(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性を有するパネル状に形成された振動体と、
上記振動体の主面に取り付けられるとともに再生入力信号に基づいてこの振動体に部分的な曲げ動作を生じさせて再生出力の放音を行わせる少なくとも１個以上のドライバユニットと、
上記振動板を天井等に支持する支持機構と、
上記パネル状の振動体の外周部の複数箇所をそれぞれ弾性的に保持して上記振動体を被拘束状態とする複数のコイルバネとを有し、
上記複数のコイルバネは、これらコイルバネの伸縮方向と交差する方向に上記パネル状の振動体の主面が位置するようにして上記振動体を吊すようにしたことをことを特徴とするパネル型スピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ機器やビデオ装置等に用いて好適なパネル型スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ機器やビデオ装置等には、再生出力を放音するスピーカ装置が接続される。スピーカ装置は、低音域から高音域の広い周波数帯域で良好な周波数応答特性と指向性の再生出力を充分な音量で放音するために、再生周波数帯域に適合した複数種のスピーカ装置を組み合わせた複合型スピーカ装置によって構成されている。複合型スピーカ装置は、例えば再生周波数帯域を低音域と高音域とに分割した２ウェイ型或いは低音域と中音域及び高音域とに分割した３ウェイ型等とが一般ユーザ向けに提供されている。複合型スピーカ装置は、上述した仕様のスピーカ装置をエンクロジャ内に組み込んで構成される。
【０００３】
２ウェイ型スピーカ装置は、低音域に良好な特性を有する大口径のウーハースピーカと、高音域に良好な特性を有する小口径のツイタースピーカとによって構成される。スピーカ装置においては、低音域の再生特性をより向上させるためには、より大口径のウーハースピーカが用いられるために大型のエンクロジャやバッフル板を必要とし、大型化かつ大重量化する。
【０００４】
ところで、スピーカ装置においては、ボックス等を必要とせず薄型であり、自由な位置に設置することができるいわゆるパネル型スピーカ装置の実現について多くの試みが図られてきた。しかしながら、これらの多くの試みは、いずれも技術上の限界や音響性能の限界等によって理想的なパネル型スピーカ装置を実現するまでには至っていない。これらの試みは、その多くが一般的なコーン型ダイナミックスピーカやホーン型ダイナミックスピーカを基本としたものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スピーカ装置は、一般に再生入力信号が供給されるとドライバユニットによって振動板がピストンのように動作して出力再生が行われると考えられている。したがって、パネル型スピーカ装置においても、振動板を電磁駆動方式や静電駆動方式により上述した従来型のスピーカ装置の振動板と同様に動作する高精度の平面ダイヤフラムを製作する試みがなされていた。例えば静電駆動方式の振動板においては、所定のテンションを以って外周部が支持されており、ドライバユニットからの駆動力が与えられるとその駆動位置から波動が同心円状に連続して発生する。かかる振動板は、大きな単一位相の振動板として動作することによって、音の集中と制御が不可能な振動とを生じる大面積ピストン動作に起因する種々の問題を解決しなければならない。
【０００６】
一方、パネル型スピーカ装置として、曲げ波動理論に基づいてドライバユニットにより振動板を駆動するようにした新規なパネル構造を有するスピーカ装置が提案されている。この新規なパネル型スピーカ装置は、従来の一般的なスピーカ装置の薄膜振動板と比較して、機械的剛性が比較的大きな堅いパネル構造によって振動板が構成されている。振動板は、ドライバユニットから駆動力が与えられると、その表面全体に複雑な振動モードが生成される。振動モードは、平面パネル（振動板）の動作周波数の範囲に均一に分布された最も複雑で密集した波形の構造となる。新規なパネル型スピーカ装置は、有限サイズの振動板に関する曲げ波動の物理的特性と、波動の速度対周波数特性と、駆動点インピーダンス特性との解析により特徴付けられている。
【０００７】
新規なパネル型スピーカ装置は、想定される用途に応じてパラメータが最適化された曲げ剛性の振動板が用いられ、一致周波数の下方周波数帯域までの動作が可能とされる。新規なパネル型スピーカ装置は、一般に振動板から最大密度の曲げモードを確保するために、この振動板の中心点付近がドライバユニットによって駆動される。振動板は、有限要素解析によって均一なモード密度を与える特定の縦横比が数学的なモデリングツールによって実証されている。また、振動板は、フーリェ型の分析によって、最良のモードの均一性を実現する駆動力の供給位置が求められる。
