JP4177249B2 - Sound playback device - Google Patents
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本発明は、表示部の透明パネルなどの発音パネルを振動させて発音させる音響再生装置に係り、特に音圧の向上が可能な音響再生装置に関する。 The present invention relates to a sound reproducing device that vibrates a sound generating panel such as a transparent panel of a display unit, and particularly relates to a sound reproducing device capable of improving sound pressure.
パネルを振動させて発音させるパネル型の音響再生装置としては、例えば下記特許文献1に記載のものがある。
An example of a panel-type sound reproducing device that vibrates a panel to generate sound is disclosed in
特許文献1に示すものは、携帯電話のケースに形成された開口部に透明パネルが固定され、前記パネルの内側に液晶表示素子が設けられ、前記パネルを通して前記液晶表示素子に表示された画像が視認できるようになっている。さらに前記パネルの内側には圧電振動素子が前記液晶表示素子と重ならない位置に固定され、前記圧電振動素子が電圧印加されることで振動して、この振動が前記パネルに伝達されて前記パネルが発音する。
しかし、上記特許文献1に示すような携帯電話などの比較的小型の機器では、それに搭載するパネルも小さなものとなって、その結果、パネルの振動面積が小さくなり、高い音圧で出力させ難くなる。
However, in a relatively small device such as a mobile phone as described in
また上記特許文献1に記載のものでは、パネルと圧電振動素子との間に空間を形成することにより、パネルの共振周波数を下げて高周波帯域を抑制することが提案されている。しかし、高音側の出力を抑え過ぎると音質が低下する場合がある。
Moreover, in the thing of the said
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、音質を損なうことなく、広い周波数帯域にかけて音圧を向上できる音響再生装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a sound reproducing device capable of improving sound pressure over a wide frequency band without impairing sound quality.
本発明は、ベースに弾性支持された発音パネルと、この発音パネルに振動を与えて発音させる振動発生手段とが設けられた音響再生装置において、
前記振動発生手段は、その両端が前記発音パネルに連結された長尺形状の励振部材と、その中央部分で前記発音パネルとの間に設けられた駆動手段を有しており、
前記駆動手段を通り、前記励振部材の長手方向と直交する方向に延びる励振基準線上で、前記発音パネルの一部が、前記ベースに直接的にまたは間接的に固定されて拘束されていることを特徴とするものである。
The present invention provides a sound reproducing apparatus provided with a sound generation panel elastically supported by a base and vibration generating means for generating vibration by applying vibration to the sound generation panel.
The vibration generating means includes a long-shaped excitation member whose both ends are connected to the sound generation panel, and a drive means provided between the sound generation panel at a central portion thereof,
A part of the sound generation panel is directly or indirectly fixed to the base and constrained on an excitation reference line extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the excitation member through the driving means. It is a feature.
この音響再生装置では、前記振動発生手段が設けられている場所以外において、発音パネルが拘束されているため、振動発生手段と発音パネルが拘束されている固定部とを結ぶ線が節となって発音パネルが大きな振幅で振動するようになる。 In this sound reproducing apparatus, since the sound generation panel is restrained outside the place where the vibration generating means is provided, a line connecting the vibration generating means and the fixed portion where the sound generation panel is restrained becomes a node. The pronunciation panel vibrates with a large amplitude.
例えば、前記励振基準線上に、前記ベースと前記発音パネルとを固定する固定部が設けられているものである。 For example, on the excitation reference line, in which fixing unit for fixing the base and the pronunciation panel is provided.
このように構成すると、励振基準線を挟んだ両側において、励振部材と発音パネルとの連結部に振動が与えられるため、前記発音パネルは、励振基準線を節として大きな振動が作用するようになる。 With this configuration, since vibration is applied to the connecting portion between the excitation member and the sound generation panel on both sides of the excitation reference line, the sound generation panel is subjected to a large vibration with the excitation reference line as a node. .
この場合に、前記発音パネルは長方形であり、前記駆動手段と前記固定部は互いに対向する長辺の内側において、長辺の中央部に配置されているものとして構成できる。 In this case, the sound generation panel may be rectangular, and the driving means and the fixed portion may be arranged at the center of the long side inside the long sides facing each other.
