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JP2015194510A - Image projection device - Google Patents

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JP2015194510A
JP2015194510A JP2013174838A JP2013174838A JP2015194510A JP 2015194510 A JP2015194510 A JP 2015194510A JP 2013174838 A JP2013174838 A JP 2013174838A JP 2013174838 A JP2013174838 A JP 2013174838A JP 2015194510 A JP2015194510 A JP 2015194510A
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unit
image projection
image
sound
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堀井 省次
Shoji Horii
省次 堀井
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Kyocera Corp
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Abstract

【課題】良好に音を発生可能な画像投影装置を提供する。【解決手段】筺体20と、圧電素子61を有する圧電振動部60と、筐体20に保持され、投影面に画像を表示させる投影部30と、圧電素子61を制御する制御部と、を備え、圧電振動部60に画像投影装置10自身の荷重が与えられた状態で、制御部から圧電素子61に音信号を印加することで圧電素子61が変形して圧電振動部60が変形し、圧電振動部60の変形により画像投影装置10が接する接触面90を振動させて接触面90から音を発生させる。【選択図】図11An image projection apparatus capable of generating sound satisfactorily. A housing includes a housing, a piezoelectric vibration unit having a piezoelectric element, a projection unit that is held by the housing and displays an image on a projection surface, and a control unit that controls the piezoelectric element. In a state where the load of the image projection device 10 itself is applied to the piezoelectric vibration unit 60, a sound signal is applied to the piezoelectric element 61 from the control unit, whereby the piezoelectric element 61 is deformed and the piezoelectric vibration unit 60 is deformed, Due to the deformation of the vibration unit 60, the contact surface 90 in contact with the image projection device 10 is vibrated to generate sound from the contact surface 90. [Selection] Figure 11

Description

本発明は、画像投影装置が接触する接触面を振動させて接触面から音を発生させる画像投影装置に関するものである。   The present invention relates to an image projection device that generates a sound from a contact surface by vibrating a contact surface with which the image projection device contacts.

例えば、従来のプロジェクタは、プロジェクタに備えられたスピーカから音を発生する。従来のプロジェクタに使用されるスピーカはダイナミックスピーカが主流となっている。例えば、特許文献1には、マグネット、ボイスコイル、ダイアフラム及びこれらを収納するケースを備えたダイナミックスピーカ構造を有する振動発生装置が記載している。ダイナミックスピーカから発生する音の周波数特性はダイナミックスピーカの大きさに影響され、例えば、低音を再生するためには、大型のダイナミックスピーカを備えることが必要とされる。   For example, a conventional projector generates sound from a speaker provided in the projector. Dynamic speakers are the mainstream speakers used in conventional projectors. For example, Patent Document 1 describes a vibration generator having a dynamic speaker structure including a magnet, a voice coil, a diaphragm, and a case for housing them. The frequency characteristic of the sound generated from the dynamic speaker is affected by the size of the dynamic speaker. For example, in order to reproduce a bass, it is necessary to provide a large dynamic speaker.

実開平5−85192号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-85192

しかしながら、プロジェクタ内部に取り付けられたダイナミックスピーカは、マグネット、ボイスコイル、ダイアフラム等の様々な部材を使用しているため、スピーカの部品点数の増加が避けられず、特に、大型のスピーカをプロジェクタに取り付けることは難しい。そのため、低音域の音圧が不足する場合が多い。   However, since the dynamic speaker mounted inside the projector uses various members such as a magnet, a voice coil, and a diaphragm, an increase in the number of components of the speaker is inevitable. In particular, a large speaker is attached to the projector. It ’s difficult. For this reason, the sound pressure in the low range is often insufficient.

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、良好に音を発生可能な画像投影装置を提供することにある。   An object of the present invention made in view of such a viewpoint is to provide an image projection apparatus capable of generating sound satisfactorily.

上記目的を達成する本発明に係る画像投影装置は、
筺体と、
圧電素子を有する圧電振動部と、
前記筐体に保持され、投影面に画像を表示させる投影部と、
前記圧電素子を制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に画像投影装置自身の荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に音信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該画像投影装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる。
An image projection apparatus according to the present invention that achieves the above object is as follows.
The body,
A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A projection unit that is held in the housing and displays an image on a projection surface;
A control unit for controlling the piezoelectric element,
In a state where the load of the image projection apparatus itself is applied to the piezoelectric vibration unit, the piezoelectric element is deformed by applying a sound signal from the control unit to the piezoelectric element, and the piezoelectric vibration unit is deformed, and the piezoelectric vibration unit is deformed. Due to the deformation of the vibration unit, the contact surface that is in contact with the image projection device is vibrated to generate sound from the contact surface.

前記圧電振動部は、当該画像投影装置の重心から所定の距離以内で、かつ前記接触面と対向する部位に配置されてもよい。   The piezoelectric vibration unit may be disposed within a predetermined distance from the center of gravity of the image projection apparatus and at a portion facing the contact surface.

前記筺体を支える支持部を備え、
前記圧電振動部は、前記支持部における前記接触面と対向する部位に配置されてもよい。
Comprising a support for supporting the housing;
The piezoelectric vibration unit may be disposed at a portion of the support unit that faces the contact surface.

当該画像投影装置の重心を挟んで前記投影面が位置する側である前方に配置される前方支持部と、前記投影面が位置する側の反対側である後方に配置される後方支持部と、を備え、
前記圧電振動部は、前記後方支持部に配置されてもよい。
A front support portion disposed on the front side on which the projection surface is located across the center of gravity of the image projection apparatus, and a rear support portion disposed on the rear side opposite to the side on which the projection surface is located; With
The piezoelectric vibration part may be disposed on the rear support part.

前記接触面と前記圧電振動部との接触状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出された接触状態に基づいて前記圧電素子を制御するものであってもよい。
A detection unit for detecting a contact state between the contact surface and the piezoelectric vibration unit;
The control unit may control the piezoelectric element based on the detected contact state.

スピーカを備え、
前記制御部は、前記スピーカを前記圧電素子と同時に駆動するものであってもよい。
With speakers,
The control unit may drive the speaker simultaneously with the piezoelectric element.

前記スピーカの周波数特性を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶されたスピーカの周波数特性に基づいて前記圧電素子を制御するものであってもよい。
A storage unit for storing the frequency characteristics of the speaker;
The control unit may control the piezoelectric element based on the stored frequency characteristics of the speaker.

前記制御部は、前記記憶されたスピーカの周波数特性の音圧の不足を補うように前記圧電素子に印加する音信号を制御するものであってもよい。   The control unit may control a sound signal applied to the piezoelectric element so as to compensate for a lack of sound pressure in the stored frequency characteristics of the speaker.

前記接触面から発生した音の周波数特性を記録する記録部を備え、
前記制御部は、前記記録された周波数特性に基づいて前記スピーカを制御するものであってもよい。
A recording unit for recording frequency characteristics of sound generated from the contact surface;
The control unit may control the speaker based on the recorded frequency characteristic.

前記制御部は、前記記録された周波数特性の音圧の不足を補うように前記スピーカの周波数特性の音圧を制御するものであってもよい。   The control unit may control the sound pressure of the frequency characteristic of the speaker so as to compensate for a lack of sound pressure of the recorded frequency characteristic.

前記圧電素子は、積層型圧電素子であり、積層方向に沿って伸縮変形するものであってもよい。   The piezoelectric element is a multilayer piezoelectric element, and may be elastically deformed along the stacking direction.

前記圧電振動部は、前記圧電素子の変形に起因する振動を前記接触面に伝えて前記接触面を振動させる被覆部材を含んでいてもよい。   The piezoelectric vibration unit may include a covering member that transmits vibration due to deformation of the piezoelectric element to the contact surface to vibrate the contact surface.

前記接触面は、当該画像投影装置が載置される載置面であってもよい。   The contact surface may be a placement surface on which the image projection device is placed.

前記接触面は、当該画像投影装置が掛けられる壁面であってもよい。   The contact surface may be a wall surface on which the image projector is hung.

上記のように構成された本発明によれば、良好に音を発生可能な画像投影装置を提供することができる。   According to the present invention configured as described above, it is possible to provide an image projection apparatus capable of generating sound satisfactorily.

本発明の第1実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す外観斜視図、正面図及び側面図である。1 is an external perspective view, a front view, and a side view showing a schematic configuration of an image projection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1のプロジェクタの底面側を分解して示す要部の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the principal part which decomposes | disassembles and shows the bottom face side of the projector of FIG. 図2の積層型圧電素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laminated piezoelectric element of FIG. 積層型圧電素子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a lamination type piezoelectric element. 図1の圧電振動部の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the piezoelectric vibration part of FIG. 図1のプロジェクタの要部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the principal part of the projector of FIG. 図6の制御部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the control part of FIG. 本発明の第1実施の形態に係る音の周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of the sound which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図6のDSPによるフィルタ処理の周波数特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency characteristic of the filter process by DSP of FIG. 図1のプロジェクタにおける圧電振動部の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the piezoelectric vibration part in the projector of FIG. 図1のプロジェクタにおける圧電振動部の動作を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating operation | movement of the piezoelectric vibration part in the projector of FIG. 本発明の第2実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す外観斜視図、正面図及び側面図である。It is the external appearance perspective view, front view, and side view which show schematic structure of the image projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施の形態に係る画像投影装置における投影画像のぶれの比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of the blurring of the projection image in the image projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the image projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 圧電振動部の保持形態の三つの変形例を示す図である。It is a figure which shows three modifications of the holding | maintenance form of a piezoelectric vibration part. 圧電振動部の変形例を示す要部の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the principal part which shows the modification of a piezoelectric vibration part.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施の形態)
図1(a)、(b)及び(c)は、本発明の第1実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す外観斜視図、正面図及び側面図である。本実施の形態に係る画像投影装置はいわゆる載置型のプロジェクタ10であり、筐体20と、投影部30と、スピーカ40と、圧電振動部60と、検出部70と、マイク81とを有する。プロジェクタ10は、使用時に机などの水平な載置面90上に載置される。このとき、プロジェクタ10は、圧電振動部60と筐体20の後面底部20bとにより支持され、圧電振動部60に荷重を与える。プロジェクタ10は、後面に、パーソナルコンピュータと接続するUSB端子、信号入力用のビデオ端子やVGA(Video Graphic Array)端子等の各種信号入力端子を備える。筐体20は、外観形状が略直方体形状である。投影部30は、筐体20に保持されている。ここで、机は、被接触部材の一例であり、載置面90は、プロジェクタ10が接触する接触面(載置面90)の一例である。
(First embodiment)
1A, 1B, and 1C are an external perspective view, a front view, and a side view showing a schematic configuration of an image projection apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image projection apparatus according to the present embodiment is a so-called placement-type projector 10, and includes a housing 20, a projection unit 30, a speaker 40, a piezoelectric vibration unit 60, a detection unit 70, and a microphone 81. The projector 10 is placed on a horizontal placement surface 90 such as a desk during use. At this time, the projector 10 is supported by the piezoelectric vibrating portion 60 and the rear bottom 20 b of the housing 20 and applies a load to the piezoelectric vibrating portion 60. The projector 10 includes various signal input terminals such as a USB terminal connected to a personal computer, a video input terminal for signal input, and a VGA (Video Graphic Array) terminal on the rear surface. The casing 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The projection unit 30 is held by the housing 20. Here, the desk is an example of a contacted member, and the placement surface 90 is an example of a contact surface (mounting surface 90) with which the projector 10 comes into contact.

