JP2015186130A - film speaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチウエイのフィルムスピーカに関する。 The present invention relates to a multiway film speaker.
従来、各種電子機器に搭載される薄型のスピーカとして、圧電フィルムスピーカが知られている。例えば、特許文献1には、圧電フィルムの表裏両面に電極を形成した圧電フィルム振動板からなる圧電フィルムスピーカが記載されている。圧電フィルムスピーカに音信号が印加されると、圧電フィルム振動板が振動して、音が発生する。 Conventionally, piezoelectric film speakers are known as thin speakers mounted on various electronic devices. For example, Patent Document 1 describes a piezoelectric film speaker composed of a piezoelectric film diaphragm in which electrodes are formed on both front and back surfaces of a piezoelectric film. When a sound signal is applied to the piezoelectric film speaker, the piezoelectric film diaphragm vibrates and generates sound.
図8は、従来のフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。図8に示すように、従来のフィルムスピーカ800は、フィルム810と、フィルム810の外周を規定する枠部材820と、フィルム810の中央に配置された圧電素子830と、圧電素子830に接続される2本のリード線840とを備える。枠部材820は、張力をかけた状態でフィルム810を挟持している。リード線840を介して、圧電素子830に音信号を印加すると、圧電素子830が駆動してフィルム810が振動することにより音が発生する。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a conventional film speaker. As shown in FIG. 8, a
しかしながら、フィルムスピーカは、その大きさ等によって、いずれかの音域に周波数特性の低下が生じやすい。そのため、低音域から高音域にわたって、良好な音を出力させるためには、それぞれ大きさ等が異なる複数のフィルムスピーカを搭載したマルチウエイスピーカを使用することが好ましい。また、マルチウエイスピーカの構造を簡単にすることにより、省スペース化を実現することが好ましい。 However, a film speaker is likely to have a decrease in frequency characteristics in any sound range depending on its size and the like. Therefore, in order to output a good sound from the low sound range to the high sound range, it is preferable to use a multiway speaker equipped with a plurality of film speakers having different sizes. Moreover, it is preferable to realize space saving by simplifying the structure of the multiway speaker.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、簡単な構造で、良好な音を出力できるフィルムスピーカを提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a film speaker capable of outputting a good sound with a simple structure.
上記課題を解決するため、本発明に係るフィルムスピーカは、
フィルムと、
該フィルムの外周を規定し、かつ、該フィルムをそれぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する枠部材と、
前記複数の領域にそれぞれ配置される複数の圧電素子とを備える。
In order to solve the above problems, a film speaker according to the present invention is
With film,
A frame member that defines the outer periphery of the film and divides the film into a plurality of regions each having a different size;
And a plurality of piezoelectric elements respectively disposed in the plurality of regions.
また、ネットワーク回路をさらに備え、
前記ネットワーク回路は、並列に結合された前記複数の圧電素子と、前記圧電素子に印加する音信号を制御する回路素子とを有していてもよい。
In addition, it further comprises a network circuit,
The network circuit may include the plurality of piezoelectric elements coupled in parallel and a circuit element that controls a sound signal applied to the piezoelectric elements.
また、前記回路素子は抵抗及びコイルの少なくとも一方を含む素子であってもよい。 The circuit element may be an element including at least one of a resistor and a coil.
