JP6463971B2 - フレキシブル基板を有する装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル基板を有する装置に関するものである。

日本国特許第３１９２３７２号公報には、永久磁石板と、該永久磁石板に対向するように配置した振動膜と、該振動膜と前記永久磁石板との間に介在する緩衝部材と、前記振動膜の永久磁石板に対する相対位置を規制する支持部材とを具備し、前記永久磁石板は、その振動膜対向面のほぼ全面に帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが形成され、且つ着磁パターンにおけるニュートラルゾーンの位置に多数の排気用貫通穴を配列した一体構造をなし、前記振動膜は、薄く柔軟な樹脂フィルムに、蛇行形状の導線パターンからなるコイルをプリント配線した構造であって、該導線パターンの直線部分が前記永久磁石板のニュートラルゾーンに対応する位置に設けられ、周辺部にて固定されずに、前記支持部材によって面内方向の変位は規制されるが、厚み方向には自由に変位できるように支持されており、前記緩衝部材は、軟質で且つ通気性を有し前記振動膜とほぼ同じ大きさのシートを複数枚積み重ねた構造をなし、該シートと前記永久磁石板もしくは振動膜との間に隙間を有するように配設されていることを特徴とする薄型電磁変換器が記載されている。

スピーカーまたはマイクロフォンといった音響変換機能部品とそれを駆動する電子回路を一体化した簡易な構成の装置が求められている。

本発明の一態様は、平板型の音響変換素子として機能する振動回路部を含むフレキシブル基板と、フレキシブル基板を収納するハウジングと、振動回路部に対向するように配置された磁石板とを有する装置である。フレキシブル基板は、ボイスコイル配線に音響信号を供給する駆動回路部をさらに含み、駆動回路部とボイスコイル配線とが当該フレキシブル基板に形成された接続配線により接続されている。この装置においては、フレキシブル基板の一部を平板型の音響変換素子、典型的には、平板型スピーカーの振動板として用いる。それとともに、共通の（同じ）フレキシブル基板の他の部分に音響信号を出力する駆動回路部を構成し、共通のフレキシブル基板を振動板として機能させるボイスコイル配線と駆動回路部とを、共通のフレキシブル基板に形成された接続配線により基板内で接続する。このフレキシブル基板は、駆動回路部とボイスコイル配線とを同一工程で製造でき、さらに、駆動回路部とボイスコイル配線とを別工程で接続する必要がない。このため、装置の製造に要する工数を大幅に削減できだけでなく、駆動回路とボイスコイルとを接続するための配線長も短くできる。したがって、ノイズを抑制でき、低コストで信頼性が高く、音響性能の良い装置を提供できる。

フレキシブル基板は、振動回路部と駆動回路部との間に形成されたスリットと、スリットにより狭い幅に成形されたブリッジ部とを含み、ブリッジ部に接続配線が配置され、前記ボイスコイル配線の配線パターンは、前記磁石板の多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延び当該着磁境界に対して対称に配置された複数の配線を有する。平板型の音響変換素子として機能する振動回路部の振動特性を改善でき、音響特性を改善できる。

振動回路部と駆動回路部とはフレキシブル基板の表裏あるいは積層中のいずれに配置されていてもよく、共通のフレキシブル基板に設けられていれば良い。振動回路部と駆動回路部とが共通のフレキシブル基板に並置されていることが望ましく、比較的短い接続回路でこれらの回路部を接続でき、ノイズを抑制しやすい。

前記振動回路部は、三角形、四角形などの多角形であり、多角形の一辺に沿ってスリットおよびブリッジ部が配置され、多角形の他の辺は自由な状態で振動する。平板型の音響変換素子として機能する振動回路部の振動特性を改善しやすい。さらに、ボイスコイル配線は、スリットが設けられた多角形の一辺に直交する配線パターンまたは平行する配線パターンのいずれかを含むことが望ましい。配線パターンはフレキシブル基板の振動回路部が基板の厚み方向に振動するように形成されるが、万一、力が基板の面に沿った方向に発生した場合でも、スリットに対して直交する配線パターンまたは平行する配線パターンであればスリットの周囲に不均一な歪は発生しにくく、音響特性を向上できる。面に沿った方向の力の発生を抑制するには、配線パターンは、磁石板の多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延びていることが望ましい。したがって、磁石板は、多角形のスリットが形成された一辺に垂直または並行な着磁パターンを含むことが望ましい。振動回路部の典型的な形状（輪郭）は、四角形である。