投影部30は、スクリーン等の投影面に、画像表示素子の画像を拡大して表示させるための投影レンズである。スピーカ40は、例えば、ダイナミックスピーカやコンデンサスピーカ等の音出力デバイスである。   The projection unit 30 is a projection lens for enlarging and displaying an image of the image display element on a projection surface such as a screen. The speaker 40 is a sound output device such as a dynamic speaker or a capacitor speaker.

検出部70は、圧電振動部60が載置面90と接触しているか否か、すなわち載置90面(接触面)90と圧電振動部60との接触状態を検出する。検出部70は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、近接センサ、メカニカルスイッチ、カメラ、圧力センサ等、圧電振動部60と載置面90との間の接触状態を検出できるデバイスで構成される。また、圧電振動部60の出力をセンサとして用いることにより、圧電振動部60を検出部70として構成することもできる。   The detection unit 70 detects whether or not the piezoelectric vibration unit 60 is in contact with the placement surface 90, that is, the contact state between the placement 90 surface (contact surface) 90 and the piezoelectric vibration unit 60. The detection unit 70 is configured by a device that can detect a contact state between the piezoelectric vibration unit 60 and the mounting surface 90, such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a proximity sensor, a mechanical switch, a camera, and a pressure sensor. In addition, the piezoelectric vibration unit 60 can be configured as the detection unit 70 by using the output of the piezoelectric vibration unit 60 as a sensor.

マイク81は、後述するメモリ部とともに圧電振動部60が接触する机等の接触面(載置面90)から発生する音の周波数特性を記録する記録部を構成する。記録部は、接触面から発生する音をマイク81で取得して、メモリ部に記録する。メモリ部は、筐体20内部に配置される。   The microphone 81 constitutes a recording unit that records frequency characteristics of sound generated from a contact surface (mounting surface 90) such as a desk with which the piezoelectric vibration unit 60 contacts together with a memory unit described later. The recording unit acquires the sound generated from the contact surface with the microphone 81 and records it in the memory unit. The memory unit is disposed inside the housing 20.

図2は、図1の筐体20の底面側を分解して示す要部の概略斜視図である。筐体20は、本体ケース21と底蓋22とを有する。本体ケース21は、プロジェクタ10の外装カバーであり、例えば、画像投影機構23、冷却機構24、電子回路基板25、電源部26等を内部に備える。画像投影機構23は、光源及び画像表示素子を有する。画像表示素子は、例えばプロジェクタ10がLCD(Liquid-Crystal Display)方式の場合には、液晶が使用され、プロジェクタ10がDLP(Digital Light Processing)方式の場合には、DMD(Digital Micromirror Device)が使用される。電源部26により駆動される光源は、画像表示素子に投影光を発し、投影部30を通してスクリーンに画像を表示する。冷却機構24は、例えば画像投影機構23を冷却する冷却ファンであり、排気口27から排熱する。電子回路基板25は、プロジェクタ10が備える各機構部を制御する。本実施の形態に係るプロジェクタ10は、筐体20の底面側に、圧電振動部60を収納保持する保持部100を備える。すなわち、圧電振動部60は、筐体における載置面(接触面)90と対向する部位に配置されている。保持部100は、例えばプロジェクタ10の底蓋22のほぼ垂直方向に延在し、筐体20の底蓋側に開口する一様な幅を有するスリット101を有する。また、底蓋22には、圧電振動部60が載置面(接触面)90と接触できるように、孔22aが設けられている。   FIG. 2 is a schematic perspective view of a main part in which the bottom side of the housing 20 of FIG. 1 is disassembled. The housing 20 includes a main body case 21 and a bottom lid 22. The main body case 21 is an exterior cover of the projector 10, and includes, for example, an image projection mechanism 23, a cooling mechanism 24, an electronic circuit board 25, a power supply unit 26, and the like. The image projection mechanism 23 has a light source and an image display element. For example, when the projector 10 is an LCD (Liquid-Crystal Display) system, liquid crystal is used, and when the projector 10 is a DLP (Digital Light Processing) system, a DMD (Digital Micromirror Device) is used. Is done. The light source driven by the power supply unit 26 emits projection light to the image display element and displays an image on the screen through the projection unit 30. The cooling mechanism 24 is a cooling fan that cools the image projection mechanism 23, for example, and exhausts heat from the exhaust port 27. The electronic circuit board 25 controls each mechanism unit included in the projector 10. The projector 10 according to the present embodiment includes a holding unit 100 that houses and holds the piezoelectric vibrating unit 60 on the bottom surface side of the housing 20. In other words, the piezoelectric vibration unit 60 is disposed at a portion facing the mounting surface (contact surface) 90 in the housing. The holding unit 100 includes, for example, a slit 101 that extends in a substantially vertical direction of the bottom cover 22 of the projector 10 and has a uniform width that opens to the bottom cover side of the housing 20. The bottom lid 22 is provided with a hole 22 a so that the piezoelectric vibrating portion 60 can come into contact with the placement surface (contact surface) 90.

圧電振動部60は、圧電素子61と、Oリング62と、被覆部材である絶縁性のキャップ63とを備える。圧電素子は、電気信号(電圧)を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮また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、バイモルフを積層した(例えば8層から40層積層した)積層型バイモルフ素子や、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成されるスタックタイプのものがある。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し、スタックタイプの積層型圧電素子は電気信号が印加されると積層方向に沿って伸縮する。   The piezoelectric vibration unit 60 includes a piezoelectric element 61, an O-ring 62, and an insulating cap 63 that is a covering member. A piezoelectric element is an element that expands or contracts or bends according to an electromechanical coupling coefficient of a constituent material by applying an electric signal (voltage). These elements are made of, for example, ceramic or quartz. The piezoelectric element may be a unimorph, bimorph or multilayer piezoelectric element. The multilayer piezoelectric element includes a multilayer bimorph element in which bimorphs are stacked (for example, 8 to 40 layers), a plurality of dielectric layers made of, for example, PZT (lead zirconate titanate), and the plurality of dielectrics. There is a stack type composed of a laminated structure with electrode layers arranged between layers. A unimorph expands and contracts when an electric signal is applied, a bimorph bends when an electric signal is applied, and a stack type stacked piezoelectric element expands and contracts along the stacking direction when an electric signal is applied.

本実施の形態では、圧電素子61がスタックタイプの積層型圧電素子からなる。積層型圧電素子61は、例えば、図3(a)及び(b)に拡大した断面図及び平面図を示すように、例えばPZT等のセラミックスからなる誘電体61aと、断面櫛歯状の内部電極61bとが交互に積層されて構成される。内部電極61bは、第1側面電極61cと接続されるものと、第2側面電極61dに接続されるものとが交互に積層されて、それぞれ第1側面電極61c又は第2側面電極61dに電気的に接続される。   In the present embodiment, the piezoelectric element 61 is formed of a stack type stacked piezoelectric element. The laminated piezoelectric element 61 includes, for example, a dielectric 61a made of ceramics such as PZT and an internal electrode having a comb-like cross section, as shown in the enlarged cross-sectional view and plan view in FIGS. 61b are alternately stacked. The internal electrode 61b is formed by alternately laminating the electrode connected to the first side electrode 61c and the electrode connected to the second side electrode 61d, and electrically connects the first side electrode 61c or the second side electrode 61d, respectively. Connected to.

図3(a)及び(b)に示した積層型圧電素子61は、一方の端面に、第1側面電極61cに電気的に接続された第1リード接続部61eと、第2側面電極61dに電気的に接続された第2リード接続部61fとが形成されている。第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fには、それぞれ第1リード線61g及び第2リード線61hが接続される。また、第1側面電極61c、第2側面電極61d、第1リード接続部61e、及び第2リード接続部61fは、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fに、それぞれ第1リード線61g及び第2リード線61hが接続された状態で、絶縁層61iで覆われている。   The laminated piezoelectric element 61 shown in FIGS. 3A and 3B has, on one end face, a first lead connection portion 61e electrically connected to the first side surface electrode 61c and a second side surface electrode 61d. An electrically connected second lead connecting portion 61f is formed. A first lead wire 61g and a second lead wire 61h are connected to the first lead connecting portion 61e and the second lead connecting portion 61f, respectively. In addition, the first side electrode 61c, the second side electrode 61d, the first lead connection portion 61e, and the second lead connection portion 61f are connected to the first lead connection portion 61e and the second lead connection portion 61f, respectively. 61g and the second lead wire 61h are connected and covered with an insulating layer 61i.

積層型圧電素子61は、積層方向の長さが例えば5mm〜120mmである。また、積層型圧電素子61の積層方向と直交する方向の断面形状は、例えば2mm角〜10mm角の略正方形状や、正方形状以外の任意の形状とすることができる。なお、積層型圧電素子61の積層数や断面積は、プロジェクタ10の重量に応じて、圧電振動部60が接触する机等の接触面から発生する音の音圧あるいは音質が十分確保できるように、適宜決定される。   The stacked piezoelectric element 61 has a length in the stacking direction of, for example, 5 mm to 120 mm. Moreover, the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the stacking direction of the multilayer piezoelectric element 61 can be, for example, a substantially square shape of 2 mm square to 10 mm square or an arbitrary shape other than the square shape. It should be noted that the number of laminated piezoelectric elements 61 and the cross-sectional area of the laminated piezoelectric element 61 are such that sound pressure or sound quality of sound generated from a contact surface such as a desk with which the piezoelectric vibrating unit 60 comes into contact can be sufficiently secured according to the weight of the projector 10. Is determined as appropriate.

