(57)【要約】【課題】単一の振動板からなるパネルスピーカに指向性を与えるとともに、臨場感の有るステレオ音を発生させることが可能なパネルスピーカを提供する【解決手段】振動板２Ａの裏面２ｂを凹形状または凸形状に形成すると、パネルスピーカ１Ａに指向性を持たせることができる。そして、右端部１ａに配置された駆動部１０Ａに右チャンネル用の音声信号を与え、同時に左端部１ｂに配置された駆動部１０Ｂに左チャンネル用の音声信号を与えることにより、単一の振動板からなるパネルスピーカ１Ａから臨場感の有るステレオ音を発生させることができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル状の振動板と、前記振動板の両側方向の端部をそれぞれ振動させる駆動部とが設けられたパネルスピーカであって、
前記振動板の板厚寸法が、前記振動板の表面又は裏面において部分的に異なっていることを特徴とするパネルスピーカ。
【請求項２】
前記振動板は、前記両側方向の端部の板厚寸法と中央部の板厚寸法とで異なっている請求項１記載のパネルスピーカ。
【請求項３】
前記振動板は、前記両側方向の端部から中央部に向かうにしたがって前記板厚寸法が徐々に増加し又は減少している請求項１または２記載のパネルスピーカ。
【請求項４】
前記振動板は、前記両側方向の端部が最も厚く形成され、前記中央部が最も薄く形成された凹型のものである請求項１ないし３のいずれか記載のパネルスピーカ。
【請求項５】
前記振動板は、前記両側方向の端部が最も薄く形成され、前記中央部が最も厚く形成された凸型のものである請求項１ないし３のいずれか記載のパネルスピーカ。
【請求項６】
前記駆動部が、前記振動板の両側方向の端部の複数の箇所にそれぞれ設けられている請求項１ないし５のいずれか記載のパネルスピーカ。
【請求項７】
前記駆動部が、マグネットおよびコイルを有する電磁力発生手段である請求項１ないし６のいずれか記載のパネルスピーカ。
【請求項８】
前記振動板が、透明なガラス基板または合成樹脂基板で形成されている請求項１ないし７のいずれか記載のパネルスピーカ。
【請求項９】
前記振動板が、液晶ディスプレイの保護カバーとして用いられている請求項８記載のパネルスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一のパネルを用いてステレオ音を発生させることが可能なパネルスピーカに係わり、特に指向性を高めるとともに臨場感の有るステレオ音を発生させることを可能としたパネルスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステレオ音を発生させるには、スピーカを２つ用意し、一方のスピーカには左チャンネル用の音声信号を与え、他方のスピーカには左チャンネル用の音声信号を与えることが従来より行われている。
【０００３】
一方、単一の平板パネルの両端に異なる振動発生用の駆動部を設け、前記一方の駆動部に右チャンネル用の音声信号を与え、他方の駆動部に左チャンネル用の音声信号を与えることにより、振動板として前記平板パネルを用いることによりステレオ音を発生させることが試みられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７５８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単一の平板パネルを用いた場合には以下に示すような問題があった。
図９は単一の平板パネルを振動板として用いた平板型スピーカにおけるステレオ指向性評価の結果を示し、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合を示している。図９では平板パネルを図中の９０°と２７０°を結ぶ線上に、その表面が０°の方向を向くように配置して一定の音を発生させた場合において、前記平板パネルの周囲の音圧［ｄＢ］を１５°の角度ごとに測定したものである。
【０００６】
前記図９Ａ，Ｂの評価の結果からわかるように、単一の平板パネルを振動板として用いた平板型スピーカの特性はほぼ無指向性であるという問題があった。
【０００７】
図１０および図１１は平板型スピーカの発音の原理を説明するための図であり、図１０Ａは左駆動部で発生した初期振動、図１０Ｂは右駆動部から伝わる振動、図１０Ｃは図１０Ａの初期振動と図１０Ｂの振動の合成振動を示している。また図１１Ａは右駆動部で発生した初期振動、図１１Ｂは左駆動部から伝わる振動、図１１Ｃは図１１Ａの初期振動と図１１Ｂの振動の合成振動を示している。
