スピーカ装置
【課題】音質の低下が防止可能となると共に、低音帯域のみならず中高音域における音圧特性を向上させること。
【解決手段】筐体２と、筐体２との間で音響キャビティ２０を形成するように、筐体２に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板３と、筐体２に装着される振動板２１を有するスピーカユニット４と、を備え、スピーカユニット４を筐体２に装着し、該スピーカユニット４の振動板２１と圧電フィルム振動板３とを同時に振動させることを特徴とする。
【解決手段】筐体２と、筐体２との間で音響キャビティ２０を形成するように、筐体２に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板３と、筐体２に装着される振動板２１を有するスピーカユニット４と、を備え、スピーカユニット４を筐体２に装着し、該スピーカユニット４の振動板２１と圧電フィルム振動板３とを同時に振動させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ステレオ装置もしくはテレビジョン装置等の小型化および薄型化に伴い、これらの音声出力機器となるスピーカ装置に対しても小型化および薄型化が要望されている。
【０００３】
特許文献１には、振動板となる可撓性の圧電フィルムの裏表両面に電極を形成し、該圧電フィルムの裏側を弾性支持体によって支持したスピーカ装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４４７９１号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示されている、振動板として圧電フィルムを採用しているスピーカ装置は、中高音域における再生能力には優れているが、低音帯域における再生能力としては不足している。
【０００６】
特に、このスピーカ装置は、装置の薄型化を図るべく、バックキャビティを有さない、背面開放型の構成を有している。このため、該圧電スピーカは、圧電フィルムの正面側に放射された音と背面側に放射された音との合成音によって音圧を得る状態となる。したがって、圧電フィルムの正面側から放射された音が、該圧電フィルムの背面側に回り込み、正面側の音とは逆位相である背面側に放射された音との間で打ち消し合うといったキャンセル現象が発生する。また、圧電フィルムの背面側に回り込んだ音と、背面側に放射された音とが共振する場合もあり、その場合には音圧が急激に上昇し、その結果、いわゆる、ピーキーな音が発生するといった問題もある。
【０００７】
特に、上述したキャンセル現象に関しては、周波数の低い低音帯域側において圧電フィルムの裏面側への回り込みが発生しやすいため、スピーカ装置の低音帯域における再生能力を一層低下させる原因となる。さらに、このキャンセル現象は位相特性との関係で再生周波数帯域においてピークおよびディップを発生させることもあり、その場合にはフラットな特性とならずに再生能力を損なうといった問題もある。
【０００８】
さらに、このスピーカ装置は背面開放型の構成を有しているため、該スピーカ装置によって得られる音は、該圧電フィルムの正面側および背面側に放射された音と、それらの反射音等との合成音となるため、音圧が得やすい反面、歪み音が発生しやすいといった問題もある。
【０００９】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音質の低下を防止できると共に、低音帯域のみならず中高音域における音響特性を向上させることが可能なスピーカ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、筐体と、筐体との間で音響キャビティを形成するように、筐体に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板と、筐体に装着される振動板を有するスピーカユニットと、を備え、スピーカユニットを筐体に装着し、該スピーカユニットの振動板と圧電フィルム振動板とを同時に振動させるものである。
【００１１】
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、圧電フィルム振動板は、円筒形状の形態に設けられているものである。
【００１２】
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、スピーカユニットの振動板に反射板を装着しているものである。
【００１３】
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、筐体は、圧電フィルム振動板の上方に配置される略円盤状の形態を有する天板と、圧電フィルム振動板の下方に配置され、スピーカユニットが装着されるカップ状の形態を有する下カップと、天板と下カップとを連結し、圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、天板と下カップとを連結するように配置され、圧電フィルム振動板を保持するための圧電フィルム繋ぎ部材と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、音質の低下が防止可能となると共に、低音帯域のみならず中高音域における音圧特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図１〜図３において天板５が存在する側を「上」、スピーカ４が存在する側を「下」とそれぞれ規定する。
【００１６】
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の斜視図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の側断面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、スピーカ装置１は、外形において略円柱状の形態を有する圧電フィルム振動板３と、スピーカユニットとなるスピーカ４とを同時に駆動させることによって、音を発生させるハイブリッド型のスピーカ装置である。
【００１８】
図２に示すように、スピーカ装置１は、筐体２と、該筐体２に取り付けられる円筒状の形態を有する圧電フィルム振動板３と、筐体２の下側に装着されるスピーカ４とから主に構成される。筐体２は、該圧電フィルム振動板３の上方に配置される天板５と、圧電フィルム振動板３の下方に配置される下カップ６と、圧電フィルム振動板３を保持するための圧電フィルム繋ぎ板１０とを主に有する。また、本実施の形態では、圧電フィルム振動板３の内部に略円柱状の支柱７が配設されると共に、スピーカ４の下方に反射板となる反射足１１が配設されている。
【００１９】
