JP2008258864A - Electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, sound signal reproducing method of electrostatic ultrasonic transducer, display device, and directional acoustic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指向性の鋭い音響放射装置に使用される静電型超音波トランスデューサに係
り、具体的には安定した膜振動が得られる、静電型超音波トランスデューサ、該静電型超
音波トランスデューサを備える超音波スピーカ、静電型超音波トランスデューサの音声信
号再生方法、超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システムに関する。
The present invention relates to an electrostatic ultrasonic transducer used in a directivity acoustic radiation device, and more specifically, an electrostatic ultrasonic transducer capable of obtaining stable membrane vibration, and the electrostatic ultrasonic transducer The present invention relates to an ultrasonic speaker provided with the above, an audio signal reproducing method for an electrostatic ultrasonic transducer, a display device provided with the ultrasonic speaker, and a directional acoustic system.
指向性の鋭い音響放射装置に使用される超音波トランスデューサとしては、圧電方式と
静電方式のものが提案されている。圧電方式の超音波トランスデューサは共振点が鋭く広
帯域化が困難であるため音再現性に乏しいという欠点を有している(例えば、特許文献1
、2を参照)。
As an ultrasonic transducer used for an acoustic radiation device with sharp directivity, a piezoelectric type and an electrostatic type have been proposed. Piezoelectric ultrasonic transducers have a drawback that sound reproducibility is poor because the resonance point is sharp and it is difficult to increase the bandwidth (for example, Patent Document 1).
2).
これに対し静電方式の超音波トランスデューサは振動膜の共振自体が鋭くなく、また音
響管の気柱共鳴現象を用いる事で広帯域化が可能で音再現性に優れている(音質がよい)
という長所を持つ(例えば、特許文献3を参照)。
On the other hand, the electrostatic ultrasonic transducer does not have a sharp resonance of the diaphragm itself, and can be broadened by using the air column resonance phenomenon of an acoustic tube and has excellent sound reproducibility (good sound quality).
(For example, refer to Patent Document 3).
図13は、従来技術の静電型超音波トランスデューサ3を示す図である。図13(A)
は静電型超音波トランスデューサ3の断面を示しており、静電型超音波トランスデューサ
3は、振動電極(電極層)32を有する振動膜30と、該振動膜30のそれぞれの面に対
向して設けられた前面側固定電極60A及び背面側固定電極60Bからなる一対の固定電
極とを有している。振動膜30は電極を形成する振動電極(電極層)32を誘電体膜(絶
縁膜)31、33で挟むように形成されている。
FIG. 13 is a diagram showing a conventional electrostatic
Shows a cross section of the electrostatic
また、振動膜30を挟持する前面側固定電極60Aには複数の貫通穴61Aが設けられ
ており、かつ背面側固定電極60Bには前面側固定電極60Aに設けた各貫通穴61Aに
対向する位置に同一形状の貫通穴61Bが設けられている。前面側固定電極60Aと背面
側固定電極60Bは、それぞれ支持部材62によって振動膜30から所定のギャップを隔
てて支持されており、振動膜30と固定電極とが一部空隙を介して対向するように支持部
材62は形成されている。図13(B)はトランスデューサの片側平面外観を示したもの
であり、前面側固定電極60A上に複数の貫通穴61Aがハニカム状に配列されている。
The front-side fixed
直流電源36は、振動電極32に直流バイアス電圧を印加するための電源であり、交流
信号37A、37Bは、振動膜30を駆動するために、前面側固定電極60Aと背面側固
定電極60Bに印加される信号である。上記の構成により、静電型超音波トランスデュー
サ3の前面側固定電極60Aと背面側固定電極60Bとには、センタータップを基準にし
て、振幅が等しく、位相が互いに反転した交流信号37A、37Bが印加される。
The
このようにして、交流信号の極性の変化に応じて振動膜30が同方向に静電吸引と静電
斥力を受けながら、交互に静電力が働く方向が変化するので、大きな膜振動、すなわち、
パラメトリックアレイ効果を得るのに十分な音圧レベルの音響信号を発生することができ
る。このように、図10に示す静電型超音波トランスデューサ3は、振動膜30が一対の
固定電極60A、60Bから力を受けて振動することからプッシュプル(Push−Pu
ll)型の静電型超音波トランスデューサと呼ばれている。
An acoustic signal having a sound pressure level sufficient to obtain the parametric array effect can be generated. As described above, the electrostatic
ll) type electrostatic ultrasonic transducer.
上述した静電型超音波トランスデューサは、共振型の超音波トランスデューサに比べて
、広帯域化が可能で音再現性に優れている(音質がよい)という長所を有している。
The electrostatic ultrasonic transducer described above has the advantages of being capable of widening the band and having excellent sound reproducibility (good sound quality) as compared to the resonant ultrasonic transducer.
しかし、この静電型超音波トランスデューサではその構造上、一対の電極で振動膜を均
一な力で押さえることが難しく、その結果上記一対の電極間に空隙が発生するなどして、
上記一対の電極で振動膜を均一な力、均一な距離で挟持することが困難であった。
静電型超音波トランスデューサでは、振動膜が安定して同一の振動をすることで、高い
音響エネルギーを空中に放出することが必要とされているが、従来の静電型超音波トラン
スデューサでは振動膜の安定振動に限界があった。
However, with this electrostatic ultrasonic transducer, due to its structure, it is difficult to hold the vibrating membrane with a pair of electrodes with a uniform force, resulting in a gap between the pair of electrodes.
It was difficult to sandwich the vibrating membrane with a uniform force and a uniform distance between the pair of electrodes.
In an electrostatic ultrasonic transducer, it is necessary to release high acoustic energy into the air by virtue of a stable vibration of the vibrating membrane. However, in a conventional electrostatic ultrasonic transducer, a vibrating membrane is required. There was a limit to the stable vibration.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一対の電極で振動膜を均等な
力で挟持でき、安定した膜振動が得られる静電型超音波トランスデューサ、該静電型超音
波トランスデューサを備える超音波スピーカ、静電型超音波トランスデューサの音声信号
再生方法、超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システムを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an electrostatic ultrasonic transducer capable of holding a vibrating membrane with a uniform force between a pair of electrodes and obtaining stable membrane vibration, and the electrostatic ultrasonic transducer. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic speaker including an ultrasonic transducer, an audio signal reproducing method of an electrostatic ultrasonic transducer, a display device including an ultrasonic speaker, and a directional acoustic system.
上記目的を達成するために、本発明の静電型超音波トランスデューサは、貫通穴を有す
る第1の電極と、貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2
の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置されかつ前記第1の電極と前記第2の電極と
からなる一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印
加される振動膜と、を含み、前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは
反対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するように
して、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、前記一対の電
極間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波が印加さ
れることを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板
状固定部材の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等
で押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおけ
る一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほ
ぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる
。
In order to achieve the above object, an electrostatic ultrasonic transducer of the present invention includes a first electrode having a through hole, a second electrode having a through hole, the through hole of the first electrode, and the Second
The through hole of the electrode of the first electrode is disposed so as to make a pair and is sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode, and has a conductive layer, and a DC bias voltage is applied to the conductive layer. And a convex portion of a plate-shaped fixing member having a convex shape around a central portion of the surface of either one of the pair of electrodes opposite to the vibrating membrane. The plate-shaped fixing member and the pair of electrodes are integrally fixed so as to contact each other, and a carrier wave in an ultrasonic frequency band is modulated between the pair of electrodes by a signal wave in an audible frequency band. A modulated wave is applied.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面が
凸面状の曲面に形成されていることを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸面で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Is formed in a convex curved surface.
With the above-described configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is brought into contact with the convex surface of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed down. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面の
中央部に突起を有することを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の中央部に形成された突起に当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定
部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トラン
スデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果
一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した
膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. It has a protrusion in the center part of.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration film is in contact with the protrusion formed at the center of the plate-shaped fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is the plate-shaped The fixing member is fixed so as to be pressed by a screw or the like. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、スリット状の貫通穴を有する第1の
電極と、スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記
第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置され、かつ前記第1の電極と前記第2の
電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電
圧が印加される振動膜と、を含み、前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の
長手方向に配置された電極層を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振
動膜とは反対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接す
るようにして、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、前記
一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯域の信
号波で変調した変調波が印加されることを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a first electrode having a slit-like through hole, a second electrode having a slit-like through hole, the through-hole of the first electrode, and the The through hole of the second electrode is disposed so as to make a pair, and is sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode, and has a conductive layer. A vibrating membrane to which a DC bias voltage is applied, and the pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole, and one of the pair of electrodes The plate-shaped fixing member and the pair of electrodes are integrated with each other so that the convex portion of the plate-shaped fixing member having a convex shape is in contact with the vicinity of the central portion of the surface of the one electrode opposite to the vibrating membrane. And the electrode layer in the pair of electrodes To is characterized in that modulated wave obtained by modulating the carrier wave in the ultrasonic frequency band by signal waves in the audio frequency band is applied.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面が
凸面状の曲面に形成されていることを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸面で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Is formed in a convex curved surface.
With the above-described configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is brought into contact with the convex surface of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed down. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面の
中央部に突起を有することを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の中央部に形成された突起に当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定
部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トラン
スデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果
一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した
膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. It has a protrusion in the center part of.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration film is in contact with the protrusion formed at the center of the plate-shaped fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is the plate-shaped The fixing member is fixed so as to be pressed by a screw or the like. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記第1の電極の前記貫通穴および
前記第2の電極の前記貫通穴の内部に、前記貫通穴の長手方向に平行であると共に前記振
動膜の非振動時における表面に対して前記貫通穴の深さ方向に所定の間隔を持って対向す
る振動膜対向面を備えるブリッジ部を有し、前記ブリッジ部の前記振動膜対向面に前記電
極層が形成されていることを特徴とする。
上記構成の静電型超音波トランスデューサでは、振動膜を挟持する一対の電極のそれぞ
れに、スリット状(矩形状)の貫通穴を複数設け、前記貫通穴の長手方向に平行であると
共に前記振動膜の非振動時における表面に対して前記貫通穴の深さ方向に所定の間隔を持
って対向する振動膜対向面を備えるブリッジ部を有し、前記ブリッジ部の前記振動膜対向
面に電極層を形成する。
これにより、電極とブリッジ部とを一体として形成することができると共に、電極層を
容易に形成できる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the vibrating membrane is parallel to the longitudinal direction of the through hole inside the through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode. A bridge portion having a diaphragm facing surface facing the surface in the depth direction of the through hole with respect to the surface during non-vibration, and the electrode layer on the diaphragm facing surface of the bridge portion Is formed.
In the electrostatic ultrasonic transducer having the above-described configuration, a plurality of slit-like (rectangular) through holes are provided in each of the pair of electrodes that sandwich the vibration film, and the vibration film is parallel to the longitudinal direction of the through hole. A bridge portion having a diaphragm facing surface facing the surface in the depth direction of the through hole with respect to the surface during non-vibration, and an electrode layer is provided on the diaphragm facing surface of the bridge portion. Form.
Thereby, while being able to form an electrode and a bridge | bridging part integrally, an electrode layer can be formed easily.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記第1の電極、第2の電極、およ
び前記ブリッジ部が非導電性材料で形成されていることを特徴とする。
上記構成の静電型超音波トランスデューサでは、 上記構成の静電型超音波トランスデ
ューサでは、第1の電極、第2の電極、およびブリッジ部を非導電性材料で形成し、ブリ
ッジ部の振動膜対向面に電極層を形成する。
これにより、静電型超音波トランスデューサの電極をプラスチック等の材料で形成する
ことができ、静電型超音波トランスデューサを軽量かつ安価に製作できる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is characterized in that the first electrode, the second electrode, and the bridge portion are formed of a non-conductive material.