積層型圧電素子61には、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)を介して、制御部から音信号(再生音信号)が供給される。換言すれば、積層型圧電素子61には、DSPを介して、制御部から音信号に応じた電圧が印加される。制御部から印加される電圧が交流電圧の場合には、第1側面電極61cに正の電圧が印加されるときには、第2側面電極61dには負の電圧が印加される。反対に、第1側面電極61cに負の電圧が印加されるときには、第2側面電極61dには正の電圧が印加される。第1側面電極61c及び第2側面電極61dに電圧が印加されると、誘電体61aに分極が起こり、積層型圧電素子61は電圧が印加されない状態から伸縮する。積層型圧電素子61の伸縮の方向は、誘電体61aと内部電極61bの積層方向にほぼ沿っている。あるいは、積層型圧電素子61の伸縮方向は、誘電体61aと内部電極61bの積層方向とほぼ一致している。積層型圧電素子61は、積層方向にほぼ沿って伸縮するため、伸縮方向の振動伝達効率がよいという利点がある。   The laminated piezoelectric element 61 is supplied with a sound signal (reproduced sound signal) from the control unit via a digital signal processor (DSP). In other words, a voltage corresponding to the sound signal is applied to the multilayer piezoelectric element 61 from the control unit via the DSP. When the voltage applied from the control unit is an AC voltage, when a positive voltage is applied to the first side electrode 61c, a negative voltage is applied to the second side electrode 61d. Conversely, when a negative voltage is applied to the first side electrode 61c, a positive voltage is applied to the second side electrode 61d. When a voltage is applied to the first side electrode 61c and the second side electrode 61d, polarization occurs in the dielectric 61a, and the stacked piezoelectric element 61 expands and contracts from a state where no voltage is applied. The direction of expansion and contraction of the stacked piezoelectric element 61 is substantially along the stacking direction of the dielectric 61a and the internal electrode 61b. Alternatively, the expansion / contraction direction of the multilayer piezoelectric element 61 substantially coincides with the lamination direction of the dielectric 61a and the internal electrode 61b. Since the laminated piezoelectric element 61 expands and contracts substantially along the stacking direction, there is an advantage that the vibration transmission efficiency in the stretching direction is good.

本発明者は、このような積層型圧電素子61が、画像投影装置が机等に接触する接触面から音響を発生させるための振動素子として有効であることに想到した。   The present inventor has conceived that such a multilayer piezoelectric element 61 is effective as a vibration element for generating sound from a contact surface on which the image projection apparatus contacts a desk or the like.

なお、図3(a)及び(b)において、第1側面電極61c及び第2側面電極61dは、内部電極61bに交互に接続され、かつ第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fにそれぞれ接続されたスルーホールとすることもできる。また、図3(a)及び(b)において、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fは、図4に示すように、積層型圧電素子61の一端部において第1側面電極61c及び第2側面電極61dに形成してもよい。   3A and 3B, the first side electrode 61c and the second side electrode 61d are alternately connected to the internal electrode 61b, and are connected to the first lead connection portion 61e and the second lead connection portion 61f. It can also be a through-hole connected to each other. 3 (a) and 3 (b), the first lead connecting portion 61e and the second lead connecting portion 61f are formed of a first side electrode 61c and a first side electrode 61c at one end of the multilayer piezoelectric element 61, as shown in FIG. You may form in the 2nd side electrode 61d.

積層型圧電素子61は、図5に部分拡大断面図を示すように、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fを有する一端部側面が、筐体20の保持部100のスリット101に接着剤102(例えば、エポキシ樹脂)を介して固定される。また、積層型圧電素子61の他端部には、キャップ63が挿入されて、接着剤102により固定される。   As shown in the partial enlarged cross-sectional view of FIG. 5, the laminated piezoelectric element 61 has one end side surface having the first lead connection portion 61 e and the second lead connection portion 61 f in the slit 101 of the holding portion 100 of the housing 20. It is fixed via an adhesive 102 (for example, epoxy resin). Further, a cap 63 is inserted into the other end portion of the multilayer piezoelectric element 61 and is fixed by the adhesive 102.

キャップ63は、積層型圧電素子61による伸縮振動を、机等の載置面(接触面)に確実に伝達できる材質、例えば硬質プラスチック等により形成される。なお、載置面の傷つきを抑制したい場合には、キャップ63は、硬質プラスチックではなく、比較的軟らかいプラスチックであっても良い。キャップ63には、積層型圧電素子61に装着された状態で、スリット101内に位置する進入部63aと、筐体20から突出する突出部63bとが形成されており、スリット101内に位置する進入部63aの外周にOリング62が配置される。Oリング62は、例えばシリコーンゴムによって形成される。Oリング62は、積層型圧電素子61の可動保持用であると同時に、スリット101の内部に水分又は塵を侵入しにくくする。また、突出部63bは、先端部が半球形状に形成されている。なお、突出部63bの先端部は、半球形状に限らず、机等の載置面(接触面)に確実に点接触又は面接触して、積層型圧電素子61による伸縮振動を伝達できる形状であれば任意の形状とすることができる。また、図5において、Oリング62と、積層型圧電素子61のスリット101への接着部との間の隙間に、ゲル等を充填して防塵防水効果をより高めることもできる。圧電振動部60は、保持部100に装着され、筐体20に底蓋22が装着された状態で、キャップ63の突出部63bが筐体20の底面20aから突出する。また、キャップ63の突出部63bは、筐体20の底面20aと対向する面である対向面63cを有する。図5に示すように、積層型圧電素子61に電圧が印加されておらず積層型圧電素子61が伸縮しない状態で、対向面63cは、底面20aから長さdだけ離間している。   The cap 63 is formed of a material that can reliably transmit the expansion and contraction vibration caused by the laminated piezoelectric element 61 to a mounting surface (contact surface) such as a desk, such as a hard plastic. When it is desired to suppress the mounting surface from being damaged, the cap 63 may not be a hard plastic but may be a relatively soft plastic. The cap 63 is formed with an entry portion 63 a located in the slit 101 and a projection 63 b protruding from the housing 20 in a state of being attached to the multilayer piezoelectric element 61, and located in the slit 101. An O-ring 62 is disposed on the outer periphery of the entry portion 63a. The O-ring 62 is made of, for example, silicone rubber. The O-ring 62 is used to move and hold the multilayer piezoelectric element 61 and at the same time makes it difficult for moisture or dust to enter the slit 101. The protrusion 63b has a hemispherical tip. Note that the tip of the protrusion 63b is not limited to a hemispherical shape, but has a shape that can reliably make point contact or surface contact with a mounting surface (contact surface) of a desk or the like to transmit expansion and contraction vibration by the stacked piezoelectric element 61. Any shape can be used. In FIG. 5, the gap between the O-ring 62 and the adhesion portion of the multilayer piezoelectric element 61 to the slit 101 can be filled with gel or the like to further enhance the dustproof and waterproof effect. The piezoelectric vibration unit 60 is attached to the holding unit 100, and the protruding portion 63 b of the cap 63 protrudes from the bottom surface 20 a of the housing 20 with the bottom cover 22 attached to the housing 20. Further, the protruding portion 63 b of the cap 63 has a facing surface 63 c that is a surface facing the bottom surface 20 a of the housing 20. As shown in FIG. 5, the opposing surface 63c is separated from the bottom surface 20a by a length d in a state where no voltage is applied to the multilayer piezoelectric element 61 and the multilayer piezoelectric element 61 does not expand or contract.

図6は、本実施の形態に係るプロジェクタ10の要部の機能ブロック図である。プロジェクタ10は、上述した画像投影機構23、投影部30、スピーカ40、検出部70、記録部80及び積層型圧電素子61の他に、信号入力部110、DSP120、制御部130及び記憶部140を備える。画像投影機構23、検出部70、信号入力部110及び記憶部140は、制御部130に接続される。記録部80は、上述したようにマイク81とメモリ部82とを有する。メモリ部82は、制御部130に接続される。投影部30は、画像投影機構23を介して制御部130に接続される。また、スピーカ40及び積層型圧電素子61は、DSP120を介して制御部130に接続される。なお、DSP120は、制御部130に内蔵させてもよい。また、メモリ部82及び記憶部140は、一つのメモリで構成してもよい。   FIG. 6 is a functional block diagram of a main part of projector 10 according to the present embodiment. The projector 10 includes a signal input unit 110, a DSP 120, a control unit 130, and a storage unit 140 in addition to the image projection mechanism 23, the projection unit 30, the speaker 40, the detection unit 70, the recording unit 80, and the stacked piezoelectric element 61 described above. Prepare. The image projection mechanism 23, the detection unit 70, the signal input unit 110, and the storage unit 140 are connected to the control unit 130. The recording unit 80 includes the microphone 81 and the memory unit 82 as described above. The memory unit 82 is connected to the control unit 130. The projection unit 30 is connected to the control unit 130 via the image projection mechanism 23. In addition, the speaker 40 and the multilayer piezoelectric element 61 are connected to the control unit 130 via the DSP 120. The DSP 120 may be built in the control unit 130. Further, the memory unit 82 and the storage unit 140 may be configured by one memory.

信号入力部110は、公知の構成からなり、各種信号入力端子から、プロジェクタ10で視聴する映像信号及や音信号等の信号を入力する。制御部130は、プロジェクタ10の全体の動作を制御するプロセッサである。本実施形態において、制御部130は単一の制御部として構成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、制御部130が有する機能毎に複数の制御部から構成してもよい。制御部130は、DSP120を介して積層型圧電素子61及びスピーカ40に音信号を印加する。なお、音信号は、内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、入力信号に含まれるものであってもよい。   The signal input unit 110 has a known configuration, and inputs signals such as a video signal and a sound signal to be viewed on the projector 10 from various signal input terminals. The control unit 130 is a processor that controls the overall operation of the projector 10. In the present embodiment, the control unit 130 is configured as a single control unit, but is not limited to this configuration. For example, you may comprise from a some control part for every function which the control part 130 has. The control unit 130 applies a sound signal to the stacked piezoelectric element 61 and the speaker 40 via the DSP 120. The sound signal may be based on music data stored in the internal memory, or may be included in the input signal.

また、制御部130は、検出部70が検出した圧電振動部60と載置面90との接触状態に応じて、積層型圧電素子61及びスピーカ40に印加する音信号を制御する。例えば、検出部70が圧電振動部60と載置面90とが接触していることを検出した場合には、制御部130は、積層型圧電素子61及びスピーカ40の双方に音信号を印加する。この場合、圧電振動部60とスピーカとは、同時に駆動される。一方、検出部70が圧電振動部60と載置面90とが接触していないことを検出した場合には、制御部130は、積層型圧電素子61に音信号を印加せず、スピーカ40のみに音信号を印加する。   In addition, the control unit 130 controls a sound signal applied to the stacked piezoelectric element 61 and the speaker 40 according to the contact state between the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90 detected by the detection unit 70. For example, when the detection unit 70 detects that the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90 are in contact, the control unit 130 applies a sound signal to both the stacked piezoelectric element 61 and the speaker 40. . In this case, the piezoelectric vibration unit 60 and the speaker are driven simultaneously. On the other hand, when the detection unit 70 detects that the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90 are not in contact with each other, the control unit 130 does not apply a sound signal to the stacked piezoelectric element 61, and only the speaker 40. Apply sound signal to.