本発明によれば、簡単な構造で、良好な音を出力できるフィルムスピーカを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a film speaker capable of outputting a good sound with a simple structure.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施の形態]
図1は、本発明の第1実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。図1に示すフィルムスピーカ100は、3ウエイのマルチウエイスピーカである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a film speaker according to the first embodiment of the present invention. A
フィルムスピーカ100は、1枚のフィルム110と、フィルム110の外周を規定する枠部材120と、複数の圧電素子130a、130b及び130cとを備える。
The
フィルム110は、有機物又は無機物のフィルムであり、例えば、樹脂、マグネシウム又はカーボンのコンポジット材等により構成される。フィルム110は、張力をかけた状態で枠部材120により挟持される。
The
枠部材120は、例えばアルミニウム等の金属により構成される。枠部材120は、任意の形状であり、本実施の形態においては、図1に示すように矩形状である。枠部材120は、フィルム110を、それぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する。本実施の形態においては、枠部材120は、図1に示すように、フィルム110をそれぞれ大きさが異なる3つの領域に分割する。3つの領域は、その面積が小さいものから順に、それぞれフィルムスピーカ100における高音用領域100a、中音用領域100b及び低音用領域100cを構成し、それぞれ高音用、中音用、低音用のフィルムスピーカとして機能する。このようにフィルムスピーカ100を3つの領域100a、100b及び100cに分割することによって、3ウエイスピーカが構成される。
The
枠部材120により分割された3つの領域100a、100b及び100cには、それぞれ中央に1つの圧電素子130a、130b及び130cが配置される。すなわち、高音用領域100aには高音用圧電素子130aが、中音用領域100bには中音用圧電素子130bが、低音用領域100cには低音用圧電素子130cが、それぞれ配置される。高音用圧電素子130a、中音用圧電素子130b及び低音用圧電素子130cには、それぞれ2本のリード線140が接続されている。なお、本明細書においては、高音用圧電素子130a、中音用圧電素子130b及び低音用圧電素子130cを区別しない場合には、以下、圧電素子130と表記する。
In the three
圧電素子130は、音信号(電圧)を印加することで、構成材料の電気結合係数に従い伸縮又は屈曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子130は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、ユニモルフを積層した積層型ユニモルフ素子がある(例えば、特開2013−255271号公報参照)。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲する。 The piezoelectric element 130 is an element that expands or contracts according to the electrical coupling coefficient of the constituent material by applying a sound signal (voltage). These elements are made of, for example, ceramic or quartz. The piezoelectric element 130 may be a unimorph, bimorph, or multilayer piezoelectric element. As the laminated piezoelectric element, there is a laminated unimorph element in which unimorphs are laminated (see, for example, JP 2013-255271 A). Unimorphs expand and contract when an electrical signal is applied, and bimorphs bend when an electrical signal is applied.
圧電素子130a、130b及び130cのそれぞれの積層数、断面積及び表面積等は、各領域100a、100b及び100cから出力する音の周波数等に応じて、各領域100a、100b及び100cのフィルムから発生する音の音圧又は音質が十分確保できるように、適宜決定される。例えば、圧電素子130a、130b及び130cの表面積は、図1に示すように、各領域100a、100b及び100cの面積が大きくなる程、大きいものとすることができる。
The number of laminated layers, the cross-sectional area, the surface area, and the like of each of the
圧電素子130には、リード線140を介して、外部の音信号源からから音信号(再生音信号)が供給される。換言すれば、圧電素子130には、リード線140を介して、音信号源から音信号に応じた電圧が印加される。各圧電素子130a、130b及び130cに印加される電圧は、フィルムスピーカ100に接続されたネットワーク回路により、周波数帯域ごとに分離されるように制御される。
A sound signal (reproduced sound signal) is supplied to the piezoelectric element 130 from an external sound signal source via a
図2は、図1のフィルムスピーカ100の分解斜視図である。フィルムスピーカ100は、圧電素子130並びにリード線140を接着剤等で固定したフィルム110を、枠部材120を構成する上枠部材121及び下枠部材122で挟んで固定することによって形成される。また、枠部材120により分割した3つの領域100a、100b及び100cのいずれかが振動したときに、他の領域に振動が伝達しないように、上下の枠部材121及び122において領域を分割するフレーム部分同士が、接着剤等により固定される。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
