WO2019177122A1 - 静電容量型の音波発生装置および静電容量型スピーカー - Google Patents

静電容量型の音波発生装置および静電容量型スピーカー Download PDF

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WO2019177122A1
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electrode
fixed electrode
electrodes
fixed
vibrating
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PCT/JP2019/010686
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English (en)
French (fr)
Inventor
朋宏 片岡
敏幸 ▲高▼橋
純夫 堀池
西尾　英俊
田中　秀治
ヨーク フロメル
大高　剛一
真徳 室山
Original Assignee
オムロン株式会社
国立大学法人東北大学
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H04R3/06—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response of electrostatic transducers

Definitions

  • the present invention relates to a capacitive sound wave generator and a capacitive speaker.
  • those generally used as speakers that output sound waves in the audible range include dynamic speakers, balanced armature speakers, capacitive speakers, and the like.
  • the dynamic type speaker vibrates the cone by electromagnetic driving and has a characteristic that the sound range is wide.
  • the dynamic type speaker has a disadvantage of low response because the mass of the cone to be vibrated is large.
  • a small speaker such as an earphone has a problem that the responsiveness is further deteriorated because the inertial force of the diaphragm is relatively large.
  • the balanced armature type speaker vibrates an iron piece by electromagnetic driving, and is characterized in that it is easy to miniaturize and consumes less power, but has a disadvantage that the sound range is narrow.
  • an electrostatic speaker that solves such a problem is used (for example, see Patent Documents 1-5).
  • this capacitive speaker two fixed electrodes are arranged so as to sandwich the diaphragm.
  • the electrostatic attraction generated between the diaphragm and each fixed electrode is used by charging the diaphragm positively or negatively and charging each fixed electrode by sending an electric signal of the opposite polarity to the diaphragm. Then, the diaphragm is vibrated to output sound waves. Since this capacitance type speaker does not have a coil or the like attached to the diaphragm, high response can be realized. In addition, there is an advantage that the structure is simple and power consumption is low.
  • the capacitance type speaker as described above has low power consumption, but it is necessary to apply a high voltage (100 to 200 V) between the vibration electrode and the fixed electrode in order to output a sufficient sound pressure.
  • a booster circuit that boosts voltage from a low battery voltage (within several volts) is required, which may increase device cost and power consumption.
  • a method of increasing the electrode area can be considered, but in mobile devices and wearable devices where the speaker size is limited, the area of the speaker There were constraints and cost issues. For the reasons described above, it has been difficult to mount a capacitive speaker in mobile devices and wearable devices that have restrictions on both power consumption and speaker size.
  • FIG. 9 shows a schematic configuration of the sound wave generating unit 100 in a general capacitive speaker.
  • the sound wave generating unit 100 two fixed electrodes 111 are arranged so as to sandwich the diaphragm 112. 10A and 10B, the diaphragm 112 is charged positively or negatively, and an electric signal having a polarity opposite to that of the diaphragm 112 is sent to each fixed electrode 111 to be charged. .
  • the diaphragm 112 is vibrated using an electrostatic attractive force acting between the diaphragm 112 and each fixed electrode 111, and a sound wave is output.
  • the diaphragm 112 can be vibrated in accordance with an electric signal without attaching a coil or the like to the diaphragm 112.
  • each fixed electrode 111 in order to transmit the sound wave generated by the vibration of the diaphragm 112 to the outside. It was necessary to install. Therefore, the sound holes 111a reduce the surface area of each fixed electrode 111, resulting in a disadvantage that the electrostatic force acting on the diaphragm 112 is reduced. And in order to compensate for the fall of the electrostatic force, it was necessary to raise the voltage applied to the diaphragm 112 and each fixed electrode 111, and there existed a subject that power consumption increased.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its object is to reduce the drive voltage of a capacitive sound wave generator or a capacitive speaker, thereby suppressing power consumption. It is to provide technology that is possible.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and has a plate-like shape and a fixed electrode having one or a plurality of through holes provided so as to penetrate in the thickness direction; A plurality of plate-like or film-like shapes, arranged so as to face the fixed electrode, with the fixed electrode interposed therebetween, and at least a central portion of the fixed electrode being provided to be movable in the thickness direction A vibrating electrode; A connection member for connecting the plurality of vibration electrodes through the through hole; A plurality of outer fixed electrodes, each having a plate-like shape and disposed so as to sandwich the vibration electrode together with the fixed electrode by facing the vibration electrode from the side opposite to the fixed electrode; A capacitive sound wave generator characterized by comprising:
  • the vibrating electrode can be vibrated based on the electrostatic force between the fixed electrode not provided with the sound hole and the two vibrating electrodes arranged with the fixed electrode interposed therebetween. Therefore, the area of the electrode for generating an electrostatic force can be increased compared to a conventional sound wave generator in which a plurality of sound holes are provided in the fixed electrode, and the vibrating electrode can be vibrated more efficiently. it can.
  • the fixed electrode has a through-hole through which the connecting member is passed. The area of the through-hole is significantly larger than the total area of the sound holes of the fixed electrode in a normal capacitive sound wave generator. Since it can be made smaller, there is no problem.
  • the present invention has a plurality of outer fixed electrodes arranged so as to sandwich the vibration electrode together with the fixed electrode by facing the vibration electrode from the side opposite to the fixed electrode.
  • the electrostatic force between the outer fixed electrode and the vibrating electrode can also be used for the operation of the vibrating electrode.
  • the electrostatic force which acts on a vibration electrode can be strengthened, and a vibration electrode can be operated more efficiently.
  • the voltage applied to the capacitive sound wave generator can be reduced, and the power consumption can be reduced.
  • each of the plurality of vibration electrodes may be moved or deformed in the same direction by an electrostatic attraction generated between the fixed electrode and the outer fixed electrode sandwiching the vibration electrode.
  • acoustic signal input means for applying a voltage to the plurality of vibration electrodes and the plurality of outer fixed electrodes may be further provided.
  • the fixed electrode and the plurality of outer fixed electrodes may be fixed at the peripheral portion, and at least one of the plurality of vibration electrodes may be fixed at the peripheral portion. According to this, the positions and movements of the fixed electrode, the outer fixed electrode, and the vibration electrode can be further stabilized, and the quality of the sound wave generated by the sound wave generating device can be improved.
  • the acoustic signal input means includes A positive or negative bias voltage is applied to the two outer fixed electrodes, and an inverted bias voltage obtained by reversing the polarity of the bias voltage is applied to the fixed electrode.
  • An acoustic signal is converted into an analog signal based on the bias voltage, the inverted bias voltage, or a voltage between the bias voltage and the inverted bias voltage, and an inverted analog signal in which the polarity of the analog signal is inverted is generated.
  • An analog signal and the inverted analog signal may be configured to be applied to the two vibrating electrodes, respectively.
  • the present invention comprises the above-described capacitance-type sound wave generator, and is configured to generate sound waves in the audible range by vibrations of the plurality of vibration electrodes by the acoustic signal input means.
  • a capacitive speaker may be used. According to this, it is possible to provide a capacitive speaker that can be mounted on a mobile device or a wearable device with restrictions on both power consumption and speaker size.
  • the present invention it is possible to reduce the driving voltage of the capacitive sound wave generator or the capacitive speaker and to suppress power consumption.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a sound wave generator 10a of a capacitive speaker 10 according to the present invention.
  • two vibration electrodes, a first vibration electrode 12 and a second vibration electrode 13, are arranged so as to sandwich the fixed electrode 11, and the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13 are:
  • the connection member 14 is connected through the through hole 11 a of the fixed electrode 11.
  • a first outer fixed electrode 15 is provided outside the first vibration electrode 12, and a second outer fixed electrode 16 is provided outside the second vibration electrode 13. That is, the first vibrating electrode 12 is sandwiched between the fixed electrode 11 and the first outer fixed electrode 15. Further, the second vibrating electrode 13 is sandwiched between the fixed electrode 11 and the second outer fixed electrode 16.
  • the ends of the fixed electrode 11, the first vibrating electrode 12, the second vibrating electrode 13, the first outer fixed electrode 15, and the second outer fixed electrode 16 are fixed.
  • a predetermined voltage is applied to the fixed electrode 11, the first vibrating electrode 12, the second vibrating electrode 13, the first outer fixed electrode 15, and the second outer fixed electrode 16, and the first vibrating electrode 12, the electrostatic force generated between the first outer fixed electrode 15 and the fixed electrode 11, the electrostatic force generated between the second vibrating electrode 13, the second outer fixed electrode 16 and the fixed electrode 11, Are controlled in the same direction.
  • the first vibrating electrode 12 can be vibrated using both the electrostatic force between the outer first fixed electrode 15 and the electrostatic force between the fixed electrode 11 and the second vibrating electrode 13.