【０００８】
例えば、前記平板パネルの左側の駆動部から図１０Ａに示すような初期振動を発生させ、同時に右側の駆動部から図１１Ａに示すような初期振動を発生させると、前記平板パネルの左端には前記右側の初期振動が伝達されるため、前記初期振動（図１１Ａ参照）が減衰させられた図１０Ｂに示すような振動が発生する。同時に、平板パネルの右端には前記左側の駆動部が発生した初期振動が伝達されるため、前記初期振動（図１０Ａ参照）が減衰させられた図１１Ｂに示すような振動が発生する。よって、平板パネルの左端からは図１１Ａの初期振動と図１１Ｂの振動とが合成された図１１Ｃに示す合成振動が発生する。同様に平板パネルの右端からは図１０Ａの初期振動と図１１Ｂの振動とが合成された図１１Ｃに示す合成振動が発生する。前記図１０Ｃに示す合成振動と前記図１１Ｃに示す合成振動とはほぼ同じ性質の振動である。しかも、前記図１０Ｃの合成信号の波形は図１０Ａの初期振動の波形に対して大きく崩れており、同様に前記図１１Ｃの合成信号の波形は図１１Ａの初期振動の波形に対して大きく崩れてしまっている。
【０００９】
すなわち、前記平板パネルでは、一方の駆動部に左チャンネルの音声信号を与え、他方の駆動部に右チャンネルの音声信号を与えてそれぞれ振動駆動させても、平面パネルの両端では同じような振動が起こること、左右で発生した振動どうしが干渉し合うために各初期振動に大きな乱れが発生するこことなどの理由により、聴者（リスナー）はステレオ音よりもモノラル音として聴音される場合が多いという問題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、単一のパネルの左右に振動を与えて音を生じさせるパネルスピーカに指向性を与えるとともに、臨場感の有るステレオ音を発生させることができるようにしたパネルスピーカを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パネル状の振動板と、前記振動板の両側方向の端部をそれぞれ振動させる駆動部とが設けられたパネルスピーカであって、
前記振動板の板厚寸法が、前記振動板の表面又は裏面において部分的に異なっていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記において、前記振動板は、前記両側方向の端部の板厚寸法と中央部の板厚寸法とで異なっているものが好ましいが、より好ましくは前記振動板は、前記両側方向の端部から中央部に向かうにしたがって前記板厚寸法が徐々に増加し又は減少しているものである。
【００１３】
例えば、前記振動板は、前記両側方向の端部が最も厚く形成され、前記中央部が最も薄く形成された凹型のもの、または前記振動板は、前記両側方向の端部が最も薄く形成され、前記中央部が最も厚く形成された凸型のものである。
【００１４】
本発明のパネルスピーカでは、本来無指向性であった平板型パネルスピーカに指向特性を持たせることが可能となる。よって、単一の振動板からなるパネルスピーカから臨場感の有るステレオ音を発生させることができる。
【００１５】
また、前記駆動部が、前記振動板の両側方向の端部の複数の箇所にそれぞれ設けられているものが好ましく、例えば前記駆動部は、マグネットおよびコイルを有する電磁力発生手段である。あるいは、音声信号によって歪みが発生して振動する圧電素子などを用いることも可能である。
【００１６】
上記手段では、複数チャンネルの音声信号に応じたステレオ音を発生させることができる。
【００１７】
さらに、前記振動板が、透明なガラス基板または合成樹脂基板で形成されているものが好ましく、この場合には、前記振動板が、液晶ディスプレイの保護カバーとして用いることができる。
【００１８】
上記構成では、例えばビデオカメラやディジタルカメラ、さらにはＤＶＤやチップ型メモリ手段（例えば、メモリーカードやメモリーステックなど）などの再生／記録装置などの液晶ディスプレイを備えた電子機器において、聴者または視聴者に対してステレオ音を聴音させることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１及び第２の実施の形態としてパネルスピーカを示す平面図、図２及び図３は図１のａ−ａ線における断面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態として凹型パネルスピーカを示す断面図、図３は本発明の第２の実施の形態として凸型パネルスピーカを示す断面図である。
