JP2009118075A - 平面スピーカ - Google Patents
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Abstract
【課題】面状の振動体を備えるスピーカにおいて重さを軽量にする。
【解決手段】コイル22の上方にコイル26が位置している。コイル26には所定のバイアス電圧に重畳された正相の音響信号、コイル22にはコイル26に供給される音響信号の逆相の信号であって所定のバイアス電圧が重畳された信号が供給される。コイル26に掛かる電圧がバイアス電圧より大きくなると、コイル26周囲に発生する磁界のほうがコイル22周囲に発生する磁界より強くなり、振動体10がコイル26側へ変位する。コイル26に掛かる電圧がバイアス電圧より小さくなると、コイル22周囲に発生する磁界のほうがコイル26周囲に発生する磁界より強くなり、振動体10がコイル22側へ変位する。磁石を配置しなくとも振動体10を変位させて音を出すことができるため、スピーカを薄く且つ軽くすることができる。
【選択図】図2
【解決手段】コイル22の上方にコイル26が位置している。コイル26には所定のバイアス電圧に重畳された正相の音響信号、コイル22にはコイル26に供給される音響信号の逆相の信号であって所定のバイアス電圧が重畳された信号が供給される。コイル26に掛かる電圧がバイアス電圧より大きくなると、コイル26周囲に発生する磁界のほうがコイル22周囲に発生する磁界より強くなり、振動体10がコイル26側へ変位する。コイル26に掛かる電圧がバイアス電圧より小さくなると、コイル22周囲に発生する磁界のほうがコイル26周囲に発生する磁界より強くなり、振動体10がコイル22側へ変位する。磁石を配置しなくとも振動体10を変位させて音を出すことができるため、スピーカを薄く且つ軽くすることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、平面スピーカに関する。
平面型のスピーカとしては、特許文献1に開示された平面スピーカがある。この平面スピーカは、振動膜と複数の永久磁石を有しており、振動膜の両面には渦巻き状に面状のコイルが複数配置されている。また、このコイルに対向するようにコイルから所定距離だけ離れて永久磁石が配置されており、コイルに電流が流されるとフレミングの左手の法則により、振動膜上においてコイルが配置されている面と垂直方向に力が働いて振動膜が変位する。そして、コイルに音響信号を供給すると、音響信号に応じてコイルに流れる電流が変化し、これに応じて振動膜に働く力も変化することとなり、振動膜が振動して音響信号に応じた音声がスピーカから発生する。
特許文献1に開示された平面スピーカにおいては、振動膜およびコイルが平面状であるため、磁石、ボイスコイルおよび振動板を備えたスピーカユニットをエンクロージャに配置した一般的なスピーカと比較してスピーカを薄くすることが可能となっている。しかしながら、特許文献1に開示された平面スピーカにおいては、振動膜を振動させるために磁石を必要としているため、この磁石の分だけ重量が重くなる。また、厚さの面においても、磁石をコイルに対向させる必要があり、この磁石や磁石を格納するスペースの分については厚みを薄くすることが難しい。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、面状の振動体を備えるスピーカにおいて、軽量なスピーカを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために本発明は、板状の部材であって面上に平面コイルを有する第1部材と、板状の部材であって面上に平面コイルを有し、前記第1部材に対向して離間配置された第2部材と、面状で可撓性と磁性を有し、前記第1部材と前記第2部材との間に支持された振動体とを備え、前記第1部材の平面コイルと前記第2部材の平面コイルは、前記第1部材と前記振動体と前記第2部材とに直交して前記第1部材と前記振動体と前記第2部材を貫く直線方向から見て重なっており、前記第1部材は、該第1部材を貫通する孔を有し、前記第2部材は、該第2部材を貫通する孔を有することを有する平面スピーカを提供する。
本発明においては、前記第1部材と前記第2部材は、前記平面コイルを複数有していてもよい。
また、本発明においては、前記第1部材と前記第2部材は、前記孔を複数備え、該孔は規則的に配置されていてもよい。
また、本発明においては、前記振動体は、該振動体の周縁部に固着された断面が波形の部材で支持されていてもよい。
また、本発明においては、前記第1部材と前記第2部材は、前記孔を複数備え、該孔は規則的に配置されていてもよい。
また、本発明においては、前記振動体は、該振動体の周縁部に固着された断面が波形の部材で支持されていてもよい。
本発明によれば、面状の振動体を備え、軽量なスピーカを提供することができる。
[第1実施形態]
図1は、本発明の一実施形態に係る平面スピーカ1の外観を模式的に示した図、図2は、平面スピーカ1の断面を模式的に示した図、図3は、平面スピーカ1の分解斜視図である。図に示したように平面スピーカ1は、振動体10、有孔板20U,20L、スペーサ30U,30Lとで構成されている。
