(57)【要約】【課題】従来の音声出力装置では、１機種（或いは１台）に複数個のスピーカ装置が使用されていたが、１機種に使用されているスピーカ装置の駆動方式が１種類であったため、発声可能な音域を広く取ることができなかった。【解決手段】ディスプレイ筐体８と、このディスプレイ筐体８に固定される振動素子保持枠３に取り付けられる透明パネル板４と、その透明パネル板４に取り付けられ且つその透明パネル板４を振動させる第１の振動素子５と、透明パネル板４に取り付けられ且つ第１の振動素子とは異なる駆動方式で透明パネル板４を振動させる第２の振動素子６と、を設ける。第１の振動素子５及び第２の振動素子６を同時に又は選択的に動作させて透明パネル板４を振動させる。【選択図】図１
2009055477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体又は当該筐体に固定される筐体側部材に取り付けられる振動板と、
前記振動板に取り付けられ且つ当該振動板を振動させる第１の振動素子と、
前記振動板に取り付けられ且つ前記第１の振動素子とは異なる駆動方式で当該振動板を振動させる第２の振動素子と、を設け、
前記第１の振動素子及び前記第２の振動素子を同時に又は選択的に動作させて前記振動板を振動させる
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
前記第１の振動素子は、前記筐体又は前記筐体側部材及び前記振動板の一方に固定される磁石と、前記筐体又は前記筐体側部材及び前記振動板の他方に固定されるコイルとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の音声出力装置。
【請求項３】
前記第２の振動素子は、棒状に形成された自変形素子と、前記自変形素子の軸方向の両端に固定された一対の磁石と、前記自変形素子が貫通されると共に当該自変形素子と略同心に配置されるコイルとを有し、
前記自変形素子と前記一対の磁石の結合体の一端を前記筐体又は前記筐体側部材に固定し、当該結合体の他端を前記振動板に固定した
ことを特徴とする請求項１記載の音声出力装置。
【請求項４】
前記第２の振動素子は、棒状に形成された自変形素子と、前記自変形素子が貫通されると共に当該自変形素子と略同心に配置される円筒体からなる磁石と、前記自変形素子に巻回されて当該自変形素子と前記磁石との隙間内に略同心に配置されたコイルとを有し、
前記自変形素子の軸方向の一端を前記筐体又は前記筐体側部材に固定し且つ当該自変形素子の軸方向の他端を前記振動板に固定すると共に、前記磁石の軸方向の一端を前記筐体若しくは前記筐体側部材又は前記振動板に固定した
ことを特徴とする請求項１記載の音声出力装置。
【請求項５】
前記音声出力装置は、フラットディスプレイを有するテレビジョン装置であり、
前記筐体は、前記フラットディスプレイの表示面が露出される四角形の筐体開口部を有するディスプレイ筐体であって、
前記ディスプレイ筐体の前記筐体開口部の周縁に設けた縁取り部又は当該縁取り部に固定されると共に前記筐体開口部に対応する四角形の枠体開口部を有する枠状に形成された前記筐体側部材に、前記第１の振動素子及び前記第２の振動素子を取り付けた
ことを特徴とする請求項１記載の音声出力装置。
【請求項６】
前記筐体の前記縁取り部又は前記筐体側部材の四隅に前記第１の振動素子及び前記第２の振動素子の一方を配置し、当該縁取り部又は当該筐体側部材の四辺のうち少なくとも一方に対向する二辺に前記第１の振動素子及び前記第２の振動素子の他方を配置した
ことを特徴とする請求項５記載の音声出力装置。
【請求項７】
前記筐体の前記縁取り部又は前記筐体側部材の四辺のうち一方に対向する二辺に前記第１の振動素子を配置し、当該縁取り部又は当該筐体側部材の四辺のうち他方に対向する二辺に前記第２の振動素子を配置した
ことを特徴とする請求項５記載の音声出力装置。
【請求項８】
前記筐体の前記縁取り部又は前記筐体側部材の四隅のうち２箇所に前記第１の振動素子を配置し、当該縁取り部又は当該筐体側部材の四隅のうち残り２箇所に前記第２の振動素子を配置した
ことを特徴とする請求項５記載の音声出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動方式の異なる２種類の振動素子を振動板に取り付け、２種類の振動素子の駆動で振動板を振動させることにより広い領域の音を出せるようにした音声出力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の音声出力装置の第１の例としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、共振パネル形状ラウドスピーカとパネル形状ラウドスピーカ駆動ユニット等に関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたラウドスピーカ駆動ユニットは、「可視表示スクリーンと、前記表示スクリーンに隣接して配置され少なくとも部分的に透明であり、その部分を通して前記表示スクリーンを見ることができる共振パネル形状部材と、前記パネル形状部材を駆動して共振させて音響ラジエータとして作用させる振動励振手段とを備える」ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有する特許文献１に係るラウドスピーカ駆動ユニットによれば、「可視表示装置とラウドスピーカとを組み合わせた組立体を提供し、薄型でスペース効率のよいＶＤＵ又はテレビジョン等の製造を可能にする」（明細書の段落［００３９］）という効果が期待される。