【０００８】
そして、新規なパネル型スピーカ装置においては、フーリェ型分析の拡張によって高周波数帯域において多少の損失が生じるものの、より大きな面積の振動板を駆動することも可能とされる。振動板は、波動関数のゼロ周波数限界をとることにより、より一般的な静的梁の曲げ方程式に近似した曲げ剛性の式によって表現される。
【０００９】
新規なパネル型スピーカ装置は、振動板の曲げ動作を規定する要因、すなわち面密度、曲げ剛性、幾何学的寸法（外形寸法）、表面積、駆動点の位置、及びドライブユニットのパラメータ、コアのシェアモジュール、内部損失、或いは振動板の支持方法のパラメータが最適に設定されることによって製作される。一般的なスピーカ装置においては、ダイポールと称される後方の音が前方の音と逆相を呈することから、中周波数帯域から低周波数帯域の音響エネルギーの打ち消しを防ぐ大きなバッフル板やエンクロジャを必要とする。一方、新規なパネル型スピーカ装置においては、バイポーラと称される後方の音の輻射が前方の音と加算されることから、効率の改善が図られるとともにバッフル板やエンクロージャを不要としている。
【００１０】
新規なパネル型スピーカ装置は、単一素子のトランスデューサで駆動される１枚の振動板によってフルレンジの出力再生を可能とする。新規なパネル型スピーカ装置は、平面パネルの適切な材質の選択とトランスデューサに適合した構成とによって従来のスピーカ装置と同等のフラットな周波数特性を得ることが可能となる。
【００１１】
新規なパネル型スピーカ装置は、感度と電気的負荷とが従来のスピーカ装置と同等とされることにより既存のアンプとの互換性が図られるばかりでなく動電型ドライバユニットや圧電型ドライバユニットの適用が可能とされ、非常に広い音場の放射パターン並びに双指向性の放射パターンが得られる。新規なパネル型スピーカ装置は、機械的エネルギから音響的エネルギへの変換効率がほぼ１００％であるとともに周波数に独立した無指向性放射の特性、すなわち各周波数に関してサウンドパワーの大きな均一性を保有している。新規なパネル型スピーカ装置は、距離の条件によるサウンドパワーの減衰が小さいといった特徴を有するとともに、その新規な構成によりその他種々の特徴を有している。
【００１２】
本発明は、再生入力信号に基づいてドライバユニットにより振動板に曲げ動作を生じさせて出力再生を行う曲げ波動理論に基づく上述した特性を有する新規なパネル型スピーカ装置が適用され、設置スペースの効率化を達成したパネル型スピーカ装置を提供することを目的に提案されたものである。また、本発明は、設置スペースの効率化が図られるとともに低音域から高音域までの幅広い音域で再生出力が良好な周波数特性と指向性とを以って充分な音量で放音されるパネル型スピーカ装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係るパネル型スピーカ装置は、剛性を有するパネル状に形成された振動体と、上記振動体の主面に取り付けられるとともに再生入力信号に基づいてこの振動体に部分的な曲げ動作を生じさせて再生出力の放音を行わせる少なくとも１個以上のドライバユニットと、上記振動板を天井等に支持する支持機構と、上記パネル状の振動体の外周部の複数箇所をそれぞれ弾性的に保持して上記振動体を被拘束状態とする複数のコイルバネとを有し、上記複数のコイルバネは、これらコイルバネの伸縮方向と交差する方向に上記パネル状の振動体の主面が位置するようにして上記振動体を吊すようにしたものである。
【００１４】
以上のように構成された本発明にかかるパネル型スピーカ装置は、支持機構によって天井或いは壁面等の高所に配置されることから、限られたスペースの室内等を効率的に使用することが可能となる。パネル型スピーカ装置は、再生入力信号に基づいてドライバユニットにより振動体に部分的な曲げ動作を生じさせて再生出力の放音を行う。パネル型スピーカ装置は、振動板がその外周部を非拘束状態とされて自由振動を行うことから、低音域から高音域までの幅広い音域で良好な周波数特性と指向性とを以って再生出力を充分な音量で放音する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の第１の実施の形態として図１乃至図３に示したパネル型スピーカ装置１は、一方の主面を放音面２ａとしかつ他方主面を被駆動面２ｂとして矩形パネル状に形成された振動板２と、この振動板２の被駆動面２ｂの略中心部に位置して固定された１個のドライバユニット３及び支持機構４等によって構成されている。パネル型スピーカ装置１は、詳細を後述する支持機構４により、例えば室内の天井面５に吊り下げられて設置されたり或いは壁面等に設置される。したがって、パネル型スピーカ装置１は、限られた室内スペースの有効活用が図られるようにする。
【００１８】
