JP2010004384A

JP2010004384A - スピーカ装置及び映像表示装置

Info

Publication number: JP2010004384A
Application number: JP2008162225A
Authority: JP
Inventors: 金盛 ▲高▼井; Kanemori Takai
Original assignee: Final Audio Design Jimusho Kk
Current assignee: Final Audio Design Jimusho Kk
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】薄型化・サイズの大小に対応させても、低音特性が十分で、分割振動を防止できる。
【解決手段】スピーカ装置１は、長円形の振動板３と、振動板３の駆動部４と、振動板３および駆動部４が取り付けられる筐体５とを備えたものである。また、このスピーカ装置１は、筐体５に設けられ、振動板３の前面側を塞いで音響空間６を形成する前面板７と、音響空間６から外部まで前面板７の長手方向に貫通し、振動板３の中心に対応する位置を避けた前面板７の領域に延在するスリット８と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカ装置および映像表示装置に関する。詳しくは、振動板の前面を前面板で塞ぎ、この前面板に音を放射するスリットを設けることで、分割振動などを防止するようにしたものである。

特許文献１、２に示す通り、平面スピーカ（膜スピーカ）が開発されている。また、特許文献３〜５に示す通り、スリットから音を出すスピーカ装置が種々提案されている。

特許文献１の発明は、簡易な構成で、且つ、音のばらつきが小さい指向性を持った音声を出力することができる平面スピーカを提供する。平面状の振動膜２１と、振動膜２１の左端部から右端部の方向に沿って複数に区画されたエリア（エリアＡ１〜Ａ６）内に各々設けられたプリント配線部２２と、振動膜２１に平行な向きに磁界を発生させる磁界発生部２３と、所定の電流を複数のプリント配線２２のそれぞれに対して出力する電流出力部３と、電流出力部３により出力された電流が複数のプリント配線２２のそれぞれに入力されるタイミングを、プリント配線２２毎に制御するタイミング制御プログラム７３ｂを実行したＣＰＵ７１及び遅延回路４と、を備えるよう構成した。

特許文献２の発明は、軽量化を図り、運搬や据付作業の簡略化を図ると共に、電気音響効率の向上を図る。平面スピーカは、薄膜状部材により形成された振動板１１の両面側にダンピング部材１２を介して平面電極１３，１４を配置することにより構成されており、平面電極１３，１４は、音響透過性を有すると共に内部損失が大きく且つ変形自在な導電性材料を含む素材により形成されている。

特許文献３の発明は、設置場所の制約を受けず、かつ十分な音量および音質が得られるスピーカ装置を提供するものである。このスピーカ装置１は、フレーム２に振動板３が取り付けられる。振動板３の前面側のフレーム２は金属板から構成されるバッフル５で塞がれ、振動板３の前面に音響空間６が形成される。音響空間６の一方の側部には、フレーム２の内部から外部へ貫通する側音孔７が設けられる。側音孔７はスリット状の開口で、振動板３が振動することで発生する音は、音響空間６においてバッフル５により放射方向が曲げられ、フレーム２の側方に向けて側音孔７から外部へと放射される。

特許文献４の発明は、フレームの縁であってスピーカ取り付け領域を前面からみて小さく見せるように改良したことで、この構造を新たな機能として利用できるようにする。この装置は、前面フレームの下部に位置するフレーム形成部分１２ａ４と、前記フレーム形成部分に横方向に矩形状の放音部２１Ｒと、前記放音部のホーン形状を得るためにホーン形状となる第１、第２の壁２２，２３と、下側の第２の壁の前面側に連続し、下側に向かうに従って湾曲しながら後退して傾斜している第３の壁２３ａと、前記フレーム形成部分１２ａ４に形成されたリモートコントロール信号用の受信窓５３と、支持部１５ａ−１，５ｆと、前記支持部に取り付けられたスピーカ装置６０Ｒ，６０Ｌと、前記スピーカ装置６０Ｒ，６０Ｌと前記フレーム形成部分１２ａ４との間に配置された、リモコン回路を搭載した基板８０とを有する。