図２に示すように、圧電フィルム振動板３は、例えば、幅２１０ｍｍ、高さ２９７ｍｍ、厚さ８０μｍの矩形状の形態を有する圧電フィルムを円筒状に丸めることによって構成されている。この圧電フィルムの素材としてはフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）を採用することが可能であり、その表裏両面には導電性ポリマーがコーティングされている。さらに、コーティングされた圧電フィルムの表面および裏面には、それぞれ銀ペースト（不図示）および銅箔（不図示）が施されており、これら銀ペーストおよび銅箔によって一対の電極が形成されている。なお、圧電フィルムの素材は、ＰＶＤＦに限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂等の高分子シートに圧電セラミックを混在させた複合圧電体シート等の他の素材を採用しても良い。また、電極材料としては、銀および銅に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム等の導電性の高い金属を採用することが可能である。また、上述した電極には不図示の入力用のリード線が接続されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、天板５は、円筒状に丸められた圧電フィルム振動板３と略同一の直径を有する円盤状の形態を有している。この天板５の直径および厚さの寸法は、例えば、それぞれ６７．６ｍｍおよび１０ｍｍとされている。しかしながら、天板５の寸法は圧電フィルム振動板３の直径に応じて適宜変更することが可能である。天板５の中央には、図３に示すように、直径および深さの寸法が、例えば、それぞれ８ｍｍおよび４．５ｍｍとなる、ネジ頭用のザグリを備えた直径４．２ｍｍのネジ穴５ａが設けられている。また、天板５の外周部には、例えば、幅８ｍｍ、深さ０．３ｍｍからなる段差部５ｃが形成されている。なお、天板５の材料としては、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。しかしながら、天板５の材料はアルミニウムに限定されるものではない。また、表面にアルマイト処理を施さないようにしても良い。
【００２１】
下カップ６は、図１から図３に示すように、下側に向かって開口する開口部６ａ（図３参照）を備えたカップ状の形態を有している。また、下カップ６の断面形状は、略台形形状を呈している。この略台形形状の高さ、下端部の直径および上端部の直径の寸法は、例えば、それぞれ５０ｍｍ、８４ｍｍおよび６７ｍｍとされている。開口部６ａは、例えば、直径５８．２ｍｍ、高さ４６ｍｍの円筒孔形状を呈しており、くり抜き加工によって下カップ６の下側に形成されている。また、下カップ６の下側の周縁部６ｂには、周方向に向かって９０度おきに合計４つのネジ穴６ｃが形成されている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、下カップ６の上端部には、左右において対称形状となるような１対の半円状の形態を有する半円孔６ｇ，６ｇが形成されている。この半円孔６ｇ，６ｇは、例えば、幅１６ｍｍの間隔を隔てて形成されている。また、半円孔６ｇの半径は２９ｍｍとされている。このため、下カップ６は、その上端部の中央を架け渡すような中央フレーム部６ｄを有する構成となっている。このフレーム部６ｄの幅寸法は、例えば、１６ｍｍとなっている。また、中央フレーム部６ｄには、その下側からねじを螺入可能とする皿穴６ｅが３つ並んで設けられている（図２および図３参照）。本実施の形態では、下カップ６の材料として、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。なお、下カップ６の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。
【００２３】
図２および図３に示すように、天板５および下カップ６は支柱７および圧電フィルム繋ぎ板１０によって連結されている。支柱７は、例えば、直径１０ｍｍ、長さ２６９ｍｍの円柱形状を呈している。この支柱７の上端面および下端面には、例えば、直径４ｍｍのネジ穴７ａが形成されている。この支柱７の材料として、アルミニウムが採用されている。しかしながら、支柱７の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。天板５と支柱７は、ネジ１２を天板５の上方から、ネジ穴５ａおよび支柱７の上側のネジ穴７ａに螺入することによって固定される。下カップ６と支柱７は、ネジ１３を中央フレーム部６ｄの裏側から、該中央フレーム部６ｄの中央に設けられる皿穴６ｅおよび支柱７の下側のネジ穴７ａに螺入することによって固定される。
【００２４】
また、支柱７と隣接するように、圧電フィルム繋ぎ板１０が天板５と下カップ６との間に配置される。圧電フィルム繋ぎ板１０は、縦長の長板部１０ａと、その上下方向両端から横方向に向かって対向するように延出するフランジ部１０ｂとを有する。長板部１０ａの長手方向の寸法は支柱７の寸法と同様の寸法（例えば、２６９ｍｍ）とされており、幅および厚さの寸法は、例えば、それぞれ２８ｍｍおよび６ｍｍとされている。また、長板部１０ａの外周面１０ｃは天板５および下カップ６の外形形状と一致するように、上から見て曲率半径が、例えば、３３．５ｍｍの円弧と成るような曲面形状に形成されている。
【００２５】
フランジ部１０ｂは、矩形状の形態を有しており、その幅、長さおよび厚さの寸法は、例えば、それぞれ１４ｍｍ、２０ｍｍおよび４ｍｍとされている。また、各フランジ部１０ｂには、例えば、直径３．２ｍｍの穴１０ｄが２つ設けられている。下側のフランジ部１０ｂに設けられている穴１０ｄは、中央フレーム部６ｄに設けられる外側（中央以外）の２つの皿穴６ｅと対応するように設けられている。また、図３に示すように、天板５の裏側には、上側のフランジ部１０ｂに設けられている穴１０ｄと対応するように２つの裏ネジ穴５ｂが設けられている。圧電フィルム繋ぎ板１０は、上側のフランジ部１０ｂの裏側から、ネジ１４を穴１０ｄおよび天板５に設けられる裏ネジ穴５ｂに螺入することによって天板５に対して固定される。また、圧電フィルム繋ぎ板１０は、下側のフランジ部１０ｂの表側から、ネジ１４を穴１０ｄおよび中央フレーム部６ｄに設けられる外側の２つの皿穴６ｅに螺入することによって下カップ６に対して固定される。なお、本実施の形態では、支柱７と隣接するように圧電フィルム繋ぎ板１０を配置しているが、支柱７を圧電フィルム繋ぎ板１０と一体的に構成するようにしても良い。換言すると、圧電フィルム繋ぎ板１０に支柱７と同様の役割を持たせることにより、支柱７を省略した構成を採用することが可能となる。
【００２６】
圧電フィルム振動板３は、上述したように組み立てられた支柱７の外側を覆うように筐体２の側方に取り付けられる。圧電フィルム振動板３は、天板５の外周部に設けられる段差部５ｃ、下カップ６の上端における外周部および圧電フィルム繋ぎ板１０における長板部１０ａの外周面１０ｃに粘着シート（不図示）を用いて固定される。具体的には、上述した段差部５ｃ、外周部および外周面１０ｃに粘着シートを貼り付け、圧電フィルム振動板３の各端部を該粘着シートに押しつけることによって筐体２に装着される。これにより、圧電フィルム振動板３は、支柱７を中心とした、例えば、直径約６８ｍｍ、長さ２６９ｍｍからなる略円筒状の形態として筐体２に固定される。その結果、支柱７と圧電フィルム振動板３との間の空間には、上から見て略リング状の形態を有する音響キャビティ２０が形成される（図３参照）。
【００２７】
また、図１から図３に示すように、下カップ６の下方にはスピーカ４が装着される。スピーカ４は、ムービングコイル式のスピーカであり、コーン状の振動板２１と、振動板２１の中央に取り付けられる駆動体の一部を構成するボイスコイル２２と、駆動体の一部を構成する磁気回路２３を主に有する。振動板２１の外縁部の直径は、例えば、約４６ｍｍとされており、その外側にサスペンション２４が設けられている。サスペンション２４の直径は、例えば、約５０ｍｍとされている。また、ボイスコイル２２の直径は、例えば、約１９．５ｍｍとされており、例えば、８Ω仕様のものが採用されている。ボイスコイル２２は略円筒状のボイスコイルボビン２５に装着されている。
【００２８】