In the electrostatic ultrasonic transducer having the above configuration, in the electrostatic ultrasonic transducer having the above configuration, the first electrode, the second electrode, and the bridge portion are formed of a nonconductive material, and the bridge portion is opposed to the vibration film. An electrode layer is formed on the surface.
Thereby, the electrode of the electrostatic ultrasonic transducer can be formed of a material such as plastic, and the electrostatic ultrasonic transducer can be manufactured at a low cost and at a low cost.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記第1の電極と前記第2の電極と
の少なくともいずれか一方に、前記貫通穴の内部に前記貫通穴を短手方向に横断する補強
部材を有することを特徴とする。
上記構成の静電型超音波トランスデューサでは、振動膜を挟持する一対の電極である前
記第1の電極と前記第2の電極との少なくともいずれか一方に、前記貫通穴の内部に前記
貫通穴を短手方向に横断する補強部材を設ける。
これにより、振動膜の振動面積を増大するとともに、音響信号を放射する開口部の面積
を増大させることができる効果に加えて、静電型超音波トランスデューサの電極の強度を
増すことができる。このため、大きな面積(例えば、50mm×50mm以上)の静電型
超音波トランスデューサを製作することが可能になる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, at least one of the first electrode and the second electrode may be a reinforcing member that crosses the through hole in the short direction inside the through hole. It is characterized by having.
In the electrostatic ultrasonic transducer having the above-described configuration, the through hole is formed in the through hole in at least one of the first electrode and the second electrode which are a pair of electrodes sandwiching the vibration film. A reinforcing member that crosses in the short direction is provided.
Thereby, in addition to the effect of increasing the vibration area of the vibration film and increasing the area of the opening that radiates the acoustic signal, the strength of the electrode of the electrostatic ultrasonic transducer can be increased. For this reason, it is possible to manufacture an electrostatic ultrasonic transducer having a large area (for example, 50 mm × 50 mm or more).
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記振動膜は、導電層が多層に形成
されていることを特徴とする。
上記構成の静電型超音波トランスデューサでは、振動膜の導電層(振動電極)を多層に
形成する。
これにより、振動膜に加わる静電力を高めることができ、振動膜の振幅を増大させ、出
力される音響信号の音圧レベルを増大させることができる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention is characterized in that the vibration film has a multi-layered conductive layer.
In the electrostatic ultrasonic transducer having the above configuration, the conductive layer (vibrating electrode) of the vibrating membrane is formed in multiple layers.
Thereby, the electrostatic force applied to the diaphragm can be increased, the amplitude of the diaphragm can be increased, and the sound pressure level of the output acoustic signal can be increased.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、貫通穴を有する第1の電極と、貫通
穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴と
が対をなすように配置されかつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に
挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を
含み、前記第1の電極と、第2の電極とは、前記貫通穴の内部に、前記振動膜に対して対
向する対向電極部を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反
対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにし
て、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、前記一対の電極
間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した変調波が印加され
ることを特徴とする。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
さらに、貫通穴内に、振動膜の振動領域(貫通穴に対面する振動膜の部分)に対向して
対向電極部を配する。
これにより、振動膜の振動領域の膜振幅量を増大させることができる。
The electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a first electrode having a through hole, a second electrode having a through hole, the through hole of the first electrode, and the second electrode. The through hole is disposed in a pair and is sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode, and has a conductive layer, and a DC bias voltage is applied to the conductive layer. The first electrode and the second electrode each have a counter electrode portion facing the vibration film inside the through hole, and any of the pair of electrodes The plate-shaped fixing member and the pair of electrodes are arranged so that the convex portion of the plate-shaped fixing member having a convex shape is in contact with the vicinity of the central portion of the surface of the other electrode opposite to the vibrating membrane. In addition to being fixed integrally, a carrier in an ultrasonic frequency band is interposed between the pair of electrodes. Wherein the modulated wave obtained by modulating the waves at the signal wave in the audio frequency band is applied.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
Further, a counter electrode portion is disposed in the through hole so as to face the vibration region of the vibration film (the portion of the vibration film facing the through hole).
Thereby, the film | membrane amplitude amount of the vibration area | region of a vibration film can be increased.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記対向電極部は、前記貫通穴の外
周部と内部とを架橋するブリッジ構造の対向電極部であることを特徴とする。
上記構成により、貫通穴内に、振動膜の振動領域(貫通穴に対面する振動膜の部分)に
対向して前記貫通穴の外周部と内部とを架橋するブリッジ構造の対向電極部が配置される
。
これにより、振動膜の振動領域の膜振幅量を増大させることができる。
In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the counter electrode portion is a counter electrode portion having a bridge structure that bridges the outer peripheral portion and the inside of the through hole.
With the above configuration, a counter electrode portion having a bridge structure that bridges the outer peripheral portion of the through hole and the inside thereof is disposed in the through hole so as to face the vibration region of the vibration film (the portion of the vibration film facing the through hole). .
Thereby, the film | membrane amplitude amount of the vibration area | region of a vibration film can be increased.
また。本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記ブリッジ構造が十字構造である
ことを特徴とする。
これにより、振動膜の振動領域の膜振幅量を増大させることができる。
Also. In the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the bridge structure is a cross structure.
Thereby, the film | membrane amplitude amount of the vibration area | region of a vibration film can be increased.
また、本発明の超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する信号源から出力さ
れる信号波により超音波周波数帯のキャリア波を変調し、該変調波により静電型超音波ト
ランスデューサを駆動することにより可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカで
あって、前記静電型超音波トランスデューサは、スリット状の貫通穴を有する第1の電極
と、スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2
の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置され、かつ前記第1の電極と前記第2の電極
とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が
印加される振動膜と、を含み、前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手
方向に配置された電極層を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜
とは反対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するよ
うにして、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、前記一対
の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯域の信号波
で変調した変調波が印加されることを特徴とする。
このように構成した本発明の超音波スピーカでは、可聴周波数帯の信号波により超音波
周波数帯のキャリア波を変調し、該変調波により静電型超音波トランスデューサを駆動す
る超音波スピーカにおいて、電極にスリット状の貫通穴を有すると共に、貫通穴の内部に
振動膜と対向する電極層を有する静電型超音波トランスデューサを使用する。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜の振
動面積を増大するとともに、音響信号を放射する開口部の面積を増大させることができる
。その結果、広周波数帯域にわたってパラメトリックアレイ効果を得るのに十分高い音圧
レベルの音響信号を発生することができる超音波スピーカを実現できる。
また、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜を挟んだ一
対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状固定部材の凸部で当接し、前記一対の
電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。
この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面と
なるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力
(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
The ultrasonic speaker of the present invention modulates a carrier wave in the ultrasonic frequency band with a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in the audible frequency band, and an electrostatic ultrasonic transducer is modulated with the modulated wave. An ultrasonic speaker that reproduces signal sound in an audible frequency band by driving, wherein the electrostatic ultrasonic transducer includes a first electrode having a slit-like through hole and a first electrode having a slit-like through hole. Two electrodes, the through hole of the first electrode and the second electrode
The through hole of the electrode is disposed in a pair and is sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode, and has a conductive layer, and a DC bias is applied to the conductive layer. And the pair of electrodes have an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole, and any one of the pair of electrodes The plate-shaped fixing member and the pair of electrodes are integrated with each other such that the convex portion of the plate-shaped fixing member having a convex shape abuts near the central portion of the surface of the electrode opposite to the vibration film. In addition to being fixed, a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes.
In the ultrasonic speaker of the present invention configured as described above, in the ultrasonic speaker that modulates the carrier wave in the ultrasonic frequency band with the signal wave in the audible frequency band and drives the electrostatic ultrasonic transducer with the modulated wave, An electrostatic ultrasonic transducer having a slit-like through-hole and an electrode layer facing the vibration film inside the through-hole is used.
As a result, the vibration area of the vibration film of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker can be increased, and the area of the opening that radiates the acoustic signal can be increased. As a result, it is possible to realize an ultrasonic speaker that can generate an acoustic signal having a sufficiently high sound pressure level to obtain a parametric array effect over a wide frequency band.
Also, the vicinity of the back center of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration membrane of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the pair of electrodes Is fixed so that the peripheral portion thereof is pressed by a screw or the like by the plate-like fixing member.
As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
本発明の静電型超音波トランスデューサの音声信号再生方法は、スリット状の貫通穴を
有する第1の電極と、スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記
貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置され、かつ前記第1の電極
と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直
流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に
前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の
電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の
凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定される、
静電型超音波トランスデューサを使用すると共に、信号源により可聴周波数帯の信号波を
生成する手順と、キャリア波供給源により超音波周波数帯のキャリア波を生成する手順と
、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調した変調信号を生成する手順と
、前記一対の電極における前記電極層間に前記変調信号を印加することにより前記静電型
超音波トランスデューサを駆動する手順と、を含むことを特徴とする。
このような手順を含む静電型超音波トランスデューサの音声信号再生方法では、可聴周
波数帯の信号波により超音波周波数帯のキャリア波を変調し、該変調波により静電型超音
波トランスデューサを駆動する超音波スピーカにおいて、電極にスリット状の貫通穴を有
すると共に、貫通穴の内部に振動膜と対向する電極層を有する静電型超音波トランスデュ
ーサを使用する。
これにより、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜の振
動面積を増大するとともに、音響信号を放射する開口部の面積を増大させることができる
。その結果、広周波数帯域にわたってパラメトリックアレイ効果を得るのに十分高い音圧
レベルの音響信号を発生することができる。
また、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜を挟んだ一
対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状固定部材の凸部で当接し、前記一対の
電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。
この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面と
なるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力
(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
The method of reproducing an audio signal of an electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention includes a first electrode having a slit-like through hole, a second electrode having a slit-like through hole, and the penetration of the first electrode. A hole and the through hole of the second electrode are arranged to make a pair, and sandwiched between a pair of electrodes consisting of the first electrode and the second electrode, and having a conductive layer, A vibration film to which a DC bias voltage is applied to the conductive layer, and the pair of electrodes includes an electrode layer disposed in a longitudinal direction of the through hole inside the through hole, The plate-like fixing member and the pair of electrodes are arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape is in contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the electrodes opposite to the vibrating membrane. And are fixed together,
Using an electrostatic ultrasonic transducer, a procedure for generating a signal wave in an audible frequency band by a signal source, a procedure for generating a carrier wave in an ultrasonic frequency band by a carrier wave supply source, and the audible carrier wave A step of generating a modulation signal modulated by a signal wave in a frequency band, and a step of driving the electrostatic ultrasonic transducer by applying the modulation signal between the electrode layers of the pair of electrodes. Features.
In the audio signal reproducing method of the electrostatic ultrasonic transducer including such a procedure, the carrier wave in the ultrasonic frequency band is modulated by the signal wave in the audible frequency band, and the electrostatic ultrasonic transducer is driven by the modulated wave. In the ultrasonic speaker, an electrostatic ultrasonic transducer having an electrode layer having a slit-like through hole in the electrode and facing the vibration film inside the through hole is used.
As a result, the vibration area of the vibration film of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker can be increased, and the area of the opening that radiates the acoustic signal can be increased. As a result, it is possible to generate an acoustic signal having a sound pressure level that is sufficiently high to obtain a parametric array effect over a wide frequency band.
Also, the vicinity of the back center of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration membrane of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the pair of electrodes Is fixed so that the peripheral portion thereof is pressed by a screw or the like by the plate-like fixing member.