  • the capacitive speaker 10 no sound hole is provided in the fixed electrode 11 as in the conventional capacitive speaker 100 shown in FIG. Therefore, a stronger electrostatic force can be generated. Thereby, in order to generate the same sound pressure, the applied voltage applied to each electrode can be reduced, and as a result, the power consumption of the capacitive speaker 10 can be reduced.
  • the fixed electrode 11 is provided with a through hole 11a.
  • the through hole 11a is used only for passing the connection member 14, a sound hole for allowing sound waves to pass therethrough. Compared with, the ratio with respect to the surface area of the fixed electrode 11 can be made very small. For this reason, even if the through-hole 11a is provided in the fixed electrode 11, the reduction
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 in the capacitive speaker 10 may have any configuration as long as at least the central portion is provided so as to be movable in the thickness direction. More specifically, one end of the first vibrating electrode 12 or the second vibrating electrode 13 (in other words, the peripheral portion) is fixed, and the other end is not fixed and is in a free state. Also good.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 may be the same material or configuration, or may be different materials or configurations.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 may be formed of a thin and flexible material film such as parylene, polyethylene (PE), or metallic glass. These films desirably have a thickness of 50 ⁇ m or less, and particularly desirably 20 ⁇ m or less.
  • the Young's modulus is desirably 80 GPa or less, and particularly desirably 50 GPa.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 include a central portion made of a hard plate made of metal such as silicon, ceramics, Al, Cu, or Ni, and a peripheral portion made of a flexible and thin material. And the peripheral part thereof may be fixed to the frame-shaped support part. As for the magnitude
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 are entirely made of a hard plate made of metal such as silicon, ceramics, Al, Cu, Ni, etc., and its peripheral portion is framed by a leaf spring or the like. It may be fixed to the support part.
  • the leaf spring or the like may be formed from the same material as the first vibrating electrode 12 or the second vibrating electrode 13 or may be formed from a material that is used.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 are preferably made of a low-resistance material such as a conductor, but are formed of an insulator in which a conductor layer is coated on at least the surface on the fixed electrode 11 side. It may be.
  • the conductor layer may be formed of, for example, carbon, metal, silicon doped with impurities, or the like.
  • the fixed electrode 11, the first outer fixed electrode 15 and the second outer fixed electrode 16 are preferably formed of a hard plate made of metal such as silicon, ceramics, Al, Cu or Ni.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 may be connected by one connecting member 14, but may be connected by a plurality of connecting members 14 in accordance with the number of through holes 11 a.
  • the connecting member 14 is preferably at least partially electrically insulated.
  • the insulated portion of the connection member 14 is preferably made of a polymer such as epoxy resin or benzocyclobutene, ceramics, or the like, and preferably has a resistance value of 1 M ⁇ or more.
  • FIG. 2 shows an overall schematic diagram of the capacitive speaker 10 including the sound wave generator 10a and the acoustic signal input unit 10b.
  • the capacitive speaker 10 includes an acoustic signal input unit 10b in addition to the sound wave generation unit 10a.
  • the acoustic signal input unit 10 b includes a bias generation unit 31 and a voltage conversion unit 32.
  • the bias generator 31 generates positive and negative bias voltages and supplies the positive bias voltage to the fixed electrode 11.
  • the bias generator 31 supplies a negative bias voltage to the central portion of the transformer secondary coil in the voltage converter 32, the first outer fixed electrode 15, and the second outer fixed electrode 16.
  • the voltage conversion unit 32 receives an acoustic signal from the acoustic input terminal 32a, and uses the acoustic signal as a reference from a negative bias voltage supplied from the bias generation unit 31 as a positive voltage or bias potential higher than the bias potential. Convert to analog signal with low negative voltage.
  • the voltage conversion unit 32 supplies one side of the converted analog signal to the first vibrating electrode 12 and supplies an inverted signal obtained by inverting the polarity of the analog signal to the second vibrating electrode 13.
  • the capacitive speaker 10 can operate the first vibrating electrode 12 by using both the electrostatic force between the outer first fixed electrode 15 and the electrostatic force between the fixed electrode 11.
  • the second vibrating electrode 13 can be operated using both the electrostatic force between the outer second fixed electrode 16 and the electrostatic force between the fixed electrode 11.
  • the sound wave generator 10a has two vibration electrodes, the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13, but the number of vibration electrodes is not limited to two. Further, by using more vibration electrodes, a configuration in which a stronger electrostatic force acts on the vibration electrodes may be used.
  • the bias generator 31 supplies not the negative bias voltage but a positive bias voltage or a voltage between the negative bias voltage and the positive bias voltage to the central portion of the transformer secondary coil in the voltage converter 32. You may do it.
  • the voltage conversion unit 32 uses the positive bias voltage supplied from the bias generation unit 31 or a voltage between the negative bias voltage and the positive bias voltage as a reference, or a voltage higher than that potential. You may make it convert into the analog signal of a low voltage.
  • FIG. 3A shows an acoustic signal from the acoustic signal input unit 10b.
  • 3 (b) to 3 (c) show the potential of each electrode and the direction and magnitude of the electrostatic force when the acoustic signal at the time t1 to t3 in FIG. 3 (a) is input, respectively.
  • a bias voltage of ⁇ 50 v is supplied from the bias generator 31 and a sine wave having an amplitude of 100 V is supplied from the voltage converter 32.
  • an electrostatic attractive force force on the right side in the figure corresponding to a potential difference of 100 V acts on the second outer fixed electrode 16 and the second vibrating electrode 13.
  • an electrostatic force to the right side in the figure corresponding to a potential difference of 100 V also acts on the second vibrating electrode 12. From the above, at t1, the electrostatic force to the right side in the figure corresponding to the potential difference of 100 V acts on the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13, respectively.
  • the voltage supplied from the sound pressure conversion unit 32 to the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13 is 0V.
  • an electrostatic attractive force force on the left side in the figure
  • an electrostatic attractive force force on the right side in the figure
  • a potential difference of 50 V acts on the first vibrating electrode 12 from the fixed electrode 11.
  • an electrostatic attractive force (force on the left side in the figure) corresponding to a potential difference of 50 V acts on the second vibrating electrode 13 from the fixed electrode 11.
  • An electrostatic attractive force (force on the right side in the figure) corresponding to a potential difference of 50 V acts on the second outer fixed electrode 16 and the second vibrating electrode 13.
  • the electrostatic attractive force acting on the second vibrating electrode 13 is balanced, and the same state as when no electrostatic force acts is obtained.
  • no electrostatic force acts on the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 at t2.
  • + 50V is supplied from the sound pressure conversion unit 32 to the first vibrating electrode 12, and ⁇ 50V is supplied to the second vibrating electrode 13.
  • an electrostatic attractive force force on the left side in the figure
  • a potential difference of 100 V is applied from the first outer fixed electrode 15 to the first vibrating electrode 12.
  • the fixed electrode 11 and the first vibrating electrode 12 have the same potential, no electrostatic force acts between them.
  • an electrostatic force to the left side in the figure corresponding to a potential difference of 100 V acts on the first vibrating electrode 12.
  • an electrostatic attractive force force on the left side in the figure corresponding to a potential difference of 100 V acts on the second vibrating electrode 13 from the fixed electrode 11.
  • an electrostatic force to the left side in the figure corresponding to a potential difference of 100 V also acts on the second vibrating electrode 13. From the above, at t3, the electrostatic force to the left in the figure corresponding to the potential difference of 100 V acts on the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13, respectively.
  • FIG. 4A shows an acoustic signal as in FIG. 4 (b) to 4 (c) show the potential of each electrode and the direction and magnitude of the electrostatic force when the acoustic signal at the time t1 to t3 in FIG. 4 (a) is input, respectively.
  • a sine wave having a bias voltage of ⁇ 50 v and an amplitude of 100 V is supplied to the sound wave generator 100 as in the case described with reference to FIG.
  • the voltage supplied to the vibrating electrode 112 is 0V.
  • an electrostatic attractive force force on the left side in the figure
  • an electrostatic attractive force force on the right side in the figure
  • a potential difference of 50 V acts on the vibrating electrode 112 from the right fixed electrode 111.
  • the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13 are connected to each other by inputting an acoustic signal to the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13. It can be vibrated in the direction, and sound waves can be generated. That is, twice the electrostatic force can be applied to the vibrating electrodes 12 and 13 that vibrate integrally. Furthermore, in this embodiment, the vibrating electrodes 12 and 13 are operated based on the electrostatic force between the fixed electrode 11 provided with no sound hole and the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13. Can do. Therefore, the area of the electrode that generates the electrostatic force can be increased, and the vibrating electrodes 12 and 13 can be vibrated more efficiently than in the past. In other words, in this embodiment, it is possible to generate sound waves of the same sound pressure level with a driving voltage of 1/2 or less compared to the conventional sound wave generating device 100, and the consumption. Electric power can be greatly reduced.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the case where the sound wave generator 10a according to the present embodiment is formed as a MEMS device using a semiconductor manufacturing process.