磁気回路２３は、ヨーク２６と、磁気発生手段となるマグネット２７とから構成されている。ヨーク２６は、ボトムヨーク２６ａと、保持ヨーク２６ｂとから構成されている。ボトムヨーク２６ａは、有底円盤状をした円盤部分の中央から円柱状の円柱部２６ｄが、図３における下方に突出するように形成されている。ボトムヨーク２６ａの中央には、該ボトムヨーク２６ａを貫通するようなネジ穴２６ｅが設けられている。リング状のマグネット２７は円柱部２６ｄに挿通され、その下方から、保持ヨーク２６ｂをボトムヨーク２６ａの円柱部２６ｄに挿通させることで、マグネット２７がボトムヨーク２６ａに対して係止される。そして、保持ヨーク２６ｂの内周面と円柱部２６ｄの外周面との間に形成される空隙部にボイスコイル２２が配置される。マグネット２７としては、その外形および内径の寸法が、例えば、それぞれ５０ｍｍ、２２ｍｍであり、磁束密度が、例えば、８ｔのものが用いられている。また、本実施の形態では、ダストキャップやチャンバー等の部品が装着されていないため、円柱部２６ｄの先端部近傍は、ボイスコイルボビン２５の内側の一部分に露出した状態となっている。
【００２９】
また、ボイスコイルボビン２５の外側には、鉄製のフレーム２８が取り付けられている。該フレーム２８はフランジ部２８ａを有しており、その最大外形寸法は、例えば、８２ｍｍとされている。該フランジ部２８ａには、下カップ６のネジ穴６ｃと対応するように、フレーム２８の中心から、例えば、７２ｍｍの距離を有する位置に周方向に向かって９０度おきに合計４つの穴２８ｃが設けられている。穴２８ｃの直径は、例えば、６ｍｍとされている。そして、フランジ部２８ａが下カップ６の下縁部６ｂと当接するようにスピーカ４を下カップ６の開口部６ａの内部に配置して、ネジ３０を穴２８ｃおよびネジ穴６ｃに螺入することによってスピーカ４が下カップ６内に固定される。
【００３０】
さらに、図１から図３に示すように、スピーカ４の下方には反射足１１が取り付けられている。反射足１１は、スピーカ４から放射される音を略円錐状の斜面１１ｅで反射させて全ての角度方向に拡散させる役割を果たしている。なお、反射足１１は必須の構成ではなく、スピーカ４に反射足１１を取り付けないような構成としても良い。反射足１１は、略三角錐形状の錐状部１１ａと、その頂部から上方に向かって突出する略円柱状の柱状部１１ｂとを有する。錐状部１１ａの裏側には略三角錐状にくり抜かれた中空部１１ｃが形成されており、該中空部１１ｃから上方に向かって柱状部１１ｂを貫通するように円形穴１１ｄが形成されている。反射足１１は、柱状部１１ｂをボイスコイルボビン２５の内部に挿入し、該反射足１１の裏側からネジ３２を円形穴１１ｄおよびボトムヨーク２６ａのネジ穴２６ｅに螺入することによってスピーカ４に対して固定される。錐状部１１ａの最大外径および錐状部１１ａの高さ寸法は、例えば、それぞれ８６ｍｍおよび２０ｍｍとされている。また、柱状部１１ｂの直径および高さの寸法は、例えば、それぞれ１７ｍｍおよび２２ｍｍとされている。また、円形穴１１ｄの直径の寸法は４．２ｍｍとされている。さらに、図３に示す錐状部１１ａの斜面１１ｅの断面における曲率半径は、例えば、約３９ｍｍとなっている。この反射足１１はアルミニウムを切削加工することによって形成されている。
【００３１】
以上のように構成されたスピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３を用いて音響キャビティ２０を構成すると共に、筐体２にスピーカ４を装着することによって、圧電フィルム振動板３とスピーカ４に備えられている振動板２１を相互に振動させて音を同時に発生させることが可能となる。したがって、従来の圧電フィルムを用いたスピーカ装置（以下、圧電フィルムスピーカという。）では実現できない広音域における音の再生が可能となり、スピーカ装置１の性能を向上させることが可能となる。
【００３２】
また、スピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３とスピーカ４とを併用しているため、従来の圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な低音域における音声の再生が可能となる。したがって、圧電フィルムスピーカによって得ることが困難な再生帯域（低音域）における音圧をスピーカ４によって補完し、中高音域における音圧に加え、低音域においても十分な音圧を得ることが可能となる。
【００３３】
また、スピーカ装置１では、背面側に音響キャビティ２０が形成されており、背面側は開放しない構成となっている。このため、圧電フィルム振動板３およびスピーカ４から放射された音が圧電フィルム振動板３の裏側に回りこみ、圧電フィルム振動板３の裏側で発生した逆位相の音と打ち消しあい、音圧の減少を招くといった、いわゆるキャンセル現象の発生を防止することができる。また、上述の回り込んだ音が圧電フィルム振動板３の裏側に発生した音と共振して、急激な音圧の上昇を防止することが可能となる。
【００３４】
また、スピーカ装置１では、背面側に音響キャビティ２０が形成されているため、圧電フィルム振動板３から得られる音は、圧電フィルム振動板３に対して正面側に放射された音となる。このため、この正面側に放射された音が圧電フィルム振動板３の裏面側に放射された音やそれらの反射音と合成されて合成音が形成されるのを防止できる。したがって、従来の圧電フィルムスピーカよりも、より優れた音質を得ることが可能となる。その結果、オーディオシステムとして、性能の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
また、スピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３は略円筒状の形態を呈している。したがって、従来のムービングコイル型のスピーカ装置と比較して、複雑な構成を用いることなく、極めて容易に無指向性のスピーカを得ることができる。また、圧電フィルム振動板３は可撓性を有する圧電フィルムを用いているため、容易に円筒状の形態とすることができると共に、密閉された空間を容易に形成することができる。したがって、容易にかつ確実に無指向性の音を得ることが可能となる。
【００３６】
（実験１）
図４は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１から放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対する圧電フィルム振動板３の周波数特性を示す図であり、（Ｃ）は圧電フィルム振動板３、スピーカユニットとなるスピーカ４およびスピーカ装置１の周波数特性を示す図である。なお、スピーカ装置１から放射される音の周波数特性の測定においては、入力信号は同一のものとしているが、圧電フィルム振動板３とスピーカ４のインピーダンスが大幅に異なるので、駆動アンプとして、圧電フィルム振動板３を駆動するためのアンプと、スピーカ４を駆動するためのアンプを、それぞれ別々に用意した。
【００３７】
図４（Ａ）に示すように、各周波数における指向特性においては、略同心円状のゲインからなるグラフが得られた。したがって、スピーカ装置１から放射される各周波数の音は、指向性を有さないことがわかった。また、図４（Ｂ）に示すように、圧電フィルム振動板３から放射される中高音帯域の音であって、各方向（角度）に放射される音の周波数特性は略一致することがわかった。このため、圧電フィルム振動板３から放射される中高音帯域の音も指向性を有さないことがわかった。また、図４（Ｃ）から、圧電フィルム振動板３とスピーカ４を併用することにより、周波数特性が略フラットな結果が得られた。このことから、圧電フィルム振動板３とスピーカ４を併用すれば、一般的に、圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な低音域の音圧を、スピーカ４によって補完することができ、スピーカ装置１の前方および後方の双方の位置において取得される音は、一定以上の音圧を有することがわかった。