As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の表示装置は、音響ソースから供給される音声信号により超音波周波数帯
域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可
聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系と
、で構成される表示装置であって、前記超音波スピーカの静電型超音波トランスデューサ
は、スリット状の貫通穴を有する第1の電極と、スリット状の貫通穴を有する第2の電極
と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置
され、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導
電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、前記一対の電
極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有し、前記一対の
電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部付近を、凸形
状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前記一対の電極
とを一体的に固定されるとともに、前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波
数帯のキャリア波を可聴周波数帯域の信号波で変調した変調波が印加されることを特徴と
する。
上記構成の表示装置では、電極にスリット状の貫通穴を有すると共に、貫通穴の内部に
振動膜と対向する電極層を有する静電型超音波トランスデューサで構成される超音波スピ
ーカを使用する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給される音声信
号を再生する。
これにより、音響信号を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面
近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。このため、音響信号の再生
範囲の制御も容易に行えるようになる。
また、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜を挟んだ一
対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状固定部材の凸部で当接し、前記一対の
電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。
この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面と
なるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力
(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
The display device of the present invention modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic ultrasonic transducer with the modulated signal to generate a signal sound in an audible frequency band. A display device comprising: an ultrasonic speaker to be reproduced; and a projection optical system that projects an image on a projection surface, wherein the electrostatic ultrasonic transducer of the ultrasonic speaker has a slit-shaped through hole. 1 electrode, a second electrode having a slit-like through hole, the through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged in pairs, and the first electrode A vibration film sandwiched between a pair of electrodes composed of one electrode and the second electrode and having a conductive layer, and a DC bias voltage is applied to the conductive layer, the pair of electrodes, Inside the through hole A plate-shaped fixing member having an electrode layer arranged in the longitudinal direction of the through-hole, and having a convex shape around the central portion on the surface opposite to the vibrating membrane of one of the pair of electrodes The plate-shaped fixing member and the pair of electrodes are integrally fixed so that the convex portions of the pair are in contact with each other, and an ultrasonic frequency carrier wave is audible between the electrode layers of the pair of electrodes. A modulated wave modulated by a signal wave in a band is applied.
In the display device having the above-described configuration, an ultrasonic speaker including an electrostatic ultrasonic transducer having a slit-like through hole in the electrode and an electrode layer facing the vibration film inside the through hole is used. And the audio | voice signal supplied from an acoustic source is reproduced | regenerated by this ultrasonic speaker.
As a result, the acoustic signal can be reproduced so as to be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen with sufficient sound pressure and wide band characteristics. For this reason, it is possible to easily control the reproduction range of the acoustic signal.
Also, the vicinity of the back center of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration membrane of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the pair of electrodes Is fixed so that the peripheral portion thereof is pressed by a screw or the like by the plate-like fixing member.
As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の指向性音響システムは、音響ソースから供給される音声信号のうち第一
の音域の信号により超音波周波数帯域の搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超
音波トランスデューサを駆動し可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、前記
音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を
再生する低音再生用スピーカとを有する指向性音響システムであって、前記超音波スピー
カの静電型超音波トランスデューサは、スリット状の貫通穴を有する第1の電極と、スリ
ット状の貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の
前記貫通穴とが対をなすように配置され、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからな
る一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加され
る振動膜と、を含み、前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配
置された電極層を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対
側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして
、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、前記一対の電極に
おける前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯域の信号波で変調し
た変調波が印加されることを特徴とする。
上記構成の指向性音響システムでは、電極にスリット状の貫通穴を有すると共に、貫通
穴の内部に振動膜と対向する電極層を有する静電型超音波トランスデューサで構成される
超音波スピーカを使用する。そして、この超音波スピーカにより、音響ソースから供給さ
れる音声信号のうち中高音域(第一の音域)の音声信号を再生する。また、音響ソースか
ら供給される音声信号のうち低音域(第二の音域)の音声信号は低音再生用スピーカによ
り再生する。
したがって、中高音域の音響を十分な音圧と広帯域特性を持って、スクリーン等の音波
反射面近傍に形成される仮想音源から発せられるように再生できる。また、低音域の音響
は、音響システムに備えられた低音再生用スピーカから直接出力されるので、低音域の補
強ができ、より臨場感の高い音場環境を創生できる。
また、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランスデューサの振動膜を挟んだ一
対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状固定部材の凸部で当接し、前記一対の
電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。
この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面と
なるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力
(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
Further, the directional acoustic system of the present invention modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with a signal in a first sound range among audio signals supplied from an acoustic source, and an electrostatic ultrasonic transducer is modulated with the modulated signal. An ultrasonic speaker that drives and reproduces a signal sound in an audible frequency band; and a low-frequency sound reproduction speaker that reproduces a signal in a second sound range lower than the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source. The electrostatic ultrasonic transducer of the ultrasonic speaker includes: a first electrode having a slit-like through hole; a second electrode having a slit-like through hole; The through hole of one electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode A vibration layer to which a DC bias voltage is applied to the conductive layer, and the pair of electrodes includes an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole. Then, the plate-shaped fixing member having a convex shape abuts on the vicinity of the center portion of the surface on the opposite side of the vibrating membrane of one of the pair of electrodes, so that the plate-like The fixing member and the pair of electrodes are integrally fixed, and a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes. It is characterized by that.
In the directional acoustic system having the above configuration, an ultrasonic speaker including an electrostatic ultrasonic transducer having a slit-like through hole in the electrode and an electrode layer facing the vibration film inside the through hole is used. . The ultrasonic speaker reproduces an audio signal in the middle / high range (first range) of the audio signal supplied from the acoustic source. In addition, among the audio signals supplied from the acoustic source, an audio signal in a low sound range (second sound range) is reproduced by a low sound reproduction speaker.
Therefore, it is possible to reproduce the mid-high range sound so that it can be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen with sufficient sound pressure and wide band characteristics. Further, since the sound in the low frequency range is directly output from the low sound reproduction speaker provided in the sound system, the low frequency range can be reinforced and a more realistic sound field environment can be created.
Also, the vicinity of the back center of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration membrane of the electrostatic ultrasonic transducer used in the ultrasonic speaker is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the pair of electrodes Is fixed so that the peripheral portion thereof is pressed by a screw or the like by the plate-like fixing member.
As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る
静電型超音波トランスデューサの構成の一例を図1に示す。同図において、1は静電型超
音波トランスデューサであり、静電型超音波トランスデューサ1は、貫通穴(図示せず)
を有する第1の電極10と、貫通穴図示せず)を有する第2の電極20と、第1の電極1
0の貫通穴と第2の電極20の貫通穴とが対をなすように配置されかつ第1の電極10と
第2の電極20とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層(図示せず)を有し、該
導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜30とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An example of the configuration of an electrostatic ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. In the figure,
A
The through hole of 0 and the through hole of the
上記一対の電極10,20は、導電性材料で形成され、もしくは前記貫通穴の内部に振
動膜30と対向する電極層を有しており、上記一対の電極10,20のうちいずれか一方
の電極(本実施形態では、第2の電極20)の上記振動膜30とは反対側の面における中
央部付近を、凸形状(例えば、凸面状の曲面)を有する板状固定部材25の凸部(例えば
、凸面状の曲面)が当接するようにして、該板状固定部材25と上記一対の電極10、2
0とが、螺子28により一体的に固定される。板状固定部材25は、上記一対の電極10
,20と同等かそれ以上の剛性を有する部材で形成されている。
The pair of
0 is integrally fixed by the
, 20 and a member having rigidity equal to or higher than that.
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材25の凸部(例えば、凸面状の曲面)で当接し、前記一対の電極10,20の周
辺部分が上記板状固定部材25により螺子28で押さえつけられるように固定される。こ
の結果、静電型超音波トランスデューサ1における一対の電極10,20は音響放射面が
若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極10,20間にほぼ均一な力が加わ
り、振動膜30が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
With the above-described configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the vibrating membrane comes into contact with the convex portion (for example, convex curved surface) of the plate-like fixing
なお、上記静電型超音波トランスデューサ1が駆動される際には、振動膜30の導電層
に直流バイアス電圧が印加されるとともに、一対の電極10,20の電極間、もしくは一
対の電極10,20における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数
帯の信号波で変調した変調波が印加されるようになっている。
Note that when the electrostatic
次に、本発明の実施形態に係る静電型超音波トランスデューサの他の構成を図2に示す
。同図において、図1に示した静電型超音波トランスデューサと構成上、異なるのは板状
固定部材の形状が異なるだけであり、他の構成は同一である。
図2に示した静電型超音波トランスデューサ1では、板状固定部材26は、一対の電極
10,20のいずれか一方の電極(本実施形態では第2の電極20)の振動膜30とは反
対側の面に当接する前記板状固定部材26の面の中央部に突起26Aを有している。29
は、螺子穴である。
Next, another configuration of the electrostatic ultrasonic transducer according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. In the figure, the configuration differs from the electrostatic ultrasonic transducer shown in FIG. 1 only in the shape of the plate-like fixing member, and the other configurations are the same.
In the electrostatic
Is a screw hole.
上記構成により、振動膜30を挟んだ一対の電極10,20のうちの一方の電極の背面
中央付近が板状固定部材26の中央部に形成された突起26Aに当接し、一対の電極10
,20の周辺部分が上記板状固定部材26により螺子28で押さえつけられるように固定
される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若
干凸面となるように構成され、その結果一対の電極10,20間にほぼ均一な力が加わり
、振動膜30が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
なお、図1、図2の例では、第1の電極10、第2の電極と、板状固定部材(25また
は26)とを螺子により一体的に固定するようにしたが、これに限らず、接着剤等により
固定するようにしてもよい。
With the above-described configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of
, 20 is fixed by the plate-like fixing
In the example of FIGS. 1 and 2, the
また、音響放射面が凸面状になるように第1の電極10、第2の電極に応力を加え、一
体的に固定する板状固定部材は、図1、図2に示した形状に限らず、例えば、図3に示す
ように中央に断面、半円状の帯状突起27Aを有する板状固定部材としてもよい。図1、
図2に示した板状固定部材の代わりに図3に示した板状固定部材で静電型超音波トランス
デューサ1の第1の電極10、第2の電極20を一体的に固定しても図1、図2の構成に
より得られるのと同様の効果が得られる。なお、29は螺子穴である。
Further, the plate-like fixing member that applies stress to the
The
上述した図1から図3に示した本実施形態に係る静電型超音波トランスデューサの固定
構造は、既述しであれば、全て適用できるものであり、図13の静電型超音波トランスデ
ューサについても適用されるものである。図13の静電型超音波トランスデューサについ
ては既に静電型超音波トランスデューサの構成、動作について説明したので、ここでは説
明を省略する。図1から図3における静電型超音波トランスデューサは、プッシュプル(
Push−Pull)型の静電型超音波トランスデューサを概念的に示したものである。
The electrostatic ultrasonic transducer fixing structure according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3 described above can be applied to all of the electrostatic ultrasonic transducers shown in FIG. Is also applicable. Since the configuration and operation of the electrostatic ultrasonic transducer have already been described for the electrostatic ultrasonic transducer of FIG. 13, the description thereof is omitted here. The electrostatic ultrasonic transducer in FIGS. 1 to 3 is a push-pull (
Fig. 2 conceptually shows a Push-Pull type electrostatic ultrasonic transducer.
次に、本発明(図1〜図3に示すように板状固定部材で一対の電極が一体的に固定され
る構造)が適用される静電型超音波トランスデューサの具体的構成例を図4に示す。但し
、板状補強部材で固定した状態は、省略してある。
図4(A)は、断面図、図4(B)は振動膜側から見た電極の平面図を示している。
Next, a specific configuration example of an electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention (a structure in which a pair of electrodes are integrally fixed by a plate-like fixing member as shown in FIGS. 1 to 3) is applied is shown in FIG. Shown in However, the state fixed with the plate-shaped reinforcing member is omitted.
4A is a cross-sectional view, and FIG. 4B is a plan view of the electrode viewed from the vibrating membrane side.
