(57)【要約】【課題】従来型のダイナミックスピーカをドアの内部等に取付けることなくしかも多チャンネル型の車載用オーディオ装置を構築する。【解決手段】自動車のフロントガラス１１、サイドウインドウガラス１２〜１５、リヤウインドウガラス１６等にコイル３５を配列した振動板２１を取付けるとともに、振動板２１のコイル３５と対向するようにマグネット３１を配した取付け板３０を固定し、上記振動板２１のコイル３５に音声電流を通ずる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のウインドウガラスに振動板を接合し、音声信号に応じて前記振動板によってウインドウガラスを振動させて音声を再生することを特徴とする車両用オーディオ装置。
【請求項２】
前記振動板が導体によって構成されるコイルを有し、該コイルをマグネットと対向して配し、前記導体に音声電流を通ずることによって前記振動板を振動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項３】
前記振動板が複数のコイルを有するとともに、それぞれのコイルに対向するようにマグネットが固定配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項４】
マグネットが取付け板上に取付けられるとともに、該取付け板が支持手段を介して前記振動板の外周縁の近傍において前記ウインドウガラスに固定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項５】
マグネットが取付け板上に取付けられるとともに、該取付け板が支持手段を介して前記ウインドウガラス以外の部材に固定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項６】
前記振動板が圧電セラミックを接合した振動板であって、前記圧電セラミックの面方向の伸縮によって振動を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項７】
前記振動板が圧電性高分子材料から成り、両面に電極が設けられ、該電極に音声信号が印加されることを特徴とする請求項１に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項８】
車両の複数のウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、少なくとも２種類以上のチャンネルの音声信号を前記複数のウインドウガラスの振動板に別々に供給し、対応するウインドウガラスを振動させることによって２チャンネル以上の音声を再生することを特徴とする車両用オーディオ装置。
【請求項９】
車両のフロントガラスおよびサイドウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、前記フロントガラスの振動板と前記サイドウインドウガラスの振動板に別々のチャンネルの音声信号を供給することを特徴とする請求項８に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項１０】
車両のフロントガラスに左右一対の振動板を互いに離間して接合し、左右の振動板に左右のチャンネルの音声信号を供給することを特徴とする請求項８に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項１１】
車両の左右のサイドウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、左右のサイドウインドウガラスの振動板に左右のチャンネルの音声信号を別々に供給することを特徴とする請求項８に記載の車両用オーディオ装置。
【請求項１２】
車両のリヤウインドウガラスに振動板を接合し、前記リヤウインドウガラスを振動させてリヤチャンネルまたはサラウンドチャンネルの音声を再生することを特徴とする請求項８に記載の車両用オーディオ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用オーディオ装置に係り、とくに車両のウインドウガラスを振動させて音声を再生するようにした車両用オーディオ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライブをしながら音楽を楽しむために、従来より車載用オーディオ装置が自動車のインストルメントパネルに取付けられている。すなわちインストルメントパネルの左右のほぼ中央部にはチューナ、テーププレーヤ、ディスクプレーヤ等を装備するとともに、これらのオーディオソースによって再生された音声信号を車室内の所定の位置に取付けられたスピーカによって再生している。従って例えばディスクプレーヤによってＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤに書込まれた音声信号を読出し、スピーカによって再生して音楽を楽しむことが可能になる。
