JP3858412B2

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Publication number: JP3858412B2
Application number: JP01181198A
Authority: JP
Inventors: 彰良木村; 徹佐々木; 崇行水内; 宏平浅田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: JPH11215578A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＲＴ、プラズマディスプレィ或いは液晶ディスプレィ等の各種画像表示装置（以下、ＶＤＴ：ビジュアル・ディスプレィ・ターミナルと称する。）に装着されるフィルタ装置に関し、更に詳しくは、振動体として作用するフィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＤＴには、表示面から放射される有害な電磁波や紫外線をカットしてその影響を低減するとともに、表示画像のちらつきや外光の反射防止等を目的として、表示部の前面にフィルタ装置が装着される。フィルタ装置は、例えば強化ガラスやアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等によって形成される透明基板に、電磁波の電界を低減する透明な導電材を封入する等の特殊加工を施すことによって構成される。また、フィルタ装置は、合成樹脂製の透明シートや透明フィルムに反射防止膜（偏光膜）を積層形成して構成される。
【０００３】
一方、ＶＤＴには、コンピュータ装置等から供給される音声情報等の再生入力信号を再生出力するために、スピーカ装置が接続される。スピーカ装置には、例えばＶＤＴ或いはコンピュータ本体に内蔵された内蔵型スピーカ装置や、独立装置として接続される外付け型スピーカ装置とが用いられる。
【０００４】
ところで、スピーカ装置としては、一般にコーン型ダイナミックスピーカやホーン型ダイナミックスピーカ等が用いられている。例えばコーン型ダイナミックスピーカは、円錐形状を呈して形成された振動板と、この振動板を駆動するドライバユニットと、振動板の外周縁部を支持するフレームと、これら各部材を収納したキャビネット等の部材によって構成される。ドライバユニットは、ボイスコイルと、ポールと、プレートと、マグネットと、ダンパー及びセンタキャップ等の部材によって構成されている。
【０００５】
振動板は、軽量で内部損失が大きい素材によって上述した円錐形を基本形状に形成され、その中心部にドライバユニットが配置される。振動板は、一般に内周部から外周部に向かって次第にその厚みが薄くされるるとともに、その外周縁部が全周に亘って矢紙を介してフレームに支持されている。フレームは、振動板とドライバとを結合するとともに、振動板の保護作用も奏する部材である。フレームには、振動板に対してその振動動作による反作用の影響を及ぼさないように、一般に切欠き窓が形成されている。矢紙は、振動板の外周縁部の押さえと、この振動板が振動動作した際にキャビネットの取付部と接触しないように作用する。
【０００６】
一方、ホーン型ダイナミックスピーカは、ボイスコイルによって駆動される振動板の振動音をホーンによって拡大して放出するようにしたものであり、ホーンを有する以外の基本的な構成については上述したコーン型ダイナミックスピーカと同等とされる。すなわち、ホーン型ダイナミックスピーカにおいても、マグネットと、その先端部に一体に組み付けられたポールと、ポールの周囲を取り囲むヨークと、ポールと対向する開口部を有してヨークに組み付けられたプレートとによってドライバユニットを構成し、このドライバユニットによって振動板が振動動作される。
【０００７】
振動板は、アルミニウム等の軽金属や合成樹脂等によって球面形状を呈して形成されている。振動板は、開口部を閉塞することによってポールと対向するようにしてその外周縁部がプレートに結合されている。振動板は、上述したコーン型ダイナミックスピーカの振動板よりも小さくかつ振動系の共振が再生帯域のほぼ中央領域でよいために機械的剛性が大きい。したがって、振動板は、ダンパーを介すること無くプレートに結合されるとともに、その周辺部をドライバユニットによって振動動作される。換言すれば、ホーン型ダイナミックスピーカにおいても、その振動板が、コーン型ダイナミックスピーカの振動板と同様に外周縁部を固定されて支持されている。
【０００８】
