(57)【要約】【課題】本発明は、広帯域にわたって平坦な周波数特性の平面スピーカを提供する。【解決手段】本発明の平面スピーカは、可撓性の振動板２と、前記振動板２の裏面側に配置される複数のアクチュエータユニット３と、を備え、前記アクチュエータユニット３は、振動板２から離間した枠体４と、前記振動板２に当接して当該振動板２を振動させるアクチュエータ５と、を有し、前記アクチュエータ５は、前記枠体４から内側に延びる懸吊部材６で懸吊されていることを特徴とする。【選択図】図１
2009164734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の振動板と、前記振動板の裏面側に配置される複数のアクチュエータユニットと、を備え、
前記アクチュエータユニットは、振動板から離間した枠体と、前記振動板に当接して当該振動板を振動させるアクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータは、前記枠体から内側に延びる懸吊部材で懸吊されていることを特徴とする平面スピーカ。
【請求項２】
前記複数のアクチュエータユニットにおけるそれぞれの前記枠体は、同一形状の多角形であることを特徴とする請求項１に記載の平面スピーカ。
【請求項３】
前記振動板は、樹脂フィルム、繊布又は不繊布からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の平面スピーカ。
【請求項４】
前記複数のアクチュエータユニットは、個々のアクチュエータに供給される音声信号を適宜調整可能なことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の平面スピーカ。
【請求項５】
可撓性の振動板と、前記振動板の裏面側に当接する複数のアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータは、前記振動板に当接して当該振動板を振動させ、かつ、懸吊部材で懸吊されていることを特徴とする平面スピーカ。
【請求項６】
前記振動板は、樹脂フィルム、繊布又は不繊布からなることを特徴とする請求項５に記載の平面スピーカ。
【請求項７】
前記複数のアクチュエータは、個々のアクチュエータに供給される音声信号を適宜調整可能なことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の平面スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面スピーカに関し、特に、可撓性の振動板全体を複数のアクチュエータで振動させる平面スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スクリーン等の可撓性の部材を振動板として利用し、この振動板の背面側に配置した複数のアクチュエータを駆動させて音を発生させる平面スピーカが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この平面スピーカは、スクリーンの背面側に複数のアクチュエータが取り付けられており、マルチチャンネル型のスピーカとして機能させることができる。また、各チャンネルには、それぞれ複数のアクチュエータが取り付けられており高出力を可能としている。スクリーンに取り付けられるアクチュエータは、いわゆるボイスコイル式のアクチュエータであり、ボイスコイルが巻回されたボビンと永久磁石が格納されたヨークとを備えており、ボイスコイルが前後方向に振動することで振動板に振動を伝達している。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３６５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した平面スピーカにあっては、各チャンネルに取り付けられる複数のアクチュエータがヨークの後方から一枚の取り付け基板で一括して固定されている。また、固定されるアクチュエータにおいては、駆動させるとボビンの振動に対してヨークが反力を受けて、ヨークにも振動が生じる。このため、スピーカを駆動すると、一のアクチュエータにおいてヨークに発生する振動が取り付け板を介して隣接する他のアクチュエータに伝達しやすくなり、隣接するアクチュエータ間で相互干渉が起こりやすくなる。また、アクチュエータと振動板との垂直度のずれ（組付誤差、製品間誤差）によっても振動モードの相違が発生し、この点からもアクチュエータ間での相互干渉が起こりやすくなる。このため、低周波数帯域で音響出力が低下しやすくなり、広帯域にわたって平坦な周波数特性が得られにくくなるばかりか、平面スピーカ正面の狭い範囲でしか一定の音圧レベルを得ることができない。
【０００６】
