JP3775682B2 - 音響再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、音響再生装置に関し、より特定的には、表示手段を有すると共に、透明な振動パネルを音響的に駆動する音響再生装置に関する。

従来より、表示画面から音が再生される音響再生装置が考えられている。例えば、表示画面の前面に設けられた透明な振動パネルを振動させて音を放射させる音響再生装置がある（例えば、特許文献１参照。）。以下、この音響再生装置を図１１を用いて説明する。

図１１は、従来の音響再生装置を備えたテレビセットの外観斜視図である。図１１において、テレビセットは、キャビネット１、ブラウン管２、フロントパネル３、ドライバー４、および音響スリット５を備えている。フロントパネル３は、ブラウン管２の前面に取り付けられる。フロントパネル３は、ガラスまたは透明アクリルといった、光の透過率の高い材質で構成される。ドライバー４は、電磁型のスピーカであり、フロントパネル３の背面に直接接続される。音響スリット５は、複数個設けられ（図１１では４つ）、ブラウン管２の外周部に設けられる。図１１に示すテレビセットは、透明な振動パネルをドライバーで直接駆動する方式で音を再生する。

図１１に示す音響再生装置の動作を説明する。ドライバー４に電気信号が印加されると、ドライバー４は振動する。ドライバー４はフロントパネル３に直接取り付けられているので、ドライバー４の振動は、フロントパネル３に機械的に伝達される結果、フロントパネル３が振動する。すなわち、ドライバー４に印加される電気信号が音声信号であれば、ブラウン管２の前面に取り付けられたフロントパネル３から音声の音響再生が行われる。また、フロントパネル３は光の透過率の高い材質であるので、フロントパネル３はブラウン管２で再生される映像を邪魔することがない。従って、図１１に示すテレビセットによって映像および音の同時再生が可能である。

なお、フロントパネル３とブラウン管２との空間の容積が小さい場合には、当該空間の空気圧が上昇するので、音響再生における低音域の再生限界が上昇してしまうという問題がある。音響スリット５は、この問題を防止する目的で設けられるものである。フロントパネル３の背面音は音響スリット５を通過してキャビネット１内に放射されるので、音響スリット５によって当該空間の空気圧が上昇することがない。

また、図１１に示す音響再生装置はテレビセットに用いられたが、携帯電話機に用いられる音響再生装置もある（例えば、特許文献２参照）。この音響再生装置は、携帯電話機の外ケースに直接取り付けられたドライバーによって外ケースを振動させ、音を再生する。以下、この音響再生装置を図１２を用いて説明する。

図１２は、従来の音響再生装置を備えた携帯電話機の外観図である。図１２において、携帯電話機は、外ケース１０、アンテナ１１、サウンドボード１２、ドライバー１３、および表示画面１４を備えている。サウンドボード１２は、外ケース１０の前面上部に配置され、図示していないが外周部分が肉薄となるように形成されている。ドライバー１３は、サウンドボード１２の背面側に直接取り付けられる。表示画面１４は、外ケース１０の前面であって、サウンドボード１２の下に設けられる。

図１２に示す音響再生装置の動作を説明する。ドライバー１３に電気信号が印加されると、ドライバー１３の振動は、外ケース１０に形成されたサウンドボード１２に直接伝達される。その結果、サウンドボード１２が振動することによって音が再生される。
特許第２０２１４９７号公報 特開平８−２７５２９３号公報

図１１に示す音響再生装置においては、ドライバー４は、ブラウン管２の表示画面の邪魔にならないように取り付けられる必要があるので、フロントパネル３の端付近に取り付けられる。しかし、フロントパネル３をドライバー４で直接駆動する方式を採用する音響再生装置では、フロントパネル３の端付近にドライバー４を取り付けると、再生音の音質が悪くなってしまう。

さらに、フロントパネル３は、音を放射する振動パネルとしての役割とともに、ブラウン管２を保護する保護パネルとしての役割を有するので、適度な強度が求められる。従って、フロントパネル３はある程度厚く構成する必要がある。このため、フロントパネル３の重量が大きくなるので、ドライバー４によるフロントパネル３の振動は小さくなり、再生音圧が小さくなってしまう。従って、図１１に示す音響再生装置においては、ドライバーに対する再生音圧の能率が通常のスピーカと比較すると非常に低いものとなっていた。

一方、図１２に示す音響再生装置では、表示画面の大型化が強く要求されている近年の携帯電話機に適用することができない。具体的には、図１２に示す音響再生装置では表示画面１４とサウンドボード１２とが別の位置に配置されているので、サウンドボード１２が邪魔になって表示画面１４の大型化が制限される。さらに、表示画面１４の位置と音が再生される位置とが別であるので、表示画面１４から音が再生されている感覚をユーザに与えることができない。