なお、本実施形態においては、スペーサ30Uとスペーサ30Lの構成は同じであるため、両者を区別する必要が特に無い場合は「L」および「U」の記載を省略する。また、図中の振動体10、有孔板20U,20L、スペーサ30等の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。
図1は、本発明の一実施形態に係る平面スピーカ1の外観を模式的に示した図、図2は、平面スピーカ1の断面を模式的に示した図、図3は、平面スピーカ1の分解斜視図である。図に示したように平面スピーカ1は、振動体10、有孔板20U,20L、スペーサ30U,30Lとで構成されている。
なお、本実施形態においては、スペーサ30Uとスペーサ30Lの構成は同じであるため、両者を区別する必要が特に無い場合は「L」および「U」の記載を省略する。また、図中の振動体10、有孔板20U,20L、スペーサ30等の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。
(平面スピーカ1の各部の構成)
スペーサ30は、絶縁体で形成されており、その形状は図3に示したように矩形で環状となっている。なお、本実施形態においては、スペーサ30のX方向およびY方向の長さと、有孔板20U,20LのX方向およびY方向の長さは同じとなっている。また、スペーサ30Uとスペーサ30LのZ方向の高さは、いずれも同じとなっている。また、スペーサ30Lは、音響信号が入力される端子30LAと端子30LBとを有しており、スペーサ30Uは、音響信号が入力される端子30UA、端子30UBを有している。
スペーサ30は、絶縁体で形成されており、その形状は図3に示したように矩形で環状となっている。なお、本実施形態においては、スペーサ30のX方向およびY方向の長さと、有孔板20U,20LのX方向およびY方向の長さは同じとなっている。また、スペーサ30Uとスペーサ30LのZ方向の高さは、いずれも同じとなっている。また、スペーサ30Lは、音響信号が入力される端子30LAと端子30LBとを有しており、スペーサ30Uは、音響信号が入力される端子30UA、端子30UBを有している。
振動体10は、例えば、PET(polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート)またはPP(polypropylene、ポリプロピレン)などのフィルムに、磁性材料を蒸着あるいは磁性塗料を塗布した強磁性の膜状部材であり、その厚さは、数μm〜数十μm程度の厚さとなっている。
有孔板20Lは、板状で矩形のガラスエポキシ基板表面に、エッチングにより銅箔の配線パターンを形成したものである。ガラスエポキシ基板21においては、ガラスエポキシ基板21を貫通し導電性を有するスルーホール23−1〜23−2が設けられており、ガラスエポキシ基板21の一方の面上には渦巻き状に配線パターンが形成されてスルーホールに接続されているコイル22が形成されている(以下、有孔板20Lについては、ガラスエポキシ基板21においてコイル22が形成されている面を表面といい、コイル22が形成されていない側の面を裏面という)。
なお、有孔板20Lにおいてコイル22は、表面側から見ると時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されている。また、ガラスエポキシ基板21上には、音響信号が入力される入力端24A,24Bが設けられており、この入力端24Aから24Bまでの間は、コイル22、スルーホール23−1〜23−2、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
なお、有孔板20Lにおいてコイル22は、表面側から見ると時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されている。また、ガラスエポキシ基板21上には、音響信号が入力される入力端24A,24Bが設けられており、この入力端24Aから24Bまでの間は、コイル22、スルーホール23−1〜23−2、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
具体的には、入力端24Aから延びている配線パターンは、時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されてコイル22を形成し、2周半したところでスルーホール23−1に到達する。スルーホール23−1は、ガラスエポキシ基板21の裏面側に通じており、この裏面側においては、スルーホール23−1と隣のスルーホール23−2をつなぐ配線パターン15が形成されている。そして、スルーホール23−2は、ガラスエポキシ基板21の表面側に通じており、ガラスエポキシ基板21の表面側においては、スルーホール23−2と入力端24Bとの間は配線パターン15によりつながっている。
また、有孔板20Lは、孔25を有している。孔25は、ガラスエポキシ基板21を貫通する孔であってガラスエポキシ基板21の中央部分に形成されている。このように、有孔板20Lは、孔25を備えて空気の通過が可能となっているため、音響透過性が確保されている。