そこで本発明では、このような事情に鑑みてなされたものであり、広帯域にわたって平坦な周波数特性を有し、かつ、正面方向の広範囲で一定の音圧レベルを保つことが可能な平面スピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の平面スピーカは、可撓性の振動板と、前記振動板の裏面側に配置される複数のアクチュエータユニットと、を備え、前記アクチュエータユニットは、振動板から離間した枠体と、前記振動板に当接して当該振動板を振動させるアクチュエータと、を有し、前記アクチュエータは、前記枠体から内側に延びる懸吊部材で懸吊されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の平面スピーカは、可撓性の振動板と、前記振動板の裏面側に当接する複数のアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記振動板に当接して当該振動板を振動させ、かつ、懸吊部材で懸吊されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の平面スピーカによれば、前記複数のアクチュエータユニットにおける前記枠体は、同一形状の多角形であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の平面スピーカによれば、前記振動板は、樹脂フィルム、繊布又は不繊布からなることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の平面スピーカによれば、前記複数のアクチュエータユニットは、個々のアクチュエータに供給される音声信号を適宜調整可能なことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、平面スピーカを構成する複数のアクチュエータが、枠体に懸吊部材を介して懸吊されているので、アクチュエータから懸吊部材に伝達する振動が減衰し、他のアクチュエータに振動が伝達しにくくなる。そのため、アクチュエータ間の相互干渉による低次の共振モードが抑制され、低周波数帯域での音響出力が向上し、広帯域にわたって平坦な周波数特性を得ることができる。
【００１３】
また、平面スピーカを構成する複数のアクチュエータ各々が、枠体に懸吊部材を介して懸吊されていることから、アクチュエータと振動板との垂直度のずれ（組付誤差、製品間誤差）が生じにくく、アクチュエータ間での振動モードの相違及びそこから生じる相互干渉の発生を防止することが可能である。
【００１４】
さらに、本発明によれば、複数のアクチュエータが、スクリーン等の振動板全体を一様に振動させるため、振動板正面のどの位置で聴取を行っても、指向性が広く、音圧レベルが一定しており、他の方式のスピーカに比して、良い状態での聴取可能範囲が広いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明に係る平面スピーカの一実施形態を示す概略斜視図及び同図の部分拡大図である。
【００１７】
図１に示されるように、本発明の一実施形態である平面スピーカ１は、可撓性の振動板２を有している。この振動板２は、矩形状をなし所望の音響特性に応じて材質が適宜選択される。例えば、樹脂フィルム、繊布又は不繊布などを好適に用いることができる。また、このような可撓性の部材を選択すれば、映像を表示させるスクリーンや薄型表示装置のパネル等を振動板として用いることができる。また、本発明は、複数のアクチュエータ５により振動板２の全体を一様に振動させる点に特徴を有するため、スクリーン等の振動板２は、振動板２全体が同期して一様に振動する硬度があることが望ましい。
【００１８】
振動板２の背面側の略中央部には、４個のアクチュエータユニット３が振動板２の面方向で２行２列に配置されている。それぞれのアクチュエータユニット３は、矩形の枠体４を有し、この枠体４の略中央部に、振動板２へ振動を伝達するためのアクチュエータ５が、ワイヤ（懸吊部材）６によって懸吊されており、アクチュエータ５は励振板１２を介して振動板２の背面に当接されている。また、振動板２は、励振板１２を介してアクチュエータ５と当接するのみで枠体４とは接しておらず、所定の距離離間Ｌ（図１の部分拡大図参照、図３中Ｌも同様）しているものであって、枠体４自体の支持方法については、後述する。
【００１９】
ここで、アクチュエータユニット３について図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、図１のアクチュエータユニットのみ（振動板２及び励振板１２は不図示）を振動板側から拡大して示す正面図である。図３は、図２のIII−III線断面図であり、図２では不図示の振動板２及び励振板１２に装着された場合の構成（位置関係）を仮想線（２点鎖線）で示す。
【００２０】