  • the fixed electrode 11 has a disk shape in a plan view, and has a through hole 11a provided in the center thereof in the thickness direction.
  • the fixed electrode 11 has a terminal 11b at the end.
  • the first vibrating electrode 12 is smaller in diameter than the fixed electrode 11 and has a thin disk shape.
  • the first vibrating electrode 12 is disposed on one surface side of the fixed electrode 11 so as to face the fixed electrode 11.
  • the second vibrating electrode 13 has a disk shape having the same diameter and thickness as the first vibrating electrode 12.
  • the second vibrating electrode 13 is disposed on the other surface side of the fixed electrode 11 so as to face the fixed electrode 11.
  • the connecting member 14 has an elongated rod shape, and connects the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 through the through hole 11 a of the fixed electrode 11. Both ends of the connecting member 14 are fixed to the central portion of the first vibrating electrode 12 and the central portion of the second vibrating electrode 13, respectively.
  • the support portion 17 is fixed to the first frame body 21 provided so as to surround the first vibration electrode 12, the second frame body 22 provided so as to surround the second vibration electrode 13, and And a fixing member 23 for fixing the electrode 11.
  • the first frame body 21 and the second frame body 22 are arranged so as to sandwich the fixed electrode 11 therebetween.
  • the first frame body 21 is provided with a plurality of leaf springs 24 along the inner peripheral edge, and by fixing the inner peripheral end of each leaf spring 24 to the peripheral edge portion of the first vibrating electrode 12, The vibration electrode 12 is supported.
  • the first frame 21 has a terminal 25 at the end.
  • the second frame 22 is provided with a plurality of leaf springs 26 along the inner periphery.
  • the vibration electrode 13 is supported by fixing the inner peripheral end of each leaf spring 26 to the peripheral edge of the second vibration electrode 13.
  • the second frame 22 has a terminal 27 at the end.
  • the fixing member 23 is disposed between the first frame 21 and one surface of the fixed electrode 11 so as to fix the fixed electrode 11 between the first frame 21 and the second frame 22, and A plurality of pieces are fixed between the second frame 22 and the other surface of the fixed electrode 11.
  • the fixing member 23 is fixed to the peripheral edge portion of the fixed electrode 11.
  • the first vibrating electrode 12 can vibrate in the thickness direction with respect to the fixed electrode 11 via the leaf springs 24.
  • the second vibrating electrode 13 can vibrate in the thickness direction with respect to the fixed electrode 11 via each leaf spring 26.
  • the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 are moved in the same direction by the connecting member 14 and vibrate simultaneously.
  • the first outer fixed electrode 15 has a disk shape in plan view and has a plurality of sound holes 15a.
  • the first outer fixed electrode 15 has a terminal 28 at the end.
  • the first outer fixed electrode 15 is disposed on the opposite side of the first vibrating electrode 12 from the fixed electrode 11 so as to face the first vibrating electrode 12.
  • the first outer fixed electrode 15 is fixed to the support portion 17 by a fixing member 34.
  • the second outer fixed electrode 16 has a disk shape having the same thickness as the first outer fixed electrode 15 and has a plurality of sound holes 16a.
  • the second outer fixed electrode 16 has a terminal 29 at the end.
  • the second vibration electrode 13 is disposed on the opposite side of the fixed electrode 11 so as to face the second vibration electrode 13.
  • the second outer fixed electrode 16 is fixed to the second frame 22 by a fixing member 35.
  • the fixed electrode 11, the first vibrating electrode 12, the second vibrating electrode 13, the first outer fixed electrode 15, and the second outer fixed electrode 16 are made of low resistance conductive silicon.
  • the connecting member 14 is made of conductive silicon at the center, and both end portions connected to the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 are made of insulating epoxy resin SU-8.
  • the first frame 21 and the second frame 22 are made of low resistance conductive silicon.
  • the fixing members 23, 34, and 35 are made of an insulating epoxy resin SU-8.
  • the terminal 11b of the fixed electrode 11, the terminal 25 of the first frame 21, the terminal 27 of the second frame 22, the terminal 28 of the first outer fixed electrode 15, and the terminal 29 of the second outer fixed electrode 16 are: It consists of a conductive Ti / Au layer.
  • the first outer fixed electrode 15 and the second outer fixed electrode 16 in this embodiment are formed by a process as shown in FIG. In FIG. 6, the second outer fixed electrode 16 will be described as an example.
  • an oxide film 16c is formed on a silicon substrate 16b.
  • a resist 16d is formed on the oxide film 16c, and a portion corresponding to the sound hole 16a is removed by photolithography.
  • the oxide film 16c corresponding to the sound hole 16a is removed, and the remaining resist 16d is removed.
  • the silicon substrate 16b is etched by DRIE (Deep Reactive Ion Etching) to form a sound hole 16a.
  • DRIE Deep Reactive Ion Etching
  • the remaining oxide film 16c is removed, an electrode Ti / Au bilayer film 29 is formed by sputtering, and a photosensitive epoxy resin (SU8) is formed by spin coating + photolithography. ) Is formed.
  • the base silicon layer 41 has a thickness of 400 ⁇ m, and the silicon oxide insulating layers 42 above and below the base silicon layer 41 have a thickness of 5 ⁇ m.
  • Layer 43 is formed to a thickness of 20 ⁇ m. Since the base silicon layer 41 and the silicon active layer 43 are used as electrodes for generating electrostatic attraction, for example, the resistivity is preferably a low resistance of about 0.02 ⁇ cm.
  • the silicon active layer 43 of the SOI substrate is removed by etching on the slit to the insulating layer 42 by photolithography and dry etching to form the first vibrating electrode 12 in a circular shape having a diameter of 1000 ⁇ m.
  • a portion not not removed by etching is left as a beam (width 100 ⁇ m / length 100 ⁇ m), and the first vibration electrode 12 is connected to the outer peripheral portion by four beams to form a spring 24 that supports the first vibration electrode 12.
  • a Ti / Au bilayer film (Ti 0.3 ⁇ m / Au 1 ⁇ m) 25 serving as an electrode is formed on the silicon active layer 43 holding the first vibrating electrode 12 by sputtering.
  • a photosensitive epoxy resin (SU-8) is formed to a thickness of 100 ⁇ m on the silicon active layer 43 on which the first vibrating electrode 12 is formed by a spin coating technique. Thereafter, by means of photolithography, the electrode spacer 23 and the connecting member (the connection member (SU-8) are left so that the outer peripheral portion 21 surrounding the slit in which the first vibrating electrode 12 is formed and the central portion of the first vibrating electrode 12 remain. (Diameter 100 ⁇ m) 14 is formed.
  • a 200 ⁇ m-thick low-resistance (resistivity 0.02 ⁇ cm) silicon substrate 44 is bonded to the silicon active layer 43 by SU-8 formed in FIG. 7B.
  • a Ti / Au bilayer film (Ti 0.3 ⁇ m / Au 1 ⁇ m) 11 b as a second electrode is formed on the silicon substrate 44.
  • a slit having an inner diameter of 120 ⁇ m and a width of 20 ⁇ m is formed on the silicon substrate 44 at a position facing the connecting member 14 of the silicon active layer 43 bonded to the lower portion by a photolithographic dry etching method.
  • the low resistance (resistivity 0.02 ⁇ cm) silicon substrate 45 having a thickness of 400 ⁇ m is etched and removed in a slit shape to a depth of 20 ⁇ m by photolithography and dry etching.
  • a portion to be the second vibrating electrode 13 is formed in a circular shape having a diameter of 1000 ⁇ m.
  • a portion not removed by etching is left as a beam (width 100 ⁇ m / length 100 ⁇ m), and the second vibration electrode 13 is connected to the outer peripheral portion by four beams, and a portion that becomes the spring 26 that supports the second vibration electrode 13 is also formed.
  • a Ti / Au bilayer film (Ti 0.3 ⁇ m / Au 1 ⁇ m) 27 to be an electrode is formed on the opposite surface of the silicon substrate 45 by etching by sputtering.
  • a photosensitive epoxy resin SU-8 is formed to a thickness of 100 ⁇ m on the side of the silicon substrate 45 on which the second vibrating electrode 13 is formed by a spin coating method, and thereafter
  • the electrode spacer 23 and the connecting member (diameter 100 ⁇ m) 14 are left so that the photosensitive epoxy resin SU-8 remains in the outer peripheral portion surrounding the second vibrating electrode 13 and the central portion of the second vibrating electrode 13. Is further formed.
