(57)【要約】【課題】簡単な構造で、良好な音を出力できるフィルムスピーカを提供する。【解決手段】フィルムスピーカ１００は、フィルム１１０と、フィルム１１０の外周を規定し、かつ、フィルム１１０をそれぞれ大きさが異なる複数の領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃに分割する枠部材１２０と、複数の領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃにそれぞれ配置される複数の圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムと、
該フィルムの外周を規定し、かつ、該フィルムをそれぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する枠部材と、
前記複数の領域にそれぞれ配置される複数の圧電素子と
を備えるフィルムスピーカ。
【請求項２】
ネットワーク回路をさらに備え、
前記ネットワーク回路は、並列に結合された前記複数の圧電素子と、前記圧電素子に印加する音信号を制御する回路素子とを有する、請求項１に記載のフィルムスピーカ。
【請求項３】
前記回路素子は抵抗及びコイルの少なくとも一方を含む素子である、請求項２に記載のフィルムスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチウエイのフィルムスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電子機器に搭載される薄型のスピーカとして、圧電フィルムスピーカが知られている。例えば、特許文献１には、圧電フィルムの表裏両面に電極を形成した圧電フィルム振動板からなる圧電フィルムスピーカが記載されている。圧電フィルムスピーカに音信号が印加されると、圧電フィルム振動板が振動して、音が発生する。
【０００３】
図８は、従来のフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。図８に示すように、従来のフィルムスピーカ８００は、フィルム８１０と、フィルム８１０の外周を規定する枠部材８２０と、フィルム８１０の中央に配置された圧電素子８３０と、圧電素子８３０に接続される２本のリード線８４０とを備える。枠部材８２０は、張力をかけた状態でフィルム８１０を挟持している。リード線８４０を介して、圧電素子８３０に音信号を印加すると、圧電素子８３０が駆動してフィルム８１０が振動することにより音が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５９４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィルムスピーカは、その大きさ等によって、いずれかの音域に周波数特性の低下が生じやすい。そのため、低音域から高音域にわたって、良好な音を出力させるためには、それぞれ大きさ等が異なる複数のフィルムスピーカを搭載したマルチウエイスピーカを使用することが好ましい。また、マルチウエイスピーカの構造を簡単にすることにより、省スペース化を実現することが好ましい。
【０００６】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、簡単な構造で、良好な音を出力できるフィルムスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係るフィルムスピーカは、
フィルムと、
該フィルムの外周を規定し、かつ、該フィルムをそれぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する枠部材と、
前記複数の領域にそれぞれ配置される複数の圧電素子とを備える。
【０００８】
また、ネットワーク回路をさらに備え、
前記ネットワーク回路は、並列に結合された前記複数の圧電素子と、前記圧電素子に印加する音信号を制御する回路素子とを有していてもよい。
【０００９】
また、前記回路素子は抵抗及びコイルの少なくとも一方を含む素子であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構造で、良好な音を出力できるフィルムスピーカを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のフィルムスピーカの分解斜視図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。
【図４】図３のフィルムスピーカのフィルム内の配線の一例を模式的に示す図である。
【図５】図３のフィルムスピーカが備えるネットワーク回路の一例を示す回路図である。
【図６】図３のフィルムスピーカの分解斜視図である。
【図７】図３のフィルムスピーカで使用されるフィルムの分解斜視図である。
【図８】従来のフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。図１に示すフィルムスピーカ１００は、３ウエイのマルチウエイスピーカである。
【００１４】
フィルムスピーカ１００は、１枚のフィルム１１０と、フィルム１１０の外周を規定する枠部材１２０と、複数の圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃとを備える。
【００１５】
フィルム１１０は、有機物又は無機物のフィルムであり、例えば、樹脂、マグネシウム又はカーボンのコンポジット材等により構成される。フィルム１１０は、張力をかけた状態で枠部材１２０により挟持される。
【００１６】