【０００４】
従来の音声出力装置の第２の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、分割振動モードで動作する平面スピーカ及びスピーカ一体型ディスプレイ装置に関するものが記載されている。この特許文献２に係るスピーカ一体型ディスプレイ装置は、「画像を表示する表示モジュールと、該表示モジュールが裏面側に固定され、前記表示モジュールの表示部に対応する部分に開口部を有する前面外装カバーと、該前面外装カバーの開口部に対応する部分に開口部を有し、中抜きパネル板用クッションを介して前記前面外装カバーに固定された中抜きパネル板と、前記中抜きパネル板を振動させるエキサイタとを備えた」ことを特徴としている。
【０００５】
このような構成を有する特許文献２に係るスピーカ一体型ディスプレイ装置によれば、「開口部を有する中抜きパネル板を振動板としており、上記開口部を介して表示モジュールに表示された画像を直接見ることができるため、映り込みが発生せず、視認性が向上する」（明細書の段落［００２７］）等の効果が期待される。
【０００６】
従来の音声出力装置の第３の例としては、例えば、特許文献３に記載されているようなものがある。特許文献３には、分割振動モードで動作する平面スピーカ及びスピーカ一体型ディスプレイに関するものが記載されている。この特許文献３に係るスピーカ一体型ディスプレイは、「筐体と、前記筐体により外装された表示モジュールと、振動子と、前記振動子により振動される板状部材とを具備し、前記板状部材は、前記表示モジュールの表示面と対向するように前記筐体から離して配置され、前記板状部材と前記筐体とは、第一緩衝部材を介して接続される」ことを特徴としている。
【０００７】
このような構成を有する特許文献３に係るスピーカ一体型ディスプレイによれば、「スピーカ一体型ディスプレイで発生するビリ音を軽減することのできるエキサイタ保持構造を有するスピーカ一体型ディスプレイを提供する」（明細書の段落［００３５］）という効果が期待される。
【０００８】
また、従来の音声出力装置の第４の例としては、例えば、特許文献４に記載されているようなものもある。特許文献４には、モニタのスピーカとしてモニタに表示させる画像に対応する音声を出力させるのに好適なフラットパネルスピーカに関するものが記載されている。この特許文献４に係るフラットパネルスピーカは、「振動素子でパネルを振動させることにより音声を出力するフラットパネルスピーカであって、アレイ状に配置された複数のモニタの画像表示面である前面に重畳されたパネルの、各モニタの画像非表示部分に対応する位置に配置され、前記パネルの、前記複数のモニタ全体の画像表示範囲内の部分を振動させる振動手段を備える」ことを特徴としている。
【０００９】
このような構成を有する特許文献４に係るフラットパネルスピーカによれば、「ユーザがより良い環境で音声を聴取することができるスピーカを実現することができる」（明細書の段落［００３２］）という効果が期待される。
【特許文献１】特表２００２−５３３９５７号公報
【特許文献２】特開２００７−４３４５２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５４３８１号公報
【特許文献４】特開２００７−５３６１０号公報
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された共振パネル形状ラウドスピーカと、特許文献２に記載された平面スピーカ及びスピーカ一体型ディスプレイ装置と、特許文献３に記載されたスピーカ一体型ディスプレイと、特許文献４に記載されたフラットパネルスピーカのいずれにおいても、１機種（或いは１台）に複数個のスピーカ装置を使用しているが、各機種におけるスピーカ装置の駆動方式は同一であり、１種類の駆動方式による同一種類のスピーカ装置が使用されていた。そのため、発声可能な音域を広く取ることができないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、従来の音声出力装置では、１機種（或いは１台）に複数個のスピーカ装置が使用されていたが、１機種（或いは１台）に使用されているスピーカ装置の駆動方式が１種類であったため、発声可能な音域を広く取ることができない、という点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の音声出力装置は、筐体と、その筐体又はその筐体に固定される筐体側部材に取り付けられる振動板と、その振動板に取り付けられ且つその振動板を振動させる第１の振動素子と、振動板に取り付けられ且つ第１の振動素子とは異なる駆動方式でその振動板を振動させる第２の振動素子と、を設け、第１の振動素子及び第２の振動素子を同時に又は選択的に動作させて振動板を振動させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の音声出力装置によれば、音質の向上を図ることができると共に、応答速度が速く、広い帯域の音を出力できる音声出力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
