WO2022024763A1 - オーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイス - Google Patents

オーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイス Download PDF

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WO2022024763A1
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piezoelectric
exciter
display
diaphragm
vibration
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PCT/JP2021/026478
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芳雄 大橋
慎 山口
学 濱川
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ソニーグループ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the present technology relates to an audio device and a driving method, and a display device, and more particularly to an audio device and a driving method, and a display device capable of obtaining a sufficient sound pressure level in a wider frequency band.
  • the display is vibrated by either an electrokinetic exciter or a piezoelectric exciter, and acoustic energy is radiated from the display surface.
  • the directivity is improved at high frequencies, that is, the directivity angle is small. Therefore, at a position laterally away from the front of the speaker system, more specifically, the electrokinetic exciter. The sound pressure level in the high frequency range is further lowered.
  • This technology was made in view of such a situation, and makes it possible to obtain a sufficient sound pressure level in a wider frequency band.
  • the audio device on the first aspect of the present technology is a diaphragm, an electrokinetic vibration unit that outputs sound by vibrating the diaphragm, and a piezoelectric type that outputs sound by vibrating the diaphragm. It is equipped with a vibration section.
  • the driving method of the first aspect of the present technology is a driving method of an audio device including a diaphragm, an electrodynamic vibration unit, and a piezoelectric vibration unit, wherein the electrokinetic vibration unit is the diaphragm.
  • the sound is output by vibrating the diaphragm, and the piezoelectric vibration type vibrating unit vibrates the diaphragm to output the sound.
  • the electrokinetic vibration unit vibrates the diaphragm to generate sound. It is output, and the sound is output when the piezoelectric vibration type vibrates the diaphragm.
  • the display device on the second aspect of the present technology includes a plate-shaped display that displays an image, an electrokinetic vibration exciter that outputs sound by vibrating the display, and a sound by vibrating the display. It is equipped with a piezoelectric vibration type vibration unit that outputs.
  • the electrokinetic vibration unit vibrates the display.
  • the sound is output by causing the display to vibrate, and the sound is output by the piezoelectric vibration type vibrating unit vibrating the display.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the configuration example of the appearance of a display device. It is a figure which shows the functional configuration example of a display device. It is a figure which shows the structural example of a piezoelectric type exciter. It is a figure which shows the structural example of a piezoelectric type exciter. It is a figure explaining the operation of a piezoelectric type exciter. It is a figure which shows the example of the mounting method of a piezoelectric type exciter. It is a figure which shows the example of the mounting method of a piezoelectric type exciter. It is a figure which shows the example of the mounting method of a piezoelectric type exciter. It is a figure which shows the example of the mounting method of a piezoelectric type exciter.
  • this technology can be applied to any device having an acoustic reproduction function, such as an audio device that does not have a display function and realizes only an acoustic reproduction function. Applicable.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the appearance of a display device which is an example of a speaker system to which the present technology is applied.
  • the display device 11 has a display 21, an electrodynamic exciter 22-1, an electrodynamic exciter 22-2, a piezoelectric exciter 23-1, and a piezoelectric exciter 23-2.
  • the display 21 is composed of a flat plate-shaped display panel that realizes a display function, and displays an image based on image data supplied from a display control unit (not shown).
  • the electrokinetic exciter 22-1 and the electrokinetic exciter 22-2 are electrodynamic exciters (vibrators) composed of voice coils, magnets, etc., and display the back surface of the display 21, that is, an image. It is fixed to the surface opposite to the surface to be magnetized.
  • FIG. 1 is a view of the display device 11 as viewed from the back side of the display 21.
  • the electrokinetic exciter 22-1 and the electrokinetic exciter 22-2 are driven in response to an input acoustic signal to vibrate the display 21 and radiate acoustic energy (sound) from the display 21.
  • electrokinetic exciter 22 when it is not necessary to distinguish between the electrokinetic exciter 22-1 and the electrokinetic exciter 22-2, it will be simply referred to as the electrokinetic exciter 22.
  • the piezoelectric type exciter 23-1 and the piezoelectric type exciter 23-2 are, for example, a piezoelectric type vibration exciter (vibrator) composed of a piezoelectric element, and are fixed to the back surface of the display 21.
  • the piezoelectric type exciter 23-1 and the piezoelectric type exciter 23-2 are driven according to the input acoustic signal to vibrate the display 21 and radiate acoustic energy (sound) from the display 21.
  • the piezoelectric type exciter 23 when it is not necessary to distinguish between the piezoelectric type exciter 23-1 and the piezoelectric type exciter 23-2, it will be simply referred to as the piezoelectric type exciter 23.
  • the display 21 realizes the display function, but also the display 21, the electrokinetic exciter 22, and the piezoelectric exciter 23 function as an audio device (speaker system) that outputs a sound based on an acoustic signal. do.
  • the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23 vibrate the display 21 to cause the display 21 to function as a diaphragm of an audio device (speaker).
  • the electrokinetic exciter 22 When the electrokinetic exciter 22 is used as a vibration exciter, a sufficient sound pressure level and a wide (large) directivity angle can be obtained especially at a low frequency (low frequency range).
  • the piezoelectric exciter 23 when used as a vibration exciter, a sufficient sound pressure level and a wide (large) directivity angle can be obtained especially at a high frequency (high frequency range).
  • the display device 11 by using the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23 in combination as a vibration exciter, it is possible to obtain a uniform and sufficient sound pressure level in the entire frequency band targeted for acoustic reproduction. can.
  • the user reproduces the sound at a uniform and sufficient sound pressure level not only in the front of the display device 11 but also in a position laterally displaced (distanced) from the front in the entire frequency band to be reproduced. You can hear the sound.
  • the piezoelectric exciter 23-1 is arranged in the vicinity of the electrokinetic exciter 22-1, and the piezoelectric exciter 23-2 is arranged in the vicinity of the electrokinetic exciter 22-2. ..
  • the piezoelectric exciter 23 is placed at the position of the vibration node of the electrokinetic exciter 22, the Doppler distortion caused by the influence of the vibration for low-frequency reproduction by the display 21 is reduced, and higher sound quality sound reproduction can be achieved. It can be carried out.
  • the display device 11 is configured to reproduce a stereo sound composed of an L channel and an R channel.
  • the electrokinetic exciter 22-1 and the piezoelectric exciter 23-1 and the electrokinetic exciter 22-2 and the piezoelectric exciter 23-2 are arranged symmetrically with respect to the center of the display 21. Has been done.
  • the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23 may be provided for each channel of sound reproduction, or a plurality of piezoelectric exciters 23 may be provided in the vicinity of one electrokinetic exciter 22. good.
  • the piezoelectric type exciter 23 is provided on the upper side in the drawing of the electrokinetic type exciter 22 , but the arrangement position of the piezoelectric type exciter 23 is not limited to this, and any position is arranged. May be good.
  • FIG. 2 shows a functional configuration example of the display device 11.
  • FIG. 2 only some functional blocks and parts for making the display device 11 function as an audio device are shown. In particular, in this example, for the sake of brevity, only functional blocks for one channel are shown.
  • the display device 11 includes an LPF (Low Pass Filter) 51, an amplification unit 52, an electrokinetic exciter 22, an HPF (High Pass Filter) 53, an amplification unit 54, a piezoelectric exciter 23, and a display 21.
  • LPF Low Pass Filter
  • HPF High Pass Filter
  • a piezoelectric exciter 23 a display 21.
  • the acoustic signals of one and the same channel such as R channel and L channel such as contents are supplied to LPF51 and HPF53.
  • the LPF51 cuts off high-frequency components by filtering the supplied acoustic signal, and obtains a mid-low range component and low-frequency components, that is, mid-low range signals including mid-low range components. It is supplied to the amplification unit 52.