本発明の他の態様の１つは、ボイスコイル配線が形成され、平板型の音響変換素子として機能する振動回路部を含むフレキシブル基板であって、ボイスコイル配線に音響信号を供給する駆動回路部をさらに含み、駆動回路部とボイスコイル配線とが当該フレキシブル基板に形成された接続配線により接続されているフレキシブル基板である。フレキシブル基板は、振動回路部と駆動回路部との間に凹部または凸部状のブリッジ部を設けたり、ブリッジ部の厚みをエッチングなどで調整して低剛性にしてもよい。振動回路部の動きをより自由振動に近くでき、音質を向上しやすい。また、駆動回路部に対する振動の影響を抑制できる。

スピーカーの外観を示す図。 スピーカーの構成を展開して示す図。 フレキシブル基板の表裏の構成を示す図。 配線の配置を示す断面図。

図１に、本発明に係る電子音響変換機能を備えた装置の一例として平板型（平面型）のスピーカーの外観を示している。図２に、平板型のスピーカー１０の概略構成を展開図により示している。このスピーカー１０は、板状のハウジング２０と、ハウジング２０の内部の上下（前後または左右）に配置された板状の磁石板３１および３２と、磁石板３１および３２に緩衝材（緩衝部材）４１および４２を介して挟まれるように振動回路部（振動膜部）５９が配置されたフレキシブル基板（フレキシブルプリント基板、フレキシブルプリント配線板、メンブレン配線板）５０とを含む。フレキシブル基板５０の振動回路部５９は、平板型（平面型）の音響変換素子として機能する。

ハウジング２０は、金属製、プラスチック製または木製であり、その他の材料、たとえばセラミック、ガラスなどで構成されていてもよい。ハウジング２０は上部ハウジング２１と下部ハウジング２２とを含み、それぞれに複数の開口２３が設けられている。開口２３の形状は円形に限定されず、多角形であっても、網状であっても、スリット状などであってもよい。また、ハウジング２０は、スピーカー１０を単独で構成するものであってもよく、テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォンあるいはその他の電気製品または家具の一部であってもよい。さらに、ハウジング２０は車両の内装または部屋の内装の一部であってもよく、ハウジング２０はその他の動産または不動産の一部であってもよい。

ハウジング２０の内部に収納された磁石板３１および３２は、共通の構成の永久磁石板であり、着磁により表面および裏面の着磁面３３に帯状のＮ極３５ｎとＳ極３５ｓとが平行縞状に交互に現れている。さらに、帯状のＮ極３５ｎおよびＳ極３５ｓ（以降では極に関わらず着磁領域３５と称することがある）の境界（着磁境界）３６に沿って、複数の貫通孔３４が設けられている。

磁石板３１および３２は、焼結磁石板、非焼結磁石板、フレキシブル磁石板またはソリッド構造の磁石板であってもよく、その他の公知の構造の磁石板のいずれかであってもよい。磁性を付加する材質は、フェライト磁石、希土類磁石、ネオジム−鉄−ホウ素系磁石などであってもよい。磁石板３１の厚さや形状（正方形、長方形、円形、楕円形など）、構造（１枚の永久磁石板であるか、複数の永久磁石板を貼り合わせた構造であるかなど）は任意であり、設計上の問題で、特性やコスト、製造上の必要性、使用状態などに応じて適宜選択できる。また、磁極（磁界）の大きさ（着磁の大きさ）、極ピッチなども任意であり、ハウジング２０の大きさ、要求される音量などの要素に基づき選択できる。