振動板２は、充分な機械的強度と所定の寸法精度とを有する成形体が得られる例えばスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチックによって成形される。振動板２は、詳細を後述するが、図２に示すようにドライバユニット３を介して被駆動面２ｂの中心部を支持機構４に支持されるとともに、被駆動面２ｂがドライバユニット３によって駆動される。振動板２は、詳細を後述するように外周部２ｃも支持機構４によって支えられるが、この外周部２ｃにおける自由振動が拘束されない状態とされる。したがって、振動板２は、被駆動面２ｂの略中央部をドライバユニット３によって支持された構成であり、従来のスピーカ装置の振動板とは異にして外周部２ｃが固定支持されない非拘束状態とされた堅いパネル状部材として構成されている。
【００１９】
なお、振動板２については、上述した正方形状に限定されるものではなく、例えば縦横寸法を異にする矩形や多角形或いは円形や楕円形であってもよいが、その外周部が非拘束状態に保持される構成が採用される。また、振動板２は、被駆動面２ｂの略中央部をドライバユニット３によって駆動されるばかりでなく、適宜の位置を駆動されるように構成してもよい。さらに、振動板２は、例えば外周部２ｃに沿って振動を吸収するテープ状の鉛等からなる質量部材を貼着するようにしてもよい。
【００２０】
ドライバユニット３には、従来のダイナミック型スピーカに備えられるダイナミックドライバユニットが用いられている。ドライバユニット３は、ボイスコイル６と、再生入力信号に基づいてこのボイスコイル６を駆動する磁気回路部７とから構成されている。ボイスコイル６は、例えば図３に示すように、ボビン８と、このボビン８の外周部に捲き線を施して構成したコイル部９とからなる。磁気回路部７は、センタポール１０と、このセンタポール１０を中心孔に貫通させて組み合わされたリング状のマグネット１１と、センタポール１０を中心孔に臨ませてマグネット１１に積層状態で組み合わされたリング状のプレート１２と、このプレート１２の外周部に嵌合された補助リング１３及びダンパ１４等の部材によって構成される。
【００２１】
ドライバユニット３は、ボイスコイル６が図３に示すようにアダプタリング１５を介してそのボビン８の先端部を振動板２の被駆動面２ｂに接合固定されるとともに、センタポール１０がそのフランジ部１０ａを止めねじ１６を介して支持ブラケット４に固定されている。ドライバユニット３は、ボイスコイル６がそのコイル部９をセンタポール１０とプレート１２とによって構成される磁気空間部に位置されるようにしてダンパ１４によって支持されている。ダンパ１４は、ボイスコイル６のボビン８と補助リング１３との間を連結している。
【００２２】
なお、ドライバユニット３は、上述したようにボビン８の先端部をアダプタリング１５を介して振動板２の被駆動面２ｂに固定するようにしたが、かかる構成に限定されるものでは無い。ドライバユニット３は、例えばボビン８の先端部を直接振動板２の被駆動面２ｂに接合固定するように構成してもよい。また、ドライバユニット３は、振動板２に例えばインサート成形された材質を異にする取付片を介して取り付けられるように構成してもよい。さらに、ドライバユニット３は、振動板２の放音面２ａに取り付けられるようにしてもよい。
【００２３】
支持機構４は、図１及び図２に示すように、天井面５にねじ止め等によって固定される枠状のフレーム１７と、ドライバユニット３のセンタポール１０が止めねじ１６によって固定される取付プレート１８と、フレーム１７の取付プレート１９と取付プレート１８との間に設けられた角度調整機構２０と、振動板２の外周部２ｃの四隅を支えるコイルバネ２１等の部材によって構成されている。角度調整機構２０は、詳細を省略するが例えば取付プレート１８に一体に設けられたブラケット片１８ａを取付プレート１９に一体に設けられたブラケット片１９ａに対して支軸によって回動自在に支持するとともに締付摘み２０ａによって締め付けて固定するようにする。
【００２４】
支持機構４は、小型で軽量の振動板２とドライバユニット３との重量を支えるに足る機構であればよい。したがって、支持機構４は、取付プレート１８、１９間でこれら振動板２とドライバユニット３との主たる支持部を構成し、従たる支持部を構成するコイルバネ２１が外周部２ｃの自由振動に殆ど影響を及ぼさないようにして振動板２を支えている。支持機構４には、例えば振動板２を保護したり外観意匠の向上を図るために保護部材や化粧枠等が設けられてもよい。しかしながら、かかる保護部材や化粧枠も、振動板２の外周部２ｃに対してその自由振動を規制しない構造が採用される。
【００２５】