それ故、本発明の目的は、表示手段から音が再生されている感覚をユーザに与えるとともに、高音質な再生が可能な音響再生装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明は、表示手段と、基板と、振動パネルと、少なくとも１つの電気音響変換器とを備えた音響再生装置である。表示手段は、表示面に画像を表示する。表示手段とは、例えば液晶表示装置のような表示装置の他、画像が描かれた絵や写真を含む概念である。基板は、表示手段の表示面との間に第１の空間を形成し、可視透過する材質よりなる。振動パネルは、基板に対して表示手段と反対側に配置され、基板との間に第２の空間を形成し、可視透過する材質よりなる。電気音響変換器は、第２の空間へ音を放射する。

なお、典型的には、基板には音孔が設けられており、電気音響変換器は、音孔を介して第２の空間へ音を放射する。

また、音響再生装置は、振動パネルによって覆われる開口部を有するケースをさらに備えていてもよい。ケースは、基板と表示手段と電気音響変換器とをその内部に含む。

また、振動パネルは、タッチパネルによって構成されてもよい。

また、音響再生装置は、信号を受信するアンテナと、信号処理手段とをさらに備えていてもよい。信号処理手段は、アンテナによって受信された信号に所定の信号処理を行い、当該信号処理が行われた信号を電気音響変換器に入力する。

また、音響再生装置は、２つの電気音響変換器を備えていてもよい。このとき、信号処理手段は、アンテナによって受信された信号に受話音を示す信号が含まれている場合には一方の電気音響変換器に信号を入力し、アンテナによって受信された信号に当該受話音を示す信号以外の信号が含まれている場合には他方の電気音響変換器に信号を入力する。

本発明によれば、振動パネルは、電気音響変換器から第２の空間へ放射される音によって音響的に駆動される。このように振動パネルを音響的に駆動する場合、電気音響変換器の取り付け位置が音の再生に影響しない。従って、電気音響変換器の取り付け位置に起因して音質が低下することがない。また、電気音響変換器を自由に配置することができるので、電気音響変換器が表示手段の邪魔になることがなく、表示手段から音が再生されている感覚をユーザに与えることができる。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る音響再生装置について図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る音響再生装置の構成を示す図である。なお、図１（ａ）は音響再生装置の平面図であり、図１（ｂ）は音響再生装置のＡ−Ｂ断面の断面図である。実施の形態１に係る音響再生装置は、携帯電話機やＰＤＡ等の携帯端末装置として実現される形態である。

図１において、音響再生装置は、外ケース２０、表示装置２１、基板２２、振動パネル２３、スペーサ２４、および電気音響変換器２６を備えている。表示装置２１は、例えば液晶表示装置である。基板２２および振動パネル２３は、可視透過する材質よりなる。基板２２は、例えばガラスやアクリル樹脂により構成される。また、振動パネル２３は、例えばアクリル樹脂やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により構成される。

図１において、外ケース２０は表示装置２１とほぼ同じ大きさの開口部を有しており、表示装置２１は当該開口部をふさぐように設置される。すなわち、表示装置２１の周囲は当該開口部に接続される。表示装置２１は、外ケース２０の内部に配置される。基板２２は、外ケース２０に対して表示装置２１の外側（図１では左側）に配置される。表示装置２１と基板２２との間には、第１の空間が形成される。基板２２は、その周部分が外ケース２０に接続される。振動パネル２３は、外ケース２０に対して基板２２の外側（図１では左側）に配置される。つまり、振動パネル２３は、基板２２に対して表示装置２１と対向して配置される。基板２２および振動パネル２３は、互いの周部分がスペーサ２４によって固着される。これによって、基板２２と振動パネル２３との間には第２の空間が形成される。また、基板２２および外ケース２０には音孔２７が設けられる。電気音響変換器２６は、基板２２に対して第２の空間２５と反対側に配置される。電気音響変換器２６は、音孔２７をふさぐように外ケース２０に接続される。なお、他の実施形態においては、電気音響変換器２６は、基板２２に直接接続されていてもよい。なお、電気音響変換器２６は、表示装置２１と同様、外ケース２０の内部に配置される。