以下では、２枚の磁石板３１および３２にフレキシブル基板５０の振動回路部５９が挟まれた構造のスピーカー１０を例に説明するが、１枚の磁石板を用い、フレキシブル基板５０の一方（片面）のみが磁石板に対向（対面）していてもよい。また、フレキシブル基板５０は両面に振動回路部５９が設けられていてもよく、片面のみに振動回路部５９が設けられていてもよい。また、磁石板３１および３２によりフレキシブル基板５０を挟む代わりに、１枚の磁石板の両側にフレキシブル基板５０を配置してもよく、複数の磁石板および振動膜を積層した構成であってもよい。

磁石板３１および３２と、フレキシブル基板５０の振動回路部５９との間に配置される緩衝部材４１および４２は、軟質で、音波が自由に通る程度の通気性を有し、フレキシブル基板５０のなかで音響変換領域（音響変換素子）として機能する振動回路部５９とほぼ同じ大きさのシート状の部材である。緩衝部材４１および４２の一例は、薄いシート状の不織布を複数枚重ねたものである。緩衝部材４１および４２を複数枚のシート状の部材を重ねて構成する場合は、それらを接着せずに、それぞれ別個に振動（変位）できるように重ねて配置することが望ましい。緩衝部材４１および４２は、動作時に振動回路部５９が磁石板３１および３２にぶつかって異音（正常振動音ではない雑音）を発することを防ぎ、振動回路部５９自身の分割振動の発生を防ぐ（びびり音の発生を防ぐ）など、音源に忠実な音波以外の発生を制御する作用を含む。

フレキシブル基板５０は、薄膜の樹脂フィルム製のフレキシブル基板であり、たとえば、ポリイミドフィルム（芳香族ポリイミドフィルム）、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどが採用される。フレキシブル基板５０は、厚みは１０−５０μｍ程度が好ましい。フレキシブル基板５０は、複数枚のフィルムを積層したものであってもよい。本例のフレキシブル基板は、全体が方形（長方形）で、全体の面積の５０〜９０％が方形の振動回路部（振動膜部）５９となっている。振動回路部５９は、全体の５０％以下であってもよい。振動回路部５９には、ボイスコイル配線（ボイスコイル用配線）６０となる複数の配線パターンが両面５１および５２に形成されている。

フレキシブル基板５０の振動回路部５９を除いた部分５８は実装領域（駆動回路部）であり、振動回路部５９に音響信号を供給する回路および処理ユニット８５が搭載（実装）されている。駆動回路部５８と振動回路部５９との境界５７は接続部であり、振動回路部５９に設けられたボイスコイル配線（配線パターン）６０は接続配線６９により接続されている。駆動回路部５８と振動回路部５９とは接続部５７で双方からの線を個別に接続（半田付け）するわけではなく、共通のフレキシブル基板５０の表面に設けられたプリントパターンである接続配線６９により一体的に接続されている。フレキシブル基板５０の接続部５７は低剛性の構造となっている。すなわち、フレキシブル基板５０の接続部５７の大部分は直線的に延びたスリット状の開口（スリット）５５となっており、スリット５５により残された部分がブリッジ部５４となり、ブリッジ部５４に処理ユニット８５とボイスコイル配線６０とを接続する配線６９が配置されている。ブリッジ部５４は平坦であってもよく、断面が凸状（凹状）のフレキシブルコネクションであってもよい。

すなわち、このフレキシブル基板５０は、全体が長方形で、長辺方向（長手方向）の一方の側に音響素子である振動回路部５９が配置され、他方の側に振動回路部５９を駆動する駆動回路部５８が配置され、並置された振動回路部５９と駆動回路部５８との境界が接続部５７となり、接続部５７に短辺方向に延びたスリット５５が形成されている。したがって、振動回路部５９は全体が方形（長方形または正方形）であり、その方形の一辺が、スリット５５が形成された接続部５７を介して駆動回路部５８に繋がり、方形の他の３辺は、緩衝部材４１および４２と接触するなどの関係はあるが、基本的には自由に振動できる状態でハウジング２０に収納されている。