  • the surface on which the photosensitive epoxy resin SU-8 is formed on the silicon substrate 45 is bonded to the silicon substrate 44 so that the first vibrating electrode 12 and the second vibrating electrode 13 face each other.
  • the silicon substrate 45 includes the second vibrating electrode 13 and the beam by photolithography and dry etching from the side of the Ti / Au bilayer film (Ti 0.3 ⁇ m / Au 1 ⁇ m) 27. Etching is removed to the depth where the slit is formed.
  • the base silicon layer 41 and the insulating layer 42 of silicon oxide include the first vibrating electrode 12 and the beam by photolithography and dry etching techniques. Remove by range.
  • the second fixed electrode 16 formed in FIG. 6E and a photosensitive epoxy resin having a thickness of 100 ⁇ m are formed on the surface of the silicon substrate 45 opposite to the fixed electrode 11.
  • the fixing member 35 of the (SU-8) layer is adhered.
  • the fixing member 34 of the (SU-8) layer is adhered. In this way, the sound wave generator 10a of the capacitive speaker 10 shown in FIG. 5 can be manufactured.
  • the through-hole 11 a provided in the central fixed electrode 11 is used only for passing the connection member 14, so that the fixed electrode 11 is compared with the case where a plurality of sound holes are provided.
  • the ratio with respect to the surface area can be made very small. For this reason, power consumption can be suppressed compared with the conventional electrostatic capacity type speaker in which the influence by the sound hole of each fixed electrode is large.
  • the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13 are connected by the connecting member 14 in the capacitive speaker 10, only one of the first vibration electrode 12 and the second vibration electrode 13 is present. It is good also as a structure by which a peripheral part is fixed.
  • the first vibrating electrode 12 and / or the second vibrating electrode 13 in the capacitive speaker 10 may be made of a thin film. Even in this case, the first vibrating electrode 12 and / or the second vibrating electrode 13 can be vibrated according to the same principle as shown in FIGS. 1 and 2, and sound waves can be output.
  • the thin film preferably has a thickness of 1 to 50 ⁇ m and a diameter of 5 mm or less.
  • the capacitive speaker 10 according to the present invention may be used for any application as long as the application generates sound waves.
  • sound wave in this specification includes not only an acoustic wave having a frequency in the audible range but also an elastic wave having a frequency outside the audible range.
  • the capacitive speaker 10 according to the present invention is configured to generate sound waves in the audible range by vibration of the vibrating body by the audio signal input means, and is configured to generate ultrasonic waves having a frequency higher than the audible range.
  • the ultrasonic generator may be configured as an ultra-low frequency sound generator configured to generate an ultra-low frequency wave having a frequency lower than the audible range.
  • the capacitive sound wave generator is specified as a device that generates sound waves having a wide frequency including the audible range, and the capacitive speaker 10 particularly generates sound waves having a frequency in the audible range. It is specified as a device to generate.
  • the capacitive speaker 10 is a MEMS capacitive speaker using a semiconductor manufacturing technology
  • the configuration of the present invention is a capacitive type other than MEMS.
  • the present invention can also be applied to a speaker or a capacitive sound wave generator, for example, a so-called capacitor-type speaker, headphones, earphones, or the like.
  • Each of the plurality of vibrating electrodes (12, 13) has the same direction due to electrostatic attraction generated between the fixed electrode (11) and the outer fixed electrodes (15, 16) sandwiching the vibrating electrode (12, 13).
  • the fixed electrode (11) and the plurality of outer fixed electrodes (15, 16) are fixed at the periphery thereof, and at least one of the plurality of vibration electrodes (12, 13) is fixed at the periphery thereof.
  • the electrostatic capacity type sound wave generator according to claim 1 or 2, wherein ⁇ Invention 4> Two vibrating electrodes (12, 13) and two outer fixed electrodes (15, 16), The acoustic signal input means (10b) A positive or negative bias voltage is applied to the two outer fixed electrodes (15, 16), and an inverted bias voltage obtained by inverting the polarity of the bias voltage is applied to the fixed electrode (11). An acoustic signal is converted into an analog signal based on the bias voltage, the inverted bias voltage, or a voltage between the bias voltage and the inverted bias voltage, and an inverted analog signal in which the polarity of the analog signal is inverted is generated.