ところで、スピーカ装置においては、ボックス等を必要とせず薄型であり、自由な位置に設置することができるいわゆるパネル型スピーカ装置の実現について多くの試みが図られてきた。しかしながら、これらの多くの試みは、いずれも技術上の限界や音響性能の限界等によって理想的なパネル型スピーカ装置を実現するまでには至っていない。これらの試みは、その多くが上述したコーン型ダイナミックスピーカやホーン型ダイナミックスピーカを基本としたものであった。
【０００９】
薄型スピーカ装置としては、例えばパネル状の振動板を固定極に対して微小な間隔を以って対向配置してなるコンデンサ型スピーカが知られている。コンデンサ型スピーカは、一般に振動板に金属薄膜が成膜形成されるとともにこの振動板と固定極との間に数１００ボルトの直流偏倚電圧が印加されてなる。振動板は、固定極に再生信号が入力されると、この固定極との間の磁気的吸引力の変化によって振動する。また、コンデンサ型スピーカとしては、振動板を挟んで固定極を配置することによって、全帯域用に対応するようにしたプッシュプル型スピーカも提供されている。
【００１０】
コンデンサ型スピーカは、上述したように放音部に数１００ボルトの電圧を印加する必要があることから、いかなる場所にでも自由に設置することが困難であるとともに、温度や湿度条件の変化による安定性が低いといった問題点を有している。また、コンデンサ型スピーカは、入力電圧が直流偏倚電圧に規定されることによって、入力電圧に対して得られる最大無歪み出力音圧レベルが上述したダイナミックスピーカ装置に比較して小さいといった問題もある。さらに、コンデンサ型スピーカは、全帯域で安定した周波数特性を確保するためには振動板が大型化するといったように種々の問題点を有している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パーソナル用コンピュータにおいては、低価格化と操作性の簡易化或いはネットワーク網の整備・充実等を背景として普及台数のめざましい拡大が図られている。また、パーソナル用コンピュータは、例えば低価格のディスク交換型外部記憶装置等の端末・接続機器の充実等によっても種々の利用面の拡大が図られており、データ情報の処理ばかりでなく、画像情報とともに音声情報の処理も極めて重要になっている。
【００１２】
パーソナル用コンピュータ或いはＶＤＴにおいては、内部スペースやコスト等の条件から、一般に充分な音量かつ良好な音質で音声情報等の再生入力信号を再生出力することが可能な大型のスピーカ装置が内蔵されていない。換言すれば、従来のパーソナル用コンピュータ或いはＶＤＴ等に備えられる内蔵型スピーカ装置は、音声情報等の再生入力信号を単に再生出力する機能を有するにすぎないものであり、到底良好な音響特性を期待することができなかった。
【００１３】
パーソナル用コンピュータ或いはＶＤＴにおいては、上述した内蔵型スピーカ装置を補完するために、例えば大型の外付けスピーカ装置が接続される。しかしながら、かかる外付けスピーカ装置は、一般にパーソナル用コンピュータやＶＤＴ等が作業テーブル等の限られたスペースに他の端末機器とともに設置されて使用されることから、その設置スペースを確保することが困難であった。このため、パーソナル用コンピュータ或いはＶＤＴにおいては、小型かつ薄型であって大きな設置スペースを不要として音声情報等の再生入力信号を充分な音量かつ良好な音質で再生可能とする廉価なスピーカ装置が必要とされている。
【００１４】
スピーカ装置は、一般に再生入力信号が供給されるとドライバユニットによって振動板がピストンのように動作して出力再生が行われると考えられている。したがって、パネル型スピーカ装置においても、振動板を電磁駆動方式や静電駆動方式により上述した従来型のスピーカ装置の振動板と同様に動作する高精度の平面ダイヤフラムを製作する試みがなされていた。例えば静電駆動方式の振動板においては、所定のテンションを以って外周部が支持されており、ドライバユニットからの駆動力が与えられるとその駆動位置から波動が同心円状に連続して発生する。かかる振動板は、大きな単一位相の振動板として動作することによって、音の集中と制御が不可能な振動とを生じる大面積ピストン動作に起因する種々の問題を解決しなければならない。
【００１５】
一方、パネル型スピーカ装置として、曲げ波動理論に基づいてドライバユニットにより振動板を駆動するようにした新規な振動板構造を有するスピーカ装置が提案されている。この新規なパネル型スピーカ装置は、機械的剛性が比較的大きな堅いパネル構造によって振動板が構成されており、ドライバユニットから駆動力が与えられるとこの振動板の表面全体に複雑な振動モードが生成される。振動モードは、平面パネル（振動板）の動作周波数の範囲に均一に分布された最も複雑で密集した波形の構造となる。新規なパネル型スピーカ装置は、有限サイズの振動板に関する曲げ波動の物理的特性と、波動の速度対周波数特性と、駆動点インピーダンス特性との解析により特徴付けられる。