図２及び図３に示されるように、枠体４に懸吊されるアクチュエータ５は、公知のボイスコイル式のアクチュエータである。すなわち、アクチュエータ５は、円形に開口した凹部７ａを有するヨーク７と、円筒状のボビン８とを備えている。このヨーク７の凹部７ａ内には、凹部７ａの内径より小さい外径を有する円板状の永久磁石（図示せず）が収容され、ヨーク７と永久磁石との隙間で磁気ギャップが形成されている。
【００２１】
ボビン８は、その外周面にボイスコイル（図示せず）が巻回されており、ボビン８の先端部は外部に振動を伝達するフランジ部８ａが形成されている。このフランジ部８ａは、振動板に振動を確実に伝えるために枠体４の端部４ａよりも振動板側（図３において左側）に突出している。また、ボビン８は、磁気ギャップ内に延在するように配置されている。また、ヨーク７と、ボビン８との間に蛇腹状の防塵カバー９が装着されている。
【００２２】
ワイヤ６は、一端が枠体４の上側の側壁４ｂに取り付けられ、他端がアクチュエータ５のヨーク７に取り付けられている。アクチュエータ５は、ワイヤ６のみで支持されており、その自重により枠体４の略中央部に配置されている。そのため、ワイヤ６の枠体４側の取り付け位置を支点に、また、ワイヤ６が撓むことで振動板２に対して垂直方向、即ち、アクチュエータ５の伸縮（軸）方向に自由に移動可能な状態となっている。さらに、ワイヤ６によってアクチュエータ５を懸吊することにより、スクリーン等の振動板２に、アクチュエータ５の自重により皺や歪みが生じて音響効果が低下すること及び振動板２の表面に映し出される映像等が歪んでしまうことが防止される。特に、ワイヤ６によりアクチュエータ５及び励振板１２が、可撓性のある振動板２にぶら下がった状態となることが防止され、振動板２に対して複数のアクチュエータ５の伸縮（軸）方向が、振動板２に対して垂直方向に固定され、当該垂直方向にのみ振動することにより、複数のアクチュエータ５間の振動方向を一致させることができ、振動板２全体を複数のアクチュエータ５により、均一に振動させて良好な音響特性を得ることが可能である。
【００２３】
尚、懸吊部材としては、ワイヤに限らず、紐や針金などを用いることもできる。また、アクチュエータ５については、アクチュエータ５の自重により、振動板２に皺や歪みが生じてしまうことを防止するべく、ワイヤ６によるアクチュエータ５の懸吊のみならず、アクチュエータ５の直径を３０ｍｍ乃至６０ｍｍ程度のものとして、大型化及び重量化を防ぎ、振動板２への影響を最小限にすることが可能である。
【００２４】
そのため、アクチュエータ５は、この振動を効率よく振動板に伝えるために、その伸縮（軸）方向（図３において左右方向）が振動板に対して垂直になるように軸の向きが調整されている。この調整は、ワイヤ６の取り付け位置とヨーク７の後端部に設けたバランスウエイト１１の重量とを適宜選択することで可能となる。この調整により、アクチュエータ５と振動板２との垂直度のずれ（組付誤差、製品間誤差）が生じにくく、アクチュエータ間での振動モードの相違及びそこから生じる相互干渉の発生が防止される。
【００２５】
また、振動板２の裏面には、アクチュエータ５の取り付け位置に対応する位置に六角形の励振板１２が設けられており、アクチュエータ５のフランジ部は、この励振板１２に当接されている。励振板１２は、振動板２よりも剛性が高いことが好ましい。これにより、可撓性の振動板２であっても、アクチュエータ５からの振動を確実に振動板２に伝達することができ、音響特性をさらに向上させることができる。尚、励振板１２の形状は特に限定されるものではなく、矩形状や円形状であっても良い。
【００２６】
尚、本実施形態においては、アクチュエータ５を１本のワイヤで吊しているが、複数のワイヤで吊しても良い。図４は、アクチュエータユニットの変形例を示す概略斜視図（振動板２及び励振板１２は不図示）である。図４に示されるように、アクチュエータユニット３は、２本のワイヤ６によって懸吊されている。すなわち、アクチュエータ５は、ヨーク７の上側において、アクチュエータ５の軸方向の２ヶ所で吊るされている。このように、アクチュエータ５を軸方向において２点で支持することによって、軸の向きがさらに安定し、確実にアクチュエータ５の伸縮（軸）方向、即ち、振動板２に対して垂直方向にのみ移動可能となり、複数のアクチュエータ５間の振動方向を一致させることができ、振動板２全体を均一に振動させて良好な音響特性を得ることがさらに可能である。また、スクリーン等の振動板２全体を一様に振動させるため、振動板２正面のどの位置で聴取を行っても、指向性が広く、音圧レベルが一定しており、他の方式のスピーカに比して、良い状態での聴取可能範囲が広いものである。
【００２７】
図１に戻って、４個のアクチュエータユニット３は、それぞれ同一形状（矩形）の枠体４がボルト及びナットや接着剤等により上下左右方向に相互に連結されて、２行２列の配列構造を形成している。尚、枠体４の形状は、矩形に限らず六角形や八角形であっても良い。このように同一形状であって多角形の枠体を用いることで、枠体の連結が容易となり、簡便に配列構造を形成することができる。