駆動方式の異なる２種類の振動素子を用いて振動板を振動させることにより、異なる駆動方式の振動素子で周波数帯域を分担し、それらの振動を合成して出力して、広い帯域の音を出力できる音声出力装置を、簡単な構成によって実現した。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図１２は、本発明の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１は本発明の音声出力装置の第１の実施の例を分解して示す斜視図、図２は同じく組み立てた斜視図、図３Ａ，Ｂは本発明に係る第１の振動素子の正面図及び平面図、図４Ａ，Ｂは本発明に係る第２の振動素子の第１の例を示す正面図及びＸ−Ｘ線断面図、図５Ａ，Ｂは本発明に係る第２の振動素子の第２の例を示す正面図及びＹ−Ｙ線断面図、図６Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは第１の振動素子と第２の振動素子の配置の例を示すそれぞれ説明図、図７Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係る筐体側部材の第１の例を示す正面図，底面図及び要部拡大図、図８Ａ，Ｂは本発明に係る筐体側部材の第２の例を示す正面図及び要部拡大図、図９は本発明に係る第１の振動素子の組立状態の説明図、図１０Ａ，Ｂは第１の振動素子を筐体側部材に取り付けた状態を示す平面図及びＺ−Ｚ線断面図、図１１は第２の振動素子を筐体側部材に取り付けた状態を示す断面図、図１２は第１の振動素子及び第２の振動素子とその組合せ時の各出力波形を示すグラフである。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本発明の音声出力装置の第１の実施の例として示す装置は、フラットパネルディスプレイテレビ１である。このフラットパネルディスプレイテレビ１は、画像表示装置として液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを備え、スピーカ装置としてフラットパネルスピーカを備えており、いわゆる薄型テレビジョン受像機として構成されている。本発明の音声出力装置としては、液晶ディスプレイを使用したフラットパネルディスプレイテレビ１に限定されるものではなく、例えば、プラズマディスプレイテレビや有機ＥＬディスプレイテレビその他のテレビジョン受像機は勿論のこと、その他にも、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＨＳ（簡易型携帯電話）、ＰＤＡ（携帯情報端末）その他のスピーカ一体型電子機器に適用できることは勿論である。更に、オーディオシステム、ラジオ等のように画像表示装置と組み合わされない音響機器のスピーカ装置として適用できることは勿論である。
【００１７】
このフラットパネルディスプレイテレビ１は、フラットパネルディスプレイ２と、このフラットパネルディスプレイ２に固定される筐体側部材の一具体例を示す振動素子保持枠３と、振動板の一具体例を示す透明パネル板４と、振動板を振動させる第１の振動素子５と、振動板を振動させる第２の振動素子６と、振動板の減衰を主な目的とする緩衝テープ７等を備えて構成されている。フラットパネルディスプレイ２の前面に振動素子保持枠３が固定され、その振動素子保持枠３の前面に透明パネル板４が取り付けられている。この透明パネル板４と振動素子保持枠３との間に緩衝テープ７が介在されている。そして、振動素子保持枠３に第１の振動素子５と第２の振動素子６がそれぞれ保持され、各振動素子５，６の一端が透明パネル板４にそれぞれ固定されている。
【００１８】
フラットパネルディスプレイ２は、直方体をなす中空の筐体の一具体例を示すディスプレイ筐体８と、このディスプレイ筐体８内に収納される液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置９等を有している。ディスプレイ筐体８の前面には、ディスプレイ装置９の表示面を露出させるための四角形をなす筐体側開口部１１が設けられている。この筐体側開口部１１の周縁に、四角形の枠体からなる縁取り部（ベゼル）１２が設けられている。この縁取り部１２は、ディスプレイ装置９の表示面の視認性を良くするために画枠の広さとなる幅Ｂがなるべく狭くなるようにする（狭ベゼル化）と良い。なお、縁取り部１２の四辺の幅Ｂは、各辺で長さを同一にしてもよく、また、各辺で長さを変えるようにしてもよい。
【００１９】
ディスプレイ筐体８の材料としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）等のエンジニアリングプラスチックが好適である。しかしながら、その他のエンジニアリングプラスチックを適用できることは勿論のこと、アルミニウム合金等の金属や木材その他の材料を用いることもできる。
【００２０】
振動素子保持枠３は、視認性を確保するために中抜きしてディスプレイ筐体８の縁取り部１２と略同様の大きさを有する四角形の枠部材として形成されている。従って、振動素子保持枠３の四辺の幅ｂは、ディスプレイ筐体８の縁取り部１２の四辺の幅Ｂと略同様の長さ（ｂ＝Ｂ）に設定されている。しかしながら、振動素子保持枠３の四辺の幅ｂは、縁取り部１２の四辺の幅Ｂより狭くしてもよく（ｂ＜Ｂ）、また、四辺の幅Ｂより広くしてもよい（ｂ＞Ｂ）。
【００２１】
振動素子保持枠３の厚さｔは、第１の振動素子５及び第２の振動素子６の軸方向の長さと等しいか、それよりも大きく（長く）設定するのが好ましい。その理由は、振動素子保持枠３の穴に２つの振動素子５，６を収納して保持するためである。しかしながら、振動素子保持枠３の厚さｔは、第１の振動素子５及び第２の振動素子６の軸方向の長さより短くしても良く、第１の振動素子５及び第２の振動素子６の軸方向の一端が穴から飛び出るように構成してもよい。