【００１６】
新規なパネル型スピーカ装置は、想定される用途に応じてパラメータが最適化された曲げ剛性の振動板が用いられ、一致周波数の下方周波数帯域までの動作が可能とされる。新規なパネル型スピーカ装置は、一般に振動板から最大密度の曲げモードを確保するために、この振動板の中心点付近がドライバユニットによって駆動される。振動板は、有限要素解析によって均一なモード密度を与える特定の縦横比が数学的なモデリングツールによって実証されている。また、新規なパネル型スピーカ装置は、フーリェ型の分析によって、振動板に対して最良のモードの均一性を実現する駆動力の供給位置が求められる。そして、振動板においては、フーリェ型分析の拡張によって高周波数帯域において多少の損失が生じるものの、より大きな面積のパネルを駆動することも可能とされる。振動板は、波動関数のゼロ周波数限界をとることにより、より一般的な静的梁の曲げ方程式に近似した曲げ剛性の式によって表現される。
【００１７】
新規なパネル型スピーカ装置は、振動板の曲げ動作を規定する要因、すなわち面密度、曲げ剛性、幾何学的寸法（外形寸法）、表面積、駆動点の位置、及びドライブユニットのパラメータ、コアのシェアモジュール、内部損失、或いは振動板の支持方法のパラメータが最適に設定されることによって製作される。一般的なスピーカ装置においては、ダイポールと称される後方の音が前方の音と逆相を呈することから、中周波数帯域から低周波数帯域の音響エネルギーの打ち消しを防ぐ大きなバッフル板やエンクロジャを必要とする。一方、新規なパネル型スピーカ装置においては、バイポーラと称される後方の音の輻射が前方の音と加算されることから、効率の改善が図られるとともにバッフル板やエンクロージャを不要としている。
【００１８】
新規なパネル型スピーカ装置は、単一素子のトランスデューサで駆動される１枚の振動板によってフルレンジの出力再生を可能とする。新規なパネル型スピーカ装置は、振動板の適切な材質の選択とトランスデューサに適合した構成とによって従来のスピーカ装置と同等のフラットな周波数特性をえることが可能となる。
【００１９】
新規なパネル型スピーカ装置は、感度と電気的負荷とが従来のスピーカ装置と同等とされることにより既存のアンプとの互換性が図られるばかりでなく動電型ドライバユニットや圧電型ドライバユニットの適用が可能とされ、非常に広い音場の放射パターン並びに双指向性の放射パターンが得られる。新規なパネル型スピーカ装置は、機械的エネルギから音響的エネルギへの変換効率がほぼ１００％であるとともに周波数に独立した無指向性放射の特性、すなわち各周波数に関してサウンドパワーの大きな均一性を保有している。新規なパネル型スピーカ装置は、距離の条件によるサウンドパワーの減衰が小さいといった特徴を有するとともに、その新規な構成によりその他種々の特徴を有している。
【００２０】
本発明は、上述したドライバユニットによって再生入力信号に基づいて振動板に曲げ動作を生じさせて駆動し出力再生を行う曲げ波動理論に基づく新規なパネル型スピーカ装置を基本構成として、画像表示装置の前面に装着されて使用者を保護するフィルタ機能を有し、音声情報等の再生入力信号を従来の外付け型スピーカ装置と同等以上の充分な音量かつ良好な音質で再生可能としたフィルタ装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述したような目的を達成するために提案される本発明は、ガラス又は透明な合成樹脂材料によって剛性を有するパネル状に形成されるとともに外周部をほぼ非拘束状態で支持され、画像表示装置の表示面から放射される電磁波の電界抑制や外光の反射抑制等のフィルタ作用を奏するフィルタ板と、上記フィルタ板の右側部と左側部に取り付けられるとともに再生入力信号に基づいて上記フィルタ板に部分的な曲げ動作を生じさせる加振動源を構成する右側ドライバユニットと左側ドライバユニットとを備えたフィルタ装置であって、画像表示装置の前面に弾性を有する装着部材によって取り付けられ、上記右側ドライバユニットと左側ドライバユニットによって駆動されて再生入力信号に基づく再生出力を放音する振動体として作用するようにしたものである。
【００２２】