図２は、図１に示す電気音響変換器２６の断面図である。図２において、電気音響変換器２６は、壺型のヨーク４０、マグネット４１、プレート４２、ボイスコイル４４、振動板４５、およびフレーム４６を備えている。フレーム４６は、音孔２７をふさぐように、音孔２７の外周部の外ケース２０に接続される。ヨーク４０は、その外周下面（図２では右側の面）がフレーム４６の中央部に固着される。マグネット４１は、ヨーク４０の中央部に設けられる。プレート４２は、マグネット４１の上面に配置される。ヨーク４０およびプレート４２は、ヨーク４０の内周面とプレート４２の外周面との間に磁気空隙４３が生じるように配置される。また、振動板４５は、その外周部がフレーム４６に固着される。ボイスコイル４４は、磁気空隙４３に挿入されるように、振動板４５に固着される。

図１および図２のように構成された音響再生装置について動作を説明する。電気音響変換器２６の磁気空隙４３に挿入されたボイスコイル４４に電気信号が印加されると、ボイスコイル４４に駆動力が発生する。ボイスコイル４４に結合された振動板４５がこの駆動力によって振動することによって音が発生する。振動板４５から放射された音は、音孔２７から第２の空間２５に伝播する。この結果、振動パネル２３は、第２の空間２５の音圧で振動する。つまり、振動パネル２３は音響的に駆動されて振動する。これによって、振動パネル２３から音が放射される。このように、振動パネル２３を音響的に駆動する場合には、第２の空間を介して音が伝播されるので、ドライバーである電気音響変換器２６の取り付け位置は再生音の音質に影響を与えない。従って、電気音響変換器２６の取り付け位置を自由に設計することができるとともに、再生音の音質の低下を防止することができる。

なお、振動パネル２３は、振動パネル２３の外周部をスペーサ２４によって固定した場合には、振動パネル２３自体が屈曲するように振動する。また、スペーサ２４を弾性体よりなるサスペンションによって構成した場合には、振動パネル２３自体がピストン運動を行うように振動する。本発明において、振動パネル２３は、振動パネル２３自体が屈曲するように振動してもよいし、振動パネル２３自体がピストン運動を行うように振動してもよい。

なお、第２の空間２５に放射された音の音圧によって振動パネル２３が振動する際には、振動パネル２３と同様に基板２２にも等しい音圧が加わる。従って、当該音圧によって、振動パネル２３と同様、基板２２を振動させる力が作用する。ここで、基板２２が振動すると、第２の空間２５に放射された音のエネルギーが振動パネル２３と基板２２とに分散されることになる。従って、この場合、振動パネル２３から再生される音圧レベルは、基板２２が振動しない場合に比べて低下する。つまり、振動パネル２３の振動のためのエネルギーが基板２２の振動に奪われてしまうので、振動パネル２３の振動が小さくなってしまう。以上より、第２の空間２５の音圧によって基板２２が振動しないようにする必要がある。

基板２２の振動を防止するための方法としては、基板２２が十分な強度を有するように基板２２の厚さを増すことが考えられる。しかし、基板２２の厚さを増すことは音響再生装置の厚さを増すことになる。特に、小型化および軽量化を目的とする携帯端末装置では、基板２２の厚さを増すことは好ましくない。また、基板２２の振動を防止するための他の方法としては、接着剤で基板２２を表示装置２１の表示画面に密着して貼り付けることも考えられる。しかし、基板２２と表示画面とを接着すると、接着層によって光の透過率が低下してしまい、表示画面の画質が劣化してしまう。従って、基板２２と表示画面との間には、図１に示すように第１の空間２８を設ける必要がある。

そこで、実施の形態１では、第１の空間２８を密閉することによって基板２２の振動を抑制する。第１の空間２８の空気による音響スティフネスによって、基板２２の振動を抑制するのである。第１の空間２８をほぼ密閉空間とすることによって、基板２２が振動パネル２３と同等以下の厚みであっても、基板２２の振動を抑制することができる。これによって、基板２２の振動による振動パネル２３の音圧の低下を防止することができる。

なお、基板２２および振動パネル２３は透明な材質であるので、音響再生装置の外部から表示装置２１の表示画面を見ることができる。また、電気音響変換器２６は表示装置２１の側面に配置されるので、電気音響変換器２６が表示画面を遮ることもない。

以上より、実施の形態１に係る音響再生装置によれば、再生音の音質を低下させることなく、表示装置から音が再生されている感覚をユーザに与えることができる。また、第１の空間をほぼ密閉にすることによって、再生音圧の低下を防止することができる。さらに、第１および第２の空間が形成される構成とすることによって基板を薄くすることができるので、音響再生装置の薄型化を図ることができる。