図7は、圧電素子及びスピーカに音信号を印加する制御部130の処理を示すフローチャートである。まず、制御部130は、印加する音信号が存在するか否かを確認する(ステップS101)。印加する音信号が存在しない場合(ステップS101のNo)、制御部130は、積層型圧電素子61及びスピーカ40に音信号を印加することなく、このフローを終了する。印加する音信号が存在する場合(ステップS101のYes)、制御部130は、スピーカ40へ音信号を印加することを決定する(ステップS102)。次に、制御部130は、検出部70が圧電振動部60と載置面90との接触を検出しているか否かを確認する(ステップS103)。検出部70が圧電振動部60と載置面90との接触を検出していない場合(ステップS103のNo)、制御部130は、音信号を積層型圧電素子61に印加することなく、スピーカ40のみに音信号を印加する(ステップS107)。この場合、載置面90から音は発生せず、スピーカ40から音が発生する。   FIG. 7 is a flowchart showing processing of the control unit 130 that applies a sound signal to the piezoelectric element and the speaker. First, the control unit 130 checks whether there is a sound signal to be applied (step S101). When there is no sound signal to be applied (No in step S101), the control unit 130 ends this flow without applying the sound signal to the stacked piezoelectric element 61 and the speaker 40. When there is a sound signal to be applied (Yes in step S101), the control unit 130 determines to apply the sound signal to the speaker 40 (step S102). Next, the control unit 130 confirms whether or not the detection unit 70 has detected contact between the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90 (step S103). When the detection unit 70 does not detect the contact between the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90 (No in step S103), the control unit 130 does not apply the sound signal to the multilayer piezoelectric element 61 and the speaker 40. Only a sound signal is applied (step S107). In this case, no sound is generated from the placement surface 90 and sound is generated from the speaker 40.

一方、検出部70が圧電振動部60と載置面90との接触を検出している場合(ステップS103のYes)、制御部130は、積層型圧電素子61へ音信号を印加することを決定する(ステップS104)。そして、制御部130は、音の周波数特性に関する情報を取得する(ステップS105)。ここで、音の周波数特性に関する情報とは、例えば、記憶部140に格納されたスピーカ40から発生される音の周波数特性に関する情報である。制御部130は、取得した情報に基づき、例えば積層型圧電素子61に印加する音信号を制御して(ステップS106)、積層型圧電素子61及びスピーカ40に音信号を印加する(ステップS107)。なお、ステップS106において制御部130が行う音信号の制御の詳細については後述する。このようにして、載置面90とスピーカ40との双方から音が発生する。制御部130は、プロジェクタ10が起動されているときに、図7の一連の動作を繰り返すことにより、圧電振動部60と載置面90との接触状態に基づいて、スピーカ40と圧電素子61とに印加する音信号を制御する。   On the other hand, when the detection unit 70 detects the contact between the piezoelectric vibration unit 60 and the mounting surface 90 (Yes in step S103), the control unit 130 determines to apply a sound signal to the multilayer piezoelectric element 61. (Step S104). And the control part 130 acquires the information regarding the frequency characteristic of a sound (step S105). Here, the information regarding the frequency characteristics of the sound is information regarding the frequency characteristics of the sound generated from the speaker 40 stored in the storage unit 140, for example. Based on the acquired information, the control unit 130 controls, for example, a sound signal applied to the multilayer piezoelectric element 61 (step S106), and applies a sound signal to the multilayer piezoelectric element 61 and the speaker 40 (step S107). Details of the sound signal control performed by the control unit 130 in step S106 will be described later. In this way, sound is generated from both the mounting surface 90 and the speaker 40. The control unit 130 repeats a series of operations in FIG. 7 when the projector 10 is activated, so that the speaker 40, the piezoelectric element 61, and the like are based on the contact state between the piezoelectric vibration unit 60 and the placement surface 90. The sound signal applied to the is controlled.

次に、ステップS106で制御部130が行う音信号の制御について説明する。制御部130は、記憶部140から取得したスピーカ40の周波数特性に係る情報に基づき音信号の制御を行う。図8(a)の領域200は、記憶部140が格納しているスピーカ40の周波数特性の一例を示す。図8(a)を参照すると、従来のダイナミックスピーカの一般的な傾向として見られるように、スピーカ40の周波数特性は、低周波数帯において音圧が低くなっている。そのため、スピーカ40のみを使用して音を発生させる場合、プロジェクタ10は表示する画像を視聴するユーザには、低音が聞き取りにくい状態となっている。特に周波数f1以下の周波数帯では音圧が0となっており、スピーカ40では周波数f1以下の音を発生できない。また、スピーカ40の周波数特性を参照すると、周波数f3(>f1)付近を頂点とする上に凸の曲線を描いている。つまり、スピーカ40のみで音を発生させると、周波数f3付近の音は強く発生され、周波数f3より周波数が高く及び低くなるに従い、音は弱く発生される。   Next, the sound signal control performed by the control unit 130 in step S106 will be described. The control unit 130 controls the sound signal based on information related to the frequency characteristics of the speaker 40 acquired from the storage unit 140. A region 200 in FIG. 8A shows an example of the frequency characteristic of the speaker 40 stored in the storage unit 140. Referring to FIG. 8A, as can be seen as a general tendency of the conventional dynamic speaker, the frequency characteristics of the speaker 40 have a low sound pressure in a low frequency band. Therefore, when the sound is generated using only the speaker 40, the projector 10 is in a state where it is difficult for the user who views the displayed image to hear the low sound. In particular, the sound pressure is 0 in the frequency band below the frequency f1, and the speaker 40 cannot generate sound below the frequency f1. Further, referring to the frequency characteristics of the speaker 40, a convex curve is drawn with the vicinity of the frequency f3 (> f1) as a vertex. That is, when sound is generated only by the speaker 40, sound near the frequency f3 is generated strongly, and sound is generated weaker as the frequency becomes higher and lower than the frequency f3.

制御部130は、ステップS106において、スピーカ40の周波数特性の音圧の不足を補うように圧電素子61に印加する音信号を制御する。ここで、周波数特性の音圧の不足を補うとは、例えば、音圧が低い周波数帯における音圧を上昇させ該周波数帯における音を聞こえやすくしたり、全周波数帯における音圧を上昇させて全体の音量を上昇させたり、また、特定の周波数帯の音圧を上昇させることにより該周波数帯における音を強調したりすることをいう。制御部130は、例えば、音圧の不足を補うことにより、図8(a)の領域210のような周波数特性を示すように、圧電素子61に印加する音信号を制御する。そして、制御部130は、このようにして制御した音信号をステップS107において圧電素子61に印加する。このように音信号を制御することにより、低周波数帯における音圧が上昇する。また、周波数f2(f1<f2<f3)から周波数f4(>f3)の周波数帯においては音圧がほぼ一定となり、プロジェクタ10から発生する周波数ごとの音の強さの差が小さくなる。   In step S106, the control unit 130 controls the sound signal applied to the piezoelectric element 61 so as to compensate for the lack of sound pressure in the frequency characteristics of the speaker 40. Here, to compensate for the lack of sound pressure in the frequency characteristics, for example, the sound pressure in the frequency band where the sound pressure is low is increased to make the sound in the frequency band easy to hear, or the sound pressure in the entire frequency band is increased. The sound volume in the frequency band is emphasized by increasing the overall volume or by increasing the sound pressure in a specific frequency band. For example, the control unit 130 controls the sound signal applied to the piezoelectric element 61 so as to show the frequency characteristic as in the region 210 of FIG. And the control part 130 applies the sound signal controlled in this way to the piezoelectric element 61 in step S107. By controlling the sound signal in this way, the sound pressure in the low frequency band increases. Further, in the frequency band from the frequency f2 (f1 <f2 <f3) to the frequency f4 (> f3), the sound pressure is substantially constant, and the difference in sound intensity for each frequency generated from the projector 10 is reduced.

なお、制御部130は、ステップS105において、記録部80が記録した接触面から発生する音の周波数特性に関する情報を取得して、ステップS106において、この取得した情報に基づいてスピーカ40に印加する音信号を制御するように構成することもできる。この場合、プロジェクタ10を載置面90に載置後、実際の使用に先立って、制御部130は、圧電素子61に音信号として一定レベルの純音スイープ信号を印加し、圧電素子61を振動させることによって接触面から音を発生させる。発生した音の周波数特性は記録部80のマイク81により取得され、メモリ部82に記録される。その後、実際の使用に当たって、制御部130は、記録された周波数特性に関する情報を取得し、この情報に基づきスピーカ40に印加する音信号の制御を行う。   In step S105, the control unit 130 acquires information on the frequency characteristics of the sound generated from the contact surface recorded by the recording unit 80, and in step S106, the sound applied to the speaker 40 based on the acquired information. It can also be configured to control the signal. In this case, after the projector 10 is placed on the placement surface 90, before actual use, the control unit 130 applies a pure sound sweep signal of a certain level as a sound signal to the piezoelectric element 61 to vibrate the piezoelectric element 61. Sound is generated from the contact surface. The frequency characteristics of the generated sound are acquired by the microphone 81 of the recording unit 80 and recorded in the memory unit 82. Thereafter, in actual use, the control unit 130 acquires information on the recorded frequency characteristics, and controls a sound signal applied to the speaker 40 based on this information.

図8(b)の領域220は、記録部80が記録した接触面から発生する音の周波数特性の一例を示す。この記録した周波数特性に対し、制御部130は、例えば、音圧の不足を補うことにより、図8(b)の領域230で示すような周波数特性が得られるように、スピーカ40に印加する音信号を制御する。そして、制御部130は、このようにして制御した音信号をステップS107においてスピーカ40に印加する。また、制御部130は、所望の周波数特性の音圧が得られるように、圧電素子61に印加する音信号とスピーカ40に印加する音信号との双方を制御してもよい。   A region 220 in FIG. 8B shows an example of frequency characteristics of sound generated from the contact surface recorded by the recording unit 80. For this recorded frequency characteristic, the control unit 130 compensates for the lack of sound pressure, for example, so that the frequency characteristic as shown by the region 230 in FIG. Control the signal. And the control part 130 applies the sound signal controlled in this way to the speaker 40 in step S107. Further, the control unit 130 may control both the sound signal applied to the piezoelectric element 61 and the sound signal applied to the speaker 40 so as to obtain a sound pressure having a desired frequency characteristic.