以上のように構成されたパネル型スピーカ装置１は、図示しない再生入力信号回路部から再生入力信号がドライバユニット３に供給されると、振動板２が駆動されてその放音面２ａから再生出力の放音が行われる。ドライバユニット３は、磁気回路部７の磁気空間部中に位置されたボイスコイル６に再生入力信号が供給されると、このボイスコイル６が振動板２に対して直交する方向に振動する。パネル型スピーカ装置１は、ドライバユニット３のアダプタリング１５と被駆動面２ｂとの接合部位ｄｄを駆動点として、振動板２に部分的な曲げ動作が生じて放音面２ａから再生出力の放音が行われる。
【００２６】
図４は、上述したパネル型スピーカ装置１について、ドライバユニット３により駆動される振動板２の動作状態を示した図である。同図（Ａ）は、入力周波数が６２Ｈｚの再生入力信号を供給した場合の振動板２の動作状態を示した図である。また、同図（Ｂ）は、入力周波数が１５０Ｈｚの再生入力信号を供給した場合の振動板２の動作状態を示した図である。さらに、同図（Ｃ）は、入力周波数が５０１Ｈｚの再生入力信号を供給した場合の振動板２の動作状態を示した図である。振動板２は、これらの図から明らかなように、ドライバユニット３から再生入力信号が印加されることにより曲げ動作が生じて複雑な振動モードが生成される。また、振動板２は、再生入力信号の入力周波数が高くなるにしたがってより大きなピークを有する曲げ動作が生じる。
【００２７】
図５は、約Ｂ列５番サイズ（縦２５．７ｃｍ、横１８．２ｃｍ）の振動板２を備えるパネル型スピーカ装置１に１Ｗの再生入力信号を供給した場合の周波数応答特性を測定した図である。同図において、横軸は入力周波数（Ｈｚ）、縦軸は音圧（１０ｄＢ）であり、振動板２に対して１ｍの位置における正面位置の音圧を線ａによって示し、３０°位置の音圧を線ｂによって示し、さらに６０°位置の音圧を線ｃによってそれぞれ示している。
【００２８】
パネル型スピーカ装置１は、振動板２の外周部２ｃを非拘束状態に保持した構成が採用されることによってこの外周部２ｃが大きな振幅で自由振動するようになり、低音域の共振周波数が下がるようになる。パネル型スピーカ装置１は、同図から明らかなように、低周波数帯域Ａにおいてピークディップの発生が生じるもののほぼ３０Ｈｚから応答特性が得られている。パネル型スピーカ装置１は、低周波数成分の再生出力を共鳴箱や音響管を不要として良好な音質と充分な音量で放音する。また、パネル型スピーカ装置１は、高周波数成分では６０°位置においても充分な応答特性が得られ、従来のスピーカ装置が高周波数成分の指向性を狭くするのに対して広い指向特性を有している。
【００２９】
パネル型スピーカ装置１は、小型かつ薄型にもかかわらず低周波数帯域から高周波数帯域までの幅広い入力周波数について、高感度でより音量感のある再生出力を良好な音質で放音する。パネル型スピーカ装置１は、全体形状に対して大きな振動面積を有する振動板２を備えることから、同一仕様のドライバユニット３を有する従来のスピーカ装置と比較して、より大きな音量での低音域出力を可能とする。また、パネル型スピーカ装置１は、従来のスピーカ装置のように振動板２の外周部２ｃを支持するための矢紙やフレーム等の支持部材を不要とすることから、部品点数も少なく組立工程が合理化されてコストの低減も図られる。
【００３０】
上述したパネル型スピーカ装置１は、図６に示すように、室内の天井面５に吊り下げられて設置されるとともに、オーディオ装置やビデオ装置等の再生装置２５等と接続されてスピーカ装置システムを構成する。パネル型スピーカ装置１には、音源２６から再生入力信号が供給される。パネル型スピーカ装置１は、天井面５に設置されているが、上述したように中高音域の指向特性が広いことから視聴者Ｍに対して充分な音量と良好な音質によって再生出力Ｓを放音する。なお、パネル型スピーカ装置１においては、低音域成分を強調した再生出力Ｓを放音するために、例えばグラフィックイコライザ等を用いて再生出力の処理を行うようにしてもよい。
【００３１】
なお、パネル型スピーカ装置１を天井面５に支持する支持機構４については、上述した構造に限定されるものでは無いことは勿論であり、例えば照明器具等を天井面に取り付ける種々の機構を用いることが可能である。さらに、角度調整機構２０については、例えば球面継手機構等を用いることによって、振動板２の放音面２ａの角度がさらに大きな範囲で調整自在となる。
【００３２】
ところで、上述したパネル型スピーカ装置１は、振動板２を１個のドライバユニット３によって駆動するように構成したが、例えば振動板２が大型である等の場合には複数個のドライバユニット３によって駆動するように構成してもよいことは勿論である。上述した１個のドライバユニット３を有するパネル型スピーカ装置１においては、振動板２の振動モードが、この振動板２の形状及び材質特性によって発生する振動モードの周波数、次数が決定されるとともにドライバユニット３の設置位置によって振動モードの発現の大きさが決定される。
【００３３】