なお、実施の形態１に係る音響再生装置は、基板２２、振動パネル２３、およびスペーサ２４という３つの構成要素を別体として製造することができる。すなわち、これら３つの構成要素を組み立てるとともに、これらの構成要素以外の本体部分を製造しておく。そして、これら３つの構成要素を組み立てた部品を本体部分に取り付けることで、音響再生装置を簡易に製造することができる。また、実施の形態１に係る音響再生装置は、表示装置の表示画面が基板２２および振動パネル２３によって覆われているので、基板２２がない構成と比べて表示画面をより確実に保護することができる。

なお、実施の形態１では電気音響変換器２６の外形形状は丸型であったが、楕円あるいは長方形としてもよい。電器音響変換器２６の外形形状を楕円あるいは長方形とすることによって、表示装置２１の表示画面をより大きくすることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る音響再生装置について図３〜図５を用いて説明する。実施の形態２においては、携帯電話機として実現される音響再生装置について説明する。図３は、実施の形態２に係る携帯電話機を部分的に切り欠きを設けて示した平面図である。図４は、実施の形態２に係る携帯電話機のブロック図である。

図３および図４において、携帯電話機１００は、外ケース１０１、アンテナ１０２、表示装置１０３、基板１０４、振動パネル１０５、スペーサ１０６、電気音響変換器１１０、信号処理部１１１、および信号増幅部１１２を備えている。図３において、外ケース１０１は、携帯電話機１００が備える電気回路等を内蔵する。アンテナ１０２は、外ケース１０１に取り付けられる。図３では、振動パネル１０５の一部に切り欠きを設けて示している。また、図４において、信号処理部１１１は、アンテナ１０２および信号増幅部１１２に接続されている。また、信号増幅部１１２は、信号処理部１１１および電気音響変換器１１０に接続されている。なお、図４において点線で示した音響再生装置１１３の構成は、外ケース１０１の外形形状を除いて実施の形態１と同様の構成である。

次に、実施の形態２に係る携帯電話機１００について動作を説明する。アンテナ１０２で受信された信号は、信号処理部１１１に入力される。ここでは、送信者の話し声である受話音を示す受話信号がアンテナ１０２で受信されるものとする。信号処理部１１１は、アンテナ１０２から入力された信号に所定の信号処理を行う。例えば、入力された信号から受話信号を抽出する処理を行う。信号処理が行われた信号は、信号増幅部１１２で増幅されて電気音響変換器１１０に印可される。電気音響変換器１１０に電気信号が印可されることによって振動パネル１０５から音が放射される点については実施の形態１と同様である。以上によって、振動パネル１０５は、受話音再生用のスピーカであるレシーバとして動作する。振動パネル１０５は、第２の空間１０９内の音圧によってほぼ一様に振動するので、振動パネル１０５のどの位置に耳を当てても受話音を聴くことが可能な、聴取範囲の広いレシーバが実現できる。

次に、実施の形態２における第１の空間１０８の効果を図５を用いて説明する。図５は、実施の形態２に係る音響再生装置のレシーバ特性を測定する測定装置を示す図である。図５において、測定装置は、測定用カバー１２０、音響カプラ１２２、および測定用マイクロホン１２３を備えている。測定用カバー１２０は、振動パネル１０５との間に密閉空間１２１を形成するように振動パネル１０５に取り付けられる。音響カプラ１２２は、国際規格ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｉｉｏｎ）に準じる耳の音響特性を備えるものである。図５に示す測定装置においては、振動パネル１０５から放射された音は、密閉空間１２１を介して音響カプラ１２２に導かれ、測定用マイクロホン１２３で音圧周波数特性が測定される。

図６は、図５に示す測定装置によって音響再生装置の音圧周波数特性を測定した結果を示す図である。図６において、縦軸は音響再生装置から放射された音の音圧であり、横軸は当該音の周波数である。なお、ここでは、電気音響変換器１１０は口径１０ｍｍの動電型スピーカであり、基板１０４は材厚０．６５ｍｍの透明アクリル材料であり、振動パネル１０５は長さ６０×幅４０ｍｍ、厚み０．１９０ｍｍの透明ＰＥＴ材料である。また、第１の空間１０８の空隙幅は０．５ｍｍ、第２の空間１０９の空隙幅は０．２ｍｍ、振動パネル１０５前面の密閉空間１２１の空隙幅が０．２ｍｍである。

