と、固定電極11を固定するための固定部材23とを有している。第一の枠体21および第二の枠体22は、間に固定電極11を挟むよう配置されている。第一の枠体21は、内周縁に沿って複数の板バネ24が設けられ、各板バネ24の内周側の端部を第一振動電極12の周縁部に固定することにより、第一振動電極12を支持している。
In addition, the
第一の枠体21は、端部に端子25を有している。第二の枠体22は、内周縁に沿って複数の板バネ26が設けられ。各板バネ26の内周側の端部を第二振動電極13の周縁部に固定することにより、振動電極13を支持している。第二の枠体22は、端部に端子27を有している。固定部材23は、第一の枠体21と第二の枠体22との間に固定電極11を固定するように、第一の枠体21と固定電極11の一方の表面との間、および、第二の枠体22と固定電極11の他方の表面との間に、それぞれ複数固定されている。固定部材23は、固定電極11の周縁部に固定されている。
The
これにより、第一振動電極12は、各板バネ24を介して、固定電極11に対して、厚み方向に振動可能になっている。また、第二振動電極13は、各板バネ26を介して、固定電極11に対して、厚み方向に振動可能になっている。また、第一振動電極12および第二振動電極13は、接続部材14により、同じ方向に移動し、同時に振動するようになっている。
Thereby, the first vibrating
また、第一外側固定電極15は、平面視においては円板状を成しており複数の音孔15aを有している。第一外側固定電極15は、端部に端子28を有している。第一外側固定電極15は、第一振動電極12における固定電極11とは反対側に、第一振動電極12と対向するよう配置されている。第一外側固定電極15は、固定部材34によって、支持部17に対して固定されている。第二外側固定電極16は、第一外側固定電極15と同じ厚みを有する円板状を成しており複数の音孔16aを有している。第二外側固定電極16は、端部に端子29を有している。そして、第二振動電極13における固定電極11とは反対側に、第二振動電極13と対向するよう配置されている。第二外側固定電極16は、固定部材35によって第二の枠体22に対して固定されている。
The first outer fixed
なお、図5に示す一例では、固定電極11、第一振動電極12、第二振動電極13、第一外側固定電極15、及び第二外側固定電極16は、低抵抗の導電性シリコン製である。また、接続部材14は、中央部が導電性シリコン製であり、それぞれ第一振動電極12と第二振動電極13とに接続した両端部が、絶縁性のエポキシ樹脂のSU−8から成っている。また、第一の枠体21および第二の枠体22は、低抵抗の導電性シリコン製である。固定部材23、34、35は、絶縁性のエポキシ樹脂のSU−8から成っている。固定電極11の端子11b、第一の枠体21の端子25、および第二の枠体22の端子27、第一外側固定電極15の端子28及び、第二外側固定電極16の端子29は、導電性のTi/Au層から成っている。
In the example shown in FIG. 5, the fixed
なお、本実施例における第一外側固定電極15及び、第二外側固定電極16は図6に示すようなプロセスによって形成される。図6では第二外側固定電極16を例にとって説明する。先ずは図6(a)に示すように、シリコン基板16b上に酸化膜16cが形成される。次に、図6(b)に示すように、酸化膜16cの上にレジスト16dが形成され、音孔16aに相当する部分がフォトリソグラフィーによって除去される。次に図6(c)に示すように、音孔16aに相当する部分の酸化膜16cが除去されるとともに、残っているレジスト16dが除去される。次に図6(d)に示すように、DRIE(深掘り反応性
イオンエッチング:Deep Reactive Ion Etching)により、シリコン基板16bがエッチングされ音孔16aが形成される。次に図6(e)に示すように、残りの酸化膜16cが除去され、スパッタリングによって電極Ti/Au二層膜29が形成されるとともに、スピンコート+フォトリソグラフィーにより、感光性エポキシ樹脂(SU8)による固定部材35が形成される。
The first outer fixed
次に、図7では、図5に示す音波発生部10b全体の製造プロセスの例について説明する。先ず、図7(a)に示すように、SOI(Silicon on Insulator)基板において、ベースシリコン層41が厚さ400μm、ベースシリコン層41の上下の酸化シリコンの絶縁層42が厚さ5μm、シリコン活性層43が厚さ20μmとなるように形成される。ベースシリコン層41及びシリコン活性層43は静電引力を発生させる電極として用いるので、例えば抵抗率は0.02Ωcm程度の低抵抗が望ましい。
Next, in FIG. 7, an example of the manufacturing process of the entire
そして、本実施例では、SOI基板のシリコン活性層43をフォトリソグラフィーとドライエッチングにより絶縁層42までスリット上にエッチング除去し第一振動電極12を直径1000μmの円形に形成する。この時にエッチング除去しない部分を梁(幅100μm/長さ100μm)として残し、第一振動電極12を4本の梁で外周部と連結することにより第一振動電極12を支持するスプリング24を形成する。第一振動電極12を保持しているシリコン活性層43にはスパッタリング法により電極となるTi/Au二層膜(Ti0.3μm/Au1μm)25を形成する。