【０００３】
なお特開昭６２−７３８９８号公報には、磁気回路の磁気ギャップに挿入されるボイスコイルに透明体によって構成された振動板を連結し、この振動板を枠体によってエッジを介して湾曲状に保持し、例えば自動車の窓等に装着するようにしたスピーカが開示されている。
【０００４】
また特開２００１−３７０００号公報には、その乗車位置確認部が、前部左、前部右、後部左および後部右の各スイッチ等によって座席毎に人員の有無を検出し、乗車人員の分布配置を認識するとともに、制御部は乗車位置認識部が認識した乗車人員の配置状況に応じて電子ボリュームを制御し、スピーカ群のＦＬ、ＦＲ、ＲＬおよびＲＲの各チャンネルのスピーカが出力する音響信号の音量を調整し、これによって簡単な構成により、人員の乗車状況を認識し、多チャンネルサラウンド等の音場の分布を調整する音量バランスを自動的に調整し、乗車人員の分布配置の変動に応じて常に確実に適正にバランス調整された音場を形成するようにした車両用オーディオ装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−７３８９８号公報
【特許文献２】特開２００１−３７０００号公報
【発明が解決しようとする課題】
従来の左右２チャンネルのカーオーディオシステムに代って、３チャンネル以上の多チャンネルのスピーカを用いたオーディオ装置が用いられる傾向にある。これはＤＶＤやＳＡＣＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ａｕｄｉｏ  ＣＤ）等のようなディスクを用いるディスクプレーヤ、およびこのようなディスクプレーヤによって再生された音声信号の処理のためのＤＰＳ等の音声処理用のＩＣの発展による。
【０００６】
ところが車載用オーディオ機器においては、マグネットとコーン状の振動板から成る一般的なダイナミックスピーカを２〜４個車両のドアのトリムの内側等に取付け、これによって左右２チャンネルのステレオの音声信号を再生していた。ところが上述の如くＤＶＤやＳＡＣＤ等の出現に伴って、５．１チャンネルや６チャンネルの多チャンネル音源を再生する必要が生じた。すなわちこれらの多チャンネル音源を再生するのに当っては、６個のスピーカが必要になる。しかるに一般的なダイナミックスピーカを車室内に取付ける場合に、取付けを行なえる場所やスペースが限られており、取付けが行なえない場合や取付け位置等の制限を受ける。
【０００７】
またＤＶＤによって映画等の音源を再生する場合に、６チャンネルを超えるスピーカが必要になるシステムも存在する。従って自動車の車室内においてもさらに多くのスピーカが必要になる傾向にある。しかるに取付け位置やスペースの問題から、従来型のダイナミックスピーカの数を増加していくことには限界がある。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、車両の車室内において従来型のダイナミックスピーカを追加することなくしかも多チャンネルの音源を再生することを可能にした車両用オーディオ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、
車両のウインドウガラスに振動板を接合し、音声信号に応じて前記振動板によってウインドガラスを振動させて音声を再生することを特徴とする車両用オーディオ装置に関するものである。なおウインドウガラスとは窓の開口を閉塞する透明、半透明、あるいは不透明のパネルを意味し、必ずしも無機のガラス材料から成るパネルに限定されない。
【００１０】
ここで前記振動板が導体によって構成されるコイルを有し、該コイルをマグネットと対向して配し、前記導体に音声電流を通ずることによって前記振動板を振動させることが好ましい。また前記振動板が複数のコイルを有するとともに、それぞれのコイルに対向するようにマグネットが固定配置されることが好ましい。またマグネットが取付け板上に取付けられるとともに、該取付け板が支持手段を介して前記振動板の外周縁の近傍において前記ウインドウガラスに固定されることが好ましい。またマグネットが取付け板上に取付けられるとともに、該取付け板が支持手段を介して前記ウインドウガラス以外の部材に固定されることが好ましい。また前記振動板が圧電セラミックを接合した振動板であって、前記圧電セラミックの面方向の伸縮によって振動を発生することが好ましい。また前記振動板が圧電性高分子材料から成り、両面に電極が設けられ、該電極に音声信号が印加されることが好ましい。
