WO2018216711A1 - 圧電型平板スピーカ及びその形成方法 - Google Patents

圧電型平板スピーカ及びその形成方法 Download PDF

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flat plate
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flat
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清 有沢
克行 荻原
雅崇 櫻井
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北陸電気工業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms
    • H04R7/06—Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric flat plate speaker that reproduces sound by vibrating a flat plate by a plurality of piezoelectric actuators, and a method for forming the same.
  • An object of the present invention is to provide a piezoelectric flat-plate speaker and a method for forming the same that can increase the sound pressure in a lower frequency range than in the past.
  • the present invention achieves the above object by the following means.
  • a piezoelectric flat panel speaker that electrically drives a flat plate such as a flat display whose periphery is supported, a plurality of piezoelectric actuators installed so as to transmit vibration to the flat plate, and a plurality of piezoelectric actuators. And a drive circuit for generating piezoelectric vibration.
  • a flat plate when a flat plate is excited, a plurality of vibrations can be transmitted to a plurality of selected anti-node superposition positions selected from a plurality of anti-node superposition positions where the antinode positions of a plurality of flexural vibrations generated on the flat plate coincide.
  • Each piezoelectric actuator is installed.
  • the selected plurality of antinode overlapping positions are symmetrical positions of the flat plate.
  • the plurality of selected anti-node overlapping positions are a horizontally symmetrical position of the flat plate and a vertically symmetrical position of the flat plate.
  • a plurality of selected anti-node overlay positions are surrounded by a position of ⁇ 0.3X from the center of the horizontal dimension X of the flat plate and a position of ⁇ 0.4 Y from the center of the vertical dimension Y of the flat plate It is preferable to select from a plurality of anti-node superposition positions in the region to be displayed.
  • the resonance frequency of interest of a plurality of flexural vibrations at at least one anti-node position matches the lowest resonance frequency of the plurality of piezoelectric actuators installed at the selected anti-node positions.
  • the particularly selected plurality of anti-node superposition positions are the horizontal symmetry position of the flat plate and the vertical symmetry position of the flat plate, and the selected anti-node superposition positions are the horizontal dimension X of the flat plate.
  • the first region surrounded by the position of ⁇ 0.3X from the center and the position of ⁇ 0.4Y from the center of the longitudinal dimension Y of the flat plate, and the plurality of the plurality in the second region surrounding the first region Select from the anti-node position.
  • the resonance frequency of interest of a plurality of flexural vibrations at at least one anti-node position matches the lowest resonance frequency of the plurality of piezoelectric actuators installed at the selected anti-node positions.
  • two small piezoelectric actuators having outer dimensions smaller than the outer dimensions of the piezoelectric actuators installed at a plurality of selected antinode overlapping positions are line-symmetrical with respect to the longitudinal center line in the second region and are selected by four You may install in the position outside a belly superposition position.
  • four small piezoelectric actuators having outer dimensions smaller than the outer dimensions of the piezoelectric actuators installed at a plurality of selected antinode overlapping positions are line-symmetrical with respect to the longitudinal center line in the second region and are selected by four You may install two each in the position outside a belly superposition position. In this way, the sound pressure in the high sound range can be increased.
  • the plurality of piezoelectric actuators and small piezoelectric actuators have a circular shape, an elliptical shape, an oval shape, and a rectangular shape, and excite bending vibration.
  • the flat plate includes the first area and the first area.
  • First and second so as to completely traverse the flat plate in the vertical direction, located on the first and second vertical imaginary line boundary lines extending in parallel with the vertical center line of the boundary lines with the two regions.
  • the longitudinal linear ribs may be joined. Providing such vertical linear ribs can increase the sound pressure of the frequency of interest in the horizontal direction.
  • the flat plate is located on the first and second horizontal imaginary line boundary lines extending in parallel with the horizontal center line among the boundary lines between the first region and the second region, and the first and second The first and second horizontal linear ribs may be joined so as to connect the vertical linear ribs.
  • Providing such horizontal linear ribs can increase the sound pressure of the frequency of interest in the vertical direction. That is, the effect of the frequency of interest can be further increased.
  • a fulcrum is created by providing a rib (supporting a portion that does not vibrate) where it hits each vibration node, Vibration can be further enhanced.
  • the flat plate is positioned on the first and second vertical imaginary line boundary lines extending in parallel with the vertical center line among the boundary lines between the first region and the second region.
  • the first and second longitudinal linear ribs are joined so as to completely traverse the longitudinal direction, and the flat plate has a lateral center of the boundary line between the first region and the second region.
  • the first and second lateral linear ribs are joined so as to connect the first and second longitudinal linear ribs located on the first and second lateral imaginary line boundaries extending parallel to the line.
  • the flat plate extends from the first and second longitudinal linear ribs along the lateral center to the edge of the flat plate.
  • Third and fourth lateral linear ribs preferably are joined that.
  • annular rib may be joined to the flat plate so as to surround the outer periphery of the piezoelectric actuator.
  • the longitudinal linear rib, the lateral linear rib, and the annular rib have the same degree of flexibility as the flat plate or higher (hard) than the flat plate. In this way, it is possible to support and fix a portion that is not desired to vibrate.
  • the longitudinal linear rib, the lateral linear rib, and the annular rib are preferably formed of plastic or metal that is harder than a flat plate.
  • FIG. 4 is a diagram showing output acoustic characteristics of a flat speaker when a piezoelectric actuator located in a laterally symmetric position is driven at a constant voltage with a sine wave voltage having a frequency range of 100 Hz to 20 kHz.
  • FIG. 4 is a diagram showing output acoustic characteristics of a flat speaker when a piezoelectric actuator located in a laterally symmetric position is driven at a constant voltage with a sine wave voltage having a frequency range of 100 Hz to 20 kHz.
  • FIG. 6 is a diagram showing output acoustic characteristics when a piezoelectric actuator at a longitudinally symmetric position is driven at a constant voltage with a sine wave voltage having a frequency range of 100 Hz to 20 kHz.
  • FIG. 5 is a diagram showing output acoustic characteristics when all piezoelectric actuators are simultaneously driven with a constant voltage and a sinusoidal voltage with a frequency range of 100 Hz to 20 kHz.
  • FIG. 7 is a diagram in which the characteristics of FIGS. 4 to 6 are superimposed. It is a figure used in order to explain a setting field of a selection belly superposition position. It is a figure which shows the other shape of a piezoelectric diaphragm (oval shape, an oval shape, a rectangle).
  • FIG. 6 is a diagram showing output acoustic characteristics of a flat speaker when an additional piezoelectric actuator at a laterally symmetric position is driven at a constant voltage with a sine wave voltage having a frequency range of 100 Hz to 20 kHz. It is a rear view of the piezoelectric type flat speaker of 2nd Embodiment of 3rd invention. It is a rear view of the piezoelectric type flat speaker of 3rd Embodiment of 3rd invention. It is a rear view of the piezoelectric type flat speaker of 4th Embodiment of 3rd invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a piezoelectric flat plate speaker having a reproduction band of 300 Hz to 20 kHz, which is an embodiment of the piezoelectric flat plate speaker of the second invention of the present application to which the method of the first invention of the present application is applied.