DSP120は、制御部130からのデジタル信号に対して、イコライジング処理、D/A変換処理、昇圧処理、フィルタ処理等の所要の信号処理を行って、スピーカ40及び圧電素子61に所要の音信号を印加する。   The DSP 120 performs necessary signal processing such as equalizing processing, D / A conversion processing, boosting processing, and filter processing on the digital signal from the control unit 130, and outputs the required sound signal to the speaker 40 and the piezoelectric element 61. Apply.

なお、積層型圧電素子61に印加する再生音信号の最大電圧は、例えば10Vpp〜50Vppとすることができるが、かかる範囲に限定されず、プロジェクタ10の重量やスピーカ40及び積層型圧電素子61の性能に応じて適宜調整可能である。また、積層型圧電素子61に印加される音信号は、直流電圧がバイアスされてもよく、そのバイアス電圧を中心に最大電圧が設定されてもよい。   The maximum voltage of the reproduced sound signal applied to the multilayer piezoelectric element 61 can be, for example, 10 Vpp to 50 Vpp, but is not limited to this range, and the weight of the projector 10 and the speaker 40 and the multilayer piezoelectric element 61 It can be appropriately adjusted according to the performance. Further, the sound signal applied to the laminated piezoelectric element 61 may be biased with a DC voltage, and a maximum voltage may be set around the bias voltage.

また、積層型圧電素子61に限らず、圧電素子は、一般に高周波ほど電力損失が大きい。そのため、DSP120による積層型圧電素子61への音信号のフィルタ処理は、10kHz〜50kHz程度以上の周波数成分の少なくとも一部を減衰又はカットする周波数特性、あるいは漸次に又は段階的に減衰率が高くなる周波数特性を有するように設定される。図9は、一例として、カットオフ周波数を約20kHzとした場合の周波数特性を示す。このように高周波成分を減衰又はカットすることにより、消費電力を抑制できると共に、積層型圧電素子61の発熱を抑制することができる。   Further, not only the laminated piezoelectric element 61, the piezoelectric element generally has a larger power loss at higher frequencies. Therefore, the filter processing of the sound signal to the stacked piezoelectric element 61 by the DSP 120 has a frequency characteristic that attenuates or cuts at least part of a frequency component of about 10 kHz to 50 kHz, or the attenuation rate increases gradually or stepwise. It is set to have frequency characteristics. FIG. 9 shows frequency characteristics when the cutoff frequency is about 20 kHz as an example. Thus, by attenuating or cutting the high-frequency component, power consumption can be suppressed and heat generation of the multilayer piezoelectric element 61 can be suppressed.

次に、図10を用いて、圧電振動部60の配置について説明する。図10は、プロジェクタ10の使用状態を示すものであり、プロジェクタ10が机等の水平な載置面90上に載置された様子を示す。図10に示すように、プロジェクタ10は、圧電振動部60及び筐体20の後面底部20bによって載置面90上に支持される。点Gは、プロジェクタ10の重心である。図10において、圧電振動部60は、最下端部601を有する。最下端部601は、圧電振動部60のうち、筐体20が底面20a側を下方にして机等の水平な載置面90上に載置されたとき載置面90と当接する箇所である。最下端部601は、例えばキャップ63の先端部である。   Next, the arrangement of the piezoelectric vibration unit 60 will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a usage state of the projector 10 and shows a state in which the projector 10 is placed on a horizontal placement surface 90 such as a desk. As shown in FIG. 10, the projector 10 is supported on the mounting surface 90 by the piezoelectric vibration unit 60 and the rear bottom 20 b of the housing 20. Point G is the center of gravity of projector 10. In FIG. 10, the piezoelectric vibrating portion 60 has a lowermost end portion 601. The lowermost end portion 601 is a portion of the piezoelectric vibrating portion 60 that comes into contact with the placement surface 90 when the housing 20 is placed on a horizontal placement surface 90 such as a desk with the bottom surface 20a side down. . The lowermost end 601 is, for example, the tip of the cap 63.

図10において、点線L1は、プロジェクタ10が底面20a側を下方にして机等の水平な載置面90上に載置されたとき、プロジェクタ10の重心Gを通り載置面90に垂直な線(仮想の線)である。領域R1は、プロジェクタ10において点線L1によって区切られる後方側の領域である。また、領域R2は、プロジェクタ10において点線L1によって区切られる前方側の領域である。後面底部20aは、領域R1側において載置面90と接触する。また、圧電振動部60は、底面20aにおいて、領域R2側に設けられる。   In FIG. 10, a dotted line L1 is a line that passes through the center of gravity G of the projector 10 and is perpendicular to the placement surface 90 when the projector 10 is placed on the horizontal placement surface 90 such as a desk with the bottom surface 20a facing downward. (Virtual line). Area R1 is an area on the rear side that is partitioned by dotted line L1 in projector 10. The region R2 is a region on the front side that is delimited by the dotted line L1 in the projector 10. The rear bottom 20a is in contact with the placement surface 90 on the region R1 side. In addition, the piezoelectric vibrating portion 60 is provided on the bottom surface 20a on the region R2 side.

圧電振動部60は、底面20aの領域R2側において、点線L1から所定の距離以内に設けられることが好ましく、点線L1にできるだけ近い位置に設けられることがより好ましい。ここで所定の距離とは、圧電振動部60が点線L1上に設けられる場合に載置面(接触面)90から発生する音の音圧と比較して、音圧の低下が5%以内である距離(第1の距離)とすることが好ましい。これにより、圧電振動部60にかかる荷重が、圧電振動部60が底面20aの領域R2側において点線L1から離間した位置に設けられる場合に比べて、大きくなる。ただし、所定の距離は、音圧が強い場合には、音圧の低下が10%以内である距離(第2の距離)とすることができ、音圧が十分に強い場合には、音圧の低下が20%以内である距離(第3の距離)とすることができる。   The piezoelectric vibrating portion 60 is preferably provided within a predetermined distance from the dotted line L1 on the region R2 side of the bottom surface 20a, and more preferably provided at a position as close as possible to the dotted line L1. Here, the predetermined distance means that the decrease in sound pressure is within 5% as compared to the sound pressure of sound generated from the mounting surface (contact surface) 90 when the piezoelectric vibrating portion 60 is provided on the dotted line L1. A certain distance (first distance) is preferred. As a result, the load applied to the piezoelectric vibrating portion 60 becomes larger than when the piezoelectric vibrating portion 60 is provided at a position separated from the dotted line L1 on the region R2 side of the bottom surface 20a. However, when the sound pressure is strong, the predetermined distance can be a distance (second distance) in which the decrease of the sound pressure is within 10%, and when the sound pressure is sufficiently strong, the sound pressure It is possible to set a distance (third distance) in which the decrease in the distance is within 20%.

後面底部20bは、領域R1側において、点線Lからできるだけ遠い位置に設けられることが好ましい。すなわち、重心Gはプロジェクタ10のより前方にあることが好ましい。これにより、圧電振動部60を点線L1にできるだけ近い位置に設けた場合にも、後面底部20bと圧電振動部60との間の距離が十分確保され、プロジェクタ10を安定して載置面90に載置することができるため、投影画像がより安定して表示される。   The rear bottom 20b is preferably provided at a position as far as possible from the dotted line L on the region R1 side. That is, the center of gravity G is preferably in front of the projector 10. Thereby, even when the piezoelectric vibrating portion 60 is provided as close as possible to the dotted line L1, a sufficient distance between the rear bottom portion 20b and the piezoelectric vibrating portion 60 is secured, and the projector 10 can be stably placed on the mounting surface 90. Since it can be mounted, the projected image is displayed more stably.

図11(a)、(b)及び(c)は、本実施の形態に係るプロジェクタ10による音発生の動作を説明するための概略図である。プロジェクタ10の圧電振動部60により、載置面90から音を発生させる場合、プロジェクタ10は、図11(a)に示すように、筐体20の底面20a側を下方にして、圧電振動部60のキャップ63及び後面底部20bが机等の載置面(接触面)90に接触するように載置される。これにより、圧電振動部60には、プロジェクタ10の重量が荷重として与えられる。なお、図11(a)に示す状態では、積層型圧電素子61は、電圧が印加されていないため、伸縮しない。   FIGS. 11A, 11B, and 11C are schematic diagrams for explaining an operation of sound generation by projector 10 according to the present embodiment. When a sound is generated from the placement surface 90 by the piezoelectric vibration unit 60 of the projector 10, the projector 10 places the bottom surface 20a side of the housing 20 downward, as shown in FIG. The cap 63 and the rear bottom 20b are placed so as to contact a placement surface (contact surface) 90 such as a desk. Thereby, the weight of the projector 10 is given to the piezoelectric vibration unit 60 as a load. In the state shown in FIG. 11A, the stacked piezoelectric element 61 does not expand and contract because no voltage is applied.

その状態で、圧電振動部60の積層型圧電素子61が再生音信号により駆動されると、積層型圧電素子61は、図11(b)及び(c)に示すように、後面底部20bを支点として、キャップ63が載置面(接触面)90から離間することなく、再生音信号に応じて伸縮振動する。積層型圧電素子61の最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差は、例えば0.05μm〜50μmである。これにより、積層型圧電素子61の伸縮振動がキャップ63を通して載置面90に伝達されて載置面90が振動し、載置面90が振動スピーカとして機能して載置面90から音が発生する。なお、最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差が0.05μm未満だと、載置面を適切に振動させられないおそれがあり、一方、50μmを超えると、振動が大きくなりプロジェクタ10ががたつくおそれがある。   In this state, when the multilayer piezoelectric element 61 of the piezoelectric vibration unit 60 is driven by the reproduction sound signal, the multilayer piezoelectric element 61 supports the rear bottom portion 20b as a fulcrum as shown in FIGS. 11B and 11C. As described above, the cap 63 is expanded and contracted according to the reproduced sound signal without being separated from the placement surface (contact surface) 90. The difference between the length of the laminated piezoelectric element 61 when it is most expanded and the length when it is most contracted is, for example, 0.05 μm to 50 μm. As a result, the expansion and contraction vibration of the multilayer piezoelectric element 61 is transmitted to the mounting surface 90 through the cap 63 and the mounting surface 90 vibrates, and the mounting surface 90 functions as a vibration speaker and generates sound from the mounting surface 90. To do. In addition, if the difference between the length when stretched most and the length when shrunk most is less than 0.05 μm, there is a possibility that the mounting surface cannot be vibrated properly. Therefore, there is a risk that the projector 10 will rattle.