あるいは、前記発音パネルは縦方向の寸法が横方向の寸法よりも長い長尺形状であり、前記駆動手段と前記固定部は、共に縦方向を二分する中央部において横方向に間隔を空けて配置されているものとして構成できる。 Alternatively, the sound generation panel has a long shape in which the vertical dimension is longer than the horizontal dimension, and the driving means and the fixing part are both spaced apart in the horizontal direction at the central part that bisects the vertical direction. Can be configured.
また、本発明は、ベースに弾性支持された発音パネルと、この発音パネルに振動を与えて発音させる振動発生手段とが設けられた音響再生装置において、
前記振動発生手段は、その両端が前記発音パネルに連結された長尺形状の励振部材と、その中央部分で前記発音パネルとの間に設けられた駆動手段を有しており、
前記駆動手段を通り、前記励振部材の長手方向と直交する方向に延びる励振基準線上を挟むその両側で、前記発音パネルの一部が、前記ベースに直接的にまたは間接的に固定されて拘束されていることを特徴とするものである。
Further, the present invention provides a sound reproducing apparatus provided with a sound generation panel elastically supported by a base and vibration generating means for applying vibration to the sound generation panel to generate sound.
The vibration generating means includes a long-shaped excitation member whose both ends are connected to the sound generation panel, and a drive means provided between the sound generation panel at a central portion thereof,
As the driving means, the excitation reference line extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the excitation member by clamping free on both sides, a portion of the sound panel, directly or indirectly fixed with constrained to the base It is characterized by being.
この場合には、前記駆動手段と一方の固定部を結ぶ線上、および駆動手段と他方の固定部を結ぶ線上に振動の節が形成され、発音パネルが効果的に振動できるようになる。 In this case, vibration nodes are formed on the line connecting the driving means and the one fixing portion and on the line connecting the driving means and the other fixing portion, so that the sound generation panel can vibrate effectively.
本発明は、小型の機器に搭載したとしても、音質を損なうことなく、広い周波数帯域にわたって音圧を向上できる。 The present invention can improve sound pressure over a wide frequency band without impairing sound quality even when mounted on a small device.
図1は本発明の第1の実施の形態の音響再生装置を示す平面図、図2は図1の2矢視図、図3は図1の3−3線での切断断面図、図4は図1の4−4線での切断断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a sound reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of
図1と図2に示すように、この音響再生装置1は発音パネルとしての透明なパネル2を有し、前記パネル2の長辺および短辺が合成ゴムなどの弾性材料で形成されたダンパー3を介してベース4上に弾性支持されている。前記パネル2は、ポリカーボネート、アクリル、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの合成樹脂の板材で四角形状に形成されている。前記ベース4は合成樹脂製や金属製であり、前記パネル2よりも一回り大きい寸法で形成されている。またこのベース4が携帯電話などの電子機器の筐体であってもよい。前記パネル2の外周縁部に前記ダンパー3の一面側が固定され、他面側が前記ベース3上に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1と図2に示すように、前記パネル2の内側にはそれぞれ振動発生手段5と固定部材6とが間隔を空けて設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, vibration generating means 5 and a
前記振動発生手段5は、図4に示すようにX方向の寸法がY方向の寸法よりも十分に長い細長形状(長尺形状)の励振部材7を有している。励振部材7は、鋼板などの磁性材料で形成されたものであり、そのX方向の両端部にL字状に折り曲げられた連結部7a,7aが形成され、前記連結部7a,7aがパネル2の内側に接着剤などで固定されている。なお、図示していないが前記励振部材7のY方向に延びる両側部に折曲部が前記パネル2に当たらない寸法で形成されていてもよい。