  • Reference numeral 101 denotes a flat plate that supports the periphery of a display such as a liquid crystal or organic EL display or a poster, and this flat plate is a glass plate measuring 810 mm long ⁇ 1450 mm wide ⁇ 0.7 mm thick.
  • Reference numerals 102a, 102b, 102c, and 102d denote piezoelectric actuators. As shown in FIG.
  • a piezoelectric ceramic having a diameter of 75 mm and a thickness of 0.1 mm is bonded concentrically to a metal disk having a diameter of 80 mm and a thickness of 0.1 mm.
  • a piezoelectric actuator composed of a circular piezoelectric diaphragm is used.
  • the piezoelectric actuators 102a, 102b, 102c, and 102d are all fixed to the back surface of the flat plate 101 with an adhesive.
  • the flat plate 101 needs to be fixed at two or more points. Specifically, two points of the upper end and the lower end of the flat plate 101 located on the dotted line L2 shown in FIG. 1, or two points of the left end and the right end of the flat plate 101 located on the dotted line L1 shown in FIG. What is necessary is just to fix with both. These fixed points serve as “reference points” for vibration. If the outer periphery of the flat plate 101 is supported by a structure that does not prevent vibration, the sound pressure can be increased.
  • FIG. 3 (A) shows the vibration of each resonance frequency in a plurality of flexural vibration modes excited by the flat plate 101 superimposed.
  • light-colored portions indicate that the positions of the antinodes of the resonance modes (m, n) of each bending vibration having a large vibration amplitude are substantially the same position (antinode overlap position).
  • m is the order of the vibration mode in the horizontal direction
  • n is the order of the vibration mode in the vertical direction.
  • the resonance frequency of the piezoelectric actuators 102a and 102b is made to substantially coincide with the vibration antinode position of the flat plate 101 shown in FIG. 3B [the position of the resonance mode (m9, n9) at a frequency of 300 Hz: the selected antinode overlapping position P1]. If the piezoelectric actuators 102a and 102b arranged in this manner are driven, vibration modes (m9, n7), (m9, n9),... Can be efficiently excited on the flat plate 101.
  • the places where the piezoelectric actuators 102c and 102d are installed on the vertical dotted line L2 described in the cross in FIG. 1 are vibration modes such as (m9, n9), (m11, n11),. Is a position where the vibration anti-node positions substantially coincide (selected anti-node superposition position P2).
  • the resonance frequency of the piezoelectric actuators 102c and 102d disposed at the selected anti-node overlapping position P2 is also set to 300 Hz.
  • the flat speaker of the present embodiment includes a drive circuit that electrically drives a plurality of piezoelectric actuators to generate piezoelectric vibrations.
  • vibration modes (m9, n9), (m11, n11),... Can be efficiently excited on the flat plate 101.
  • FIG. 4 shows the output acoustic characteristics of the flat speaker when the piezoelectric actuators 102a and 102b arranged at the selected anti-node superposition position P1 are driven with a constant voltage and a sine wave voltage with a frequency range of 100 Hz to 20 kHz. It can be seen from FIG. 4 that it can be used as a normal speaker because it can reproduce from 300 Hz which is a low sound range to 20 kHz which is a high sound range. However, the flatness of the reproduction frequency characteristic is a little bad.
  • FIG. 5 shows the output acoustic characteristics when the piezoelectric actuators 102c and 102d arranged at the selected anti-overlapping position P2 are driven with a sine wave voltage of a frequency range of 100 Hz to 20 kHz at a constant voltage.
  • FIG. 5 it can be seen that reproduction is possible from 300 Hz which is a low sound range to 20 kHz which is a high sound range.
  • the flatness of the reproduction characteristics is slightly inferior, similar to the characteristics of FIG.
  • looking at the frequency characteristics of FIG. 5 looking at the frequency characteristics of FIG. 5, the frequency position of the peak of the output sound pressure is different from the peak frequency of the frequency characteristics of FIG.
  • FIG. 6 shows an output when the piezoelectric actuators 102a and 102b arranged at the selected anti-node superposition position P1 and the piezoelectric actuators 102c and 102d arranged at the selected anti-node superposition position P2 are simultaneously driven with a sine wave voltage in a frequency range of 100 Hz to 20 kHz at a constant voltage. It shows acoustic characteristics. It can be seen from FIG. 6 that reproduction is possible from 300 Hz which is a low sound range to 20 kHz which is a high sound range.
  • the frequency is set to be the same, the piezoelectric actuators 102c and 102d disposed at the selected anti-overlapping position P2 can be driven more efficiently if the resonance frequency of the piezoelectric actuators 102c and 102d is substantially matched with the resonance frequency of the vibration mode (m9, n9).
  • the resonance frequencies of the piezoelectric actuators 102a, 102b, 102c, and 102d disposed at the selected antinode superimposed positions P1 and P2 can be set to different frequencies.
  • a plurality of flexural vibration modes that are excited as shown in FIG. 3A are similarly applied to the fixing condition in which the case is disposed on the back side of the flat plate 101 and the flat plate 101 is fixed to the case. It is possible to drive efficiently by investigating and superimposing vibrations at each resonance frequency and obtaining new P1 and P2 from the dark portion.
  • piezoelectric flat speaker design method The design methods for forming the piezoelectric flat speaker of the example of FIG. 1 are listed below.
  • Piezoelectric actuator A1 is installed at position P1, which is the symmetrical position of the flat plate.
  • Piezoelectric actuator A2 or piezoelectric actuator A1 is installed at position P2, which is the symmetrical position of the flat plate.
  • the piezoelectric actuator A1 (first group), the piezoelectric actuator A2 or the piezoelectric actuator A1 (second group) is driven to measure the frequency characteristics of the sound pressure of the flat speaker.
  • the location and method of attaching the piezoelectric actuator (102a, 102b, 102c, 102d) to the flat plate 101 are as follows.
  • the vibration actuator in the low sound range is preferably near the center of the flat plate, and it is desirable to stick it in the range of ⁇ 0.3x and ⁇ 0.4y in order to increase the excitation efficiency (FIG. 8).
  • the plurality of selected anti-node superposition positions are in a region surrounded by a position of ⁇ 0.3X from the center of the horizontal dimension X of the flat plate and a position of ⁇ 0.4Y from the center of the vertical dimension Y of the flat plate. preferable.
  • the location where the piezoelectric actuator is pasted is preferably as follows.
  • the piezoelectric actuator is preferably attached symmetrically.
  • the low-frequency piezoelectric diaphragm is pasted in the range of ⁇ 0.3x and ⁇ 0.4y from the center of the glass plate.
  • the flat plate 101 that once started to vibrate continues to vibrate for a while even after the driving of the piezoelectric actuator 102 is stopped, and therefore remains as a reverberant sound. Therefore, after stopping the driving of the piezoelectric actuator 102, it is necessary to abruptly attenuate the vibration of the flat plate 101.