パネル型スピーカ装置１は、ある入力周波数ｆにおいて節となる位置にドライバユニット３を設置した場合に振動が伝達されないことから周波数応答特性の測定においてディップが発生する。また、パネル型スピーカ装置１は、振動板２の加振動部以外の部位においてこの振動板２の材料特性に反映した曲げ動作が生じることから、再生出力が材料の固有モードに従うことになる。パネル型スピーカ装置１は、これによりピーク・ディップを含めて振動板２の材料特有の出力音を放音するようになる。
【００３４】
パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３を備えることによって、これらドライバユニット３により振動板２にそれぞれ独立の曲げ動作が生じることになる。したがって、パネル型スピーカ装置１は、各ドライバユニット３について意図的に節位置を振動板２に対する加振動位置としない限り、各ドライバユニット３が各周波数帯で節位置を駆動することは無い。パネル型スピーカ装置１は、各ドライバユニット３が各周波数帯において相互に節位置での振動板２の駆動を補完することによって、その周波数応答特性に鋭いピークやディップの発生が抑制されるようになる。
【００３５】
また、パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３により複数箇所を駆動されることから、振動板２の大きさとその材料特性に応じた固有の再生出力が薄められていわゆるくせの無い音質の再生出力が放音されるようになる。さらに、パネル型スピーカ装置１は、振動板２を複数個のドライバユニット３によって駆動することで、機械的強度の向上とともに再生出力の音質向上が図られる。すなわち、パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３の接合部位に振動板２の質量による荷重が配分されることにより、接合部位における機械的負荷が軽減される。パネル型スピーカ装置１は、振動板２とドライバユニット３との接合部位にかかる荷重が軽減されることから、この振動板２の振動形態が線形運動から外れて再生挙動や音質に影響が生じることが無い。
【００３６】
パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３を備えることによって、振動板２の材質によって決定される発生しやすい振動モードが意図的に変更されてこの振動板２内に発生する過度に大きな振動モードを抑制して必要な振動モードの生成が可能とされる。すなわち、パネル型スピーカ装置１は、低周波数帯域或いは中周波数帯域の再生入力信号に対して横方向が節として分割されるような振動モードの発生が抑制されるようになる。パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３を適宜に配置することによって、特定方向に関する特定周波数の振動モードが抑制されて音質の安定化とその向上が図られる。また、パネル型スピーカ装置１は、複数個のドライバユニット３を適宜に配置することによって、特定方向に関する特定周波数の振動モードを助長するように構成することも可能とされる。
【００３７】
複数個のドライバユニット３を備えるパネル型スピーカ装置１は、各ドライバユニット３に対してそれぞれ独立に再生入力信号の供給或いは位相の切換等を行って振動板２を駆動するようにする。したがって、入力部には、図示しないが音源から供給される再生入力信号を増幅するアンプと、このアンプと各ドライバユニット３との間に互いに独立してそれぞれ接続された切換スイッチとボリューム等からなる直列回路が備えられる。各切換スイッチは、例えば各ドライバユニット３に対するそれぞれ再生入力信号の入力のオン／オフの切換操作とともに、入力オン状態で再生入力信号の位相の切換操作とを行う。各ボリュームは、各ドライバユニット３に対してそれぞれ入力される再生入力信号のレベル調整を行ってこれら各ドライバユニット３の感度を個々に調整するようにする。
【００３８】
パネル型スピーカ装置１は、以上のように構成されることにより、入力部から必要とされる位相成分を有する再生入力信号が各ドライバユニット３にそれぞれ供給される。パネル型スピーカ装置１は、これによって各ドライバユニット３がそれぞれ独立に動作されて振動板２を駆動して再生出力を放音する。パネル型スピーカ装置１は、特別な回路素子や切換装置等を不要とするとともに視聴者Ｍによる極めて簡単な操作によって、音場や音質等を適宜変えた再生出力を得ることを可能とする。
【００３９】
複数個のドライバユニット３を備えるパネル型スピーカ装置１は、低周波数帯域で同相成分の再生入力信号が各ドライバユニット３に供給されることにより、振動板２により大きな曲げ動作が生じるようになる。パネル型スピーカ装置１においては、低周波数帯域でピークが生成されて応答特性の向上、すなわち感度の向上が図られるようになる。また、パネル型スピーカ装置１は、中周波数帯域及び高周波数帯域で逆相成分の再生入力信号を各ドライバユニット３に供給することによって、互いに相殺される周波数帯域が生じて全体の感度が低下することから、全体的に感度が平坦化が図られた再生出力が出力されるようになる。
