JP3896967B2 - 圧電スピーカ - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電体を用いた圧電スピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電体を用いた圧電スピーカは、例えば特許文献１に記載されているように、一つの振動板に一つの圧電体を設けた構成となっていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６４３９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧電スピーカは、上述のごとく一つの振動板に一つの圧電体を設けた構成であったので、広帯域再生がむずかしいという課題があった。
【０００５】
すなわち、圧電体を歪ませて振動させるものでは、圧電体のＱが高いことに起因してどうしても音響再生帯域が狭くなってしまうものであった。
【０００６】
そこで本発明は、広帯域再生ができるようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明の請求項１の発明は、振動板の一方の面側に設けられた第１および第２の圧電体と、前記振動板の他方の面に設けられたＳｉ製ベースと、前記第１および第２の圧電体に対応して前記Ｓｉ製ベースに設けられた大きさの異なる開口部からなり、前記第１および第２の圧電体が異なる音響帯域の再生を行う構成としたものであって、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１６】
図１において、１はスピーカシステムのボックスで、角柱状となっている。
【００１７】
そしてこのボックス１の前面には上方から下方に向けて順にツィータ２、スコーカ３、ウーファ４、バスレフポート５が配列されている。
【００１８】
このうちツィータ２の音響再生帯域は例えば５ＫＨｚから１００ＫＨｚとしている。
【００１９】
またスコーカ３の音響再生帯域は５００Ｈｚから５ＫＨｚ、さらにウーファ４のそれは２０Ｈｚから５００Ｈｚとしている。
【００２０】
なおバスレフポート５はウーファ４の再生帯域内の１００Ｈｚ以下の部分の増強を図るためのものである。
【００２１】
図２はツィータ２部分をボックス１から取出した状態を示しており、６はツィータボックスで、その前面には振動板７が露出している。
【００２２】
振動板７にはこの図２に示すように大、中、小３つのエリア８，９，１０がそれぞれ複数個設けられている。これらのうち大きなエリア８は、図３の大のごとく５ＫＨｚから８０ＫＨｚの音響再生帯域となっており、中のエリア９は図３の中のごとく１０ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域となっており、小のエリア１０は図３の小のごとく４０ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域となっており、これら３のエリア８〜１０の総合として、上述のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域のツィータ２を構成している。
【００２３】
図４は図２における振動板７のIV−IV線部分の拡大断面図を示している。
【００２４】
すなわち図２、図４に示す大〜小の３つのエリア８〜１０は一つの振動板７上において形成されたものである。
【００２５】
先ず図４に示すＳｉＯ2製の３００００Å振動板７の裏面側には５００μｍのＳｉ製ベース１１が設けられている。
【００２６】
ベース１１には大、中、小のエリア８〜１０にあわせて開口部８ａ〜１０ａ（８ａ部分は図示せず）が設けられている。
【００２７】
つまりこの開口部８ａ〜１０ａもそれに対応するエリア８〜１０にあわせて８ａが大、９ａが中、１０ａが小となっている。
【００２８】
次に振動板７の表面側にはＰｔ製の下部電極１２が設けられている。
【００２９】
そして開口部８ａ〜１０ａに対応する下部電極１２上にはバッファ層１３を介してＰＺＴからなる圧電薄膜１４が設けられている。
【００３０】
さらに圧電薄膜１４の外周部分の下部電極１２上には樹脂製の絶縁膜１５が設けられ、この絶縁膜１５上にはそれぞれ上部電極１６が設けられている。
【００３１】
そしてこれら大〜小の３つのエリア８〜９のそれぞれに対応する圧電薄膜１４にはそれぞれ上部電極１６を介して図５のごとく並列に音源信号が供給されるようになっている。
【００３２】
図５において１７は音源で、この音源１７には増幅手段１８が接続され、この増幅手段１８には上記から理解されるように並列に大〜小のエリア８〜１０の圧電薄膜１４が接続されている。