  • an adhesive damping material, gel, or the like may be attached to the flat plate 101. If such measures are taken, the reverberation time can be reduced to about 1/10 compared to the case where no measures are taken.
  • FIG. 10 is a rear view of the piezoelectric flat speaker according to the first embodiment of the third invention of the present application. 10, parts similar to those of the second embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
  • the embodiment of FIG. 1 is different from the first embodiment of the third invention of FIG. 10 in that two piezoelectric actuators 103a and 103b are added in addition to the example of FIG. is there.
  • the plurality of selected anti-node superposition positions are the laterally symmetrical position of the flat plate and the longitudinally symmetrical position of the flat plate.
  • the plurality of selected anti-node overlapping positions are a first region surrounded by a position of ⁇ 0.3X from the center of the horizontal dimension X of the flat plate and a position of ⁇ 0.4Y from the center of the vertical dimension Y of the flat plate R1 and a plurality of anti-node superposition positions in the second region R2 surrounding the first region R1 were selected.
  • the two piezoelectric actuators 103a and 103b are placed at two selective antinode overlapping positions that are point-symmetric with respect to the center C on the lateral center line YL passing through the center of the lateral dimension in the second region R2. installed.
  • a plurality of piezoelectric actuators 103a can be selected from the anti-node superposition positions in the second region R2 so that vibration can be transmitted to these anti-choice superposition positions.
  • 103b can be installed, respectively, to further increase the sound pressure.
  • FIG. 11 shows output acoustic characteristics when the piezoelectric actuators 103a and 103b are simultaneously driven with a constant voltage and a sinusoidal voltage having a frequency range of 100 Hz to 20 kHz. It can be seen from FIG. 11 that reproduction is possible from 300 Hz which is a low sound range to 20 kHz which is a high sound range. This sound pressure characteristic overlaps with the sound pressure characteristic of FIG. 7 and becomes the sound pressure characteristic of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a rear view of the piezoelectric flat speaker according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
  • the embodiment shown in FIG. 10 is different from the second embodiment shown in FIG. 12 in that four piezoelectric actuators 103a to 103d are further added to the example shown in FIG.
  • the line is symmetrical with respect to the horizontal center line YL passing through the center C of the horizontal dimension in the second region R2 and symmetrical with respect to the vertical center line XL passing through the center of the vertical dimension.
  • the piezoelectric actuators 103a to 103d are installed at these four anti-node superposition positions. In this way, the sound pressure can be further increased by increasing the number of selected bellows superimposed positions and increasing the number of piezoelectric actuators.
  • FIG. 13 is a rear view of a piezoelectric flat speaker according to a third embodiment of the third invention of the present application.
  • parts similar to those in the example of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 12 are given the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
  • the difference between the embodiment of FIG. 12 and the third embodiment of FIG. 13 is that, in addition to the embodiment of FIG. 12, two further small piezoelectric actuators 104a and 104b are provided in the second region R2. It is in the added point.
  • two small piezoelectric actuators 104a and 104b having outer dimensions smaller than the outer dimensions of the piezoelectric actuators 102a to 103d are line-symmetric with respect to the longitudinal center line XL in the second region R2, and It is installed at a position outside the four selected anti-node superposition positions 103a to 103d. In this way, the sound pressure in the high sound range can be increased.
  • FIG. 14 is a rear view of the piezoelectric flat speaker according to the fourth embodiment of the third invention of the present application. 14, parts similar to those in the example of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 13 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
  • the embodiment of FIG. 13 is different from the fourth embodiment of FIG. 14 in that two small piezoelectric actuators 104c and 104d are added to the second region R2 in addition to the embodiment of FIG. It is in the added point. In this way, the sound pressure in the higher sound range can be further increased.
  • FIG. 15 is a rear view of a piezoelectric flat speaker according to a fifth embodiment of the third invention of the present application. 15, parts similar to those in the example of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
  • the embodiment of FIG. 15 differs from the embodiment of FIG. 10 in addition to the embodiment of FIG. 10 in that the vertical center line of the boundary lines between the first region and the second region.
  • the first and second longitudinal linear ribs XR1 are located on the first and second longitudinal imaginary line boundary lines PXL1 and PXL2 extending in parallel with XL so as to completely traverse the flat plate 101 in the longitudinal direction.
  • XR2 is joined to the flat plate 101. Providing such vertical linear ribs XR1 and XR2 can increase the sound pressure of the frequency of interest in the horizontal direction.
  • FIG. 16 is a rear view of a piezoelectric flat speaker according to a sixth embodiment of the third invention of the present application.
  • parts similar to those of the example of FIG. 1 and the embodiment of FIGS. 10 and 15 are denoted by the same reference numerals as those of FIGS.
  • the embodiment of FIG. 16 differs from the embodiment of FIG. 15 in addition to the embodiment of FIG. 15 in that the horizontal center line of the boundary line between the first region and the second region.
  • the first and second longitudinal ribs XR1 and XR2 are connected to the first and second longitudinal linear ribs XR1 and XR2 located on the first and second horizontal imaginary line boundary lines PYL1 and PYL2 extending in parallel with YL.
  • the horizontal linear ribs YR1 and YR2 are joined to a flat plate. Providing such horizontal linear ribs YR1 and YR2 can increase the sound pressure of the frequency of interest in the vertical direction.
  • FIG. 17 is a rear view of a piezoelectric flat speaker according to a seventh embodiment of the third invention of the present application.
  • the longitudinal center line XL is symmetrical with respect to the lateral center line YL passing through the center of the lateral dimension in the second region and passes through the center of the longitudinal dimension.
  • the embodiment of FIG. 17 differs from the embodiment of FIG. 16 in addition to the embodiment of FIG.
  • first and second longitudinal linear ribs XR1 and XR2 along the lateral center.
  • the third and fourth lateral linear ribs YR3 and YR4 extending from the edge to the edge of the flat plate 101 are joined. Providing such third and fourth lateral linear ribs YR3 and YR4 can enhance the sound pressure in the high sound range.
  • FIG. 18 is a rear view of the piezoelectric flat speaker according to the eighth embodiment of the third invention of the present application.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1, 12, and 17 are attached to the same parts as those in the example of FIG. 1 and the embodiments of FIGS. 12 and 17. Description is omitted.
  • an annular rib CR is joined to the flat plate 101 so as to surround the outer periphery of the piezoelectric actuators 103a and 103c. Providing such an annular rib CR can suppress the vibration from the piezoelectric actuators 103a and 103c from diffusing to the periphery and enhance the stereo feeling.
  • the longitudinal linear ribs XR1 and XR2, the lateral linear ribs YR1 to YR4, and the annular rib CR preferably have the same degree of flexibility as the flat plate 101 or higher than the flat plate. If it does in this way, each rib will not inhibit the vibration of a flat plate remarkably.
  • the longitudinal linear rib, the lateral linear rib, and the annular rib are preferably formed of plastic or metal that is harder than a flat plate.