  • the capacitive acoustic wave according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an analog signal and the inverted analog signal are applied to the two vibrating electrodes (12, 13), respectively.
  • Generator. ⁇ Invention 5> The capacitive sound wave generating device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein sound waves in an audible range are generated by vibrations of the plurality of vibration electrodes (12, 13) by the acoustic signal input means (10b).
  • a capacitive speaker (10) characterized by being configured to be generated.

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Abstract

静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能な技術を提供する。板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔１１ａを有する固定電極１１と、板状または膜状の形状を有し、固定電極１１と対向するように固定電極１１を挟んで配置され、固定電極１１に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた二つの振動電極１２と、貫通孔１１ａを通して、二つの振動電極を接続する接続部材１４と、板状の形状を有し、振動電極１２に対して固定電極１１と反対側から対向することで、振動電極１２を固定電極１１とともに挟むように配置された、二つの外側固定電極１５、１６と、を備える。

Description

静電容量型の音波発生装置および静電容量型スピーカー
　本発明は、静電容量型の音波発生装置および静電容量型スピーカーに関するものである。
　音波発生装置のうち、特に可聴域の音波を出力するスピーカーとして一般的に用いられているものとしては、ダイナミック型スピーカー、バランスドアーマチュア型スピーカー、静電容量型スピーカー等を挙げることができる。ダイナミック型スピーカーは、電磁型駆動によりコーンを振動させるものであり、音域が広いという特徴がある一方、振動させるコーンの質量が大きいため応答性が低いという不都合がある。特に、イヤホンなどの小型のスピーカーでは、振動板の慣性力が相対的に大きくなるため、応答性がさらに悪くなってしまうという課題がある。また、バランスドアーマチュア型スピーカーは、電磁型駆動で鉄片を振動させるものであり、小型化が容易で消費電力が小さいという特徴がある一方、音域が狭いという不都合があった。
　これに対し、そのような問題を解決した静電容量型スピーカー（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｓｐｅａｋｅｒ）が利用されている（例えば、特許文献１－５参照）。この静電容量型スピーカーにおいては、振動板を挟むようにして２枚の固定電極が配置されている。そして、振動板をプラスまたはマイナスに帯電させ、各固定電極に振動板とは反対の極性の電気信号を送って帯電させることにより、振動板と各固定電極との間に生じる静電引力を利用して振動板を振動させ、音波を出力する。この静電容量型スピーカーは、振動板にコイルなどが取り付けられていないため、高い応答性を実現することができる。また、構造がシンプルで消費電力も少ないという利点もある。
Ｉｍａｎ　Ｓｈａｈｏｓｓｅｉｎｉ，　ｅｔ　ａｌ，　"Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ＭＥＭＳ　ｍｉｃｒｏｓｐｅａｋｅｒ　ｆｏｒ　ｐｏｒｔａｂｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｄｅｖｉｃｅｓ"，　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，　Ｊｕｎｅ　２０１３，　Ｖｏｌｕｍｅ　１９，Ｉｓｓｕｅ　６，ｐ．８７９－８８６
米国特許第６８４２９６４号明細書 欧州特許出願公開第２４１０７６８号明細書 欧州特許出願公開第２４６４１４２号明細書 欧州特許出願公開第２５８２１５６号明細書 特許第３２８１８８７号公報
　上記したような静電容量型スピーカーは、それ自体の消費電力は少ないが、十分な音圧を出力するためには振動電極と固定電極の間に高い電圧（１００～２００Ｖ）を印加する必要があり、バッテリー駆動のアプリケーションでは、低電圧のバッテリー電圧（数Ｖ以内）から昇圧する昇圧回路が必要となり、装置コストや電力消費が高くなる場合があった。電極間の電圧を高くする以外に静電容量型スピーカーの音圧を確保する手段としては、電極面積を大きくする方法も考えられるが、スピーカサイズに制約のあるモバイル機器やウェアラブル機器では、面積の制約の問題やコストの問題があった。以上のような理由から、消費電力とスピーカサイズ両方に制約のあるモバイル機器やウェアラブル機器において、静電容量型スピーカーを搭載することは困難になっていた。
　図９には、一般的な静電容量型スピーカーにおける音波発生部１００の概略構成を示す。この音波発生部１００においては、振動板１１２を挟むようにして２枚の固定電極１１１が配置されている。そして、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、振動板１１２をプラスまたはマイナスに帯電させ、各固定電極１１１に振動板１１２とは反対の極性の電気信号を送って帯電させる。このことにより、振動板１１２と各固定電極１１１との間に作用する静電引力を利用して振動板１１２を振動させ、音波を出力する。この音波発生部１００においては、振動板１１２にコイルなどを取り付けることなく、電気信号に合わせて振動板１１２を振動させることができる。
　しかしながら、上記のような一般的な静電容量型スピーカーにおける音波発生部１００では、振動板１１２の振動により発生した音波を外部に伝えるために、各固定電極１１１に１または複数の音孔１１１ａを設ける必要があった。そのため、その音孔１１１ａにより各固定電極１１１の表面積が減少し、振動板１１２に作用する静電力が低下するという不都合があった。そして、その静電力の低下を補うために振動板１１２および各固定電極１１１に印加する電圧を高める必要があり、消費電力が増大してしまうという課題があった。
　本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能な技術を提供することである。
　本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔を有する固定電極と、
　板状または膜状の形状を有し、前記固定電極と対向するように前記固定電極を挟んで配置され、前記固定電極に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極と、
　前記貫通孔を通して、前記複数の振動電極を接続する接続部材と、
　板状の形状を有し、前記振動電極に対して前記固定電極と反対側から対向することで、前記振動電極を前記固定電極とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極と、
　を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置である。
　これによれば、音孔の設けられていない固定電極と、固定電極を挟んで配置された二つの振動電極の間の静電力に基づいて振動電極を振動させることができる。よって、固定電極に複数の音孔が設けられている従来の音波発生装置と比較して静電力を発生させる電極の面積をより大きくすることができ、より効率的に振動電極を振動させることができる。ここで、固定電極は接続部材を通すための貫通孔を有しているが、この貫通孔の面積は通常の静電容量型の音波発生装置における固定電極の音孔の合計面積に対して大幅に小さくすることができるので問題とはならない。
　本発明においては、上記に加えて、振動電極に対して固定電極と反対側から対向することで、振動電極を固定電極とともに挟むように配置された複数の外側固定電極を有しており、この外側固定電極と振動電極の間の静電力をも、振動電極の作動のために利用することができる。これにより、振動電極に作用する静電力をより強くすることができ、より効率的に振動電極を作動させることができる。結果として、静電容量型の音波発生装置に対する印加電圧を低下させることができ、消費電力を低減することが可能となる。
　また、本発明においては、前記複数の振動電極の各々が、該振動電極を挟む固定電極及び外側固定電極との間に生じる静電引力により、同じ方向に移動または変形するように、前記固定電極、前記複数の振動電極及び、前記複数の外側固定電極に電圧を印加する音響信号入力手段をさらに備えるようにしてもよい。このことで、より効率的に音波を発生させることができ、より確実に音波発生装置の印加電圧を低下させ、消費電力を低減することが可能となる。
　また、本発明においては、前記固定電極及び前記複数の外側固定電極を、その周縁部で固定すると共に、前記複数の振動電極の少なくとも一方を、その周縁部で固定するようにしてもよい。これによれば、固定電極、外側固定電極及び振動電極の位置及び運動をより安定化させることができ、音波発生装置が発生する音波の品質を向上させることが可能となる。
　また、本発明においては、二つの前記振動電極及び二つの前記外側固定電極を備え、
　前記音響信号入力手段は、
　プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極に印加し、
　前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極に印加するよう構成されるようにしてもよい。
　これによれば、より確実に、複数の振動電極の各々が、振動電極を挟む固定電極及び外側固定電極との間に生じる静電引力により同じ方向に移動するように制御可能である。これにより、より効率的に音波を発生させることができ、より確実に音波発生装置の印加電圧を低下させ、消費電力を低減することが可能となる。
　また、本発明は、上記の静電容量型の音波発生装置から成り、前記音響信号入力手段による前記複数の振動電極の振動により可聴域の音波を発生可能に構成されたことを特徴とする、静電容量型スピーカーであってもよい。これによれば、消費電力とスピーカサイズ両方に制約のあるモバイル機器やウェアラブル機器に搭載可能な静電容量型スピーカーを提供することが可能となる。
　なお、上記した各々の課題を解決するための手段は、可能な限り、組み合わせて使用することができる。
　本発明によれば、静電容量型の音波発生装置または静電容量型スピーカーの駆動電圧を低減し、消費電力を抑制することが可能となる。