【００２０】
以下においては、図１に示すパネルスピーカ１のうち、図２の第１の実施の形態である凹型パネルスピーカを符号１Ａで示し、図３の第２の実施の形態である凸型パネルスピーカを符号１Ｂで示す。また振動板２のいち、凹型パネルスピーカ１Ａの振動板を符号２Ａで示し、また凸型パネルスピーカ１Ｂの振動板を符号２Ｂで示す。
【００２１】
図１ないし図３に示すように、パネルスピーカ１（凹型パネルスピーカ１Ａおよび凸型パネルスピーカ１Ｂ）は、枠体３と平面の形状が長方形からなる単一の振動板２（２Ａ，２Ｂ）を有している。前記振動板２は、枠体３の側面３Ａ，３Ｂの縁部に固定されている。前記パネルスピーカ１の両側（Ｘ）方向の端部である図示右端部（Ｘ１側）１ａおよび左端部（Ｘ２側）１ｂには駆動部１０（個別に１０Ａ，１０Ｂで示す）が設けられている。前記駆動部１０Ａ，１０Ｂは、前記振動板２の裏面２ｂと枠体３との間に設けられており、入力された音声信号に応じて前記振動板２を図示Ｚ１−Ｚ２方向に振動させることが可能とされている。
【００２２】
図２および図３に示すように、凹型パネルスピーカ１Ａと凸型パネルスピーカ１Ｂとは振動板２の形状が異なっている。一方の凹型パネルスピーカ１Ａの振動板２Ａは、振動板２Ａの表面（図示Ｚ１側の面）２ａはフラットな面であるが、裏面（図示Ｚ２側の面）２ｂは図示Ｚ２方向に凹となる凹型形状で形成されている。すなわち、前記振動板２Ａは、前記右端部１ａおよび左端部１ｂの板厚（Ｚ）方向の寸法が最も厚い板厚寸法Ｗ１で形成され、且つ前記右端部１ａおよび左端部１ｂからＸ方向の中央に向かうにしたがって徐々にその寸法を減らしながら湾曲する凹形状をなし、前記中央部１ｃが最も薄い板厚寸法Ｗ２で形成されている（Ｗ１＞Ｗ２）。なお、図２に示される振動板２Ａは左右対称形状である。
【００２３】
他方、凸型パネルスピーカ１Ｂの振動板２Ｂは、振動板２Ｂの表面（図示Ｚ１側の面）はフラットな面であるが、裏面（図示Ｚ２側の面）は図示Ｚ２方向に凸となる凸型形状で形成されている。すなわち、前記振動板２Ｂは、前記右端部１ａおよび左端部１ｂの板厚（Ｚ）方向の寸法が最も薄い板厚寸法Ｗ３で形成され、且つ前記右端部１ａおよび左端部１ｂからＸ方向の中央に向かうにしたがって徐々にその寸法を増しながら湾曲する凸形状をなし、中央部１ｃが最も厚い板厚寸法Ｗ２で形成されている（Ｗ３＜Ｗ４）。なお、図３に示される振動板２Ｂにおいても、その形状は左右対称である。
【００２４】
前記駆動部１０は、コイル１１とマグネット１２とを有する電磁力発生手段によって形成されている。すなわち、前記コイル１１は前記右端部１ａおよび左端部１ｂの位置において前記振動板２Ａ，２Ｂの裏面にそれぞれ固着されている。一方、前記枠体３の両側方向の端部には、断面コの字形状のヨーク部材１３が固定されており、前記マグネット１２は前記ヨーク部材１３の中央に固定されている。前記マグネット１２は、例えば図示Ｚ１方向の一方の端部がＮ極に着磁され、Ｚ２方向の他方の端部がＳ極に着磁されている。前記マグネット１２のＮ極側（Ｚ１側）の端部には対向ヨーク１４が固定されており、このＮ極側の端部と前記対向ヨーク１４は前記コイル１１の中心孔内に隙間を介して挿入されている。前記ヨーク部材１３の両側方向の端部は、その中央に位置する対向ヨーク１４を挟んで対向しており、前記対向ヨーク１４両側方向の端面と前記ヨーク部材１３の両側方向の端部との間に設けられた空間が前記電磁力発生手段のギャップＧ，Ｇを形成している。
【００２５】
すなわち、この電磁力発生手段では、前記マグネット１２のＮ極から発生した磁束は、対向ヨーク１４によって図示Ｘ１およびＸ２方向に振り分けられた後、ギャップＧ、コイル１１を通過してヨーク部材１３の内部にそれぞれ進入し、前記ヨーク部材１３に導かれて前記マグネット１２のＳ極に至るという磁気回路を形成している。
【００２６】
よって，前記コイル１１に駆動信号（音声信号）が与えられると、コイル１１を流れる駆動信号の電流に前記ギャップＧ内を通過する磁束が鎖交するため、コイル１１に電磁力が作用し図示Ｚ方向に振動させられる。これにより、前記右端部１ａおよび左端部１ｂの双方において、前記振動板２Ａ，２Ｂに前記音声信号に応じた振動が発生するため、前記振動板２Ａ，２Ｂから発音が生じる。
【００２７】