また、有孔板20Lは、孔25を有している。孔25は、ガラスエポキシ基板21を貫通する孔であってガラスエポキシ基板21の中央部分に形成されている。このように、有孔板20Lは、孔25を備えて空気の通過が可能となっているため、音響透過性が確保されている。
有孔板20Uは、有孔板20Lと同様に板状で矩形のガラスエポキシ基板表面に、エッチングにより銅箔の配線パターンを形成したものである。ガラスエポキシ基板21においては、ガラスエポキシ基板21を貫通し導電性を有するスルーホール27−1〜27−2が設けられており、ガラスエポキシ基板21の一方の面上には渦巻き状に配線パターンが形成されてスルーホールに接続されているコイル26が形成されている(以下、有孔板20Uについては、ガラスエポキシ基板21においてコイル26が形成されている面を裏面といい、コイル26が形成されていない側の面を表面という)。
なお、有孔板20Uにおいて、コイル26は、裏面側から見ると反時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されており、また、コイル26の大きさは、コイル22の大きさと同じとなっている。
また、ガラスエポキシ基板21上には、有孔板20Lと同様に音響信号が入力される入力端28A,28Bが設けられており、この入力端28Aから28Bまでの間は、有孔板20Lの配線パターンと同様に、コイル26、スルーホール27−1〜27−2、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
また、有孔板20Uも、有孔板20Lと同様の孔25を有している。
また、ガラスエポキシ基板21上には、有孔板20Lと同様に音響信号が入力される入力端28A,28Bが設けられており、この入力端28Aから28Bまでの間は、有孔板20Lの配線パターンと同様に、コイル26、スルーホール27−1〜27−2、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
また、有孔板20Uも、有孔板20Lと同様の孔25を有している。
(平面スピーカ1の組み立て方法)
まず、表面を上に向けた状態で置かれた有孔板20Lの上にスペーサ30Lが載せられ、有孔板20Lの周縁部にスペーサ30Lが固着される。ここで、有孔板20Lの入力端24Aは、リード線(図示略)を介して端子30LAに接続され、入力端24Bは、リード線(図示略)を介して端子30LBに接続される。
まず、表面を上に向けた状態で置かれた有孔板20Lの上にスペーサ30Lが載せられ、有孔板20Lの周縁部にスペーサ30Lが固着される。ここで、有孔板20Lの入力端24Aは、リード線(図示略)を介して端子30LAに接続され、入力端24Bは、リード線(図示略)を介して端子30LBに接続される。
次に、振動体10がスペーサ30Lの上に載せられ、振動体10に張力を掛けた状態で振動体10の周縁部がスペーサ30Lに固着される。そして、振動体10の周縁部の上にスペーサ30Uが載せられ、スペーサ30Uが振動体10に固着される。
この後、有孔板20Uの入力端28Aは、リード線(図示略)を介して端子30UAに接続され、入力端28Bは、リード線(図示略)を介して端子30UBに接続される。そして、裏面(コイル26が形成されている面)を下に向けて有孔板20Uがスペーサ30Uに載せられ、有孔板20Uの周縁部がスペーサ30Uに固着される。ここで、スペーサ30Uに有孔板20Uを固着すると、振動体10を挟んで有孔板20Lのコイル22に有孔板20Uのコイル26が対向する。
本実施形態においては、このように、有孔板20Uは、コイル26を備える裏面側を下方(振動体10方向)に向けてスペーサ30Uに固着され、コイル26は、有孔板20Lのコイル22に対向する。そして、有孔板20Uは、裏面側を振動体10に向けてスペーサ30Uに固着されるため、平面スピーカ1を上方側(有孔板20Uの表面側)から見ると、コイル26の巻回方向は時計回りとなり、有孔板20Lのコイル22の巻回方向と同じとなる。
(平面スピーカ1の動作)
次に、平面スピーカ1の動作について説明する。図4(a)は、端子30UA,30UBを介してコイル26に供給される信号を例示した図、図4(b)は、端子30LA,30LBを介してコイル22に供給される信号を例示した図である。ここで、図4(a)の信号は、正相の音響信号であり、図4(b)の信号は、図4(a)の信号の逆相の信号である。なお、図4(a),図4(b)に示したように音響信号は、信号の電圧の最小値が0V以下とならないように所定のバイアス電圧に重畳されている。
次に、平面スピーカ1の動作について説明する。図4(a)は、端子30UA,30UBを介してコイル26に供給される信号を例示した図、図4(b)は、端子30LA,30LBを介してコイル22に供給される信号を例示した図である。ここで、図4(a)の信号は、正相の音響信号であり、図4(b)の信号は、図4(a)の信号の逆相の信号である。なお、図4(a),図4(b)に示したように音響信号は、信号の電圧の最小値が0V以下とならないように所定のバイアス電圧に重畳されている。