【００２２】
即ち、振動素子保持枠３には、第１の振動素子５を収納するための第１の収納穴１４と、第２の振動素子６を収納するための第２の収納穴１５とが任意の位置に任意の数だけ設けられている。第１の収納穴１４及び第２の収納穴１５は、振動素子保持枠３の前面に開口するように設けられている。図１に示した実施例では、振動素子保持枠３の４つの角部に第２の収納穴１５がそれぞれ設けられ、上下に対向する上部片及び下部片の長手方向略中央部に第１の収納穴１４がそれぞれ設けられている。これら第１の収納穴１４及び第２の収納穴１５の数とその配置については、後に詳細に説明する。更に、振動素子保持枠３の４つの角部には、透明パネル板４をねじ止めするためのねじ穴１６がそれぞれ２個ずつ設けられている。
【００２３】
振動素子保持枠３は、その背面をディスプレイ筐体８の縁取り部１２に接触させてねじ止めしても良いが、緩衝材付きの粘着性テープを用いて固定することが好ましい。この粘着性テープは、図示しないが、主にビビリ振動対策として用いられるもので、振動素子保持枠３の背面に接着剤によって固定される。振動素子保持枠３の材料としては、ディスプレイ筐体８と同様に、例えば、ＡＢＳ、ＰＣ等のエンジニアリングプラスチックが好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを適用できることは勿論のこと、アルミニウム合金等の金属や木材その他の材料を用いることもできる。なお、振動素子保持枠３の材料としてアルミニウム合金を用いることにより放熱機能を果たさせることができる。この際、振動素子保持枠３に肉抜きを設けて軽量化を図ることにより、運搬時における可搬性を良くすることができる。
【００２４】
振動素子保持枠３の前面には、スポンジによって形成された６本の緩衝テープ１７が接着剤によって貼り付けられている。６本の緩衝テープ１７は、６つの収納穴１４，１５と８つのねじ穴１６を避ける長さに設定されている。この６本の緩衝テープ１７を介して振動素子保持枠３の前面に透明パネル板４が配置されている。
【００２５】
透明パネル板４は、振動素子保持枠３と略同様の大きさを有する四角形の板体として形成されている。この透明パネル板４の材質としては、例えば、アクリル樹脂が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを適用することもできる。この透明パネル板４には、視認性を良くするためのフィルタを付けることも可能である。更に、透明パネル板４には、振動素子保持枠３に重ね合わせた状態において、ねじ穴１６と対向する位置に同数の挿通孔１８が設けられている。各挿通孔１８には固定ねじ１９のねじ軸部が挿通され、その先端をねじ穴１６に螺合させて締め付けることにより、透明パネル板４が振動素子保持枠３に締付固定される。この振動素子保持枠３に、第１の振動素子５と第２の振動素子６という異なる駆動方式の２種類の振動素子が取り付けられている。
【００２６】
第１の振動素子５は、コイル−磁石型振動子と言われるもので、コイル２１と磁石２２によって構成されている。この第１の振動素子５は、例えば、図３Ａ，３Ｂに示すような構成を有している。磁石２２は、中実の円柱体からなり、その外周面に所定の隙間をあけてコイル２１が配置されている。この磁石２２の軸方向の一端が筐体及び振動板の一方に固定され、コイル２１の伸長方向の一端が筐体及び振動板の他方に固定される。図１１に示す実施例では、磁石２２の軸方向の一端が透明パネル板４に固定され、コイル２１の伸長方向の一端が振動素子保持枠３に固定されている。
【００２７】
この第１の振動素子５では、コイル２１に流れる電流が変化することにより磁界が変化し、コイル２１と磁石２２との相対位置の変化が振動となる。この第１の振動素子５の特徴は、その１  振幅が大きいこと、その２  応答速度が遅いこと、その３  低周波数帯域から中周波数帯域の再生を得意とすること、その４  押え付ける力によって振幅が小さくなること、その５  磁界の大きい磁石ほど小型化が可能であること、にある。特に、磁石に関しては、フェライト磁石以上に磁界の大きい磁石としてサマコバ磁石、ネオジム磁石があり、これらの磁石では、同じ出力であっても磁石を小型化することができる。
【００２８】
第２の振動素子６は、素子自体が伸縮して振動を起こす、いわゆる自変形素子と言うことができるもので、例えば、磁歪素子（超磁歪素子）やピエゾ素子等を挙げることができる。図４Ａ，４Ｂ及び図５Ａ，５Ｂは、超磁歪素子を用いた第２の振動素子６の実施の例を示すもので、超磁歪素子２５とバイアス用磁石２６とコイル２７によって構成されている。この第２の振動素子６は、始めは縮んだ状態にある超磁歪素子２５が、バイアス磁界を与えることで磁歪がある長さ伸び、その長さを中心として伸縮動作が可能となる。この超磁歪素子２５の伸縮量（長さ）は、超磁歪素子２５の長さ、太さを始めとする変数によって異なる。
【００２９】
超磁歪素子２５に対するバイアス用磁石２６によるバイアス磁界の与え方には各種の方法が考えられるが、この実施例では、第１の方法を図４Ａ，４Ｂに第２の振動素子６Ａとして示し、第２の方法を図５Ａ，５Ｂに第２の振動素子６Ｂとして示す。ここで、超磁歪素子について簡単に説明する。強磁性体に外部からコイルや磁石によって磁界を印加すると、その磁界に応じて強磁性体の寸法が変化する。この強磁性体が伸び縮みする現象を磁歪と呼び、その寸法変化量が大きくて発生応力の大きな変位素子を超磁歪素子という。超磁歪素子の基本物性を示すと、例えば、次のようなものである。超磁歪素子に１０００Ｏｅ（エルステッド）の入力磁界を与えると、素子の変位量は１１００ｐｐｍに達し、このときの発生応力は２２×１０６Ｎ／ｍ２程度である。