このように、第1実施の形態に係るフィルムスピーカ100により、3ウエイスピーカを構成できる。そのため、フィルムスピーカ100は、1つのフルレンジフィルムスピーカと比較して、広い音域にわたって良好な音を出力できる。また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ100によれば、1枚のフィルム110と1組の枠部材120とを使用して、簡単な3ウエイスピーカ構造を実現できる。そのため、3つのフィルム及び3つの枠部材から、それぞれ大きさの異なる3つのフィルムスピーカを製造し、これらを組み合わせて3ウエイスピーカを構成する場合と比較して、材料コスト及び製造コストを減らすことができる。
Thus, a three-way speaker can be configured by the
[第2実施の形態]
次に、本発明の第2実施の形態について説明する。図3は、本発明の第2実施の形態に係るフィルムスピーカの一例を示す斜視図である。第2実施の形態に係るフィルムスピーカ200は、第1実施の形態に係るフィルムスピーカ100と同様に、高音用領域200a、中音用領域200b及び低音用領域200cの3つの領域が、それぞれ高音用、中音用、低音用のフィルムスピーカとして機能する、3ウエイスピーカである。以下、第1実施の形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view showing an example of a film speaker according to the second embodiment of the present invention. Similarly to the
フィルムスピーカ200は、1枚のフィルム210と、フィルム210の外周を規定する枠部材220と、複数の圧電素子230と、フィルム210の一部に設けられた外部への接続端子240と、抵抗251及び252とを備える。
The
第2実施の形態におけるフィルム210は、第1実施の形態におけるフィルム110と同様に、張力をかけた状態で枠部材220により挟持される。フィルム210は、リード線による配線を備える。フィルム210に設けられた配線は、接続端子240から外部の音信号源に接続される。配線については、後述する図4の説明において詳述する。
The
抵抗251及び252は、フィルム210に設けられた配線により形成される回路を構成する回路素子である。図3において、抵抗251及び252は、それぞれフィルム210の高音用領域200a及び中音用領域200b上であって、枠部材220に沿った位置に配置される。抵抗251及び252が枠部材220に沿って配置されることにより、フィルム210の振動が妨げられにくくなる。
The
図4は、図3のフィルムスピーカ200のフィルム210内の配線の一例を模式的に示す図である。図4に示すように、リード線による配線により、3つの圧電素子230a、230b及び230cは、互いに並列に結合される。また、並列に結合された圧電素子230aと圧電素子230bとの間に抵抗251が接続され、並列に結合された圧電素子230bと圧電素子230cとの間に抵抗252が接続される。抵抗251は、接続端子240から音信号が入力されたときに、音信号が抵抗251を介して圧電素子230bに入力されるように接続される。また、抵抗252は、接続端子240から音信号が入力されたときに、音信号が抵抗251及び抵抗252を介して圧電素子230cに入力されるように接続される。この配線により構成される回路において、圧電素子230a、230b及び230cは、その電気的特性によりコンデンサとして機能する。この回路は、フィルムスピーカ200において、各圧電素子230a、230b及び230cに入力される音信号を周波数帯域ごとに分離するネットワーク回路として機能する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of wiring in the
図5は、図3のフィルムスピーカ200が備えるネットワーク回路の一例を示す回路図である。図5において、R1及びR2は、それぞれ図4における抵抗251及び252の抵抗値に対応する。また、図5において、C1、C2及びC3は、それぞれ図4における圧電素子230a、230b及び230cの静電容量に対応する(C1<C2<C3)。抵抗値R1及びR2は、例えば、コンデンサC1、C2及びC3の静電容量等に基づき、ネットワーク回路が以下に示す動作を行うように適宜選択される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a network circuit provided in the
図5の回路に所定の周波数(第1の周波数)以上の高音域の音信号(高音信号)が入力されたとき、コンデンサC2の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサC1の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、高音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサC1(高音用圧電素子230a)に印加される。しかし、コンデンサC1と並列に結合されたコンデンサC2及びC3(それぞれ中音用圧電素子230b及び低音用圧電素子230c)における電流通路は、インピーダンスが大きいため、コンデンサC2及びC3には、高音信号が入力されない。このようにして、第1の周波数以上の高音信号は、高音用領域200aに設けられた高音用圧電素子230aに印加され、高音用圧電素子230aが駆動することによって、高音用領域200aから高音が出力される。
When a high frequency sound signal (high frequency signal) of a predetermined frequency (first frequency) or higher is input to the circuit of FIG. 5, the impedance in the current path of the capacitor C 1 is higher than the impedance in the current path of the capacitor C 2. Becomes smaller. At this time, the high sound signal is applied to the capacitor C 1 (high sound