図６に示すＩは、基板１０４の背面に第１の空間１０８が存在する場合における音圧周波数特性を示す。また、図６に示すIIは、基板１０４の背面に第１の空間１０８が存在しない場合における音圧周波数特性を示す。第１の空間１０８が存在しない場合、基板１０４は、電気音響変換器１１０から第２の空間１０９に放射された音圧によって振動する。これによって振動パネル１０５を振動させるための音響エネルギーが消費されるので、振動パネル１０５から放射される音圧は低下する。これに対して、第１の空間１０８が存在する場合、第１の空間１０８の空気による音響スティフネスが大きく、基板１０４の振動は抑制される。つまり、この場合、基板１０４は０．６５ｍｍという薄い材厚であるにもかかわらず、あたかも剛体のように作用する。その結果、音圧レベルは、１ｋＨｚ以下の周波数帯域において、第１の空間１０８が存在しない場合に比べて３〜１０ｄＢほど高くなる。このように、第１の空間１０８を設けることによって、基板１０４による音響エネルギーの損失を大幅に改善することができることがわかる。

以上のように、実施の形態２に係る携帯電話機１００によっても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態２では、電気音響変換器１１０に印加される信号を受話信号として説明した。ここで、着信を知らせる着信信号、音楽信号、音声信号、またはゲームの効果音を示す信号をアンテナ１０２で受信し、これらの信号を電気音響変換器１１０に印加してもよい。このとき、振動パネル１０５は、着信音、音楽、音声、またはゲームの効果音を再生する拡声用のスピーカとして機能する。また、実施の形態２に係る携帯電話機１００がテレビ電話の機能を有する場合、会話の相手の顔が表示画面に表示されるとともに、話し声が振動パネル１０５で再生される。なお、外ケースにドライバーを直接取り付けた構成である従来の音響再生装置では、十分な音圧で音を再生するためには外ケースの大部分を振動面として用いる必要があった。そのため、表示装置を取り付けるスペースが制限され、大きな表示画面を使用することはできなかった（図１２参照。）。これに対して、実施の形態２では、振動パネル１０５を音響的に駆動する方式であるので、従来の携帯電話機では実現できなかった大型の表示画面を搭載した携帯電話機を実現することができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る音響再生装置について図を用いて説明する。実施の形態３に係る音響再生装置は、実施の形態１と同様、携帯端末装置として実現される。なお、実施の形態３に係る音響再生装置は、電気音響変換器を２つ備えた構成である。

図７は、実施の形態３に係る音響再生装置を示す図である。なお、図７（ａ）は音響再生装置の平面図であり、図７（ｂ）は音響再生装置のＣ−Ｄ断面の断面図である。図７において、音響再生装置は、外ケース１３０、表示装置１３１、基板１３２、振動パネル１３４、スペーサ１４０、第１の電気音響変換器１３６、および第２の電気音響変換器１３８を備えている。実施の形態３においては、基板１３２および外ケース１３０には、第１の音孔１３７および第２の音孔１３９が設けられる。第１および第２の電気音響変換器１３６および１３８は、基板１３２に対して第２の空間１３５と反対側に配置される。第１の電気音響変換器１３６は、第１の音孔１３７をふさぐように外ケース１３０に接続される。第２の電気音響変換器１３８は、第２の音孔１３９をふさぐように外ケース１３０に接続される。なお、第１および第２の電気音響変換器１３６および１３８と、第１および第２の音孔１３７および１３９との構成以外については、実施の形態１と同様の構成である。また、第１および第２の電気音響変換器１３６および１３８の少なくとも一方に電気信号が印可されることによって振動パネル１３４が振動する動作原理は、実施の形態１と同様である。

また、実施の形態３に係る携帯端末装置は、実施の形態２に示すような携帯電話機として利用することができる。図８は、実施の形態３に係る携帯端末装置を携帯電話機として利用する場合のブロック図である。図８において、携帯電話機は、音響再生装置１５０、アンテナ１５１、信号処理部１５２、第１の信号増幅部１５３、および第２の信号増幅部１５４を備えている。音響再生装置１５０は、図７に示す音響再生装置である。信号処理部１５２は、アンテナ１５１と第１および第２の信号増幅部１５３および１５４とに接続されている。第１の信号増幅部１５３は、第１の電気音響変換器１３６に接続されている。第２の信号増幅部１５４は、第２の電気音響変換器１３８に接続されている。