【００４０】
複数個のドライバユニット３を備えるパネル型スピーカ装置１は、ディップ部分や過度のピークの発生を抑制して周波数応答特性の平坦化を図るために、音源から供給される再生入力信号に対して適当な信号処理を施す複数個のフィルタを備えてもよい。パネル型スピーカ装置１においては、音源から供給される再生入力信号が、例えばインパルス応答の逆フィルタ作用を奏する各フィルタによってディップ部分や過度のピークを発生させる特定の周波数帯域を分離する等の信号処理を施されて各ドライバユニット３に供給される。パネル型スピーカ装置１は、これによって再生周波数特性の平坦化が図られた再生出力が放音されるようになる。なお、パネル型スピーカ装置１は、各フィルタを適宜選択することによって、特定の周波数帯域のみを強調させた再生出力を放音することも可能となる。フィルタには、適宜のデジタルフィルタ或いはアナログフィルタが用いられ、再生入力信号に対して特定の周波数帯域の分離処理ばかりでなく振幅や位相等の適宜の信号処理を行うものが用いられる。
【００４１】
パネル型スピーカ装置１においては、複数個のドライバユニット３を振動板２に幾何学的に対称位置に配置するとともに互いに逆相の再生入力信号を供給して駆動することにより、ある特定の周波数帯域において振動板２の材質にかかわらず各ドライバユニット３の等間隔位置で振動の節を強制的に生成することが可能となる。したがって、パネル型スピーカ装置１は、かかる現象を巧みに利用することにより各周波数帯域の感度調整、再生周波数特性の改善或いは音場や音質の調整等が可能となる。
【００４２】
パネル型スピーカ装置１は、上述したように従来のダイナミック型スピーカ装置に備えられるダイナミックドライバユニット３が備えられているが、本発明はかかるドライバユニット３に限定されるものではないことは勿論である。ドライバユニット３は、再生入力信号が供給されることによって振動板に曲げ動作を生じさせるものであればよく、例えば圧電素子からなる圧電型ドライバユニットを用いてもよい。
【００４３】
パネル型スピーカ装置１は、上述したように室内の床面や再生装置２５等が載置される載置台を占有することがないので、スペース効率の向上が図られる。ところで、パネル型スピーカ装置１を備えたスピーカ装置システムは、パネル型スピーカ装置１が天井面５に配設されることから、いわゆるマニアレベルの視聴者にとっては音像定位感や高音域成分の不足感を与えることもある。
【００４４】
図７に本発明の第２の実施の形態として示したスピーカ装置システム３０は、パネル型スピーカ装置１と高音域専用用スピーカ装置（ツイータスピーカ）２７とを組み合わせて構成することによって上述した問題点の改善が図られている。すなわち、スピーカ装置システム３０においては、低音域用のスピーカ装置を構成するパネル型スピーカ装置１を天井面５に配設するとともに、再生装置２５にツイータスピーカ２７が組み込まれて構成されてなる。
【００４５】
スピーカ装置システム３０においては、パネル型スピーカ装置１及びツイータスピーカ２７に対して、入力部３１から再生入力信号がそれぞれ独立に供給される。入力部３１は、音源３２と、この音源３２から供給される再生入力信号を増幅してパネル型スピーカ装置１及びツイータスピーカ２７に対してそれぞれ供給するパワーアンプ３３を備えている。入力部３１は、コンデンサ３４を介することにより低音域成分をカットして例えば５ｋＨｚ以上の高音域成分のみツイータスピーカ２７に対して供給する。なお、入力部３１は、パワーアンプ３３の出力側にフィルタを設けることによって５ｋＨｚ以上の高音域成分をカットしたフィルタ処理を施した再生入力信号をパネル型スピーカ装置１に供給するように構成してもよい。
【００４６】
スピーカ装置システム３０は、上述したようにやや大型となる低音域用のパネル型スピーカ装置１が天井面５に配設されるとともに、小型のツイータスピーカ２７が室内の床面や載置台等に設置された再生装置２５に組み込まれている。したがって、スピーカ装置システム３０は、パネル型スピーカ装置１が室内の床面や再生装置２５等が載置される載置台を占有することがないので、スペース効率の向上が図られる。スピーカ装置システム３０においては、図７に示すように再生入力信号中の低音域成分の再生出力ＳＬがパネル型スピーカ装置１から放音されるとともに再生入力信号中の高音域成分の再生出力ＳＨが視聴者Ｍの正面に配設されたツイータスピーカ２７から放音される。したがって、スピーカ装置システム３０においては、視聴者Ｍの正面位置に音像定位感が生成されるようになり違和感の無い音響システムが構築される。また、スピーカ装置システム３０は、パネル型スピーカ装置１を単独で用いた場合における高音域成分の不足感がツイータスピーカ２７からの放音によって補完されることによって、低周波数帯域から高周波数帯域までの幅広い入力周波数について高感度でより音量感のある再生出力Ｓを良好な音質で放音することを可能とする。