特許文献５の発明は、液晶パネル１の背面側を保持する後部クッション８ｂが液晶パネルの周縁部分に沿って離散的に配置されている。この離散部分の間に形成された空隙により、光拡散板２の撓み振動によって発生された音を液晶パネル１の周辺部に通過させるための内部音道１３が形成されている。さらに、この内部音道１３の近傍の中間フレーム６と外部フレーム７ａにはスリット１４が形成され、このスリット１４によって上記内部音道１３を通過してきた音をこの液晶表示装置の外部に通過させる外部音道が形成されている。図１と図３を参照すると、液晶パネル１の左右に形成されたスリット１４は、この液晶パネル１に平行にかつこの液晶表示装置の前方方向に形成され、発生した音は、内部音道１３と、外部音道（スリット）とを通過して液晶表示装置の前方に伝播する。
特開２００８−１２４８５６号公報特開２００８−５４１５４号公報特開２００５−１０９９４９号公報特開２００６−３４５２９２号公報特開２００７−１８９６０４号公報

しかしながら、特許文献１、２の平面スピーカでは低音が不十分になる。また、特許文献３〜５のように、ダイナミック・スピーカにおいて、音をスリットから出す場合、分割振動が生じやすく、その防止が困難である。また、近年、テレビディスプレイパネルは大型化と薄型化（たとえば、厚みが１５〜１６ｍｍ）が顕著に進行している中で、スピーカ装置のテレビへの取り付けには各テレビメーカーとも苦労するところであった。従来、テレビ画面の縁を薄くする為、スピーカを表示パネル後方に設置し、前面まで導波管を用いて音声を前面にガイドようにしていたが、管共振が発生し、止めるのに各種の工夫を行う必要があり構造が複雑化していた。

そこで、本発明者は、鋭意検討の上、その解決策として本願発明をなしたものである。すなわち、本発明は、長円形の振動板と、前記振動板の駆動手段と、前記振動板および前記駆動手段が取り付けられる筐体とを備えたスピーカ装置において、前記筐体に設けられ、前記振動板の前面側を塞いで音響空間を形成する前面板と、前記音響空間から外部まで前記前面板の長手方向に貫通し、前記振動板の中心に対応する位置を外した前記前面板の領域に延在するスリットと、を備えたことを特徴とするスピーカ装置である。

本発明は、前記スリットの幅が１〜５ｍｍに設定されたことが好ましく、特に３〜５ｍｍが好ましい。スリットの幅は歪が少なくなる幅に設定される。

本発明は、前記スリットの長さが前記振動板の長さの７０〜１００％に設定されたことが好ましい。スリットの長さが長いと周波数が低くなり（周波数帯域が広くなる）、周波数が短いと周波数が高くなる（周波数帯域が狭くなる）。スリットの位置が振動板のエッジに近いと低音に有利となる。

さらに、本発明は、スピーカ装置を表示パネルのフレームに取り付けた映像表示装置において、前記スピーカ装置が、長円形の振動板と、前記振動板の駆動手段と、前記振動板および前記駆動手段が取り付けられる筐体と、前記筐体に設けられ、前記振動板の前面側を塞いで音響空間を形成する前面板と、前記音響空間から外部まで前記前面板の長手方向に貫通し、前記振動板の中心に対応する位置を外した前記前面板の領域に延在するスリットと、を備え、前記前面板及びスリットが、前記表示パネルの表示面と平行に近接配置される、ことを特徴とする映像表示装置である。そして、本発明のスピーカ装置及び映像表示装置によって、その目的を達するものである。

スピーカ装置はダイナミック・スピーカが好ましい。「長円形」には、楕円形状、小判形状など扁平な形状を含む。スリットの形状は、長方形、又は長円形などが好ましい。

本発明に係る映像表示装置は、上述したスピーカ装置が組み込まれたもので、スピーカ装置をフレームに取り付けたとしても、スリムな形状であるので、映像表示装置の厚みに適合することができる。

本発明に係るスピーカ装置では、駆動手段に信号が入力されると、信号に応じて振動板が振動して音が発生する。振動板で発生した音は音響空間からスリットで音道が絞られ、筐体の内部インピーダンスを高め、表示パネルの表面方向に放出される。

請求項１の発明によれば、最小限度のスピーカ筐体を用い、スピーカ前面の前面板にスリットを設けることにより、振動板に掛かる負荷インピーダンスを発生させ、ｆ0を低下させることができる。これと相まってスリットを振動板の中央部に対応する筐体の領域でなくエッジ側の領域に対応する筐体の領域に設け、スピーカをフラット化することにより、スリットの実効口径面積を増加させ、内部インピーダンスを高めることにより分割振動を回避し、低域特性の改善を図ることができる。スリットは１個が好ましい。