【００３８】
以上の結果から、スピーカ装置１の背面側に音響キャビティ２０を設けることにより、圧電フィルム振動板３およびスピーカ４から放射された音が圧電フィルム振動板３の裏側に回りこむことがなくなり、キャンセル現象および共振音の発生を防止でき、音質の向上を図ることが可能となることがわかった。また、スピーカ装置１では、スピーカ４に反射足１１を装着することにより、スピーカ４から発せられる音を全ての角度方向に反射させることができ、低周波数帯域において指向性をなくすことができた。さらに、高音帯域においては、従来の圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な無指向性の音声を得ることが可能となることがわかった。したがって、スピーカ装置１では、全ての周波数帯域において角度に関係なく一定以上の音圧を得ることができることがわかった。
【００３９】
（実験２）
図５は、従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対するムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性を示す図である。なお、ムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性の測定においては、角型キャビネットの２ＷＡＹからなるスピーカシステムを使用した。
【００４０】
図５（Ａ）に示すように、各周波数におけるゲインからなる指向性のグラフは、前方（０°側）の音圧が大きくなるように前方に偏心して、かつ略卵型の形状をなした。また、図５（Ｂ）に示すように、視聴角度が大きくなる（０°から離れる）ほど高周波帯域における音圧が減少することが分かった。以上の結果から、従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性は、スピーカに対する視聴角度が大きくなるに従い、音圧が減少するといった特性を有することがわかった。
【００４１】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。
【００４２】
上述の実施の形態では、圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６によって１つの空間からなる音響キャビティ２０を形成したが、例えば、下カップ６等に隔壁を設けて、複数の音響キャビティを形成し、キャビティの機能の独立化を図るようにしても良い。また、上述した隔壁に、目的に応じて適宜、穴やポート等を設け、音響キャビティを有効活用するようにしても良い。さらに、天板５や下カップ６等の形状を目的に応じて適宜変更しても良い。
【００４３】
また、上述の実施の形態では、音響キャビティ２０を圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６から構成したが、音響キャビティ２０は圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６から構成することに限定されるものではなく、例えば、音響キャビティ２０を圧電フィルム振動板３のみから構成しても良い。
【００４４】
また、上述の実施の形態では、スピーカ装置１の形態は略円柱状の形態を有しているが、スピーカ装置１の形態は略円柱状に限定されるものではなく、例えば、半円柱状、角柱状もしくは円錐形状等の他の形態としても良い。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、反射足１１は、アルミニウムにより構成されているが、反射足１１の材料は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、樹脂や木材等の他の材料としても良い。
【００４６】
また、上述の実施の形態では、圧電フィルム振動板３は、筐体２に粘着シートを用いて固定されているが、圧電フィルム振動板３の筐体２への取り付け方法は、粘着シートを用いることに限定されるものではなく、例えば、ゴムバンド等によって固定したり、接着剤によって接着したりしても良い。
【００４７】
また、上述の実施の形態では、支柱７の側方を圧電フィルム振動板３によって囲む構成としたが、支柱７の側方の一部分のみを圧電フィルム振動板３によって囲み、その他の部分を、他の部材から構成するようにしても良い。
【００４８】
また、図１の天板５の上に、さらに圧電フィルム振動板３と天板５を設けて、第２の音響キャビティ等、複数の音響キャビティを形成するようにしても良い。このとき、各圧電フィルム振動板３では、寸法調整等を行うことで各音域に対応させることが可能となる。また、スピーカ装置１を、天板５が下側になるように、上下逆さに配置させる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のスピーカ装置は、振動板より音を放出するスピーカ等の音響変換装置において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の側断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置から放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対する圧電フィルム振動板の周波数特性を示す図であり、（Ｃ）は圧電フィルム振動板、スピーカユニットおよびスピーカ装置の周波数特性を示す図である。
【図５】従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対するムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…スピーカ装置
２…筐体
３…圧電フィルム振動板
４…スピーカ（スピーカユニット）
５…天板
６…下カップ
７…支柱
１０…圧電フィルム繋ぎ板（圧電フィルム繋ぎ部材）
１１…反射足（反射板）
２１…振動板
２０…音響キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ステレオ装置もしくはテレビジョン装置等の小型化および薄型化に伴い、これらの音声出力機器となるスピーカ装置に対しても小型化および薄型化が要望されている。
【０００３】
特許文献１には、振動板となる可撓性の圧電フィルムの裏表両面に電極を形成し、該圧電フィルムの裏側を弾性支持体によって支持したスピーカ装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４４７９１号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示されている、振動板として圧電フィルムを採用しているスピーカ装置は、中高音域における再生能力には優れているが、低音帯域における再生能力としては不足している。
【０００６】
特に、このスピーカ装置は、装置の薄型化を図るべく、バックキャビティを有さない、背面開放型の構成を有している。このため、該圧電スピーカは、圧電フィルムの正面側に放射された音と背面側に放射された音との合成音によって音圧を得る状態となる。したがって、圧電フィルムの正面側から放射された音が、該圧電フィルムの背面側に回り込み、正面側の音とは逆位相である背面側に放射された音との間で打ち消し合うといったキャンセル現象が発生する。また、圧電フィルムの背面側に回り込んだ音と、背面側に放射された音とが共振する場合もあり、その場合には音圧が急激に上昇し、その結果、いわゆる、ピーキーな音が発生するといった問題もある。
【０００７】