  • the present invention it is possible to provide a piezoelectric flat plate speaker and a method for forming the same that can increase the sound pressure in a low frequency range compared to the conventional art.

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Abstract

従来よりも低域の音圧を高くすることができる圧電型平板スピーカ及びその形成方法を提供する。圧電型平板スピーカは、周囲が支持された平板ディスプレイ等の平板１０１と、平板１０１の第１の領域Ｒ１に対して振動伝達可能に複数の圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを設置し、第２の領域Ｒ２中の横方向中心線ＹＬ上で中心Ｃに対して点対称となる２つの選択腹重畳位置に２つの圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｂを設置した。複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を発生させる駆動回路とを備えている。平板１０１が励振されたときに平板に発生する複数の撓み振動の腹の位置が一致する複数の腹重畳位置から選択された複数の選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に複数の圧電アクチュエータをそれぞれ設置する。

Description

圧電型平板スピーカ及びその形成方法
　本発明は、平板を複数の圧電アクチュエータにより振動させることにより音響再生を行う圧電型平板スピーカ及びその形成方法に関するものである。
　従来、ディスプレイの縁部に複数の圧電振動素子を配置して表示プレートを振動させることにより音響を生じさせる圧電型平板スピーカが提案されている（特開２０１０－９３７６９公報)。しかしながら従来の平板スピーカでは、低域の音圧を上げることに限界があった。
特開２０１０－９３７６９公報
　本発明の目的は、従来よりも低域の音圧を高くすることができる圧電型平板スピーカ及びその形成方法を提供することにある。
　本発明は、以下の手段により上記課題を達成する。
　第１の発明の圧電型平板スピーカの形成方法では、平板に励振される複数の撓み振動の腹の位置が一致する腹重畳位置を複数選択し、選択した複数の腹重畳位置に複数の圧電アクチュエータを設置し、複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を励振し、圧電振動を平板に伝達することにより平板に振動を励振する。
　第２の発明の圧電型平板スピーカは、周囲が支持された平板ディスプレイ等の平板と、平板に対して振動伝達可能に設置された複数の圧電アクチュエータと、複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を発生させる駆動回路とを備えている。本発明では、平板が励振されたときに平板に発生する複数の撓み振動の腹の位置が一致する複数の腹重畳位置から選択された複数の選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に複数の圧電アクチュエータがそれぞれ設置されている。
　選択した複数の腹重畳位置（選択腹重畳位置）は、平板の対称位置であるのが好ましい。
　選択した複数の腹重畳位置（選択腹重畳位置）は、平板の横方向対称位置および平板の縦方向対称位置であるのが好ましい。
　選択した複数の腹重畳位置（選択腹重畳位置）は、平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる領域にある複数の腹重畳位置から選択するのが好ましい。
　少なくとも一つの腹重畳位置における複数の撓み振動の着目の共振周波数と、選択した複数の腹重畳位置に設置された複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致させることが好ましい。
　また第３の発明では、特に選択した複数の腹重畳位置は、平板の横方向対称位置および平板の前記縦方向対称位置であり、選択した複数の腹重畳位置は、平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる第１の領域と、該第１の領域を囲む第２の領域にある前記複数の腹重畳位置から選択する。本発明のように第１の領域の他に第２の領域にある腹重畳位置からも選択をして、これらの選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に複数の圧電アクチュエータをそれぞれ設置すると、従来よりも更に音圧を高めることができる。
　少なくとも一つの腹重畳位置における複数の撓み振動の着目の共振周波数と、選択した複数の腹重畳位置に設置された複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致させることが好ましい。
　第２の領域中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線上で中心に対して点対称となる２つの位置に２つの選択腹重畳位置があってもよい。また第２の領域中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線に対して線対称となり且つ縦方向寸法の中心を通る縦方向中心線に対して線対称となる４つの位置に４つの選択腹重畳位置があってもよい。このように選択腹重畳位を増やすと、更に音圧を高めることができる。
　また複数の選択腹重畳位置に設置された圧電アクチュエータの外形寸法よりも小さい外形寸法を有する２つの小形圧電アクチュエータを、第２の領域中の縦方向中心線に対して線対称となり且つ４つの選択腹重畳位置よりも外側の位置に設置してもよい。また複数の選択腹重畳位置に設置された圧電アクチュエータの外形寸法よりも小さい外形寸法を有する４つの小形圧電アクチュエータを、第２の領域中の縦方向中心線に対して線対称となり且つ４つの選択腹重畳位置よりも外側の位置に２つずつ設置してもよい。このようにすると高音域の音圧を高めることもできる。
　複数の圧電アクチュエータ及び小形圧電アクチュエータは、外形が円形、楕円形、小判形、矩形であり、撓み振動を励振する。
　第２の領域中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線上で中心に対して点対称となる２つの位置に２つの選択腹重畳位置がある場合、平板には、第１の領域と第２の領域との境界線のうち縦方向中心線と平行に延びる第１及び第２の縦方向仮想線境界線上に位置して、平板を縦方向に完全に横断するように第１及び第２の縦方向線状リブが接合されても良い。このような縦方向線状リブを設けると、横方向の着目周波数の音圧を増強させることができる。また平板には、第１の領域と第２の領域との境界線のうち横方向中心線と平行に延びる第１及び第２の横方向仮想線境界線上に位置して、第１及び第２の縦方向線状リブを連結するように第１及び第２の横方向線状リブが接合されても良い。このような横方向線状リブを設けると、縦方向の着目周波数の音圧を増強させることができる。すなわち着目周波数の効果をより大きくすることができる。例えば平板の縦方向をある一定の周波数、横方向を別の一定の周波数で振動させるとして、それぞれの振動の節に当たるところにリブを設ける（振動しない部分を支持する）ことにより、支点ができ、より振動を増強することができる。
　さらに第２の領域中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線に対して線対称となり且つ縦方向寸法の中心を通る縦方向中心線に対して線対称となる４つの位置に４つの選択腹重畳位置がある場合には、第１の領域と前記第２の領域との境界線のうち縦方向中心線と平行延びる第１及び第２の縦方向仮想線境界線上に位置して、平板を縦方向に完全に横断するように第１及び第２の縦方向線状リブが接合されており、また平板には、第１の領域と第２の領域との境界線のうち横方向中心線と平行延びる第１及び第２の横方向仮想線境界線上に位置して、第１及び第２の縦方向線状リブを連結するように第１及び第２の横方向線状リブが接合されており、さらに平板には、横方向中心に沿い第１及び第２の縦方向線状リブから平板の縁部まで延びる第３及び第４の横方向線状リブが接合されているのが好ましい。このような第３及び第４の横方向線状リブを設ける、高音域の音圧を増強させることができる。
