(57)【要約】【課題】振動板の分割振動を抑制し、良好な音響特性を有する平面型音響装置を提供すること。【解決手段】情報表示機器における矩形形状の表示画面の視認側前面に離間して配設するための、振動駆動体を備えた透明振動板を有する平面型音響装置において、この透明振動板が、少なくとも表示画面の矩形形状の長辺よりも径の大きい略楕円形状、または略円形状であって、振動駆動体を表示画面と重ならない半月形状の切片領域に載置した。更には、この振動駆動体が、振動板の片面、または両面に圧電材を配した圧電振動子であり、透明振動板の切辺領域と同じ半月形状とした。【選択図】      図１
2005175553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報表示機器における矩形形状の表示画面の視認側前面に離間して配設するための、振動駆動体を備えた透明振動板を有する平面型音響装置において、
前記透明振動板の形状は、前記表示画面の矩形形状の長辺よりも、少なくとも長軸径を大きくした略楕円形状、または直径を大きくした略円形状として、前記振動駆動体を、前記表示画面と重ならない半月形状の切片領域に載置してなることを特徴とする平面型音響装置。
【請求項２】
前記透明振動板の形状は、前記略楕円形状、または略円形状の基板から対向する２辺を直線状に切落とした太鼓形状であることを特徴とする請求項１に記載の平面型音響装置。
【請求項３】
前記振動駆動体は、前記透明振動板の片面、または両面に圧電材を配した圧電振動子であることを特徴とする請求項１または２に記載の平面型音響装置。
【請求項４】
前記圧電振動子の形状は、前記切辺領域と同じ半月形状であることを特徴とする請求項３に記載の平面型音響装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の平面型音響装置と、表示画面を有する情報表示機器を備え、
前記平面型音響装置の透明振動板の周辺部分に、前記表示画面が視認できるように開口部を設けた外枠に取り付けられており、この外枠が、前記情報表示機器から着脱自在となっていることを特徴とする複合情報表示機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報表示機器における矩形形状の表示画面の視認側前面に離間して配設した透明振動板と、この透明振動板へ振動駆動体を載置した構成により、透明振動板を振動させて音を放射する平面型音響装置およびそれを搭載した複合情報表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、情報表示機器における表示画面の技術や画像処理の技術が急速に高度化しており、これに伴い、情報表示機器に搭載される音響装置においても高機能化、多機能化が要求されている。とりわけ、娯楽向けの情報表示機器に対する上記の要求は著しい。このような背景において、音響装置が表示画面と別の箇所へ配置されていた従来の情報表示機器に代わり、表示画面の視認側前面に透明振動板を配設した構成の平面型音響装置が搭載された複合情報表示機器が注目されつつある。
【０００３】
平面型音響装置とは、上段で述べたように表示画面の視聴側前面に配設された透明振動板へ振動駆動体を配する等の手段により、この透明振動板に振動を誘起させることで音響効果が得られる装置のことである。この平面型音響装置を搭載した複合情報表示機器では、映像の映し出される画面から直接音が聞こえるという特徴から、従来の情報表示機器では不可能であった映像と音響との密接な一体感を実現することができる（例えば特許文献１を参照。）。
更に、この平面型音響装置では、振動板を表示画面と同程度若しくはそれ以上の広い面積で振動させることができるため、特に低音領域の音圧特性を向上させることができる。
【０００４】
以下、従来の平面型音響装置およびそれを搭載した複合情報表示機器について、図５及び図６を用いて説明する。図５は一般的な情報表示機器１０に、着脱可能な平面型音響装置１８を備えた、従来の複合情報表示機器の一実施例を示す斜視図である。
この平面型音響装置１８は、透明振動板１１、振動駆動体１２ａ〜ｄ、外枠１３、情報表示機器への取り付け金具１４、接続器１５、そして音響信号入力用の被覆電線１６を具備している。透明振動板１１は外枠１３に固定されているとともに、情報表示機器１０の表示画面１７と重ならない部分へ符号１２ａ〜ｄで示された振動駆動体が外枠に内蔵される形態で取り付けられている。この振動駆動体１２ａ〜ｄに電気音響信号が入力されることにより、透明振動板１１の振動が誘起され、前方へ所望の音を放射することができる。この動作の詳細は後段で詳細に述べる。なお、この平面型音響装置１８は、通常においては情報表示機器１０へ取り付けた形態で使用される。