本発明が適用される静電型超音波トランスデューサ1は、振動膜30とそれを狭持する
一対の電極である前面側電極(第1の電極)10と背面側電極(第2の電極)20と、そ
れを駆動する回路から成る。
An electrostatic
前面側電極10は、振動膜30を挟持するための振動膜支持部11と、スリット状(矩
形状)の貫通穴である開口部13と、開口部(貫通穴)13の内部において該貫通穴の長
手方向に平行に配置されるブリッジ部12とで形成される。このブリッジ部12は、その
底面(振動膜30に対向する振動膜対向面)が、非振動時の振動膜30の膜表面と所定の
間隔(例えば、5〜6μm)を保持するように配置される。また、ブリッジ部12の振動
膜30と対向する振動膜対向面には、電極層14が形成される。
The
同様にして、背面側電極20は、振動膜30を挟持するための振動膜支持部21と、ス
リット状(矩形状)の貫通穴である開口部23と、開口部(貫通穴)23の内部において
該貫通穴の長手方向に平行に配置されるブリッジ部22とで形成される。このブリッジ部
22は、その底面(振動膜30に対向する振動膜対向面)が、非振動時の振動膜30の膜
表面と所定の間隔(例えば、5〜6μm)を保持するように配置される。また、ブリッジ
部22の振動膜30と対向する振動膜対向面には、電極層24が形成される。
Similarly, the
なお、前面側電極10および背面側電極20の厚みは、例えば、1.5mm程度である
。また、図4(B)に示すように、スリット状の貫通穴の幅は、例えば、1.5mm程度
、ブリッジ部の幅は0.5mm程度である。
In addition, the thickness of the
前面側電極10および背面側電極20は非導電性の母材(各種プラスチック、ガラス、
セラミクスなど)で形成され、電極層14、24として金属(金、銀、銅、アルミなど)
のメッキ、印刷、蒸着、ペーストなどを施した構成とする。電極層14、24には回路側
の交流信号37A、37Bにより10〜300V程度のAC電圧が印加される。
The
The electrode layers 14 and 24 are made of metal (gold, silver, copper, aluminum, etc.).
It is set as the structure which gave plating, printing, vapor deposition, paste, etc. of this. An AC voltage of about 10 to 300 V is applied to the electrode layers 14 and 24 by
振動膜30は、振動電極(導電層)32を誘電体膜(絶縁体)31、32で覆って形成
される。例えば、数ミクロン厚の高分子膜(誘電体膜)の片面にメタライズ加工したもの
が、接着剤により積層されている。高分子膜の材料としては、例えばポリ・エチレン・テ
レフタレート(PET)、アラミド、ポリ・エステル、ポリ・エチレン・ナフタレート(
PEN)、ポリ・フェニレン・サルファイド(PPS)などを用いる。振動電極32を形
成するメタライズ部分の材料はAl(アルミ)が最も一般的で、その他、Ni、Cu、S
US、Tiなどでも良い。メタライズ部分の厚さは100Å〜1500Å程度が望ましい
。振動膜のメタライズ部分(振動電極32)には回路側の直流電源36より10〜300
VのDCバイアス電圧が印加される。
The
PEN), polyphenylene sulfide (PPS), or the like is used. The material of the metallized portion forming the vibrating electrode 32 is most commonly Al (aluminum), and other materials such as Ni, Cu, S
US, Ti, etc. may be used. The thickness of the metallized portion is preferably about 100 to 1500 mm. The metallized portion (vibrating electrode 32) of the vibrating membrane is 10 to 300 from the
A DC bias voltage of V is applied.
上記構成の静電型超音波トランスデューサ1の動作は、図13に示した静電型超音波ト
ランスデューサ3と基本的には同じであり、振動膜30のプッシュプル動作により音響信
号を発生する。すなわち、静電型超音波トランスデューサ1において、一対の電極10、
20は、振動膜30を介して対向する位置に同数かつ複数のスリット状の開口部(貫通穴
)13、23を有しており、一対の電極10、20のブリッジ部12、22の各電極層1
4、24の間には信号源37により相互に位相反転した交流信号37A、37Bが印加さ
れるようになっている。電極層14と振動電極32との間、電極層24と振動電極32と
の間には、それぞれコンデンサが形成されている。また、振動膜30の振動電極32には
、直流電源36により単一極性の(本実施形態では正極性の)直流バイアス電圧が印加さ
れる。
The operation of the electrostatic
20 has the same number and a plurality of slit-like openings (through holes) 13 and 23 at positions facing each other with the vibrating
4 and 24 are supplied with
この結果、信号源37から出力される交流信号37Aの正の半サイクルでは、前面側電
極10のブリッジ部12の電極層14に正の電圧が印加されるために、振動膜30の電極
10、20で挟持されていない表面部分15Aには、静電反発力が作用し、表面部分15
Aは、図4上、下方に引っ張られる。
また、このとき、交流信号37Bが負のサイクルとなり、対向する背面側電極20のブ
リッジ部22の電極層24には負の電圧が印加されるために、振動膜30の前記表面部分
15Aの裏面側である裏面部分15Bには、静電吸引力が作用し、裏面部分15Bは、図
4上、さらに下方に引っ張られる。
As a result, in the positive half cycle of the
A is pulled downward in FIG.
Further, at this time, the
したがって、振動膜30の一対の電極10、20により挟持されていない膜部分は、同
方向に静電吸引力と静電反発力(静電斥力)を受ける。これは、信号源37から出力され
る交流信号の負の半サイクルについても同様に、振動膜30の表面部分15Aには図4上
、上方に静電吸引力が、また裏面部分15Bには、図4上、上方に静電反発力が作用し、
振動膜30の一対の電極10、20により挟持されていない膜部分は、同方向に静電吸引
力と静電斥力を受ける。このようにして、交流信号の極性の変化に応じて振動膜30が同
方向に静電吸引力と静電斥力を受けながら、交互に静電力が働く方向が変化するので、大
きな膜振動、すなわち、パラメトリックアレイ効果を得るのに十分な音圧レベルの音響信
号を発生することができる。振動膜30から放射された音響信号はスリット状の開口部1
3、23を通して平面波として外部に放射される。
Therefore, the film portion of the
The film portion of the
3 and 23 radiate to the outside as a plane wave.
また、図5は、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサの変形例を示す図で
ある。図5(A)、(B)、(C)は前面側電極を振動膜側から見た平面図を示している
。なお、背面側電極も同様な構成となる。
FIG. 5 is a diagram showing a modification of the electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention is applied. FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are plan views of the front side electrode as viewed from the diaphragm side. The back side electrode has the same configuration.
図5(A)に示す前面側電極10は、図4(B)に示した前面側電極10と同じであり
、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサの最も基本的な構成例である。
The
図5(B)に示す前面側電極40は、電極を形成する母材(例えば、プラスチック等)
を補強するための補強部材41を、スリット状の貫通穴の長手方向の中心部分において、
貫通穴の長手方向と直交する方向に追加した例を示している。なお、この例では、振動膜
に対向する電極層が補強部材41により、電極層42Aと電極層42Bに2分割される例
を示しているが、補強部材41の長さ(貫通穴の深さ方向の長さ)をブリッジ部と同じ長
さ(貫通穴の深さ方向の長さ)にし、ブリッジ部の面(振動膜に対向する面)と補強部材
41の面を合わせることにより、電極層を連続面として形成することもできる。
A front-
In the central portion in the longitudinal direction of the slit-shaped through hole, the reinforcing
The example added to the direction orthogonal to the longitudinal direction of a through-hole is shown. In this example, the electrode layer facing the vibration film is divided into the
また、図5(C)に示す前面側電極50は、電極を形成する母材(例えば、プラスチッ
ク等)を補強するための2つの補強部材51、52を、スリット状の貫通穴が均等な長さ
になるように追加した例を示している。なお、この例では、振動膜に対向する電極層が補
強部材51、52により、電極層53A、電極層53B、電極層53Cに3分割される例
を示しているが、補強部材51、52の長さ(貫通穴の深さ方向の長さ)をブリッジ部と
同じ長さ(貫通穴の深さ方向の長さ)にし、ブリッジ部の面(振動膜に対向する面)と補
強部材51、52の面を合わせることにより、電極層を連続面として形成することもでき
る。
In addition, the front-
このように、トランスデューサ面積が小さい場合には図5(A)に示すようなスリット
状の矩形穴(貫通穴)を形成すればよいが、トランスデューサ面積が大きくなり電極の機
械的強度を確保する必要がある場合は図2(B)、(C)に示すように、スリットの中間
に貫通穴の長手方向と直交する方向に母材を補強する。これにより、静電型超音波トラン
スデューサの電極の強度を増すことができ、大きな面積(例えば、50mm×50mm以
上)の静電型超音波トランスデューサを製作することが可能になる。
As described above, when the transducer area is small, a slit-like rectangular hole (through hole) as shown in FIG. 5A may be formed. However, the transducer area becomes large and it is necessary to ensure the mechanical strength of the electrode. If there is, the base material is reinforced in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the through hole in the middle of the slit, as shown in FIGS. Thereby, the strength of the electrode of the electrostatic ultrasonic transducer can be increased, and an electrostatic ultrasonic transducer having a large area (for example, 50 mm × 50 mm or more) can be manufactured.
以上、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサの構造について説明したが、
図4に示した本発明が適用される静電型超音波トランスデューサの一例の特徴は、図5(
A)、(B)、(C)に示すように、一対の電極に矩形状(スリット状)に貫通穴(開口
部)を空けることであり、特に重要なのは、矩形状の振動膜の中心に対して電極層を形成
できるようにブリッジ状に電極パターンを形成する母材(ブリッジ部)を残すように構成
することである。これは、図7に示す、丸穴に対するブリッジ構造を矩形穴に拡張したこ
とになる。
As described above, the structure of the electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention is applied has been described.
An example of the electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention shown in FIG. 4 is applied is shown in FIG.
As shown in A), (B), and (C), a through hole (opening portion) is formed in a rectangular shape (slit shape) in a pair of electrodes, and particularly important is the center of the rectangular diaphragm. On the other hand, a base material (bridge portion) for forming an electrode pattern in a bridge shape is left so that an electrode layer can be formed. This means that the bridge structure for the round hole shown in FIG. 7 is expanded to a rectangular hole.
ここで、図7に示す円形の貫通穴にブリッジ構造の電極層を設けた静電型超音波トラン
スデューサの構成について説明する。図7(A)は、振動膜を挟持する一対の電極70、7
0Aの一方の電極70を振動膜側からみた平面図を示している。図7(B)は、静電型超
音波トランスデューサ断面図を示しており、図7(A)におけるX−X´方向の断面図で
ある。
Here, the configuration of the electrostatic ultrasonic transducer in which the electrode layer having the bridge structure is provided in the circular through hole shown in FIG. 7 will be described. FIG. 7A shows a pair of
The top view which looked at one
この静電型超音波トランスデューサは、非導電材料で形成される電極(母材)70に円
形の貫通穴71を設け、この円形の貫通穴71中に振動膜30に対向する十字ブリッジ部
72を設けたものである。この十字ブリッジ部72は、その長さ(貫通穴の深さ方向の長
さ)が、振動膜30の非振動時における表面に対し所定の間隔(例えば、5〜6μm)を持
つように形成され、十字ブリッジ部72の振動膜30と対向する面には、電極層73が形
成される。同様にして、他方の電極70Aにも、貫通穴71A、十字ブリッジ部72A、
および電極層73Aが形成される。そして、振動膜30の振動電極32には直流バイアス
電圧が印加され、十字形状の電極層73と電極層73Aの間には交流信号が印加される。
In this electrostatic ultrasonic transducer, a circular through
And electrode layer 73A is formed. A DC bias voltage is applied to the vibration electrode 32 of the
このような構造により電気エネルギーを膜振動エネルギーに効率よく変換する(大振幅
の音響信号を得る)ことが可能になる。
Such a structure makes it possible to efficiently convert electrical energy into membrane vibration energy (to obtain a large amplitude acoustic signal).