　さらに圧電アクチュエータの外周を囲むように環状リブが前記平板に接合されていてもよい。このような環状リブを設けると、圧電アクチュエータからの振動が周辺に拡散することを抑制して、ステレオ感を高めることができる。環状リブを高音域用の圧電アクチュエータの周りに形成すると、高周波の振動を拡散させないため、ステレオ感が高められる（左側の振動を左側のみ、右側の振動を右側のみにとどめられる）。
　なお縦方向線状リブ、横方向線状リブ及び環状リブは、平板の可撓性と同程度または平板よりも高い可撓性を有している（硬い）のが好ましい。このようにすると、振動させたくない部分を支持固定することができる。なお縦方向線状リブ、横方向線状リブ及び環状リブは、平板よりも硬いプラスチックまたは金属によって形成されているのが好ましい。
第１の発明の方法を適用した第２の発明の圧電型平板スピーカの一実施の形態の背面図である。 圧電振動板（円形）の図である。 平板に励振される複数の撓み振動モードの各共振周波数の振動を重畳して示した図である。 平板に設定した選択腹重畳位置を示す図である。 横方向対称位置にある圧電アクチュエータを一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の平板スピーカの出力音響特性を示した図である。 縦方向対称位置にある圧電アクチュエータを一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の出力音響特性を示した図である。 全ての圧電アクチュエータを同時に一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の出力音響特性を示した図である。 図４乃至図６の特性を重ねて示した図である。 選択腹重畳位置の設定領域を説明するために用いる図である。 圧電振動板（楕円形、小判形、矩形）の他の形状を示す図である。 第３の発明の第１の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 横方向対称位置にある追加の圧電アクチュエータを一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の平板スピーカの出力音響特性を示した図である。 第３の発明の第２の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第３の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第４の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第５の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第６の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第７の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。 第３の発明の第８の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。
　以下、本発明の圧電型平板スピーカ及びその形成方法の実施の形態について、詳細に説明する。
　図１は本願第１の発明の方法を適用した基本となる本願第２の発明の圧電型平板スピーカの一実施の形態で、再生帯域３００Ｈｚ～２０ｋＨｚの圧電型平板スピーカの平面図である。１０１は液晶や有機ＥＬなどのディスプレイ、ポスターなどの周囲が支持された平板であり、この平板は縦８１０ｍｍ×横１４５０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍのガラス板である。１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは圧電アクチュエータであり、図２に示すように、直径８０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの金属円板に同心円状に直径７５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの圧電セラミックを接着した円形の圧電振動板からなる圧電アクチュエータを用いている。圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄはいずれも平板１０１の裏面に粘着剤で固着されている。
　平板１０１は、２点以上の箇所で固定する必要がある。具体的には、図１に示した点線Ｌ２上に位置する平板１０１の上端と下端の２点、または図１に示した点線Ｌ１の上に位置する平板１０１の左端と右端の２点、またはその両方で固定すればよい。これらの固定箇所は、振動の「基準点」となる。そして平板１０１の外周については、振動を妨げないような構造で支持をすれば、音圧を上げることができる。
　また本例では、平板１０１が振動することにより、前面だけで無く平板１０１の裏面からも音が出る。裏面からの音が気になる場合には、平板１０１の裏側にケース部を作製し、平板１０１の振幅を制限しない程度のクリアランスを持たせて、吸音材を中に敷き、平板１０１の４辺をケースに固定すればよい。なおケース側に通気口が無い場合、裏面からの音圧は小さくなるが、クリアランスを持った空気室の空気がバネになり、前面からの低域側の音圧が下がる。ケース側に通気口を設けることで、クリアランス内の空気の出入りを許し、前面からの音圧を確保しつつ、吸音材で裏面からの音圧を下げるようにしてもよい。
　図３（Ａ）は、平板１０１に励振される複数の撓み振動モードの各共振周波数の振動を重畳して示したものである。図３（Ａ）において、複数の色の薄いところは振動振幅が大きい各撓み振動の共振モード（ｍ，ｎ）の振動の腹の位置がほぼ同じ位置（腹重畳位置）であることを示している。ここで、ｍは横方向の振動モードの次数、ｎは縦方向の振動モードの次数である。例えば、図１の十字に記載された横の点線Ｌ１及びＬ２上に圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂが設置されている場所（選択腹重畳位置）では、横共振モードの（ｍ９，ｎ７）、（ｍ９，ｎ９）、・・・などの複数の振動モードの振動の腹位置がほぼ一致している。従って、圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂの共振周波数を図３（Ｂ）に示す平板１０１の振動の腹の位置［共振モード（ｍ９，ｎ９）の周波数３００Ｈｚの位置：選択腹重畳位置Ｐ１］にほぼ一致させて配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂを駆動すれば、平板１０１に振動モード（ｍ９，ｎ７）、（ｍ９，ｎ９）、・・・を効率よく励振することができる。
　図１の十字に記載された縦の点線Ｌ２上に圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄが設置されている場所は、横共振モードの（ｍ９，ｎ９）、（ｍ１１，ｎ１１）、・・・などの振動モードの振動の腹位置がほぼ一致している位置（選択腹重畳位置Ｐ２）である。本実施例では、圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは、同じ圧電アクチュエータを使用するために、選択腹重畳位置Ｐ２に配置する圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄの共振周波数も３００Ｈｚに設定している。本実施の形態の平板スピーカは、図示していないが、複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を発生させる駆動回路を備えている。そして、圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄを駆動すれば、平板１０１に振動モード（ｍ９，ｎ９）、（ｍ１１，ｎ１１）、・・・を効率よく励振することができる。
　図４は、選択腹重畳位置Ｐ１に配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂを一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の平板スピーカの出力音響特性を示したものである。図４から低音域である３００Ｈｚから高音域である２０ｋＨｚまで再生できているので通常のスピーカとして使用できることがわかる。しかし、再生周波数特性の平坦性は少し悪い。
　図５は、選択腹重畳位置Ｐ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄを一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の出力音響特性を示したものである。図５と同様に低音域である３００Ｈｚから高音域である２０ｋＨｚまで再生できていることがわかる。しかし、図４の特性と同様に再生特性の平坦性は少し劣っていることがわかる。ここで、図５の周波数特性を見ると、出力音圧のピークの周波数位置は図４の周波数特性のピークの周波数とは異なっている。