In this embodiment, the silicon
次に、図7(b)に示すように、第一振動電極12が形成されているシリコン活性層43に感光性エポキシ樹脂(SU−8)を厚さ100μmにスピンコートの手法で形成し、その後にフォトリソグラフィーの手法により、第一振動電極12を形成したスリットを囲む外周部21と第一振動電極12の中央部に(SU−8)が残るようにして、電極スペーサー23及び接続部材(直径100μm)14を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, a photosensitive epoxy resin (SU-8) is formed on the silicon
次に、図7(c)に示すように、厚さ200μmの低抵抗(抵抗率0.02Ωcm)のシリコン基板44を、シリコン活性層43に図7(b)で形成したSU−8において接着し、シリコン基板44上に、第二の電極であるTi/Au二層膜(Ti0.3μm/Au1μm)11bを形成する。そして、図7(d)に示すように、シリコン基板44上で、下部に接着されたシリコン活性層43の連結部材14に相対する位置に内径120μm、幅20μmのスリットをフォトリソドライエッチングの手法で形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, a 200 μm-thick low-resistance (resistivity 0.02 Ωcm)
次に、図7(e)に示すように、厚さ400μmの低抵抗(抵抗率0.02Ωcm)シリコン基板45において、フォトリソグラフィーとドライエッチングによりスリット状に深さ20μmまでエッチング除去することで、第二振動電極13となる部分を直径1000μmの円形に形成する。この時にエッチング除去しない部分を梁(幅100μm/長さ100μm)として残し、第二振動電極13を4本の梁により外周部と連結して第二振動電極13を支持するスプリング26となる部分も形成する。また、シリコン基板45のエッチング除去した反対の面にはスパッタリング法より電極となるTi/Au二層膜(Ti0.3μm/Au1μm)27を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (e), the low resistance (resistivity 0.02 Ωcm)
次に、図7(f)に示すように、シリコン基板45の第二振動電極13が形成されている側に感光性エポキシ樹脂SU−8を厚さ100μmにスピンコートの手法で形成し、その後にフォトリソグラフィーの手法により、第二振動電極13を囲む外周部と第二振動電極13の中央部に感光性エポキシ樹脂SU−8が残るようにして、電極スペーサー23及び接続部材(直径100μm)14をさらに形成する。シリコン基板45における感光性エポキシ樹脂SU−8形成面をシリコン基板44に、第一振動電極12と第二振動電極13が相対する位置となるように接着する。
Next, as shown in FIG. 7F, a photosensitive epoxy resin SU-8 is formed to a thickness of 100 μm on the side of the
次に、図8(a)に示すように、シリコン基板45をTi/Au二層膜(Ti0.3μm/Au1μm)27の側からフォトリソグラフィーとドライエッチングにより、第二振動電極13及び梁を含む範囲でスリットが形成された深さまでエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 8A, the
そして、図8(b)に示すように、SOI(Silicon on Insulator)基板において、ベースシリコン層41と酸化シリコンの絶縁層42をフォトリソグラフィーとドライエッチングの手法で第一振動電極12及び梁を含む範囲で除去する。
Then, as shown in FIG. 8B, in the SOI (Silicon on Insulator) substrate, a
次に、図8(c)に示すように、シリコン基板45の固定電極11とは反対側の面に、図6(e)で形成した第二固定電極16及び厚さ100μmの感光性エポキシ樹脂(SU−8)層の固定部材35を接着する。さらに、図8(d)に示すように、シリコン基板45の固定電極11とは反対側の面に、図6と同様の方法で形成した第一固定電極15及び厚さ100μmの感光性エポキシ樹脂(SU−8)層の固定部材34を接着する。こうして、図5に示す静電容量型スピーカー10の音波発生部10aを製造することができる。
Next, as shown in FIG. 8C, the second fixed
静電容量型スピーカー10では、中央の固定電極11に設けられた貫通孔11aは、接続部材14を通すためだけに使用されるため、複数の音孔を設ける場合と比較して、固定電極11の表面積に対する割合を非常に小さくすることができる。このため、各固定電極の音孔による影響が大きい従来の静電容量型スピーカーと比べて、消費電力を抑制することができる。また、静電容量型スピーカー10は、第一振動電極12と第二振動電極13とが接続部材14で接続されているため、第一振動電極12および第二振動電極13のいずれが一方のみが周縁部が固定される構成としてもよい。