図4(a),図4(b)に示した信号が平面スピーカ1に供給された場合、まず、バイアス電圧のみが供給されている時点では、有孔板20Uにおいては、入力端28Aから入力端28Bの方向へ電流が流れ、コイル26においては、コイルの外側端から内側端に向けて電流が流れる。すると、コイルの周囲においては右ネジの法則に従って磁界が発生する。また、有孔板20Lにおいては、入力端24Aから入力端24Bの方向へ電流が流れ、コイル22においても、コイルの外側端から内側端に向けて電流が流れる。すると、コイルの周囲においても磁界が発生する。
ここで、コイル22とコイル26に流れる電流は同じであるため、コイル22の周囲とコイル26の周囲に発生する磁界の強さは同じとなる。そして、コイル22周囲の磁界の強さと、コイル26周囲の磁界の強さが同じであるため、各コイルが振動体10を引き寄せる力は同じであり、強磁性の振動体10は、いずれのコイル側にも変位することなくコイル22とコイル26との間に位置する。
ここで、コイル22とコイル26に流れる電流は同じであるため、コイル22の周囲とコイル26の周囲に発生する磁界の強さは同じとなる。そして、コイル22周囲の磁界の強さと、コイル26周囲の磁界の強さが同じであるため、各コイルが振動体10を引き寄せる力は同じであり、強磁性の振動体10は、いずれのコイル側にも変位することなくコイル22とコイル26との間に位置する。
次に、コイル26に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より大きくなると、コイル26周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。一方、コイル22においては、コイル26に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、コイル26に供給される信号の電圧がバイアス電圧より大きくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より小さくなり、コイル22周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。
ここで、コイル26周囲に生じる磁界の強さが、コイル22周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きいコイル26側へ変位する。
ここで、コイル26周囲に生じる磁界の強さが、コイル22周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きいコイル26側へ変位する。
次に、コイル26に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より小さくなると、コイル26周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。一方、コイル22においては、コイル26に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、コイル26に供給される信号の電圧がバイアス電圧より小さくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より大きくなり、コイル22周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。
ここで、コイル22周囲に生じる磁界の強さが、コイル26周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きいコイル22側へ変位する。
ここで、コイル22周囲に生じる磁界の強さが、コイル26周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きいコイル22側へ変位する。
このように本実施形態に係る平面スピーカ1においては、バイアス電圧に重畳された音響信号の電圧変化に応じてコイル22周囲とコイル26周囲に発生する磁界の強さが変化し、各コイルの磁界の強さに応じて振動体10が上下に変位する。振動体10の変位方向と変位量は、音響信号の振幅の変化に対応したものとなるため、振動体10は音響信号の振幅に応じて振動し、その振動状態(振動数、振幅、位相)に応じた音が振動体10から発生する。そして、発生した音は、有孔板20Uと有孔板20Lを通り抜けて平面スピーカ1の外部に放射される。
本実施形態によれば、平面状のコイルに信号を供給すると、振動体10を振動させて音を出すことができる。つまり、特許文献1に開示されたスピーカのような磁石を備えなくとも音を出すことができるため、コイルに対向する磁石を有さない分、スピーカの厚みを抑えることが可能となり、また磁石を有していない分、スピーカの重さを抑えることが可能となる。
また、特許文献1に開示されたスピーカにおいては、音を出すための振動面が外部に露出しているため、人や物が触れて破損しやすいが、本実施形態においては、振動体10は、平面スピーカ1の内部に位置しているため、人や物が触れても振動体10を破損する虞が少ない。