  • the amplification unit 52 amplifies the mid-low range signal supplied from the LPF 51 and supplies it to the electrokinetic exciter 22.
  • the electrokinetic exciter 22 is driven based on the mid-low range signal supplied from the amplification unit 52 to vibrate the display 21 to output the mid-low range sound from the display 21.
  • the HPF53 blocks the mid-low range component by filtering the supplied acoustic signal, and supplies the high range signal containing only the high range component obtained as a result to the amplification unit 54.
  • the amplification unit 54 amplifies the high frequency signal supplied from the HPF 53 and supplies it to the piezoelectric exciter 23.
  • the piezoelectric exciter 23 is driven based on the high frequency signal supplied from the amplification unit 54 to vibrate the display 21 to output high frequency sound from the display 21.
  • a high frequency signal including a component having a frequency of at least the above predetermined frequency in the frequency band targeted for acoustic reproduction is generated. Generated. That is, by the vibration by the electrokinetic exciter 22 and the vibration by the piezoelectric exciter 23, the sound of the frequency of the entire frequency band to be the target of acoustic reproduction is output.
  • the display device 11 is provided with the above-mentioned LPF 51, amplification unit 52, electrokinetic exciter 22, HPF53, amplification unit 54, and piezoelectric exciter 23 for each channel.
  • the amplification unit 52 and the amplification unit 54 are provided after the LPF 51 and the HPF 53 after the LPF 51 and the HPF 53 has been described here
  • the amplification unit may be provided in the front stage of the LPF 51 and the HPF 53. In such a case, for example, the output of one amplification unit may be supplied to the LPF 51 and the HPF 53.
  • the piezoelectric exciter 23 has a plate-shaped piezoelectric element 81, and electrodes 82-1 and electrodes 82-2 formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 81. is doing.
  • the electrode 82 is also simply referred to as the electrode 82.
  • the direction in which the electrodes constituting the piezoelectric exciter 23 are lined up that is, the direction perpendicular to the surface of the piezoelectric element constituting the piezoelectric exciter 23 where the electrodes are provided is referred to as a thickness direction, and is perpendicular to the thickness direction.
  • the direction will be referred to as the length direction.
  • the direction in which the electrodes 82-1 and 82-2 are arranged that is, the vertical direction in the figure is the thickness direction, and the left-right direction and the depth direction in the figure are the length directions.
  • the piezoelectric type exciter 23 when a voltage as an acoustic signal (high frequency signal) is applied to the piezoelectric element 81 via the electrode 82, the piezoelectric element 81 expands and contracts in the length direction according to the applied voltage. As a result, the plate-shaped display 21 to which the piezoelectric exciter 23 is fixed bends and vibrates, and a sound based on the input acoustic signal is output.
  • a voltage as an acoustic signal high frequency signal
  • FIG. 3 has described an example in which the piezoelectric exciter 23 is composed of one piezoelectric element 81, that is, one layer of the piezoelectric element 81, the piezoelectric exciter 23 is composed of a plurality of laminated multilayer piezoelectric elements. You may do so.
  • the piezoelectric exciter 23 is configured as shown in FIG. 4, for example.
  • the piezoelectric exciter 23 has a piezoelectric element 111-1 to a piezoelectric element 111-4, and an electrode 112-1 to an electrode 112-8.
  • the plate-shaped piezoelectric elements 111-1 to 111-4 corresponding to the piezoelectric element 81 shown in FIG. 3 are shown in the vertical direction in the drawing, that is, their piezoelectric elements 111-1 to 111-. It is laminated in the thickness direction of 4.
  • the piezoelectric element 111 is simply referred to as the piezoelectric element 111.
  • an electrode for applying a voltage as an acoustic signal is formed on the surface of each piezoelectric element 111 facing in the thickness direction.
  • electrodes 112-1 and 112-2 are formed on the upper and lower surfaces, and electrodes 112-3 and electrodes 112-3 and electrodes are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 111-2. 112-4 is formed.
  • electrodes 112-5 and 112-6 are formed on the upper and lower surfaces, and electrodes 112-7 and the electrodes 112-7 are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 111-4. Electrodes 112-8 are formed.
  • electrodes 112-1 to 112-8 are also simply referred to as electrodes 112.
  • the piezoelectric exciter 23 has a laminated structure obtained by arranging four piezoelectric elements 111 in the thickness direction of the piezoelectric elements 111.
  • each piezoelectric element 111 when a voltage as the same acoustic signal (high frequency signal) is applied to each piezoelectric element 111 via the electrode 112, each of those piezoelectric elements 111 expands and contracts in the length direction.
  • a voltage as the same acoustic signal high frequency signal
  • piezoelectric elements 111 constituting the piezoelectric exciter 23
  • all the piezoelectric elements are applied so that the same electric field is applied to the polarization direction of each of the piezoelectric elements 111, that is, when a voltage is applied.
  • Piezoelectric elements 111 are laminated so that the elements 111 are deformed (expanded and contracted) in the same direction.
  • the piezoelectric exciter 23 has the configuration shown in FIG.
  • the electrode 82-2 is provided on the display 21 side of the piezoelectric exciter 23, and the electrode 82-1 is provided on the side opposite to the display 21 side of the piezoelectric exciter 23. It should be noted that the illustration of the electrode 82 is omitted here.
  • a voltage is applied to the piezoelectric exciter 23 so that the display 21 side, that is, the electrode 82-2 becomes negative and the opposite electrode 82-1 side becomes positive. Then, the piezoelectric exciter 23 contracts (shrinks).
  • a voltage is applied to the piezoelectric exciter 23 so that the display 21 side, that is, the electrode 82-2 is positive and the opposite electrode 82-1 side is negative. Then, the piezoelectric exciter 23 extends outward.
  • the piezoelectric exciter 23 is fixed to the display 21 by attaching it to the display 21 to form a monomorph structure so that the display device 11 can be excited.
  • the display 21 vibrates by bending the display 21 by the piezoelectric exciter 23 in response to the acoustic signal, and as a result, sound waves (acoustic energy) based on the acoustic signal are radiated from the surface of the display 21. ..
  • the display 21 by forming an audio device having a monomorph structure by the piezoelectric exciter 23 and the display 21, the display 21 is flexed and vibrated by applying a voltage to the piezoelectric exciter 23, and a sound wave is output. Can be done.
  • the piezoelectric exciter 23 has, for example, a bimorph structure in which a voltage is applied so that electric fields different from each other are applied to the polarization directions in some piezoelectric elements 111.
  • a specific bimorph structure for example, in FIG. 4, the piezoelectric element 111-1 and the piezoelectric element 111-2 provided in the upper half are arranged in the length direction (outward) due to the relationship between the polarization direction and the electric field direction. It has a stretchable structure.
  • FIG. 4 the piezoelectric element 111-1 and the piezoelectric element 111-2 provided in the upper half are arranged in the length direction (outward) due to the relationship between the polarization direction and the electric field direction. It has a stretchable structure.
  • the piezoelectric element 111-3 and the piezoelectric element 111-4 provided in the lower half have a structure that contracts in the length direction due to the relationship between the polarization direction and the electric field direction.
  • the piezoelectric element 111 in the upper half of the piezoelectric exciter 23 applies an electric field in the same direction as the polarization direction
  • the piezoelectric element 111 in the lower half applies an electric field in the direction opposite to the polarization direction.
  • the piezoelectric element 111 in the upper half of the piezoelectric exciter 23 may be contracted in the length direction
  • the piezoelectric element 111 in the lower half may be expanded in the length direction (bimorph structure).