図7に示す構造は丸穴(例えば、φ0.75mm)に対して電極層を十字ブリッジ状に
形成したものであるが、開口率(音響エネルギーが放射される面積割合)が15%以下で
ある。これに対して本発明の静電型超音波トランスデューサのように矩形状貫通穴にブリ
ッジ構造の電極層を施した場合、振動膜の振動面積を約3倍にすることができると共に、
約3倍(45%)の開口率を得ることができる。この数字の意味するところは、丸穴、矩
形穴両者の膜振幅量が同じ場合、本発明の矩形状ブリッジ構造の方が3倍の音響エネルギ
ーを放出することが可能であるということである。
In the structure shown in FIG. 7, the electrode layer is formed in a cross-bridge shape with respect to a round hole (for example, φ0.75 mm), but the aperture ratio (area ratio where acoustic energy is radiated) is 15% or less. . On the other hand, when the electrode layer of the bridge structure is applied to the rectangular through hole as in the electrostatic ultrasonic transducer of the present invention, the vibration area of the vibration film can be approximately tripled,
An aperture ratio of about 3 times (45%) can be obtained. The meaning of this number is that the rectangular bridge structure of the present invention can emit three times as much acoustic energy when both the round hole and the rectangular hole have the same membrane amplitude.
また、図4に示す本発明の静電型超音波トランスデューサの電極10、20においては
、図7に示す静電型超音波トランスデューサの電極70と比較して、貫通穴内のブリッジ
部の構成が単純な構成であり、電極の製造が容易となる。
Further, in the
また、さらに静電力を高めるために、振動膜30Aを3層以上の積層構造にすることも
効果がある。すなわち、図6に示す静電型超音波トランスデューサ2のように、2つの振
動電極32、34と誘電体膜31、33、35とを積層して振動膜30Aを形成すること
により、静電力を高めて膜振幅を増大させることができる。
In order to further increase the electrostatic force, it is also effective to make the vibration film 30A have a laminated structure of three or more layers. That is, as in the electrostatic
以上説明したように、本発明の静電型超音波トランスデューサでは、振動膜の振動形状
矩形状(スリット状)にすることで振動膜の振動面積を増大するとともに、音響信号を放
射する開口部の面積を増大させている。このため、低電圧の信号で大振幅の音響信号を得
ることができる。その結果、電気/音響エネルギー変換効率を向上し高音圧の音響信号を
得ることができる。
As described above, in the electrostatic ultrasonic transducer of the present invention, the vibration area of the vibration film is increased by making the vibration shape of the vibration film a rectangular shape (slit shape), and the aperture of the acoustic signal is radiated. The area is increased. For this reason, a large amplitude acoustic signal can be obtained with a low voltage signal. As a result, the electrical / acoustic energy conversion efficiency can be improved and a high sound pressure acoustic signal can be obtained.
また、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサは、スリット状の貫通穴を有
する第1の電極と、スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、前記第1の電極の前記貫
通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置され、かつ前記第1の電極と
前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流
バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前
記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有し、前記一対の電極のうちいずれか一方の電
極の前記振動膜とは反対側の面における中央部付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸
部が当接するようにして、該板状固定部材と前記一対の電極とを一体的に固定されるとと
もに、前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波
数帯域の信号波で変調した変調波が印加される。
In addition, the electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention is applied includes a first electrode having a slit-like through hole, a second electrode having a slit-like through hole, and the through-hole of the first electrode. A hole and the through hole of the second electrode are arranged to make a pair, and sandwiched between a pair of electrodes consisting of the first electrode and the second electrode, and having a conductive layer, A vibration film to which a DC bias voltage is applied to the conductive layer, and the pair of electrodes includes an electrode layer disposed in a longitudinal direction of the through hole inside the through hole, The plate-like fixing member and the pair of electrodes are arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape is in contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the electrodes opposite to the vibrating membrane. Are fixed together and in the pair of electrodes The serial electrode layers modulated wave obtained by modulating the carrier wave in the ultrasonic frequency band by signal waves in the audio frequency band is applied.
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is in contact with the convex portion of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面が
凸面状の曲面に形成されている。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の凸面で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で
押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける
一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ
均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Is formed in a convex curved surface.
With the above-described configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the diaphragm is brought into contact with the convex surface of the plate-like fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is screwed by the plate-like fixing member. It is fixed so that it can be pressed down. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
また、本発明の静電型超音波トランスデューサは、前記板状固定部材は、前記一対の電
極のいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面に当接する前記板状固定部材の面の
中央部に突起を有する。
上記構成により、振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状
固定部材の中央部に形成された突起に当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定
部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音波トラン
スデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果
一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した
膜振動が得られる。
Further, in the electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention, the plate-like fixing member has a surface of the plate-like fixing member that is in contact with a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Has a protrusion at the center.
With the above configuration, the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration film is in contact with the protrusion formed at the center of the plate-shaped fixing member, and the peripheral portion of the pair of electrodes is the plate-shaped The fixing member is fixed so as to be pressed by a screw or the like. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
次に、本発明が適用される静電型超音波トランスデューサを使用した超音波スピーカの
構成例を図8に示す。本実施形態に係る超音波スピーカは、上述した本発明の静電型超音
波トランスデューサ(図4)、すなわち、スリット状の貫通穴(開口部)を有し、貫通穴
内のブリッジ部に電極層を設けたPush−Pull型の静電型超音波トランスデューサ
で構成される。この静電型超音波トランスデューサは、図1〜図3で示した板状固定部材
で、一対の電極が音響放射面が凸面状を呈するように一体的に固定されたものである。図
では、この状態にあることを便宜上示していない。
Next, FIG. 8 shows a configuration example of an ultrasonic speaker using an electrostatic ultrasonic transducer to which the present invention is applied. The ultrasonic speaker according to the present embodiment has the above-described electrostatic ultrasonic transducer of the present invention (FIG. 4), that is, has a slit-like through hole (opening), and an electrode layer is provided at the bridge portion in the through hole. It is composed of a provided Push-Pull type electrostatic ultrasonic transducer. This electrostatic ultrasonic transducer is a plate-like fixing member shown in FIGS. 1 to 3, in which a pair of electrodes are integrally fixed so that the acoustic radiation surface has a convex shape. In the figure, this state is not shown for convenience.
図8において、本実施形態に係る超音波スピーカは、可聴波周波数帯の信号波を生成す
る可聴周波数波発振源201と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリ
ア波発振源202と、変調器203と、パワーアンプ204と、静電型超音波トランスデ
ューサ205とを有している。
変調器203は、キャリア波発振源202から出力されるキャリア波を可聴周波数波発
振源201から出力される可聴波周波数帯の信号波により変調し、パワーアンプ204を
介して静電型超音波トランスデューサ205に供給する。
In FIG. 8, the ultrasonic speaker according to the present embodiment includes an audio frequency
The
上記構成において、可聴周波数波発振源201より出力される信号波によってキャリア
波発振源202から出力される超音波周波数帯のキャリア波を変調器203により変調し
、パワーアンプ204で増幅した変調信号により静電型超音波トランスデューサ205を
駆動する。この結果、上記変調信号が静電型超音波トランスデューサ205により有限振
幅レベルの音波に変換され、この音波は媒質中(空気中)に放射されて媒質(空気)の非
線形効果によって元の可聴周波数帯の信号音が自己再生される。
In the above configuration, the carrier wave in the ultrasonic frequency band output from the carrier
すなわち、音波は空気を媒体として伝播する粗密波であるので、変調された超音波が伝
播する過程で、空気の密な部分と疎な部分な顕著に表れ、密な部分は音速が速く、疎な部
分は音速が遅くなるので変調波自身に歪が生じ、その結果キャリア波(超音波周波数帯)
とに波形分離され、可聴波周波数帯の信号波(信号音)が再生される。
In other words, since sound waves are coarse and dense waves that propagate using air as a medium, the dense and sparse portions of the air appear prominently in the process of propagation of the modulated ultrasonic waves, and the dense portions have high sound speed and sparseness. Since the speed of sound is slow in this part, the modulation wave itself is distorted, resulting in a carrier wave (ultrasonic frequency band).
And the signal wave (signal sound) in the audible frequency band is reproduced.
静電型超音波トランスデューサ205には、図4に示す本発明の静電型超音波トランス
デューサ1が使用され、高音圧の音響信号を広帯域性を持って出力することができる。こ
のため、様々な用途にスピーカとして利用することが可能となる。
As the electrostatic ultrasonic transducer 205, the electrostatic
超音波は空中では減衰が激しく、その周波数の二乗に比例して減衰する。したがって、
キャリア周波数(超音波)が低いと減衰も少なくビーム状に遠くまで音の届く超音波スピ
ーカを提供することができる。
逆にキャリア周波数が高いと減衰が激しいのでパラメトリックアレイ効果が十分に起き
ず、音が広がる超音波スピーカを提供することができる。これらは同じ超音波スピーカで
も用途に応じて使い分けることが可能なため大変有効な機能である。
Ultrasound is strongly attenuated in the air and attenuates in proportion to the square of its frequency. Therefore,
When the carrier frequency (ultrasonic wave) is low, there is little attenuation, and an ultrasonic speaker that can reach far away in the form of a beam can be provided.
On the contrary, if the carrier frequency is high, the attenuation is severe, so that the parametric array effect does not occur sufficiently and an ultrasonic speaker in which the sound spreads can be provided. These are very effective functions because the same ultrasonic speaker can be used according to the application.
また、この超音波スピーカに図4に示す本発明の静電型超音波トランスデューサ1が使
用されるため、静電型超音波トランスデューサの振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方
の電極の背面中央付近が板状固定部材の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記
板状固定部材により螺子等で押さえつけられるように固定される。この結果、静電型超音
波トランスデューサにおける一対の電極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、
その結果一対の電極間にほぼ均一な力が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、
安定した膜振動が得られる。
In addition, since the electrostatic
As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the diaphragm is held with a uniform force (distance).
Stable membrane vibration can be obtained.
次に、本発明の静電型超音波トランスデューサ、すなわち、スリット状の貫通穴(開口
部)を有し、貫通穴内のブリッジ部に電極層を有し、一対の電極が板状固定部材により一
体的に固定されたPush−Pull型の静電型超音波トランスデューサ(図4)で構成
される超音波スピーカを使用した指向性音響システムについて説明する。なお、静電型超
音波トランスデューサを、以下、単に「超音波トランスデューサ」とも呼ぶ。
Next, the electrostatic ultrasonic transducer of the present invention, that is, having a slit-like through hole (opening), having an electrode layer in a bridge portion in the through hole, and a pair of electrodes integrated by a plate-like fixing member A directional acoustic system using an ultrasonic speaker composed of a push-pull type electrostatic ultrasonic transducer (FIG. 4) fixed in a fixed manner will be described. Hereinafter, the electrostatic ultrasonic transducer is also simply referred to as “ultrasonic transducer”.
以下、本発明に係る指向性音響システムの一例としてプロジェクタ(表示装置)を例に
採り説明する。図9は本発明に係るプロジェクタの使用状態を示している。同図に示すよ
うに、プロジェクタ301は視聴者303の後方に設置され、視聴者303の前方に設置
されたスクリーン302に映像を投影するとともに、プロジェクタ301に搭載されてい
る超音波スピーカによりスクリーン302の投影面に仮想音源を形成し、音声を再生する
ようになっている。
Hereinafter, a projector (display device) will be described as an example of a directional acoustic system according to the present invention. FIG. 9 shows a usage state of the projector according to the present invention. As shown in the figure, the projector 301 is installed behind the viewer 303, projects an image on a screen 302 installed in front of the viewer 303, and uses the ultrasonic speaker mounted on the projector 301 to screen 302. A virtual sound source is formed on the projection plane and the sound is reproduced.