【０００５】
振動駆動体１２ａはその断面を図６に示すように、磁石２０、コイル２１、コイルが巻き付けられた可動内部ヨーク２２、外部ヨーク２３などの磁気回路部と副振動板２４から構成されており、通常の電磁型音響装置と同様の動作原理を有している。この可動内部ヨーク２２は、副振動板２４を介して透明振動板１１へ固定されているため、電気音響信号の入力によって生じる可動内部ヨーク２２の音響振動は、副振動板２４を介してそのまま透明振動板１１へ伝搬される。
【０００６】
また、透明振動板１１は、その周辺部位が外枠１３の内部側壁へ弾性接着剤２５を介して嵌合されるように支持固定されているため、副振動板２４から伝搬された音響振動により、透明振動板１１全体の撓み振動が誘起される。この撓み振動から生じた音場振動が空間中へ放射することで、画面から直接音が放射されるという音響効果が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８９９７８号公報（第５頁、図１―２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５で示したような従来の平面型音響装置においては、図７で示すような矩形形状の透明振動板１１が使用されるのが一般的であり、矩形形状に起因する多数の分割振動が現れることによって、音響特性の低下が問題となる。
【０００９】
この分割振動とは、弾性体である振動板が振動する際に、ある特定の固有周波数において、振動板の各部が不均一な位相で分割して振動してしまう現象のことであり、特に高音域でよく見られる現象のことである。この分割振動を誘起する周波数の前後では、振動板における電気音響信号からの音響振動への変換効率が大きく変化してしまい、結果的に前述したある特定の固有周波数の近辺で音圧周波数特性の著しい起伏をもたらす。
【００１０】
図８（ａ）は、背景技術で示した平面型音響装置における、矩形形状の振動板が有する音圧周波数特性を示す図面であり、本図面では、横軸に周波数を、縦軸に音圧レベルを示している。
一般的に、背景技術で示した平面型音響装置で使用している矩形形状の透明振動板１１においては、上記分割振動を誘起する固有周波数を多数持ち易いことから、例えば図８（ａ）に示すように、とりわけ高音域における音圧周波数特性の平坦性が失われ、音響特性が著しく悪化してしまう。
【００１１】
また、この透明振動板１１の撓み振動により音響効果を得る音響装置の場合、音響特性を向上させるために、振動板の中心部において最大の振幅となるような振動様態を有することが求められる。しかし、背景技術のような電磁型の振動駆動体１２では、取り付け位置や個数などを最適化などして、透明振動板１１の各部位における振幅の程度を制御する必要があり、上記振動様態を得るのに非常に煩雑な作業を要してしまう。
【００１２】
更に、電磁型振動駆動体においては、透明振動板１１の充分な振幅を得るために、コイル２１の巻き数を増やしたり、磁石２０を大きくしたりなど、振動駆動体１２自体の大型化が避けることができなくなり、この大型化によって生じる電磁雑音の増加は情報表示機器への悪影響をもたらす。
【００１３】
本発明の目的は上記課題を解決し、良好な音響特性が得られるとともに、電磁雑音を減少させることができる平面型音響装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の音響装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１５】
本発明による平面型音響装置は、情報表示機器における矩形形状の表示画面の視認側前面に離間して配設するための、振動駆動体を備えた透明振動板を有する平面型音響装置において、透明振動板の形状を、表示画面の矩形形状の長辺よりも、少なくとも長軸径を大きくした略楕円形状、または直径を大きくした略円形状として、振動駆動体を、表示画面と重ならない半月形状の切片領域に載置してなることを特徴とする。
【００１６】
本発明による平面型音響装置は、透明振動板の形状を、表示画面の矩形形状の長辺よりも、少なくとも長軸径を大きくした略楕円形状、または直径を大きくした略円形状として、振動駆動体を、表示画面と重ならない半月形状の切片領域に載置してなることを特徴とする。
【００１７】
本発明による平面型音響装置は、透明振動板の形状が、略楕円形状、または略円形状の
基板から対向する２辺を直線状に切落とした太鼓形状であることを特徴とする。
【００１８】
本発明による平面型音響装置は、振動駆動体が、透明振動板の片面、または両面に圧電材を配した圧電振動子であることを特徴とする。
【００１９】
本発明による平面型音響装置は、圧電振動子の形状が、切辺領域と同じ半月形状であることを特徴とする。