【００３３】
また各エリア８〜１０の圧電薄膜１４と増幅手段１８の間にはそれぞれ過電流用の保護回路１９ａ〜１９ｃと、位相制御回路２０ａ〜２０ｃと、ゲイン調整回路２１ａ〜２１ｃがそれぞれ介在させられている。
【００３４】
この結果としてツィータ２は図３の合成のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでの広く高い周波数帯域においてフラットな音圧周波数特性が得られることになる。
【００３５】
そしてこのように５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでの広く、高い周波数においてフラットな音圧周波数特性が得られることが図１におけるスピーカシステムの価値を高めることにつながる。
【００３６】
すなわち一般的に人間の可聴周波数は２０Ｈｚから２０ＫＨｚといわれているが、上述の本実施の形態のツィータ２を用いた場合にその必要性があるのかという問題提起もある。
【００３７】
しかし自然界の音は実は人間には聞くことができないといわれている２０ＫＨｚ以上の音も当然のこととして存在し、このような高い周波数の音が干渉した結果の音のうち２０Ｈｚから２０ＫＨｚを聞き取っているということもいえる。
【００３８】
例えば楽器でも当然のこととして２０ＫＨｚ以上の音を発している。シンバル等はその典型的なものといわれている。
【００３９】
したがって、本実施の形態のツィータ２のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでをも再生することができれば、より自然界において直接聞くことのできる状態が再現されることになる。
【００４０】
このことは現在音源１７として例えばオーディオ機器であっても１００ＫＨｚまでを出力するものが必要といわれていることにも合致する。
【００４１】
図６は本発明の他の実施の形態を示し、この実施の形態ではツィータ２を図１とは異なり単品としたものである。
【００４２】
つまり、すでに購入した電子機器において、高音域再生を強化するためにいわゆる後付けするタイプのものである。
【００４３】
このものは図示していないが、図５の保護回路１９ａ〜１９ｃ、位相制御回路２０ａ〜２０ｃ、ゲイン調整回路２１ａ〜２１ｃを内蔵し、背面側に図示していないが接続端子を有している。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、振動板と、この振動板の第１のエリアに設けられた第１の圧電体と、前記振動板の第１のエリアとは異なる第２のエリアに設けられた第２の圧電体とを備え、前記第１、第２のエリアは、それぞれ異なる音響再生帯域を有する構成としたものであって、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができる。
【００４５】
すなわち振動板に少なくとも第１、第２のエリアを設け、各エリアの音響再生帯域を異ならせることにより、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスピーカボックスの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるツィータボックスの斜視図
【図３】本発明のスピーカの音圧周波数特性図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図（図２のIV−IV線断面図）
【図５】本発明の一実施の形態におけるブロック図
【図６】本発明の他の実施の形態におけるツィータボックスの斜視図
【符号の説明】
１ ボックス
２ ツィータ
３ スコーカ
４ ウーファ
５ バスレフポート
６ ツィータボックス
７ 振動板
８ エリア（大）
９ エリア（中）
１０ エリア（小）
１１ Ｓｉ製ベース
１２ 下部電極
１３ バッファ層
１４ 圧電薄膜
１５ 絶縁膜
１６ 上部電極
１７ 音源
１８ 増幅手段
１９ａ 保護回路
１９ｂ 保護回路
１９ｃ 保護回路
２０ａ 位相制御回路
２０ｂ 位相制御回路
２０ｃ 位相制御回路
２１ａ ゲイン調整回路
２１ｂ ゲイン調整回路
２１ｃ ゲイン調整回路