【００３０】
図４Ａ，４Ｂに示すように、第２の振動素子６Ａは、１個の超磁歪素子２５を、その両側から２個のバイアス用磁石２６ａ，２６ｂで挟むように構成した実施の例である。超磁歪素子２５は、中実で丸棒状をなす円柱体からなり、その軸方向の両側に２個のバイアス用磁石２６ａ，２６ｂが配置されている。２個のバイアス用磁石２６ａ，２６ｂは、超磁歪素子２５と同様の直径を有する円柱体として形成されているが、それぞれの軸方向の長さは超磁歪素子２５よりも短く設定されている。２個のバイアス用磁石２６ａ，２６ｂは、接着剤や粘着テープ等の固着手段によって超磁歪素子２５の両端面にそれぞれ固定されている。これにより、超磁歪素子２５と２個のバイアス用磁石２６ａ，２６ｂとを軸方向に直列接続させた素子磁石結合体が構成されている。
【００３１】
この素子磁石結合体の軸方向の一端が筐体側部材（又は筐体）に固定され、その軸方向の他端が振動板に固定される。図４Ａに示す実施例では、素子磁石結合体の第１のバイアス用磁石２６ａ側の一端が透明パネル板４に固定され、第２のバイアス用磁石２６ｂ側の他端が振動素子保持枠３に固定されている。この素子磁石結合体の超磁歪素子２５の部分に、螺旋状に巻回されたコイル２７が配置されている。コイル２７の直径は、超磁歪素子２５の外径よりも少し大きく形成されている。そして、コイル２７の巻線方向の長さは、超磁歪素子２５の軸方向の長さ内に納まるように構成されている。
【００３２】
また、図５Ａ，５Ｂに示すように、第２の振動素子６Ｂは、１個の超磁歪素子２５の外側にコイル２７を配置すると共に、そのコイル２７の外側に円筒状に形成されたバイアス用磁石２８を配置し、バイアス用磁石２８と超磁歪素子２５との間にコイル２７を介在させるように構成した実施の例である。超磁歪素子２５は、中実で丸棒状をなす円柱体からなり、その直径方向の外側に、螺旋状に巻回されたコイル２７が装着されている。また、バイアス用磁石２８は、コイル２７の外径よりも少し内径の大きな円筒状の筒体として構成されている。バイアス用磁石２８の軸方向の長さは、超磁歪素子２５の軸方向の長さよりも少し短い長さに設定されている。
【００３３】
超磁歪素子２５の軸方向の一端は筐体側部材（又は筐体）に固定され、その軸方向の他端が振動板に固定される。また、バイアス用磁石２８の軸方向の一端は筐体側部材（若しくは筐体）又は振動板に固定され、その軸方向の他端は開放されている。図５Ａに示す実施例では、超磁歪素子２５の軸方向の一端が透明パネル板４に固定され、その他端が振動素子保持枠３に固定されている。そして、バイアス用磁石２８の軸方向の一端が振動素子保持枠３に固定されている。
【００３４】
これら第２の振動素子６（６Ａ，６Ｂ）の特徴は、その１  振幅が小さいこと、その２  応答速度が速いこと、その３  超音波素子に用いられる等高周波数帯域の再生を得意とすること、その４  駆動力が大きく押え付けることで振動をより伝達し易くなること、その５  半径が数ｍｍと非常に小さく作ることができ小型であること、にある。特に、この実施例で示した２種類の第２の振動素子６Ａ，６Ｂは、構成の相違から特徴にも相違があり、それぞれの特徴を生かした使い方で使用することが好ましい。
【００３５】
上述したような構成を有する第１の振動素子５及び第２の振動素子６は、図６〜図８に示すように配置されて使用に供される。図６Ａ〜６Ｆは、第１の振動素子５と第２の振動素子６の配置の組み合わせの例を示すもので、ディスプレイ装置９を正面から見たときの配置概念を示している。この配置に際して、コイル磁石型振動子である第１の振動素子５は、上述したような特徴を有するため、振幅を大きく取ることができる。そこで、第１の振動素子５は、振動モードより振幅の大きくなる振幅の腹となる部分に配置するようにする。
【００３６】
これに対して、自変形素子である第２の振動素子６は、上述したような特徴を有するため、振幅を大きく取ることができない。従って、第２の振動素子６は、振幅の腹とならない部分に配置するようにする。この場合、超磁歪素子２５は、その軸方向の両端を固定していないと、振動を透明パネル板４に伝えることができない。そこで、この実施例においては、透明パネル板４と超磁歪素子２５を密着させるために、固定ねじ１９によるねじ止め手段を用いて超磁歪素子２５を透明パネル板４に固定している。なお、第１の振動素子５及び第２の振動素子６は、この実施例のように上下・左右が常に対称をなす形状でなくてもよいことは勿論である。
【００３７】
図６Ａは、横長の四角形をなす振動素子保持枠３の４つの角部に第２の振動素子６をそれぞれ配置し、振動素子保持枠３の長辺側である上部片３ａ及び下部片３ｂの長手方向（左右方向）の略中央部に第１の振動素子５をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、全体としてはっきりした音を出すことが可能となり、高音が聞き易くなる。
【００３８】
図６Ｂは、図６Ａの構成のうち、第１の振動素子５の配置を換えて、振動素子保持枠３の短辺側である左側部片３ｃ及び右側部片３ｄの各長手方向（上下方向）の略中央部に第１の振動素子５をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、図６Ａの実施例に比べて、更に高い音を出すことが可能となる。