また、特許文献1に開示されたスピーカにおいては、音を出すための振動面が外部に露出しているため、人や物が触れて破損しやすいが、本実施形態においては、振動体10は、平面スピーカ1の内部に位置しているため、人や物が触れても振動体10を破損する虞が少ない。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る平面スピーカ1Aについて説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る平面スピーカ1Aの外観を模式的に示した図、図6は、平面スピーカ1Aの断面を模式的に示した図、図7は、平面スピーカ1Aの分解斜視図である。なお、以下の説明においては、平面スピーカ1Aにおいて第1実施形態と同じ部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係る平面スピーカ1Aについて説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る平面スピーカ1Aの外観を模式的に示した図、図6は、平面スピーカ1Aの断面を模式的に示した図、図7は、平面スピーカ1Aの分解斜視図である。なお、以下の説明においては、平面スピーカ1Aにおいて第1実施形態と同じ部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
有孔板20LAは、板状で矩形のガラスエポキシ基板表面に、エッチングにより銅箔の配線パターンを形成したものである。ガラスエポキシ基板21においては、ガラスエポキシ基板21を貫通し導電性を有するスルーホール23−1〜23−8が設けられており、また、ガラスエポキシ基板21の一方の面上には渦巻き状に配線パターンが形成され、2行2列でコイル22−1〜22−4が形成されている(以下、有孔板20LAについては、コイル22−1〜22−4が形成されている面を表面といい、コイル22−1〜22−4が形成されていない側の面を裏面という)。なお、有孔板20LAにおいてコイル22−1〜22−4は、表面側から見ると時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されている。また、入力端24Aから24Bまでの間は、コイル22−1〜22−4、スルーホール23−1〜23−8、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、スルーホールとコイル、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
具体的には、入力端24Aから延びている配線パターンは、時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されてコイル22−1を形成し、2周半したところでスルーホール23−1に到達する。スルーホール23−1は、ガラスエポキシ基板21の裏面側に通じており、この裏面側においては、スルーホール23−1と隣のスルーホール23−2をつなぐ配線パターン15が形成されている。スルーホール23−2は、コイル22−1の隣のコイル22−2の外側端に繋がっており、コイル22−1とコイル22−2は、スルーホール23−1、スルーホール23−2、スルーホール23−1とスルーホール23−2とをつなぐ配線パターン15により繋がっている。
同様に、他のコイルについても、コイル同士は表面の配線パターンやスルーホールと裏面側の配線パターン15などを介してつながっている。そして、コイル22−4の内側端部は、スルーホール23−7と裏面の配線パターンを介してスルーホール23−8に繋がっており、スルーホール23−8は入力端24Bに繋がっているため、入力端24Aから入力端24Bまでの間は一筆書き状に繋がっている。
同様に、他のコイルについても、コイル同士は表面の配線パターンやスルーホールと裏面側の配線パターン15などを介してつながっている。そして、コイル22−4の内側端部は、スルーホール23−7と裏面の配線パターンを介してスルーホール23−8に繋がっており、スルーホール23−8は入力端24Bに繋がっているため、入力端24Aから入力端24Bまでの間は一筆書き状に繋がっている。
有孔板20UAは、有孔板20LAと同様に板状で矩形のガラスエポキシ基板表面に、エッチングにより銅箔の配線パターンを形成したものである。図8は、有孔板20UAにおける銅箔の配線パターンを模式的に示した図であり、ガラスエポキシ基板21においては、ガラスエポキシ基板21を貫通し導電性を有するスルーホール27−1〜27−8が設けられている。また、ガラスエポキシ基板21の一方の面上には渦巻き状に配線パターンが形成され、2行2列でコイル26−1〜26−4が形成されている(以下、有孔板20Uについては、コイル26−1〜26−4が形成されている面を裏面といい、コイル26−1〜26−4が形成されていない側の面を表面という)。
なお、有孔板20UAにおいて、コイル26−1〜26−4は、裏面側から見ると反時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されており、また、コイル26−1〜26−4の大きさは、コイル22−1〜22−4の大きさと同じとなっている。