輪郭が方形（四角形）の振動回路部５９は、ハウジング２０に収納した際のスペース効率が高く、または、四角形のハウジング２０はさまざまな個所に設置しやすい。したがって、四角形の振動回路部５９を有するフレキシブル基板５０は、音響素子しての性能、本例のスピーカー１０であれば音響出力を確保しやすい。振動回路部５９は他の多角形、たとえば、三角形や五角形などであってもよく、フレキシブル基板５０の何れかの端を含むように振動回路部５９を配置し、振動回路部５９を、その一辺を接続部５７として支持することにより、振動しやすい、音響性能の高い振動回路部５９を備えたフレキシブル基板５０を提供できる。また、多角形の振動回路部５９の接続部５７である一辺に沿ってスリット５５を配置することにより、さらに音響性能の高い振動回路部５９を備えたフレキシブル基板５０を提供できる。

図３（ａ）および（ｂ）に、フレキシブル基板５０の両面（上面および下面、前面および後面、表面および裏面）５１および５２を示している。また、参考のために、対峙する磁石板３１および３２の着磁面３３の着磁領域３５ｎおよび３５ｓの配置を示している。

フレキシブル基板５０の振動回路部５９の表面５１には、３本の配線６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを含む配線パターン（ボイスコイル配線）６０が形成されている。振動回路部５９の裏面５２には、３本の配線６１ｄ、６１ｅおよび６１ｆを含む配線パターンであって、表面５１の配線パターンと同じまたは対称な配置の配線パターン６０が形成されている。また、フレキシブル基板５０の駆動回路部５８の表面５１には、それぞれの配線６１ａ〜６１ｃおよび６１ｄ〜６１ｆに接続配線（中継配線）６９を介して接続された処理ユニット８５が実装され、駆動回路部５８の裏面５２には通信用回路部品８１と、電池８２とが搭載されている。

駆動回路部５８に搭載される回路素子はこれらに限定されず、用途等により、コンデンサ、抵抗、その他の用途のチップ、それらを接続する配線が実装されていてもよい。処理ユニット８５の一例は駆動回路機能を含むデジタルスピーカー駆動ユニットであり、処理ユニット８５は振動回路部５９の配線６１ａ〜６１ｆのそれぞれに対しデジタル音響信号を供給する。駆動回路部５８および振動回路部５９を搭載した、共通のフレキシブル基板５０に設けられる配線は、ボイスコイル用の配線６１ａ〜６１ｆを含めて、フレキシブル銅張プリントフィルムをフォトエッチングすることにより同時に形成できる。

処理ユニット８５の典型的な例は、日本国特開２０１０−２８７８５号公報などに記載されているデジタルスピーカー駆動装置である。この駆動装置は、ΔΣ変調器と、後置フィルターと、ｓ個の駆動回路と、ΔΣ変調器と、後置フィルター及びｓ個の駆動素子に電源を供給する電源回路とから構成され、ｓ個の駆動回路はｓ個のデジタル信号端子に対応している。この駆動装置は、ΔΣ変調器とミスマッチシェーピングフィルター回路とにより複数のデジタル信号を出力し、複数のデジタル信号により駆動される複数のスピーカーによりアナログ音声を直接変換するデジタルスピーカー装置に適している。

振動回路部５９の表面５１と裏面５２とに設けられた配線パターン６０の構成は共通するので、以降では表面５１の配線パターン６０を説明する。異なる電気信号が印加される独立した複数の配線６１ａ〜６１ｃを含む配線パターン６０は、多極磁化された磁石板３１の着磁面３３の着磁境界３６に沿って延びた第１の配列パターン６５と、振動回路部５９の縁側に配置され着磁境界３６に対し直交する方向に延びた第２の配列パターン６６とを含む。第１の配列パターン６５は、着磁境界３６を中心とした対称な位置に複数の配線６１ａ〜６１ｃが配置されている。すなわち、この第１の配列パターン６５は、３つの配線６１ａ〜６１ｃを含むので、配線６１ｂが着磁境界３６に沿って配置され、配線６１ａおよび６１ｃが配線６１ｂに対し等しい間隔で平行に配置されている。

