(57)【要約】【課題】低周波数帯域の音質を向上することができ、マッチングトランスや別の駆動回路を備えなくて済み、オーディオ機器の回路構成が簡単で、安価なハイブリッドスピーカーを提供する。【解決手段】ハイブリッドスピーカーが、高分子フィルムの一面に電極形成用導体がコーティングされて導電性コーティング層が形成され、前記高分子フィルムの他面にエアロゲルが塗布されてエアロゲル層が形成された振動板と、前記振動板の一面に位置して振動板と共に両極を形成し、圧電効果により音圧を発生させるピエゾエレメントと、前記振動板とピエゾエレメントとに電気的に連結され、外部の交流電圧を印加するＰＣＢと、前記ピエゾエレメントの反対方向の振動板の他面に位置する第１の絶縁物と、前記の各構成品を収容して固定し、一面に音圧の排出口が形成された筐体と、からなること。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルムの一面に電極形成用導体がコーティングされて導電性コーティング層が形成され、前記高分子フィルムの他面にエアロゲルが塗布されてエアロゲル層が形成された振動板と；
前記振動板の一面に位置して振動板と共に両極を形成し、圧電効果により音圧を発生させるピエゾエレメントと；
前記振動板とピエゾエレメントとに電気的に連結されて外部の交流電圧を印加するＰＣＢと；
前記ピエゾエレメントの反対方向の振動板の他面に位置する第１の絶縁物と；
前記の各構成品を収容して固定し、一面に音圧の排出口が形成された筐体（case）と、を含み、
前記導電性コーティング層には、電極の連結と高分子フィルムの形態を保持する導電性リングが形成され、筐体と接触することを特徴とするハイブリッドスピーカー。
【請求項２】
前記筐体の上部が、カーリング(Curling)により内側に折り曲げられ、筐体内部の構成品が固定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドスピーカー。
【請求項３】
前記筐体のカーリングされた部分がＰＣＢに接触され、導電性リングが筐体を介してＰＣＢに電気的に連結されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッドスピーカー。
【請求項４】
高分子フィルムの一面に電極形成用導体がコーティングされて導電性コーティング層が形成され、前記高分子フィルムの他面にエアロゲルが塗布されてエアロゲル層が形成された振動板と；
前記振動板の一面に位置して振動板と共に両極を形成し、圧電効果により音圧を発生させるピエゾエレメントと；
前記振動板とピエゾエレメントとに電気的に連結されて外部の交流電圧を印加するＰＣＢと；
前記ピエゾエレメントの反対方向の振動板の他面に位置する第１の絶縁物と；
前記の各構成品を収容して固定し、一面に音圧の排出口が形成された筐体と、を含み、
前記ピエゾエレメントとＰＣＢとは、その間に位置した導電性の板バネにより電気的に連結されることを特徴とするハイブリッドスピーカー。
【請求項５】
前記板バネは、リング状に下面から内側上方へ接触突起が対向するように形成される構造であり、下面は、ピエゾエレメントに、接触突起は、ＰＣＢに接触することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッドスピーカー。
【請求項６】
前記ピエゾエレメントとＰＣＢとの間には、中央部位に空間が形成されたリング状の第２の絶縁物が介在され、第２の絶縁物の内部空間には、板バネが収容されて保護されることを特徴とする請求項４又は５に記載のハイブリッドスピーカー。
【請求項７】
高分子フィルムの一面に電極形成用導体がコーティングされて導電性コーティング層が形成され、前記高分子フィルムの他面にエアロゲルが塗布されてエアロゲル層が形成された振動板と；
前記振動板の一面に位置して振動板と共に両極を形成し、圧電効果により音圧を発生させるピエゾエレメントと；
前記振動板とピエゾエレメントとに電気的に連結されて外部の交流電圧を印加するＰＣＢと；
前記ピエゾエレメントの反対方向の振動板の他面に位置する第１の絶縁物と；
前記の各構成品を収容して固定し、一面に音圧の排出口が形成された筐体と、を含み、
前記第１の絶縁物は、中央部位に空間が形成されたリング状であることを特徴とするハイブリッドスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドスピーカーに関し、より詳細には、金属板に高い交流電圧を印加すると、クーロン力(電荷間の電気力)によって金属板が振動する現象を用いたハイブリッドスピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーが新素材のスピーカーに置き換えられていくに従って、小さくかつ薄くなってきているが、音質は、益々低下している実情にある。
【０００３】
一方、コンデンサースピーカーの音質は、いかなる方法でも近接できない優れた音質を再演するので、録音室のような特殊な所で作れる音質を楽しむことができる。