【００１１】
本願の別の主要な発明は、
車両の複数のウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、少なくとも２種類以上のチャンネルの音声信号を前記複数のウインドウガラスの振動板に別々に供給し、対応するウインドウガラスを振動させることによって２チャンネル以上の音声を再生することを特徴とする車両用オーディオ装置に関するものである。
【００１２】
ここで車両のフロントガラスおよびサイドウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、前記フロントガラスの振動板と前記サイドウインドウガラスの振動板に別々のチャンネルの音声信号を供給することが好ましい。また車両のフロントガラスに左右一対の振動板を互いに離間して接合し、左右の振動板に左右のチャンネルの音声信号を供給することが好ましい。また車両の左右のサイドウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、左右のサイドウインドウガラスの振動板に左右のチャンネルの音声信号を別々に供給することが好ましい。また車両のリヤウインドウガラスに振動板を接合し、前記リヤウインドウガラスを振動させてリヤチャンネルまたはサラウンドチャンネルの音声を再生することが好ましい。
【００１３】
本願発明の好ましい態様は、車両の車室内において、オーディオ信号を伝える振動板をフロントウインドウやドアウインドウ、リヤウインドウ、ルーフウインドウ等に貼付けることによって、各ウインドウをスピーカとして利用し、マルチチャンネルのスピーカシステムを構築するようにした車載用オーディオ装置に関するものである。
【００１４】
このような態様によれば、従来型のダイナミックスピーカをチャンネル数に応じて逐次増加することなくしかも多チャンネルの音源を再生することが可能になり、ＤＶＤやＳＡＣＤ等の多チャンネルの車載用オーディオ装置を従来型のスピーカなしで構築できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明する。図１および図２は本実施の形態に係る車両用オーディオ装置を備えた自動車の外観を示しており、ここではフロントガラス１１、左右のサイドウインドウガラス１２、１３、左右のリヤ側のサイドウインドウガラス１４、１５、およびリヤウインドウガラス１６にそれぞれ振動板２１、２２、２３、２４を取付けるようにしたものである。そしてこれらの振動板２１〜２４によってフロントガラス１１、サイドウインドウガラス１２〜１５、およびリヤウインドウガラス１６を振動させることによって音声を再生し、これによって車両用オーディオ装置を構築するようにしている。
【００１６】
振動板２１〜２４によるウインドウガラス１１〜１６の駆動の具体的な構成を図３および図４によって説明する。例えばフロントガラス１１にはその内表面であって下側の領域、すなわちこのフロントガラス１１の視認性を損わない領域に横長の振動板２１が取付けられている。
【００１７】
振動板２１は図４Ａに示すように、フロントガラス１１の内表面に例えば透明な接着剤を介して接合されている。そしてこの振動板２１に対して所定のギャップをもって対向するように取付け板３０が配される。取付け板３０はその表面にマグネット３１を配列しており、これらのマグネット３１が上記振動板２１とギャップを介して対向するようになっている。
【００１８】
取付け板３０はそのコーナの部分が先端に吸盤を有するサポート３２によって例えばフロントガラス１１の内表面であって上記振動板２１の外周縁の外側の領域に取付けられるようになっている。なお取付け板３０の取付け構造として、フロントガラス１１に取付ける代りに、図４Ｂに示すようにブラケット３３を介してこの自動車のインストルメントパネルの上側のダッシュパネル上に固定するようにしてもよい。
【００１９】
図５はとくに振動板２１の構造を示しており、振動板２１内にはマトリックス状にコイル３５が配されている。なおコイル３５は導体パターンによってスパイラル状あるいはヘリカル状に形成されたコイルであってよい。そしてこのようなコイル３５に対向するように、取付け板３０上には図６に示すようにマグネット３１がマトリックス状に配列される。すなわち図５に示すコイル３５と図６に示すマグネット３１とは１対１で対応する。
【００２０】