次に、図８に示す携帯電話機の動作を説明する。アンテナ１５１は、携帯電話の基地局から送られてきた信号を受信する。この信号には、着信信号、受話音を示す受話信号、音楽等の音響信号、または動画や文字情報等の画像信号が含まれている。アンテナ１５１によって受信された信号は、信号処理部１５２において信号処理が行われ、第１および第２の信号増幅部１５３および１５４のいずれかに入力される。ここでは、信号処理部１５２は、アンテナ１５１によって受信された信号に受話信号が含まれる場合、信号処理を行った受話信号を第１の信号増幅部１５３へ出力する。これによって、受話信号は、第１の信号増幅部１５３によって増幅され、第１の電気音響変換器１３６に印可される。このとき、振動パネル１３４はレシーバとして動作する。一方、信号処理部１５２は、アンテナ１５１によって受信された信号に受話信号以外の信号が含まれる場合、信号処理を行った信号を第２の信号増幅部１５４へ出力する。ここで、受話信号以外の信号とは、例えば、上記音響信号や、着信があったことを示す着呼信号や、インターネットからダウンロードした音楽信号等である。これらの信号は、第２の信号増幅部１５４によって増幅され、第２の電気音響変換器１３８に印可される。このとき、振動パネル１３４は、拡声用スピーカとして動作する。

なお、一般的に、レシーバとして動作させる電気音響変換器については、振動系の最低共振周波数は、耳からの音の漏れを考慮して、２５０Ｈｚ〜５５０Ｈｚ付近に設定される。レシーバは耳を近づけて聴取することを前提とすることから、レシーバとして動作させる電気音響変換器への入力信号は、４０ｍＷ以下と小さい。従って、電気音響変換器の最低共振周波数が低くても、振動系の大きな振幅によって異常音や破壊が発生することはない。一方、レシーバに比べて大きな音を再生する拡声用のスピーカには、２００ｍＷ以上の大きな値の信号が印加される。従って、拡声用のスピーカとして動作する電気音響変換器の最低共振周波数をあまり低くすることは困難であり、拡声用のスピーカとして動作する電気音響変換器は、大きな音圧レベルを再生することが可能な構造および形状を必要とする。以上より、レシーバおよび拡声用のスピーカという用途の異なる音響再生を１つの電気音響変換器で兼用することは困難である。ここで、実施の形態３においては、レシーバとして動作させる電気音響変換器と、拡声用のスピーカとして動作させる電気音響変換器とをそれぞれ備える構成を採用している。従って、実施の形態３の構成は、レシーバおよび拡声用のスピーカという両方の動作を１つの電気音響変換器に行わせる実施の形態２の構成と比べてより実用的な構成である。

なお、ユーザは通常、レシーバによって再生される受話音については、耳を振動パネルに近づけて音を聴く。一方、拡声用スピーカによって再生されるメロディー音等は、受話音に比べて大きな音で再生される。従って、ユーザが受話音を聴くために携帯端末装置を耳に近づけた時、大きなメロディー音が再生され、再生されたメロディー音がユーザの聴覚に障害を与える可能性がある。ここで、実施の形態３では、２つの電気音響変換器が用途に応じて離れた位置に配置されているので、電気音響変換器からの直接的な影響が少なく、１つの電気音響変換器を用いる実施の形態２よりも安全性が高い。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る音響再生装置について図９を用いて説明する。実施の形態４に係る音響再生装置は、実施の形態１と同様、携帯端末装置として実現される。なお、実施の形態４に係る音響再生装置は、振動パネルおよび基板がタッチパネルによって構成される。

図９は、実施の形態４に係る音響再生装置を示す図である。なお、図９（ａ）は音響再生装置の一部を切り欠いた平面図であり、図９（ｂ）は音響再生装置のＥ−Ｆ断面の断面図である。

図９において、音響再生装置は、外ケース１５９、表示装置１６０、基板１６１、第１の透明電極１６２、振動パネル１６４、第２の透明電極１６５、スペーサ１６６、抵抗値検出用電極１６８〜１７１、および電気音響変換器１７３を備えている。

実施の形態４に係る音響再生装置が実施の形態１に係る音響再生装置と異なる点は、第１および第２の透明電極１６２および１６５と、抵抗値検出用電極１６８〜１７１とをさらに備える点である。第１の透明電極１６２は、第２の空間１６７に面するように基板１６１に接続される。第２の透明電極１６５は、第２の空間１６７に面するように振動パネル１６４に接続される。抵抗値検出用電極１６８および１６９は、スペーサ１６６の短辺側に設けられる。また、抵抗値検出用電極１６８および１６９は、スペーサ１６６と第２の透明電極１６５との間に設けられる。従って、抵抗値検出用電極１６８および１６９は、第２の透明電極１６５と接触している。一方、抵抗値検出用電極１７０および１７１は、スペーサ１６６の長辺側に設けられる。抵抗値検出用電極１７０および１７１は、スペーサ１６６と第１の透明電極１６２との間に設けられる。従って、抵抗値検出用電極１７０および１７１は、第１の透明電極１６２と接触している。