　図６は選択腹重畳位置Ｐ１に配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂおよび選択腹重畳位置Ｐ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄを同時に一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の出力音響特性を示したものである。図６から低音域である３００Ｈｚから高音域である２０ｋＨｚまで再生できていることがわかる。しかも、選択腹重畳位置Ｐ１に配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂのみを駆動した特性と、選択腹重畳位置Ｐ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄのみを駆動した時の特性が重畳されているので、出力再生特性の平坦性が向上し、しかも音圧が向上していることがわかる（図７）。
　本実施の形態では、横方向対称位置である選択腹重畳位置Ｐ１に配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂの共振周波数と縦方向対称位置である選択腹重畳位置Ｐ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄの共振周波数を同じに設定したが、選択腹重畳位置Ｐ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ｃ，１０２ｄの共振周波数を、振動モード（ｍ９，ｎ９）の共振周波数にほぼ一致させればより効率よく駆動することができる。また、選択腹重畳位置Ｐ１及びＰ２に配置した圧電アクチュエータ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの共振周波数をそれぞれ別の周波数とすることも可能である。
　なお前述のように、平板１０１の裏面側にケースを配置して、平板１０１をケースに固定する固定条件においても同様に、図３（Ａ）で示すような励振される複数の撓み振動モードの各共振周波数の振動を調べて重畳させ、その色の濃い部分から新たなＰ１、Ｐ２を求めることで効率の良い駆動をすることができる。
　［圧電型平板スピーカの設計の手法］
　図１の例の圧電型平板スピーカを形成する場合の設計手法を以下に列挙する。
　（１）平板１０１の撓み振動の共振特性を解析する。
　　・着目周波数の変位を解析する。
　　・各周波数の変位分布を重畳して記載する。
　　・着目周波数の共通の腹の位置（Ｐ１）を見つける（図３（Ｂ））。
　（２）低音域の着目周波数を共振周波数とする圧電アクチュエータ（Ａ１）を設計する。
　　・平板の対称位置である位置Ｐ１に圧電アクチュエータＡ１を設置する。
　（３）圧電アクチュエータＡ１（第一群）を駆動し平板スピーカの音圧の周波数特性を計測する。
　（４）望みの特性が得られたら終了、平坦性が悪い時は（１）に帰り、別の着目周波数共通の腹の位置（Ｐ２）を見つける。
　（５）（２）の低音域の着目周波数を共振周波数とする圧電アクチュエータ（Ａ２）を設計するか、または圧電アクチュエータＡ１を用いる。
　　・平板の対称位置である位置Ｐ２に圧電アクチュエータＡ２または圧電アクチュエータＡ１を設置する。
　（６）圧電アクチュエータＡ１（第一群）、圧電アクチュエータＡ２または圧電アクチュエータＡ１（第２群）を駆動し平板スピーカの音圧の周波数特性を計測する。
　（７）望みの特性が得られたら終了、平坦性が悪い時は（１）に帰り、別の着目周波数共通の腹の位置（Ｐ３）を見つける。
　以降、この手順を続ける。または、複数の圧電アクチュエータの位置の微調整を行う。
　加えて、平板への圧電アクチュエータの支持状態が変化する場合には、上記の手順を続ける。
　［本実施の形態で採用する構成の趣旨］
　１．圧電アクチュエータ（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）を平板１０１に複数枚貼付ける理由は、以下の通りである。
　（１）振動が重畳され音圧が上がる（図７）。
　（２）平板１０１に励振する振動の周波数特性が異なることにより、再生音圧の周波数特性の平坦性が向上する。
　２．平板１０１に対して、圧電アクチュエータ（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）を貼付ける場所と方法は、以下の通りである。
　（１）平板１０１の持つ複数の着目振動モードの振動の腹が重なる場所である。
　（２）振動アクチュエータ同士の間隔が広いと低周波側は音圧が上がるが中間域は音圧が低下、振動アクチュエータ同士の間隔が狭いと低周波側は音圧が下がるが中間域は音圧が上がる。
　（３）特に低音域の振動アクチュエータは平板の中央部近傍が望ましく、±０．３ｘ、±０．４ｙの領域内に貼ることが励振効率を上げるために望ましい（図８）。すなわち複数の選択腹重畳位置は、平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置に囲まれた領域にあるのが好ましい。
　（４）振動アクチュエータの平板の取付は、接着剤、ねじ止め、粘着剤を使用する。
　３．圧電アクチュエータの設計
　（１）第１群の振動アクチュエータの共振周波数と第２群の振動アクチュエータの共振周波数を異ならせる（音圧のフラット化）。
　（２）着目周波数に合わせる。
　（３）振動アクチュエータの振動板形状について（図２、図９）定める。低域強化と平坦性には、下記の関係がある。
　　低域強化＞円形、楕円形、小判形、矩形＜平坦性
　４．本実施の形態において、複数枚の圧電アクチュエータを貼付ける理由は、以下の通りである。
　（１）音圧を上げるためである。
　（２）それぞれの振動アクチュエータの小さなズレ（共振周波数、振動量）が補償し合い、特性を平坦化するためである。なお振動板の枚数を増やすことで、均一の音圧を得ることができる。
　５．圧電アクチュエータを貼付ける場所については、次のようにするのが好ましい。
　（１）着目周波数に合わせた圧電アクチュエータと平板の持つ振動モードから、振動モードの腹となる場所に圧電アクチュエータを同位相で駆動することができる場所が好ましい。なお振動板同士の間隔が広いと低周波側の振動モードになり、振動板同士の間隔が狭いと高周波側の振動モードになる。
　（２）第１群の共振周波数と第２群の共振周波数を異ならせることができる場所が好ましい（音圧のフラット化）。なおガラス板の振動モードに左右されるため、トータルでの最適化が必要である。この場合、圧電アクチュエータは対称に貼るのが好ましい。
　（３）特に低域の圧電振動板はガラス板の中央部から±０．３ｘ、±０．４ｙの領域に貼るのが好ましい。
　上記例の圧電型平板スピーカでは、一旦振動をはじめた平板１０１は圧電アクチュエータ１０２の駆動を止めたとしても、しばらく振動を続けるため、残響音として残る。そのため圧電アクチュエータ１０２の駆動を止めた後は、平板１０１の振動を急峻に減衰させる必要がある。そのためには、平板１０１に対して、粘着性制振材、ゲル等を貼付ければよい。このような対策を採ると、対策を採らない場合と比べて、残響時間を１／１０程度に抑えることができる。
　（第３の発明の実施の形態）
　図１０は、本願第３の発明の第１の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１０には、図１の第２の発明の実施の形態と同様の部分には、図１に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１の実施の形態と図１０の本願第３の発明の第１の実施の形態とが相違するのは、図１の例に追加して更に２つの圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｂを追加した点にある。本実施の形態では、特に選択した複数の腹重畳位置は、平板の横方向対称位置および平板の前記縦方向対称位置である。そして選択した複数の腹重畳位置は、平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる第１の領域Ｒ１と、この第１の領域Ｒ１を囲む第２の領域Ｒ２にある複数の腹重畳位置から選択した。具体的には、第２の領域Ｒ２中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線ＹＬ上で中心Ｃに対して点対称となる２つの選択腹重畳位置に２つの圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｂを設置した。本実施の形態のように第１の領域Ｒ１の他に第２の領域Ｒ２にある腹重畳位置からも選択をして、これらの選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に複数の圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｂをそれぞれ設置すると、従来よりも更に音圧を高めることができる。