本発明に係るスピーカ装置によれば、前面板のスリットから音が放射されるので、放音に必要な開口を小さくでき、映像表示装置の薄型化、大型化に対応することができる。また、厚みなど、スペースが限られる装置に組み込むことができる。さらに、本発明のスピーカ装置はダイナミック型であり、十分な音質および音量を得ることができる。

請求項２の発明によれば、スリットの幅が小さいので、スピーカ装置を薄型化でき、また、スリットを目だた無くさせることができる。

請求項３の発明によれば、スリットの位置は、長円スピーカの長手方向に、たとえば、小判形状の場合、エッジが曲がっていく直前までの長さを持たせるようにして、100Hz〜1KHz位までの周波数特性の改善を計り、1KHz〜5KHz位の歪み特性、特に2次高調波歪みの増加と3次高調波の低減を図ることができる。

請求項４の発明によれば、長円形スピーカを用いその前面を前面板で覆いその前面板にスリットを設けそこから音声を出力することにより、テレビ前面の縁を最小に押さえることが出来る。スリットからの音を表示パネル前面に飛び出させることで、絞られたスリットの音道より空中に放射された音を回折効果を利用して、表示パネルよりの反射音で画像との融和を得ることができる。言わば画面上からの音声発声を取聴者に感じさせることができる。このような構成によれ得られる音質はスピーカ装置の外形に数ミリの余裕を持たせただけの外形のスピーカ筐体を用いることだけで十分保証出来るものである。さらに、本発明を用いることにより導波管など調音の必要が無くすことが可能となる。

以下、本発明を適用したスピーカ装置１の実施形態について図面を参照して説明する。また、このスピーカ装置１が取り付けられた映像表示装置２についても併せて説明する。

スピーカ装置１は、図４に示す通り、長円形の振動板３と、振動板３の駆動部４と、振動板３および駆動部４が取り付けられる筐体５とを備えたものである。また、このスピーカ装置１は、筐体５に設けられ、振動板３の前面側を塞いで音響空間６を形成する前面板７と、音響空間６から外部まで前面板７の長手方向に貫通し、振動板３の中心に対応する位置を避けた前面板７の領域に延在するスリット８と、を備えたことを特徴とする。以下、詳細を説明する。

振動板３はコーン形状の紙などで構成されている。振動板３の形状は楕円形状又は小判形状である。振動板３は長軸３ａと短軸３ｂとを備えている。振動板３と駆動部４はユニットとされ、縦９０ｍｍ、横２８ｍｍ、高さ５０ｍｍなどが挙げられるが、限定されるわけではない。

筐体５は直方体形状が好ましい。たとえば、縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、長さ３００ｍｍが挙げられる。この筐体５は管の構造を備え、管の長手方向の両端部が閉じられていて、音の出口はスリット８だけであることが好ましい。音の出口がスリット８のみでスリットの幅も３〜５ｍｍであるので、２、３ｃｍ程度のスリットに絞ったものと対比すると、内部インピーダンスが高くなる効果がある。

図４に示す通り、スリット８の長手方向は振動板３の長軸３ａと平行であり、Ｚ方向に設定されている。多少の方向の違いは許容され得る。また、スリット８の幅は、短軸方向の直径に対して、２０％〜３０％の範囲が好ましいが限定されるわけではない。たとえば、スリット８の幅が１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜４ｍｍ、特に好ましくは２〜４ｍｍ、具体的には２〜３ｍｍに設定されている。また、スリット８の長さが振動板３の長さの７０〜１００％、好ましくは、８０〜９０％に設定されている。スリット８の深さは、筐体５の厚みによって規定され、たとえば、３〜５ｍｍが挙げられる。また、図４に示す通り、振動板３の前面板７への投影面積の範囲内の位置にスリット８が形成されることが好ましい。図４（ａ）の振動板３が小判形状の場合、スリット８の位置は振動板３の長手方向に直線部から曲線部に至る直前までの長さを持たせ、また、振動板３の中央部８ａ（センターキャップとも呼ばれる。）を避けてエッジ側の領域に設けている。中央部８ａのない振動板３でもよい。（ｂ）は振動板３の端に近い位置にスリット８が形成されている。（ｃ）は楕円形状の振動板３である。これにより100Hz〜1KHz位までの周波数特性の改善を計り、1KHz〜5KHz位の歪み特性、特に、２次高調波歪みの増加と３次高調波の低減を図ることができる。