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電体を用いた圧電スピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電体を用いた圧電スピーカは、例えば特許文献１に記載されているように、一つの振動板に一つの圧電体を設けた構成となっていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６４３９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧電スピーカは、上述のごとく一つの振動板に一つの圧電体を設けた構成であったので、広帯域再生がむずかしいという課題があった。
【０００５】
すなわち、圧電体を歪ませて振動させるものでは、圧電体のＱが高いことに起因してどうしても音響再生帯域が狭くなってしまうものであった。
【０００６】
そこで本発明は、広帯域再生ができるようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明の請求項１の発明は、振動板の一方の面側に設けられた第１および第２の圧電体と、前記振動板の他方の面に設けられたＳｉ製ベースと、前記第１および第２の圧電体に対応して前記Ｓｉ製ベースに設けられた大きさの異なる開口部からなり、前記第１および第２の圧電体が異なる音響帯域の再生を行う構成としたものであって、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１６】
図１において、１はスピーカシステムのボックスで、角柱状となっている。
【００１７】
そしてこのボックス１の前面には上方から下方に向けて順にツィータ２、スコーカ３、ウーファ４、バスレフポート５が配列されている。
【００１８】
このうちツィータ２の音響再生帯域は例えば５ＫＨｚから１００ＫＨｚとしている。
【００１９】
またスコーカ３の音響再生帯域は５００Ｈｚから５ＫＨｚ、さらにウーファ４のそれは２０Ｈｚから５００Ｈｚとしている。
【００２０】
なおバスレフポート５はウーファ４の再生帯域内の１００Ｈｚ以下の部分の増強を図るためのものである。
【００２１】
図２はツィータ２部分をボックス１から取出した状態を示しており、６はツィータボックスで、その前面には振動板７が露出している。
【００２２】
振動板７にはこの図２に示すように大、中、小３つのエリア８，９，１０がそれぞれ複数個設けられている。これらのうち大きなエリア８は、図３の大のごとく５ＫＨｚから８０ＫＨｚの音響再生帯域となっており、中のエリア９は図３の中のごとく１０ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域となっており、小のエリア１０は図３の小のごとく４０ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域となっており、これら３のエリア８〜１０の総合として、上述のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚの音響再生帯域のツィータ２を構成している。
【００２３】
図４は図２における振動板７のIV−IV線部分の拡大断面図を示している。
【００２４】
すなわち図２、図４に示す大〜小の３つのエリア８〜１０は一つの振動板７上において形成されたものである。
【００２５】
先ず図４に示すＳｉＯ2製の３００００Å振動板７の裏面側には５００μｍのＳｉ製ベース１１が設けられている。
【００２６】
ベース１１には大、中、小のエリア８〜１０にあわせて開口部８ａ〜１０ａ（８ａ部分は図示せず）が設けられている。
【００２７】
つまりこの開口部８ａ〜１０ａもそれに対応するエリア８〜１０にあわせて８ａが大、９ａが中、１０ａが小となっている。
【００２８】
次に振動板７の表面側にはＰｔ製の下部電極１２が設けられている。
【００２９】
そして開口部８ａ〜１０ａに対応する下部電極１２上にはバッファ層１３を介してＰＺＴからなる圧電薄膜１４が設けられている。
【００３０】
さらに圧電薄膜１４の外周部分の下部電極１２上には樹脂製の絶縁膜１５が設けられ、この絶縁膜１５上にはそれぞれ上部電極１６が設けられている。
【００３１】
そしてこれら大〜小の３つのエリア８〜９のそれぞれに対応する圧電薄膜１４にはそれぞれ上部電極１６を介して図５のごとく並列に音源信号が供給されるようになっている。
【００３２】
図５において１７は音源で、この音源１７には増幅手段１８が接続され、この増幅手段１８には上記から理解されるように並列に大〜小のエリア８〜１０の圧電薄膜１４が接続されている。
【００３３】
また各エリア８〜１０の圧電薄膜１４と増幅手段１８の間にはそれぞれ過電流用の保護回路１９ａ〜１９ｃと、位相制御回路２０ａ〜２０ｃと、ゲイン調整回路２１ａ〜２１ｃがそれぞれ介在させられている。
【００３４】