また、入力端28Aから28Bまでの間は、有孔板20LAの配線パターンと同様に、コイル26−1〜26−4、スルーホール27−1〜27−8、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、スルーホールとコイル、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
また、入力端28Aから28Bまでの間は、有孔板20LAの配線パターンと同様に、コイル26−1〜26−4、スルーホール27−1〜27−8、表面と裏面とに形成されて、スルーホール間、スルーホールとコイル、コイルと入力端、スルーホールと入力端などを接続する配線パターン15を介して一筆書き状に繋がっている。
(平面スピーカ1Aの組み立て方法)
まず、表面を上に向けた状態で置かれた有孔板20LAの上にスペーサ30Lが載せられ、有孔板20LAの周縁部にスペーサ30Lが固着される。ここで、有孔板20LAの入力端24Aは、リード線(図示略)を介して端子30LAに接続され、入力端24Bは、リード線(図示略)を介して端子30LBに接続される。
まず、表面を上に向けた状態で置かれた有孔板20LAの上にスペーサ30Lが載せられ、有孔板20LAの周縁部にスペーサ30Lが固着される。ここで、有孔板20LAの入力端24Aは、リード線(図示略)を介して端子30LAに接続され、入力端24Bは、リード線(図示略)を介して端子30LBに接続される。
次に、振動体10がスペーサ30Lの上に載せられ、振動体10に張力を掛けた状態で振動体10の周縁部がスペーサ30Lに固着される。そして、振動体10の周縁部の上にスペーサ30Uが載せられ、スペーサ30Uが振動体10に固着される。
この後、有孔板20UAの入力端28Aは、リード線(図示略)を介して端子30UAに接続され、入力端28Bは、リード線(図示略)を介して端子30UBに接続される。そして、裏面(コイル26−1〜26−4が形成されている面)を下に向けて有孔板20UAがスペーサ30Uに載せられ、有孔板20UAの周縁部がスペーサ30Uに固着される。ここで、スペーサ30Uに有孔板20UAを固着すると、振動体10を挟んでコイル22−1にコイル26−1が対向し、コイル22−2にコイル26−2が対向し、コイル22−3にコイル26−3が対向し、コイル22−4にコイル26−4が対向する。
本実施形態においては、このように、有孔板20LAの上に振動体10が位置し、振動体10の上に有孔板20UAが位置することにより、コイル22−1〜22−4の上方にコイル26−1〜26−4が位置する。有孔板20UAは、裏面側を下方(振動体10方向)に向けてスペーサ30Uに固着されるため、平面スピーカ1Aを上方側(有孔板20UAの表面側)から見ると、コイル26−1〜26−4の巻回方向は時計回りとなり、有孔板20Lのコイル22−1〜22−4の巻回方向と同じとなる。
(平面スピーカ1Aの動作)
次に、平面スピーカ1Aの動作について説明する。なお、以下の説明においても図4(a)に示した信号が端子30UA,30UBに供給され、図4(b)に示した信号が端子30LA,30LBに供給された場合を例にして作用の説明を行う。
次に、平面スピーカ1Aの動作について説明する。なお、以下の説明においても図4(a)に示した信号が端子30UA,30UBに供給され、図4(b)に示した信号が端子30LA,30LBに供給された場合を例にして作用の説明を行う。
図4(a),図4(b)に示した信号が平面スピーカ1に供給された場合、まず、バイアス電圧のみが供給されている時点では、有孔板20UAにおいては、入力端28Aから入力端28Bの方向へ電流が流れ、コイル26−1〜26−4においては、コイルの外側端から内側端に向けて電流が流れる。すると、各コイルの周囲においては右ネジの法則に従って磁界が発生する。また、有孔板20LAにおいては、入力端24Aから入力端24Bの方向へ電流が流れ、コイル22−1〜22−4においても、コイルの外側端から内側端に向けて電流が流れる。すると、各コイルの周囲において磁界が発生する。
ここで、コイル22−1〜22−4とコイル26−1〜26−4に流れる電流は同じであるため、コイル22−1〜22−4の周囲とコイル26−1〜26−4の周囲に発生する磁界の強さは同じとなる。コイル22−1〜22−4周囲の磁界の強さと、コイル26−1〜26−4周囲の磁界の強さが同じであるため、コイル22−1〜22−4が振動体10を引き寄せようとする力とコイル26−1〜26−4が振動体10を引き寄せようとする力は同じであり、強磁性の振動体10は、いずれのコイル側にも変位することなく、有孔板20UAと有孔板20LAとの間に位置する。
ここで、コイル22−1〜22−4とコイル26−1〜26−4に流れる電流は同じであるため、コイル22−1〜22−4の周囲とコイル26−1〜26−4の周囲に発生する磁界の強さは同じとなる。コイル22−1〜22−4周囲の磁界の強さと、コイル26−1〜26−4周囲の磁界の強さが同じであるため、コイル22−1〜22−4が振動体10を引き寄せようとする力とコイル26−1〜26−4が振動体10を引き寄せようとする力は同じであり、強磁性の振動体10は、いずれのコイル側にも変位することなく、有孔板20UAと有孔板20LAとの間に位置する。