【０００４】
このようなコンデンサースピーカーは、図１のように、固定電極１a、１bと振動膜２とから構成されており、クーロン力(電荷間の電気力)によって金属板に高い交流電圧をかけると振動する現象を用いたものである。
【０００５】
すなわち、振動膜２と固定電極１a、１bとを向かい合うように設け、高圧を印加して静電界を形成させた後、変調トランス３の１次側に音声信号を印加すると、電圧の変動が静電荷の変動を発生させ、振動膜２と固定電極１a、１bとが押し引きの原理により声に変換される。
【０００６】
前記振動膜２は、プラスチックの薄膜に金属をコーティングしたもので、厚さが１０〜２０μmと極めて薄くて、繊細な音を再演し、特に、高域をよく生かすので、全可聴周波数帯域を一つのスピーカーでカバーできるという長所がある。
【０００７】
しかしながら、低い周波数まで再生しようとすると、大きい面積が必要であり、また、音圧が弱くて、大きい声を再生するには不適であった。
【０００８】
すなわち、低域を補償するための別の手段が必要であり、高出力スピーカーを製作するためには、振動膜２の面積が大きくなるという問題点がある。
【０００９】
これを解決するために本出願人は、高分子フィルムの一面に導体をコーティングした振動板２枚を背極板に離隔して設け、振動板の厚さを異ならせて交流電圧を印加することによって、低域や高域を補償して全帯域の音質を良好にし、小型としても、高い音圧を出力できるコンデンサースピーカーに関する特許を出願した(大韓民国出願番号:１０-２００４-００１８６５９)ことがある。
【００１０】
既出願した従来のコンデンサースピーカーは、図２及び図３に示されるように、高分子フィルム２２０の一面に電極形成用導体をコーティングしてなり、そのコーティング面２４０に電極の連結と高分子フィルム２２０の形態とを保持させるリング２６０が形成された２枚の振動板２００、６００と、前記振動板２００、６００間に一定の距離離隔して位置し、外側に突起４２０が形成され、突起４２０から垂直に延びて連結部４４０が形成された背極板４００と、前記一つの振動板６００のリングに連結された電気的な連結部材７００と、前記連結部４４０及び電気的な連結部材７００と電気的に連結され、外部の交流電圧を振動板２００、６００と背極板４００とに印加するＰＣＢ８００と、前記突起４２０が収容される収容溝１４０が形成された突出部１２０が外側に形成され、中央部位には、振動板２００、６００、背極板４００、及び連結部材７００が収容される収容溝１６０が形成された絶縁物１００と、上記した構成品を収容して固定し、前面に音圧の排出口９２０が形成された筐体（case）９００と、を含んでなる。
【００１１】
上記した構成において、振動板２００、６００と背極板４００とを両極として、外部と連結したＰＣＢ８００に交流電圧を印加すると、この交流電圧が背極板４００と振動板２００、６００とに印加され、この時、振動板のコーティング面２４０と背極板４００との両極形成振動板が振動して音圧を発生させる。
【００１２】
この音圧が、筐体９００に形成された音圧の排出口９２０を介して排出され、声が発生するようになる。
【００１３】
この時、上部と下部との振動板２００、６００の厚さを異ならせて、低域、あるいは、高域を補償するようにすることによって、従来、コンデンサースピーカーが小型化されることができなかった、低域減少及び音量が小さいという２つの短所が解決でき、小型化が可能である。
【００１４】
しかしながら、上記したコンデンサースピーカーは、２枚の振動板２００、６００ が備えられなければならず、２枚の振動板をＰＣＢと電気的に連結させるために、背極板４００と絶縁物１００とが複雑な構造を持たなければならず、したがって、コンデンサースピーカーを小型化するのに限界がある。
【００１５】
また、コンデンサースピーカーを駆動するために、駆動回路や高いインピーダンスを出力するためのマッチングトランスが別に必要であり、オーディオ機器の回路構成の際に、回路が複雑であり、コストアップになるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した問題点を解決するために案出された本発明は、振動板を１枚用いて構造的に単純化しながら、エアロゲル層が形成された振動板のダンピング効果により低域を補償して、低周波数帯域の音質を向上させることができるハイブリッドスピーカーを提供することにその目的がある。
【００１７】
また、本発明は、ハイブリッドスピーカーを駆動するための十分な音圧を発生させ、マッチングトランスや別の駆動回路を備えなくて済み、オーディオ機器の回路構成が簡単で、安価なハイブリッドスピーカーを提供することにその目的がある。
【００１８】