【００４７】
スピーカ装置システム３０においては、パネル型スピーカ装置１が比較的広い指向特性を有しているが、視聴者Ｍの位置によっては振動板２の放音面２ａから放音される低音域の再生出力ＳＬに不足感を感じさせることがある。スピーカ装置システム３０は、上述したようにパネル型スピーカ装置１がその振動板２を角度調整機構２０によって支持機構４のフレーム１７に対して角度調整を自在に支持されている。スピーカ装置システム３０においては、振動板２がその放音面２ａを必要に応じて図８に示すように角度調整機構２０を介して視聴者Ｍに向けて角度調整される。したがって、スピーカ装置システム３０は、パネル型スピーカ装置１から低音域の再生出力ＳＬが視聴者Ｍに向けて効率的に放音されるようになるために、低音域の再生出力ＳＬの不足感が解消されるようになる。
【００４８】
図９に本発明の第３の実施の形態として示したスピーカ装置システム４０は、上述したスピーカ装置システム３０と同様にパネル型スピーカ装置１とツイータスピーカ２７とを組み合わせて構成するが、低音域の再生出力ＳＬの不足感を解消するためにパネル型スピーカ装置１が視聴者Ｍの頭上に配設されてなる。スピーカ装置システム４０は、かかる構成によってパネル型スピーカ装置１から視聴者Ｍに向かって放音される低音域の再生出力ＳＬの音量が増加するようになる。スピーカ装置システム４０は、これによりパネル型スピーカ装置１から放音される低音域の再生出力ＳＬの不足感が解消され、ツイータスピーカ２７から放音される高音域の再生出力ＳＨとによって低周波数帯域から高周波数帯域までの幅広い入力周波数について高感度でより音量感のある自然な再生出力Ｓを良好な音質で放音することを可能とする。
【００４９】
ところで、スピーカ装置システム４０においては、視聴者Ｍに対して頭上に配設されたパネル型スピーカ装置１と正面に配設されたツイータスピーカ２７との距離差によって再生入力信号の供給時間に差が出て、それぞれ放音される再生出力ＳＬ、ＳＨに音ずれ現象が生じることがある。スピーカ装置システム４０は、この音ずれ現象を入力部４１において再生入力信号にディレイ処理を施すことにより回避するようにしている。
【００５０】
すなわち、スピーカ装置システム４０は、入力部４１が、ツイータスピーカ２７に対しては音源４２からの再生入力信号をそのままアンプ４５に入力して低音域成分をカットするコンデンサ４６を介してこのツイータスピーカ２７に供給するように構成される。また、スピーカ装置システム４０は、入力部４１が、パネル型スピーカ装置１に対しては音源４２からの再生入力信号を遅延回路４３において遅れ成分を付与するとともに、ローパスフィルタ４４によって高音域成分をカットしてアンプ４５に入力してこのパネル型スピーカ装置１に供給するように構成される。ローパスフィルタ４４は、再生入力信号について例えば５ｋＨｚ以上の高音域成分をカットするフィルタ処理を施す。
【００５１】
スピーカ装置システム４０は、以上のように構成されることによって距離差を以って配設されたパネル型スピーカ装置１とツイータスピーカ２７との再生入力信号の供給時間の差が補正されることから、これらパネル型スピーカ装置１及びツイータスピーカ２７から音ずれ現象の無い再生出力ＳＬ、ＳＨを放音する。なお、スピーカ装置システム４０は、パネル型スピーカ装置１とツイータスピーカ２７との設置状況によっては、ツイータスピーカ２７側に遅れ成分を付与した再生入力信号を供給するように構成してもよいことは勿論である。また、パネル型スピーカ装置１及びツイータスピーカ２７は、もともと低音域成分及び高音域成分の出力特性に優れていることから、ローパスフィルタ４４によるフィルタ処理を不要としてもよい。
【００５２】
図１０に本発明の第４の実施の形態として示したスピーカ装置システム５０は、上述したスピーカ装置システム３０、４０と同様にパネル型スピーカ装置１とツイータスピーカ２７とを組み合わせた基本構成に基づいて、サラウンド再生システムを構築したスピーカ装置システムである。すなわち、スピーカ装置システム５０は、再生出力ＳＨを放音するツイータスピーカ２７と、メイン再生入力信号の再生出力ＳＬを放音する第１のパネル型スピーカ装置１Ａとともに、サラウンド再生入力信号の再生出力ＳＲを放音する第２のパネル型スピーカ装置１Ｂとを備えて構成される。第１のパネル型スピーカ装置１Ａは、例えば視聴者Ｍの前方側天井面５に配設される。また、第２のパネル型スピーカ装置１Ｂは、例えば視聴者Ｍの頭上の天井面５に配設される。
【００５３】