次に、コイル26−1〜26−4に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より大きくなると、コイル26−1〜26−4周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。一方、コイル22−1〜22−4においては、コイル26−1〜26−4に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、コイル26−1〜26−4に供給される信号の電圧がバイアス電圧より大きくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より小さくなり、コイル22−1〜22−4周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。
ここで、コイル26−1〜26−4周囲に生じる磁界の強さが、コイル22−1〜22−4周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きい有孔板20UA側へ変位する。
ここで、コイル26−1〜26−4周囲に生じる磁界の強さが、コイル22−1〜22−4周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きい有孔板20UA側へ変位する。
次に、コイル26−1〜26−4に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より小さくなると、コイル26−1〜26−4周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。一方、コイル22−1〜22−4においては、コイル26−1〜26−4に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、コイル26−1〜26−4に供給される信号の電圧がバイアス電圧より小さくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より大きくなり、コイル22−1〜22−4周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。
ここで、コイル22−1〜22−4周囲に生じる磁界の強さが、コイル26周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きい有孔板20LA側へ変位する。
ここで、コイル22−1〜22−4周囲に生じる磁界の強さが、コイル26周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、強磁性の振動体10は、磁界の強さが大きい有孔板20LA側へ変位する。
このように本実施形態に係る平面スピーカ1Aにおいても、バイアス電圧に重畳された音響信号の電圧変化に応じてコイル22−1〜22−4周囲とコイル26−1〜26−4周囲に発生する磁界の強さが変化し、各コイルの磁界の強さに応じて振動体10が上下に変位する。振動体10の変位方向と変位量は、音響信号の振幅の変化に対応したものとなるため、振動体10は音響信号の振幅に応じて振動し、その振動状態(振動数、振幅、位相)に応じた音が振動体10から発生する。そして、発生した音は、有孔板20UAと有孔板20LAを通り抜けて平面スピーカ1Aの外部に放射される。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
上述した実施形態においては、コイルの外形は所定の大きさに限定されるものではなく、任意にその大きさを選択することができる。また、配線パターンの厚さ、スペーサ30の厚さについても任意に選択することができる。また、コイルの形状は方形に限定されるものではなく、円形や楕円形であってもよい。
上述した実施形態においては、振動体10は、張力を掛けられた状態でスペーサ30Uとスペーサ30Lとの挟まれて支持されているが、枠状で断面が波形の所謂コルゲート材を振動体10の周縁部に固着させ、このコルゲート材をスペーサ30Uとスペーサ30Lで挟んで支持することにより、振動体10がコルゲート材で支持されるようにしてもよい。このような構成においては、振動体10がコイル周囲に発生した磁界により上方向または下方向への力を受けると、コルゲート材が変形し振動体10が上方向または下方向へ変位する。
なお、コルゲート材を使用して振動体10を支持する場合には、ニッケルシートなどの金属シートを振動体10としてもよい。
なお、コルゲート材を使用して振動体10を支持する場合には、ニッケルシートなどの金属シートを振動体10としてもよい。
上述した実施形態においては、平面スピーカ1の形状は直方体となっているが、有孔板20U,20Lおよびスペーサ30をドーナツ状の形状とし、振動体10を円板状として、平面スピーカ1の形状を円柱形状としてもよい。
複数個の平面スピーカ1を有孔板20Uが同じ方向を向くようにして側面を密着させて並べてスピーカアレイとしてもよい。また、このスピーカアレイにおいては、各平面スピーカ1に供給する音響信号を制御して指向角を制御するようにしてもよい。
