JP2004336403A - パネル型スピーカ付き表示端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みの増加や防塵・防湿機能の喪失などの問題を生じることなく、励振効率の低下を防止できるパネル型スピーカ付き表示端末装置を提供する。
【解決手段】この表示端末装置は、ケース（１） 、このケースに保持された表示パネル（２） 、この表示パネルの上方にこの表示パネルとの間にほぼ密封された空間を形成しながら保持された透光性の保護パネル（３） 、この保護パネルの周辺部をケースに結合させる弾性結合部材（４） 、保護パネルとケースとの間に設置されこの保護パネルに撓み振動を励振する励振素子（６） とを備えている。そして、表示パネル（２） は、ケースに弾性結合部材（５） を介して結合されることにより、保護パネルの撓み振動にともなう前後への振動が許容される。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パネル型スピーカ付き表示端末装置に関するものであり、低域の音に対して励振効率の改良を実現したパネル型スピーカ付き表示端末装置に関するものである。
【０００２】
本出願人は、平板状の振動板に撓み振動を励振することにより高音質化や、小型化を実現するパネル型スピーカについて特許出願をおこなっている（特許文献１乃至３）。このパネル型スピーカは、可動コイル型スピーカの磁気回路などの固定部分を弾性結合部材を介在させながらケースに固定し、可動部分のボビンの先端部を同じく周辺部分を弾性結合部材を介在させながらケースに固定された平板に固定することにより、ボビンを前後方向に振動させて平板に撓み振動に励振するように構成されている。このパネル型スピーカは、分布振動モード型スピーカとも称される。
【０００３】
本出願人は、また、上記パネル型スピーカの平板状の振動板を液晶パネルなどの表示パネルの前方に設置される透光性の保護パネルと兼用することにより、小型化を実現したパネル型スピーカ付き表示端末装置について、特許出願をおこなっている（特許文献４、５）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２４３４９１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３１９６６号公報
【特許文献３】
特開平１１−３３１９６９号公報
【特許文献４】
特開２００１−１８９９７８号公報
【特許文献５】
特開２００３−１８６８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術のパネル型スピーカ付き表示端末装置では、液晶パネルとその保護パネルを兼ねた振動板との間に密閉状態に近い空気の層が形成されてしまう。この空気の層は、振動板の振動を抑制するスチフネスとして機能するため、音、特に、低域の音の励振効率が低下するという問題がある。この励振効率を低下させる密閉層の形成は、表示端末装置が携帯電話機などのように小型になるにつれて顕著になるという傾向がある。
【０００６】
例えば、パネル型スピーカ付き携帯電話機の液晶表示部は、図６の断面図に示すように、ケース１、液晶パネル２、振動板を兼ねた透光性の保護パネル３を備えている。ケース１に強固に保持された液晶パネル２と、その上方において弾性結合部材４を介在させながらケース１に保持される透光性の保護パネル３との間に、密閉状態に近い空気の層が形成される。パネル型スピーカの振動板を兼ねた保護パネル３に図示しないエキサイタ（励振素子）によって撓み振動が励振される。この撓み振動によって保護パネル３が上下動する際に、圧縮や膨張を受ける空気の層がこの上下動を阻止するように作用し、励振効率を低下させる。この励振効率の低下は、保護パネル３に励振される振動周波数の低域で顕著になる。
【０００７】
励振効率の低下を防ぐには、液晶パネル２と保護パネル３との間隔を増大させることによってほぼ密閉された空気の層を厚くするという対策が考えられる。しかしながら、これにともない端末装置全体の厚みが増加し、携帯に不便になるという問題が生じる。空気の密閉状態を解消するために、保護パネルに小孔を形成するという対策も考えられる。しかしながら、この対策は、保護パネルによる防塵や防湿の機能が損なわれてしまうという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、これらの厚みの増加や機能の喪失などの問題を生じることなく、励振効率の低下を防ぐことのできるパネル型スピーカ付き表示端末装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決する本発明のパネル型スピーカ付き表示端末装置は、ケース、このケースに保持された表示パネル、この表示パネルの上方にかつこの表示パネルとの間にほぼ密封された空間を形成しながら保持された透光性の保護パネル、この保護パネルの周辺部を前記ケースに結合させる弾性結合部材、前記保護パネルと前記ケースとの間に設置されこの保護パネルに撓み振動を励振する励振素子とを備えている。そして、この表示パネルは、ケースに直接またはこのケースに取付けられた適宜な部材に弾性結合部材を介して結合され、保護パネルの撓み振動にともない前後動が行われるように構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態によれば、表示パネルの前後への振動の共振周波数は、保護パネルの前後への振動の共振周波数の半分程度の値に設定されている。