　図１１は圧電アクチュエータ１０３ａ，１０３ｂを同時に一定電圧で周波数範囲１００Ｈｚ～２０ｋＨｚの正弦波電圧で駆動した時の出力音響特性を示したものである。図１１から低音域である３００Ｈｚから高音域である２０ｋＨｚまで再生できていることがわかる。この音圧特性が、図７の音圧特性に重なって、本実施の形態の音圧特性となる。
　図１２は本発明の第２の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１２には、図１の実施の形態及び図１０の実施の形態と同様の部分には、図１及び図１０に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１０の実施の形態と図１２の第２の実施の形態とが相違するのは、図１の例に追加して更に４つの圧電アクチュエータ１０３ａ乃至１０３ｄを追加した点にある。この実施の形態では、第２の領域Ｒ２中の横方向寸法の中心Ｃを通る横方向中心線ＹＬに対して線対称となり且つ縦方向寸法の中心を通る縦方向中心線ＸＬに対して線対称となる４つの位置に４つの選択腹重畳位置があり、これら４つの選択腹重畳位置に圧電アクチュエータ１０３ａ乃至１０３ｄを設置している。このように選択腹重畳位を増やして圧電アクチュエータの数を増やすと、更に音圧を高めることができる。
　図１３は本願第３の発明の第３の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１３には、図１の例及び図１２の実施の形態と同様の部分には、図１及び図１２に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１２の実施の形態と図１３の第３の実施の形態とが相違するのは、図１２の実施の形態に追加して、更に２つの小形圧電アクチュエータ１０４ａ及び１０４ｂを第２の領域Ｒ２に追加した点にある。この実施の形態では、圧電アクチュエータ１０２ａ～１０３ｄの外形寸法よりも小さい外形寸法を有する２つの小形圧電アクチュエータ１０４ａ及び１０４ｂを、第２の領域Ｒ２中の縦方向中心線ＸＬに対して線対称となり且つ４つの選択腹重畳位置１０３ａ乃至１０３ｄよりも外側の位置に設置している。このようにすると高音域の音圧を高めることもできる。
　図１４は、本願第３の発明の第４の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１４には、図１の例及び図１３の実施の形態と同様の部分には、図１及び図１３に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１３の実施の形態と図１４の第４の実施の形態とが相違するのは、図１３の実施の形態に追加して、更に２つの小形圧電アクチュエータ１０４ｃ及び１０４ｄを第２の領域Ｒ２に追加した点にある。このようにすると更に高音域の音圧を高めることもできる。
　図１５は、本願第３の発明の第５の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１５には、図１の例及び図１０の実施の形態と同様の部分には、図１及び図１０に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１５の実施の形態と図１０の実施の形態とが相違するのは、図１０の実施の形態に追加して、第１の領域と第２の領域との境界線のうち縦方向中心線ＸＬと平行に延びる第１及び第２の縦方向仮想線境界線ＰＸＬ１及びＰＸＬ２上に位置して、平板１０１を縦方向に完全に横断するように第１及び第２の縦方向線状リブＸＲ１及びＸＲ２を平板１０１に接合している点である。このような縦方向線状リブＸＲ１及びＸＲ２を設けると、横方向の着目周波数の音圧を増強させることができる。
　図１６は、本願第３の発明の第６の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１６には、図１の例、図１０及び図１５の実施の形態と同様の部分には、図１、図１０及び図１５に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１６の実施の形態と図１５の実施の形態とが相違するのは、図１５の実施の形態に追加して、第１の領域と第２の領域との境界線のうち横方向中心線ＹＬと平行に延びる第１及び第２の横方向仮想線境界線ＰＹＬ１及びＰＹＬ２上に位置して、第１及び第２の縦方向線状リブＸＲ１及びＸＲ２を連結するように第１及び第２の横方向線状リブＹＲ１及びＹＲ２を平板に接合している。このような横方向線状リブＹＲ１及びＹＲ２を設けると、縦方向の着目周波数の音圧を増強させることができる。
　図１７は、本願第３の発明の第７の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１７に示した実施の形態では、第２の領域中の横方向寸法の中心を通る横方向中心線ＹＬに対して線対称となり且つ縦方向寸法の中心を通る縦方向中心線ＸＬに対して線対称となる４つの位置に４つの選択腹重畳位置に４つの圧電アクチュエータ１０３ａ乃至１０３ｄがある。そこで図１７においては、図１の例、図１２及び図１６の実施の形態と同様の部分には、図１、図１２及び図１６に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。図１７の実施の形態と図１６の実施の形態とが相違するのは、図１６の実施の形態に追加して、横方向中心に沿い第１及び第２の縦方向線状リブＸＲ１及びＸＲ２から平板１０１の縁部まで延びる第３及び第４の横方向線状リブＹＲ３及びＹＲ４が接合されている。このような第３及び第４の横方向線状リブＹＲ３及びＹＲ４を設けると、高音域の音圧を増強させることができる。
　図１８は、本願第３の発明の第８の実施の形態の圧電型平板スピーカの背面図である。図１８に示した実施の形態では、図１の例、図１２及び図１７の実施の形態と同様の部分には、図１、図１２及び図１７に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。本実施の形態では、圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｃ外周を囲むように環状リブＣＲが平板１０１に接合されている。このような環状リブＣＲを設けると、圧電アクチュエータ１０３ａ及び１０３ｃからの振動が周辺に拡散することを抑制して、ステレオ感を高めることができる。
　なお縦方向線状リブＸＲ１及びＸＲ２、横方向線状リブＹＲ１～ＹＲ４及び環状リブＣＲは、平板１０１の可撓性と同程度または平板よりも高い可撓性を有しているのが好ましい。このようにすると、各リブが平板の振動を著しく阻害することはない。なお縦方向線状リブ、横方向線状リブ及び環状リブは、平板よりも硬いプラスチックまたは金属によって形成されているのが好ましい。
　本発明によれば、従来よりも低域の音圧を高くすることができる圧電型平板スピーカ及びその形成方法を提供することができる。
　１０１　平板
　１０２ａ乃至１０２ｄ，１０３ａ乃至１０３ｄ　圧電アクチュエータ
　１０４ａ乃至１０４ｄ　小形圧電アクチュエータ
　Ｐ１，Ｐ２　選択腹重畳位置

Claims (26)

  1. 　平板に励振される複数の撓み振動の腹の位置が一致する腹重畳位置を複数選択し、
    　選択した複数の前記腹重畳位置に複数の圧電アクチュエータを設置し、
    　前記複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を励振し、前記圧電振動を前記平板に伝達することにより前記平板に振動を励振する圧電型平板スピーカの形成方法であって、
    　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の横方向対称位置および平板の前記縦方向対称位置であり、
    　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、前記平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる第１の領域と、該第１の領域を囲む第２の領域にある前記複数の腹重畳位置から選択することを特徴とする圧電型平板スピーカの形成方法。
  2. 　少なくとも一つの前記腹重畳位置における前記複数の撓み振動の着目の共振周波数と、