また、実施の形態４に係る音響再生装置は、基板１６１、第１の透明電極１６２、および外ケース１５９に設けられた音孔１７２が長方形である点で、実施の形態１に係る音響再生装置と異なっている。以上の点を除いては、実施の形態４に係る音響再生装置の構成は、実施の形態１に係る音響再生装置の構成と同様である。

また、音響再生装置の振動パネル１６４が振動することによって音を再生する動作は、実施の形態１と同様である。ここで、実施の形態４に係る音響再生装置においては、第１および第２の透明電極１６２および１６５と、抵抗値検出用電極１６８〜１７１とによってタッチパネルが構成される。すなわち、振動パネル１６４がペンやユーザの指によって加圧されると、第１の透明電極１６２と第２の透明電極１６５とが接触する。接触した位置を示す座標は、抵抗値検出用電極１６８および１６９と抵抗値検出用電極１７０および１７１とによって抵抗値の変化として検出される。検出された座標に基づいて音響再生装置の動作が制御される。なお、図９には示していないが、表示装置１６０の表示画面には操作メニューやアイコン等が表示される。

以上のように、実施の形態４では、入力装置であるタッチパネルと音を再生するための振動パネルとを兼用することができ、表示画面の画像を遮ることなく、タッチパネルから音が再生される音響再生装置を実現することができる。なお、タッチパネルの検出方式は、電気抵抗の変化を用いる方式に限らず、光や静電容量等を用いる方式であってもよい。

なお、図９に示す音響再生装置には、タッチパネルによって検出された信号を処理するための回路や、当該信号によって音響再生装置を制御する回路等が搭載されるが、音の再生には直接的に関連しないので、詳細な記載や説明は省略する。

以上のように本発明によれば、再生音の音質を低下させることなく、表示装置から音が再生されている感覚をユーザに与えることができる。また、第１の空間をほぼ密閉にすることによって、再生音圧の低下を防止することができるとともに、音響再生装置を薄型にすることができる。

また、本発明に係る音響再生装置を携帯電話機に応用して、携帯電話機の表示画面上に振動パネルを配置した構成とするならば、振動パネルを受話音再生用のレシーバとして動作させることが可能となる。このとき、受話音は振動パネル前面から再生されるので、振動パネル面の広い範囲で聴取が可能となり、特に高齢者には受話音の聴き取りが容易な携帯電話機を実現できる。また、音響再生装置に印加する入力信号のレベルを大きくすることによって、振動パネルを拡声スピーカとして動作させることも可能である。これによって、テレビ電話のように画像を見ながらの会話が可能となる。また、画像と音の放射面が同一面であるので、画像から音が出ているような感覚をユーザに与えることができ、音と映像との同時再生に最適な音響再生装置を実現することができる。

さらに、タッチパネルの表面フイルムを振動パネルと兼用することで、入力装置と音響再生装置とが一体となった携帯端末装置を実現することができる。

なお、以上の実施の形態１〜４では、電気音響変換器２６の一例として動電型スピーカの構造を示したが、電気音響変換器２６はどのような方式であってもよい。電気音響変換器２６は、振動板から音を放射する機能を有するものであればよく、その変換器方式は電磁型、圧電形、および静電形等どのような方式であってもよい。

なお、本発明において、「第１の空間を密閉する」とは、第１の空間を必ずしも完全な密閉空間とすることを意味しない。第１の空間２８は、ほぼ密閉空間であればよい。以下、このことを図１０を用いて説明する。

図１０は、本発明に係る音響再生装置の音圧周波数特性を示す図である。図１０は、実施の形態２に係る音響再生装置の振動パネルから放射される音を、図５において示した音響カプラによって測定した結果である。なお、図１０においては、基板および振動パネルの大きさはそれぞれ、４０×６０ｍｍであり、その材厚はそれぞれ、０．２ｍｍである。また、図１０に示す実線は、第１の空間に細孔を設けない場合の音圧周波数特性である。図１０に示す点線は、第１の空間に直径１ｍｍの細孔を設けた場合の音圧周波数特性である。図１０に示す一点鎖線は、第１の空間に直径２ｍｍの細孔を設けた場合の音圧周波数特性である。

