(57)【要約】【課題】イオン冷却装置を小型イオンスピーカとすることは、既存の技術の組合せることにより可能である。しかしながら、この方法によるイオンスピーカは、音響を発することが出来ても、単一方向への放射に限られ、従来の機械式スピーカのように音楽鑑賞に耐えうる音場を作ることが出来ない。また、十分な音量とすることもできない。【解決手段】  高電圧放電により空気の流れを発生する複数のイオン風流発生器を音場と音量再生ができるよう熱伝導体のベース上に円弧状に配置し、さらに、それらを音響信号出力増幅器デバイスの放熱表面に置いて課題を解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧放電により空気の流れを発生するイオン風流発生器と、前記イオン風流発生器を搭載する熱伝導体と、前記熱伝導体を搭載する音響信号増幅器デバイスと、前記イオン風流発生器の放電用電極に印加する高圧電源と、前記放電用高電圧電源に音響信号を重畳する手段からなることを特徴とする小型イオンスピーカ。
【請求項２】
請求項１に記載のイオン風流発生器を熱伝導体上に円弧状に複数配置することを特徴とする小型イオンスピーカ。
【請求項３】
請求項２において、小型イオン発生器を構成する複数のイオン風流発生器の各々の動作、非動作を制御出来るようにしたことを特徴とする小型イオンスピーカ。
【請求項４】
請求項１に記載の音響信号出力増幅器デバイスとして、パルス密度変調方式、パルス幅変調方式の出力増幅器とすることを特徴とする小型イオンスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、高電圧放電により生じる空気の流れを利用した音響用スピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  機械的な振動を全く使わないイオンスピーカによる音響発生のメカニズムは、従来から良く知られている。イオンスピーカの原理は、雷鳴による音発生現象と良く似ており、コロナ放電により、周囲の空気が熱せられて膨張して、空気の圧力が変わることにより生ずる空気の流れによるものである。ここで、コロナ放電を起こすための高電圧を音響信号により変調すれば、空気の流れは音響信号の変化に従って変化し、音響を発生することになる。【０００３】  コロナ放電により生じる空気の流れは、近年半導体デバイスの冷却装置として利用する研究も盛んに行われている。例えば、半導体の発熱面に図３に示すように従来のヒートシンクに変えて、イオン冷却装置を取り付け放熱、冷却するものがある。半導体８の放熱表面は絶縁体７を介して放熱板９に接している。放熱板９の表面には多くの熱放散用フィン１０があり、それらの上には放電用電極１１が配置されている。ここで、放熱板９と放電用電極１１の間に高電圧を印加すると、コロナ放電が生じ、周辺の気体分子がイオン化される。イオン化された分子は電界の方向に向かって流れ、それに伴って空気の流れが生じ放熱用フィンが冷却される。
この小型イオン冷却装置については、特許文献１、非特許文献１に詳しく記述されている。【０００４】  また、非特許文献２によれば、イオンポンプによる半導体冷却装置も記載されている。イオンポンプにはエミッタとコレクタの二つの部分があり、両端に高電圧を印加することにより、エミッタから空気イオンが放出され、コレクタ表面に向かって推進される。エミッタからコレクタへイオンが移動すると同時にブロアー並み速度の空気ジェット流が生じ、半導体を冷却する。また、エミッタ−コレクタ間の印加電圧を調整することにより、空気ジェット流の速度を可変できる。
【特許文献１】  特開平９−２５２０６８  イオン風冷装置
【非特許文献１】  Ａ．ＳＭｉｔｃｈｅｌｌ：Ｈｅａｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｂｙ  ａ  Ｃｏｒｏｎａ  Ｗｉｎｄ  Ｈｅａｔ  Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ  ＡＳＭ，７８−ｗａ／ＨＦ−４３（１９７９）
【非特許文献２】  Ｈｏｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｐｒｏｄｕｃｅｓ  Ｃｏｏｌ  Ｃｈｉｐ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｓｉｇｎ  ０１．１８．０７  ｐ２１
【発明が解決しようとしている課題】
【０００５】  イオン冷却装置を小型イオンスピーカとすることは、前述のように既存の技術の組合わせることにより可能である。しかしながら、この方法によるイオンスピーカは、音響を発することが出来ても、単一方向への放射に限られ、従来の機械式スピーカのように音楽鑑賞に耐えうる音場を作ることが出来ない。また、十分な音量とすることもできない。
【０００６】  本発明は上記の如き従来技術の問題を解決するためになされたものであり、小型イオンスピーカであっても音場再生と十分な音量を確保し、且つ音響信号出力増幅器半導体デバイスの放熱面に設置したとき冷却効果も併せ発揮するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  これらの問題を解決する手段として、特許請求の範囲に記載するようにした。すなわち、請求項１、２のように、  高電圧放電により空気の流れを発生する複数のイオン風流発生器を放射状音場再生と、前記音場再生に必要な音量再生ができるよう熱伝導体のベース上に配置し、さらに、それらを音響信号出力増幅器デバイスの放熱表面に置いた。
【発明の効果】
【０００８】  複数のイオン風冷発生器を円弧状に配置とすることにより、音楽再生ができる音場生成が可能となり、再生音場と音量も再生環境に応じて適宜変えることができる効果がある。
【０００９】  また、複数のイオン風流発生器をそれを駆動する音響信号出力増幅器デバイスの放熱表面におけば、音響信号出力増幅デバイスの冷却装置としても機能する効果がある。