    　前記選択した複数の腹重畳位置に設置された前記複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致させることを特徴とする請求項１に記載の圧電型平板スピーカの形成方法。
  3. 　周囲が支持された平板ディスプレイ等の平板と、
    　前記平板に対して振動伝達可能に設置された複数の圧電アクチュエータと、
    　前記複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を発生させる駆動回路とを備え、
    　前記平板が励振されたときに前記平板に発生する複数の撓み振動の腹の位置が一致する複数の腹重畳位置から選択された複数の選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に前記複数の圧電アクチュエータがそれぞれ設置されており、
    　前記複数の選択腹重畳位置は、前記平板の横方向対称位置および前記平板の縦方向対称位置であり、
    　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、前記平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる第１の領域と、該第１の領域を囲む第２の領域にあることを特徴とする圧電型平板スピーカ。
  4. 　少なくとも一つの前記選択腹重畳位置の前記複数撓み振動の着目の共振周波数と、
    　前記複数の選択腹重畳位置に設置された前記複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致していることを特徴とする請求項３に記載の圧電型平板スピーカ。
  5. 　前記第２の領域中の前記横方向寸法の中心を通る横方向中心線上で前記中心に対して点対称となる２つの位置に２つの前記選択腹重畳位置がある請求項３に記載の圧電型平板スピーカ。
  6. 　前記第２の領域中の前記横方向寸法の中心を通る横方向中心線に対して線対称となり且つ前記縦方向寸法の中心を通る縦方向中心線に対して線対称となる４つの位置に４つの前記選択腹重畳位置がある請求項３に記載の圧電型平板スピーカ。
  7. 　前記複数の選択腹重畳位置に設置された前記圧電アクチュエータの外形寸法よりも小さい外形寸法を有する２つの小形圧電アクチュエータが、前記第２の領域中の前記縦方向中心線に対して線対称となり且つ前記４つの選択腹重畳位置よりも外側の位置に設置されている請求項６に記載の圧電型平板スピーカ。
  8. 　前記複数の選択腹重畳位置に設置された前記圧電アクチュエータの外形寸法よりも小さい外形寸法を有する４つの小形圧電アクチュエータが、前記第２の領域中の前記縦方向中心線に対して線対称となり且つ前記４つの選択腹重畳位置よりも外側の位置に２つずつ設置されている請求項６に記載の圧電型平板スピーカ。
  9. 　前記複数の圧電アクチュエータ及び前記小形圧電アクチュエータは、外形が円形、楕円形、小判形、矩形であり、撓み振動を励振することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の圧電型平板スピーカ。
  10. 　前記平板には、前記第１の領域と前記第２の領域との境界線のうち前記縦方向中心線と平行延びる第１及び第２の縦方向仮想線境界線上に位置して、前記平板を前記縦方向に完全に横断するように第１及び第２の縦方向線状リブが接合されている請求項５に記載の圧電型平板スピーカ。
  11. 　前記平板には、前記第１の領域と前記第２の領域との境界線のうち前記横方向中心線と平行延びる第１及び第２の横方向仮想線境界線上に位置して、前記第１及び第２の縦方向線状リブを連結するように第１及び第２の横方向線状リブが接合されている請求項１０に記載の圧電型平板スピーカ。
  12. 　前記平板には、前記第１の領域と前記第２の領域との境界線のうち前記縦方向中心線と平行延びる第１及び第２の縦方向仮想線境界線上に位置して、前記平板を前記縦方向に完全に横断するように第１及び第２の縦方向線状リブが接合されており、
    　前記平板には、前記第１の領域と前記第２の領域との境界線のうち前記横方向中心線と平行延びる第１及び第２の横方向仮想線境界線上に位置して、前記第１及び第２の縦方向線状リブを連結するように第１及び第２の横方向線状リブが接合されており、
    　前記平板には、前記横方向中心に沿い前記第１及び第２の縦方向線状リブから前記平板の縁部まで延びる第３及び第４の横方向線状リブが接合されている請求項６に記載の圧電型平板スピーカ。
  13. 　前記圧電アクチュエータの外周を囲むように環状リブが前記平板に接合されている請求項５乃至１２のいずれか１項に記載の圧電型平板スピーカ。
  14. 　前記縦方向線状リブ、前記横方向線状リブ及び前記環状リブは、前記平板の可撓性と同程度または平板よりも高い可撓性を有している請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の圧電型平板スピーカ。
  15. 　前記縦方向線状リブ、前記横方向線状リブ及び前記環状リブは、平板よりも硬いプラスチックまたは金属によって形成されている請求項５乃至１３のいずれか１項に記載の圧電型平板スピーカ。
  16. 　平板に励振される複数の撓み振動の腹の位置が一致する腹重畳位置を複数選択し、
    　選択した複数の前記腹重畳位置に複数の圧電アクチュエータを設置し、
    　前記複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を励振し、前記圧電振動を前記平板に伝達することにより前記平板に振動を励振する圧電型平板スピーカの形成方法。
  17. 　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の対称位置であることを特徴とする請求項１６に記載の圧電型平板スピーカの形成方法。
  18. 　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の横方向対称位置および平板の前記縦方向対称位置であることを特徴とする請求項１６に記載の圧電型平板スピーカの形成方法。
  19. 　前記選択した複数の腹重畳位置は、前記平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、前記平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置とによって囲まれる領域にある前記複数の腹重畳位置から選択することを特徴とする請求項１６に記載の圧電型平板スピーカの形成方法。
  20. 　少なくとも一つの前記腹重畳位置における前記複数の撓み振動の着目の共振周波数と、
    　前記選択した複数の腹重畳位置に設置された前記複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致させることを特徴とする請求項１６に記載の圧電型平板スピーカの形成方法。
  21. 　周囲が支持された平板ディスプレイ等の平板と、
    　前記平板に対して振動伝達可能に設置された複数の圧電アクチュエータと、
    　前記複数の圧電アクチュエータを電気的に駆動して圧電振動を発生させる駆動回路とを備え、
    　前記平板が励振されたときに前記平板に発生する複数の撓み振動の腹の位置が一致する複数の腹重畳位置から選択された複数の選択腹重畳位置に対して振動伝達可能に前記複数の圧電アクチュエータがそれぞれ設置されていることを特徴とする圧電型平板スピーカ。
  22. 　前記複数の選択腹重畳位置は、前記平板の対称位置であることを特徴とする請求項２１に記載の圧電型平板スピーカ。
  23. 　前記複数の選択腹重畳位置は、前記平板の横方向対称位置および前記平板の縦方向対称位置であることを特徴とする請求項２１に記載の圧電型平板スピーカ。
  24. 　前記複数の選択腹重畳位置は、前記平板の横方向寸法Ｘの中心から±０．３Ｘの位置と、前記平板の縦方向寸法Ｙの中心から±０．４Ｙの位置に囲まれた領域にあることを特徴とする請求項２１に記載の圧電型平板スピーカ。
  25. 　少なくとも一つの前記選択腹重畳位置の前記複数撓み振動の着目の共振周波数と、
    　前記複数の選択腹重畳位置に設置された前記複数の圧電アクチュエータの最低次の共振周波数を一致していることを特徴とする請求項２１に記載の圧電型平板スピーカ。
  26. 　前記複数の圧電アクチュエータは外形が円形、楕円形、小判形、矩形であり、撓み振動を励振することを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の圧電型平板スピーカ。
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