図１０から明らかなように、第１の空間に細孔を設けた場合、４００Ｈｚ以下の帯域で、細孔を設けない場合と比べて音圧が低くなっていることがわかる。これは、第１の空間の音響スティフネスが細孔によって減少し、基板１０４の振動を抑制する力が減少したことが理由である。ここで、細孔の直径が１ｍｍの場合には、３００Ｈｚ以下の低音域で音圧レベルが低下しているものの、３００Ｈｚ以上の帯域では音圧レベルの低下が見られない。音響再生装置を携帯電話機として実現する場合を考えると、受話音の再生に必要な帯域は、３００Ｈｚよりも高い周波数帯域である。従って、図１０の例においては、携帯電話機のレシーバとして動作させる場合には、第１の空間に直径が１ｍｍ程度の細孔があっても問題はない。以上のように、第１の空間は、完全密閉されていることが望ましいが、第１の空間がある程度開放されていても十分な効果を得ることができる。なお、図５においては音響カプラが音響負荷となり、振動パネル１０５の振動を抑制している。従って、図５においては基板１０４は音響カプラがない場合と比べて振動しやすいと考えられる。つまり、携帯電話機を通常使用する場合には音響カプラはないので、図１０の場合よりも実際には細孔の影響は小さいと考えられる。以上を考慮すると、実際には細孔の大きさが直径１ｍｍ以上であっても問題はない場合があると考えられる。

また、上記実施の形態１〜４においては、音響再生装置が携帯型の電子機器である携帯端末装置として実現される場合について説明したが、本発明に係る音響再生装置を、ゲーム機や、パソコンや、テレビ等の据え置き型の電子機器に適用することも可能である。

また、実施の形態１、２、および４においては、電気音響変換器および音孔は１つであったが、実施の形態３で説明したように、電気音響変換器および音孔は複数であってもよい。また、電気音響変換器および音孔が複数である場合、全ての電気音響変換器に同一の信号を印可することによって、大きな音量で音を再生することができる。また、２つの電気音響変換器にステレオ信号を印可するようにしてもよい。

また、他の実施の形態においては、表示装置に代えて、画像が描かれたポスターや写真等を用いてもよい。例えば、音響再生装置を写真立てに応用すれば、写真から音が再生されているような感覚をユーザに与えることができる。

本発明の音響再生装置は、携帯電話機やＰＤＡといった携帯端末装置として利用可能である他、据え置き型のパソコンやテレビに利用することも可能である。

実施の形態１に係る音響再生装置の構成を示す図 図１に示す電気音響変換器の断面図 実施の形態２に係る携帯電話機を部分的に切り欠きを設けて示した平面図 実施の形態２に係る携帯電話機のブロック図 実施の形態２に係る音響再生装置のレシーバ特性を測定する測定装置を示す図 図５に示す測定装置によって音響再生装置の音圧周波数特性を測定した結果を示す図 実施の形態３に係る音響再生装置を示す図 実施の形態３に係る携帯端末装置を携帯電話機として利用する場合のブロック図 実施の形態４に係る音響再生装置を示す図 本発明に係る音響再生装置の音圧周波数特性を示す図 従来の音響再生装置を備えたテレビセットの外観斜視図 従来の音響再生装置を備えた携帯電話機の外観図

符号の説明

２０，１０１，１３０，１５９ 外ケース
２１，１０３，１３１，１６０ 表示装置
２２，１０４，１３２，１６１ 基板
２３，１０５，１３４，１６４ 振動パネル
２４，１０６，１４０，１６６ スペーサ
２６，１１０，１３６，１３８，１７３ 電気音響変換器

Claims (6)

1. 表示面に画像を表示する表示手段と、
   前記表示手段の表示面との間に第１の空間を形成し、可視透過する材質よりなる基板と、
   前記基板に対して前記表示手段と反対側に配置され、前記基板との間に第２の空間を形成し、可視透過する材質よりなる振動パネルと、
   前記第２の空間へ音を放射する少なくとも１つの電気音響変換器とを備えた音響再生装置。
2. 前記基板には、音孔が設けられており、
   前記電気音響変換器は、前記音孔を介して前記第２の空間へ音を放射する、請求項１に記載の音響再生装置。
3. 前記振動パネルによって覆われる開口部を有するケースをさらに備え、
   前記ケースは、前記基板と前記表示手段と前記電気音響変換器とをその内部に含む、請求項１に記載の音響再生装置。
4. 前記振動パネルは、タッチパネルによって構成される、請求項３に記載の音響再生装置。
5. 信号を受信するアンテナと、
   前記アンテナによって受信された信号に所定の信号処理を行い、当該信号処理が行われた信号を前記電気音響変換器に入力する信号処理手段とをさらに備える請求項３に記載の音響再生装置。
6. 前記音響再生装置は、２つの前記電気音響変換器を備え、
   前記信号処理手段は、前記アンテナによって受信された信号に受話音を示す信号が含まれている場合には一方の電気音響変換器に信号を入力し、前記アンテナによって受信された信号に当該受話音を示す信号以外の信号が含まれている場合には他方の電気音響変換器に信号を入力する、請求項５に記載の音響再生装置。

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