本発明の実施例における静電容量型スピーカーの音波発生部を示す概略図である。 本発明の実施例における音響信号入力部を含めた、静電容量型スピーカーの概略図である。 本発明の実施例における音響信号入力部による信号と音波発生部の作動との関係を示す図である。 従来の静電容量型スピーカーにおける入力信号と音波発生部の作動との関係を示す図である。 本発明の実施例における静電容量型スピーカーの音波発生部の断面図である。 本発明の実施例における外側固定電極の製造プロセスを示す図である。 本発明の実施例における静電容量型スピーカーの音波発生部の製造プロセスの前半を示す図である。 本発明の実施例における静電容量型スピーカーの音波発生部の製造プロセスの後半を示す図である。 従来の静電容量型スピーカーの音波発生部を示す概略図である。 従来の静電容量型スピーカーの音波発生部の作動の態様を示す図である。
〔適用例〕
　以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
　図１には、本発明にかかる静電容量型スピーカー１０の音波発生部１０ａの概略図を示す。この音波発生部１０ａにおいては、固定電極１１を挟むようにして第一振動電極１２および第二振動電極１３の二つの振動電極が配置されており、第一振動電極１２と第二振動電極１３とは、固定電極１１の貫通孔１１ａを介して、接続部材１４によって接続されている。また、第一振動電極１２の外側には第一外側固定電極１５が設けられ、第二振動電極１３の外側には第二外側固定電極１６が設けられている。すなわち、固定電極１１と第一外側固定電極１５とによって第一振動電極１２を挟むように配置されている。また、固定電極１１と第二外側固定電極１６とによって第二振動電極１３を挟むように配置されている。なお、図１の例では、固定電極１１、第一振動電極１２、第二振動電極１３、第一外側固定電極１５及び第二外側固定電極１６の端部は各々固定されている。
　静電容量型スピーカー１０においては、固定電極１１、第一振動電極１２、第二振動電極１３、第一外側固定電極１５及び第二外側固定電極１６に所定の電圧を印加し、第一振動電極１２と、第一外側固定電極１５及び固定電極１１との間に発生する静電力と、第二振動電極１３と、第二外側固定電極１６及び固定電極１１との間に発生する静電力と、が同じ方向となるように制御される。これにより、第一振動電極１２を、外側第一固定電極１５との間の静電力及び固定電極１１との間の静電力の両方を用いて振動させることができ、また、第二振動電極１３を、外側第二固定電極１６との間の静電力及び固定電極１１との間の静電力の両方を用いて振動させることができる。
　また、静電容量型スピーカー１０においては、図９に示した従来の静電容量型スピーカー１００におけるように、固定電極１１に音孔が設けられていない。よって、より強い静電力を発生させることができる。これにより、同じ音圧を発生させるために、各電極に印加する印加電圧を低減させることができ、結果として、静電容量型スピーカー１０の消費電力を低減することが可能となる。なお、静電容量型スピーカー１０では、固定電極１１に貫通孔１１ａが設けられているが、貫通孔１１ａは、接続部材１４を通すためだけに使用されるため、音波を通過させるための音孔と比較して、固定電極１１の表面積に対する割合を非常に小さくすることができる。このため、固定電極１１に貫通孔１１ａを設けたとしても、貫通穴１１ａによる静電力の低下幅は小さい。
　ここで、静電容量型スピーカー１０における第一振動電極１２および第二振動電極１３は、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられていれば、いかなる構成を成していてもよい。より具体的には、第一振動電極１２または第二振動電極１３の一方については端部（換言すれば周縁部）が固定されるようにし、他方については端部を固定せずフリーな状態としてもよい。また、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、互いに同じ素材や構成であってもよく、異なる素材や構成であってもよい。例えば、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、パレリン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）やポリエチレン（ＰＥ）、金属ガラス（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｇｌａｓｓ）などの、薄く、柔軟な素材の膜から形成されてもよい。これらの膜は、厚みが５０μｍ以下であることが望ましく、２０μｍ以下であることが特に望ましい。また、ヤング率が８０ＧＰａ以下であることが望ましく、５０ＧＰａであることが特に望ましい。
　また、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、シリコン製やセラミックス製、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属製の硬質の板から成る中央部と、柔軟で薄い素材から成る周縁部とを有し、その周縁部が枠状の支持部に固定されていてもよい。第一振動電極１２および第二振動電極１３の中央部の大きさは、直径１００μｍ以下であることが望ましい。また、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、全体が、シリコン製やセラミックス製、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属製の硬質の板から成り、その周縁部が板バネ等により枠状の支持部に固定されていてもよい。板バネ等は、第一振動電極１２や第二振動電極１３と同じ素材から形成されていてもよく、具なる素材から形成されていてもよい。
　また、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、導体等の低抵抗の材料から成っていることが望ましいが、少なくとも固定電極１１側の表面に導体層が被覆された絶縁体から形成されていてもよい。この場合の導体層は、例えば、炭素や金属、不純物がドープされたシリコン等から形成されてもよい。
　また、固定電極１１、第一外側固定電極１５及び第二外側固定電極１６は、シリコン製やセラミックス製、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属製の硬質の板により形成されることが望ましい。第一振動電極１２と第二振動電極１３とは、１つの接続部材１４により接続されていてもよいが、貫通孔１１ａの数に合わせて複数の接続部材１４により接続されてもよい。接続部材１４は、少なくとも一部が電気的に絶縁されていることが好ましい。接続部材１４において絶縁された部分は、エポキシ樹脂やベンゾシクロブテン等のポリマーや、セラミックス等から成ることが望ましく、抵抗値が１ＭΩ以上であることが望ましい。
　図２には、音波発生部１０ａ及び音響信号入力部１０ｂを含む静電容量型スピーカー１０の全体の概略図を示す。図２に示すように、静電容量型スピーカー１０は、音波発生部１０ａに加えて、音響信号入力部１０ｂを備えている。音響信号入力部１０ｂは、バイアス発生部３１と電圧変換部３２とを有している。バイアス発生部３１は、プラスおよびマイナスのバイアス電圧を発生し、プラスのバイアス電圧を固定電極１１に供給するようになっている。また、バイアス発生部３１は、マイナスのバイアス電圧を電圧変換部３２におけるトランス二次コイルの中央部と、第一外側固定電極１５及び第二外側固定電極１６に供給するようになっている。
　電圧変換部３２は、音響入力端子３２ａから音響信号が入力され、その音響信号を、バイアス発生部３１から供給されたマイナスのバイアス電圧を基準として、そのバイアス電位より高い正の電圧またはバイアス電位より低い負の電圧の、アナログ信号に変換する。電圧変換部３２は、変換されたアナログ信号の片側を、第一振動電極１２に供給し、アナログ信号の極性を反転した反転信号を第二振動電極１３に供給する。これにより、静電容量型スピーカー１０は、第一振動電極１２を、外側第一固定電極１５との間の静電力及び固定電極１１との間の静電力の両方を用いて作動させることができる。また、第二振動電極１３を、外側第二固定電極１６との間の静電力及び固定電極１１との間の静電力の両方を用いて作動させることができるのである。
　なお、上記の説明において、音波発生部１０ａは第一振動電極１２と第二振動電極１３の２つの振動電極を有していたが、振動電極の数は２つに限られない。さらに多くの振動電極を用いることで、より強力な静電力が振動電極に作用するような構成にしても構わない。また、バイアス発生部３１は、マイナスのバイアス電圧ではなく、プラスのバイアス電圧や、マイナスのバイアス電圧とプラスのバイアス電圧の間の電圧を電圧変換部３２におけるトランス二次コイルの中央部に供給するようにしてもよい。この場合、電圧変換部３２は、音響信号を、バイアス発生部３１から供給されたプラスのバイアス電圧や、マイナスのバイアス電圧とプラスのバイアス電圧の間の電圧を基準として、その電位より高い電圧または低い電圧の、アナログ信号に変換するようにしてもよい。
＜実施例＞
　次に、図３を用いて、より具体的に、音響信号入力部１０ｂからの音響信号により作動する音波発生部１０ａの実施例について説明する。図３（ａ）は音響信号入力部１０ｂからの音響信号を示している。図３（ｂ）～図３（ｃ）は、各々、図３（ａ）におけるｔ１～ｔ３の時点における音響信号を入力した場合の各電極の電位と、静電力の方向、大きさを示している。ここでバイアス発生部３１からは±５０ｖのバイアス電圧が供給され、電圧変換部３２からは振幅１００Ｖの正弦波が供給されているとする。
　ｔ１においては、図３（ｂ）に示すように、音圧変換部３２から第一振動電極１２には－５０Ｖが、第二振動電極１３には＋５０Ｖが供給されている。その場合、第一外側固定電極１５と第一振動電極１２は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、固定電極１１から第一振動電極１２には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、第一振動電極１２には、電位差１００Ｖに相当する、図中右側への静電力が作用することになる。また、固定電極１１と第二振動電極１３は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、第二外側固定電極１６から第二振動電極１３には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、第二振動電極１２にも、電位差１００Ｖに相当する、図中右側への静電力が作用することになる。以上より、ｔ１においては、第一振動電極１２及び第二振動電極１３に各々電位差１００Ｖに相当する図中右側への静電力が作用する。