映像表示装置２は、図１に示す通り、スピーカ装置１を表示パネル９のフレーム１０の上部に左右一対を取り付けたものである。前面板７及びスリット８が、表示パネル９の表示面と平行に近接配置されている。表示パネル９はＸＺ平面に延在する。長円形スピーカ装置１を用い、その前面を前面板７で覆いその前面板７に長方形のスリット８を設け、スリット８の長手方向をＺ方向に設定する。このスリット８は表示パネル９の表面からＹ方向（前方）に突出した位置に配置されることで、スリット８から音を表示パネル９の表面方向に出力するように設定されている。また、スピーカ装置１の筐体５は、表示パネル９前面の縁からの突出を最小に押さえることが出来るように配置されている。

スピーカ装置１の映像表示装置２への取り付け位置は、図１に示す通り、上部でもよいし、図２に示す通り、側面でもよく、側部、上部、下部いずれでもよい。音の干渉の影響を少なくするため上又は下に一対のスピーカ装置１を取り付けることが好ましい。図１では独立したスピーカ装置１が左右対称に配置されている。スリット８から出される音波は表示パネル９平面上を伝播してゆく。スリット８により絞られた音道より空中に放射された音声を回折効果を利用して表示パネル９よりの反射音で表示パネル９上で音をベクトル合成でき、表示される画像との融和を得ることができる。いわば表示パネル９の画面上からの音を取聴者に感じさせることができる。この音の音質はスピーカ装置１の外形に数ミリの余裕を持たせただけの外形の筐体５を用いることだけで十分保証出来るものである。反射板として利用する。小さなスピーカでもスケールの大きな音がでる。スピーカの不均一、左右のアンプの時間差に起因する音のベクトル合成の位置のステレオ特有のばらつきが低減し、音がセンターから外れず、また、音の出口がスリット８のみであるので、気圧が高くなることで内部インピーダンスが上がり、空気の音の密度が高くなり、スリット８から瞬間的に高速で歪の少ない音が出る。振動板３の運動量が少量で済む。

最小限度の筐体５を用いることが前提である場合には、スピーカー前面の前面板７に開口幅が小さいスリット８を設けることにより、振動板３に掛かる負荷インピーダンスを発生させ（図６参照）、ｆ0を低下させることができる。これと相まってスピーカ装置１をフラット化することによりスリット８の実効口径面積（開口面積）を増加させ、低域特性の改善を図ることが可能である。

上記のような構成を備えた本実施形態の動作を説明する。長円形スピーカ装置１を用い、その前面を前面板７で覆いその前面板７にスリット８を設け、そこから音声を出力すると、スリット８からの音は表示パネル９前面に飛び出し、絞られたスリット８の音道より空中に放射された音を表示パネル９表面での回折効果を利用して、表示パネル９よりの反射音でパネル画面９上から音が出ているように視聴者が感じる。

スピーカのインピーダンス８Ω、パワー１０Ｗ、最大パワー２０Ｗ、共振周波数１８０Ｈｚ、有効周波数帯域Ｆ0〜２０，０００ＨＺ、音圧レベル８２ｄＢＷ／ｍ、マグネット寸法メインφ４０×φ２２×ｔ８ｍｍ、サブφ４０×φ２２×ｔ８ｍｍ、マグネット重量メイン、サブともに３５．１ｇ、黒色背抄紙コーンの構成で、筐体が３０ｍｍ×３０ｍｍ、振動板の長軸が１１０ｍｍ、短軸が１８ｍｍに設定され、スピーカ測定用ＣＡＤ：ｍｙｓｐｅａｋｅｒ、ＵＳＢインタフェースがＳＥ−Ｕ３３（ＯＮＫＹＯ）で、図１に示す通りスピーカ装置を表示パネルに取り付けた状態で測定した結果を図５〜図７に示す。

以上、説明した通り、スピーカ装置１によれば、最小限度のスピーカ筐体５を用い、スピーカ前面の前面板７にスリット８を設けることにより、振動板３に掛かる負荷インピーダンスを発生させ、ｆ0を低下させることができる。これと相まってスピーカをフラット化することにより、スリット８の実効口径面積を増加させ、分割振動を回避し、低域特性の改善を図ることができる。

スピーカ装置１によれば、前面板７のスリット８から音が放射されるので、放音に必要な開口を小さくでき、映像表示装置の薄型化、大型化に対応することができる。また、厚みなど、スペースが限られる装置に組み込むことができる。さらに、スピーカ装置１はダイナミック型であり、十分な音質および音量を得ることができる。