  • piezoelectric exciter 23 has a bimorph structure or a structure (configuration) in which each piezoelectric element 111 is similarly deformed as described with reference to FIG. 4 may be selected as necessary.
  • FIGS. 6 to 9 the parts corresponding to the case in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. Further, the same reference numerals are given to the portions corresponding to each other in FIGS. 6 to 9, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the piezoelectric exciter 23 may be directly attached (adhesively fixed) to the back surface of the display 21 with an adhesive or the like.
  • the plate-shaped display 21 that functions as a diaphragm should be made of as thin and hard as possible.
  • the material constituting the display 21 is formed of a material as close as possible to the material of the piezoelectric exciter 23 so that the strength of the display 21 serving as a diaphragm is close to the strength of the piezoelectric exciter 23 which is a vibrating device. It should be done. Then, the display 21 becomes more flexible, and higher sound reproduction performance can be obtained.
  • the piezoelectric exciter 23 is adhesively fixed to the back surface of the display 21 by a plurality of double-sided tapes 141-1 to 141-3.
  • the piezoelectric exciter 23 and the display 21 are adhered to each other at three points of the double-sided tape 141-1 to the double-sided tape 141-3, and between the piezoelectric exciter 23 and the display 21 at other points. Is provided with a gap. That is, the piezoelectric exciter 23 is adhesively fixed to the display 21 in a floating state.
  • the display 21 bends and vibrates due to the vibration caused by the piezoelectric exciter 23.
  • double-sided tape 141 when it is not necessary to distinguish between the double-sided tape 141-1 and the double-sided tape 141-3, they are also simply referred to as double-sided tape 141.
  • the double-sided tape 141 is drawn thick in the vertical direction in the figure in order to make the figure easier to see, but in reality, the double-sided tape 141 is considered to have a thickness of about 0.1 mm.
  • the display 21 should be made of as thin and hard as possible. Further, it is preferable that the material constituting the display 21 is formed of a material as close as possible to the material of the piezoelectric exciter 23.
  • the piezoelectric exciter 23 is attached and fixed to the back surface of the display 21 via a thin plate-shaped shim plate 171 (flat plate).
  • the shim plate 171 is adhesively fixed to the back surface of the display 21, and the piezoelectric exciter 23 is further adhesively fixed to the shim plate 171.
  • the display 21 is vibrated via the shim plate 171, which causes the display 21 to flex and vibrate.
  • the display 21 and the shim plate 171 should be made of as thin and hard as possible. Further, it is preferable that the material constituting the display 21 and the shim plate 171 is formed of a material as close as possible to the material of the piezoelectric exciter 23.
  • the ceramic piezoelectric element constituting the piezoelectric exciter 23 is fragile and requires careful handling, but by providing a shim plate 171 between the display 21 and the piezoelectric exciter 23, the piezoelectric element is not easily cracked and handling becomes easy.
  • the shim plate 171 is adhesively fixed to the piezoelectric exciter 23, and the shim plate 171 is adhesively fixed to the back surface of the display 21 by a plurality of double-sided tapes 141-1 to 141-3. ing.
  • the shim plate 171 and the display 21 are adhered to each other by double-sided tape 141 at three places, and at other places, a gap is provided between the shim plate 171 and the display 21 to float. It has become.
  • the display 21 bends and vibrates due to the vibration caused by the piezoelectric exciter 23.
  • the display 21 and the shim plate 171 may be made of as thin and hard as possible, as in the above example. Further, it is preferable that the material constituting the display 21 and the shim plate 171 is formed of a material as close as possible to the material of the piezoelectric exciter 23.
  • the shim plate 171 with the double-sided tape 141 and the display 21 may be adhered to any number of places as long as there are at least three places.
  • the piezoelectric exciter 23 is fixed to the display 21 as shown in FIGS. 6 to 9, the piezoelectric exciter 23 and the display 21 form a monomorph structure, and the display 21 can be flexed and vibrated.
  • the diaphragm does not necessarily have the display function.
  • an audio device having only an acoustic reproduction function may be realized by using a plate-shaped shim plate as a diaphragm and attaching an electrokinetic exciter 22 and a piezoelectric exciter 23 to the diaphragm.
  • the piezoelectric exciter 23 may be attached to the shim plate as the diaphragm.
  • FIG. 10 is a diagram showing the frequency characteristics of the display device 11.
  • the vertical axis indicates the sound pressure level
  • the horizontal axis indicates the frequency.
  • the polygonal line L11 shows the frequency characteristics of the electrokinetic exciter 22
  • the polygonal line L12 shows the frequency characteristics of the piezoelectric exciter 23.
  • the sound pressure level in the mid-low range is large and the sound pressure level in the high range is small compared to the mid-low range.
  • FIG. 11 is a diagram showing the measurement results of the directivity characteristics and the frequency characteristics of the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23.
  • the directivity characteristic (contour diagram) of the electrokinetic exciter 22 is shown in the part indicated by the arrow Q41, and the frequency characteristic of the electrokinetic exciter 22 is shown in the part indicated by the arrow Q42.
  • the directivity characteristic (contour diagram) of the piezoelectric exciter 23 is shown in the portion indicated by the arrow Q43, and the frequency characteristic of the piezoelectric exciter 23 is indicated in the portion indicated by the arrow Q44.
  • the vertical axis indicates the angle in the left-right direction from the center of the display 21
  • the horizontal axis indicates the frequency
  • the shade (color) in the figure indicates the sound pressure. Shows the level.
  • the contour color is uniform in a wide range in the mid-low range, and a wide directivity, that is, a large directivity angle is obtained, but the contour color is uniform in the high range. It can be seen that the range of is narrow and the directivity angle is small. In particular, in the electrokinetic exciter 22, it can be seen that the sound pressure level decreases as the angle from the center increases in the high frequency range.
  • the contour color is uniform in a wide range of high frequencies, and it can be seen that a wide directivity, that is, a large directivity angle is obtained.
  • the vertical axis indicates the sound pressure level
  • the horizontal axis indicates the frequency.
  • the frequency characteristics in the vicinity of the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23 are shown, and the same characteristics as in the case of FIG. 10 are obtained. I understand.
  • the piezoelectric type exciter 23 has a larger exciting force than the electrokinetic type exciter 22, even a diaphragm that is hard to some extent can vibrate the entire diaphragm.
  • the diaphragm (display 21), that is, the entire diaphragm (entire surface) can be flexed and vibrated, and the directivity angle can be made larger. That is, a sufficiently large sound pressure level can be obtained in a wider angle range.
  • the piezoelectric exciter 23 and the electrokinetic exciter 22 are used to vibrate the display 21 to output sound, thereby achieving a sufficient sound pressure level in a wider frequency band. You will be able to get it.
  • the electrodynamic exciter 22 having a large sound pressure level and directivity angle in the mid-low range and the piezoelectric exciter 23 having a large sound pressure level and directivity angle in the high range have good characteristics.
  • By operating in the band it is possible to obtain a sufficiently large sound pressure level and directivity angle in the entire frequency band to be reproduced.
  • the user can view the content with the same volume and sound quality not only in front of the display device 11 but also at a position laterally away from the front of the display device 11.
  • the display 21 by making the display 21 itself function as a diaphragm, sound can be radiated from the display screen, and more immersive content reproduction can be realized.
  • the display object on the display screen can be matched with the sound image localization position of the sound emitted from the display object.
  • the display device 11 starts the reproduction process when the content is instructed to be reproduced and the acoustic signal of the content is supplied.
  • the reproduction process performed by the display device 11 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S11 the LPF 51 filters the supplied acoustic signal by the LPF, and supplies the mid-low range signal obtained as a result to the amplification unit 52.