スピーカ装置システム５０は、入力部５１から、第１のパネル型スピーカ装置１Ａ及びツイータスピーカ２７に対してメイン再生入力信号が供給されるとともに第２のパネル型スピーカ装置１Ｂに対してサラウンド再生入力信号が供給される。音源５２から供給される再生入力信号には、コントロールアンプ５３においてメイン再生入力信号とサラウンド再生入力信号とに分離する信号処理が施される。メイン再生入力信号は、メインアンプ５４を介して第１のパネル型スピーカ装置１Ａに供給されるとともにコンデンサ５５を介してツイータスピーカ２７に供給される。サラウンド再生入力信号は、サラウンドアンプ５６を介して第２のパネル型スピーカ装置１Ｂに供給される。
【００５４】
スピーカ装置システム５０は、以上のように構成されることによって、メイン再生入力信号の低音域成分の再生出力ＳＬを第１のパネル型スピーカ装置１Ａから放音するとともに高音域成分の再生出力ＳＨをツイータスピーカ２７から放音する。また、スピーカ装置システム５０は、サラウンド再生入力信号の再生出力ＳＲを第２のパネル型スピーカ装置１Ｂから放音する。したがって、スピーカ装置システム５０は、視聴者に対して臨場感あふれる再生出力Ｓを放音する。
【００５５】
スピーカ装置システム５０は、第１のパネル型スピーカ装置１Ａ、第２のパネル型スピーカ装置１Ｂ及びツイータスピーカ２７とを備えて構成されるが、上述したように第１のパネル型スピーカ装置１Ａと第２のパネル型スピーカ装置１Ｂとが天井面５に配設されることによって限られたスペースの室内に最適な状態で設置が可能である。なお、スピーカ装置システム５０は、さらに複数個のパネル型スピーカ装置１を設けてもよく、また第１のパネル型スピーカ装置１Ａと第２のパネル型スピーカ装置１Ｂの設置位置も適宜選択される。また、スピーカ装置システム５０は、サラウンド再生入力信号に対して上述したディレイ処理を施して第２のパネル型スピーカ装置１Ｂに供給するように構成してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるパネル型スピーカ装置によれば、剛性を有するパネル状に形成されかつ外周部を非拘束状態に支持した振動体をその主面に取り付けた少なくとも１個以上のドライバユニットによって部分的な曲げ動作を生じさせて再生出力の放音を行うとともに支持機構により天井面等の高所に配置するように構成したことから、限られたスペースの室内等を効率的に使用することが可能となり、振動板の外周部が自由振動することで低音域から高音域までの幅広い音域で良好な周波数特性と指向性とを以って再生出力が充分な音量で放音されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示すパネル型スピーカ装置を天井面に取り付けた設置状態の説明図である。
【図２】同パネル型スピーカ装置の設置状態を説明する要部断面図である。
【図３】同パネル型スピーカ装置に備えられるドライバユニットの詳細を説明する要部縦断面図である。
【図４】同パネル型スピーカ装置における振動板の振動モードの状態を説明する図である。
【図５】同パネル型スピーカ装置における周波数応答特性図である。
【図６】同パネル型スピーカ装置の使用状態説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態として示すパネル型スピーカ装置を備えたスピーカ装置システムの構成図である。
【図８】同スピーカ装置システムにおいてパネル型スピーカ装置の振動板の角度調整を行った状態の構成図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態として示すパネル型スピーカ装置を備えたスピーカ装置システムの構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態として示すパネル型スピーカ装置を備えたスピーカ装置システムの構成図である。
【符号の説明】
１  パネル型スピーカ装置、２  振動板（振動体）、２ａ  放音面、２ｂ  被駆動面、２ｃ  外周部、３  ドライバユニット、４  支持機構、５  天井面、６ボイスコイル、７  磁気回路、８  ボビン、９  コイル部、１０  センタポール、１１  マグネット、１２  プレート、１３  補助リング、１４  ダンパ、１５  アダプタリング、１７  フレーム、１８，１９  取付プレート、２０  角度調整機構、２５  再生装置、２７  ツイータスピーカ（高音域用スピーカ装置）、３０，４０，５０  スピーカ装置システム、３１，４１，５１  入力部（再生入力信号供給部）
【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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