枠部材１２０は、例えばアルミニウム等の金属により構成される。枠部材１２０は、任意の形状であり、本実施の形態においては、図１に示すように矩形状である。枠部材１２０は、フィルム１１０を、それぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する。本実施の形態においては、枠部材１２０は、図１に示すように、フィルム１１０をそれぞれ大きさが異なる３つの領域に分割する。３つの領域は、その面積が小さいものから順に、それぞれフィルムスピーカ１００における高音用領域１００ａ、中音用領域１００ｂ及び低音用領域１００ｃを構成し、それぞれ高音用、中音用、低音用のフィルムスピーカとして機能する。このようにフィルムスピーカ１００を３つの領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃに分割することによって、３ウエイスピーカが構成される。
【００１７】
枠部材１２０により分割された３つの領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃには、それぞれ中央に１つの圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃが配置される。すなわち、高音用領域１００ａには高音用圧電素子１３０ａが、中音用領域１００ｂには中音用圧電素子１３０ｂが、低音用領域１００ｃには低音用圧電素子１３０ｃが、それぞれ配置される。高音用圧電素子１３０ａ、中音用圧電素子１３０ｂ及び低音用圧電素子１３０ｃには、それぞれ２本のリード線１４０が接続されている。なお、本明細書においては、高音用圧電素子１３０ａ、中音用圧電素子１３０ｂ及び低音用圧電素子１３０ｃを区別しない場合には、以下、圧電素子１３０と表記する。
【００１８】
圧電素子１３０は、音信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気結合係数に従い伸縮又は屈曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子１３０は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、ユニモルフを積層した積層型ユニモルフ素子がある（例えば、特開２０１３−２５５２７１号公報参照）。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲する。
【００１９】
圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃのそれぞれの積層数、断面積及び表面積等は、各領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃから出力する音の周波数等に応じて、各領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃのフィルムから発生する音の音圧又は音質が十分確保できるように、適宜決定される。例えば、圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃの表面積は、図１に示すように、各領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃの面積が大きくなる程、大きいものとすることができる。
【００２０】
圧電素子１３０には、リード線１４０を介して、外部の音信号源からから音信号（再生音信号）が供給される。換言すれば、圧電素子１３０には、リード線１４０を介して、音信号源から音信号に応じた電圧が印加される。各圧電素子１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃに印加される電圧は、フィルムスピーカ１００に接続されたネットワーク回路により、周波数帯域ごとに分離されるように制御される。
【００２１】
図２は、図１のフィルムスピーカ１００の分解斜視図である。フィルムスピーカ１００は、圧電素子１３０並びにリード線１４０を接着剤等で固定したフィルム１１０を、枠部材１２０を構成する上枠部材１２１及び下枠部材１２２で挟んで固定することによって形成される。また、枠部材１２０により分割した３つの領域１００ａ、１００ｂ及び１００ｃのいずれかが振動したときに、他の領域に振動が伝達しないように、上下の枠部材１２１及び１２２において領域を分割するフレーム部分同士が、接着剤等により固定される。
【００２２】
このように、第１実施の形態に係るフィルムスピーカ１００により、３ウエイスピーカを構成できる。そのため、フィルムスピーカ１００は、１つのフルレンジフィルムスピーカと比較して、広い音域にわたって良好な音を出力できる。また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ１００によれば、１枚のフィルム１１０と１組の枠部材１２０とを使用して、簡単な３ウエイスピーカ構造を実現できる。そのため、３つのフィルム及び３つの枠部材から、それぞれ大きさの異なる３つのフィルムスピーカを製造し、これらを組み合わせて３ウエイスピーカを構成する場合と比較して、材料コスト及び製造コストを減らすことができる。
【００２３】
［第２実施の形態］
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。図３は、本発明の第２実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。第２実施の形態に係るフィルムスピーカ２００は、第１実施の形態に係るフィルムスピーカ１００と同様に、高音用領域２００ａ、中音用領域２００ｂ及び低音用領域２００ｃの３つの領域が、それぞれ高音用、中音用、低音用のフィルムスピーカとして機能する、３ウエイスピーカである。以下、第１実施の形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。
【００２４】
フィルムスピーカ２００は、１枚のフィルム２１０と、フィルム２１０の外周を規定する枠部材２２０と、複数の圧電素子２３０と、フィルム２１０の一部に設けられた外部への接続端子２４０と、抵抗２５１及び２５２とを備える。
【００２５】