  • step S12 the HPF 53 filters the supplied acoustic signal by the HPF, and supplies the high frequency signal obtained as a result to the amplification unit 54.
  • step S13 the amplification unit 52 and the amplification unit 54 amplify the mid-low frequency signal supplied from the LPF 51 and the high frequency signal supplied from the HPF 53 and supply them to the electrokinetic exciter 22 and the piezoelectric exciter 23.
  • step S14 the electrokinetic exciter 22 is driven based on the output of the LPF 51, that is, the mid-low range signal supplied from the LPF 51 via the amplification unit 52, and vibrates the display 21. As a result, the mid-low range sound of the content is output from the display 21.
  • step S15 the piezoelectric exciter 23 is driven based on the output of the HPF53, that is, the high frequency signal supplied from the HPF53 via the amplification unit 54, and vibrates the display 21. As a result, the high-frequency sound of the content is output from the display 21.
  • steps S14 and S15 are performed at the same time.
  • the display 21 is vibrated by the piezoelectric exciter 23 and the electrokinetic exciter 22 in this way and the sound of the content is output from the display 21, the reproduction process ends.
  • the display 21 also displays the image of the content.
  • the display device 11 drives the piezoelectric exciter 23 and the electrokinetic exciter 22 in combination to reproduce the sound of the content. By doing so, it is possible to obtain a sufficient sound pressure level in a wider frequency band.
  • this technology can also have the following configurations.
  • Diaphragm and The electrokinetic vibration exciter that outputs sound by vibrating the diaphragm An audio device including a piezoelectric vibration exciter that outputs sound by vibrating the diaphragm.
  • a monomorph structure is formed by the diaphragm and the piezoelectric vibration section.
  • the audio device according to (1) or (2), wherein the piezoelectric vibration unit is composed of one piezoelectric element.
  • the piezoelectric vibration unit is composed of a plurality of laminated piezoelectric elements.
  • the audio device according to any one of (1) to (6), wherein the piezoelectric vibration type vibrates the diaphragm based on the signal obtained by the HPF.
  • the audio device (8) The audio device according to (7), wherein the electrokinetic vibration type vibration unit and the piezoelectric type vibration vibration unit are provided for each channel of the acoustic signal.
  • the diaphragm is a display.
  • the electrokinetic vibration exciter vibrates the diaphragm to output sound.
  • (11) A plate-shaped display that displays images and An electrokinetic vibration exciter that outputs sound by vibrating the display,
  • a display device including a piezoelectric vibration exciter that outputs sound by vibrating the display.
  • 11 display device 21 display, 22-1,22-2,22 electrodynamic exciter, 23-1,23-2,23 piezoelectric exciter, 51 LPF, 52 amplification unit, 53 HPF, 54 amplification unit

Abstract

本技術は、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができるようにするオーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイスに関する。 オーディオデバイスは、振動板と、振動板を振動させることで音を出力させる動電形加振部と、振動板を振動させることで音を出力させる圧電形加振部とを備える。本技術はディスプレイデバイスに適用することができる。

Description

オーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイス
　本技術は、オーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイスに関し、特に、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができるようにしたオーディオデバイスおよび駆動方法、並びにディスプレイデバイスに関する。
　従来、エキサイタをテレビディスプレイ背面に配置してディスプレイを加振し、ディスプレイそのものをスピーカ振動板として機能させるスピーカシステムが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
　このようなスピーカシステムでは、動電形エキサイタまたは圧電形エキサイタの何れかによりディスプレイが加振され、ディスプレイ表面から音響エネルギが放射される。
特許第６４８９２９１号公報 特許第４３１７９５７号公報
　しかしながら、上述した技術では、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることは困難であった。
　例えば動電形エキサイタを用いたスピーカシステムでは、振動板が重い場合には高い周波数では音圧レベルが低下してしまい、十分な音量を得ることができない。
　しかも、振動板の面積が大きい場合には、高い周波数では指向性がよくなる、つまり指向角度が小さくなるため、スピーカシステム、より詳細には動電形エキサイタの正面から横方向に離れた位置では、高域の音圧レベルがさらに低下してしまう。