以上のように構成された本発明にかかるフィルタ装置は、画像表示装置の前面に弾性を有する装着部材によって取り付けられ、上記右側ドライバユニットと左側ドライバユニットによって駆動されることにより再生入力信号に基づく再生出力を放音し、振動体として機能する。したがって、電磁波や紫外線の影響を抑制したり外光や画面のちらつきを抑制して使用者の保護と操作性の向上等を図り、且つ音声情報等の再生入力信号を充分な音量かつ良好な音質で再生可能とすることで限られたスペースで音響特性に優れた音響再生が行われる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態として図１に示したパネル型スピーカ装置１は、例えばパーソナル用コンピュータの端末機器を構成するＶＤＴ２の表示面２ａに対向してキャビネット３に装着されるフィルタ装置を兼用する。パネル型スピーカ装置１は、透明基板を基材としてなるフィルタ板４と、このフィルタ板４に取り付けられた一対のドライバユニット５ａ、５ｂ（なお、以下の説明において、複数からなる部材、部位については、最初にこのように表記するが、以降の説明では特に個別に説明する以外はドライバユニット５のように総称して表記する。）と、ドライバユニット５が取り付けられるブラケット部材６ａ、６ｂと、装着用部材７等から構成される。なお、パネル型スピーカ装置１は、各ドライバユニット５に再生入力信号を供給する駆動部や配線を備えるが、これらは図示しないがブラケット部材６に組み付けられる。
【００２４】
フィルタ板４は、例えばガラスや透明若しくは充分な光透過性を有する半透明な合成樹脂材料によって成形されたパネル状の透明基板を基材として、電磁波抑制、紫外線カット、反射防止、偏光等の機能、或いはこれらの機能を複合して構成される。ガラスには、耐衝撃性を考慮して強化ガラスが用いられる。合成樹脂材料には、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂や、ポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、スチレン系樹脂等が用いられる。
【００２５】
例えば電磁波抑制用フィルタ板は、周知のように透明基板に対して、透明若しくは充分な光透過性を保持する半透明で微細な線状金属等からなる導電膜を封装する等の特殊加工を施して構成される。電磁波抑制フィルタ板は、ＶＤＴ２の表示面２ａに対向して装着用部材７を介してキャビネット３に装着されることによって、透明基板に封装された導電膜のシールド作用により表示面２ａから放射される人体に悪影響を及ぼす電磁波の電界を低減する。
【００２６】
また、反射防止用フィルタ板は、周知のように透明基板に対して、無機化合物の単層又は多層の反射防止薄膜を真空蒸着法、イオンプレーティング法、スバッタリング法等の成膜法によって形成した偏光フィルタ板が用いられる。無機化合物としては、例えば酸化珪素、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化スズ等の各種金属酸化物や、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等の金属ハロゲン化物、或いは硫化亜鉛、硫化カドミウム等の金属硫化物、さらにセレン化金属、テルル化金属や珪素、ゲルマニウム、テルル等が使用される。反射防止用フィルタ板は、ＶＤＴ２の表示面２ａに対向して装着用部材７を介してキャビネット３に装着されることによって、照明光の反射や背景の写り込みを防止して鮮明な画像が表示されるようにする。
【００２７】
フィルタ板４は、上述したように従来のフィルタ装置に備えられるフィルタ板と同様に適宜のフィルタ機能を付与されて構成されるが、ＶＤＴ２の表示面２ａに表示される画像の見かけ上のフォーカスを悪くするといった表示特性を劣化させない程度の厚みを有することにより剛性を付与されて構成されている。また、フィルタ板４は、図１に示すようにその両側部位が、ＶＤＴ２の表示面２ａの両側に突出してドライバユニット５が配設される支持領域４ａ、４ｂを構成するに足る長さ寸法を有して構成される。
【００２８】
フィルタ板４は、詳細を後述するように、再生入力信号に基づいてドライバユニット５によって部分的な曲げ動作を生じさせられて再生出力を放音する振動板として作用する。フィルタ板４は、前面側が放音面４ｃとして構成されるとともにＶＤＴ２の表示面２ａとの対向面がドライバユニット５によって駆動力を受ける被駆動面４ｄとして構成される。フィルタ板４は、外周部４ｅが非拘束状態とされて後述するようにドライバユニット５によってその支持領域４ａ、４ｂを支持されてなる。
【００２９】
ドライバユニット５には、従来のスピーカ装置に備えられるボイスコイル型ドライバユニットや圧電素子を用いた圧電型ドライバユニットが用いられ、上述したようにフィルタ板４を振動板として駆動する。圧電型ドライバユニットは、詳細を省略するが薄厚の圧電素子によって構成されるために全体を薄型かつ小型に構成することができるために有効である。