上述した第2実施形態においては、有孔板20LAと有孔板20UAとの間で対向して組となるコイルの大きさが同じであれば、有孔板20LAに形成される各コイルの大きさは同じでなくてもよく、また、有孔板20UAにおいても形成される各コイルの大きさは同じでなくてもよい。
また、上述した第2実施形態においては、各コイルの中央部分に孔25を設けるようにしてもよい。また、第2実施形態においては、図に示した孔25より径の小さい孔を配線パターンを避けて規則的に複数設けるようにしてもよい。
また、上述した第2実施形態においては、各コイルの中央部分に孔25を設けるようにしてもよい。また、第2実施形態においては、図に示した孔25より径の小さい孔を配線パターンを避けて規則的に複数設けるようにしてもよい。
上述した第2実施形態では、有孔板20UA,20LAにおけるコイルの数は4個となっているが、各部材に配置されるコイルの数は、4個に限定されるものではなく、3個以下でも5個以上でもよい。なお、コイルの数が複数の場合には、コイルの配置は規則的であるのが好ましい。このように規則的にコイルを配置すると、振動体10に作用する力を均一に近づけることが可能となり、また、複数配置することで振動体10に作用する力を大きくすることができる。
上述した実施形態においては、有孔板20U,20UA,20L,20LAはガラスエポキシ基板上に配線パターンが設けられているが、ガラス基板など、ガラスエポキシ基板以外の基板に配線パターンを設けて有孔板としてもよく、また、板状にしたポリイミドなどの樹脂材上に配線パターンを設けて有孔板としてもよい。また、例えば鉄などの板状の強磁性の部材の表面に絶縁層を設け、この絶縁層の上に配線パターンを形成して有孔板としてもよい。
1,1A・・・平面スピーカ、10・・・振動体、20U,20L・・・有孔板、21・・・ガラスエポキシ基板、22,22−1〜22−4・・・コイル、23,23−1〜23−8・・・スルーホール、24A,24B・・・入力端、25・・・孔、26,26−1〜26−4・・・コイル、27,27−1〜27−8・・・スルーホール、28A,28B・・・入力端、30U・・・スペーサ、30UA,30UB・・・端子、30L・・・スペーサ、30LA,30LB・・・端子
Claims (4)
- 板状の部材であって面上に平面コイルを有する第1部材と、
板状の部材であって面上に平面コイルを有し、前記第1部材に対向して離間配置された第2部材と、
面状で可撓性と磁性を有し、前記第1部材と前記第2部材との間に支持された振動体と
を備え、
前記第1部材の平面コイルと前記第2部材の平面コイルは、前記第1部材と前記振動体と前記第2部材とに直交して前記第1部材と前記振動体と前記第2部材を貫く直線方向から見て重なっており、
前記第1部材は、該第1部材を貫通する孔を有し、前記第2部材は、該第2部材を貫通する孔を有すること
を有する平面スピーカ。 - 前記第1部材と前記第2部材は、前記平面コイルを複数有することを特徴とする請求項1に記載の平面スピーカ。
- 前記第1部材と前記第2部材は、前記孔を複数備え、該孔は規則的に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の平面スピーカ。
- 前記振動体は、該振動体の周縁部に固着された断面が波形の部材で支持されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の平面スピーカ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007287565A JP2009118075A (ja) | 2007-11-05 | 2007-11-05 | 平面スピーカ |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011013294A1 (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-03 | Kimura Susumu | 可動磁石型スピーカおよびその製造方法 |
KR101579171B1 (ko) * | 2014-10-15 | 2015-12-21 | 인코코리아(주) | 듀얼 고정형 보이스코일 및 자성진동판을 이용한 슬림스피커 |
DE102013017679B4 (de) * | 2013-10-27 | 2016-11-03 | Rolf Urbanke | Schallwandler |
-
2007
- 2007-11-05 JP JP2007287565A patent/JP2009118075A/ja active Pending
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JP2011030013A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Susumu Kimura | 可動磁石型スピーカおよびその製造方法 |
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