In the
なお、静電容量型スピーカー10における、第一振動電極12および/または第二振動電極13が薄膜から成っていてもよい。この場合でも、図1および図2に示したのと同様の原理に従って第一振動電極12および/または第二振動電極13を振動させることができ、音波を出力することができる。なお、この場合の薄膜は、厚さ1〜50μm、直径5mm以下であることが望ましい。
Note that the first vibrating
本発明に係る静電容量型スピーカー10は、音波を発生する用途であれば、いかなる用途に利用されてもよい。なお、本明細書中での「音波」とは、可聴域の周波数の弾性波だけでなく、可聴域以外の周波数の弾性波も含むものである。本発明に係る静電容量型スピーカー10は、音声信号入力手段による振動体の振動により、可聴域の音波を発生可能に構成される他、可聴域より高い周波数の超音波を発生可能に構成された超音波発生装置として、あるいは、可聴域より低い周波数の超低周波波を発生可能に構成された超低周波音発生装置などとして構成されてもよい。すなわち、本明細書において、静電容量型の音波発生装置は、可聴域を含む広い周波数の音波を発生させる装置として特定され、静電容量型スピーカー10は、特に、可聴域の周波数の音波を発生させる装置として特定されている。
The
また、上記の実施例においては、静電容量型スピーカー10が、半導体製造技術を用いたMEMS静電容量型スピーカーである場合について説明したが、本発明の構成は、MEMS以外の静電容量型スピーカーや静電容量型の音波発生装置、例えば、所謂コンデンサ型のスピーカー、ヘッドホン、イヤホン等にも適用可能である。
Further, in the above-described embodiments, the case where the
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明1>
板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔(11
a)を有する固定電極(11)と、
板状または膜状の形状を有し、前記固定電極(11)と対向するように前記固定電極(11)を挟んで配置され、前記固定電極(11)に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極(12、13)と、
前記貫通孔(11a)を通して、前記複数の振動電極(12、13)を接続する接続部材(14)と、
板状の形状を有し、前記振動電極(12、13)に対して前記固定電極(11)と反対側から対向することで、前記振動電極(12、13)を前記固定電極(11)とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極(15、16)と、
を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置(10)。
<発明2>
前記複数の振動電極(12、13)の各々が、該振動電極(12、13)を挟む固定電極(11)及び外側固定電極(15、16)との間に生じる静電引力により、同じ方向に移動または変形するように、前記固定電極(11)、前記複数の振動電極(12、13)及び、前記複数の外側固定電極(15、16)に電圧を印加する音響信号入力手段(10b)をさらに備えたことを特徴とする、発明1に記載の静電容量型の音波発生装置。
<発明3>
前記固定電極(11)及び前記複数の外側固定電極(15、16)を、その周縁部で固定すると共に、前記複数の振動電極(12、13)の少なくとも一方を、その周縁部で固定することを特徴とする、発明1または2に記載の静電容量型の音波発生装置。
<発明4>
二つの前記振動電極(12、13)及び二つの前記外側固定電極(15、16)を備え、
前記音響信号入力手段(10b)は、
プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極(15、16)に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極(11)に印加し、
前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極(12、13)に印加するよう構成されたことを特徴とする、発明1から3のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置。
<発明5>
発明1から4のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置から成り、前記音響信号入力手段(10b)による前記複数の振動電極(12、13)の振動により可聴域の音波を発生可能に構成されたことを特徴とする、静電容量型スピーカー(10)。
In the following, in order to make it possible to compare the configuration requirements of the present invention with the configuration of the embodiment, the configuration requirements of the present invention are described with reference numerals in the drawings.