【００３０】
図２は、ボイスコイル型ドライバユニット５を示している。ドライバユニット５は、ボイスコイル８と、再生入力信号に基づいてこのボイスコイル８を駆動する磁気回路９とから構成されている。ボイスコイル８は、ボビン１０と、このボビン１０の外周部に捲き線を施して構成したコイル部１１とからなる。磁気回路９は、センタポール１２と、このセンタポール１２を中心孔に貫通させて組み合わされたリング状のマグネット１３と、センタポール１２を中心孔に臨ませてマグネット１３に積層状態で組み合わされたリング状のプレート１４と、ダンパ１５等の部材によって構成される。ドライバユニット５は、ボイスコイル８がそのコイル部１１をセンタポール１２とプレート１４とによって構成される磁気空間部に位置されるようにしてダンパ１５によって支持されている。ダンパ１５は、ボイスコイル８のボビン１０とプレート１４との間を連結している。
【００３１】
以上のように構成されたドライバユニット５は、図２に示すように、ボビン１０の先端部にリング状の取付プレート１６が嵌合され、この取付プレート１６を介してフィルタ板４の支持領域４ａ、４ｂにそれぞれ取り付けられる。また、ドライバユニット５は、センタポール１２がそのフランジ部１２ａを止めねじ１７を介して支持ブラケット６に固定されている。支持ブラケット６は、パネル型スピーカ装置１が装着部材７を介してＶＤＴ２のキャビネット３に装着された状態においてキャビネット３の両側に位置される。
【００３２】
装着部材７は、詳細を省略するが例えば一端部をフィルタ板４に固定されるとともに他端部に取付部７ａが設けられた弾性片によって構成され、取付部７ａを介してキャビネット３に取り付けられる。したがって、パネル型スピーカ装置１は、図１に示すようにフィルタ板４を表示面２ａに対向させてＶＤＴ２に装着されるが、装着部材７によってフィルタ板４が拘束されることは無い。
【００３３】
以上のように構成されたパネル型スピーカ装置１は、図示しない再生入力信号の入力回路部から再生入力信号（音声電流）がドライバユニット５に供給されると、フィルタ板４が駆動されてその放音面４ｃから再生出力の放音が行われる。ドライバユニット５は、磁気回路９の磁気空間部中に位置されたボイスコイル８に音声電流が供給されると、このボイスコイル８がフィルタ板４に対して直交する方向に振動する。パネル型スピーカ装置１は、ボイスコイル８のボビン１０に嵌合した取付プレート１６との接合部位を駆動点としてフィルタ板４に部分的な曲げ動作が生じて再生出力の放音が行われる。
【００３４】
図３は、上述したパネル型スピーカ装置１について、ドライバユニット５により駆動されるフィルタ板４の動作状態を示した図である。同図（Ａ）は、入力周波数が６２Ｈｚの再生入力信号を供給した場合のフィルタ板４の動作状態を示した図である。また、同図（Ｂ）は、入力周波数が１５０Ｈｚの再生入力信号を供給した場合のフィルタ板４の動作状態を示した図である。さらに、同図（Ｃ）は、入力周波数が５０１Ｈｚの再生入力信号を供給した場合のフィルタ板４の動作状態を示した図である。フィルタ板４は、これらの図から明らかなように、ドライバユニット５から再生入力信号が印加されることにより曲げ動作が生じて複雑な振動モードが生成される。また、フィルタ板４は、再生入力信号の周波数が高くなるにしたがってより大きなピークを有する曲げ動作が生じる。
【００３５】
パネル型スピーカ装置１は、上述したように共鳴箱や音響管等を不要として振動板を構成するフィルタ板４を直接駆動することにより新規なスピーカシステムを構成する。また、パネル型スピーカ装置１は、振動板を構成するフィルタ板４の外周部４ｅを支持するための矢紙やフレーム等の支持部材を不要とすることから、部品点数も少なく組立工程が合理化されてコストの低減が図られて製造される。パネル型スピーカ装置１は、フィルタ板４が大きな振動面積を有することから、従来の内蔵スピーカ装置と比較して、より大きな音量かつ良好な再生出力を可能とする。パネル型スピーカ装置１は、フィルタ装置を兼用することから、従来の外付けスピーカ装置にように大きな設置場所を占有することは無い。
【００３６】
ところで、パネル型スピーカ装置１においては、上述したようにドライバユニット５がリング状の取付プレート１６を介してフィルタ板４の被駆動面４ｄに接合固定されてなり、この取付プレート１６の接合部においてフィルタ板４に対する駆動部を構成している。したがって、パネル型スピーカ装置１は、高周波数帯域の入力周波数が印加された場合において、取付プレート１６の外側に大きな振動が伝達され難いといった特徴を有している。パネル型スピーカ装置１においては、高周波数帯域の入力周波数に関して放射される音圧のエネルギーの多くがフィルタ板４の全体からではなく、その接合部から放出される。