As shown in FIG. 4, the vibration generating means 5 has an elongate (long shape)
前記励振部材7にはパネル2に対面する底部7bにフェライトや希土類などの永久磁石で形成されたマグネット8が固定され、さらにマグネット8の上面に磁性材料で形成されたヨーク9が重ねて形成されている。なお、前記底部7bに前記マグネット8とヨーク9を重ねたときに前記ヨーク9の上面が前記パネル2に当たらない寸法に設定されている。
A
一方、前記パネル2には、前記励振部材7と対面する側にコイル10が設けられている。このコイル10は、被覆銅線などをコイル状に巻回して形成されたものであり、前記励振部材7が前記パネル2に固定されたときに、前記マグネット8及びヨーク9が、前記コイル10の内側に微小間隔のギャップGを形成した状態で挿入される。
On the other hand, the
例えば、前記マグネット8において、Z1側がN極に着磁され、Z2側がS極に着磁されていると、マグネット8、ヨーク9、ギャップG、励振部材7によってコイル10に磁界を与える磁界発生手段が形成される。なお、励振部材7に前記折曲部が形成されている場合には、前記コイル10のX方向に延びる電流路を、前記マグネット8及びヨーク9と前記折曲部との間に位置させることで前記折曲部が対向ヨークとして機能させることができる。
For example, in the
前記コイル10が通電されると、フレミング左手の法則に基づいてパネル2と励振部材7とが互いに接近する方向と互いに離れる方向へ変形させられる。この実施の形態では、前記磁界発生手段と前記コイル10とで、磁気駆動手段が構成されている。
When the
図4に示すように、励振部材7は、その長手方向の両端部の連結部7a,7aを介してパネル2に連結され、前記連結部7aと7aの中央部に前記磁気駆動手段が設けられている。よって前記磁気駆動手段の駆動力により、連結部7aと連結部7aとの間で励振部材7とパネル2との間に振動が発生し、この振動は前記連結部7aと7aとからパネル2に与えられる。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、前記磁気駆動手段を通り、すなわち励振部材7を長手方向に二分する中心部を通り、励振部材7の長手方向と直交する方向に延びる仮想線を励振基準線Oとすると、前記固定部材6はこの励振基準線O上に位置している。前記パネル2は長方形状であり、その長辺を二分する位置に前記励振基準線Oが位置している。よって、この実施の形態では、前記励振基準線Oが、パネル2の振動の節となる。
As shown in FIG. 1, an imaginary line passing through the magnetic drive means, that is, passing through the central portion that bisects the
なお、前記振動発生手段5において、励振部材7とパネル2間に振動を発生させる駆動手段としては、磁気駆動手段だけではなく、励振部材7とパネル2に直接または他の部材を介して間接的に固定した圧電素子であってもよい。
In the vibration generating means 5, the drive means for generating vibration between the
図7は、図4に示す振動発生手段の変形例を示す断面図である。この振動発生手段5Aでは、PETやポリカーボネートなどの合成樹脂製のシート11に、コイル10が設けられてこのシート11がパネル2に接着固定されている。また励振部材7の連結部7a,7aが前記シート11に固定され、励振部材7は、前記シート11を介して前記パネル2の内側に連結されている。この実施の形態では、コイル10をシート11の表面に形成すればよいため、コイル10の形成が容易である。また、シート11にコイル10を形成し、シート11に励振部材7を接着固定しておき、その後にシート11をパネル2に接着することにより、製造工程を簡略化できる。
FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the vibration generating means shown in FIG. In this vibration generating means 5A, a
図1に示した音響再生装置1では、図3に示すようにベース4に四角形状の開口部4aが形成されており、この開口部4aの裏側に例えば液晶表示素子を、振動発生手段5及び固定部材6と重ならないように配置することで、前記液晶表示素子から出力される画像や映像がパネル2を通して視認できる。よって液晶表示素子の前面からの発音が可能になる。
In the
図1に示すように、前記音響再生装置1では、パネル2のY方向の一方の縁部に前記振動発生手段5が、他方の縁部に固定部材6がそれぞれ設けられている。前記パネル2は、X方向の寸法がY方向の寸法よりも長い長方形であり、このパネル2の長辺側の縁部近傍にX方向に励振部材7の長手方向が一致するように平行に配置されている。また、前記励振部材7はパネル2の長辺の中央部に位置し、よって前記磁気駆動手段も長辺の中心に位置している。
As shown in FIG. 1, in the
前記固定部材6は、合成樹脂や金属などの剛体で形成されており、前記パネル2とベース4との間に設けられている。本実施の形態での固定部材6は、X方向の寸法がY方向の寸法よりも長く且つ前記振動発生手段5の励振部材7のX方向の寸法よりも短く形成されている。本実施の形態での固定部材6は、枠状に形成された前記ダンパー3の一部に切欠部3aが形成されて、この切欠部3aに固定部材6が設けられている。また、前記固定部材6は、パネル2の長辺の近傍において長辺の中央部に設けられている。
The fixing