第２実施の形態におけるフィルム２１０は、第１実施の形態におけるフィルム１１０と同様に、張力をかけた状態で枠部材２２０により挟持される。フィルム２１０は、リード線による配線を備える。フィルム２１０に設けられた配線は、接続端子２４０から外部の音信号源に接続される。配線については、後述する図４の説明において詳述する。
【００２６】
抵抗２５１及び２５２は、フィルム２１０に設けられた配線により形成される回路を構成する回路素子である。図３において、抵抗２５１及び２５２は、それぞれフィルム２１０の高音用領域２００ａ及び中音用領域２００ｂ上であって、枠部材２２０に沿った位置に配置される。抵抗２５１及び２５２が枠部材２２０に沿って配置されることにより、フィルム２１０の振動が妨げられにくくなる。
【００２７】
図４は、図３のフィルムスピーカ２００のフィルム２１０内の配線の一例を模式的に示す図である。図４に示すように、リード線による配線により、３つの圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃは、互いに並列に結合される。また、並列に結合された圧電素子２３０ａと圧電素子２３０ｂとの間に抵抗２５１が接続され、並列に結合された圧電素子２３０ｂと圧電素子２３０ｃとの間に抵抗２５２が接続される。抵抗２５１は、接続端子２４０から音信号が入力されたときに、音信号が抵抗２５１を介して圧電素子２３０ｂに入力されるように接続される。また、抵抗２５２は、接続端子２４０から音信号が入力されたときに、音信号が抵抗２５１及び抵抗２５２を介して圧電素子２３０ｃに入力されるように接続される。この配線により構成される回路において、圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃは、その電気的特性によりコンデンサとして機能する。この回路は、フィルムスピーカ２００において、各圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃに入力される音信号を周波数帯域ごとに分離するネットワーク回路として機能する。
【００２８】
図５は、図３のフィルムスピーカ２００が備えるネットワーク回路の一例を示す回路図である。図５において、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ図４における抵抗２５１及び２５２の抵抗値に対応する。また、図５において、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３は、それぞれ図４における圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃの静電容量に対応する（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３）。抵抗値Ｒ１及びＲ２は、例えば、コンデンサＣ１、Ｃ２及びＣ３の静電容量等に基づき、ネットワーク回路が以下に示す動作を行うように適宜選択される。
【００２９】
図５の回路に所定の周波数（第１の周波数）以上の高音域の音信号（高音信号）が入力されたとき、コンデンサＣ２の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサＣ１の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、高音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサＣ１（高音用圧電素子２３０ａ）に印加される。しかし、コンデンサＣ１と並列に結合されたコンデンサＣ２及びＣ３（それぞれ中音用圧電素子２３０ｂ及び低音用圧電素子２３０ｃ）における電流通路は、インピーダンスが大きいため、コンデンサＣ２及びＣ３には、高音信号が入力されない。このようにして、第１の周波数以上の高音信号は、高音用領域２００ａに設けられた高音用圧電素子２３０ａに印加され、高音用圧電素子２３０ａが駆動することによって、高音用領域２００ａから高音が出力される。
【００３０】
図５の回路に、第１の周波数未満で、かつ所定の第２の周波数以上の中音域の音信号（中音信号）が入力されたとき、コンデンサＣ１の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサＣ２の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、中音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサＣ２（中音用圧電素子２３０ｂ）に印加され、コンデンサＣ１には印加されない。一方、第２の周波数以上の中音信号が入力されたとき、コンデンサＣ３の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサＣ２の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。そのため、インピーダンスが大きい電流通路のコンデンサＣ３には、中音信号が印加されない。このようにして、第２の周波数以上かつ第１の周波数未満の中音信号は、中音用領域２００ｂに設けられた中音用圧電素子２３０ｂに印加され、中音用圧電素子２３０ｂが駆動することによって、中音用領域２００ｂから中音が出力される。また、中音信号が入力されたときに、中音用圧電素子２３０ｂに電圧が印加されるため、過大な入力により高音用圧電素子２３０ａが壊れることを防止できる。
【００３１】
さらに、図５の回路に第２の周波数未満の低音域の音信号（低音信号）が入力されたとき、コンデンサＣ２の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサＣ３の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、低音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサＣ３に印加され、インピーダンスが大きい電流通路のコンデンサＣ２には印加されない。このようにして、第２の周波数未満の低音信号は、低音用領域２００ｃに設けられた低音用圧電素子２３０ｃに印加され、低音用圧電素子２３０ｃが駆動することによって、低音用領域２００ｃから中音が出力される。また、低音信号が入力されたときに、低音用圧電素子２３０ｃに電圧が印加されるため、過大な入力により高音用圧電素子２３０ａ及び中音用圧電素子２３０ｂが壊れることを防止できる。