【００１１】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、表示端末装置が小型の携帯用表示端末装置であり、さらに、この携帯用表示端末装置が携帯電話機であるように構成されている。
【００１２】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例のパネル型スピーカ付き携帯電話機の表示部分の構成を示す平面図である。この携帯電話機の表示部分は、ケース１、液晶パネル２、透光性の保護パネル３およびエキサイタ（励振素子）６を備えている。なお、図示は省略するが、この携帯電話機のダイヤルが配列された操作部分は、図示の表示部分と折り畳まれるように構成されている。
【００１３】
図２は、図１中のＡ−Ａ’断面図である。液晶パネル２がスポンジなどの柔らかめの弾性結合部材５を介在させながらケース１に保持されている。この液晶パネル２の上方には、透光性の保護パネル３がスポンジなどの柔らかめの弾性結合部材４を介在させながらケース１に保持される。液晶パネル２と、パネル型スピーカの振動板を兼ねる透光性の保護パネル３との間に、密閉状態に近い薄い空気の層が形成される。
【００１４】
図３は、図１中のＢ−Ｂ’断面図である。ケース１にスポンジなどの柔らかめの弾性結合部材７を介在させながらエキサイタ６が保持されている。このエキサイタ６において、碗形状のヨーク６ａの内部に、円盤形状の永久磁石６ｂと円盤形状のプレート６ｃとが積層されることにより、ヨーク６ａの内周面とプレート６ｃの外周面との間に磁気ギャップが形成される。この磁気ギャップの内部にボイスコイルが巻回されたボビン６ｄが配置され、このボビンの先端部分は、サブパネル６ｅを介在させながら振動板を兼ねる保護パネル３に接着固定されている。ヨーク６ａとボビン６ｄの間にダンパー６ｆが取付けられている。ボイスコイルに電気信号が供給されると、ボビン６ｄが上下動し、保護パネル３に撓み振動が励振される。
【００１５】
再び図２を参照すると、保護パネル３に励振された撓み振動によって保護パネル３が上下動すると、この上下動によって液晶パネル２との間に形成された薄い空気の層が圧縮・膨張せしめられる。保護パネル３の下降によってこのほぼ密閉された空気の層が圧縮されると、この圧縮力によって液晶パネル２がスポンジなどの弾性結合部材５を圧縮しながら下方に押し下げられる。逆に、液晶パネル３の上昇によって空気の層が膨張せしめられると、この膨張力によって液晶パネル２が弾性結合部材５を伸長させながら上方に押し上げられる。この液晶パネル２の振幅数十ミクロン程度の上下動によって保護パネル３との間のほぼ密閉状態にある空気の層の圧縮と膨張が緩和され、これに伴い撓み振動の励振効率の低下が緩和される。
【００１６】
保護パネル３の質量をＭｍｄ、保護パネル３と弾性結合部材４の合成コンプライアンスをＣｍｓ、保護パネル３と液晶パネル２との間の空気の層のコンプライアンスをＣｍｂ、液晶パネル２の質量をＭｍｌ、この液晶パネル２を保持する弾性結合部材５とその背後に形成される空気の層の合成コンプライアンスをＣｍｌ、保護パネル３の前後への振動の最低共振周波数をＦｓ 、液晶パネル２の前後への振動の最低共振周波数をＦｒとおく。
【００１７】
上記各最低共振周波数は、
Ｆｓ ＝ 〔１／（ ２ π）〕〔 （ １ ／Ｃｍｓ＋ １ ／Ｃｍｂ ）／ Ｍｍｄ 〕^１／２
Ｆｒ ＝ 〔１／（ ２ π）〕〔 （ １ ／Ｃｍｌ＋ １ ／Ｃｍｂ ）／ Ｍｍｌ 〕^１／２
となる。
Ｆｒ ＜Ｆｓ となるように、上記の値を設定する。好適には、Ｆｒ がほぼＦｓ の半分の値になるのが望ましい。
【００１８】
保護パネル３の寸法を４ｃｍ×６ｃｍ×１ｍｍ、質量を３ｇｒ、保護パネル３と液晶パネル２との間の空気の層の厚みを０．５ｍｍ 、液晶パネルの質量を９ｇｒ、Ｃｍｓ＝ ＣｍＩ＝１．２５ ×１０^−５ｍ／Ｎ 、液晶パネル２とその背後のケース１との間に形成される空気層の厚みを５ｍｍ、Ｆｒ ＝ １．３ ｋＨｚ 、Ｆｓ ＝ ２．４ ｋＨｚ（Ｆｒ がほぼＦｓ の半分の値） とする。この条件のもと、抵抗器、コンデンサ、インダクタンスから成る電気的等価回路で、図６のように液晶パネルをケースに固定した場合と、図２のように弾性結合部材５を介してケースに結合させた場合とについて、音圧レベル対周波数特性の解析を行った。
【００１９】