図７はこのようなコイル３５とマグネット３１による振動の発生の原理を示している。コイル３５には音声電流が供給され、これによって電磁石が形成される。従って音声電流の流れる方向に応じてコイル３５によって形成される電磁石の強度が変化し、あるいは極性が反転する。従ってこのような音声信号の変化に応じてコイル３５とマグネット３１との間で吸引力と反発力を生ずる。従ってマグネット３１を取付け板３０を介して固定しておくと、コイル３５を備える振動板２１がマグネット３１に対して近接および離間する方向に振動する。従ってこのような振動板２１が取付けられているフロントガラス１１のとくに振動板２１の取付け部の近傍が局部的に音声信号に応じて振動し、これによって音声を再生する。すなわちフロントガラス１１はその全面が振動するのではなく、局部的に振動して音声を再生する。
【００２１】
図８はフロントガラス１１およびサイドウインドウガラス１２〜１５によって５チャンネルのオーディオ装置を構成した例を示している。オーディオソースはディスクプレーヤ４０から構成され、このディスクプレーヤ４０によってＤＶＤ４１を再生する。ディスクプレーヤ４０の再生信号がＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４２に供給され、さらにＤＳＰ４２から対応するＤ／Ａ変換器４７および電子ボリューム４３を通してアンプ４４に供給され、それぞれのアンプが対応するコイル３５を駆動する。従ってコイル３５を有する振動板２１〜２３がそれぞれ振動を発生する。ここで操作入力部４５を接続したＣＰＵ４６が上記ＤＰＳ４２および電子ボリューム４３の制御を行なう。
【００２２】
この構成はフロントガラス１１の振動板２１とサイドウインドウガラス１２、１３の振動板２２とリヤ側のサイドウインドウガラス１４、１５の振動板２３とによって５チャンネルのオーディオ装置を構成した例を示しているが、フロントガラス１１やサイドウインドウガラス１２〜１５、あるいはリヤウインドウガラス１６に取付けられている振動板２１〜２４の個数や配置を任意に調整することによって、多チャンネルの各種のオーディオ装置の音声の再生が可能になる。
【００２３】
このように本願発明の好ましい態様は、５．１チャンネルや６チャンネル、あるいはそれ以上のチャンネル数のオーディオシステムの再生を行なう場合に、スピーカを必要とする音源やオーディオシステムにおいて、オーディオ信号を振動に変換する振動板をフロントガラス１１やサイドウインドウガラス１２〜１５、あるいはリヤウインドウガラス１６、さらにはルーフウインドウガラス等に貼付け、各ウインドウガラスをスピーカとして利用し、これによって車室内で多チャンネルのスピーカシステムから成るオーディオ装置を構築するものである。
【００２４】
車室内において５．１チャンネルや６チャンネルのマルチチャンネルシステムを構築する場合に、とくにセンタスピーカの設置が適切に行なえない場合が多い。これはセンタスピーカを車室内のセンタコンソールの付近やダッシュボードの付近に設置しなければならないにもかかわらず、その周辺にはスピーカを設置するのに十分でしかも乗員の安全性を損うことなく設置できるスペースがない場合がほとんどである。従って車両のフロントガラス１１にオーディオ信号を伝達する振動板を取付け、フロントガラス１１自体を振動させてセンタスピーカとして駆動することができる。このためにスピーカの設置場所の問題を発生せず、フロントウインドウガラス１１を有する総ての車で、フロントスピーカとしての適切な場所を確保できるようになる。
【００２５】
また本願発明は必ずしもフロントガラス１１だけではなく、ドアウインドウ１２〜１４やサンルーフをも含むルーフウインドウにもオーディオ信号を振動に変換する振動板を貼付けることによって、スピーカとして利用できる。従ってこれによって、これまでは非常に困難であった車室内への４チャンネルを上回る多チャンネルのスピーカの設置を容易に行なうことが可能になる。またこれによってスタジアムや音楽ホールといった空間の再現を、多数のスピーカで再現することが可能になる。
【００２６】
図９は別の実施の形態を示している。この実施の形態は圧電セラミック５０を振動板２１の内表面に接着し、しかも圧電セラミック５０の両面にそれぞれ電極５１、５２を設けるようにしている。ここでＤＰＳ４２からのオーディオ信号をＤ／Ａ変換器４７でアナログに変換し、アンプ４４によって増幅して上記圧電セラミック５０の電極５１、５２間に印加する。すると圧電セラミック５０がその面方向、例えば図９において上下方向に伸縮する。従ってこのような伸縮に応じて振動板２１が矢印で示すようにその厚み方向に振動する。従って振動板２１が取付けられているフロントガラス１１が厚み方向に振動する。従ってフロントウインドウガラス１１が音声信号を再生することになる。
【００２７】