<
One or a plurality of through-holes (11 having a plate shape and penetrating in the thickness direction)
a fixed electrode (11) having a);
It has a plate-like or film-like shape, and is arranged with the fixed electrode (11) sandwiched so as to face the fixed electrode (11), and at least the central part of the fixed electrode (11) is in the thickness direction A plurality of vibrating electrodes (12, 13) movably provided on the
A connecting member (14) for connecting the plurality of vibrating electrodes (12, 13) through the through hole (11a);
It has a plate-like shape and faces the vibration electrode (12, 13) from the opposite side to the fixed electrode (11), thereby allowing the vibration electrode (12, 13) together with the fixed electrode (11). A plurality of outer fixed electrodes (15, 16) arranged to sandwich,
A capacitive sound wave generator (10), comprising:
<
Each of the plurality of vibrating electrodes (12, 13) has the same direction due to electrostatic attraction generated between the fixed electrode (11) and the outer fixed electrodes (15, 16) sandwiching the vibrating electrode (12, 13). Acoustic signal input means (10b) for applying a voltage to the fixed electrode (11), the plurality of vibrating electrodes (12, 13) and the plurality of outer fixed electrodes (15, 16) so as to move or deform The capacitive sound wave generator according to
<Invention 3>
The fixed electrode (11) and the plurality of outer fixed electrodes (15, 16) are fixed at the periphery thereof, and at least one of the plurality of vibration electrodes (12, 13) is fixed at the periphery thereof. The electrostatic capacity type sound wave generator according to
<Invention 4>
Two vibrating electrodes (12, 13) and two outer fixed electrodes (15, 16),
The acoustic signal input means (10b)
A positive or negative bias voltage is applied to the two outer fixed electrodes (15, 16), and an inverted bias voltage obtained by inverting the polarity of the bias voltage is applied to the fixed electrode (11).
An acoustic signal is converted into an analog signal based on the bias voltage, the inverted bias voltage, or a voltage between the bias voltage and the inverted bias voltage, and an inverted analog signal in which the polarity of the analog signal is inverted is generated. The capacitive acoustic wave according to any one of
<Invention 5>
The capacitive sound wave generating device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein sound waves in an audible range are generated by vibrations of the plurality of vibration electrodes (12, 13) by the acoustic signal input means (10b). A capacitive speaker (10) characterized by being configured to be generated.
10・・・静電容量型スピーカー
10a・・音波発生部
10b・・・音響信号入力部
11・・・固定電極
11a・・貫通孔
11b・・端子
12・・・第一振動電極
13・・・第二振動電極
14・・・接続部材
15・・・第一外側固定電極
16・・・第二外側固定電極
31・・・バイアス発生部
32・・・電圧変換部
32a・・・音声入力端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
板状または膜状の形状を有し、前記固定電極と対向するように前記固定電極を挟んで配置され、前記固定電極に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極と、
前記貫通孔を通して、前記複数の振動電極を接続する接続部材と、
板状の形状を有し、前記振動電極に対して前記固定電極と反対側から対向することで、前記振動電極を前記固定電極とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極と、
を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置。 A fixed electrode having a plate-like shape and having one or a plurality of through holes provided so as to penetrate in the thickness direction;
A plurality of plate-like or film-like shapes, arranged so as to face the fixed electrode, with the fixed electrode interposed therebetween, and at least a central portion of the fixed electrode being provided to be movable in the thickness direction A vibrating electrode;
A connection member for connecting the plurality of vibration electrodes through the through hole;
A plurality of outer fixed electrodes, each having a plate-like shape and disposed so as to sandwich the vibration electrode together with the fixed electrode by facing the vibration electrode from the side opposite to the fixed electrode;
A capacitive sound wave generator characterized by comprising:
前記音響信号入力手段は、
プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極に印加し、
前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極に印加するよう構成されたことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置。 Two vibration electrodes and two outer fixed electrodes,
The acoustic signal input means includes
A positive or negative bias voltage is applied to the two outer fixed electrodes, and an inverted bias voltage obtained by reversing the polarity of the bias voltage is applied to the fixed electrode.