【００３９】
図６Ｃは、振動素子保持枠３の上部片３ａ及び下部片３ｂの長手方向（左右方向）の略中央部に第１の振動素子５をそれぞれ配置し、左側部片３ｃ及び右側部片３ｄの長手方向（上下方向）の中途部に適宜な間隔をあけて２個の第２の振動素子６をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、図６Ａの実施例と略同様の音を出すことができ、特に、音の広がりを増すことが可能となる。なお、左側部片３ｃ及び右側部片３ｄに２個の第２の振動素子６を配置した理由は、音の広がりを均一にする目的と振動の増幅を考慮したものである。
【００４０】
図６Ｄは、振動素子保持枠３の４つの角部に第２の振動素子６をそれぞれ配置すると共に、上部片３ａ及び下部片３ｂ並びに左側部片３ｃ及び右側部片３ｄのそれぞれ長手方向の略中央部に第１の振動素子５をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、図６Ａの実施例と図６Ｂの実施例を加え合わせたような効果を得ることができ、より一層高い音をはっきり聞くことが可能となる。
【００４１】
図６Ｅは、振動素子保持枠３の４つの角部のうち、左側上下２箇所の角部に第１の振動素子５をそれぞれ配置すると共に、右側上下２箇所の角部に第２の振動素子６をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、音に指向性Ｓを持たせることが可能となり、音が左から右に移動するような効果を生じさせることができる。なお、４個の振動素子５，６の配置を左右入れ替えることにより、音の指向性Ｓの方向を右から左へと変えることができる。
【００４２】
図６Ｆは、振動素子保持枠３の４つの角部のうち、上側左右２箇所の角部に第１の振動素子５をそれぞれ配置すると共に、下側左右２箇所の角部に第２の振動素子６をそれぞれ配置した実施例である。このような組合せの配置を取る場合には、図６Ｅの実施例と同様に音に指向性Ｓを持たせることが可能となり、音が上から下に移動するような効果を生じさせることができる。なお、４個の振動素子５，６の配置を上下入れ替えることにより、同じく音の指向性Ｓの方向を下から上へと変えることができる。
【００４３】
次に、上述したような構成を有する第１の振動素子５及び第２の振動素子６の取付方法について説明する。図７Ａ，７Ｂは、図６Ａに示した振動素子配置例の筐体側部材である振動素子保持枠３（ディスプレイ筐体８の縁取り部１２の場合も同様）を示している。この振動素子保持枠３には、前面に開口するように２つの第１の収納穴１４と４つの第２の収納穴１５と８つのねじ穴１６とが設けられている。４つの第２の収納穴１５は、第２の振動素子６を収納するためのもので、振動素子保持枠３の４つの角部にそれぞれ配置されている。そして、各第２の収納穴１５の近傍に、それぞれ２つのねじ穴１６が配置されている。
【００４４】
図７Ｃは、振動素子保持枠３の角部を拡大して示すもので、各第２の収納穴１５の、上部片３ａ又は下部片３ｂ側と、左側部片３ｃ又は右側部片３ｄ側とにねじ穴１６が、第２の収納穴１５を中心として互いに９０度の角度間隔をあけて設けられている。第２の収納穴１５は、断面形状が円形で底の有る丸穴からなり、その開口部には、後述するキャップ３１が螺合されるねじ部３２が設けられている。更に、第２の収納穴１５は、開放溝３３によって振動素子保持枠３の側面に開口されている。開放溝３３は、第２の振動素子６に接続されたリード線を外部に引き出すと共に第２の振動素子６から発生される熱を外部に放出する隙間（通路）のような機能を果たすものである。この開放溝３３の開口部は、対応する第２の収納穴１５の近傍であれば、上部片３ａ、下部片３ｂ、左側部片３ｃ又は右側部片３ｄのいずれに設けてもよい。
【００４５】
また、第１の振動素子５を収納するための２つの第１の収納穴１４は、振動素子保持枠３の上部片３ａ及び下部片３ｂの長手方向（左右方向）の略中央部にそれぞれ設けられている。第１の収納穴１４は、断面形状が円形で底の有る丸穴からなり、開放溝３４によって振動素子保持枠３の側面に開口されている。開放溝３４は、開放溝３３と同様の役割りを有するもので、第１の振動素子５に接続されたリード線を外部に引き出すと共に第１の振動素子５から発生される熱を外部に放出する隙間（通路）のような機能を果たすものである。
【００４６】
図８Ａは、第１の振動素子５及び第２の振動素子６の一般的な配置形態の例を説明するための振動素子保持枠３Ａを示している。この振動素子保持枠３Ａの第１の領域Ｐとして示す左側部片３ｃには、その長手方向（上下方向）の中途部に１つの第１の収納穴１４と２つの第２の収納穴１５を設けている。第１の収納穴１４は、左側部片３ｃの長手方向（上下方向）の略中央部に配置されており、これを挟んで上下両側に所定の間隔をあけて２つの第２の収納穴１５が配置されている。
【００４７】
振動素子保持枠３Ａの第２の領域Ｑとして示す上部片３ａには、その長手方向（左右方向）の中途部に２つの第２の収納穴１５を設けている。２つの第２の収納穴１５は、互いに所定の間隔をあけて設けられている。更に、下部片３ｂには、その長手方向（左右方向）の略中央部に第１の収納穴１４が設けられている。また、振動素子保持枠３Ａの第３の領域Ｒとして示す右側部片３ｄには、上下の角部に２つの第１の収納穴１４が設けられている。更に、右側部片３ｄの長手方向（上下方向）の中途部に２つの第２の収納穴１５が設けられている。２つの第２の収納穴１５は、互いに所定の間隔をあけて配置されている。