　また、圧電形エキサイタを用いた場合、低い周波数では十分な音圧レベルを得ることが困難である。
　以上のことから、テレビディスプレイ背面にエキサイタを配置してディスプレイ表面から音響エネルギを放射させるスピーカシステムでは、より大きい指向角度で、音響再生の周波数帯域において十分な音圧レベルを得ることは困難であった。
　本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができるようにするものである。
　本技術の第１の側面のオーディオデバイスは、振動板と、前記振動板を振動させることで音を出力させる動電形加振部と、前記振動板を振動させることで音を出力させる圧電形加振部とを備える。
　本技術の第１の側面の駆動方法は、振動板、動電形加振部、および圧電形加振部を備えるオーディオデバイスの駆動方法であって、前記動電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させ、前記圧電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させる。
　本技術の第１の側面においては、振動板、動電形加振部、および圧電形加振部を備えるオーディオデバイスにおいて、前記動電形加振部が前記振動板を振動させることで音が出力され、前記圧電形加振部が前記振動板を振動させることで音が出力される。
　本技術の第２の側面のディスプレイデバイスは、画像を表示する板状のディスプレイと、前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる動電形加振部と、前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる圧電形加振部とを備える。
　本技術の第２の側面においては、画像を表示する板状のディスプレイ、動電形加振部、および圧電形加振部を備えるディスプレイデバイスにおいて、前記動電形加振部が前記ディスプレイを振動させることで音が出力され、前記圧電形加振部が前記ディスプレイを振動させることで音が出力される。
ディスプレイデバイスの外観の構成例を示す図である。 ディスプレイデバイスの機能的な構成例を示す図である。 圧電形エキサイタの構成例を示す図である。 圧電形エキサイタの構成例を示す図である。 圧電形エキサイタの動作について説明する図である。 圧電形エキサイタの取り付け方法の例を示す図である。 圧電形エキサイタの取り付け方法の例を示す図である。 圧電形エキサイタの取り付け方法の例を示す図である。 圧電形エキサイタの取り付け方法の例を示す図である。 ディスプレイデバイスの周波数特性について説明する図である。 ディスプレイデバイスの周波数特性と指向特性について説明する図である。 再生処理を説明するフローチャートである。
　以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
〈第１の実施の形態〉
〈ディスプレイデバイスの外観の構成例〉
　本技術は、動電形エキサイタおよび圧電形エキサイタを用いて振動板を加振し、音響エネルギを放射することで、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができるようにするものである。
　なお、以下では、本技術をディスプレイデバイスに適用する例について説明するが、本技術は表示機能を有していない、音響再生機能のみを実現するオーディオデバイスなど、音響再生機能を有する任意のデバイスに適用可能である。
　図１は、本技術を適用したスピーカシステムの一例であるディスプレイデバイスの外観の構成例を示す図である。
　ディスプレイデバイス１１は、ディスプレイ２１、動電形エキサイタ２２－１、動電形エキサイタ２２－２、圧電形エキサイタ２３－１、および圧電形エキサイタ２３－２を有している。
　ディスプレイ２１は、表示機能を実現する平板形状のディスプレイパネルからなり、図示せぬ表示制御部から供給された画像データに基づいて画像を表示する。
　動電形エキサイタ２２－１および動電形エキサイタ２２－２は、ボイスコイルやマグネットなどから構成される動電形の加振部（加振器）であり、ディスプレイ２１の背面、すなわち画像が表示される面とは反対側の面に固定されている。図１は、ディスプレイデバイス１１をディスプレイ２１の背面側から見た図となっている。
　動電形エキサイタ２２－１および動電形エキサイタ２２－２は、入力された音響信号に応じて駆動することでディスプレイ２１を振動させ、ディスプレイ２１から音響エネルギ（音）を放射させる。
　なお、以下、動電形エキサイタ２２－１および動電形エキサイタ２２－２を特に区別する必要のない場合、単に動電形エキサイタ２２とも称することとする。
　圧電形エキサイタ２３－１および圧電形エキサイタ２３－２は、例えば圧電素子から構成される圧電形の加振部（加振器）であり、ディスプレイ２１の背面に固定されている。
　圧電形エキサイタ２３－１および圧電形エキサイタ２３－２は、入力された音響信号に応じて駆動することでディスプレイ２１を振動させ、ディスプレイ２１から音響エネルギ（音）を放射させる。
　なお、以下、圧電形エキサイタ２３－１および圧電形エキサイタ２３－２を特に区別する必要のない場合、単に圧電形エキサイタ２３とも称することとする。
　ディスプレイデバイス１１では、ディスプレイ２１が表示機能を実現させるだけでなく、ディスプレイ２１、動電形エキサイタ２２、および圧電形エキサイタ２３が、音響信号に基づく音を出力するオーディオデバイス（スピーカシステム）としても機能する。
　この場合、動電形エキサイタ２２および圧電形エキサイタ２３は、ディスプレイ２１を加振することで、ディスプレイ２１をオーディオデバイス（スピーカ）の振動板として機能させる。
　動電形エキサイタ２２を加振部として用いた場合、特に低い周波数（低域）において十分な音圧レベルと広い（大きい）指向角度が得られる。
　これに対して、圧電形エキサイタ２３を加振部として用いた場合、特に高い周波数（高域）において十分な音圧レベルと広い（大きい）指向角度が得られる。
　したがって、ディスプレイデバイス１１では、動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３を組み合わせて加振部として用いることで、音響再生の対象となる周波数帯域全体において、均一で十分な音圧レベルを得ることができる。
　しかも、動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３を組み合わせて用いることで、音響再生の対象となる周波数帯域全体において、指向角度の広い（大きい）オーディオデバイスを実現することができる。
　すなわち、ユーザはディスプレイデバイス１１の正面だけでなく、正面から横方向にずれた（離れた）位置においても、音響再生の対象となる周波数帯域全体において均一かつ十分な音圧レベルで、再生される音を聴取することができる。
　また、ディスプレイデバイス１１では、圧電形エキサイタ２３－１は動電形エキサイタ２２－１の近傍に配置されており、圧電形エキサイタ２３－２は動電形エキサイタ２２－２の近傍に配置されている。
　特に、動電形エキサイタ２２の振動の節の位置に圧電形エキサイタ２３を配置すれば、ディスプレイ２１による低域再生のための振動の影響により生じるドップラー歪を低減させ、より高音質な音響再生を行うことができる。
　図１の例では、ディスプレイデバイス１１によりLチャンネルおよびRチャンネルからなるステレオの音響再生が行われるようになされている。
　そのため、ディスプレイ２１においては、動電形エキサイタ２２－１および圧電形エキサイタ２３－１と、動電形エキサイタ２２－２および圧電形エキサイタ２３－２とがディスプレイ２１の中心に対して左右対称に配置されている。
　なお、ここでは動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３が、それぞれ２つずつ設けられる例について説明したが、動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３は、いくつ設けられるようにしてもよい。
　例えば音響再生のチャンネルごとに動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３が設けられるようにしてもよいし、１つの動電形エキサイタ２２の近傍に複数の圧電形エキサイタ２３が設けられるようにしてもよい。
　また、ここでは動電形エキサイタ２２の図中、上側に圧電形エキサイタ２３が設けられる例について説明したが、圧電形エキサイタ２３の配置位置は、これに限らず、どのような位置に配置されてもよい。
〈ディスプレイデバイスの機能的な構成例〉
　図２は、ディスプレイデバイス１１の機能的な構成例を示している。
　なお、図２において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　また、図２ではディスプレイデバイス１１をオーディオデバイスとして機能させるための一部の機能ブロックや部位のみが図示されている。特に、この例では説明を簡単にするため、１つのチャンネルに関する機能ブロックのみが図示されている。