【００１０】  以上により、本発明によれば、従来のオーディオ装置のように、音響信号出力増幅器とスピーカを分離することなく、両機能を一体化したデバイスで従来方式と同様な音場再生が可能となる。
さらに、従来の音響信号出力増幅器デバイスに必要であったヒートシンクやブロアーなどの冷却装置も一体化できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  音楽再生に必要な音場が再生できるように複数のイオン風流発生器を熱伝導ベースの上に配置した。【００１２】  図１は本発明による一実施例を示すもので、図に従って動作を説明する。
１は二つの電極を内蔵し、その電極間に高圧電源を印加すると放電が生じ、内部の気体がイオンされ、さらにそれに付随して空気の流れが生じるイオン風流発生器である。【００１３】  イオン風流発生器１の具体例の一つは、イオンポンプと呼ばれ、図２に示すようにイオンポンプ容器２０内にエミッタ２１とコレクタ２２の二つの電極があり高圧電源５に接続されている。先端半径数μｍ以下のエミッタ２１から出た空気イオンは、周囲の磁石のＮ極２３と磁石のＳ極２４による磁界によりコレクタ表面へ向かって推進される。イオンがエミッタ２１からコレクタ２３へ移動すると同時に、イオンポンプ容器１の中を横切って、熱を放散する空気ジェットが生じ、排出孔２５より空気が排出される。そして、エミッタ−コレクタ間の高圧電源５を変えることにより排出する空気の量を調整できる。【００１４】  また、図３に示すイオン風冷却器もイオン風流発生器１とすることができる。ここで、多くの放熱フィンがあると、排出空気流の乱れを伴うため、点線で示す一つの放熱フィンブロック１２のみとすることもある。【００１５】  図１に示す上述のイオン風流発生器１からの空気流は前面の開口面２より真直ぐ放出される。３は音響信号源で、トランス４を介して放電を生じさせるための高圧電源５に重畳される。音響信号を重畳した高圧電源は、熱伝導体ベース６を通って、イオン風流発生器の一つの放電電極に結ばれている。イオン風流発生器のもう一つの放電電極はアースを通して高圧電源５に結ばれている。ここで、トランスから音響信号が加えられるとイオン風流発生器の空気の流れは音響信号に従って変化し、音響が再生されることになる。
高圧電源に重畳する音響信号としては、アナログ信号だけでなく、音響信号によりパルス密度変調された１ビットデジタル信号や、音響信号によりパルス幅変調されたＰＷＭデジタル信号も含まれる。【００１６】  一つのイオン風流発生器１から再生される音響は、小さい開口面２から放出されるため、空間の一定方向へのみで、音楽鑑賞を行う音場と音量を得ることが出来ない。そこで、本発明では、音場と音量を得るのに必要な複数のイオン風流発生器１を用いた。複数のイオン風流発生器の配置は、図１に示すように音響が左右の空間に満遍なく放出され、十分な音場を形成できるように円弧状に配置した。【００１７】  必要な音場が再生されるように配置された複数のイオン風流発生器１は、熱伝導体ベース６の上に置かれ、各イオン風流発生器の陰極は熱伝道体ベースを通ってアースに接続されている。また、各イオン風流発生器の陽極は並列接続され、トランス５から音響信号を重畳した高圧電源が供給される。このようにして、音響信号の音場再生が可能となる。【００１８】  本実施例においては、同一のイオン風流発生器の開口面が、同じ高さで、円弧状になるように配置したが、本発明はこれに限定するものではない。すなわち、イオン風流発生器の数や配置は、ステレオ再生、音響再生空間などの状況に応じて変えることが出来る。例えば、単一のイオン風流発生器や各イオン風流発生器を隣り合わせとした一体構造としたものでもよい。【００１９】  また、あらかじめ配置された複数のイオン風流発生器の各々を、音響再生の環境の違いなどにより、動作を非動作制御できるようにして、適宜必要な音場と音量とすることも本発明の範疇に含まれる。イオン風流発生器は、通常ナノテクノロジーやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  ＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を使って数十μｍのオーダーで作ることが可能なため、多数の小型スピーカを精密に制御することができる。【００２０】  さらに、複数のイオン風流発生器と熱伝導体ベースをナノテクノロジーやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  ＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を使って小型化して、絶縁体７を介して半導体などにより小型化した音響信号増幅器デバイス８の放熱表面に置けば、半導体デバイスの冷却機能と、スピーカと音響信号出力増幅器を一体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による小型イオンスピーカの一実施例である。
【図２】イオン風流発生器の説明図である。
【図３】従来のイオン風冷却装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】  １  イオン風流発生器
２  イオン風流発生器の開口面
３  音響信号源
４  トランス
５  高圧電源
６  熱伝導体ベース
７  絶縁体
８  音響信号増幅器デバイス
９  放熱板
１０  放熱フィン
１１  放電用電極
２０  イオンポンプ容器
２１  エミッタ
２２  コレクタ
２３  磁石のＮ極
２４  磁石のＳ極
２５  排出孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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