プロジェクタ301の外観構成を図10に示す。プロジェクタ301は、映像をスクリ
ーン等の投影面に投影する投影光学系を含むプロジェクタ本体320と、超音波周波数帯
の音波を発振できる超音波トランスデューサ324A,324Bを含んで構成され、音響
ソースから供給される音声信号から可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカとが
一体的に構成されている。本実施形態では、ステレオ音声信号を再生するために、投影光
学系を構成するプロジェクタレンズ331を挟んで左右に超音波スピーカを構成する超音
波トランスデューサ324A,324Bがプロジェクタ本体に搭載されている。
さらに、プロジェクタ本体320の底面には低音再生用スピーカ323が設けられてい
る。また、325は、プロジェクタ本体320の高さ調整を行うための高さ調節螺子、3
26は、空冷フアン用の排気口である。
An external configuration of the projector 301 is shown in FIG. The projector 301 includes a projector
Further, a low-pitched sound reproduction speaker 323 is provided on the bottom surface of the projector
また、プロジェクタ301では、超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサと
して本発明によるPush−Pull型の静電型超音波トランスデューサ(スリット状の
貫通穴と、貫通穴内のブリッジ部に電極層を形成した静電型超音波トランスデューサ)を
使用しており、広周波数帯域の音響信号(超音波周波数帯の音波)を高音圧で発振するこ
とができる。このため、キャリア波の周波数を変更することにより可聴周波数帯の再生信
号の空間的な再生範囲を制御することにより、ステレオサラウンドシステムや5.1ch
サラウンドシステム等で得られるような音響効果を従来必要であった大掛かりな音響シス
テムを必要とすることなく実現でき、かつ持ち運びが容易なプロジェクタを実現すること
ができる。
Further, in the projector 301, a Push-Pull electrostatic ultrasonic transducer according to the present invention (a slit-shaped through hole and a static electrode having an electrode layer formed on a bridge portion in the through hole) is used as an ultrasonic transducer constituting an ultrasonic speaker. Electric type ultrasonic transducer) is used, and an acoustic signal in a wide frequency band (sound wave in an ultrasonic frequency band) can be oscillated at a high sound pressure. For this reason, by controlling the spatial reproduction range of the reproduction signal in the audible frequency band by changing the frequency of the carrier wave, a stereo surround system or 5.1ch
A sound effect that can be obtained by a surround system or the like can be realized without requiring a large-scale sound system that has been conventionally required, and a projector that is easy to carry can be realized.
次に、プロジェクタ301の電気的構成を図11に示す。プロジェクタ301は、操作
入力部310と、再生範囲設定部312、再生範囲制御処理部313、音声/映像信号再
生部314、キャリア波発振源316、変調器318A,318B、パワーアンプ322
A,322B及び静電型超音波トランスデューサ324A,324Bからなる超音波スピ
ーカと、ハイパスフィルタ317A,317Bと、ローパスフィルタ319と、ミキサ3
21と、パワーアンプ322Cと、低音再生用スピーカ323と、プロジェクタ本体32
0とを有している。なお、超音波トランスデューサ324A,324Bは本発明によるP
ush−Pull型の静電型超音波トランスデューサ(スリット状の貫通穴を有し、貫通
穴内のブリッジ部に電極層を形成した静電型超音波トランスデューサ)である。
Next, an electrical configuration of the projector 301 is shown in FIG. The projector 301 includes an
A, 322B and ultrasonic ultrasonic transducers 324A, 324B, high-
21, a power amplifier 322C, a bass reproduction speaker 323, and a projector main body 32
0. It should be noted that the ultrasonic transducers 324A and 324B are P according to the present invention.
It is a ush-Pull type electrostatic ultrasonic transducer (electrostatic ultrasonic transducer having a slit-like through hole and having an electrode layer formed on a bridge portion in the through hole).
プロジェクタ本体320は、映像を生成する映像生成部332と、生成された映像を投
影面に投影する投影光学系333とを有している。プロジェクタ301は、超音波スピー
カ及び低音再生用スピーカ323と、プロジェクタ本体320とが一体化されて構成され
ている。
The projector
操作入力部310は、テンキー、数字キー、電源のオン、オフをおこなうための電源キ
ーを含む各種機能キーを有している。再生範囲設定部312は、ユーザが操作入力部31
0をキー操作することにより再生信号(信号音)の再生範囲を指定するデータを入力でき
るようになっており、該データが入力されると、再生信号の再生範囲を規定するキャリア
波の周波数が設定され、保持されるようになっている。再生信号の再生範囲の設定は、超
音波トランスデューサ324A,324Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達
する距離を指定することにより行われる。
The
Data for designating the reproduction range of the reproduction signal (signal sound) can be input by keying 0, and when the data is inputted, the frequency of the carrier wave defining the reproduction range of the reproduction signal is It is set and retained. The reproduction range of the reproduction signal is set by designating a distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emission surfaces of the ultrasonic transducers 324A and 324B.
また、再生範囲設定部312は、音声/映像信号再生部314より映像内容に応じて出
力される制御信号によりキャリア波の周波数が設定できるようになっている。
また、再生範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312の設定内容を参照し、設定
された再生範囲となるようキャリア波発振源316により生成されるキャリア波の周波数
を変更するようにキャリア波発振源316を制御する機能を有する。
例えば、再生範囲設定部312の内部情報として、キャリア波周波数が50kHzに対
応する上記距離が設定されている場合、キャリア波発振源316に対して50kHzで発
振するように制御する。
Also, the reproduction
Further, the reproduction range
For example, when the distance corresponding to the carrier wave frequency of 50 kHz is set as the internal information of the reproduction
再生範囲制御処理部313は、再生範囲を規定する超音波トランスデューサ324A,
324Bの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離とキャリア波の周波数と
の関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部を有している。このテーブルのデータ
は、キャリア波の周波数と上記再生信号の到達距離との関係を実際に計測することにより
得られる。
再生範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312の設定内容に基づいて、上記テー
ブルを参照して設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数とな
るようにキャリア波発振源316を制御する。
The reproduction range
It has a storage unit in which a table showing the relationship between the distance that the reproduction signal reaches in the radial axis direction from the sound wave emitting surface of 324B and the frequency of the carrier wave is stored in advance. The data in this table is obtained by actually measuring the relationship between the frequency of the carrier wave and the reach distance of the reproduction signal.
The reproduction range
音声/映像信号再生部314は、例えば、映像媒体としてDVDを用いるDVDプレー
ヤーであり、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信号は、ハイパスフィルタ31
7Aを介して変調器318Aに、Lチャンネルの音声信号はハイパスフィルタ317Bを
介して変調器318Bに、映像信号はプロジェクタ本体320の映像生成部332にそれ
ぞれ、出力されるようになっている。
また、音声/映像信号再生部314より出力されるRチャンネルの音声信号とLチャン
ネルの音声信号は、ミキサ321により合成され、ローパスフィルタ319を介してパワ
ーアンプ322Cに入力されるようになっている。音声/映像信号再生部314は、音響
ソースに相当する。
The audio / video signal reproduction unit 314 is, for example, a DVD player that uses a DVD as a video medium, and the R channel audio signal among the reproduced audio signals is the high-pass filter 31.
The audio signal of the L channel is output to the
The R channel audio signal and the L channel audio signal output from the audio / video signal reproduction unit 314 are combined by the
ハイパスフィルタ317A,317Bは、それぞれ、Rチャンネル、Lチャンネルの音
声信号における中高音域(第一の音域)の周波数成分のみを通過させる特性を有しており
、またローパスフィルタは、Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号における低音域(第
二の音域)の周波数成分のみを通過させる特性を有している。
したがって、上記Rチャンネル、Lチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号は
、それぞれ超音波トランスデューサ324A、324Bにより再生され、上記Rチャンネ
ル、Lチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号は低音再生用スピーカ323により
再生されることとなる。
The high-
Accordingly, among the R channel and L channel audio signals, the mid and high range audio signals are reproduced by the ultrasonic transducers 324A and 324B, respectively, and among the R channel and L channel audio signals, the low range audio signals are low frequencies. It is reproduced by the reproduction speaker 323.
なお、音声/映像信号再生部314はDVDプレーヤーに限らず、外部から入力される
ビデオ信号を再生する再生装置であってもよい。また、音声/映像信号再生部314は、
再生される映像のシーンに応じた音響効果を出すために再生音の再生範囲を動的に変更す
るように、再生範囲設定部312に再生範囲を指示する制御信号を出力する機能を有して
いる。
The audio / video signal reproduction unit 314 is not limited to a DVD player, and may be a reproduction device that reproduces a video signal input from the outside. The audio / video signal playback unit 314
A function for outputting a control signal for instructing the reproduction range to the reproduction
キャリア波発振源316は、再生範囲設定部312より指示された超音波周波数帯の周
波数のキャリア波を生成し、変調器318A,318Bに出力する機能を有している。
変調器318A,318Bは、キャリア波発振源316から供給されるキャリア波を音
声/映像信号再生部314から出力される可聴周波数帯の音声信号でAM変調し、該変調
信号を、それぞれパワーアンプ322A,322Bに出力する機能を有する。
The carrier
The
超音波トランスデューサ324A,324Bは、それぞれ、変調器318A,318B
からパワーアンプ322A,322Bを介して出力される変調信号により駆動され、該変
調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射し、可聴周波数帯の信号音(再生
信号)を再生する機能を有する。
The ultrasonic transducers 324A and 324B are respectively connected to the
Is driven by a modulation signal output from the
映像生成部332は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等の
ディスプレイと、該ディスプレイを音声/映像信号再生部314から出力される映像信号
に基づいて駆動する駆動回路等を有しており、音声/映像信号再生部314から出力され
る映像信号から得られる映像を生成する。
投影光学系333は、ディスプレイに表示された映像をプロジェクタ本体320の前方
に設置されたスクリーン等の投影面に投影する機能を有している。
The
The projection
次に、上記構成からなるプロジェクタ301の動作について説明する。まず、ユーザの
キー操作により操作入力部310から再生信号の再生範囲を指示するデータ(距離情報)
が再生範囲設定部312に設定され、音声/映像信号再生部314に再生指示がなされる
。
Next, the operation of the projector 301 having the above configuration will be described. First, data (distance information) instructing the reproduction range of the reproduction signal from the
Is set in the reproduction
この結果、再生範囲設定部312には、再生範囲を規定する距離情報が設定され、再生
範囲制御処理部313は、再生範囲設定部312に設定された距離情報を取り込み、内蔵
する記憶部に記憶されているテーブルを参照し、上記設定された距離情報に対応するキャ
リア波の周波数を求め、該周波数のキャリア波を生成するようにキャリア波発振源316
を制御する。
この結果、キャリア波発振源316は、再生範囲設定部312に設定された距離情報に
対応する周波数のキャリア波を生成し、変調器318A,318Bに出力する。
As a result, distance information defining the reproduction range is set in the reproduction
To control.