隣接する第１の配列パターン６５は、第２の配列パターン６６により接続され、第２の配列パターン６６により配線６１ａ〜６１ｃの順番は逆転する。したがって、隣接する第１の配列パターン６５では、配線６１ａ〜６１ｃの並び順が逆転している。

図４に、スピーカー１０において、フレキシブル基板５０の振動回路部（振動部分）５９が上下の磁石板３１および３２により挟まれた状態を模式的に、断面図により示している。なお、緩衝部材は省略している。磁石板３１および３２の表面（着磁面）３３にはストライプ状に着磁された着磁領域３５（３５ｎおよび３５ｓ）が表れる。着磁領域３５の垂直な磁界成分（絶対値）は、それぞれの着磁領域３５ｎおよび３５ｓの中心付近で最も大きく、着磁領域３５ｎ（Ｎ極）と３５ｓ（Ｓ極）の境界（着磁境界）３６付近では最も小さくなる。これは着磁磁界の成分を垂直方向に見て定義しているためで、境界３６付近では垂直成分の磁界が無いことから、この領域をニュートラルゾーンと呼ぶこともある。一方、これらの着磁領域３５により形成される磁界３７の水平成分（永久磁石板の表面に平行な成分）は、それぞれの着磁領域３５ｎおよび３５ｓの中心付近では最も小さく、着磁境界３６付近で最も大きい。隣接する着磁領域３５ｎ（Ｎ極）から着磁領域３５ｓ（Ｓ極）へ円弧状に磁力線３７が通るためである。

配線６１ａ〜６１ｃに電流を通すと、フレミングの左手の法則にしたがい、磁界３７の方向により振動回路部５９を動かす力が働く。磁界３７の水平成分は振動回路部５９を厚み方向に振動させるのに寄与する成分であり、配線６１ａ〜６１ｃに信号（電流）を印加することにより振動回路部５９を厚み方向に振動させて音響に変換できる。このため、配線６１ａ〜６１ｃは、第１の配列パターン６５により水平成分の最も大きな着磁境界３６に沿って配置される。一方、この第１の配列パターン６５は、複数の配線６１ａ〜６１ｃを含む。したがって、着磁境界３６に垂直な方向にある程度の幅で複数の配線６１ａ〜６１ｃが配置される。このため、両側の配線６１ａおよび６１ｃに電流が流れると、磁界３７の水平成分だけではなく垂直成分と作用し、振動回路部５９を厚み方向（本図では上下方向）に動かすとともに、振動回路部５９をフレキシブル基板５０と平行な方向（面に沿った方向、本図では水平方向）に動かす力が働く可能性がある。

しかしながら、本例の第１の配列パターン６５においては、両側の配線６１ａおよび６１ｃは、着磁境界３６に対して対称な位置に配置されている。したがって、両側の配線６１ａおよび６１ｃに同位相の信号が供給された場合は、磁界３７の垂直成分により両側の配線６１ａおよび６１ｃではフレキシブル基板５０と平行な方向（水平な方向）で逆方向の力が発生する。このため、配線６１ａおよび６１ｃにより発生するフレキシブル基板５０を水平方向に動かす力はキャンセルされ、フレキシブル基板５０を安定した状態で上下に振動させて音を発生させることができる。

フレキシブル基板５０においては、配線６１ａ〜６１ｃに対し異なる電気信号を独立して供給できる。したがって、両側の配線６１ａおよび６１ｃには同じ電気信号が同時に供給されるとは限らない。しかしながら、配線６１ａ〜６１ｃを音源として利用する場合、配線６１ａ〜６１ｃに供給される信号強度は時間平均するとほぼ等しくなることが多い。さらに、処理ユニット８５に、配線６１ａ〜６１ｃをクロックの単位でランダムまたはサイクリックに選択して接続する機能を設けることにより、配線６１ａ〜６１ｃに供給される信号強度をさらに平均化できる。処理ユニット８５と接続配線６９との間に配線６１ａ〜６１ｃをクロックの単位でランダムまたはサイクリックに選択して接続する機能を含む回路またはチップを配置してもよい。