ここで、図5に示す底面20aとキャップ63の対向面63cとの間の距離dは、積層型圧電素子61に電圧が印加されておらず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から最も縮んだ状態となったときの変位量よりも長いとよい。これにより、積層型圧電素子61が最も縮んだ状態(図11(c)に示す状態)でも、筐体20の底面20aとキャップ63とが接触しにくくできる。したがって、キャップ63が圧電素子61から脱落しにくくなる。   Here, the distance d between the bottom surface 20a and the facing surface 63c of the cap 63 shown in FIG. 5 is most reduced from the state in which no voltage is applied to the multilayer piezoelectric element 61 and the multilayer piezoelectric element 61 does not expand and contract. It may be longer than the amount of displacement when the state is reached. Thereby, even when the laminated piezoelectric element 61 is in the most contracted state (the state shown in FIG. 11C), the bottom surface 20a of the housing 20 and the cap 63 can be hardly contacted. Therefore, it becomes difficult for the cap 63 to fall off the piezoelectric element 61.

圧電振動部60の底面20aにおける配置箇所、積層型圧電素子61の積層方向の長さ、キャップ63の寸法等は、上記の条件を満たすように適宜決定される。   The arrangement location on the bottom surface 20a of the piezoelectric vibrating section 60, the length of the stacked piezoelectric element 61 in the stacking direction, the size of the cap 63, and the like are appropriately determined so as to satisfy the above-described conditions.

本実施の形態に係る画像投影装置によれば、圧電素子を振動源として利用し、載置面(接触面)90から音を発生させているため、ダイナミックスピーカのみから音を発生する同一の体積及び重量の従来の画像投影装置と比較して、良好な周波数特性の音を発生することができる。また、圧電素子により小型のダイナミックスピーカによっては良好な周波数特性が得にくい低周波数帯の音が再生可能となるため、画像投影装置に大型のダイナミックスピーカを設けることなく、画像投影装置の小型化や薄型化を実現することができる。特に、圧電素子のみで良好な周波数特性が得られる場合には、スピーカを設ける必要がなくなるため、画像投影装置を著しく小型化、薄型化することができる。さらに、本実施の形態に係る画像投影装置においては、載置面(接触面)90から音を発生させているため、ダイナミックスピーカのみから音を発生する従来の画像投影装置と比較して、音の拡散性が高い。そのため、従来の画像投影装置では、スピーカの正面に位置するユーザと比較して正面に位置しないユーザには、音が届きにくくなっていたが、本実施の形態に係る画像投影装置は、ユーザの位置に関らず均質な音を発生することができる。   According to the image projection apparatus according to the present embodiment, since the piezoelectric element is used as a vibration source and sound is generated from the mounting surface (contact surface) 90, the same volume that generates sound only from the dynamic speaker. In addition, it is possible to generate a sound having a favorable frequency characteristic as compared with a conventional image projector having a heavy weight. In addition, the piezoelectric element can reproduce low-frequency sound, which is difficult to obtain good frequency characteristics with a small dynamic speaker, so that the image projector can be downsized without providing a large dynamic speaker. Thinning can be realized. In particular, when a good frequency characteristic can be obtained with only the piezoelectric element, it is not necessary to provide a speaker, so that the image projection apparatus can be remarkably reduced in size and thickness. Furthermore, in the image projection apparatus according to the present embodiment, since sound is generated from the placement surface (contact surface) 90, the sound is compared with a conventional image projection apparatus that generates sound only from a dynamic speaker. High diffusivity. For this reason, in the conventional image projection apparatus, it is difficult for sound to reach a user who is not located in front compared to a user located in front of the speaker. However, the image projection apparatus according to the present embodiment is A homogeneous sound can be generated regardless of the position.

また、本実施の形態に係る画像投影装置では、圧電素子として、スタックタイプの積層型圧電素子61を用いて、再生音信号により積層方向に沿って伸縮振動させ、その伸縮振動を載置面(接触面)90に伝達するので、載置面(接触面)90に対する伸縮方向(変形方向)の振動伝達効率が良く、載置面(接触面)90を効率良く振動させることができる。しかも、キャップ63を介して積層型圧電素子61を載置面(接触面)90に接触させるので、積層型圧電素子61の破損も防止できる。また、プロジェクタ10の使用時に、圧電振動部60のキャップ63を載置面(接触面)90に接触させると、キャップ63にプロジェクタ10の重量が荷重としてかかるので、キャップ63を載置面(接触面)90に確実に接触させて、圧電振動部60の伸縮振動を載置面(接触面)90に効率良く伝達することができる。   Further, in the image projection apparatus according to the present embodiment, a stack type stacked piezoelectric element 61 is used as the piezoelectric element, and the expansion and contraction vibration is caused along the stacking direction by the reproduced sound signal, and the expansion and contraction vibration is placed on the mounting surface ( Since the vibration is transmitted to the contact surface 90, the vibration transmission efficiency in the expansion / contraction direction (deformation direction) with respect to the placement surface (contact surface) 90 is good, and the placement surface (contact surface) 90 can be vibrated efficiently. In addition, since the multilayer piezoelectric element 61 is brought into contact with the mounting surface (contact surface) 90 via the cap 63, the multilayer piezoelectric element 61 can be prevented from being damaged. Further, when the projector 10 is in use, if the cap 63 of the piezoelectric vibration unit 60 is brought into contact with the placement surface (contact surface) 90, the weight of the projector 10 is applied to the cap 63 as a load. Surface) 90 can be reliably brought into contact, and the expansion and contraction vibration of the piezoelectric vibrating portion 60 can be efficiently transmitted to the mounting surface (contact surface) 90.

また、本実施の形態に係る画像投影装置は、主として積層型圧電素子の振動を直接的に接触面(載置面)に伝達させることができるため、積層型圧電素子の振動を他の弾性体に伝える従来技術と異なり、音を発生させる際に他の弾性体が振動可能な高周波側の限界周波数に依存することがない。なお、他の弾性体が振動可能な高周波側の限界周波数は、他の弾性体が圧電素子により変形させられてから再度変形可能な状態に戻るまでの時間のうち最も短い時間の逆数となる。このことを考慮すると、本実施の形態に係る画像投影装置は、圧電素子の変形により湾曲変形をしない程度の剛性(曲げ強度)を有するものであるとよい。   In addition, since the image projection apparatus according to the present embodiment can mainly transmit the vibration of the multilayer piezoelectric element directly to the contact surface (mounting surface), the vibration of the multilayer piezoelectric element can be transmitted to another elastic body. Unlike the prior art that conveys to the above, when generating sound, it does not depend on the limit frequency on the high frequency side where other elastic bodies can vibrate. The limit frequency on the high frequency side where the other elastic body can vibrate is the reciprocal of the shortest of the times from when the other elastic body is deformed by the piezoelectric element until it returns to the deformable state. In consideration of this, the image projection apparatus according to the present embodiment may have rigidity (bending strength) that does not cause bending deformation due to deformation of the piezoelectric element.

(第2実施の形態)
図12(a)、(b)及び(c)は、本発明の第2実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す外観斜視図、正面図及び側面図である。本実施の形態に係る画像投影装置は、第1実施の形態と同様のいわゆる載置型のプロジェクタ10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)
12A, 12B, and 12C are an external perspective view, a front view, and a side view showing a schematic configuration of an image projection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image projection apparatus according to the present embodiment is a so-called placement-type projector 10 similar to the first embodiment. Hereinafter, description of the same points as in the first embodiment will be omitted, and different points will be described.

図12に示すように、筐体20は、投影面が位置する側である前方側に2つの前方支持部50を、その反対の後方側に2つの後方支持部51を有する。前方支持部50及び後方支持部51は載置面90と接触し、筐体20を支持している。筐体20の傾斜角度は、前方支持部50の高さを調節することにより調整可能に設けられている。前方支持部50及び後方支持部51は、底面に弾性部材を備えていてもよい。弾性部材は、例えばゴム、シリコーン、ポリウレタン等から成る。なお、本実施形態では前方支持部50が2つ、後方支持部51が2つの構成を示したが、これに限ることなく、前方支持部50が1つ、後方支持部51が2つ、あるいは、前方支持部50が2つ、後方支持部51が2つの構成でもよい。   As shown in FIG. 12, the housing 20 has two front support portions 50 on the front side where the projection surface is located, and two rear support portions 51 on the opposite rear side. The front support portion 50 and the rear support portion 51 are in contact with the placement surface 90 and support the housing 20. The inclination angle of the housing 20 is provided so as to be adjustable by adjusting the height of the front support portion 50. The front support part 50 and the rear support part 51 may include an elastic member on the bottom surface. The elastic member is made of, for example, rubber, silicone, polyurethane, or the like. In this embodiment, two front support parts 50 and two rear support parts 51 are shown. However, the present invention is not limited to this, and one front support part 50, two rear support parts 51, or Two front support portions 50 and two rear support portions 51 may be used.

本実施形態に係るプロジェクタ10は、後方支持部51の底面側に、圧電振動部60を収納保持する保持部100を備える。本実施形態においては、2つの後方支持部51の一方のみが圧電振動部60を備えてもよく、また、2つの後方支持部51の双方が圧電振動部60を備えてもよい。保持部100は、底面に対してほぼ垂直方向に沿って延在し、底面に開口する一様な幅を有するスリット101を有する。   The projector 10 according to the present embodiment includes a holding unit 100 that stores and holds the piezoelectric vibrating unit 60 on the bottom surface side of the rear support unit 51. In the present embodiment, only one of the two rear support parts 51 may include the piezoelectric vibration part 60, and both the two rear support parts 51 may include the piezoelectric vibration part 60. The holding unit 100 includes a slit 101 that extends in a direction substantially perpendicular to the bottom surface and has a uniform width that opens to the bottom surface.

弾性部材は、プロジェクタ10が、底面20a側を下方にして机等の水平な載置面90上に載置されると、プロジェクタ10の重量が荷重として与えられ、弾性変形する。すなわち、弾性部材は、プロジェクタ10の重量によって載置面90と垂直な方向に縮む。積層型圧電素子61に電圧が印加されず積層型圧電素子61が伸縮しない状態における弾性部材の弾性変形量は、積層型圧電素子61の、電圧が印加されず伸縮しない状態から最も伸びたときの変位量よりも大きいとよい。これにより、積層型圧電素子61が最も伸びた時に弾性部材が載置面90から離間しにくくなり、プロジェクタ10が安定して載置面90に載置される。   When the projector 10 is placed on a horizontal placement surface 90 such as a desk with the bottom surface 20a facing down, the elastic member is elastically deformed by the weight of the projector 10 being applied as a load. That is, the elastic member contracts in a direction perpendicular to the placement surface 90 due to the weight of the projector 10. The amount of elastic deformation of the elastic member in a state where the voltage is not applied to the multilayer piezoelectric element 61 and the multilayer piezoelectric element 61 does not expand and contract is the maximum amount of the elastic deformation of the multilayer piezoelectric element 61 from the state where the voltage is not applied and does not expand and contract. It may be larger than the amount of displacement. As a result, the elastic member is less likely to be separated from the placement surface 90 when the stacked piezoelectric element 61 is most extended, and the projector 10 is stably placed on the placement surface 90.