本発明の他の目的及び長所は、以下に説明され、実施例により示されるものである。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及び組合せにより実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した目的を達成するための本発明のハイブリッドスピーカーは、高分子フィルムの一面に電極形成用導体がコーティングされて導電性コーティング層が形成され、前記高分子フィルムの他面にエアロゲルが塗布されてエアロゲル(aerogel)層が形成された振動板と、前記振動板の一面に位置して振動板と共に両極を形成し、圧電効果により音圧を発生させるピエゾエレメントと、前記振動板とピエゾエレメントとに電気的に連結され、外部の交流電圧を印加するＰＣＢと、前記ピエゾエレメントの反対方向の振動板の他面に位置する第１の絶縁物と、前記の各構成品を収容して固定し、一面に音圧の排出口が形成されている筐体（case）と、を含む。
【００２０】
以下、添付の図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳細に説明することにする。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的又は辞典的な意味に限定して解析されるべきではなく、発明者は、その自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されるべきである。
【００２１】
したがって、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎないだけであり、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点において、これらを代替できる様々な均等物と変形例とがあり得ることを理解するべきである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、振動板を１枚用いて構造的に単純化しながら、エアロゲル層が形成された振動板のダンピング効果により低域を補償して、低周波数帯域の音質を向上することができる。
【００２３】
また、ハイブリッドスピーカーを駆動するための十分な音圧を発生させ、マッチングトランスや別の駆動回路を備えなくて済み、オーディオ機器の回路構成が簡単で、安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図４は、本発明に係るハイブリッドスピーカーの分解斜視図である。
【００２５】
図５は、図４により組み立てられた状態での断面図である。
【００２６】
図４及び図５に示されるように、本発明に係るハイブリッドスピーカーは、第１の絶縁物１０、振動板２０、ピエゾエレメント(Piezo element)３０、板バネ４０、ＰＣＢ５０、筐体６０、及び、第２の絶縁物７０を含む。
【００２７】
図６に示されるように、振動板２０は、高分子フィルム２２の一面に電極形成用導体をコーティングして導電性コーティング層２４が設けられ、その導電性コーティング層２４の外側隣接部に電極の連結と高分子フィルム２２の形態とを保持させる導電性リング２６が形成され、その高分子フィルム２２の他面には、エアロゲルが塗布されてエアロゲル層２８が形成される。
【００２８】
前記エアロゲルは、低い熱伝導度、低い屈折係数、高い比表面積、及び気孔率などの物性を持つ低密度物質であり、その種類には、シリカ(silica)、カーボン(carbon)、レゾルシノール−ホルムアルデヒド（resorcinol-formaldehyde）などがある。
【００２９】
この中で、本発明に適用されるシリカエアロゲル(silica aerogel)は、シリカガラス(silica glass)に比べて弾性率が４倍低く、音の伝達速度である音速(ｃ)は、１００m/secと空気よりも遅い。
【００３０】
そして、密度(ρ)が、空気密度の３倍程度に過ぎない０.００３g/cm３と極めて低いので、音速と密度との積として表記される音響インピーダンス(acoustic impedance Z=ρc)も極めて低くなる。
【００３１】
このように、電流の流れを妨害する音響インピーダンスが小さいエアロゲルを高分子フィルム２２に塗布して、エアロゲルの周波数透過特性によるダンピング(damping)効果により一つの振動板２０でも低域を補償できる。
【００３２】
また、図４と図５に示されるように、振動板２０の上部にピエゾエレメント３０が位置し、ピエゾエレメント３０の上部には、板バネ４０が位置して、ＰＣＢ５０の下面に形成されたパターンに接触する。
【００３３】
前記ピエゾエレメント３０は、圧力を受けると、電圧が発生するピエゾ効果を用いるもので、声信号を電流に変えて供給すれば、この電流によって振動(音圧)が発生する。
【００３４】
前記ピエゾエレメント３０は、水晶(クリスタル)やセラミックのような圧電素子３４の一面に、黄銅板のような銅板３２が取り付けられ、他面に電極物質が塗布されて電極層３６が形成されてなる。
【００３５】