　図２に示す例では、ディスプレイデバイス１１はLPF（Low Pass Filter）５１、増幅部５２、動電形エキサイタ２２、HPF（High Pass Filter）５３、増幅部５４、圧電形エキサイタ２３、およびディスプレイ２１を有している。
　この例では、LPF５１およびHPF５３に対して、例えばコンテンツ等のRチャンネルやLチャンネルなどの１つの同じチャンネルの音響信号が供給される。
　LPF５１は、供給された音響信号に対してフィルタリングを行うことで高域成分を遮断し、その結果得られた中域成分および低域成分、つまり中低音域の成分が含まれる中低域信号を増幅部５２に供給する。
　増幅部５２は、LPF５１から供給された中低域信号を増幅させて動電形エキサイタ２２に供給する。
　動電形エキサイタ２２は、増幅部５２から供給された中低域信号に基づいて駆動してディスプレイ２１を振動させることで、ディスプレイ２１から中低域の音を出力させる。
　HPF５３は、供給された音響信号に対してフィルタリングを行うことで中低域成分を遮断し、その結果得られた高域成分のみが含まれる高域信号を増幅部５４に供給する。
　増幅部５４は、HPF５３から供給された高域信号を増幅させて圧電形エキサイタ２３に供給する。
　圧電形エキサイタ２３は、増幅部５４から供給された高域信号に基づいて駆動してディスプレイ２１を振動させることで、ディスプレイ２１から高域の音を出力させる。
　例えばLPF５１により所定周波数以下の成分からなる中低域信号が生成される場合、HPF５３では、音響再生の対象となる周波数帯域における、少なくとも上記の所定周波数以上の周波数の成分が含まれる高域信号が生成される。すなわち、動電形エキサイタ２２による加振と、圧電形エキサイタ２３による加振とにより、音響再生の対象となる周波数帯域全体の周波数の音が出力されるようになされている。
　また、ここでは１つのチャンネルに関する機能ブロックのみが図示されている。しかし、より詳細には、ディスプレイデバイス１１には、チャンネルごとに上述のLPF５１、増幅部５２、動電形エキサイタ２２、HPF５３、増幅部５４、および圧電形エキサイタ２３が設けられている。
　さらに、ここではLPF５１やHPF５３の後段に増幅部５２や増幅部５４が設けられる例について説明したが、LPF５１やHPF５３の前段に増幅部を設けるようにしてもよい。そのような場合、例えば１つの増幅部の出力がLPF５１とHPF５３に供給されてもよい。
〈圧電形エキサイタについて〉
　続いて、圧電形エキサイタ２３について説明する。
　圧電形エキサイタ２３は、例えば図３に示すように、板状の圧電素子８１と、その圧電素子８１の図中、上下の各表面に形成された電極８２－１および電極８２－２とを有している。なお、以下、電極８２－１および電極８２－２を特に区別する必要のない場合、単に電極８２とも称することとする。
　ここで、圧電形エキサイタ２３を構成する電極が並ぶ方向、つまり圧電形エキサイタ２３を構成する圧電素子における電極が設けられた面に垂直な方向を厚さ方向と称し、その厚さ方向と垂直な方向を長さ方向と称することとする。
　図３の例では、電極８２－１および電極８２－２が並べられた方向、つまり図中、上下方向が厚さ方向であり、図中、左右方向や奥行き方向が長さ方向となる。
　圧電形エキサイタ２３では、電極８２を介して圧電素子８１に音響信号（高域信号）としての電圧が印加されると、その印加された電圧に応じて圧電素子８１が長さ方向に伸縮する。これにより、圧電形エキサイタ２３が固定された板状のディスプレイ２１がたわみ振動し、入力された音響信号に基づく音が出力される。
　なお、図３では圧電形エキサイタ２３が１つの圧電素子８１、すなわち１層の圧電素子８１により構成される例について説明したが、圧電形エキサイタ２３は複数積層された多層の圧電素子により構成されるようにしてもよい。
　そのような場合、圧電形エキサイタ２３は、例えば図４に示すように構成される。
　図４の例では、圧電形エキサイタ２３は、圧電素子１１１－１乃至圧電素子１１１－４、および電極１１２－１乃至電極１１２－８を有している。
　この例では、図３に示した圧電素子８１に対応する板状の圧電素子１１１－１乃至圧電素子１１１－４が図中、上下方向、すなわち、それらの圧電素子１１１－１乃至圧電素子１１１－４の厚さ方向に積層されている。
　なお、以下、圧電素子１１１－１乃至圧電素子１１１－４を特に区別する必要のない場合、単に圧電素子１１１と称することとする。
　また、各圧電素子１１１の厚さ方向に対向する面には、音響信号（高域信号）としての電圧を印加するための電極が形成されている。
　すなわち、圧電素子１１１－１の図中、上下の各面には電極１１２－１および電極１１２－２が形成されており、圧電素子１１１－２の上下の各面には電極１１２－３および電極１１２－４が形成されている。
　同様に、圧電素子１１１－３の図中、上下の各面には電極１１２－５および電極１１２－６が形成されており、圧電素子１１１－４の上下の各面には電極１１２－７および電極１１２－８が形成されている。
　なお、以下、電極１１２－１乃至電極１１２－８を特に区別する必要のない場合、単に電極１１２とも称する。
　図４に示す例では、圧電形エキサイタ２３は４つの圧電素子１１１を、それらの圧電素子１１１の厚さ方向に並べて得られる積層構造とされている。
　この例においても、電極１１２を介して各圧電素子１１１に同じ音響信号（高域信号）としての電圧を印加すると、それらの各圧電素子１１１が長さ方向に伸縮する。
　例えば、ここでは圧電形エキサイタ２３を構成する４つの全ての圧電素子１１１について、それらの各圧電素子１１１の分極方向に対して同じ電界がかかるように、つまり電圧が印加されたときに全ての圧電素子１１１が同じ方向に変形（伸縮）するように圧電素子１１１が積層されている。
　したがって、図４に示す積層構成の圧電形エキサイタ２３では、図３に示した例と比較して、より大きい伸縮力を得ることができる。
　ここで、図５を参照して、圧電形エキサイタ２３の動作例について説明する。なお、ここでは説明を簡単にするため、圧電形エキサイタ２３は図３に示した構成とされるものとする。
　例えば圧電形エキサイタ２３におけるディスプレイ２１側に電極８２－２が設けられており、圧電形エキサイタ２３におけるディスプレイ２１側とは反対側に電極８２－１が設けられているとする。なお、ここでは電極８２の図示は省略されている。
　このような場合、例えば矢印Q11に示すように、ディスプレイ２１側、つまり電極８２－２が負となり、反対の電極８２－１側が正となるように圧電形エキサイタ２３に対して電圧が印加されると、圧電形エキサイタ２３は収縮する（縮む）。
　これに対して、例えば矢印Q12に示すように、ディスプレイ２１側、つまり電極８２－２が正となり、反対の電極８２－１側が負となるように圧電形エキサイタ２３に対して電圧が印加されると、圧電形エキサイタ２３は外側に向かって伸びる。
　例えば図３や図４に示した構成（構造）の圧電形エキサイタ２３単体では、その圧電形エキサイタ２３に電圧を印加しても、圧電形エキサイタ２３における電極８２が設けられた面が伸縮するだけで、その面に対して垂直方向には音波は放射されない。
　そこで、ディスプレイデバイス１１では、ディスプレイ２１に対して圧電形エキサイタ２３を貼り付けるなどして固定し、モノモルフ構造を構成することで励振できるようになされている。
　具体的には、ディスプレイ２１に圧電形エキサイタ２３が固定されている状態で、圧電形エキサイタ２３に電圧が印加されると、矢印Q11や矢印Q12に示すように、圧電形エキサイタ２３が伸縮することによりディスプレイ２１がたわむ。
　このようにして、音響信号に応じて圧電形エキサイタ２３によりディスプレイ２１をたわませることでディスプレイ２１が振動し、その結果、ディスプレイ２１の面から音響信号に基づく音波（音響エネルギ）が放射される。
　以上のようにディスプレイデバイス１１では、圧電形エキサイタ２３とディスプレイ２１とによりモノモルフ構造のオーディオデバイスを構成することで、圧電形エキサイタ２３への電圧印加によりディスプレイ２１をたわみ振動させ、音波を出力することができる。
　なお、圧電形エキサイタ２３が、図４に示したように積層構造とされる場合、各圧電素子１１１の分極方向に対して同じ電界がかかるようにする例について説明したが、各圧電素子１１１の分極方向に対して異なる電界がかかるようにしてもよい。
　すなわち、電圧が印加された場合に、互いに隣接して設けられた圧電素子１１１など、圧電形エキサイタ２３を構成する複数の圧電素子１１１のうちのいくつかが互いに異なる方向に変形するようにしてもよい。
　そのような場合、圧電形エキサイタ２３は、例えばいくつかの圧電素子１１１で分極方向に対して互いに異なる電界がかかるように電圧が印加されるバイモルフ構造とされる。具体的なバイモルフ構造の例として、例えば図４中、上側半分に設けられた圧電素子１１１－１および圧電素子１１１－２は、分極方向と電界方向の関係から、長さ方向に（外側に）伸びる構造とされる。これに対して、例えば図４中、下側半分に設けられた圧電素子１１１－３および圧電素子１１１－４は、分極方向と電界方向の関係から、長さ方向に縮む構造とされる。この場合、例えば圧電形エキサイタ２３の上半分の圧電素子１１１では分極方向と同じ方向に電界がかかり、下半分の圧電素子１１１では分極方向と反対方向に電界がかかる。なお、圧電形エキサイタ２３の上側半分の圧電素子１１１が長さ方向に縮み、下側半分の圧電素子１１１が長さ方向に伸びるような構造（バイモルフ構造）とされてもよい。