【００３７】
パネル型スピーカ装置１は、高周波数帯域における有効帯域を伸ばすために、フィルタ板４に対してドライバユニット５をそのボビン１０や取付プレート１６を楕円形のリング状或いは矩形の接合部を介して取り付けるように構成してもよい。パネル型スピーカ装置１は、かかるフィルタ板４とドライバユニット５との接合構造によって高周波数帯域の特性が変化される。パネル型スピーカ装置１は、これによって高周波数帯域で共振状態となる周波数帯域や振幅の調整が可能とされ、低周波数帯域及び中周波数帯域の特性とつなぎ合わせることで高周波数帯域における周波数応答特性をより広くとることが可能とされる。
【００３８】
パネル型スピーカ装置１は、高周波数帯域における周波数応答特性の改善を図るために、例えばドライバユニット５が接合固定されるフィルタ板４の支持領域４ａ、４ｂの全部或いは一部を材質を異にする取付板によって構成してもよい。取付板は、例えばフィルタ板４を成形する際に、インサート成形法によって一体化されてなり、特定の入力周波数に対する応答特性を改善する材質のものが選定される。したがって、パネル型スピーカ装置１は、フィルタ板４と取付板とで振動特性を異にするために、機械的にいわゆる２ウェイスピーカ装置と同等の機能を有する。
【００３９】
ところで、パネル型スピーカ装置１においては、２個のドライバユニット５を備えることから、これらドライバユニット５によりフィルタ板４にそれぞれ独立の曲げ動作が生じる。したがって、パネル型スピーカ装置１は、各ドライバユニット５について意図的に節位置をフィルタ板４に対する加振動位置としない限り、各ドライバユニット５が各周波数帯で節位置を駆動することは無い。パネル型スピーカ装置１においては、各ドライバユニット５が各周波数帯において相互に節位置でのフィルタ板４の駆動を補完することによって、その周波数応答特性に鋭いピークやディップの発生が抑制されるようになる。パネル型スピーカ装置１は、中周波数帯域及び高周波数帯域においてピークやディップの減少が図られ、フィルタ板４の大きさとその材料特性に応じた固有の再生出力が薄められていわゆるくせの無い音質の再生出力がなされる。
【００４０】
パネル型スピーカ装置１は、フィルタ板４にＶＤＴ２の表示面２ａに対して支障の無い領域に位置して振動を吸収しやすい材質によって形成された質量成分材を設けて構成してもよい。質量成分材としては、例えばテープ状とされた鉛材からなり、フィルタ板４に対してその放音面４ｃの外周部４ｅに全周に亘って貼着されてなる。パネル型スピーカ装置１は、上述したようにフィルタ板４がその外周部４ｅを非拘束状態とされることにより低周波数帯域でも外周部４ｅで振動が生じ易くなるようにして低周波数帯域での安定した再生出力を得ることができるように構成されている。パネル型スピーカ装置１は、この外周部４ｅに質量成分材を設けて低周波数帯域での振動モードの発生周波数を下げることで、再生有効周波数帯域の拡張が図られている。なお、質量成分材については、上述したテープ状の鉛材に限定されるものでは無く、その他の振動損失の大きな材料或いは防振降下の大きな材料等によって形成してもよいことは勿論である。
【００４１】
ところで、上述したパネル型スピーカ装置１においては、フィルタ板４に対してその両側の支持領域４ａ、４ｂにそれぞれ１個のドライバユニット５ａ、５ｂが配置されて構成したが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、多数個のドライバユニットを用いて構成してもよいことは勿論である。この場合、パネル型スピーカ装置１は、フィルタ板４がドライバユニット５を配置する支持領域４ａ、４ｂに対して周辺の振動領域の面積を大きく構成される。したがって、パネル型スピーカ装置１は、低周波数帯域での感度の向上が図られるとともに、フィルタ板４が振動領域において支持領域４ａ、４ｂと逆相で動作することによって、より低い動作周波数が確保される。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態として図４に示したパネル型スピーカ装置２０は、フィルタ板４を駆動するために支持領域４ａ、４ｂにそれぞれ３個のドライバユニット２１ａ乃至２１ｃを備えてなる。なお、各ドライバユニット２１は、上述したパネル型スピーカ装置１のドライバユニット５と同一のものが用いられることからその説明を省略する。パネル型スピーカ装置２０は、各ドライバユニット２１に対して再生入力信号を供給する入力部２２の構成に特徴を有している。すなわち、パネル型スピーカ装置２０は、各ドライバユニット２１に対して入力部２２を介してそれぞれ独立に再生入力信号の供給或いは位相の切換等を行って駆動するように構成されている。