【００４８】
第１の収納穴１４及び第２の収納穴１５の配置パターンは、上述した実施の例に限定されるものではなく、鳴らしたい音の高低、強弱、広がり等に応じて任意に設定できることは勿論である。
【００４９】
次に、第１の振動素子５及び第２の振動素子６の具体的な取付方法の実施の例について説明する。図９は、第２の振動素子６を、振動素子保持枠３の第２の収納穴１５に取り付けた状態を説明する図である。第２の振動素子６は、上述したように超磁歪素子２５と２つのバイアス用磁石２６ａ，２６ｂとの結合体と、その結合体に装着されるコイル２７との組合せからなり、これらがキャップ３１によって振動素子保持枠３に取り付けられている。
【００５０】
キャップ３１は、中央部に貫通穴３６が設けられたリング状の蓋体として形成されている。貫通穴３６には、第２の振動素子６の上バイアス用磁石２６ａ（或いは超磁歪素子２５）が摺動可能に挿通される。キャップ３１の内部には、貫通穴３６と同心をなすように軸方向穴３７が設けられている。軸方向穴３７を軸方向の中途部で止めることにより、貫通穴３６が半径方向の内側に形成される内フランジ部３１ａが設けられている。更に、キャップ３１の、軸方向穴３７と反対側の端面には、直径方向に延在された係合溝３８が設けられている。そして、キャップ３１の外周面には、第２の収納穴１５に設けられたねじ穴１６に螺合可能なねじ部３９が設けられている。
【００５１】
第２の振動素子６の組立作業は、まず、コイル２７が装着されている超磁歪素子２５の結合体を振動素子保持枠３の第２の収納穴１５に挿入し、その第２の収納穴１５の中央部にセットする。このとき、コイル２７の両端に接続されている一対のリード線を第２の収納穴１５に連通されている開放溝３３から外部に引き出す。次に、超磁歪素子２５の一側に固定された上バイアス用磁石２６ａに貫通穴３６を挿入しながら、キャップ３１を第２の収納穴１５に嵌め合わせる。そして、キャップ３１の外周面に設けたねじ部３９を第２の収納穴１５のねじ部３２に螺合させ、キャップ３１を所定位置まで捩じ込む。この状態が、図９に示す状態である。
【００５２】
次に、図１０Ａ，１０Ｂに示すように、透明パネル板４を振動素子保持枠３に取り付ける。この実施例では、固定手段として皿ねじ１９を用いている。即ち、透明パネル板４の４つの角部において、それぞれ２個の皿ねじ１９を使用し、その皿ねじ１９のねじ部を、透明パネル板４の挿通孔１８を貫通させて振動素子保持枠３のねじ穴１６に螺合する。そして、各皿ねじ１９を所定位置まで締め込むことにより、透明パネル板４を上バイアス用磁石２６ａに押圧する。この場合、透明パネル板４の一面に位置決め穴４１を設けておくことにより、透明パネル板４に対して超磁歪素子２５側が滑って移動しないようにズレを防止することができる。
【００５３】
第１の振動素子５は、例えば、図１１に示すようにして取り付けることができる。この実施例で示す第１の収納穴１４は、振動素子保持枠３の一面側を閉じ蓋４２で閉じることによって底を形成した有底の穴として形成されている。そのため、第１の収納穴１４の一方の開口部にはねじ部４３が設けられており、このねじ部４３に螺合されるねじ部４４が閉じ蓋４２に設けられている。
【００５４】
閉じ蓋４２は、第１の収納穴１４に見合う大きさの円板状の部材として形成されており、その外周面にねじ部４４が形成されている。閉じ蓋４２の一面には、図示しないが、ドライバ等の工具を係合させて閉じ蓋４２を回動させるための係合部が設けられている。閉じ蓋４２の他面には、コイル２１の一端を保持するための保持部４５が設けられている。この保持部４５は、コイル２１の内径よりも外径が少し大きなリング状の突条部として形成されている。この保持部４５にコイル２１の下部を嵌合することにより、コイル２１が下端を固定して上端を自由にした片持ち状に支持されている。
【００５５】
このコイル２１に挿入されるバイアス用磁石２２が透明パネル板４の一面の所定位置に、接着剤や接着テープ等の固着手段によって固定されている。この場合、透明パネル板４の一面に位置決め穴４６を設けておくことにより、透明パネル板４に対してバイアス用磁石２２が滑って移動しないようにズレを防止することができる。
【００５６】
上述したような構造を備えたフラットパネルディスプレイテレビ１より発生される音について、図１２を参照して説明する。図１２は、横軸に周波数Ｈｚを取り、縦軸に周波数応答関数を取って、周波数特性を表したものである。これら周波数特性のうち、符号５０で示す一点鎖線による第１の折れ線グラフは、第１の振動素子５だけを複数個鳴らしたときの周波数特性を示している。この第１の折れ線グラフ５０では、低周波数域の低音を得意としていることが明らかになり、低音が良く出ている一方、周波数が高くなるに従って、周波数特性が落ちるのが確認された。
【００５７】
符号６０で示す破線による第２の折れ線グラフは、第２の振動素子６だけを複数個鳴らしたときの周波数特性を示している。この第２の折れ線グラフ６０では、低周波数域の低音を得意としておらず、高周波数域に向かって周波数特性が高くなるのが確認された。しかも、第１の振動素子５だけを鳴らした場合と比べて、周波数特性が大きくレベルアップしていることが確認された。このときの周波数は、人が聞こえる限度（16000Ｈｚ）を含む高周波の可聴帯域を十分にカバーしているものであった。
【００５８】