　このようなバイモルフ構造の圧電形エキサイタ２３では、ある圧電素子１１１が縮む動作をしているときには、他の圧電素子１１１は伸びる動作をするので、ディスプレイ２１だけでなく圧電形エキサイタ２３自身もたわみ振動する。
　圧電形エキサイタ２３をバイモルフ構造とするか、または図４を参照して説明したように各圧電素子１１１が同様に変形する構造（構成）とするかは、必要に応じて選択すればよい。
〈圧電形エキサイタの取り付けについて〉
　次に、図６乃至図９を参照して、圧電形エキサイタ２３のディスプレイ２１への取り付け方法、すなわち固定方法の例について説明する。
　なお、図６乃至図９において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。また、図６乃至図９において互いに対応する部分にも同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　例えば図６に示すように、ディスプレイ２１の背面に対して接着剤等により直接的に圧電形エキサイタ２３を貼り付けて固定（接着固定）するようにしてもよい。
　このとき、例えば振動板として機能する板状のディスプレイ２１は、できるだけ薄く固いもので構成されるとよい。
　特に、振動板となるディスプレイ２１の強度が、加振器である圧電形エキサイタ２３の強度に近い強度となるように、ディスプレイ２１を構成する材料がなるべく圧電形エキサイタ２３の材料に近いもので形成されるとよい。そうすれば、ディスプレイ２１がよりたわみやすくなり、より高い音響再生性能を得ることができる。
　また、図７に示す例では、圧電形エキサイタ２３は複数の両面テープ１４１－１乃至両面テープ１４１－３によって、ディスプレイ２１の背面に接着固定されている。
　特に、この例では両面テープ１４１－１乃至両面テープ１４１－３の３か所で圧電形エキサイタ２３とディスプレイ２１とが接着されており、それ以外の箇所では圧電形エキサイタ２３とディスプレイ２１との間には隙間が設けられている。つまり、圧電形エキサイタ２３はディスプレイ２１に対して浮いた状態で接着固定されている。
　このようにすることで、圧電形エキサイタ２３による加振によってディスプレイ２１がたわみ振動する。
　なお、以下、両面テープ１４１－１乃至両面テープ１４１－３を特に区別する必要のない場合、単に両面テープ１４１とも称することとする。
　また、図７では、図を見やすくするために両面テープ１４１が図中、上下方向に厚く描かれているが、実際には両面テープ１４１は0.1mm程度の厚さなどとされる。
　この例においても図６に示した例と同様に、ディスプレイ２１は、できるだけ薄く固いもので構成されるとよい。また、ディスプレイ２１を構成する材料がなるべく圧電形エキサイタ２３の材料に近いもので形成されるとよい。
　その他、ここでは圧電形エキサイタ２３とディスプレイ２１とが、両面テープ１４１により３か所で接着固定される例について説明したが、３か所以上であれば何か所で接着固定されるようにしてもよい。
　図８に示す例では、圧電形エキサイタ２３は、薄い板状のシム板１７１（平板）を介してディスプレイ２１の背面に貼り付けられて固定されている。
　すなわち、ディスプレイ２１の背面にシム板１７１が接着固定され、そのシム板１７１にさらに圧電形エキサイタ２３が接着固定されている。
　このようにすることで、圧電形エキサイタ２３が駆動すると、シム板１７１を介してディスプレイ２１が加振され、これによりディスプレイ２１がたわみ振動する。
　なお、ディスプレイ２１やシム板１７１は、できるだけ薄く固いもので構成されるとよい。また、ディスプレイ２１やシム板１７１を構成する材料がなるべく圧電形エキサイタ２３の材料に近いもので形成されるとよい。
　圧電形エキサイタ２３を構成するセラミック製の圧電素子は割れやすくハンドリングに注意を要するが、ディスプレイ２１と圧電形エキサイタ２３の間にシム板１７１を設けることで圧電素子が割れにくくハンドリングが容易になる。
　さらに図９に示す例では、圧電形エキサイタ２３にシム板１７１が接着固定され、さらにそのシム板１７１が複数の両面テープ１４１－１乃至両面テープ１４１－３によって、ディスプレイ２１の背面に接着固定されている。
　この例では、シム板１７１とディスプレイ２１とが３か所で両面テープ１４１により接着されており、それ以外の箇所ではシム板１７１とディスプレイ２１との間には隙間が設けられて浮いた状態となっている。
　このようにすることで、圧電形エキサイタ２３による加振によってディスプレイ２１がたわみ振動する。
　なお、この例においても上述の例と同様に、ディスプレイ２１やシム板１７１は、できるだけ薄く固いもので構成されるとよい。また、ディスプレイ２１やシム板１７１を構成する材料がなるべく圧電形エキサイタ２３の材料に近いもので形成されるとよい。
　その他、両面テープ１４１によるシム板１７１とディスプレイ２１との接着箇所は最低３か所以上であれば、何か所であってもよい。
　以上の図６乃至図９に示したようにして圧電形エキサイタ２３をディスプレイ２１に固定すれば、圧電形エキサイタ２３とディスプレイ２１とによりモノモルフ構造を構成し、ディスプレイ２１をたわみ振動させることができる。
　なお、ここでは表示機能を有するディスプレイ２１を振動板としても機能させる例について説明しているが、必ずしも振動板が表示機能を有している必要はない。
　例えば板状のシム板を振動板として、その振動板に動電形エキサイタ２２および圧電形エキサイタ２３を取り付けることで、音響再生機能のみを有するオーディオデバイスを実現してもよい。そのような場合、例えば図６乃至図９に示したようにして、振動板としてのシム板に圧電形エキサイタ２３を取り付けるようにすればよい。
〈周波数特性と指向特性について〉
　次に、ディスプレイデバイス１１の周波数特性と指向特性について説明する。
　図１０は、ディスプレイデバイス１１の周波数特性を示す図である。なお、図１０において縦軸は音圧レベルを示しており、横軸は周波数を示している。
　図１０では、折れ線L11は動電形エキサイタ２２の周波数特性を示しており、折れ線L12は圧電形エキサイタ２３の周波数特性を示している。
　例えば動電形エキサイタ２２では、中低域の音圧レベルが大きく、高域の音圧レベルは中低域と比較すると小さくなっていることが分かる。
　逆に、圧電形エキサイタ２３では、高域の音圧レベルが大きく、中低域の音圧レベルは高域と比較すると小さくなっていることが分かる。
　また、動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３を比較すると、中低域では動電形エキサイタ２２の音圧レベルがより大きく、高域では圧電形エキサイタ２３の音圧レベルがより大きいことが分かる。
　このことから、動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３を組み合わせて用いることで、より広い周波数帯域、つまり音響再生の対象となる全周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができる。
　また、図１１は動電形エキサイタ２２と圧電形エキサイタ２３の指向特性および周波数特性の測定結果を示す図である。
　ここでは矢印Q41に示す部分には動電形エキサイタ２２の指向特性（コンター図）が示されており、矢印Q42に示す部分には動電形エキサイタ２２の周波数特性が示されている。同様に、矢印Q43に示す部分には圧電形エキサイタ２３の指向特性（コンター図）が示されており、矢印Q44に示す部分には圧電形エキサイタ２３の周波数特性が示されている。
　矢印Q41に示す部分および矢印Q43に示す部分において、縦軸はディスプレイ２１の中心からの左右方向の角度を示しており、横軸は周波数を示しており、図中の濃淡（色）は音圧レベルを示している。
　例えば動電形エキサイタ２２では、中低域においては広い角度においてコンターの色が均一になっており、広い指向性、つまり大きい指向角度が得られているが、高域においてはコンターの色が均一になっている範囲が狭く、指向角度が小さいことが分かる。特に動電形エキサイタ２２では、高域において中心からの角度が大きくなると、音圧レベルが小さくなっていることが分かる。
　一方、圧電形エキサイタ２３では、高域において広い角度の範囲でコンターの色が均一になっており、広い指向性、つまり大きい指向角度が得られていることが分かる。
　また、矢印Q42に示す部分および矢印Q44に示す部分において、縦軸は音圧レベルを示しており、横軸は周波数を示している。特に、矢印Q42に示す部分および矢印Q44に示す部分では、動電形エキサイタ２２や圧電形エキサイタ２３の近傍における周波数特性が示されており、図１０における場合と同様の特性が得られていることが分かる。
　圧電形エキサイタ２３は、動電形エキサイタ２２と比較して加振力が大きいので、ある程度固い振動板でも振動板全体を加振させることができる。