図４および図５は凹型パネルスピーカの発音の原理を説明するための図であり、図４Ａは左側の駆動部で発生した初期振動Ｓｂ１、図４Ｂは右側の駆動部から伝わる振動Ｓａ２、図４Ｃは初期振動Ｓｂ１と振動Ｓａ２の合成振動を示している。また図５Ａは右駆動部で発生した初期振動Ｓａ１、図５Ｂは左駆動部から伝わる振動Ｓｂ２、図５Ｃは初期振動Ｓａ１と振動Ｓｂ２の合成振動を示している。
【００２８】
ここで、図４および図５に示すように、一方の前記凹型パネルスピーカ１Ａの右側の駆動部１０Ａに図５Ａに示すような初期振動Ｓａ１を与えると、前記振動板２Ａの左端部１ｂには図４Ｂに示すような前記初期振動Ｓａ１の振幅が減衰させられた振動Ｓａ２が発生する。他方、前記凹型パネルスピーカ１Ａの左側の駆動部１０Ｂに図４Ａに示すような初期振動Ｓｂ１を与えると、前記振動板２Ａの右端部１ａには図５Ｂに示すような前記初期振動Ｓｂ１の振幅が減衰させられた振動Ｓｂ２が発生する。
【００２９】
よって、両駆動部１０Ａ，１０Ｂを同時に駆動させ、右側の駆動部１０Ａに初期振動Ｓａ１を与え、且つ左側の駆動部１０Ｂにも初期振動Ｓｂ１を与えると、振動板２Ａの右端部１ａの振動は、前記初期振動Ｓａ１と振動Ｓｂ２とが合成された図５Ｃに示すような合成振動Ｓａ３となる。同様に、振動板２Ａの左端部１ｂの振動は、前記初期振動Ｓｂ１と振動Ｓａ２とが合成された図４Ｃに示すような合成振動Ｓｂ３となる。
【００３０】
前記初期振動Ｓａ１に対する前記合成振動Ｓａ３の波形の崩れ、および前記初期振動Ｓｂ１に対する合成振動Ｓｂ３の波形の崩れは、上記従来のフラット型のパネルスピーカの場合（図１１および図１２参照）に比較して小さい。
【００３１】
すなわち、前記凹型パネルスピーカ１Ａでは、振動板２Ａの右端部１ａで発生した初期振動Ｓａ１と左端部１ｂで発生した初期振動Ｓｂ１との間の干渉による振動波形の乱れなどの影響を小さくすることができる。よって、駆動部１０Ａに右チャンネル用の音声信号を与え、同時に駆動部１０Ｂに左チャンネル用の音声信号を与えると、振動板２Ａの右端部１ａと振動板２Ａの左端部１ｂが前記各音声信号に応じた振動音をほぼそのまま発生させることができるため、聴者に対して臨場感の有るステレオ音を聴音させることができる。
【００３２】
またこれらのことは、前記凸型パネルスピーカ１Ｂにおいても同様である。
次に、凹型パネルスピーカ１Ａと凸型パネルスピーカ１Ｂのステレオ指向性評価の測定結果について説明する。
【００３３】
図６は第１の実施の形態である凹型パネルスピーカのステレオ指向性評価の結果を示しており、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合である。図７は第２の実施の形態である凸型パネルスピーカのステレオ指向性評価の結果を示しており、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合である。
【００３４】
図６および図７では、振動板２の中央部１ｃを同心円状の表の中心に設置するとともに振動板の右端部１ａを９０°の方向、左端部１ｂを２７０°の方向とし、且つ表面２ａを０°の方向、裏面２ｂを１８０°の方向とした場合において、前記駆動部１０Ａ，１０Ｂに一定の音を発生させた場合の各パネルスピーカの周囲の音圧［ｄＢ］を１５°の角度ごとに測定したものである。
【００３５】
図６Ａ，Ｂおよび図７Ａ，Ｂに示すように、本願発明のパネルスピーカでは指向性を持たせることができることが分かる。すなわち、本来、平板型のパネルスピーカは無指向性（図１０Ａ，Ｂ参照）であるが、その振動板の形状を凹型又は凸型とすることにより、パネルスピーカに指向性を備えさせることが可能となる。
【００３６】
特に、図６Ａ，Ｂに示す凹型パネルスピーカ１Ａは、左側の駆動部１０Ｂを駆動させると右斜め前方向（約６０°の方向）を中心とする指向特性を有し、右側の駆動部１０Ａを駆動させると左斜め前方向（約３００°の方向）を中心とする指向特性を有することがわかる。また図５Ａ，Ｂに示す凸型パネルスピーカ１Ｂは、左側の駆動部１０Ｂを駆動させると右斜め後方向（約１３５°の方向）を中心とする指向特性を有し、右側の駆動部１０Ａを駆動させると左斜め後方向（約２２５°の方向）を中心とする指向特性を有することがわかる。よって、このような特性上の相違から、凹型パネルスピーカ１Ａを使用すべきか、または凸型パネルスピーカ１Ｂを使用すべきかを用途に応じて使い分けることが可能となる。
【００３７】