特に、上述したキャンセル現象に関しては、周波数の低い低音帯域側において圧電フィルムの裏面側への回り込みが発生しやすいため、スピーカ装置の低音帯域における再生能力を一層低下させる原因となる。さらに、このキャンセル現象は位相特性との関係で再生周波数帯域においてピークおよびディップを発生させることもあり、その場合にはフラットな特性とならずに再生能力を損なうといった問題もある。
【０００８】
さらに、このスピーカ装置は背面開放型の構成を有しているため、該スピーカ装置によって得られる音は、該圧電フィルムの正面側および背面側に放射された音と、それらの反射音等との合成音となるため、音圧が得やすい反面、歪み音が発生しやすいといった問題もある。
【０００９】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音質の低下を防止できると共に、低音帯域のみならず中高音域における音響特性を向上させることが可能なスピーカ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、筐体と、筐体との間で音響キャビティを形成するように、筐体に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板と、筐体に装着される振動板を有するスピーカユニットと、を備え、スピーカユニットを筐体に装着し、該スピーカユニットの振動板と圧電フィルム振動板とを同時に振動させるものである。
【００１１】
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、圧電フィルム振動板は、円筒形状の形態に設けられているものである。
【００１２】
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、スピーカユニットの振動板に反射板を装着しているものである。
【００１３】
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、筐体は、圧電フィルム振動板の上方に配置される略円盤状の形態を有する天板と、圧電フィルム振動板の下方に配置され、スピーカユニットが装着されるカップ状の形態を有する下カップと、天板と下カップとを連結し、圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、天板と下カップとを連結するように配置され、圧電フィルム振動板を保持するための圧電フィルム繋ぎ部材と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、音質の低下が防止可能となると共に、低音帯域のみならず中高音域における音圧特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図１〜図３において天板５が存在する側を「上」、スピーカ４が存在する側を「下」とそれぞれ規定する。
【００１６】
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の斜視図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の分解斜視図である。図３は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１の側断面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、スピーカ装置１は、外形において略円柱状の形態を有する圧電フィルム振動板３と、スピーカユニットとなるスピーカ４とを同時に駆動させることによって、音を発生させるハイブリッド型のスピーカ装置である。
【００１８】
図２に示すように、スピーカ装置１は、筐体２と、該筐体２に取り付けられる円筒状の形態を有する圧電フィルム振動板３と、筐体２の下側に装着されるスピーカ４とから主に構成される。筐体２は、該圧電フィルム振動板３の上方に配置される天板５と、圧電フィルム振動板３の下方に配置される下カップ６と、圧電フィルム振動板３を保持するための圧電フィルム繋ぎ板１０とを主に有する。また、本実施の形態では、圧電フィルム振動板３の内部に略円柱状の支柱７が配設されると共に、スピーカ４の下方に反射板となる反射足１１が配設されている。
【００１９】
図２に示すように、圧電フィルム振動板３は、例えば、幅２１０ｍｍ、高さ２９７ｍｍ、厚さ８０μｍの矩形状の形態を有する圧電フィルムを円筒状に丸めることによって構成されている。この圧電フィルムの素材としてはフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）を採用することが可能であり、その表裏両面には導電性ポリマーがコーティングされている。さらに、コーティングされた圧電フィルムの表面および裏面には、それぞれ銀ペースト（不図示）および銅箔（不図示）が施されており、これら銀ペーストおよび銅箔によって一対の電極が形成されている。なお、圧電フィルムの素材は、ＰＶＤＦに限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂等の高分子シートに圧電セラミックを混在させた複合圧電体シート等の他の素材を採用しても良い。また、電極材料としては、銀および銅に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム等の導電性の高い金属を採用することが可能である。また、上述した電極には不図示の入力用のリード線が接続されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、天板５は、円筒状に丸められた圧電フィルム振動板３と略同一の直径を有する円盤状の形態を有している。この天板５の直径および厚さの寸法は、例えば、それぞれ６７．６ｍｍおよび１０ｍｍとされている。しかしながら、天板５の寸法は圧電フィルム振動板３の直径に応じて適宜変更することが可能である。天板５の中央には、図３に示すように、直径および深さの寸法が、例えば、それぞれ８ｍｍおよび４．５ｍｍとなる、ネジ頭用のザグリを備えた直径４．２ｍｍのネジ穴５ａが設けられている。また、天板５の外周部には、例えば、幅８ｍｍ、深さ０．３ｍｍからなる段差部５ｃが形成されている。なお、天板５の材料としては、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。しかしながら、天板５の材料はアルミニウムに限定されるものではない。また、表面にアルマイト処理を施さないようにしても良い。
【００２１】
下カップ６は、図１から図３に示すように、下側に向かって開口する開口部６ａ（図３参照）を備えたカップ状の形態を有している。また、下カップ６の断面形状は、略台形形状を呈している。この略台形形状の高さ、下端部の直径および上端部の直径の寸法は、例えば、それぞれ５０ｍｍ、８４ｍｍおよび６７ｍｍとされている。開口部６ａは、例えば、直径５８．２ｍｍ、高さ４６ｍｍの円筒孔形状を呈しており、くり抜き加工によって下カップ６の下側に形成されている。また、下カップ６の下側の周縁部６ｂには、周方向に向かって９０度おきに合計４つのネジ穴６ｃが形成されている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、下カップ６の上端部には、左右において対称形状となるような１対の半円状の形態を有する半円孔６ｇ，６ｇが形成されている。この半円孔６ｇ，６ｇは、例えば、幅１６ｍｍの間隔を隔てて形成されている。また、半円孔６ｇの半径は２９ｍｍとされている。このため、下カップ６は、その上端部の中央を架け渡すような中央フレーム部６ｄを有する構成となっている。このフレーム部６ｄの幅寸法は、例えば、１６ｍｍとなっている。また、中央フレーム部６ｄには、その下側からねじを螺入可能とする皿穴６ｅが３つ並んで設けられている（図２および図３参照）。本実施の形態では、下カップ６の材料として、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。なお、下カップ６の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。