スリット８の幅が小さいので、スピーカ装置１を薄型化でき、また、スピーカ装置１がほとんど視認できなくなり、デザイン性が格段に向上する。

スリット８の位置は、振動板３の長手方向に延在させ、スリット８を振動板３の中央部でなくエッジ側に設けたことで、100Hz〜1KHz位までの周波数特性の改善を計り、1KHz〜5KHz位の歪み特性、特に２次高調波歪みの増加と３次高調波の低減を図ることができる。

長円形スピーカ装置１を用いその前面を前面板７で覆いその前面板７にスリット８を設けそこから音声を出力することにより、テレビ前面の縁を最小に押さえることが出来る。スリット８からの音を表示パネル９前面に飛び出させることで、絞られたスリット８の音道より空中に放射された音をその回折効果を利用して、表示パネル９よりの反射音で画像との融和を得ることができる。言わば画面上からの音を視聴者に感じさせることができる。このような構成によれ得られる音質はスピーカ装置１の外形に数ミリの余裕を持たせただけの外形のスピーカ筐体５を用いることだけで十分保証出来るものである。さらに、従来、テレビ画面の縁を薄くする為、スピーカを表示パネル後方に設置し、前面まで導波管を用いて音声を前面にガイドしていたが、管共振が発生し、これを止めるのに各種の工夫を行っているなど、不便さ・煩雑さがあったが、本実施形態を用いることにより調音の必要が無くすことが可能となる。

スピーカ装置１の変更形態であるオーディオ用Hi-Fiスピーカ１０１について図７を参照して説明する。ここでは２ウェイのスピーカで説明する。スピーカ装置１０１は、スピーカ装置１と同様の構造を備えているので、相違点を説明する。スピーカ１０１は、ウーファー１０３ａとツイーター１０３ｂとを上下に間隔を開けて備えている。スリット１０７がウーファー１０３ａとツイーター１０３ｂの振動板の投影面積の領域を通るように振動板の中心部を避けた位置にて前面板１０６を貫通するように上下に設置されている。これにより、スピーカ装置１の薄型化、小型化に対応することができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。映像表示装置は、家庭用テレビジョン、パソコン用ディスプレイなどのいずれにも適用可能である。オーディオ用Ｈｉ-Ｆｉスピーカに代えて、コンピュータ用のスピーカに適用してもよい。

本発明実施形態のスピーカ装置を備えた映像表示装置の正面図である。同装置の斜視図である。同スピーカ装置の側面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）は同スピーカ装置の内部構造を示す正面図である。（ａ）（ｂ）は同スピーカ装置のサインスイープの周波数特性の測定値である。（ａ）（ｂ）は同スピーカ装置のサインスイープのインピーダンス特性の測定値である。（ａ）（ｂ）は同スピーカ装置のサインスイープの周波数特性の測定値である。（ａ）（ｂ）本実施形態の変更形態のスピーカ装置の正面図と側面図である。

符号の説明

１・・・スピーカ装置２・・・映像表示装置３・・・振動板
３ａ・・・長軸３ｂ・・・短軸４・・・駆動部５・・・筐体
６・・・音響空間７・・・前面板８・・・スリット
９・・・表示パネル１０・・・フレーム

Claims

長円形の振動板と、
前記振動板の駆動手段と、
前記振動板および前記駆動手段が取り付けられる筐体とを備えたスピーカ装置において、
前記筐体に設けられ、前記振動板の前面側を塞いで音響空間を形成する前面板と、
前記音響空間から外部まで前記前面板の長手方向に貫通し、前記振動板の中心に対応する位置を外した前記前面板の領域に延在するスリットと、
を備えたことを特徴とするスピーカ装置。
前記スリットの幅が１〜５ｍｍに設定されたことを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
前記スリットの長さが前記振動板の長さの７０〜１００％に設定されたことを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
スピーカ装置を表示パネルのフレームに取り付けた映像表示装置において、
前記スピーカ装置が、
長円形の振動板と、
前記振動板の駆動手段と、
前記振動板および前記駆動手段が取り付けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記振動板の前面側を塞いで音響空間を形成する前面板と
、
前記音響空間から外部まで前記前面板の長手方向に貫通し、前記振動板の中心に対応する位置を外した前記前面板の領域に延在するスリットと、を備え、
前記前面板及びスリットが、前記表示パネルの表示面と平行に近接配置される、
ことを特徴とする映像表示装置。