図４は上記実施例の携帯電話機の表示部分に付加されたパネル型スピーカの音圧レベル対周波数特性のコンピュータ・シミュレーション結果である。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）である。図中の実線は上記実施例のパネル型スピーカの特性、点線は比較のために示す、図６の従来構造の携帯電話機に付加されたパネル型スピーカの特性である。５００Ｈｚ 〜９００ Ｈｚの比較的低域における励振効率の改善が顕著に見られる。
【００２０】
図５は、上記実施例の携帯電話機の表示部分に付加されたパネル型スピーカの音圧レベル対周波数特性の実験データであり、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）である。図中の実線は上記実施例のパネル型スピーカの特性、点線は比較のために示す、図６の従来構造のパネル型スピーカの特性である。５００Ｈｚ 〜９００ Ｈｚの比較的低域における励振効率の改善が顕著に見られる。
【００２１】
以上、液晶パネルと保護パネルとの間が密閉状態である場合を例示した。しかしながら、周辺部分などが完全な気密状態にないような場合にも、空隙が狭くて空気の流れに対して大きな抵抗が存在するような構造に対して本発明を適用することができる。
【００２２】
また、可動コイル型のエキサイタを使用する場合を例示した。しかしながら、磁歪振動子や電気歪振動子などを用いるエキサイタなどを用いる場合にも本発明を適用できる。
【００２３】
さらに、端末表示装置として携帯電話機を例にとって本発明を説明した。しかしながら、携帯電話機に限らず、表示パネルの保護パネルをパネル型スピーカの振動板と共用する適宜な端末表示装置に対して本発明を適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のパネル型スピーカ付き表示端末装置は、表示パネルがケースに弾性結合部材を介して結合され、保護パネルの撓み振動にともない上下動が行われる構成であるから、表示端末装置の厚みを増加させることなく、また、保護パネルによる防塵性や防水性を損なうことなく、低音域の音響特性を改善することができるという効果が奏される。
【００２５】
また、液晶パネル２を弾性結合部材５を介在させてケース１に取付ける構成であるから、この液晶パネル２が前後に振動してもこの弾性結合部材５を通してケースに伝達されるのが阻止される。従来装置では、保護パネル３の振動が空気の層を介して液晶パネル２を振動させ、これがケース１に伝達されていた。この結果、従来装置で問題となっていたケースの振動がマイクロフォンにまわり込むことで生ずるエコーリターンが軽減されるという副次的な効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のパネル型スピーカ付き携帯電話機の表示部分の構成を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】上記実施例のパネル型スピーカ付き携帯電話機と従来構造のパネル型スピーカの音圧レベル対周波数特性を比較して示すコンピュータ・シミュレーション結果である。
【図５】上記実施例のパネル型スピーカ付き携帯電話機と従来構造のパネル型スピーカの音圧レベル対周波数特性を比較して示す実験データである。
【図６】従来のパネル型スピーカ付き携帯電話機の表示部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 液晶パネル
３ パネル型スピーカの振動板を兼ねる保護パネル
４，５，７ 弾性結合部材
６ エキサイタ（励振素子）

Claims (4)

1. ケース、このケースに保持された表示パネル、この表示パネルの上方に、この表示パネルとの間にほぼ密封された空間を形成しながら保持された透光性の保護パネル、この保護パネルの周辺部を前記ケースに結合させる弾性結合部材、前記保護パネルと前記ケースとの間に設置されこの保護パネルに撓み振動を励振する励振素子とを備えたパネル型スピーカ付き表示端末装置において、
   前記表示パネルは、前記ケースに直接またはこのケースに取付けられた適宜な部材に弾性結合部材を介して結合されたことにより、前記保護パネルの撓み振動にともなう前後への振動が可能であることを特徴とするパネル型スピーカ付き表示端末装置。
2. 請求項１において、
   前記表示パネルの前後への振動の共振周波数は、前記保護パネルの前後への振動の共振周波数の半分程度の値に設定されたことを特徴とするパネル型スピーカ付き表示端末装置。
3. 請求項１と２のそれぞれにおいて、
   前記表示端末装置は、携帯用の表示端末装置であることを特徴とするパネル型スピーカ付き表示端末装置。
4. 請求項３において、
   前記携帯用の表示端末装置は、携帯電話機であることを特徴とするパネル型スピーカ付き表示端末装置。

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