例えば、液晶ディスプレイ用のパネルスピーカとしての応用が考えられる。図２に示す前記振動板２Ａを透明なガラス基板、あるいは透明なポリカーボネイトやＰＥＴなどの合成樹脂基板で形成し、前記振動板２Ａと枠体３との間に図２に点線で示すような液晶ディスプレイ３０を配置すると、液晶ディスプレイに映し出された映像と、前記振動板２Ａからのステレオ音とを同時に視聴することが可能となる。しかも、振動板２Ａを液晶ディスプレイ表面の保護カバーとしても活用することができる。
【００３８】
またこのような液晶ディスプレイを例えば携帯型のビデオカメラなどに搭載すると、動画の音声をステレオ音で楽しめるばかりでなく、既存のスピーカを不要とすることが可能となるため、ビデオカメラの部品点数の削減と製造コストの低減などを図ることが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、左端部１ａおよび右端部１ｂの双方に各駆動部１０Ａ，１０Ｂを１組づつ設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図８に示すように前記右端部１ａに２組の駆動部２１，２２および左端部１ｂに２組の駆動部２３，２４をそれぞれ設けられているものであってもい。あるいはそれ以上設けたものであってもよく、この場合には聴者に対し複数チャンネルによるステレオ音を聴音させることが可能となる。
【００４０】
さらに、上記実施の形態では、振動板２の裏面２ｂが凸または凹になるものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、振動板２の表面２ａを凸または凹に形成したものであってもよい。
【００４１】
また振動板２は、中央部１ｃを挟んでＸ方向に左右対称であるものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、用途や求められる指向特性に応じて左右非対称であってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明では、単一のパネルを用いたパネルスピーカに指向性を与えることができる。
また、臨場感の有るステレオ音を発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態としてパネルスピーカを示す平面図、
【図２】本発明の第１の実施の形態として凹型パネルスピーカを示す断面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態として凸型パネルスピーカを示す断面図、
【図４】凹型パネルスピーカの発音の原理を説明するための図であり、Ａは左側の駆動部で発生した初期振動Ｓｂ１、Ｂは右側の駆動部から伝わる振動Ｓａ２、Ｃは初期振動Ｓｂ１と振動Ｓａ２の合成振動、
【図５】凹型パネルスピーカの発音の原理を説明するための図であり、Ａは右駆動部で発生した初期振動Ｓａ１、Ｂは左駆動部から伝わる振動Ｓｂ２、Ｃは初期振動Ｓａ１と振動Ｓｂ２の合成振動、
【図６】凹型パネルスピーカのステレオ指向性評価の結果を示しており、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合、
【図７】凸型パネルスピーカのステレオ指向性評価の結果を示しており、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合、
【図８】左右の両端部に複数の駆動部を設けた場合を示すパネルスピーカの平面図、
【図９】単一の平板パネルを振動板として用いた平板型スピーカにおけるステレオ指向性評価の結果を示し、Ａは左側の駆動部のみを振動させた場合、Ｂは右側の駆動部のみを振動させた場合、
【図１０】平板型スピーカの発音の原理を説明するための図であり、Ａは左駆動部で発生した初期振動、Ｂは右駆動部から伝わる振動、ＣはＡの初期振動とＢの振動の合成振動、
【図１１】平板型スピーカの発音の原理を説明するための図であり、Ａは右駆動部で発生した初期振動、Ｂは左駆動部から伝わる振動、ＣはＡの初期振動とＢの振動の合成振動、
【符号の説明】
１  パネルスピーカ
１Ａ  凹型パネルスピーカ
１Ｂ  凸型パネルスピーカ
１ａ  右端部
１ｂ  左端部
１ｃ  振動板の中央部
２Ａ，２Ｂ  振動板
２ａ  振動板の表面
２ｂ  振動板の裏面
１０，１０Ａ，１０Ｂ  駆動部
１１  コイル
１２  マグネット
１３  ヨーク部材１３
１４  対向ヨーク
Ｇ  ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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