【００２３】
図２および図３に示すように、天板５および下カップ６は支柱７および圧電フィルム繋ぎ板１０によって連結されている。支柱７は、例えば、直径１０ｍｍ、長さ２６９ｍｍの円柱形状を呈している。この支柱７の上端面および下端面には、例えば、直径４ｍｍのネジ穴７ａが形成されている。この支柱７の材料として、アルミニウムが採用されている。しかしながら、支柱７の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。天板５と支柱７は、ネジ１２を天板５の上方から、ネジ穴５ａおよび支柱７の上側のネジ穴７ａに螺入することによって固定される。下カップ６と支柱７は、ネジ１３を中央フレーム部６ｄの裏側から、該中央フレーム部６ｄの中央に設けられる皿穴６ｅおよび支柱７の下側のネジ穴７ａに螺入することによって固定される。
【００２４】
また、支柱７と隣接するように、圧電フィルム繋ぎ板１０が天板５と下カップ６との間に配置される。圧電フィルム繋ぎ板１０は、縦長の長板部１０ａと、その上下方向両端から横方向に向かって対向するように延出するフランジ部１０ｂとを有する。長板部１０ａの長手方向の寸法は支柱７の寸法と同様の寸法（例えば、２６９ｍｍ）とされており、幅および厚さの寸法は、例えば、それぞれ２８ｍｍおよび６ｍｍとされている。また、長板部１０ａの外周面１０ｃは天板５および下カップ６の外形形状と一致するように、上から見て曲率半径が、例えば、３３．５ｍｍの円弧と成るような曲面形状に形成されている。
【００２５】
フランジ部１０ｂは、矩形状の形態を有しており、その幅、長さおよび厚さの寸法は、例えば、それぞれ１４ｍｍ、２０ｍｍおよび４ｍｍとされている。また、各フランジ部１０ｂには、例えば、直径３．２ｍｍの穴１０ｄが２つ設けられている。下側のフランジ部１０ｂに設けられている穴１０ｄは、中央フレーム部６ｄに設けられる外側（中央以外）の２つの皿穴６ｅと対応するように設けられている。また、図３に示すように、天板５の裏側には、上側のフランジ部１０ｂに設けられている穴１０ｄと対応するように２つの裏ネジ穴５ｂが設けられている。圧電フィルム繋ぎ板１０は、上側のフランジ部１０ｂの裏側から、ネジ１４を穴１０ｄおよび天板５に設けられる裏ネジ穴５ｂに螺入することによって天板５に対して固定される。また、圧電フィルム繋ぎ板１０は、下側のフランジ部１０ｂの表側から、ネジ１４を穴１０ｄおよび中央フレーム部６ｄに設けられる外側の２つの皿穴６ｅに螺入することによって下カップ６に対して固定される。なお、本実施の形態では、支柱７と隣接するように圧電フィルム繋ぎ板１０を配置しているが、支柱７を圧電フィルム繋ぎ板１０と一体的に構成するようにしても良い。換言すると、圧電フィルム繋ぎ板１０に支柱７と同様の役割を持たせることにより、支柱７を省略した構成を採用することが可能となる。
【００２６】
圧電フィルム振動板３は、上述したように組み立てられた支柱７の外側を覆うように筐体２の側方に取り付けられる。圧電フィルム振動板３は、天板５の外周部に設けられる段差部５ｃ、下カップ６の上端における外周部および圧電フィルム繋ぎ板１０における長板部１０ａの外周面１０ｃに粘着シート（不図示）を用いて固定される。具体的には、上述した段差部５ｃ、外周部および外周面１０ｃに粘着シートを貼り付け、圧電フィルム振動板３の各端部を該粘着シートに押しつけることによって筐体２に装着される。これにより、圧電フィルム振動板３は、支柱７を中心とした、例えば、直径約６８ｍｍ、長さ２６９ｍｍからなる略円筒状の形態として筐体２に固定される。その結果、支柱７と圧電フィルム振動板３との間の空間には、上から見て略リング状の形態を有する音響キャビティ２０が形成される（図３参照）。
【００２７】
また、図１から図３に示すように、下カップ６の下方にはスピーカ４が装着される。スピーカ４は、ムービングコイル式のスピーカであり、コーン状の振動板２１と、振動板２１の中央に取り付けられる駆動体の一部を構成するボイスコイル２２と、駆動体の一部を構成する磁気回路２３を主に有する。振動板２１の外縁部の直径は、例えば、約４６ｍｍとされており、その外側にサスペンション２４が設けられている。サスペンション２４の直径は、例えば、約５０ｍｍとされている。また、ボイスコイル２２の直径は、例えば、約１９．５ｍｍとされており、例えば、８Ω仕様のものが採用されている。ボイスコイル２２は略円筒状のボイスコイルボビン２５に装着されている。
【００２８】
磁気回路２３は、ヨーク２６と、磁気発生手段となるマグネット２７とから構成されている。ヨーク２６は、ボトムヨーク２６ａと、保持ヨーク２６ｂとから構成されている。ボトムヨーク２６ａは、有底円盤状をした円盤部分の中央から円柱状の円柱部２６ｄが、図３における下方に突出するように形成されている。ボトムヨーク２６ａの中央には、該ボトムヨーク２６ａを貫通するようなネジ穴２６ｅが設けられている。リング状のマグネット２７は円柱部２６ｄに挿通され、その下方から、保持ヨーク２６ｂをボトムヨーク２６ａの円柱部２６ｄに挿通させることで、マグネット２７がボトムヨーク２６ａに対して係止される。そして、保持ヨーク２６ｂの内周面と円柱部２６ｄの外周面との間に形成される空隙部にボイスコイル２２が配置される。マグネット２７としては、その外形および内径の寸法が、例えば、それぞれ５０ｍｍ、２２ｍｍであり、磁束密度が、例えば、８ｔのものが用いられている。また、本実施の形態では、ダストキャップやチャンバー等の部品が装着されていないため、円柱部２６ｄの先端部近傍は、ボイスコイルボビン２５の内側の一部分に露出した状態となっている。
【００２９】
また、ボイスコイルボビン２５の外側には、鉄製のフレーム２８が取り付けられている。該フレーム２８はフランジ部２８ａを有しており、その最大外形寸法は、例えば、８２ｍｍとされている。該フランジ部２８ａには、下カップ６のネジ穴６ｃと対応するように、フレーム２８の中心から、例えば、７２ｍｍの距離を有する位置に周方向に向かって９０度おきに合計４つの穴２８ｃが設けられている。穴２８ｃの直径は、例えば、６ｍｍとされている。そして、フランジ部２８ａが下カップ６の下縁部６ｂと当接するようにスピーカ４を下カップ６の開口部６ａの内部に配置して、ネジ３０を穴２８ｃおよびネジ穴６ｃに螺入することによってスピーカ４が下カップ６内に固定される。
【００３０】
さらに、図１から図３に示すように、スピーカ４の下方には反射足１１が取り付けられている。反射足１１は、スピーカ４から放射される音を略円錐状の斜面１１ｅで反射させて全ての角度方向に拡散させる役割を果たしている。なお、反射足１１は必須の構成ではなく、スピーカ４に反射足１１を取り付けないような構成としても良い。反射足１１は、略三角錐形状の錐状部１１ａと、その頂部から上方に向かって突出する略円柱状の柱状部１１ｂとを有する。錐状部１１ａの裏側には略三角錐状にくり抜かれた中空部１１ｃが形成されており、該中空部１１ｃから上方に向かって柱状部１１ｂを貫通するように円形穴１１ｄが形成されている。反射足１１は、柱状部１１ｂをボイスコイルボビン２５の内部に挿入し、該反射足１１の裏側からネジ３２を円形穴１１ｄおよびボトムヨーク２６ａのネジ穴２６ｅに螺入することによってスピーカ４に対して固定される。錐状部１１ａの最大外径および錐状部１１ａの高さ寸法は、例えば、それぞれ８６ｍｍおよび２０ｍｍとされている。また、柱状部１１ｂの直径および高さの寸法は、例えば、それぞれ１７ｍｍおよび２２ｍｍとされている。また、円形穴１１ｄの直径の寸法は４．２ｍｍとされている。さらに、図３に示す錐状部１１ａの斜面１１ｅの断面における曲率半径は、例えば、約３９ｍｍとなっている。この反射足１１はアルミニウムを切削加工することによって形成されている。