【００４３】
入力部２２は、再生装置２３から供給される再生入力信号を増幅するアンプ２４と、このアンプ２４と各ドライバユニット２１との間に互いに独立してそれぞれ接続された切換スイッチ２５ａ乃至２５ｃとボリューム２６ａ乃至２６ｃとからなる直列回路とから構成される。各切換スイッチ２５は、例えば各ドライバユニット５に対する再生入力信号の入力のオン／オフの切換操作とともに、入力オン状態で再生入力信号の位相の切換操作とを行う。各ボリューム２６は、各ドライバユニット５に対してそれぞれ入力される再生入力信号のレベル調整を行ってこれら各ドライバユニット５の感度を個々に調整するようにする。
【００４４】
以上のように構成されたパネル型スピーカ装置２０には、音源のコンピュータ本体２３を介して入力部２２から必要とされる位相成分を有する再生入力信号が供給される。パネル型スピーカ装置２０は、各ドライバユニット２１がそれぞれ独立に動作されてフィルタ板４を駆動して再生出力を放音する。したがって、パネル型スピーカ装置２０は、特別な回路素子や切換装置等を不要とするとともに使用者による極めて簡単な操作によって、音場や音質等を適宜変えた再生出力を得ることを可能とする。
【００４５】
本発明の第３の実施の形態として図５に示したパネル型スピーカ装置３０は、上述したパネル型スピーカ装置２０と同様にフィルタ板４を駆動する３個のドライバユニット３１ａ乃至３１ｃを備えており、これら各ドライバユニット３１に対して再生入力信号を供給する入力部３２の構成に特徴を有している。すなわち、パネル型スピーカ装置システム３０は、入力部３２において再生入力信号を３つの周波数帯域に分割するとともに位相調整を行ってこれを合成した後、各ドライバユニット３１に供給することによってフィルタ板４を駆動するように構成されてなる。
【００４６】
入力部３２は、コンピュータ本体３３から再生入力信号が供給されるバンドパスフィルタ３４ａ乃至３４ｃと、これらバンドパスフィルタ３４にそれぞれ接続された切換スイッチユニット３５乃至３７と、これら切換スイッチユニット３５乃至３７を介してそれぞれ再生入力信号が供給されるミキサ３８ａ乃至３８ｃと、各ミキサ３８と各ドライバユニット３１との間にそれぞれ介挿されたアンプ３９ａ乃至３９ｃ等によって構成されている。バンドパスフィルタ３４は、コンピュータ本体３３から供給される再生入力信号をそれぞれ所定の周波数帯域に分割する。
【００４７】
各切換スイッチユニット３５乃至３７は、それぞれミキサ３８に接続された各３個の切換スイッチ３５ａ乃至３５ｃ、３６ａ乃至３６ｃ、３７ａ乃至３７ｃによって構成されている。これら切換スイッチ３５ａ乃至３５ｃ、３６ａ乃至３６ｃ、３７ａ乃至３７ｃは、例えば各ミキサ３８に対するそれぞれ再生入力信号の入力のオン／オフの切換操作とともに、入力オン状態で再生入力信号の位相の切換操作とを行う。各ミキサ３８は、各切換スイッチユニット３５乃至３７からそれぞれ供給される所定の周波数帯域の再生入力信号を合成して各アンプ３９へと入力する。各アンプ３９は、合成再生入力信号を増幅してドライバユニット３１に供給する。
【００４８】
パネル型スピーカ装置３０は、以上のように構成されることにより、コンピュータ３３から供給される再生入力信号が、入力部３２において３つの周波数帯域に分割されるとともに必要とされる位相成分に調整されて入力される。パネル型スピーカ装置３０は、各ドライバユニット３１がそれぞれ独立に動作されてフィルタ板４を駆動して再生音を放出する。パネル型スピーカ装置３０は、例えば低周波数帯域では各ドライバユニット３１に全て同相成分の再生入力信号が供給されるとともに中周波数帯域及び高周波数帯域では逆相成分の再生入力信号が供給されるように構成する。具体的には、パネル型スピーカ装置３０は、中周波数帯域及び高周波数帯域において、例えば上下のドライバユニット３１ａ、３１ｃに正相成分の再生入力信号が入力されるとともに、中央部のドライバユニット３１ｂに逆相成分の再生入力信号が入力される。
【００４９】
パネル型スピーカ装置３０は、低周波数帯域で同相成分の再生入力信号が各ドライバユニット３１に供給されることにより、フィルタ板４により大きな曲げ動作が生じる。したがって、パネル型スピーカ装置３０においては、上述したようにフィルタ板４の外周部４ｅに質量成分材を貼着した場合と同様に低周波数帯域でのピークが生成されて応答特性の向上、すなわち感度の向上が図られるようになる。また、パネル型スピーカ装置３０は、中周波数帯域及び高周波数帯域で逆相成分の再生入力信号を各ドライバユニット３１に供給することによって、互いに相殺される周波数帯域が生じて全体の感度が低下することから全体的に感度が平坦化が図られた再生出力が出力されるようになる。