図5の回路に、第1の周波数未満で、かつ所定の第2の周波数以上の中音域の音信号(中音信号)が入力されたとき、コンデンサC1の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサC2の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、中音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサC2(中音用圧電素子230b)に印加され、コンデンサC1には印加されない。一方、第2の周波数以上の中音信号が入力されたとき、コンデンサC3の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサC2の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。そのため、インピーダンスが大きい電流通路のコンデンサC3には、中音信号が印加されない。このようにして、第2の周波数以上かつ第1の周波数未満の中音信号は、中音用領域200bに設けられた中音用圧電素子230bに印加され、中音用圧電素子230bが駆動することによって、中音用領域200bから中音が出力される。また、中音信号が入力されたときに、中音用圧電素子230bに電圧が印加されるため、過大な入力により高音用圧電素子230aが壊れることを防止できる。
When a midrange sound signal (medium tone signal) less than the first frequency and greater than or equal to the predetermined second frequency is input to the circuit of FIG. 5, the capacitor rather than the impedance in the current path of the capacitor C 1. impedance is reduced in the current path of C 2. At this time, the medium sound signal is applied to the capacitor C 2 (the medium sound piezoelectric element 230 b ) in the current path having a small impedance, and is not applied to the capacitor C 1 . Meanwhile, when the second frequency more middle tone signal is input, than the impedance in the current path of the capacitor C 3, the impedance is reduced in the current path of the capacitor C 2. Therefore, the capacitor C 3 of the impedance is large current path, mid signal is not applied. In this way, the medium sound signal that is equal to or higher than the second frequency and lower than the first frequency is applied to the medium sound
さらに、図5の回路に第2の周波数未満の低音域の音信号(低音信号)が入力されたとき、コンデンサC2の電流通路におけるインピーダンスよりも、コンデンサC3の電流通路におけるインピーダンスが小さくなる。このとき、低音信号は、インピーダンスが小さい電流通路のコンデンサC3に印加され、インピーダンスが大きい電流通路のコンデンサC2には印加されない。このようにして、第2の周波数未満の低音信号は、低音用領域200cに設けられた低音用圧電素子230cに印加され、低音用圧電素子230cが駆動することによって、低音用領域200cから中音が出力される。また、低音信号が入力されたときに、低音用圧電素子230cに電圧が印加されるため、過大な入力により高音用圧電素子230a及び中音用圧電素子230bが壊れることを防止できる。
Further, when the second low range audio sound signals below the frequency (bass signals) is input to the circuit of FIG. 5, than the impedance in the current path of the capacitor C 2, the impedance is reduced in the current path of the capacitor C 3 . In this case, the bass signal, the impedance is applied to the capacitor C 3 of the low current path, not applied to the capacitor C 2 of the impedance high current path. In this way, the bass signal having the frequency lower than the second frequency is applied to the bass sound
このように、圧電素子230a、230b及び230cを並列に接続した図5の回路は、抵抗251及び252が接続されることにより、各圧電素子230a、230b及び230cに印加される音信号を周波数帯域ごとに分離するように制御できる。そのため、この回路は、フィルムスピーカ200におけるネットワーク回路として機能する。
In this way, the circuit of FIG. 5 in which the
図6は、図3のフィルムスピーカ200の分解斜視図である。フィルムスピーカ200は、圧電素子230並びに抵抗251及び252を接着剤等で固定することによりネットワーク回路を構成させたフィルム210を、枠部材220を構成する上枠部材221及び下枠部材222で挟んで固定することによって形成される。第1実施の形態と同様に、枠部材220により分割した3つの領域200a、200b及び200cのいずれかが振動したときに、他の領域に振動が伝達しないように、上下の枠部材221及び222において領域を分割するフレーム部分同士が、接着剤等により固定される。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