【００３１】
以上のように構成されたスピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３を用いて音響キャビティ２０を構成すると共に、筐体２にスピーカ４を装着することによって、圧電フィルム振動板３とスピーカ４に備えられている振動板２１を相互に振動させて音を同時に発生させることが可能となる。したがって、従来の圧電フィルムを用いたスピーカ装置（以下、圧電フィルムスピーカという。）では実現できない広音域における音の再生が可能となり、スピーカ装置１の性能を向上させることが可能となる。
【００３２】
また、スピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３とスピーカ４とを併用しているため、従来の圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な低音域における音声の再生が可能となる。したがって、圧電フィルムスピーカによって得ることが困難な再生帯域（低音域）における音圧をスピーカ４によって補完し、中高音域における音圧に加え、低音域においても十分な音圧を得ることが可能となる。
【００３３】
また、スピーカ装置１では、背面側に音響キャビティ２０が形成されており、背面側は開放しない構成となっている。このため、圧電フィルム振動板３およびスピーカ４から放射された音が圧電フィルム振動板３の裏側に回りこみ、圧電フィルム振動板３の裏側で発生した逆位相の音と打ち消しあい、音圧の減少を招くといった、いわゆるキャンセル現象の発生を防止することができる。また、上述の回り込んだ音が圧電フィルム振動板３の裏側に発生した音と共振して、急激な音圧の上昇を防止することが可能となる。
【００３４】
また、スピーカ装置１では、背面側に音響キャビティ２０が形成されているため、圧電フィルム振動板３から得られる音は、圧電フィルム振動板３に対して正面側に放射された音となる。このため、この正面側に放射された音が圧電フィルム振動板３の裏面側に放射された音やそれらの反射音と合成されて合成音が形成されるのを防止できる。したがって、従来の圧電フィルムスピーカよりも、より優れた音質を得ることが可能となる。その結果、オーディオシステムとして、性能の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
また、スピーカ装置１では、圧電フィルム振動板３は略円筒状の形態を呈している。したがって、従来のムービングコイル型のスピーカ装置と比較して、複雑な構成を用いることなく、極めて容易に無指向性のスピーカを得ることができる。また、圧電フィルム振動板３は可撓性を有する圧電フィルムを用いているため、容易に円筒状の形態とすることができると共に、密閉された空間を容易に形成することができる。したがって、容易にかつ確実に無指向性の音を得ることが可能となる。
【００３６】
（実験１）
図４は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置１から放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対する圧電フィルム振動板３の周波数特性を示す図であり、（Ｃ）は圧電フィルム振動板３、スピーカユニットとなるスピーカ４およびスピーカ装置１の周波数特性を示す図である。なお、スピーカ装置１から放射される音の周波数特性の測定においては、入力信号は同一のものとしているが、圧電フィルム振動板３とスピーカ４のインピーダンスが大幅に異なるので、駆動アンプとして、圧電フィルム振動板３を駆動するためのアンプと、スピーカ４を駆動するためのアンプを、それぞれ別々に用意した。
【００３７】
図４（Ａ）に示すように、各周波数における指向特性においては、略同心円状のゲインからなるグラフが得られた。したがって、スピーカ装置１から放射される各周波数の音は、指向性を有さないことがわかった。また、図４（Ｂ）に示すように、圧電フィルム振動板３から放射される中高音帯域の音であって、各方向（角度）に放射される音の周波数特性は略一致することがわかった。このため、圧電フィルム振動板３から放射される中高音帯域の音も指向性を有さないことがわかった。また、図４（Ｃ）から、圧電フィルム振動板３とスピーカ４を併用することにより、周波数特性が略フラットな結果が得られた。このことから、圧電フィルム振動板３とスピーカ４を併用すれば、一般的に、圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な低音域の音圧を、スピーカ４によって補完することができ、スピーカ装置１の前方および後方の双方の位置において取得される音は、一定以上の音圧を有することがわかった。
【００３８】
以上の結果から、スピーカ装置１の背面側に音響キャビティ２０を設けることにより、圧電フィルム振動板３およびスピーカ４から放射された音が圧電フィルム振動板３の裏側に回りこむことがなくなり、キャンセル現象および共振音の発生を防止でき、音質の向上を図ることが可能となることがわかった。また、スピーカ装置１では、スピーカ４に反射足１１を装着することにより、スピーカ４から発せられる音を全ての角度方向に反射させることができ、低周波数帯域において指向性をなくすことができた。さらに、高音帯域においては、従来の圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な無指向性の音声を得ることが可能となることがわかった。したがって、スピーカ装置１では、全ての周波数帯域において角度に関係なく一定以上の音圧を得ることができることがわかった。
【００３９】
（実験２）
図５は、従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対するムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性を示す図である。なお、ムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性の測定においては、角型キャビネットの２ＷＡＹからなるスピーカシステムを使用した。
【００４０】
図５（Ａ）に示すように、各周波数におけるゲインからなる指向性のグラフは、前方（０°側）の音圧が大きくなるように前方に偏心して、かつ略卵型の形状をなした。また、図５（Ｂ）に示すように、視聴角度が大きくなる（０°から離れる）ほど高周波帯域における音圧が減少することが分かった。以上の結果から、従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性は、スピーカに対する視聴角度が大きくなるに従い、音圧が減少するといった特性を有することがわかった。
【００４１】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。
【００４２】
上述の実施の形態では、圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６によって１つの空間からなる音響キャビティ２０を形成したが、例えば、下カップ６等に隔壁を設けて、複数の音響キャビティを形成し、キャビティの機能の独立化を図るようにしても良い。また、上述した隔壁に、目的に応じて適宜、穴やポート等を設け、音響キャビティを有効活用するようにしても良い。さらに、天板５や下カップ６等の形状を目的に応じて適宜変更しても良い。