本実施形態において、圧電振動部60は、前方支持部50の底面側に配置することもできるが、投影画像のぶれを抑えるために、後方支持部51に配置することが好ましい。ここで、圧電振動部60を前方支持部50よりも後方支持部51に配置する方が投影画像のぶれが小さくなる理由を、図13を用いて説明する。図13において、画像が表示される投影面の位置をS、前方支持部50の位置をF、後方支持部51の位置をBとして示している。位置Fは、位置Sと位置Bとの間に位置する。また、圧電振動部60の振動によるプロジェクタ10の振動振幅をaとする。ここで、図13においては、投影画像のぶれを同一方向に示すために、圧電振動部60を前方支持部50及び後方支持部51にそれぞれ配置した場合における振動の方向を、互いに逆方向に示している。すなわち、図13では、圧電振動部60が振動していない場合の基準位置300に対して、前方支持部50は圧電素子61が伸びて基準位置300から振幅aだけ上方に変位した場合を、後方支持部51は圧電素子61が縮んで基準位置300から振幅aだけ下方に変位した場合を示している。圧電振動部60を前方支持部50に配置した場合、投影画像は、後方支持部51を支点として上方に高さHだけ変位する。これに対し、圧電振動部60を後方支持部51に配置した場合、投影画像は、前方支持部50を支点として上方に高さhだけ変位する。図13から明らかなように、支持部に同一の振幅aの変位があった場合、前方支持部50に圧電振動部60を配置した場合の投影画像の変位Hは、後方支持部51に圧電振動部60を配置した場合の変位hよりも大きい。そのため、圧電振動部60を前方支持部50ではなく、後方支持部51に配置する方が、投影画像のぶれが小さくなり、画像が見やすい。   In the present embodiment, the piezoelectric vibrating portion 60 can be disposed on the bottom surface side of the front support portion 50, but is preferably disposed on the rear support portion 51 in order to suppress blurring of the projected image. Here, the reason why the blurring of the projected image becomes smaller when the piezoelectric vibrating portion 60 is arranged on the rear support portion 51 than on the front support portion 50 will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the position of the projection plane on which the image is displayed is indicated as S, the position of the front support part 50 is indicated as F, and the position of the rear support part 51 is indicated as B. The position F is located between the position S and the position B. Further, the vibration amplitude of the projector 10 due to the vibration of the piezoelectric vibration unit 60 is assumed to be a. Here, in FIG. 13, in order to show the blurring of the projected image in the same direction, the directions of vibration when the piezoelectric vibrating portion 60 is disposed on each of the front support portion 50 and the rear support portion 51 are shown in opposite directions. ing. That is, in FIG. 13, the front support portion 50 shows a case where the piezoelectric element 61 extends and is displaced upward from the reference position 300 by the amplitude a with respect to the reference position 300 when the piezoelectric vibrating portion 60 is not vibrating. The support portion 51 shows a case where the piezoelectric element 61 is contracted and displaced downward from the reference position 300 by the amplitude a. When the piezoelectric vibrating portion 60 is disposed on the front support portion 50, the projected image is displaced upward by a height H with the rear support portion 51 as a fulcrum. On the other hand, when the piezoelectric vibrating portion 60 is disposed on the rear support portion 51, the projection image is displaced upward by a height h with the front support portion 50 as a fulcrum. As is clear from FIG. 13, when there is a displacement of the same amplitude a in the support part, the displacement H of the projected image when the piezoelectric vibration part 60 is arranged in the front support part 50 is the piezoelectric vibration in the rear support part 51. It is larger than the displacement h when the part 60 is arranged. For this reason, when the piezoelectric vibrating portion 60 is disposed not on the front support portion 50 but on the rear support portion 51, the blur of the projected image is reduced and the image is easy to see.

(第3実施の形態)
図14は、本発明の第3実施の形態に係る画像投影装置の概略構成を示す側面図である。本実施の形態に係る画像投影装置はいわゆる壁掛け型のプロジェクタ10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。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a side view showing a schematic configuration of an image projection apparatus according to the third embodiment of the present invention. The image projection apparatus according to the present embodiment is a so-called wall-mounted projector 10. Hereinafter, description of the same points as in the first embodiment will be omitted, and different points will be described.

図14に示されるプロジェクタ10は、筐体20の上部に、プロジェクタ10の前方に向かって延びるアーム形状の支持部52を有する。支持部52の先端部は、鉤形状となっており、該先端部を例えばホワイトボード等の壁面91に取り付けることにより、プロジェクタ10が壁面91に保持される。支持部52における壁面91との接触部位には、圧電振動部60を収納保持する保持部100を備える。保持部100は、プロジェクタ10の使用時に壁面91に垂直な方向に沿って延在し、支持部52における壁面91との接触部位に開口する一様な幅を有するスリット101を有する。支持部52でプロジェクタ10を支持することにより、プロジェクタ10の荷重が支持部52を通じて圧電素子部60にかかり、壁面(接触面)91から音が発生する。これにより、ホワイトボード等の壁面を視認しているユーザにたいして、当該視認している壁面から音声を聞かせることができるため、所謂、表示パネルから音声を出力するパネルスピーカと同様の臨場感を生じさせることができる。   The projector 10 shown in FIG. 14 has an arm-shaped support portion 52 that extends toward the front of the projector 10 at the top of the housing 20. The front end portion of the support portion 52 has a bowl shape, and the projector 10 is held on the wall surface 91 by attaching the front end portion to a wall surface 91 such as a white board. A holding portion 100 that houses and holds the piezoelectric vibrating portion 60 is provided at a portion of the support portion 52 that contacts the wall surface 91. The holding unit 100 includes a slit 101 that extends along a direction perpendicular to the wall surface 91 when the projector 10 is used, and has a uniform width that opens at a contact portion of the support unit 52 with the wall surface 91. By supporting the projector 10 with the support portion 52, the load of the projector 10 is applied to the piezoelectric element portion 60 through the support portion 52, and sound is generated from the wall surface (contact surface) 91. This allows a user who is viewing the wall surface of a whiteboard or the like to hear a sound from the wall surface that is being viewed, thus creating a sense of realism similar to a so-called panel speaker that outputs sound from the display panel. Can be made.

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、第1実施の形態において、圧電振動部60は、図10における領域R1側に配置されてもよい。すなわち、圧電振動部60は、プロジェクタ10の重心Gの後方に配置される。この場合、プロジェクタ10は、圧電振動部60と筐体20の前面底部とにより支持される。また、上記実施の形態において、スピーカ40、検出部70、記録部80、記憶部140は、適宜、省略してもよい。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the first embodiment, the piezoelectric vibration unit 60 may be disposed on the region R1 side in FIG. That is, the piezoelectric vibration unit 60 is disposed behind the center of gravity G of the projector 10. In this case, the projector 10 is supported by the piezoelectric vibrating portion 60 and the front bottom portion of the housing 20. In the above embodiment, the speaker 40, the detection unit 70, the recording unit 80, and the storage unit 140 may be omitted as appropriate.

また、上記実施の形態において、圧電振動部60を保持部100に対して固定する構造は、図5に示すものに限られない。例えば、図15(a)〜(c)に示すように、圧電振動部60を保持部100に保持してもよい。図15(a)に示す保持部100は、底面20aに開口する幅広のスリット101aと、該スリット101aに連続する幅狭のスリット101bとを有する。積層型圧電素子61は、一端部が幅狭のスリット101bに配置されて側面が接着剤102を介してスリット101bに固定される。また、幅広のスリット101aには、積層型圧電素子61との隙間に、積層型圧電素子61の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤103が充填される。このように圧電振動部60を保持部100に保持すれば、Oリング等の防水パッキンを用いることなく、プロジェクタ10をより確実に防水することができる。また、積層型圧電素子61の底面20aから突出する部分に絶縁性のキャップを被せることにより、積層型圧電素子61の絶縁も確実に行うことができる。   Moreover, in the said embodiment, the structure which fixes the piezoelectric vibration part 60 with respect to the holding | maintenance part 100 is not restricted to what is shown in FIG. For example, as shown in FIGS. 15A to 15C, the piezoelectric vibration unit 60 may be held by the holding unit 100. The holding unit 100 shown in FIG. 15A includes a wide slit 101a that opens to the bottom surface 20a, and a narrow slit 101b that continues to the slit 101a. The laminated piezoelectric element 61 has one end portion arranged in the narrow slit 101 b and the side surface fixed to the slit 101 b via the adhesive 102. Further, the wide slit 101 a is filled with a filler 103 such as silicone rubber or gel that does not hinder the expansion and contraction operation of the multilayer piezoelectric element 61 in the gap with the multilayer piezoelectric element 61. Thus, if the piezoelectric vibration part 60 is hold | maintained at the holding | maintenance part 100, the projector 10 can be waterproofed more reliably, without using waterproof packings, such as an O-ring. In addition, by covering the portion protruding from the bottom surface 20a of the multilayer piezoelectric element 61 with an insulating cap, the multilayer piezoelectric element 61 can be reliably insulated.

図15(b)に示す保持部100は、底面20aに向けて拡開するテーパ状スリット101cと、該テーパ状スリット101cに連続する幅狭のスリット101dとを有する。積層型圧電素子61は、一端部が幅狭のスリット101dに配置されて側面が接着剤102を介してスリット101dに固定される。また、テーパ状スリット101cには、積層型圧電素子61との隙間に、積層型圧電素子61の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤103が充填される。このように構成すれば、図15(a)の保持部100と同様の効果が得られる他、テーパ状スリット101cを有しているので、積層型圧電素子61の保持部100への組み付けが容易にできる利点がある。   The holding unit 100 shown in FIG. 15B includes a tapered slit 101c that expands toward the bottom surface 20a, and a narrow slit 101d that continues to the tapered slit 101c. The laminated piezoelectric element 61 has one end portion disposed in the narrow slit 101 d and the side surface fixed to the slit 101 d via the adhesive 102. The tapered slit 101 c is filled with a filler 103 such as silicone rubber or gel that does not hinder the expansion and contraction operation of the multilayer piezoelectric element 61 in the gap with the multilayer piezoelectric element 61. With this configuration, the same effect as that of the holding unit 100 of FIG. 15A can be obtained, and since the tapered slit 101c is provided, the multilayer piezoelectric element 61 can be easily assembled to the holding unit 100. There are advantages that can be made.