【００２０】
本発明による平面型音響装置を搭載した複合情報表示装置は、平面型音響装置と、表示画面を有する情報表示機器を備え、平面型音響装置の透明振動板の周辺部分に、表示画面が視認できるように開口部を設けた外枠に取り付けられており、この外枠が、情報表示機器から着脱自在となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による平面型音響装置では、情報表示機器における表示画面の視認側前面に離間して配設した透明振動板の形状を改良することによって、分割振動に起因して生じる音圧周波数特性の著しい起伏を抑制し、音響特性を向上させることができるだけでなく、振動駆動体の形状及び構成部材を改良することで、より音響特性の向上が図れるとともに、電磁雑音の影響の無効化や、装置構造の単純化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。尚、背景技術で示した各部材と同じ部材については同符号を用いて説明をする。
【実施例１】
【００２３】
図１に示すように、本発明による平面型音響装置は、外枠１３に固定された透明振動板１と、この透明振動板１の表示画面と重ならない部分に振動駆動体１２ａ〜ｄを載置して成るもので、装置構成と音響発生の原理は背景技術に示した図５と基本的に変わらないが、本発明の平面型音響装置では、透明振動板１の形状が略楕円形状である点に特徴を持つ。
【００２４】
この透明振動板１は、四角破線で示すように、情報表示機器の表示画面を充分覆うだけの面積を有するとともに、その周辺部分が外枠１３の内部側壁に弾性接着剤（図示せず）を介して支持されるように固定されている。また、表示画面と重ならない半月形状の切片領域２における所定の箇所に振動駆動体１２ａ〜ｄが取り付けられている。
【００２５】
この振動駆動体１２により振動が誘起される透明振動体として、このような周辺部分が支持固定された略楕円形状の透明振動板１を用いることにより、振動が駆動される際に、透明振動板が円形状の振動板に近い振動様態を有することができる。
【００２６】
一般に円形状の振動板においては、矩形形状の振動板と比較して、その振動様態の単純さから、分割振動を惹き起こす固有周波数が少なくなるとともに、その周波数の近辺における電気音響信号から音響振動への変換効率の起伏が少なくなり、良好な音響特性が得られる。更に、この効果は完全な円形状のみに現れるのではなく、振動板の形状を矩形形状から円形状へより近付けた形状、例えば略楕円形状においても同様に現れ、図８（ｂ）に示すような起伏の少ない音圧周波数特性にすることができる。
【００２７】
図８（ａ）は、背景技術で示した平面型音響装置に用いた矩形形状の振動板が有する音響特性を示す図面であり、図８（ｂ）は、本発明の平面型音響装置に用いた略楕円形状の振動板が有する音響特性を示す図面である。両図面における横軸は周波数を、縦軸は音圧
レベルを示している。
この図面から明らかなように、矩形形状の振動板を用いた平面型音響装置では、図８（ａ）で示すように、高音域における音圧周波数特性の平坦性が失われている。それに比べ、略楕円形状の振動板を用いた本発明の平面型音響装置では、背景技術に比べ高音域において明らかに特性が改善されていることが判る。
尚、振動板の形状と音圧周波数特性との相関は、振動の駆動方法や振動板の材質によって微妙に変化するものであり、必ずしも図８に示した限りではない。
【００２８】
上述した効果の根拠について厳密に議論する場合、弾性体振動の波動方程式を計算して振動解を求め、振動周波数と振動様態の相関を比較しながら議論する必要がある。このような振動解に関しては、単純な場合でさえかなり複雑な特殊関数になることから、上記根拠の明示は極めて困難となる。しかしながら、分割振動を抑制し音響特性を向上させるように設計された多くの音響装置において、矩形形状ではなく円形状乃至は円形により近い形状の振動板が使用されている点を考慮すれば、上述した根拠は容易に理解される。
【００２９】
従って、本発明による略楕円形状の透明振動板１においては、円形状の振動板に近い振動様態を有することから、背景技術における矩形形状の透明振動板１１と比較して、分割振動を惹き起こす固有周波数が減少するとともに、その周波数の近辺における音圧周波数特性の起伏が抑制され、結果的に音響特性を向上させることができる。
【００３０】
尚、本実施例１では、透明振動板１の形状が略楕円形状であり、その少なくとも長軸が矩形形状の表示画面の長辺よりも大きくした例を示したが、上述した分割振動の作用を抑制するために、透明振動板１の形状を円形状として、上述した分割振動を抑制する形態としても構わない。