図7は、図3のフィルムスピーカ200で使用されるフィルム210の分解斜視図である。図7に示すように、フィルム210は、絶縁性の基材213の上にリード線212による配線を敷設し、その上に絶縁性のカバー部211を設けることによって構成される。基材213におけるリード線212の配線は、例えば、基材213上の銅箔をエッチングすることによって形成したり、リード線212を基材213に接着したりすることにより構成できる。カバー部211には、圧電素子230並びに抵抗251及び252と電気的接続を行うための穴が設けられている。つまり、カバー部211に設けられた穴において、回路素子とリード線212とを接続することにより、ネットワーク回路が構成される。
FIG. 7 is an exploded perspective view of the
このように、第2実施の形態に係るフィルムスピーカ200により、3ウエイスピーカを構成できる。そのため、フィルムスピーカ200は、1つのフルレンジフィルムスピーカと比較して、広い音域にわたって良好な音を出力できる。また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ200によれば、1枚のフィルム210と1組の枠部材220とを使用して、簡単な3ウエイスピーカ構造を実現できる。そのため、3つのフィルム及び3つの枠部材から、それぞれ大きさの異なる3つのフィルムスピーカを製造し、これらを組み合わせて3ウエイスピーカを構成する場合と比較して、材料コスト及び製造コストを減らすことができる。
Thus, a three-way speaker can be configured by the
また、本実施の形態に係るフィルムスピーカ200によれば、圧電素子230を使用して簡単な構成のネットワーク回路を構築できる。このように、フィルム210を振動させて音を出力させる圧電素子230を、ネットワーク回路を構成する回路素子としても使用することにより、フィルムスピーカ200の構成要素を効率的に使用できる。また、ユーザは、3ウエイのフィルムスピーカ200を使用して音を出力させる際に、外部のネットワーク回路を別途設ける必要がなく、簡便にフィルムスピーカ200を使用できる。
Further, according to the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、フィルムスピーカは、3ウエイスピーカに限定されるものではなく、2ウエイ又は4ウエイ以上のマルチウエイスピーカとすることができる。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the film speaker is not limited to a three-way speaker, and can be a multiway speaker having two or more ways.
また、上述の第2実施の形態において、抵抗251及び252が配置される位置は、図3に示す位置に限られない。抵抗251及び252は、フィルム210上の他の位置に配置してもよい。また、抵抗251及び252は、枠部材220における、フィルム210の領域を分割するフレーム部分に配置してもよい。この場合、例えば、図6において、上枠部材221と下枠部材222との間に抵抗251及び252を挟み込むようにして、抵抗をフレーム部分に配置してもよい。
In the second embodiment described above, the positions where the
また、上述の第2実施の形態において、ネットワーク回路を構成する回路素子として、抵抗251及び252を使用した例について説明したが、他の回路素子を使用してネットワーク回路を構成でき、例えば、コイルを使用したり、コイルと抵抗とを組み合わせたりして、ネットワーク回路を構成できる。
In the second embodiment described above, the example in which the
また、フィルム210の構造は、図7で示すものに限られない。例えば、カバー部211は省略してもよい。
Further, the structure of the
100、200、800 フィルムスピーカ
100a、200a 高音用領域
100b、200b 中音用領域
100c、200c 低音用領域
110、210、810 フィルム
120、220、820 枠部材
121、221 上枠部材
122、222 下枠部材
130a、230a 高音用圧電素子
130b、230b 中音用圧電素子
130c、230c 低音用圧電素子
140、212、840 リード線
211 カバー部
213 基材
240 接続端子
251、252 抵抗(回路素子)
830 圧電素子
100, 200, 800
830 Piezoelectric element
Claims (3)
該フィルムの外周を規定し、かつ、該フィルムをそれぞれ大きさが異なる複数の領域に分割する枠部材と、
前記複数の領域にそれぞれ配置される複数の圧電素子と
を備えるフィルムスピーカ。 With film,
A frame member that defines the outer periphery of the film and divides the film into a plurality of regions each having a different size;
A film speaker comprising a plurality of piezoelectric elements respectively disposed in the plurality of regions.
前記ネットワーク回路は、並列に結合された前記複数の圧電素子と、前記圧電素子に印加する音信号を制御する回路素子とを有する、請求項1に記載のフィルムスピーカ。 A network circuit,
The film speaker according to claim 1, wherein the network circuit includes the plurality of piezoelectric elements coupled in parallel and a circuit element that controls a sound signal applied to the piezoelectric elements.
The film speaker according to claim 2, wherein the circuit element is an element including at least one of a resistor and a coil.
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