さらに、隣接する第１の配列パターン６５においては、配線６１ａ〜６１ｃの順番が逆転している。また、隣接する第１の配列パターン６５においては各配線６１ａ〜６１ｃに流れる電流の向きは逆転する。したがって、同一の配線、たとえば、配線６１ｃにおいては、磁界３７の垂直成分の方向は同じで、電流の向きが逆転する。このため、各配線６１ａおよび６１ｃにより発生する振動回路部５９を水平方向に動かす力は、隣接する第１の配列パターン６５の間でキャンセルされる。したがって、各配線６１ａ〜６１ｃに位相の異なる電気信号や極性の異なる電気信号が供給されるような場合であっても、振動回路部５９を安定した状態で上下に振動させて、電気信号を音響信号に変換して出力できる。また、振動回路部５９を含むフレキシブル基板５０が水平方向に動くことを防止できる。

さらに、第１の配列パターン６５は、方形の振動回路部５９の長辺に平行に配置されており、配線６１ａ〜６１ｃの長さが等しくなるようにアレンジできる。このため、配線６１ａおよび６１ｃにより生成される水平な方向の力は、大きさが等しく、方向が異なるのでキャンセルできる。また、第１の配列パターン６５は、長方形の振動回路部５９の一辺である接続部５７に対し直交する方向に延びており、この点でも、ニュートラルゾーンである着磁領域の境界（着磁境界）３６の両側に配置される配線６１ａおよび配線６１ｃの長さを等しくできる。それとともに、特に、接続部５７に近い領域で発生する水平方向の力をキャンセルできるので、接続部５７に加わる水平方向の力を抑制できる。したがって、スリット５５の周辺およびブリッジ部５４に発生する面に沿った方向の力を抑制できる。このため、振動回路部５９を、固定されている駆動回路部５８に対して、ボイスコイル配線である配線パターン６０により生成される力で垂直方向に自然な振動モードで振動させることができる。したがって、優れた音響特性を備えたフレキシブル基板５０およびスピーカー１０を提供できる。

第１の配列パターン６５が、方形の振動回路部５９の短辺方向に平行に配置されている場合も上記と同様に、着磁境界３６の両側に配置される配線６１ａおよび配線６１ｃによる面方向の力（水平方向の力）をキャンセルすることが容易である。また、接続部５７の近傍における配線６１ａおよび配線６１ｃの長さを均等にできるので、接続部５７に加わる水平方向の力を抑制できる。したがって、磁石板３１および３２においても、着磁境界３６が方形の振動回路部５９の長辺または短辺方向に平行に配置されていることが望ましい。また、着磁境界３６が長方形の振動回路部５９の一辺である接続部５７に対し直交する方向または平行する方向に配置されていることが望ましい。他の多角形形状の振動回路部５９において、接続部５７に加わる水平方向の力を抑制するためには、配線パターン６０が接続部５７である多角形の一辺に対して直交する方向または平行な方向に延びていることが望ましい。着磁境界３６も同様に、接続部５７である多角形の一辺に対して直交する方向または平行な方向に延びていることが望ましい。

フレキシブル基板５０の振動回路部５９により出力された音響信号は、磁石板３１および３２に設けられた貫通孔（貫通部）３４を通して外界に出力される。また、振動回路部５９および緩衝部材４１および４２の水平方向（面と平行な方向）の動きは、ハウジング２０に適当なストッパとしての構成を設けて規制することも可能である。たとえば、ハウジング２０の側壁で振動回路部５９を含むフレキシブル基板５０などの動きを規制したり、ハウジング２０のコーナーの形状を斜めにしてフレキシブル基板５０の動きを規制することができる。さらに、ピンなどの部材によりフレキシブル基板５０の水平方向の動きを規制することができる。