図１０はさらに別の実施の形態を示している。この実施の形態は圧電シートまたは圧電フィルム５５それ自体を振動板としたものである。圧電フィルム５５は例えばポリフッ化ビニリデンから構成されるとともに、その両面に電極５６、５７を備えている。ＤＳＰ４２によって得られたオーディオ信号をＤ／Ａ変換器４７でアナログ信号に変換し、アンプ４４によって増幅し、圧電フィルム５５の電極５６、５７間に印加すると、これによって圧電フィルム５５が矢印で示すように厚さ方向に振動する。従って圧電フィルム５５を備えるフロントガラス１１が厚さ方向に振動して音声信号が再生される。
【００２８】
一般に圧電フィルム５５を構成するポリフッ化ビニリデンはほぼ透明な高分子材料であるために、このような圧電フィルム５５の両面に透明電極５６、５７を形成するとともに、透明な接着剤を介してフロントガラス１１に接合すると、フロントガラス１１の視認性をほとんど損うことなくこのフロントガラス１１をスピーカとして用いることが可能になる。
【００２９】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態においては、フロントガラス１１やサイドウインドウガラス１２〜１５、さらにはリヤウインドウガラス１６に振動板２１〜２４を取付け、これによってこれらのウインドウガラス１１〜１６をスピーカとしているが、このようなウインドウガラスから成るスピーカとともに、従来のダイナミックスピーカを組合わせて車両用オーディオ装置を構築することを妨げるものではない。すなわち例えばリヤデッキやリヤトランクの内部にダイナミックスピーカから成るウーハを配し、このようなウーハをウインドウガラスに振動板を取付けたスピーカと併用することも可能である
【発明の効果】
本願の主要な発明は、車両のウインドガラスに振動板を接合し、音声信号に応じて振動板によってウインドウガラスを振動させて音声を再生するようにしたものである。
【００３０】
従ってこのような車両用オーディオ装置によれば、従来型のダイナミックスピーカをドアの内部等に取付けることなくしかも音声を再生することが可能になり、従来型のスピーカを必要としない車両用オーディオ装置が構築される。
【００３１】
本願の別の主要な発明は、車両の複数のウインドウガラスにそれぞれ振動板を接合し、少なくとも２種類以上のチャンネルの音声信号を複数のウインドウガラスの振動板に別々に供給し、対応するウインドウガラスを振動させることによって２チャンネル以上の音声を再生するようにしたものである。
【００３２】
従ってこのような車両用オーディオ装置によれば、従来型のスピーカを用いることなくしかも２チャンネル以上のマルチチャンネルの車両用オーディオ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーディオ装置を備える自動車の外観斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】フロントガラスを内側から見た状態の正面図である。
【図４】フロントガラスに対する振動板の取付けを示す要部拡大断面図である。
【図５】振動板の正面図である。
【図６】マグネットを取付けた取付け板の正面図である。
【図７】コイルとマグネットによる駆動の原理を示す要部斜視図である。
【図８】車両用オーディオ装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図９】別の実施の形態の振動の発生機構を示すフロントガラスの拡大断面図である。
【図１０】さらに別の実施の形態の振動の発生機構を示すフロントガラスの拡大断面図である。
【符号の説明】
１１‥‥フロントガラス、１２‥‥サイドウインドウガラス（前左）、１３‥‥サイドウインドウガラス（前右）、１４‥‥サイドウインドウガラス（後左）、１５‥‥サイドウインドウガラス（後右）、１６‥‥リヤウインドウガラス、２１‥‥振動板（フロント）、２２‥‥振動板（サイド、前）、２３‥‥振動板（サイド後）、２４‥‥振動板（リヤ）、３０‥‥取付け板、３１‥‥マグネット、３２‥‥サポート、３３‥‥ブラケット、３５‥‥コイル、４０‥‥ディスクプレーヤ、４１‥‥ＤＶＤ、４２‥‥ＤＳＰ、４３‥‥電子ボリューム、４４‥‥アンプ、４５‥‥操作入力部、４６‥‥ＣＰＵ、４７‥‥Ｄ／Ａ変換器、５０‥‥圧電セラミック、５１、５２‥‥電極、５５‥‥圧電フィルム、５６、５７‥‥電極
【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】
2004343453.tif 000009
【図８】
2004343453.tif 000010
【図９】
2004343453.tif 000011
【図１０】
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