As a result, the carrier
一方、音声/映像信号再生部314は、再生した音声信号のうちRチャンネルの音声信
号を、ハイパスフィルタ317Aを介して変調器318Aに、Lチャンネルの音声信号を
ハイパスフィルタ317Bを介して変調器318Bに、Rチャンネルの音声信号及びLチ
ャンネルの音声信号をミキサ321に出力し、映像信号をプロジェクタ本体320の映像
生成部332にそれぞれ、出力する。
On the other hand, the audio / video signal reproduction unit 314 outputs the R channel audio signal of the reproduced audio signal to the
したがって、ハイパスフィルタ317Aにより上記Rチャンネルの音声信号のうち中高
音域の音声信号が変調器318に入力され、ハイパスフィルタ317Bにより上記Lチャ
ンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器318Bに入力される。
また、上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネルの音声信号はミキサ321により
合成され、ローパスフィルタ319により上記Rチャンネルの音声信号及びLチャンネル
の音声信号のうち低音域の音声信号がパワーアンプ322Cに入力される。
Therefore, the high-
The R channel audio signal and the L channel audio signal are synthesized by the
映像生成部332では、入力された映像信号に基づいてディスプレイを駆動して映像を
生成し、表示する。このディスプレイに表示された映像は、投影光学系333により、投
影面、例えば、図6に示すスクリーン302に投影される。
他方、変調器318Aは、キャリア波発振源316から出力されるキャリア波をハイパ
スフィルタ317Aから出力される上記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声
信号でAM変調し、パワーアンプ322Aに出力する。
また、変調器318Bは、キャリア波発振源316から出力されるキャリア波をハイパ
スフィルタ317Bから出力される上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声
信号でAM変調し、パワーアンプ322Bに出力する。
The
On the other hand, the
Further, the
パワーアンプ322A,322Bにより増幅された変調信号は、それぞれ、超音波トラ
ンスデューサ324A,324Bの前面側電極10の電極層14と背面側電極20の電極
層24(図4参照)との間に印加され、該変調信号は、有限振幅レベルの音波(音響信号
)に変換され、媒質(空気中)に放射され、超音波トランスデューサ324Aからは、上
記Rチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生され、超音波トランスデュ
ーサ324Bからは、上記Lチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生さ
れる。
また、パワーアンプ322Cで増幅された上記Rチャンネル及びLチャンネルにおける
低音域の音声信号は低音再生用スピーカ323により再生される。
The modulation signals amplified by the
Also, the low-frequency audio signals in the R channel and L channel amplified by the power amplifier 322C are reproduced by the low tone reproduction speaker 323.
前述したように、超音波トランスデューサにより媒質中(空気中)に放射された超音波
の伝播においては、その伝播に伴い音圧の高い部分では音速が高くなり、音圧の低い部分
では音速は遅くなる。この結果、波形の歪みが発生する。
As described above, in the propagation of ultrasonic waves radiated into the medium (in the air) by the ultrasonic transducer, the sound speed increases at a portion where the sound pressure is high and the sound speed is slow at a portion where the sound pressure is low. Become. As a result, waveform distortion occurs.
放射する超音波帯域の信号(キャリア波)を可聴周波数帯の信号で変調(AM変調)し
ておいた場合には、上記波形歪みの結果により、変調時に用いた可聴周波数帯の信号波が
超音波周波数帯のキャリア波と分離して自己復調する形で形成される。その際、再生信号
の広がりは超音波の特性からビーム状となり、通常のスピーカとは全く異なる特定方向の
みに音が再生される。
When a signal (carrier wave) in the radiated ultrasonic band is modulated (AM modulation) with a signal in the audible frequency band, the signal wave in the audible frequency band used for modulation is super It is formed so as to be self-demodulated separately from the carrier wave in the sonic frequency band. At this time, the spread of the reproduction signal becomes a beam shape due to the characteristics of ultrasonic waves, and the sound is reproduced only in a specific direction completely different from that of a normal speaker.
超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ324から出力されるビーム状の再
生信号は、投影光学系333により映像が投影される投影面(スクリーン)に向けて放射
され、投影面で反射され拡散する。この場合に、再生範囲設定部312に設定されるキャ
リア波の周波数に応じて、超音波トランスデューサ324の音波放射面からその放射軸方
向(法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、キャリア波の
ビーム幅(ビームの拡がり角)が異なるために、再生範囲は、変化する。
The beam-like reproduction signal output from the ultrasonic transducer 324 constituting the ultrasonic speaker is radiated toward the projection surface (screen) on which the image is projected by the projection
プロジェクタ301における超音波トランスデューサ324A,324Bを含んで構成
される超音波スピーカによる再生信号の再生時の状態を図12に示す。プロジェクタ30
1において、キャリア波が音声信号により変調された変調信号により超音波トランスデュ
ーサが駆動される際に、再生範囲設定部312により設定されたキャリア周波数が低い場
合は、超音波トランスデューサ324の音波放射面からその放射軸方向(音波放射面の法
線方向においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点ま
での距離が長くなる。
FIG. 12 shows a reproduction signal reproduction state by an ultrasonic speaker configured to include the ultrasonic transducers 324A and 324B in the projector 301.
1, if the carrier frequency set by the reproduction
したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、比較的拡がらずに投影面
(スクリーン)302に到達することとなり、この状態で投影面302において反射する
ので、再生範囲は、図12において点線の矢印で示す可聴範囲Aとなり、投影面302か
ら比較的に遠くかつ狭い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。
Therefore, the reproduced reproduction signal beam in the audible frequency band reaches the projection plane (screen) 302 without being relatively expanded, and is reflected on the projection plane 302 in this state. Therefore, the reproduction range is as shown in FIG. Becomes a audible range A indicated by a dotted arrow, and a reproduction signal (reproduced sound) can be heard only in a relatively narrow and narrow range from the projection plane 302.
これに対して、再生範囲設定部312により設定されたキャリア周波数が上述した場合
より高い場合は、超音波トランスデューサ324の音波放射面から放射される音波は、キ
ャリア周波数が低い場合より絞られているが、超音波トランスデューサ324の音波放射
面からその放射軸方向(音波放射面の法線方向)においてキャリア波から再生信号が分離
されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が短くなる。
On the other hand, when the carrier frequency set by the reproduction
したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、投影面302に到達する
前に拡がって投影面302に到達することとなり、この状態で投影面302において反射
するので、再生範囲は、図9において実線の矢印で示す可聴範囲Bとなり、投影面302
から比較的に近くかつ広い範囲でのみ再生信号(再生音)が聞こえる状態となる。
Therefore, the reproduced reproduction signal beam in the audible frequency band spreads before reaching the projection plane 302 and reaches the projection plane 302, and is reflected on the projection plane 302 in this state. 9 becomes an audible range B indicated by a solid arrow, and the projection plane 302
Thus, the reproduction signal (reproduction sound) can be heard only in a relatively close and wide range.
以上説明したように、本発明のプロジェクタでは、Push−Pull型の静電型超音
波トランスデューサ(スリット状の貫通穴を有し、貫通穴内のブリッジ部に電極層を有し
、一対の電極が板状固定部材で音響放射面が凸面状となるように一体的に固定されるよう
にした静電型超音波トランスデューサ)で構成された超音波スピーカを使用しており、音
響信号を十分な音圧レベルと広帯域特性を持って、スクリーン等の音波反射面近傍に形成
される仮想音源から発せられるように再生できる。このため、その再生範囲の制御も容易
に行えるようになる。
また、本発明のプロジェクタでは、超音波スピーカに使用される静電型超音波トランス
デューサの振動膜を挟んだ一対の電極のうちの一方の電極の背面中央付近が板状固定部材
の凸部で当接し、前記一対の電極の周辺部分が上記板状固定部材により螺子等で押さえつ
けられるように固定される。この結果、静電型超音波トランスデューサにおける一対の電
極は音響放射面が若干凸面となるように構成され、その結果一対の電極間にほぼ均一な力
が加わり、振動膜が均一な力(距離)で保持され、安定した膜振動が得られる。
As described above, in the projector according to the present invention, the push-pull type electrostatic ultrasonic transducer (having slit-like through holes, having an electrode layer in the bridge portion in the through holes, and the pair of electrodes being a plate Using an ultrasonic speaker composed of an electrostatic ultrasonic transducer that is integrally fixed so that the acoustic radiation surface is convex so that the acoustic radiation surface is convex. It has level and broadband characteristics, and can be reproduced so as to be emitted from a virtual sound source formed in the vicinity of a sound wave reflecting surface such as a screen. For this reason, the reproduction range can be easily controlled.
Further, in the projector according to the present invention, the convex portion of the plate-shaped fixing member hits the vicinity of the center of the back surface of one of the pair of electrodes sandwiching the vibration film of the electrostatic ultrasonic transducer used for the ultrasonic speaker. The peripheral portions of the pair of electrodes are fixed so as to be pressed by a screw or the like by the plate-shaped fixing member. As a result, the pair of electrodes in the electrostatic ultrasonic transducer is configured so that the acoustic radiation surface is slightly convex. As a result, a substantially uniform force is applied between the pair of electrodes, and the vibrating membrane has a uniform force (distance). And stable membrane vibration can be obtained.
なお、上述したプロジェクタは、大画面で画像を見たい場合に使用されものであるが、
近時、大画面液晶テレビや大画面プラズマテレビが急速に普及しており、それらの大画面
テレビにも、本発明の超音波スピーカを効果的に使用することができる。
The projector described above is used for viewing images on a large screen.
Recently, large-screen liquid crystal televisions and large-screen plasma televisions are rapidly spreading, and the ultrasonic speaker of the present invention can be used effectively for these large-screen televisions.
すなわち、大画面テレビに本発明による超音波スピーカを使用することにより、大画面
テレビの前方に向けて局所的に音声信号を放射することが可能になる。
That is, by using the ultrasonic speaker according to the present invention for a large screen television, it becomes possible to radiate an audio signal locally toward the front of the large screen television.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の静電型超音波トランスデュー
サ、超音波スピーカ、および表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the electrostatic ultrasonic transducer of this invention, an ultrasonic speaker, and a display apparatus are not limited only to the above-mentioned illustration example,
Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1、2、3・・・静電型超音波トランスデューサ、10・・・前面側電極、11・・・
振動膜支持部、12・・・ブリッジ部、13・・・開口部(貫通穴)、14・・・電極層
、20・・・背面側電極、21・・・振動膜支持部、22・・・ブリッジ部、23・・・
開口部(貫通穴)、24・・・電極層、25、26、27…板状固定部材、30、30A
・・・振動膜、31、33、35・・・誘電体膜、32、34・・・振動電極、36・・
・直流電源、37・・・信号源、37A,37B・・・交流信号、40・・・前面側電極
、41・・・補強部材、42A、42B・・・電極層、50・・・前面側電極、51、5
2・・・補強部材、53A、53B、53C・・・電極層、60A・・・前面側固定電極
、60B・・・背面側固定電極、61A、61B・・・貫通穴、62・・・支持部材、7
0、70A・・・電極、71、71A・・・貫通穴、72、72A・・・十字ブリッジ部
、73、73A・・・電極層、101、102・・・反射板、201・・・可聴周波数波
発振源、202・・・キャリア波発振源、203・・・変調器、204・・・パワーアン
プ、205・・・静電型超音波トランスデューサ、301・・・プロジェクタ、302・
・・スクリーン(投影面)、303・・・視聴者、310・・・操作入力部、312・・
・再生範囲設定部、313・・・再生範囲制御処理部、314・・・音声/映像信号再生
部、316・・・キャリア波発振源、317A、317B・・・ハイパスフィルタ、31
8A、318B・・・変調器、319・・・ローパスフィルタ、320・・・プロジェク
タ本体、321・・・ミキサ、322A、322B・・・パワーアンプ、322C・・・
パワーアンプ、323・・・低音再生用スピーカ、324A、324B・・・超音波トラ
ンスデューサ、331・・・プロジェクタレンズ、332・・・映像生成部、333・・
・投影光学系
1, 2, 3 ... electrostatic ultrasonic transducer, 10 ... front side electrode, 11 ...