　また、ｔ２においては、図３（ｃ）に示すように、音圧変換部３２から第一振動電極１２及び第二振動電極１３に供給される電圧は０Ｖとなっている。その場合、第一外側固定電極１５から第一振動電極１２には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。一方、固定電極１１から第一振動電極１２には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、第一振動電極１２に作用する静電引力が釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。また、固定電極１１から第二振動電極１３には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。第二外側固定電極１６から第二振動電極１３には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、第二振動電極１３に作用する静電引力も釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。以上より、ｔ２においては、第一振動電極１２および第二振動電極１３には静電力は作用しない。
　ｔ３においては、図３（ｄ）に示すように、音圧変換部３２から第一振動電極１２には＋５０Ｖが、第二振動電極１３には－５０Ｖが供給されている。その場合、第一外側固定電極１５から第一振動電極１２には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。一方、固定電極１１と第一振動電極１２とは同電位のため、両者の間に静電力は作用しない。これらの結果、第一振動電極１２には、電位差１００Ｖに相当する、図中左側への静電力が作用することになる。また、固定電極１１から第二振動電極１３には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。一方、第二外側固定電極１６と第二振動電極１３とは同電位であるため、両者の間には静電力は作用しない。これらの結果、第二振動電極１３にも、電位差１００Ｖに相当する、図中左側への静電力が作用することになる。以上より、ｔ３においては、第一振動電極１２及び第二振動電極１３に各々電位差１００Ｖに相当する図中左側への静電力が作用する。
　次に、図４を用いて、図９に示した従来の音波発生装置１００の音波発生部の作動の態様について説明する。図４（ａ）は図３（ａ）と同じく、音響信号を示している。図４（ｂ）～図４（ｃ）は、各々、図４（ａ）におけるｔ１～ｔ３の時点における音響信号を入力した場合の各電極の電位と、静電力の方向、大きさを示している。ここで音波発生装置１００には図３で説明したケースと同様に、±５０ｖのバイアス電圧及び、振幅１００Ｖの正弦波が供給されているとする。
　ｔ１においては、図４（ｂ）に示すように、左側の固定電極１１１には５０Ｖが、振動電極１１２には５０Ｖが供給されている。その場合、左側の固定電極１１１と振動電極１１２は、同電位であるので両者の間に静電力は作用しない。一方、右側の固定電極１１１から振動電極１１２には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、ｔ１においては、振動電極１１２には、電位差１００Ｖに相当する、図中右側への静電力が作用する。
　また、ｔ２においては、図４（ｃ）に示すように、振動電極１１２に供給される電圧は０Ｖとなっている。その場合、左側の固定電極１１１から振動電極１１２には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。一方、右側の固定電極１１１から振動電極１１２には、電位差５０Ｖに相当する静電引力（図中右側への力）が作用する。これらの結果、ｔ２においては、振動電極１１２に作用する静電引力が釣り合い、静電力が作用しないのと同じ状態となる。
　また、ｔ３においては、図４（ｄ）に示すように、振動電極１１２には－５０Ｖが供給されている。その場合、左側の固定電極１１１から振動電極１１２には、電位差１００Ｖに相当する静電引力（図中左側への力）が作用する。一方、右側の固定電極１１と振動電極１１２とは同電位のため、両者の間に静電力は作用しない。これらの結果、ｔ３においては、振動電極１１２には、電位差１００Ｖに相当する図中左側への静電力が作用する。
　図３及び図４から分かるように、本実施例においては、第一振動電極１２と第二振動電極１３とに音響信号を入力することにより、第一振動電極１２と第二振動電極１３を同方向に振動させることができ、音波を発生させることが可能となる。すなわち、一体に振動する振動電極１２、１３に対して従来の２倍の静電力を作用させることができる。さらに、本実施例においては、音孔の設けられていない固定電極１１と、第一振動電極１２及び第二振動電極１３との間の静電力に基づいて、振動電極１２、１３を作動させることができる。よって、静電力を発生させる電極の面積をより大きくすることができ、従来より効率的に振動電極１２、１３を振動させることができる。また、そのことは換言すると、本実施例においては、従来の音波発生装置１００と比較して１／２以下の駆動電圧で、同等の音圧レベルの音波を発生することが可能であり、消費電力を大幅に低減することが可能となる。
　図５には、半導体製造工程を用いてＭＥＭＳデバイスとして、本実施例に係る音波発生部１０ａを形成した場合の断面図を示す。ここで、固定電極１１は、平面視においては円板状を成し、中央に厚み方向に貫通して設けられた貫通孔１１ａを有している。また、固定電極１１は、端部に端子１１ｂを有している。第一振動電極１２は、固定電極１１より径が小さく、薄い円板状を成している。第一振動電極１２は、固定電極１１の一方の表面側に、固定電極１１と対向するよう配置されている。第二振動電極１３は、第一振動電極１２と同じ径および厚みを有する円板状を成している。第二振動電極１３は、固定電極１１の他方の表面側に、固定電極１１と対向するように配置されている。接続部材１４は、細長い棒状を成し、固定電極１１の貫通孔１１ａを介して、第一振動電極１２と第二振動電極１３とを接続している。接続部材１４は、両端がそれぞれ第一振動電極１２の中央部と第二振動電極１３の中央部とに固定されている。
　また、支持部１７は、第一振動電極１２の周囲を囲うよう設けられた第一の枠体２１と、第二振動電極１３の周囲を囲うよう設けられた第二の枠体２２と、固定電極１１を固定するための固定部材２３とを有している。第一の枠体２１および第二の枠体２２は、間に固定電極１１を挟むよう配置されている。第一の枠体２１は、内周縁に沿って複数の板バネ２４が設けられ、各板バネ２４の内周側の端部を第一振動電極１２の周縁部に固定することにより、第一振動電極１２を支持している。
　第一の枠体２１は、端部に端子２５を有している。第二の枠体２２は、内周縁に沿って複数の板バネ２６が設けられ。各板バネ２６の内周側の端部を第二振動電極１３の周縁部に固定することにより、振動電極１３を支持している。第二の枠体２２は、端部に端子２７を有している。固定部材２３は、第一の枠体２１と第二の枠体２２との間に固定電極１１を固定するように、第一の枠体２１と固定電極１１の一方の表面との間、および、第二の枠体２２と固定電極１１の他方の表面との間に、それぞれ複数固定されている。固定部材２３は、固定電極１１の周縁部に固定されている。
　これにより、第一振動電極１２は、各板バネ２４を介して、固定電極１１に対して、厚み方向に振動可能になっている。また、第二振動電極１３は、各板バネ２６を介して、固定電極１１に対して、厚み方向に振動可能になっている。また、第一振動電極１２および第二振動電極１３は、接続部材１４により、同じ方向に移動し、同時に振動するようになっている。
　また、第一外側固定電極１５は、平面視においては円板状を成しており複数の音孔１５ａを有している。第一外側固定電極１５は、端部に端子２８を有している。第一外側固定電極１５は、第一振動電極１２における固定電極１１とは反対側に、第一振動電極１２と対向するよう配置されている。第一外側固定電極１５は、固定部材３４によって、支持部１７に対して固定されている。第二外側固定電極１６は、第一外側固定電極１５と同じ厚みを有する円板状を成しており複数の音孔１６ａを有している。第二外側固定電極１６は、端部に端子２９を有している。そして、第二振動電極１３における固定電極１１とは反対側に、第二振動電極１３と対向するよう配置されている。第二外側固定電極１６は、固定部材３５によって第二の枠体２２に対して固定されている。
　なお、図５に示す一例では、固定電極１１、第一振動電極１２、第二振動電極１３、第一外側固定電極１５、及び第二外側固定電極１６は、低抵抗の導電性シリコン製である。また、接続部材１４は、中央部が導電性シリコン製であり、それぞれ第一振動電極１２と第二振動電極１３とに接続した両端部が、絶縁性のエポキシ樹脂のＳＵ－８から成っている。また、第一の枠体２１および第二の枠体２２は、低抵抗の導電性シリコン製である。固定部材２３、３４、３５は、絶縁性のエポキシ樹脂のＳＵ－８から成っている。固定電極１１の端子１１ｂ、第一の枠体２１の端子２５、および第二の枠体２２の端子２７、第一外側固定電極１５の端子２８及び、第二外側固定電極１６の端子２９は、導電性のＴｉ／Ａｕ層から成っている。
　なお、本実施例における第一外側固定電極１５及び、第二外側固定電極１６は図６に示すようなプロセスによって形成される。図６では第二外側固定電極１６を例にとって説明する。先ずは図６（ａ）に示すように、シリコン基板１６ｂ上に酸化膜１６ｃが形成される。次に、図６（ｂ）に示すように、酸化膜１６ｃの上にレジスト１６ｄが形成され、音孔１６ａに相当する部分がフォトリソグラフィーによって除去される。次に図６（ｃ）に示すように、音孔１６ａに相当する部分の酸化膜１６ｃが除去されるとともに、残っているレジスト１６ｄが除去される。次に図６（ｄ）に示すように、ＤＲＩＥ（深掘り反応性イオンエッチング：Ｄｅｅｐ　Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、シリコン基板１６ｂがエッチングされ音孔１６ａが形成される。次に図６（ｅ）に示すように、残りの酸化膜１６ｃが除去され、スパッタリングによって電極Ｔｉ／Ａｕ二層膜２９が形成されるとともに、スピンコート＋フォトリソグラフィーにより、感光性エポキシ樹脂（ＳＵ８）による固定部材３５が形成される。
　次に、図７では、図５に示す音波発生部１０ｂ全体の製造プロセスの例について説明する。先ず、図７（ａ）に示すように、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板において、ベースシリコン層４１が厚さ４００μｍ、ベースシリコン層４１の上下の酸化シリコンの絶縁層４２が厚さ５μｍ、シリコン活性層４３が厚さ２０μｍとなるように形成される。ベースシリコン層４１及びシリコン活性層４３は静電引力を発生させる電極として用いるので、例えば抵抗率は０．０２Ωｃｍ程度の低抵抗が望ましい。
　そして、本実施例では、ＳＯＩ基板のシリコン活性層４３をフォトリソグラフィーとドライエッチングにより絶縁層４２までスリット上にエッチング除去し第一振動電極１２を直径１０００μｍの円形に形成する。この時にエッチング除去しない部分を梁（幅１００μｍ／長さ１００μｍ）として残し、第一振動電極１２を４本の梁で外周部と連結することにより第一振動電極１２を支持するスプリング２４を形成する。第一振動電極１２を保持しているシリコン活性層４３にはスパッタリング法により電極となるＴｉ／Ａｕ二層膜（Ｔｉ０．３μｍ／Ａｕ１μｍ）２５を形成する。