【００３２】
このように、圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃを並列に接続した図５の回路は、抵抗２５１及び２５２が接続されることにより、各圧電素子２３０ａ、２３０ｂ及び２３０ｃに印加される音信号を周波数帯域ごとに分離するように制御できる。そのため、この回路は、フィルムスピーカ２００におけるネットワーク回路として機能する。
【００３３】
図６は、図３のフィルムスピーカ２００の分解斜視図である。フィルムスピーカ２００は、圧電素子２３０並びに抵抗２５１及び２５２を接着剤等で固定することによりネットワーク回路を構成させたフィルム２１０を、枠部材２２０を構成する上枠部材２２１及び下枠部材２２２で挟んで固定することによって形成される。第１実施の形態と同様に、枠部材２２０により分割した３つの領域２００ａ、２００ｂ及び２００ｃのいずれかが振動したときに、他の領域に振動が伝達しないように、上下の枠部材２２１及び２２２において領域を分割するフレーム部分同士が、接着剤等により固定される。
【００３４】
図７は、図３のフィルムスピーカ２００で使用されるフィルム２１０の分解斜視図である。図７に示すように、フィルム２１０は、絶縁性の基材２１３の上にリード線２１２による配線を敷設し、その上に絶縁性のカバー部２１１を設けることによって構成される。基材２１３におけるリード線２１２の配線は、例えば、基材２１３上の銅箔をエッチングすることによって形成したり、リード線２１２を基材２１３に接着したりすることにより構成できる。カバー部２１１には、圧電素子２３０並びに抵抗２５１及び２５２と電気的接続を行うための穴が設けられている。つまり、カバー部２１１に設けられた穴において、回路素子とリード線２１２とを接続することにより、ネットワーク回路が構成される。
【００３５】
このように、第２実施の形態に係るフィルムスピーカ２００により、３ウエイスピーカを構成できる。そのため、フィルムスピーカ２００は、１つのフルレンジフィルムスピーカと比較して、広い音域にわたって良好な音を出力できる。また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ２００によれば、１枚のフィルム２１０と１組の枠部材２２０とを使用して、簡単な３ウエイスピーカ構造を実現できる。そのため、３つのフィルム及び３つの枠部材から、それぞれ大きさの異なる３つのフィルムスピーカを製造し、これらを組み合わせて３ウエイスピーカを構成する場合と比較して、材料コスト及び製造コストを減らすことができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ２００によれば、圧電素子２３０を使用して簡単な構成のネットワーク回路を構築できる。このように、フィルム２１０を振動させて音を出力させる圧電素子２３０を、ネットワーク回路を構成する回路素子としても使用することにより、フィルムスピーカ２００の構成要素を効率的に使用できる。また、ユーザは、３ウエイのフィルムスピーカ２００を使用して音を出力させる際に、外部のネットワーク回路を別途設ける必要がなく、簡便にフィルムスピーカ２００を使用できる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、フィルムスピーカは、３ウエイスピーカに限定されるものではなく、２ウエイ又は４ウエイ以上のマルチウエイスピーカとすることができる。
【００３８】
また、上述の第２実施の形態において、抵抗２５１及び２５２が配置される位置は、図３に示す位置に限られない。抵抗２５１及び２５２は、フィルム２１０上の他の位置に配置してもよい。また、抵抗２５１及び２５２は、枠部材２２０における、フィルム２１０の領域を分割するフレーム部分に配置してもよい。この場合、例えば、図６において、上枠部材２２１と下枠部材２２２との間に抵抗２５１及び２５２を挟み込むようにして、抵抗をフレーム部分に配置してもよい。
【００３９】
また、上述の第２実施の形態において、ネットワーク回路を構成する回路素子として、抵抗２５１及び２５２を使用した例について説明したが、他の回路素子を使用してネットワーク回路を構成でき、例えば、コイルを使用したり、コイルと抵抗とを組み合わせたりして、ネットワーク回路を構成できる。
【００４０】
また、フィルム２１０の構造は、図７で示すものに限られない。例えば、カバー部２１１は省略してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１００、２００、８００  フィルムスピーカ
１００ａ、２００ａ  高音用領域
１００ｂ、２００ｂ  中音用領域
１００ｃ、２００ｃ  低音用領域
１１０、２１０、８１０  フィルム
１２０、２２０、８２０  枠部材
１２１、２２１  上枠部材
１２２、２２２  下枠部材
１３０ａ、２３０ａ  高音用圧電素子
１３０ｂ、２３０ｂ  中音用圧電素子
１３０ｃ、２３０ｃ  低音用圧電素子
１４０、２１２、８４０  リード線
２１１  カバー部
２１３  基材
２４０  接続端子
２５１、２５２  抵抗（回路素子）
８３０  圧電素子
【図１】
2015186130.tif 000003
【図２】
2015186130.tif 000004
【図３】
2015186130.tif 000005
【図４】
2015186130.tif 000006
【図５】
2015186130.tif 000007
【図６】
2015186130.tif 000008
【図７】
2015186130.tif 000009
【図８】
2015186130.tif 000010