また、フレキシブル基板５０の振動回路部５９は、三方の縁（周端）は、自由に振動できる状態でハウジング２０に収納されており、一方の縁は接続部５７を介して駆動回路部５８に一体化されている。接続部５７は、接続配線６９が配置されるブリッジ部５４を除き、スリット状の開口５５になっており、さらにブリッジ部５４は凸状または凹状のフレキシブルな、さらに低剛性の形状に加工されていてもよい。接続部５７の剛性を非常に低くすることにより、振動回路部５９の周端（縁）は、接続部５７も含めてほぼ全体が自由振動できる状態となり、振動回路部５９を自由端状態で振動させることができる。したがって、配線６１ａ〜６１ｆに供給される電気信号に応じた振動を振動回路部５９に励起でき、品質の高い音を出力できる。

フレキシブル基板５０は、接続部５７を介して駆動回路部５８と振動回路部５９とが一体となっている。このため、駆動回路部５８に搭載された処理ユニット８５と振動回路部５９の配線パターン（ボイスコイル配線）６０とをフレキシブル基板５０に形成されたプリントパターン（接続配線）６９により接続できる。このため、処理ユニット８５の駆動回路から出力された音響信号を短いパターンでボイスコイル用の配線パターン６０に供給でき、周囲のノイズ等の影響を抑制できる。また、駆動回路部５８、振動回路部５９および接続回路６９を含めた、フレキシブル基板５０に実装される配線は、一括して製造される。このため、駆動回路部５８、振動回路部５９を含めたフレキシブル基板５０、およびフレキシブル基板５０を搭載したスピーカー１０の製造コストを低減できる。

フレキシブル基板５０にプリントされる配線で接続配線６９を形成できるので、配線パターン６０に含まれる複数の配線６１ａ〜６１ｆのそれぞれに異なる音響信号を供給する場合であっても、数多い接続配線６９を比較的狭いブリッジ部５４に集中して配置できる。したがって、音響信号の量が増えても、ブリッジ部５４の面積の増大を抑制でき、接続部５７を低剛性に維持できるので振動回路部５９をフリーな状態で振動させることができる。

たとえば、処理ユニット８５が１００ＭＨｚ程度の処理能力の駆動回路機能、あるいはデジタル信号処理機能を備えている場合、２４ビットのデジタル音響信号を６回路×４ビット（時間方向に１６分割）の再生信号に変換してそれぞれの配線６１ａ〜６１ｆに直に供給することができる。フレキシブル基板５０の振動回路部５９は、配線６１ａ〜６１ｆに対しそれぞれ独立に供給されたデジタル信号（再生信号）により上下に振動し、再生信号による振動が合成された音が出力される。

このように、上述したスピーカー１０においては、フレキシブル基板５０の一部を振動回路部５９として音を出力する。したがって、上記においてはスピーカーとしての機能を主に発揮する装置を例に説明したが、情報端末、携帯端末などの情報処理装置や、家電などの電化製品、産業用機械、車両などにおいて、スピーカー機能を必要とする場合に、スピーカーユニットをフレキシブル基板５０に搭載したり、フレキシブル基板５０に加えてスピーカーユニットをハウジングに収納するスペースを確保したりする必要はなく、フレキシブル基板５０をハウジングに収納する簡易な構成でスピーカーとしての機能を備えた装置を提供できる。

振動回路部５９は音響出力に適した材質および厚みであり、駆動回路部５８は回路部品の搭載や回路形成に適した多層構造などであってもよい。

なお、上記では、表裏のそれぞれに３配線（３回路）が形成された振動回路部５９を含むフレキシブル基板５０を備えたスピーカー１０を例に説明しているが、振動回路部５９に設けられる配線の数はこれに限定されず、２配線であってもよく、４配線以上であってもよく、いずれか一方の面だけに配線が設けられていてもよい。たとえば、配線パターン６０が２配線の場合は、２つの配線は着磁境界３６を中心に対称な位置に配置される。また、上記では、配線パターン６０は、長方形の振動回路部５９の長手方向（縦方向）に折り返しているが幅方向（横方向）に折り返してもよい。また、ボイスコイル用の配線パターン６０は上記に限定されず、振動回路部５９を振動させるボイスコイルとして機能する配線パターンであればよい。