この結果としてツィータ２は図３の合成のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでの広く高い周波数帯域においてフラットな音圧周波数特性が得られることになる。
【００３５】
そしてこのように５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでの広く、高い周波数においてフラットな音圧周波数特性が得られることが図１におけるスピーカシステムの価値を高めることにつながる。
【００３６】
すなわち一般的に人間の可聴周波数は２０Ｈｚから２０ＫＨｚといわれているが、上述の本実施の形態のツィータ２を用いた場合にその必要性があるのかという問題提起もある。
【００３７】
しかし自然界の音は実は人間には聞くことができないといわれている２０ＫＨｚ以上の音も当然のこととして存在し、このような高い周波数の音が干渉した結果の音のうち２０Ｈｚから２０ＫＨｚを聞き取っているということもいえる。
【００３８】
例えば楽器でも当然のこととして２０ＫＨｚ以上の音を発している。シンバル等はその典型的なものといわれている。
【００３９】
したがって、本実施の形態のツィータ２のごとく５ＫＨｚから１００ＫＨｚまでをも再生することができれば、より自然界において直接聞くことのできる状態が再現されることになる。
【００４０】
このことは現在音源１７として例えばオーディオ機器であっても１００ＫＨｚまでを出力するものが必要といわれていることにも合致する。
【００４１】
図６は本発明の他の実施の形態を示し、この実施の形態ではツィータ２を図１とは異なり単品としたものである。
【００４２】
つまり、すでに購入した電子機器において、高音域再生を強化するためにいわゆる後付けするタイプのものである。
【００４３】
このものは図示していないが、図５の保護回路１９ａ〜１９ｃ、位相制御回路２０ａ〜２０ｃ、ゲイン調整回路２１ａ〜２１ｃを内蔵し、背面側に図示していないが接続端子を有している。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、振動板と、この振動板の第１のエリアに設けられた第１の圧電体と、前記振動板の第１のエリアとは異なる第２のエリアに設けられた第２の圧電体とを備え、前記第１、第２のエリアは、それぞれ異なる音響再生帯域を有する構成としたものであって、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができる。
【００４５】
すなわち振動板に少なくとも第１、第２のエリアを設け、各エリアの音響再生帯域を異ならせることにより、広い再生帯域を有する圧電スピーカを得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスピーカボックスの斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるツィータボックスの斜視図
【図３】本発明のスピーカの音圧周波数特性図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図（図２のIV−IV線断面図）
【図５】本発明の一実施の形態におけるブロック図
【図６】本発明の他の実施の形態におけるツィータボックスの斜視図
【符号の説明】
１ ボックス
２ ツィータ
３ スコーカ
４ ウーファ
５ バスレフポート
６ ツィータボックス
７ 振動板
８ エリア（大）
９ エリア（中）
１０ エリア（小）
１１ Ｓｉ製ベース
１２ 下部電極
１３ バッファ層
１４ 圧電薄膜
１５ 絶縁膜
１６ 上部電極
１７ 音源
１８ 増幅手段
１９ａ 保護回路
１９ｂ 保護回路
１９ｃ 保護回路
２０ａ 位相制御回路
２０ｂ 位相制御回路
２０ｃ 位相制御回路
２１ａ ゲイン調整回路
２１ｂ ゲイン調整回路
２１ｃ ゲイン調整回路
Claims (1)
- 振動板の一方の面側に設けられた第１および第２の圧電体と、前記振動板の他方の面に設けられたＳｉ製ベースと、前記第１および第２の圧電体に対応して前記Ｓｉ製ベースに設けられた大きさの異なる開口部からなり、それぞれの圧電体が異なる音響帯域の再生を行う構成とした圧電スピーカ。
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| JP2003004452A Expired - Fee Related JP3896967B2 (ja) | 2003-01-10 | 2003-01-10 | 圧電スピーカ |
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