また、透明振動板１の形状を略楕円形状、または円形状として、その透明振動板１が表示画面の一部と重なる様に配して、表示画面のスペースを有効に活用する形態としても構わない。
【実施例２】
【００３１】
図２は本発明の第２実施例を示す斜視図であり、実施例１で説明した略楕円形状の透明振動板１に代えて、対向する２辺を湾曲形状とし、他の対向する２辺を直線形状とした、いわゆる太鼓形状の透明振動板３にしたものである。このように、振動板の周辺を部分的に円形の湾曲形状にした際にも、楕円形状や円形状ほどではないにしろ、上述した音響特性の向上はある程度現れるものである。更に、本構成は実施例１に示した構成に比べ、透明振動板の面積が減少することから、外枠１３を含めた音響装置自体の小面積化に寄与することができる。
【実施例３】
【００３２】
図３は従来の電磁型振動駆動体に代えて、先に説明した切片領域と同じ半月形状を有する圧電振動子４ａ、ｂを振動駆動体として透明振動板１に貼り付けた実施例であり、その部材構成を斜視図で示したものである。また、図４はこの圧電振動子部分の断面図を示している。
【００３３】
圧電振動子４ａは、圧電効果を持つセラミックス板の両主面に薄い電極が形成された圧電材５を、振動板６の片面或いは両面に接着して成るものである。この電極に電気音響信号を印加することで、圧電振動子全体に撓み振動を生じさせることができる。なお、本図面においては、この圧電材５を振動板６の片面に配した一例を示した。
【００３４】
この圧電振動子４ａは、透明振動板１に強く接着されており、半月形状の弧状辺側が透明振動板１の周辺部分とともに、外枠１３に嵌合される形態で弾性接着剤２５を介して支
持固定されている。このような部材構成において、圧電振動子４ａに音響電気信号が印加されると、上記固定箇所を支点とした圧電振動子４ａの図４における左右方向への撓み振動が誘起される。誘起された振動は、そのまま透明振動板１の撓み振動へと伝搬され、この撓み振動によって生じた音場振動が空間中へ放射することで、音響効果が得られる。
【００３５】
この圧電振動子４ａにおける左右方向への撓み振動の振幅は、図４における上下方向の圧電振動子の長さｙに概ね比例するため、上段で述べた半月形状の圧電振動子４ａを振動駆動体として用いれば、透明振動板１における撓み振動の振幅を、図３における一点鎖線７で示した端部から一点鎖線８で示した中心部へ向かうに従って大きくすることができる。この効果により、電磁型振動駆動体で必要とされていた取り付け位置や個数などの最適化といった煩雑な作業が不要となり、振動板の中心部において最大の振幅となるような振動様態が容易に得られ、音響特性を向上させることができる。
【００３６】
更に、上述のような圧電振動子の振動駆動体を用いると、背景技術における電磁型振動駆動体と比較して、音響装置自体の構造を著しく単純化できるとともに、電磁雑音による情報表示機器本体への悪影響を無効化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明における平面型音響装置の構成を示す斜視図である。（実施例１）
【図２】本発明の平面型音響装置において、他の透明振動板の形状を示す斜視図である。（実施例２）
【図３】本発明における平面型音響装置の構成を示す斜視図である。（実施例３）
【図４】本発明の平面型音響装置における振動駆動体の構成例を示す断面図である。
【図５】背景技術における平面型音響装置の構成を示す斜視図である。
【図６】背景技術の平面型音響装置における振動駆動体の構成例を示す断面図である。
【図７】背景技術における平面型音響装置の構成例を示す斜視図である。
【図８（ａ）】背景技術の平面型音響装置において、矩形形状の振動板が有する音圧周波数特性を示す図である。
【図８（ｂ）】本発明の平面型音響装置において、略楕円形状の振動板が有する音圧周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    透明振動板
２    切片領域
４    圧電振動子
５    圧電材
６    振動板
１０  情報表示機器
１２  振動駆動体
１３  外枠
１４  取り付け金具
１５  接続器
１６  被覆電線
【図１】
2005175553.tif 000003
【図２】
2005175553.tif 000004
【図３】
2005175553.tif 000005
【図４】
2005175553.tif 000006
【図５】
2005175553.tif 000007
【図６】
2005175553.tif 000008
【図７】
2005175553.tif 000009
【図８（ａ）】
2005175553.tif 000010
【図８（ｂ）】
2005175553.tif 000011