【００２８】
ここで、前述の如くアクチュエータユニット３の枠体４は、振動板２と接するものではなく、図１及び図３中のＬで示す如く離間しているものであって、その支持方法を図５に示す。図５は、図１の平面スピーカーについてアクチュエータユニットの支持方法を示す概略斜視図及び同図の部分拡大図であって、振動板２の背面側の外周部においては、振動板２に当接し振動板２を囲うように環状に構成された躯体１３が配されている。また、躯体１３の内部であって、連結状態の複数の枠体４の最外周の端部に対応する位置から、弾性保持体１４が躯体１３の内部を横断又は縦断するように配されており、複数個（図５においては４つ）連結されているアクチュエータユニット３の枠体４の外周部分が弾性保持体１４に当接することによって、枠体４が支持されるものである。また、図５中の部分拡大図におけるＭからも明らかなように、振動板２と弾性保持体１４とは、所定の距離離間し、アクチュエータユニット３の枠体４は弾性保持体１４及び躯体１３を介して、振動板２に固定されている。この構成を採ることによって、アクチュエータ５が励振盤１２を介してのみ振動板２と接するものであって、平面スピーカを構成する複数のアクチュエータ５が、枠体４にワイヤ６の存在により、他のアクチュエータ５に振動が伝達しにくくなり、アクチュエータ５間の相互干渉による低次の共振モードが抑制され、低周波数帯域での音響出力が向上し、スクリーン等の振動板２全体にわたって平坦な周波数特性が得られる。
【００２９】
また、本実施形態においては、２行２列に配列されているが、振動板の大きさや、所望の音響特性に応じて、アクチュエータユニット３の配置数を増加させても良い。図６及び図７は、図１の平面スピーカの変形例の概略斜視図である。図６に示す変形例においては、アクチュエータユニット３を９個（３行３列）備えた構成であり、図７は、アクチュエータユニット３を１６個（４行４列）備えた構成を示している。アクチュエータユニット３の配置数を増加させても、アクチュエータ５間の相互干渉が少ないために、広帯域で平坦な周波数特性を維持しつつ、配置数の増加に応じた音響出力が得ることが可能である。
【００３０】
以上のように構成された平面スピーカ１では、複数のアクチュエータ５のボイスコイルに信号線（図示せず）を介して音声信号が供給されると、ボビン８が軸方向に振動する。この振動がボビン８のフランジ部８ａを介して、励振板１２に伝達され、さらに振動板２に伝達されることで振動板２全体が一様に振動し、前方に発音される。ここで、個々のアクチュエータ５に供給される音声信号を適宜調整すれば、多チャンネルの平面スピーカとして駆動することもできる。例えば、図６に示す３行３列計９個のアクチュエータユニット３について、右列、中央列、左列とその列ごとに音声信号を適宜調整することにより３ＣＨスピーカーとすることも可能である。また、設置場所等の音響環境に応じて、反射音（ノイズ）消去の信号等の音響補正を加えれば、設置場所の選択幅を広げることができる。
【００３１】
以上説明したように、平面スピーカ１では、平面スピーカ１を構成するアクチュエータ５が、枠体４にワイヤ６を介して懸吊されているので、アクチュエータ５からワイヤ６に伝達される振動が減衰し、他のアクチュエータ５に振動が伝達されにくくなる。そのため、アクチュエータ５間において相互干渉による低次の共振モードが抑制され、低周波数帯域での音響出力が向上し、広帯域にわたって平坦な周波数特性が得られる。
【００３２】
また、複数のアクチュエータ５が、スクリーン等の振動板２全体を一様に振動させるため、振動板２正面のどの位置で聴取を行っても、指向性が広く、音圧レベルが一定しており、他の方式のスピーカに比して、良い状態での聴取可能範囲が広いものである。
【００３３】
本発明に係る平面スピーカについて、音響特性が向上することを確認するために実験を行った。以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
図１に示されるような振動板の裏面側に４個のスピーカユニットを配置した平面スピーカ（実施例）を準備して、音響特性を調べた。また、比較のために、従来の平面スピーカ、すなわち、振動板の背面側にアクチュエータを２行２列に配置し、さらにこれらアクチュエータをその後方から一枚の取り付け板で一括して固定した平面スピーカ（従来例）を準備して、音響特性を調べた。
【００３５】
図８は、実施例及び従来例の平面スピーカの音響特性を示す実験データである。図８において、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は音響出力の振幅（ｄＢＳＰＬ）であり、実線で示す曲線は、本実施例の平面スピーカの音響特性である。また、破線で示す曲線は、従来例の平面スピーカの音響特性である。
【００３６】
