JP4219732B2 - パネル型スピーカ付き表示端末装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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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