【００４３】
また、上述の実施の形態では、音響キャビティ２０を圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６から構成したが、音響キャビティ２０は圧電フィルム振動板３、天板５および下カップ６から構成することに限定されるものではなく、例えば、音響キャビティ２０を圧電フィルム振動板３のみから構成しても良い。
【００４４】
また、上述の実施の形態では、スピーカ装置１の形態は略円柱状の形態を有しているが、スピーカ装置１の形態は略円柱状に限定されるものではなく、例えば、半円柱状、角柱状もしくは円錐形状等の他の形態としても良い。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、反射足１１は、アルミニウムにより構成されているが、反射足１１の材料は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、樹脂や木材等の他の材料としても良い。
【００４６】
また、上述の実施の形態では、圧電フィルム振動板３は、筐体２に粘着シートを用いて固定されているが、圧電フィルム振動板３の筐体２への取り付け方法は、粘着シートを用いることに限定されるものではなく、例えば、ゴムバンド等によって固定したり、接着剤によって接着したりしても良い。
【００４７】
また、上述の実施の形態では、支柱７の側方を圧電フィルム振動板３によって囲む構成としたが、支柱７の側方の一部分のみを圧電フィルム振動板３によって囲み、その他の部分を、他の部材から構成するようにしても良い。
【００４８】
また、図１の天板５の上に、さらに圧電フィルム振動板３と天板５を設けて、第２の音響キャビティ等、複数の音響キャビティを形成するようにしても良い。このとき、各圧電フィルム振動板３では、寸法調整等を行うことで各音域に対応させることが可能となる。また、スピーカ装置１を、天板５が下側になるように、上下逆さに配置させる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のスピーカ装置は、振動板より音を放出するスピーカ等の音響変換装置において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置の側断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置から放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対する圧電フィルム振動板の周波数特性を示す図であり、（Ｃ）は圧電フィルム振動板、スピーカユニットおよびスピーカ装置の周波数特性を示す図である。
【図５】従来のムービングコイル型スピーカから放射される音の特性を示す図であり、（Ａ）は、指向特性を示す図であり、（Ｂ）は、各方向（角度）に対するムービングコイル型スピーカから放射される音の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…スピーカ装置
２…筐体
３…圧電フィルム振動板
４…スピーカ（スピーカユニット）
５…天板
６…下カップ
７…支柱
１０…圧電フィルム繋ぎ板（圧電フィルム繋ぎ部材）
１１…反射足（反射板）
２１…振動板
２０…音響キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
上記筐体との間で音響キャビティを形成するように、上記筐体に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板と、
上記筐体に装着される振動板を有するスピーカユニットと、
を備え、
上記スピーカユニットを上記筐体に装着し、該スピーカユニットの振動板と上記圧電フィルム振動板とを同時に振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記圧電フィルム振動板は、円筒形状の形態に設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記スピーカユニットの前記振動板に反射板を装着していることを特徴とする請求項１または２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記筐体は、
前記圧電フィルム振動板の上方に配置される略円盤状の形態を有する天板と、
前記圧電フィルム振動板の下方に配置され、前記スピーカユニットが装着されるカップ状の形態を有する下カップと、
上記天板と上記下カップとを連結し、前記圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、
上記天板と上記下カップとを連結するように配置され、前記圧電フィルム振動板を保持するための圧電フィルム繋ぎ部材と、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のスピーカ装置。
【請求項１】
筐体と、
上記筐体との間で音響キャビティを形成するように、上記筐体に取り付けられる可撓性を有する圧電フィルム振動板と、
上記筐体に装着される振動板を有するスピーカユニットと、
を備え、
上記スピーカユニットを上記筐体に装着し、該スピーカユニットの振動板と上記圧電フィルム振動板とを同時に振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記圧電フィルム振動板は、円筒形状の形態に設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記スピーカユニットの前記振動板に反射板を装着していることを特徴とする請求項１または２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記筐体は、
前記圧電フィルム振動板の上方に配置される略円盤状の形態を有する天板と、
前記圧電フィルム振動板の下方に配置され、前記スピーカユニットが装着されるカップ状の形態を有する下カップと、
上記天板と上記下カップとを連結し、前記圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、
上記天板と上記下カップとを連結するように配置され、前記圧電フィルム振動板を保持するための圧電フィルム繋ぎ部材と、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のスピーカ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−６２８１９（Ｐ２０１０−６２８１９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２５８９５（Ｐ２００８−２２５８９５）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【出願人】（５０１２３１５１０）
【出願人】（５９８１４６８５０）後藤電子 株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【出願人】（５０１２３１５１０）
【出願人】（５９８１４６８５０）後藤電子 株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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