前記電極層３６には、燐青銅のような導電性板バネ４０が位置し、ＰＣＢ５０の電流がピエゾエレメント３０に供給される。
【００３６】
前記板バネ４０は、リング状に下面４２から内側上方へ接触突起４４が対向するように形成される構造であり、下面４２は、電極層３６に、接触突起４４は、ＰＣＢ５０に接触する。
【００３７】
前記板バネ４０は、中央部位に空間が形成されたリング状であり、振動板２０とピエゾエレメント３０とが振動しながら発生する音圧が排出されるようにすることで、揺れが円滑になる。
【００３８】
図４及び５から分かるように、振動板２０の下部に位置する第１の絶縁物１０は、中央部位に空間が形成されたリング状であり、ピエゾエレメント３０の上部に位置する第２の絶縁物７０は、中央部位に空間が形成されたリング状であり、第２の絶縁物７０の内部空間には、板バネ４０が収容される。
【００３９】
前記ＰＣＢ５０は、外部に連結され、上面と下面とに異なるパターンが形成され、上面のパターンは、振動板２０に、下面のパターンは、ピエゾエレメント３０に連結される。
【００４０】
すなわち、振動板２０の導電性リング２６は、導電性の筐体６０に接触され、この筐体６０のカーリングされた部分６４が、ＰＣＢ５０の上面に連結されて電気的に連結され、ピエゾエレメント３０は、導電性板バネ４０を介してＰＣＢ５０の下面に電気的に連結される。
【００４１】
上記した電気的な連結によって、ピエゾエレメント３０と振動板２０とに交流電圧を印加することができる。
【００４２】
筐体６０は、アルミニウムのような導電性金属材質の射出物であって、下面に音圧の排出口６２が形成され、上記した構成分が収容された状態で、筐体６０の上部をカーリングにより内側に折り曲げて構成品が動かないように組み込むことによって、ハイブリッドスピーカーが製作される。
【００４３】
上記のように組み込まれた状態で、振動板２０とピエゾエレメント３０とを両極として、外部と連結されたＰＣＢ５０に交流電圧を印加すると、この交流電圧がピエゾエレメント３０と振動板２０とに印加され、この時、図１のような原理により、振動板２０の導電性コーティング層２４とピエゾエレメント３０の圧電素子３４とが振動して音圧を発生される。
【００４４】
この時、板バネ４０が上下に振動し、音圧が筐体６０に形成された音圧の排出口６２を介して排出され、声が発生するようになる。
【００４５】
この場合、振動板２０の高分子フィルム２２に塗布されたエアロゲルが有する周波数透過特性により、低域を補償することができる。
【００４６】
これにより、振動板２０を１枚用いても、低周波帯域の音質を向上されることができ、１枚の振動板２０のみＰＣＢ５０と電気的に連結すればよいため、複雑な構造をする必要がない。
【００４７】
したがって、ハイブリッドスピーカーを小型化することができ、量産の際に、加工メーカーの加工が容易である。
【００４８】
また、ピエゾエレメント３０が、ハイブリッドスピーカーを駆動できる十分な音圧を発生させ、マッチングトランスや別の駆動回路を備えなくて済み、オーディオ機器の回路構成が簡単である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上述したように、本発明のハイブリッドスピーカーは、スピーカーの製造分野などに有用に利用されることができる。本発明は、たとえ、限定された実施例と図面により説明されたが、本発明は、これにより限定されないし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者なら、本発明の技術思想と本発明の特許請求範囲の均等範囲内で様々な修正及び変形が可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来のコンデンサースピーカーの原理を説明するための図である。
【図２】従来のコンデンサースピーカーの分解斜視図及び組立断面図である。
【図３】従来のコンデンサースピーカーの分解斜視図及び組立断面図である。
【図４】本発明に係るハイブリッドスピーカーの分解斜視図である。
【図５】図４により組み立てられた状態での断面図である。
【図６】図４に示した振動板の構造を示した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０：第１の絶縁物
２０：振動板
２２：高分子フィルム
２４：導電性コーティング層
２６：導電性リング
２８：エアロゲル
３０：ピエゾエレメント
４０：板バネ
５０：ＰＣＢ
６０：筐体
７０：第２の絶縁物。
【図１】
2008521330.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008521330.tif 000005
【図４】
2008521330.tif 000006
【図５】
2008521330.tif 000007
【図６】
2008521330.tif 000008
【国際調査報告】
2008521330.tif 000009
2008521330.tif 000010