また、符号７０で示す実線による第３の折れ線グラフは、第１の振動素子５と第２の振動素子６を組み合わせて同時に鳴らしたときの周波数特性を示している。この第３の折れ線グラフ７０では、第１の振動素子５による周波数特性と第２の振動素子６による周波数特性とが重なり合うことが確認された。その結果、低周波数域から高周波数域に亘る広い領域において高い周波数特性が得られ、高音から低音にかけて満遍なく良い音を出力することが可能になった。
【００５９】
以上説明したように、本発明の音声出力装置によれば、２種類の駆動方式の異なる振動素子を用いることにより、振動素子自体を小型化させ、振動素子の取付枠の幅を狭くすることが可能になった。そのため、複数のフラットパネルディスプレイを同一平面上に並べて使用する場合において、画面全体の視認性を向上することが可能になった。また、同一の振動板内で広帯域の音を再生することが可能になった。更に、搬送時における振動板のずれを防止できると共に、外部から入力される衝撃力や振動時のびびりに対する耐久性を高めることが可能になった。
【００６０】
なお、前記実施例においては、筐体側部材として設けた振動素子保持枠３，３Ａに第１の振動素子５と第２の振動素子６を取り付けた例について説明したが、振動素子保持枠３，３Ａを廃止して筐体であるディスプレイ筐体８に第１の振動素子５と第２の振動素子６を取り付ける構造としても良いことは勿論である。更に、第１の振動素子５に関して、前記実施例では、振動素子保持枠３にコイル２１を固定し、透明パネル板４に磁石２２を固定した例について説明したが、これとは逆に、振動素子保持枠３に磁石を固定し、透明パネル板４にコイルを固定する構成としても良いことは勿論である。また、図１に示した音声出力装置は、この出願に係る発明の核となる装置を示しているが、この装置の周囲に放熱可能な化粧直し用のカバーを取り付けることもできる。
【００６１】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、音声出力装置としてフラットパネルディスプレイテレビに適用した例について説明したが、パーソナルコンピュータ、電子辞書、携帯電話、ＰＨＳその他の画像表示装置とスピーカ装置が一体的に構成された電子機器に適用できることは勿論である。更に、画像表示装置はないがフラットパネルスピーカを有するスピーカ装置、例えば、ラジオ、オーディオ装置その他のフラットパネルスピーカ装置に適用できることも勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の音声出力装置の第１の実施の例を分解して示す斜視図である。
【図２】本発明の音声出力装置の第１の実施の例の組立状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る第１の振動素子を示すもので、図３Ａは正面側から見た説明図、図３Ｂは平面側で断面した説明図である。
【図４】本発明に係る第２の振動素子の第１の例を示すもので、図４Ａは正面側から見た説明図、図４Ｂは図４ＡのＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】本発明に係る第２の振動素子の第２の例を示すもので、図５Ａは正面側から見た説明図、図５Ｂは図５ＡのＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明に係る第１の振動素子と第２の振動素子の配置の例を示すもので、図６Ａは第１の例、図６Ｂは第２の例、図６Ｃは第３の例、図６Ｄは第４の例、図６Ｅは第５の例、図６Ｆは第６の例の、それぞれ説明図である。
【図７】本発明に係る筐体側部材の第１の例を示すもので、図７Ａは正面図、図７Ｂは底面図、図７Ｃは図７Ａの要部を拡大した説明図である。
【図８】本発明に係る筐体側部材の第２の例を示すもので、図８Ａは正面図、図８Ｂは図８Ａの要部を拡大した説明図である。
【図９】本発明に係る第２の振動素子の組立状態を説明する説明図である。
【図１０】本発明に係る第２の振動素子を筐体側部材に取り付けた状態を示すもので、図１０Ａは平面図、図１０Ｂは図１０ＡのＺ−Ｚ線断面図である。
【図１１】本発明に係る第１の振動素子の組立状態を断面して示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の振動素子及び第２の振動素子と両振動素子の組合せ時の各出力波形を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１…フラットパネルディスプレイテレビ（音声出力装置）、  ２…フラットパネルディスプレイ、  ３，３Ａ…振動素子保持枠（筐体側部材）、  ４…透明パネル板（振動板）、  ５…第１の振動素子、  ６，６Ａ，６Ｂ…第２の振動素子、  ７…緩衝テープ、  ８…ディスプレイ筐体（筐体）、  ９…ディスプレイ装置、  １１…筐体側開口部、  １２…縁取り部、  １４…第１の収納穴、  １５…第２の収納穴、  １７…緩衝テープ、  ２１，２７…コイル、  ２２…磁石、  ２５…超磁歪素子、  ２６，２６Ａ，２６Ｂ，２８…バイアス用磁石、  ３１…キャップ、  ３３，３４…開放溝、  ４１，４６…位置決め穴、  ４２…閉じ蓋
【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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【図１２】
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