さらに、振動回路部５９の形状は長方形に限らず、正方形であっても、それ以外の形状であってもよい。また、振動回路部５９は、フレキシブル基板５０の一方の端に設けられてもよく、複数の端に設けられていてもよく、さらに、フレキシブル基板５０の中、たとえば中央に設けられていてもよい。

また、配線パターン６０が蛇行またはジグザグに曲がっている（ターンしている）数は３つに限定されない。振動回路部５９の面積が十分に確保できない場合は、配線パターン６０はストレートであってもよい。配線パターン６０には偶数個の第１の配列パターン６５が含まれていることが望ましく、この場合は、配線パターン６０のターン部分（第２の配線パターン６６）は奇数であることが望ましい。

また、磁石板３１および３２に設けられた貫通孔（通気孔）３４の位置は任意であるが、振動回路部５９の変位が大きくなる着磁境界３６に沿って配置することが望ましい。また、貫通孔３４の配置は千鳥状であっても格子状であってもよく、円形であっても、長円形であっても、多角形であってもよい。

また、上記では振動回路部５９が音を出力するスピーカーを例に説明しているが、フレキシブル基板５０を含む装置は、振動回路部５９が音を電気信号に変換するマイクロフォンとしての機能を備えた装置であってもよい。マイクロフォンとしての機能を備えた装置においては、集音特性をフレキシブルに設定したり、デジタル信号を出力するマイクロフォンを提供できる。

Claims (6)

1. ボイスコイル配線が形成され、平板型の音響変換素子として機能する振動回路部を含むフレキシブル基板であって、前記ボイスコイル配線に音響信号を供給する駆動回路部をさらに含み、前記駆動回路部と前記ボイスコイル配線とが当該フレキシブル基板に形成された接続配線により接続されているフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板を収納するハウジングと、
   前記振動回路部に対向するように配置された磁石板と、を有し、
   前記フレキシブル基板は、
   前記振動回路部と前記駆動回路部との間に形成されたスリットと、前記スリットにより狭い幅に成形されたブリッジ部とを含み、前記ブリッジ部に前記接続配線が配置され、
   前記ボイスコイル配線の配線パターンは、前記磁石板の多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延び当該着磁境界に対して対称に配置された複数の配線を有し、
   前記振動回路部は多角形であり、前記多角形の一辺に沿って前記スリットおよびブリッジ部が配置され、前記多角形の他の辺は自由な状態で振動する、装置。
2. 請求項１において、
   前記振動回路部と前記駆動回路部とが前記フレキシブル基板に並置されている、装置。
3. 請求項１において、
   前記ボイスコイル配線は、前記多角形の前記一辺に直交する配線パターンまたは平行する前記配線パターンのいずれかを含む、装置。
4. 請求項３において、
   前記磁石板は、前記多角形の前記一辺に垂直または並行な着磁パターンを含む、装置。
5. 請求項３または４のいずれかにおいて、
   前記振動回路部は四角形である、装置。
6. ボイスコイル配線が形成され、平板型の音響変換素子として機能する振動回路部を含み、当該振動回路部が磁石板に対向配置されるフレキシブル基板であって、
   前記ボイスコイル配線に音響信号を供給する駆動回路部をさらに含み、前記駆動回路部と前記ボイスコイル配線とが当該フレキシブル基板に形成された接続配線により接続されており、
   前記振動回路部と前記駆動回路部との間に形成されたスリットと、前記スリットにより狭い幅に成形されたブリッジ部とを含み、前記ブリッジ部に前記接続配線が配置され、
   前記ボイスコイル配線の配線パターンは、前記磁石板の多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延び当該着磁境界に対して対称に配置された複数の配線を有し、
   前記振動回路部は多角形であり、前記多角形の一辺に沿って前記スリットおよびブリッジ部が配置され、前記多角形の他の辺は自由な状態で振動する、フレキシブル基板。

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