本実験は、１Ｗの信号をスピーカに入力し、スピーカ中央の１ｍ先で音圧［ｄＢ］を測定したものであって、ＳＰＬ（Ｓｏｕｎｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）方式の実験方法に沿ったものである。
【００３７】
これらの音響特性を比較すると、本実施例に係る平面スピーカの音響特性は、従来の平面スピーカに比べて低音域まで伸びており、より広帯域で平坦な周波数特性になっていることがわかる。
【００３８】
（実施例２）
振動板の裏面側に配置されるアクチュエータユニットの配置数が４、９、２５個の平面スピーカを準備して、アクチュエータユニットの配置数を変化させた場合の平面スピーカの音響特性を調べた。尚、参考として１個のアクチュエータユニットが配置された平面スピーカも準備し、同様に音響特性を調べた。尚、実験方法は、実施例１と同様である。
【００３９】
図９は、アクチュエータユニットの配置数を変化させた場合の音響特性を示す実験データである。図９において、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は音響出力の振幅（ｄＢＳＰＬ）である。ここで、実線で示す曲線は、１個のアクチュエータユニットで駆動した場合の平面スピーカの音響特性である。破線で示す曲線は、４個（２行２列）のアクチュエータユニットで駆動した場合の平面スピーカの音響特性である。一点鎖線で示す曲線は、９個（３行３列）のアクチュエータユニットで駆動した場合の平面スピーカの音響特性である。点線で示す曲線は、２５個（５行５列）のアクチュエータユニットで駆動した場合の平面スピーカの音響特性である。
【００４０】
これらの音響特性を比較すると、アクチュエータユニットの配置数に応じて広帯域において平坦な周波数特性を維持しつつ、音響出力が向上している。例えば、１０００Ｈｚにおける音響出力は、アクチュエータユニットが１個の場合には７０ｄＢを示し、４個の場合には７６ｄＢを示し、９個の場合には８０ｄＢを示し、２５個の場合には、８４ｄＢを示した。これは、ほぼ理論値通りの効率向上であり、アクチュエータ間の相互干渉が低減されたためと考えられる。
【００４１】
一方、従来の平面スピーカにおけるアクチュエータの固定構造で、上述と同様に１、４、９、２５個とアクチュエータの配置数を変化させても、４個までしか理論値通りの効率向上は得られなかった。これは、隣接するアクチュエータ間で相互干渉が起こることによるものと推察される。
【００４２】
尚、上記実施例１及び実施例２に係る実験は、１Ｗの信号をスピーカに入力し、スピーカ中央の１ｍ先で音圧［ｄＢ］を測定するＳＰＬ方式に沿ったものであるが、本発明によれば、複数のアクチュエータ５が、スクリーン等の振動板２全体を一様に振動させるため、振動板２正面の中央のみならず、正面のその他の位置で聴取を行っても、指向性が広く、音圧レベルが一定しており、良い状態での聴取可能範囲が広いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る平面スピーカの一実施形態を示す概略斜視図及び同図の部分拡大図である。
【図２】図１のアクチュエータユニットをバランスウェイト側から拡大して示す正面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】アクチュエータユニットの変形例を示す斜視図である。
【図５】図１の平面スピーカーについてアクチュエータユニットの枠体の支持方法を示す概略斜視図及び同図の部分拡大図である。
【図６】図１の平面スピーカの変形例の概略斜視図である。
【図７】図１の平面スピーカの他の変形例の概略斜視図である。
【図８】実施例及び従来例の平面スピーカの音響特性を示す実験データである。
【図９】アクチュエータユニットの配置数を変化させた場合の音響特性を示す実験データである。
【符号の説明】
【００４４】
１        平面スピーカ
２        振動板
３        アクチュエータユニット
４        枠体
４ａ      端部
４ｂ      側壁
５        アクチュエータ
６        ワイヤ
７        ヨーク
８        ボビン
８ａ      フランジ部
９        防塵カバー
１１      バランスウェイト
１２      励振板
１３      躯体
１４      弾性保持体
【図１】
2009164734.tif 000003
【図２】
2009164734.tif 000004
【図３】
2009164734.tif 000005
【図４】
2009164734.tif 000006
【図５】
2009164734.tif 000007
【図６】
2009164734.tif 000008
【図７】
2009164734.tif 000009
【図８】
2009164734.tif 000010
【図９】
2009164734.tif 000011