　次に、図７（ｂ）に示すように、第一振動電極１２が形成されているシリコン活性層４３に感光性エポキシ樹脂（ＳＵ－８）を厚さ１００μｍにスピンコートの手法で形成し、その後にフォトリソグラフィーの手法により、第一振動電極１２を形成したスリットを囲む外周部２１と第一振動電極１２の中央部に（ＳＵ－８）が残るようにして、電極スペーサー２３及び接続部材（直径１００μｍ）１４を形成する。
　次に、図７（ｃ）に示すように、厚さ２００μｍの低抵抗（抵抗率０．０２Ωｃｍ）のシリコン基板４４を、シリコン活性層４３に図７（ｂ）で形成したＳＵ－８において接着し、シリコン基板４４上に、第二の電極であるＴｉ／Ａｕ二層膜（Ｔｉ０．３μｍ／Ａｕ１μｍ）１１ｂを形成する。そして、図７（ｄ）に示すように、シリコン基板４４上で、下部に接着されたシリコン活性層４３の連結部材１４に相対する位置に内径１２０μｍ、幅２０μｍのスリットをフォトリソドライエッチングの手法で形成する。
　次に、図７（ｅ）に示すように、厚さ４００μｍの低抵抗（抵抗率０．０２Ωｃｍ）シリコン基板４５において、フォトリソグラフィーとドライエッチングによりスリット状に深さ２０μｍまでエッチング除去することで、第二振動電極１３となる部分を直径１０００μｍの円形に形成する。この時にエッチング除去しない部分を梁（幅１００μｍ／長さ１００μｍ）として残し、第二振動電極１３を４本の梁により外周部と連結して第二振動電極１３を支持するスプリング２６となる部分も形成する。また、シリコン基板４５のエッチング除去した反対の面にはスパッタリング法より電極となるＴｉ／Ａｕ二層膜（Ｔｉ０．３μｍ／Ａｕ１μｍ）２７を形成する。
　次に、図７（ｆ）に示すように、シリコン基板４５の第二振動電極１３が形成されている側に感光性エポキシ樹脂ＳＵ－８を厚さ１００μｍにスピンコートの手法で形成し、その後にフォトリソグラフィーの手法により、第二振動電極１３を囲む外周部と第二振動電極１３の中央部に感光性エポキシ樹脂ＳＵ－８が残るようにして、電極スペーサー２３及び接続部材（直径１００μｍ）１４をさらに形成する。シリコン基板４５における感光性エポキシ樹脂ＳＵ－８形成面をシリコン基板４４に、第一振動電極１２と第二振動電極１３が相対する位置となるように接着する。
　次に、図８（ａ）に示すように、シリコン基板４５をＴｉ／Ａｕ二層膜（Ｔｉ０．３μｍ／Ａｕ１μｍ）２７の側からフォトリソグラフィーとドライエッチングにより、第二振動電極１３及び梁を含む範囲でスリットが形成された深さまでエッチング除去する。
　そして、図８（ｂ）に示すように、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板において、ベースシリコン層４１と酸化シリコンの絶縁層４２をフォトリソグラフィーとドライエッチングの手法で第一振動電極１２及び梁を含む範囲で除去する。
　次に、図８（ｃ）に示すように、シリコン基板４５の固定電極１１とは反対側の面に、図６（ｅ）で形成した第二固定電極１６及び厚さ１００μｍの感光性エポキシ樹脂（ＳＵ－８）層の固定部材３５を接着する。さらに、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板４５の固定電極１１とは反対側の面に、図６と同様の方法で形成した第一固定電極１５及び厚さ１００μｍの感光性エポキシ樹脂（ＳＵ－８）層の固定部材３４を接着する。こうして、図５に示す静電容量型スピーカー１０の音波発生部１０ａを製造することができる。
　静電容量型スピーカー１０では、中央の固定電極１１に設けられた貫通孔１１ａは、接続部材１４を通すためだけに使用されるため、複数の音孔を設ける場合と比較して、固定電極１１の表面積に対する割合を非常に小さくすることができる。このため、各固定電極の音孔による影響が大きい従来の静電容量型スピーカーと比べて、消費電力を抑制することができる。また、静電容量型スピーカー１０は、第一振動電極１２と第二振動電極１３とが接続部材１４で接続されているため、第一振動電極１２および第二振動電極１３のいずれが一方のみが周縁部が固定される構成としてもよい。
　なお、静電容量型スピーカー１０における、第一振動電極１２および／または第二振動電極１３が薄膜から成っていてもよい。この場合でも、図１および図２に示したのと同様の原理に従って第一振動電極１２および／または第二振動電極１３を振動させることができ、音波を出力することができる。なお、この場合の薄膜は、厚さ１～５０μｍ、直径５ｍｍ以下であることが望ましい。
　本発明に係る静電容量型スピーカー１０は、音波を発生する用途であれば、いかなる用途に利用されてもよい。なお、本明細書中での「音波」とは、可聴域の周波数の弾性波だけでなく、可聴域以外の周波数の弾性波も含むものである。本発明に係る静電容量型スピーカー１０は、音声信号入力手段による振動体の振動により、可聴域の音波を発生可能に構成される他、可聴域より高い周波数の超音波を発生可能に構成された超音波発生装置として、あるいは、可聴域より低い周波数の超低周波波を発生可能に構成された超低周波音発生装置などとして構成されてもよい。すなわち、本明細書において、静電容量型の音波発生装置は、可聴域を含む広い周波数の音波を発生させる装置として特定され、静電容量型スピーカー１０は、特に、可聴域の周波数の音波を発生させる装置として特定されている。
　また、上記の実施例においては、静電容量型スピーカー１０が、半導体製造技術を用いたＭＥＭＳ静電容量型スピーカーである場合について説明したが、本発明の構成は、ＭＥＭＳ以外の静電容量型スピーカーや静電容量型の音波発生装置、例えば、所謂コンデンサ型のスピーカー、ヘッドホン、イヤホン等にも適用可能である。
　なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
　板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔（１１ａ）を有する固定電極（１１）と、
　板状または膜状の形状を有し、前記固定電極（１１）と対向するように前記固定電極（１１）を挟んで配置され、前記固定電極（１１）に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極（１２、１３）と、
　前記貫通孔（１１ａ）を通して、前記複数の振動電極（１２、１３）を接続する接続部材（１４）と、
　板状の形状を有し、前記振動電極（１２、１３）に対して前記固定電極（１１）と反対側から対向することで、前記振動電極（１２、１３）を前記固定電極（１１）とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極（１５、１６）と、
　を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置（１０）。
＜発明２＞
　前記複数の振動電極（１２、１３）の各々が、該振動電極（１２、１３）を挟む固定電極（１１）及び外側固定電極（１５、１６）との間に生じる静電引力により、同じ方向に移動または変形するように、前記固定電極（１１）、前記複数の振動電極（１２、１３）及び、前記複数の外側固定電極（１５、１６）に電圧を印加する音響信号入力手段（１０ｂ）をさらに備えたことを特徴とする、発明１に記載の静電容量型の音波発生装置。
＜発明３＞
　前記固定電極（１１）及び前記複数の外側固定電極（１５、１６）を、その周縁部で固定すると共に、前記複数の振動電極（１２、１３）の少なくとも一方を、その周縁部で固定することを特徴とする、発明１または２に記載の静電容量型の音波発生装置。
＜発明４＞
　二つの前記振動電極（１２、１３）及び二つの前記外側固定電極（１５、１６）を備え、
　前記音響信号入力手段（１０ｂ）は、
　プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極（１５、１６）に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極（１１）に印加し、
　前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極（１２、１３）に印加するよう構成されたことを特徴とする、発明１から３のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置。
＜発明５＞
　発明１から４のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置から成り、前記音響信号入力手段（１０ｂ）による前記複数の振動電極（１２、１３）の振動により可聴域の音波を発生可能に構成されたことを特徴とする、静電容量型スピーカー（１０）。
　１０・・・静電容量型スピーカー
　１０ａ・・音波発生部
　１０ｂ・・・音響信号入力部
　１１・・・固定電極
　１１ａ・・貫通孔
　１１ｂ・・端子
　１２・・・第一振動電極
　１３・・・第二振動電極
　１４・・・接続部材
　１５・・・第一外側固定電極
　１６・・・第二外側固定電極
　３１・・・バイアス発生部
　３２・・・電圧変換部
　３２ａ・・・音声入力端子

Claims (5)

  1. 　板状の形状を有し、厚み方向に貫通するように設けられた一または複数の貫通孔を有する固定電極と、
    　板状または膜状の形状を有し、前記固定電極と対向するように前記固定電極を挟んで配置され、前記固定電極に対して、少なくとも中央部が厚み方向に移動可能に設けられた複数の振動電極と、
    　前記貫通孔を通して、前記複数の振動電極を接続する接続部材と、
    　板状の形状を有し、前記振動電極に対して前記固定電極と反対側から対向することで、前記振動電極を前記固定電極とともに挟むように配置された、複数の外側固定電極と、
    　を備えることを特徴とする、静電容量型の音波発生装置。
  2. 　前記複数の振動電極の各々が、該振動電極を挟む固定電極及び外側固定電極との間に生じる静電引力により、同じ方向に移動または変形するように、前記固定電極、前記複数の振動電極及び、前記複数の外側固定電極に電圧を印加する音響信号入力手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型の音波発生装置。
  3. 　前記固定電極及び前記複数の外側固定電極を、その周縁部で固定すると共に、前記複数の振動電極の少なくとも一方を、その周縁部で固定することを特徴とする、請求項１または２に記載の静電容量型の音波発生装置。
  4. 　二つの前記振動電極及び二つの前記外側固定電極を備え、
    　前記音響信号入力手段は、
    　プラスまたはマイナスのバイアス電圧を前記二つの外側固定電極に印加すると共に、該バイアス電圧の極性を反転させた反転バイアス電圧を前記固定電極に印加し、
    　前記バイアス電圧、前記反転バイアス電圧または、前記バイアス電圧と前記反転バイアス電圧の間の電圧を基準として音響信号をアナログ信号に変換するとともに該アナログ信号の極性を反転した反転アナログ信号を生成し、前記アナログ信号および前記反転アナログ信号をそれぞれ前記二つの振動電極に印加するよう構成されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の静電容量型の音波発生装置から成り、前記音響信号入力手段による前記複数の振動電極の振動により可聴域の音波を発生可能に構成されたことを特徴とする、静電容量型スピーカー。
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