なお、前記固定部材6はブロック状に形成された剛体に限られるものではなく、例えば、ベース4が金属板で形成されているものであれば、前記ベース4をパネル2側にL字状に折り曲げて、その先端面をパネル2に固定するものであってもよい。
The fixing
なお、前記固定部材6の長さ寸法、幅寸法及び厚み寸法、そして振動発生手段5の長さ寸法などは適宜変更できる。
The length dimension, width dimension and thickness dimension of the fixing
次に前記音響再生装置1の動作について説明する。
この音響再生装置1では、音声信号や音楽信号に基づいてコイル10が通電されると、磁気駆動力によって振動発生手段5がZ方向への自己振動を発生する。パネル2はその周囲がダンパー3を介して支持されているため、パネル2自体が振動する。
Next, the operation of the
In this
図4と図7に示すように振動発生手段5(5A)では、マグネット8とコイル10とを有する磁気駆動手段において、励振部材7とパネル2との間に振動力が作用すると、励振部材7はマグネット8が設けられた中央部を支点として曲げ変形する。例えば、マグネット8がパネル2にZ1方向へ引き付けられているときには、励振部材7の両端部の連結部7a,7aによって、パネル2がZ2方向へ引かれ、マグネット8がZ2方向へ反発するときには、連結部7a,7aによってパネル2がZ1方向へ押される。
As shown in FIGS. 4 and 7, in the vibration generating means 5 (5A), when a vibration force acts between the
ここで、振動発生手段5の前記磁気駆動手段にはY方向に間隔を空けて前記励振基準線O上に前記固定部材6が位置し、この固定部材6においてパネル2が部分的に拘束されている。そして、前記励振基準線Oを挟んで両側に前記連結部7a,7aが位置している。したがって、パネル2は前記励振基準線Oを節として振動するようになる。そのため、パネル2の面積が小さくても、振動が大きくなり、広い周波数帯において発音量を大きくできる。
Here, the fixing
図8は、比較例と、前記実施の形態を、それぞれ周波数(ヘルツ)と音圧レベル(SPL:sound pressure level)(デシベル)との関係で比較したグラフである。図8では、点線で示すグラフが比較例で、実線で示すグラフが本実施の形態である。 FIG. 8 is a graph comparing the comparative example and the embodiment in terms of the relationship between frequency (Hertz) and sound pressure level (SPL) (decibel). In FIG. 8, a graph indicated by a dotted line is a comparative example, and a graph indicated by a solid line is the present embodiment.
比較例は、第1の実施の形態の音響再生装置1に示すものにおいて、固定部材6を設けずに、パネル2の周縁部全体にダンパー3を設けてベース4に固定したものである。
In the comparative example shown in the
図8に示すように、比較例では低周波領域から高周波領域にかけて音圧が低く出力されているが、これは振動発生手段5を駆動してパネル2を振動させたときに互いに逆向きの振動が相殺されてしまうためと考えられる。これに対して、本実施の形態のように固定部材6が設けられたものでは、低周波領域から高周波領域までの広い帯域にかけて音圧を向上できる。
As shown in FIG. 8, in the comparative example, the sound pressure is output low from the low frequency region to the high frequency region, but this is the vibration in the opposite directions when the vibration generating means 5 is driven to vibrate the
図5は第2の実施の形態の音響再生装置1Aを示す平面図であり、図6は図5の変形例である。いずれの音響再生装置1A,1Bも、楕円形状のパネル2A,2Bを有し、このパネル2A,2Bの周縁部にダンパー3A,3Bが設けられて、前記パネル2A,2Bがベース(図示せず)上にそれぞれ弾性支持されている。なお、振動発生手段は前記振動発生手段5と同じ構成のものである。
FIG. 5 is a plan view showing the
なお、本発明は前記実施の形態に限られるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図1に示す実施の形態では、パネル2がX方向に延びる長辺を有する長方形状であるが、パネル2がX方向の縦寸法がY方向の横寸法よりも長い、長円形状、楕円形状、あるいは多角形であってもよい。この場合に、振動発生手段5と固定部材6は、Y方向に間隔を開け、縦方向を二分する中央にそれぞれ設けられる。よって励振基準線Oも縦方向(X方向)を二分する位置においてY方向に延びるものとなる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the
図5と図6は本発明のさらに他の実施の形態の前記音響再生装置1Aおよび1Bを示している。
5 and 6 show the
図5に示す音響再生装置1Aでは、振動発生手段5がパネル2Aの中心O1よりもX1側寄りにY方向に長手方向が一致するように配置されている。そして、前記中心O1を挟んで前記振動発生手段5と対向するX2側に固定部材6A,6Aが互いに所定間隔離れた状態で設けられている。前記固定部材6A,6Aは、前記ダンパー3Aの一部が合成樹脂や金属などの剛体に置き換えられたものであり、前記パネル2A上のX軸に対して対称に配置されている。
In the