図15(c)に示す保持部100は、上記実施の形態と同様に、一様な幅のスリット101を有するが、積層型圧電素子61は、一端部側の端面が接着剤102を介してスリット101に固定されている。また、スリット101内で積層型圧電素子61の適宜の箇所には、Oリング62が配置されている。このような積層型圧電素子61の保持態様は、特に、積層型圧電素子61が、図4に示したように、リード線の接続部が側面電極に形成されている場合に、リード線の引き回し等の点で有利となる。   The holding unit 100 shown in FIG. 15C has a slit 101 having a uniform width as in the above embodiment, but the laminated piezoelectric element 61 has an end surface on one end side with an adhesive 102 interposed therebetween. It is fixed to the slit 101. Further, an O-ring 62 is disposed at an appropriate position of the multilayer piezoelectric element 61 in the slit 101. Such a holding mode of the laminated piezoelectric element 61 is particularly suitable when the laminated piezoelectric element 61 has a lead wire connecting portion formed on a side electrode as shown in FIG. Etc. are advantageous.

また、上記実施の形態や図15(a)〜(c)の変形例において、圧電振動部60は、キャップ63を省略し、積層型圧電素子61の先端面を直接、あるいは絶縁部材等からなる振動伝達部材を介して接触面に接触させてもよい。また、圧電素子は、上述したスタックタイプの積層型圧電素子に限らず、ユニモルフ、バイモルフあるいは積層型バイモルフ素子を用いてもよい。図16は、バイモルフを用いた場合の要部の概略構成を示す図である。バイモルフ65は、長尺の矩形状をなし、筐体20の底面20aに一方の表面65aが露出して長尺の両端部が保持部100に保持される。保持部100は、バイモルフ65を保持する開口部101eを有し、開口部101eのバイモルフ65の裏面65b側の内面が湾曲して形成される。かかる構成によれば、バイモルフ65が載置面に接触するように筐体20を載置面に載置して、バイモルフ65を再生音信号により駆動すると、バイモルフ65が屈曲(湾曲)振動する。これにより、バイモルフ65の振動が載置面(接触面)に伝達されて、載置面(接触面)が振動スピーカとして機能して載置面(接触面)から再生音が発生する。なお、バイモルフ65の表面65aには、ポリウレタン等の被覆層が形成されていてもよい。   Further, in the above embodiment and the modified examples of FIGS. 15A to 15C, the piezoelectric vibrating portion 60 omits the cap 63, and the tip surface of the multilayer piezoelectric element 61 is formed directly or made of an insulating member or the like. You may make it contact a contact surface via a vibration transmission member. In addition, the piezoelectric element is not limited to the stack type stacked piezoelectric element described above, and a unimorph, bimorph, or stacked bimorph element may be used. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a main part when a bimorph is used. The bimorph 65 has a long rectangular shape, one surface 65 a is exposed on the bottom surface 20 a of the housing 20, and both long ends are held by the holding unit 100. The holding unit 100 has an opening 101e that holds the bimorph 65, and the inner surface of the opening 101e on the back surface 65b side of the bimorph 65 is curved. According to this configuration, when the housing 20 is placed on the placement surface so that the bimorph 65 contacts the placement surface and the bimorph 65 is driven by the reproduction sound signal, the bimorph 65 bends (curves) and vibrates. Thereby, the vibration of the bimorph 65 is transmitted to the placement surface (contact surface), and the placement surface (contact surface) functions as a vibration speaker, and a reproduction sound is generated from the placement surface (contact surface). Note that a coating layer such as polyurethane may be formed on the surface 65 a of the bimorph 65.

また、上記の実施形態では、被接触部材が机又は壁面であり、接触面が机の水平な載置面又は垂直な壁面であるとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。接触面は水平又は垂直な面でなくともよい。他の被接触部材としては、例えば空間を区切るためのパーティションが挙げられる。   Moreover, although said to-be-contacted member was a desk or a wall surface and said contact surface was a horizontal mounting surface or a vertical wall surface of a desk in said embodiment, this invention is not limited to this. The contact surface need not be a horizontal or vertical surface. As another contacted member, for example, a partition for dividing a space can be cited.

また、上記実施の形態では、画像投影装置が一つの投影部を有するプロジェクタ10であるとして説明したが、画像投影装置はこれに限られない。例えば、複数の投影部を有するプラネタリウム投影機等の、静止画や動画の画像の表示とともに音を発生可能な任意の画像投影装置にて、本発明を実施することができる。   In the above embodiment, the image projection apparatus is described as the projector 10 having one projection unit. However, the image projection apparatus is not limited to this. For example, the present invention can be implemented in an arbitrary image projection apparatus capable of generating sound while displaying still images and moving images, such as a planetarium projector having a plurality of projection units.

10 プロジェクタ(画像投影装置)
20 筐体
20a 底面
20b 後面底部
21 本体ケース
22 底蓋
22a 孔
23 画像投影機構
24 冷却機構
25 電子回路基板
26 バッテリ
27 排気口
30 投影部
40 スピーカ
50 前方支持部
51 後方支持部
52 支持部
60 圧電振動部
61 積層型圧電素子(圧電素子)
62 Oリング
63 キャップ
70 検出部
80 記録部
81 マイク
82 メモリ部
90 載置面(接触面)
91 壁面(接触面)
100 保持部
101 スリット
110 信号入力部
120 デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
130 制御部
140 記憶部
200、210、220、230 領域


10 Projector (image projection device)
20 Housing 20a Bottom 20b Rear bottom 21 Main body case 22 Bottom lid 22a Hole 23 Image projection mechanism 24 Cooling mechanism 25 Electronic circuit board 26 Battery 27 Exhaust port 30 Projection unit 40 Speaker 50 Front support unit 51 Rear support unit 52 Support unit 60 Piezoelectric Vibrating unit 61 Multilayer piezoelectric element (piezoelectric element)
62 O-ring 63 Cap 70 Detection unit 80 Recording unit 81 Microphone 82 Memory unit 90 Placement surface (contact surface)
91 Wall surface (contact surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Holding part 101 Slit 110 Signal input part 120 Digital signal processor (DSP)
130 control unit 140 storage unit 200, 210, 220, 230 area


Claims (14)

筺体と、
圧電素子を有する圧電振動部と、
前記筐体に保持され、投影面に画像を表示させる投影部と、
前記圧電素子を制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に画像投影装置自身の荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に音信号を印加することで該圧電素子が変形して前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該画像投影装置が接する接触面を振動させて該接触面から音を発生させる、
画像投影装置。
The body,
A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A projection unit that is held in the housing and displays an image on a projection surface;
A control unit for controlling the piezoelectric element,
In a state where the load of the image projection apparatus itself is applied to the piezoelectric vibration unit, the piezoelectric element is deformed by applying a sound signal from the control unit to the piezoelectric element, and the piezoelectric vibration unit is deformed, and the piezoelectric vibration unit is deformed. Vibrate the contact surface in contact with the image projection device by deformation of the vibration unit to generate sound from the contact surface;
Image projection device.
前記圧電振動部は、当該画像投影装置の重心から所定の距離以内で、かつ前記接触面と対向する部位に配置される、請求項1に記載の画像投影装置。   The image projection device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration unit is disposed within a predetermined distance from a center of gravity of the image projection device and at a portion facing the contact surface. 前記筺体を支える支持部を備え、
前記圧電振動部は、前記支持部における前記接触面と対向する部位に配置される、請求項1に記載の画像投影装置。
Comprising a support for supporting the housing;
The image projection device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration unit is disposed at a portion of the support unit that faces the contact surface.
当該画像投影装置の重心を挟んで前記投影面が位置する側である前方に配置される前方支持部と、前記投影面が位置する側の反対側である後方に配置される後方支持部と、を備え、
前記圧電振動部は、前記後方支持部に配置される、請求項3に記載の画像投影装置。
A front support portion disposed on the front side on which the projection surface is located across the center of gravity of the image projection apparatus, and a rear support portion disposed on the rear side opposite to the side on which the projection surface is located; With
The image projection device according to claim 3, wherein the piezoelectric vibration unit is disposed on the rear support unit.
前記接触面と前記圧電振動部との接触状態を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出された接触状態に基づいて前記圧電素子を制御する、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像投影装置。
A detection unit for detecting a contact state between the contact surface and the piezoelectric vibration unit;
The image projector according to claim 1, wherein the control unit controls the piezoelectric element based on the detected contact state.
スピーカを備え、
前記制御部は、前記スピーカを前記圧電素子と同時に駆動する、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像投影装置。
With speakers,
The image projector according to claim 1, wherein the control unit drives the speaker simultaneously with the piezoelectric element.
前記スピーカの周波数特性を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶されたスピーカの周波数特性に基づいて前記圧電素子を制御する、請求項6に記載の画像投影装置。
A storage unit for storing the frequency characteristics of the speaker;
The image projection device according to claim 6, wherein the control unit controls the piezoelectric element based on the stored frequency characteristic of the speaker.
前記制御部は、前記記憶されたスピーカの周波数特性の音圧の不足を補うように前記圧電素子に印加する音信号を制御する、請求項7に記載の画像投影装置。   The image projection device according to claim 7, wherein the control unit controls a sound signal applied to the piezoelectric element so as to compensate for a lack of sound pressure in the stored frequency characteristics of the speaker. 前記接触面から発生した音の周波数特性を記録する記録部を備え、
前記制御部は、前記記録された周波数特性に基づいて前記スピーカを制御する、請求項6に記載の画像投影装置。
A recording unit for recording frequency characteristics of sound generated from the contact surface;
The image projector according to claim 6, wherein the control unit controls the speaker based on the recorded frequency characteristic.
前記制御部は、前記記録された周波数特性の音圧の不足を補うように前記スピーカの周波数特性の音圧を制御する、請求項9に記載の画像投影装置。   The image projector according to claim 9, wherein the control unit controls the sound pressure of the frequency characteristic of the speaker so as to compensate for a lack of sound pressure of the recorded frequency characteristic. 前記圧電素子は、積層型圧電素子であり、積層方向に沿って伸縮変形する、請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の画像投影装置。   The image projector according to any one of claims 1 to 10, wherein the piezoelectric element is a stacked piezoelectric element and expands and contracts along a stacking direction. 前記圧電振動部は、前記圧電素子の変形に起因する振動を前記接触面に伝えて前記接触面を振動させる被覆部材を含む、請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の画像投影装置。   The image projection according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration unit includes a covering member that transmits vibration due to deformation of the piezoelectric element to the contact surface to vibrate the contact surface. apparatus. 前記接触面は、当該画像投影装置が載置される載置面である、請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の画像投影装置。   The image projection device according to claim 1, wherein the contact surface is a placement surface on which the image projection device is placed. 前記接触面は、当該画像投影装置が掛けられる壁面である、請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の画像投影装置。
The image projecting device according to claim 1, wherein the contact surface is a wall surface on which the image projecting device is hung.
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