　したがって、高い周波数でも振動板（ディスプレイ２１）の広い領域、すなわち振動板全体（全面）をたわみ振動させることができ、指向角度をより大きくすることができる。つまり、より広い角度範囲で十分に大きい音圧レベルを得ることができる。
　以上のように、ディスプレイデバイス１１によれば、圧電形エキサイタ２３と動電形エキサイタ２２を利用してディスプレイ２１を振動させ、音を出力させることで、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができるようになる。
　すなわち、ディスプレイデバイス１１では、中低域で音圧レベルおよび指向角度が大きい動電形エキサイタ２２と、高域で音圧レベルおよび指向角度が大きい圧電形エキサイタ２３とを、それぞれの特性がよい周波数帯域で動作させることで、音響再生の対象となる全周波数帯域で十分大きい音圧レベルと指向角度を得ることができる。
　したがって、ユーザはディスプレイデバイス１１の真正面だけでなく、その真正面から横方向に離れた位置においても同じ音量、同じ音質でコンテンツの視聴が可能である。
　特に、ディスプレイデバイス１１では、ディスプレイ２１自体を振動板として機能させることで表示画面から音を放射させることができ、より没入感のあるコンテンツ再生を実現することができる。例えば表示画面上の表示オブジェクトと、その表示オブジェクトから発せられる音の音像定位位置とを一致させることができる。
〈再生処理の説明〉
　ここで、以上において説明したディスプレイデバイス１１の動作について説明する。
　ディスプレイデバイス１１は、コンテンツの再生が指示され、コンテンツの音響信号が供給されると再生処理を開始する。以下、図１２のフローチャートを参照して、ディスプレイデバイス１１により行われる再生処理について説明する。
　ステップＳ１１においてLPF５１は、供給された音響信号に対してLPFによるフィルタリングを行い、その結果得られた中低域信号を増幅部５２に供給する。
　ステップＳ１２においてHPF５３は、供給された音響信号に対してHPFによるフィルタリングを行い、その結果得られた高域信号を増幅部５４に供給する。
　ステップＳ１３において増幅部５２、および増幅部５４は、LPF５１から供給された中低域信号、およびHPF５３から供給された高域信号を増幅させて動電形エキサイタ２２および圧電形エキサイタ２３に供給する。
　ステップＳ１４において動電形エキサイタ２２は、LPF５１の出力、すなわち増幅部５２を介してLPF５１から供給された中低域信号に基づいて駆動し、ディスプレイ２１を振動させる。これにより、ディスプレイ２１からは、コンテンツの中低域の音が出力される。
　ステップＳ１５において圧電形エキサイタ２３は、HPF５３の出力、すなわち増幅部５４を介してHPF５３から供給された高域信号に基づいて駆動し、ディスプレイ２１を振動させる。これにより、ディスプレイ２１からは、コンテンツの高域の音が出力される。
　なお、ステップＳ１４およびステップＳ１５の処理は同時に行われる。このようにして圧電形エキサイタ２３および動電形エキサイタ２２によりディスプレイ２１が加振され、ディスプレイ２１からコンテンツの音が出力されると、再生処理は終了する。
　このとき、再生対象のコンテンツが映像コンテンツである場合には、ディスプレイ２１はコンテンツの画像も表示させる。
　以上のようにしてディスプレイデバイス１１は、圧電形エキサイタ２３および動電形エキサイタ２２を組み合わせて駆動させ、コンテンツの音を再生する。このようにすることで、より広い周波数帯域で十分な音圧レベルを得ることができる。
　なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
（１）
　振動板と、
　前記振動板を振動させることで音を出力させる動電形加振部と、
　前記振動板を振動させることで音を出力させる圧電形加振部と
　を備えるオーディオデバイス。
（２）
　前記振動板と前記圧電形加振部とによりモノモルフ構造を構成し、
　前記圧電形加振部は、前記振動板をたわみ振動させる
　（１）に記載のオーディオデバイス。
（３）
　前記圧電形加振部は、１つの圧電素子から構成される
　（１）または（２）に記載のオーディオデバイス。
（４）
　前記圧電形加振部は、複数の積層された圧電素子から構成される
　（１）または（２）に記載のオーディオデバイス。
（５）
　前記圧電形加振部を構成する複数の前記圧電素子は、電圧が印加された場合に前記複数の前記圧電素子が同じ方向に変形するように積層されている
　（４）に記載のオーディオデバイス。
（６）
　前記圧電形加振部を構成する複数の前記圧電素子は、電圧が印加された場合に前記複数の前記圧電素子のうちのいくつかが互いに異なる方向に変形する
　（４）に記載のオーディオデバイス。
（７）
　音響信号に対して高域成分を遮断するフィルタリングを行うLPFと、
　前記音響信号に対して低域成分を遮断するフィルタリングを行うHPFと
　をさらに備え、
　前記動電形加振部は、前記LPFで得られた信号に基づいて前記振動板を振動させ、
　前記圧電形加振部は、前記HPFで得られた信号に基づいて前記振動板を振動させる
　（１）乃至（６）の何れか一項に記載のオーディオデバイス。
（８）
　前記音響信号のチャンネルごとに前記動電形加振部および前記圧電形加振部が設けられている
　（７）に記載のオーディオデバイス。
（９）
　前記振動板はディスプレイである
　（１）乃至（８）の何れか一項に記載のオーディオデバイス。
（１０）
　振動板、動電形加振部、および圧電形加振部を備えるオーディオデバイスの駆動方法であって、
　前記動電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させ、
　前記圧電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させる
　駆動方法。
（１１）
　画像を表示する板状のディスプレイと、
　前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる動電形加振部と、
　前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる圧電形加振部と
　を備えるディスプレイデバイス。
　１１　ディスプレイデバイス，　２１　ディスプレイ，　２２－１，２２－２，２２　動電形エキサイタ，　２３－１，２３－２，２３　圧電形エキサイタ，　５１　LPF，　５２　増幅部，　５３　HPF，　５４　増幅部

Claims (11)

  1. 　振動板と、
    　前記振動板を振動させることで音を出力させる動電形加振部と、
    　前記振動板を振動させることで音を出力させる圧電形加振部と
    　を備えるオーディオデバイス。
  2. 　前記振動板と前記圧電形加振部とによりモノモルフ構造を構成し、
    　前記圧電形加振部は、前記振動板をたわみ振動させる
    　請求項１に記載のオーディオデバイス。
  3. 　前記圧電形加振部は、１つの圧電素子から構成される
    　請求項１に記載のオーディオデバイス。
  4. 　前記圧電形加振部は、複数の積層された圧電素子から構成される
    　請求項１に記載のオーディオデバイス。
  5. 　前記圧電形加振部を構成する複数の前記圧電素子は、電圧が印加された場合に前記複数の前記圧電素子が同じ方向に変形するように積層されている
    　請求項４に記載のオーディオデバイス。
  6. 　前記圧電形加振部を構成する複数の前記圧電素子は、電圧が印加された場合に前記複数の前記圧電素子のうちのいくつかが互いに異なる方向に変形する
    　請求項４に記載のオーディオデバイス。
  7. 　音響信号に対して高域成分を遮断するフィルタリングを行うLPFと、
    　前記音響信号に対して低域成分を遮断するフィルタリングを行うHPFと
    　をさらに備え、
    　前記動電形加振部は、前記LPFで得られた信号に基づいて前記振動板を振動させ、
    　前記圧電形加振部は、前記HPFで得られた信号に基づいて前記振動板を振動させる
    　請求項１に記載のオーディオデバイス。
  8. 　前記音響信号のチャンネルごとに前記動電形加振部および前記圧電形加振部が設けられている
    　請求項７に記載のオーディオデバイス。
  9. 　前記振動板はディスプレイである
    　請求項１に記載のオーディオデバイス。
  10. 　振動板、動電形加振部、および圧電形加振部を備えるオーディオデバイスの駆動方法であって、
    　前記動電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させ、
    　前記圧電形加振部が前記振動板を振動させることで音を出力させる
    　駆動方法。
  11. 　画像を表示する板状のディスプレイと、
    　前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる動電形加振部と、
    　前記ディスプレイを振動させることで音を出力させる圧電形加振部と
    　を備えるディスプレイデバイス。
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