この実施の形態では、前記中心O1を通ってX方向に延びる線が励振基準線であり、前記固定部材6A、6Aは、前記励振基準線を挟んでY方向の両側に等距離の位置に配置されている。
In this embodiment, a line extending in the X direction through the center O1 is an excitation reference line, and the fixing
前記音響再生装置1Aでは、コイル10が通電されて振動発生手段5が駆動させられると、そのときの振動はパネル2Aの全体に伝達されるが、前記固定部材6A,6Aのそれぞれと振動発生手段5の中心とを結ぶ線がそれぞれ振動の節となって振動し、音圧を特に高周波帯域において向上できるようになる。
In the
図6に示す前記音響再生装置1Bでは、振動発生手段5がパネル2Bの中央にY方向が長手方向と一致するように配置されており、前記中心O2(振動発生手段5)を挟んでX1側の端部とX2側の端部に前記と同様な剛体で形成された固定部材6B,6Bが設けられている。この場合も励振基準線は中心O2を通ってX方向に延びており、各固定部材6B,6Bが励振基準線上に位置している。よって、広い周波数帯域で音圧を向上できる。
In the
なお、前記音響再生装置1A,1Bについても、ベースが金属板で形成されたものである場合には、金属板の一部を切り起こしてこれを固定部材としてパネル2A,2Bを固定してもよい。また図7に示すように、振動発生手段5をシート11を用いて一体化して製造工程を簡略化するようにしてもよい。
また、固定部材6はパネル2,2A,2Bの中心部に設けられたものでもよい。
In the
The fixing
1,1A,1B 音響再生装置
2,2A,2B パネル
3,3A,3B ダンパー
4 ベース
4a 開口部
5,5A 振動発生手段
6,6A,6B 固定部材
7 励振部材
7a 連結部
8 マグネット
9 ヨーク
10 コイル
11 シート
1, 1A, 1B
Claims (6)
前記振動発生手段は、その両端が前記発音パネルに連結された長尺形状の励振部材と、その中央部分で前記発音パネルとの間に設けられた駆動手段を有しており、
前記駆動手段を通り、前記励振部材の長手方向と直交する方向に延びる励振基準線上で、前記発音パネルの一部が、前記ベースに直接的にまたは間接的に固定されて拘束されていることを特徴とする音響再生装置。 In a sound reproducing device provided with a sound generation panel elastically supported by a base and vibration generating means for applying vibration to the sound generation panel to generate sound,
The vibration generating means includes a long-shaped excitation member whose both ends are connected to the sound generation panel, and a drive means provided between the sound generation panel at a central portion thereof,
A part of the sound generation panel is directly or indirectly fixed to the base and constrained on an excitation reference line extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the excitation member through the driving means. A characteristic sound reproducing apparatus.
前記振動発生手段は、その両端が前記発音パネルに連結された長尺形状の励振部材と、その中央部分で前記発音パネルとの間に設けられた駆動手段を有しており、
前記駆動手段を通り、前記励振部材の長手方向と直交する方向に延びる励振基準線上を挟むその両側で、前記発音パネルの一部が、前記ベースに直接的にまたは間接的に固定されて拘束されていることを特徴とする音響再生装置。 In a sound reproducing device provided with a sound generation panel elastically supported by a base and vibration generating means for applying vibration to the sound generation panel to generate sound,
The vibration generating means includes a long-shaped excitation member whose both ends are connected to the sound generation panel, and a drive means provided between the sound generation panel at a central portion thereof,
As the driving means, the excitation reference line extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the excitation member by clamping free on both sides, a portion of the sound panel, directly or indirectly fixed with constrained to the base A sound reproducing device characterized by being provided .
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