Vibration support part, 12 ... Bridge part, 13 ... Opening part (through hole), 14 ... Electrode layer, 20 ... Back side electrode, 21 ... Vibration support part, 22.・ Bridge part, 23 ...
Opening (through hole), 24 ... electrode layer, 25, 26, 27 ... plate-like fixing member, 30, 30A
... Vibrating membranes 31, 33, 35 ... Dielectric membranes, 32,34 ... Vibrating electrodes, 36 ...
2 ... Reinforcing member, 53A, 53B, 53C ... Electrode layer, 60A ... Front side fixed electrode, 60B ... Back side fixed electrode, 61A, 61B ... Through hole, 62 ... Support Member, 7
0, 70A ... Electrode, 71, 71A ... Through hole, 72, 72A ... Cross-bridge, 73, 73A ... Electrode layer, 101, 102 ... Reflector, 201 ... Audible Frequency wave oscillation source, 202 ... Carrier wave oscillation source, 203 ... Modulator, 204 ... Power amplifier, 205 ... Electrostatic ultrasonic transducer, 301 ... Projector, 302
..Screen (projection surface), 303... Viewer, 310.
Reproduction range setting unit, 313 ... reproduction range control processing unit, 314 ... audio / video signal reproduction unit, 316 ... carrier wave oscillation source, 317A, 317B ... high pass filter, 31
8A, 318B ... modulator, 319 ... low pass filter, 320 ... projector body, 321 ... mixer, 322A, 322B ... power amplifier, 322C ...
Power amplifier, 323... Bass reproduction speaker, 324A, 324B... Ultrasonic transducer, 331... Projector lens, 332.
・ Projection optics
Claims (17)
貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れかつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層
を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を含み、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した
変調波が印加されることを特徴とする静電型超音波トランスデューサ。 A first electrode having a through hole;
A second electrode having a through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are disposed so as to make a pair and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode A vibrating membrane having a conductive layer, and a DC bias voltage applied to the conductive layer;
Including
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
An electrostatic ultrasonic transducer, wherein a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the pair of electrodes.
面に当接する前記板状固定部材の面が凸面状の曲面に形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の静電型超音波トランスデューサ。 The plate-like fixing member is characterized in that a surface of the plate-like fixing member that abuts on a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibrating membrane is formed as a convex curved surface. The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 1.
面に当接する前記板状固定部材の面の中央部に突起を有することを特徴とする請求項1に
記載の静電型超音波トランスデューサ。 The plate-like fixing member has a protrusion at the center of the surface of the plate-like fixing member that abuts on the surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Item 14. The electrostatic ultrasonic transducer according to Item 1.
スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れ、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電
層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、
前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有
し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯
域の信号波で変調した変調波が印加されること
を特徴とする静電型超音波トランスデューサ。 A first electrode having a slit-like through hole;
A second electrode having a slit-like through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode And a vibration layer having a conductive layer and a DC bias voltage applied to the conductive layer,
The pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
An electrostatic ultrasonic transducer, wherein a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes.
面に当接する前記板状固定部材の面が凸面状の曲面に形成されていることを特徴とする請
求項4に記載の静電型超音波トランスデューサ。 The plate-like fixing member is characterized in that a surface of the plate-like fixing member that abuts on a surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibrating membrane is formed as a convex curved surface. The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 4.
面に当接する前記板状固定部材の面の中央部に突起を有することを特徴とする請求項4に
記載の静電型超音波トランスデューサ。 The plate-like fixing member has a protrusion at the center of the surface of the plate-like fixing member that abuts on the surface of one of the pair of electrodes opposite to the vibration film. Item 5. The electrostatic ultrasonic transducer according to Item 4.
の長手方向に平行であると共に前記振動膜の非振動時における表面に対して前記貫通穴の
深さ方向に所定の間隔を持って対向する振動膜対向面を備えるブリッジ部を有し、
前記ブリッジ部の前記振動膜対向面に前記電極層が形成されていること
を特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。 Inside the through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode, the through hole is parallel to the longitudinal direction of the through hole and the surface of the vibrating membrane is not vibrating. Having a bridge portion provided with a diaphragm facing surface opposed to each other with a predetermined interval in the depth direction;
The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 4, wherein the electrode layer is formed on the vibration film facing surface of the bridge portion.
こと
を特徴とする請求項7に記載の静電型超音波トランスデューサ。 The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 7, wherein the first electrode, the second electrode, and the bridge portion are formed of a non-conductive material.
前記貫通穴の内部に前記貫通穴を短手方向に横断する補強部材を有すること
を特徴とする請求項4から8のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。 At least one of the first electrode and the second electrode,
The electrostatic ultrasonic transducer according to any one of claims 4 to 8, further comprising a reinforcing member that crosses the through hole in a short direction inside the through hole.
を特徴とする請求項4から9のいずれかに記載の静電型超音波トランスデューサ。 The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 4, wherein the vibration film has a conductive layer formed in multiple layers.
貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れかつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電層
を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、
を含み、
前記第1の電極と、第2の電極とは、前記貫通穴の内部に、前記振動膜に対して対向す
る対向電極部を有し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯の信号波で変調した
変調波が印加されることを
特徴とする静電型超音波トランスデューサ。 A first electrode having a through hole;
A second electrode having a through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are disposed so as to make a pair and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode A vibrating membrane having a conductive layer, and a DC bias voltage applied to the conductive layer;
Including
The first electrode and the second electrode have a counter electrode portion facing the vibrating membrane inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
A capacitive wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the pair of electrodes.
であることを特徴とする請求項11に記載の静電型超音波トランスデューサ。 The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 11, wherein the counter electrode part is a counter electrode part having a bridge structure that bridges an outer peripheral part and an inside of the through hole.
トランスデューサ。 The electrostatic ultrasonic transducer according to claim 12, wherein the bridge structure is a cross structure.
キャリア波を変調し、該変調波により静電型超音波トランスデューサを駆動することによ
り可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカであって、
前記静電型超音波トランスデューサは、
スリット状の貫通穴を有する第1の電極と、
スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れ、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電
層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、
前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有
し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯
域の信号波で変調した変調波が印加されること
を特徴とする超音波スピーカ。 A carrier wave in the ultrasonic frequency band is modulated by a signal wave output from a signal source that generates a signal wave in the audible frequency band, and an electrostatic ultrasonic transducer is driven by the modulated wave, thereby generating a signal sound in the audible frequency band. An ultrasonic speaker for reproducing
The electrostatic ultrasonic transducer is
A first electrode having a slit-like through hole;
A second electrode having a slit-like through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode And a vibration layer having a conductive layer and a DC bias voltage applied to the conductive layer,
The pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
An ultrasonic speaker, wherein a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes.
スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れ、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電
層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、
前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有
し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定される、静電型超音波トランスデューサを使用すると共に
、
信号源により可聴周波数帯の信号波を生成する手順と、
キャリア波供給源により超音波周波数帯のキャリア波を生成する手順と、
前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調した変調信号を生成する手順と
、
前記一対の電極における前記電極層間に前記変調信号を印加することにより前記静電型
超音波トランスデューサを駆動する手順と、
を含むことを特徴とする静電型超音波トランスデューサの音声信号再生方法。 A first electrode having a slit-like through hole;
A second electrode having a slit-like through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode And a vibration layer having a conductive layer and a DC bias voltage applied to the conductive layer,
The pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And using the electrostatic ultrasonic transducer that is integrally fixed to the pair of electrodes,
Generating a signal wave of an audible frequency band by a signal source;
A procedure for generating a carrier wave in an ultrasonic frequency band by a carrier wave source;
Generating a modulated signal obtained by modulating the carrier wave with a signal wave in the audible frequency band;
A procedure for driving the electrostatic ultrasonic transducer by applying the modulation signal between the electrode layers of the pair of electrodes;
A method of reproducing an audio signal of an electrostatic ultrasonic transducer, comprising:
変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動して可聴周波数帯の信号音を再生す
る超音波スピーカと、
映像を投影面に投影する投影光学系と、
で構成される表示装置であって、
前記超音波スピーカの静電型超音波トランスデューサは、
スリット状の貫通穴を有する第1の電極と、
スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れ、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電
層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、
前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有
し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯
域の信号波で変調した変調波が印加されること
を特徴とする表示装置。 An ultrasonic speaker that modulates a carrier wave signal in an ultrasonic frequency band with an audio signal supplied from an acoustic source, and drives an electrostatic ultrasonic transducer with the modulated signal to reproduce a signal sound in an audible frequency band;
A projection optical system that projects an image onto a projection surface;
A display device comprising:
The ultrasonic ultrasonic transducer of the ultrasonic speaker is
A first electrode having a slit-like through hole;
A second electrode having a slit-like through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode And a vibration layer having a conductive layer and a DC bias voltage applied to the conductive layer,
The pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
A display device in which a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes.
搬送波信号を変調し、該変調信号により静電型超音波トランスデューサを駆動し可聴周波
数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、
前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の
信号を再生する低音再生用スピーカと、
を有する指向性音響システムであって、
前記超音波スピーカの静電型超音波トランスデューサは、
スリット状の貫通穴を有する第1の電極と、
スリット状の貫通穴を有する第2の電極と、
前記第1の電極の前記貫通穴と前記第2の電極の前記貫通穴とが対をなすように配置さ
れ、かつ前記第1の電極と前記第2の電極とからなる一対の電極に挟まれるとともに導電
層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜と、を含み、
前記一対の電極は、前記貫通穴の内部に前記貫通穴の長手方向に配置された電極層を有
し、
前記一対の電極のうちいずれか一方の電極の前記振動膜とは反対側の面における中央部
付近を、凸形状を有する板状固定部材の凸部が当接するようにして、該板状固定部材と前
記一対の電極とを一体的に固定されるとともに、
前記一対の電極における前記電極層間には超音波周波数帯のキャリア波を可聴周波数帯
域の信号波で変調した変調波が印加されること
を特徴とする指向性音響システム。 The carrier signal in the ultrasonic frequency band is modulated by the signal in the first sound range among the audio signals supplied from the acoustic source, and the electrostatic ultrasonic transducer is driven by the modulated signal to reproduce the signal sound in the audible frequency band. An ultrasonic speaker,
A low-frequency sound reproduction speaker for reproducing a signal in a second sound range lower than the first sound range among the sound signals supplied from the acoustic source;
A directional acoustic system comprising:
The ultrasonic ultrasonic transducer of the ultrasonic speaker is
A first electrode having a slit-like through hole;
A second electrode having a slit-like through hole;
The through hole of the first electrode and the through hole of the second electrode are arranged so as to make a pair, and are sandwiched between a pair of electrodes composed of the first electrode and the second electrode And a vibration layer having a conductive layer and a DC bias voltage applied to the conductive layer,
The pair of electrodes has an electrode layer disposed in the longitudinal direction of the through hole inside the through hole,
The plate-like fixing member is arranged so that the convex portion of the plate-like fixing member having a convex shape comes into contact with the vicinity of the central portion of the surface of either one of the pair of electrodes on the side opposite to the vibrating membrane. And the pair of electrodes are integrally fixed,
A directional acoustic system, wherein a modulated wave obtained by modulating a carrier wave in an ultrasonic frequency band with a signal wave in an audible frequency band is applied between the electrode layers of the pair of electrodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007098004A JP2008258864A (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, sound signal reproducing method of electrostatic ultrasonic transducer, display device, and directional acoustic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007098004A JP2008258864A (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Electrostatic ultrasonic transducer, ultrasonic speaker, sound signal reproducing method of electrostatic ultrasonic transducer, display device, and directional acoustic system |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2016072802A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社アコー | Sound/vibration detection sensor |
-
2007
- 2007-04-04 JP JP2007098004A patent/JP2008258864A/en not_active Withdrawn
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