An acoustic signal is converted into an analog signal based on the bias voltage, the inverted bias voltage, or a voltage between the bias voltage and the inverted bias voltage, and an inverted analog signal in which the polarity of the analog signal is inverted is generated. 4. The capacitance-type sound wave generator according to claim 1, wherein an analog signal and the inverted analog signal are applied to the two vibrating electrodes, respectively. 5.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018046404A JP2019161472A (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Capacitive sound wave generator and capacitive speaker |
| PCT/JP2019/010686 WO2019177122A1 (en) | 2018-03-14 | 2019-03-14 | Electrostatic sound wave generation device and electrostatic speaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018046404A JP2019161472A (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Capacitive sound wave generator and capacitive speaker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019161472A true JP2019161472A (en) | 2019-09-19 |
Family
ID=67906727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018046404A Pending JP2019161472A (en) | 2018-03-14 | 2018-03-14 | Capacitive sound wave generator and capacitive speaker |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019161472A (en) |
| WO (1) | WO2019177122A1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4533794A (en) * | 1983-05-23 | 1985-08-06 | Beveridge Harold N | Electrode for electrostatic transducer |
| JP5545091B2 (en) * | 2010-07-14 | 2014-07-09 | ヤマハ株式会社 | Electrostatic speaker |
| FR2963192B1 (en) * | 2010-07-22 | 2013-07-19 | Commissariat Energie Atomique | MEMS TYPE PRESSURE PULSE GENERATOR |
| JP5760878B2 (en) * | 2010-09-08 | 2015-08-12 | ヤマハ株式会社 | Electrostatic acoustic transducer |
| JP6288668B2 (en) * | 2014-01-09 | 2018-03-07 | 株式会社オーディオテクニカ | Condenser headphones |
-
2018
- 2018-03-14 JP JP2018046404A patent/JP2019161472A/en active Pending
-
2019
- 2019-03-14 WO PCT/JP2019/010686 patent/WO2019177122A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019177122A1 (en) | 2019-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101781901B1 (en) | Electro-acoustic transducer | |
| JP5711860B1 (en) | Piezoelectric sounder and electroacoustic transducer | |
| JP3873990B2 (en) | Ultrasonic transducer and ultrasonic speaker using the same | |
| Garud et al. | A novel MEMS speaker with peripheral electrostatic actuation | |
| JP7149585B2 (en) | Electroacoustic transducer and electroacoustic transducer | |
| CN111866675A (en) | Speaker monomer, speaker module and electronic equipment | |
| JP2019114958A (en) | Electro-acoustic transducer | |
| CN114339552A (en) | a sound device | |
| CN114026883B (en) | Sound pressure-electric signal conversion device and conversion method thereof | |
| JP2008141380A (en) | Vibration element using electroactive polymer | |
| JP6758654B2 (en) | Capacitive sound wave generator, capacitive sound wave generator and capacitive speaker | |
| EP2884765B1 (en) | Acoustic generator, acoustic generation device, and electronic apparatus | |
| GB2432742A (en) | Electrostatic loudspeaker with stators and vibrator having the same polarity | |
| WO2019177122A1 (en) | Electrostatic sound wave generation device and electrostatic speaker | |
| JP4899590B2 (en) | Electrostatic speaker | |
| Glacer et al. | Silicon microspeaker with out-of-plane displacement | |
| JP2003153395A (en) | Electroacoustic transducer | |
| JP2019080091A5 (en) | Capacitance type sound wave generation device, capacitance type sound wave generator and capacitance type speaker | |
| JP4131179B2 (en) | Giant magnetostrictive broadband ultrasonic generator | |
| WO2020174524A1 (en) | Electrostatic sound wave generation device and electrostatic speaker | |
| CN117981354A (en) | Multilayer electrostatic transducer | |
| JP2023056253A (en) | transducer | |
| JP2012217013A (en) | Oscillation device and electronic apparatus | |
| JP4697007B2 (en) | Electrostatic speaker | |
| US20230051555A1 (en) | Transducer and driving method thereof, and system |