【００５０】
なお、パネル型スピーカ装置３０は、上述したように中央部のドライバユニット３１ｂに逆相成分の再生入力信号を入力することでフィルタ板４に大きな曲げ動作が生じ、このフィルタ板４の材質特有の再生音が出力されるようになる。したがって、パネル型スピーカ装置３０は、特定の周波数帯域において入力部３２の切換スイッチユニット３５乃至３７の切換操作によってドライバユニット３１ｂに逆相入力を行い、独特な再生音を生成することが可能となる。
【００５１】
本発明の第４の実施の形態として図６に示したパネル型スピーカ装置４０は、例えば上述したディップ部分や過度のピークの発生を抑制して周波数応答特性の平坦化を図るために３個のデジタルフィルタ４４ａ乃至４４ｃを備えて構成されてなる。すなわち、パネル型スピーカ装置４０は、上述したパネル型スピーカ装置３０と同様にフィルタ板４を駆動する３個のドライバユニット４１ａ乃至４１ｃと、これら各ドライバユニット４１に対して再生入力信号を供給する入力部４２とから構成されている。入力部４２は、コンピュータ本体４３から供給される再生入力信号に対して適当な信号処理を施す３個のフィルタ４４ａ乃至４４ｃと、これら各フィルタ４４を通過した再生入力信号を増幅して各ドライバユニット４１をそれぞれ駆動するアンプ４５ａ乃至４５ｃとから構成される。
【００５２】
パネル型スピーカ装置４０においては、コンピュータ本体４３から供給される再生入力信号が、例えばインパルス応答の逆フィルタ作用を奏する各フィルタ４４によって上述したディップ部分や過度のピークを発生させる特定の周波数帯域を分離する等の信号処理を施されてアンプ４５を介して各ドライバユニット４１に供給される。パネル型スピーカ装置４０は、これによって再生周波数特性の平坦化が図られた再生出力が放音されるようになる。なお、パネル型スピーカ装置４０は、各フィルタ４４を適宜選択することによって、特定の周波数帯域のみを強調させた再生出力を放音することも可能となる。また、各フィルタ４４には、適宜のデジタルフィルタ或いはアナログフィルタが用いられ、再生入力信号に対して特定の周波数帯域の分離処理ばかりでなく振幅や位相等の適宜の信号処理を行うものが用いられる。
【００５３】
なお、パネル型スピーカ装置４０においては、信号処理を施して各ドライバユニット４１に再生入力信号を供給してこれらを駆動する各フィルタ４４について、それぞれのフィルタ係数に適当な遅れ成分を付与して構成するようにしてもよい。パネル型スピーカ装置４０は、かかる構成によってフィルタ板４から放音される再生出力の音波波面が制御されてその主軸を正面から適宜ずらすことが可能となることから、拡声化が図られる。
【００５４】
また、パネル型スピーカ装置４０においては、所定の信号処理を施して各ドライバユニット４１に再生入力信号を供給してこれらを駆動する各フィルタ４４について、それぞれのフィルタ係数に適宜の振幅成分を付与して構成してもよい。パネル型スピーカ装置４０は、かかる構成を採用することによって、スピーカアレィと同様に指向性を付与することが可能となる。したがって、パネル型スピーカ装置４０は、放音部が１枚のフィルタ板４によって構成されるが、複数の入力音源に対しても指向性の制御が可能なスピーカ装置を構成する。
【００５５】
本発明の第５の実施の形態として図７に示したパネル型スピーカ装置５０は、上述したパネル型スピーカ装置４０を基本として、目標とする最適な特性を得るフィルタ５５を入力部５２に備える展開例を示したものである。このパネル型スピーカ装置５０も、フィルタ板４を駆動する３個のドライバユニット５１ａ乃至５１ｃと、これら各ドライバユニット５１に対して再生入力信号を供給する入力部５２とから構成されてなる。入力部５２は、コンピュータ本体５３から再生入力信号がそれぞれ供給される第１のアンプ５４と、フィルタ５５及びこのフィルタ５５に接続された第２のアンプ５６とを備える。
【００５６】
パネル型スピーカ装置５０は、入力部５２の第１のアンプ５４を介して供給される再生入力信号によって上下に配置された第１のドライバユニット５１ａと第３のドライバユニット５１ｃとが駆動される。また、パネル型スピーカ装置５０は、入力部５２のフィルタ５５によって所定の信号処理を施された再生入力信号が第２のアンプ５６を介して供給されることによって中央部に配置された第２のドライバユニット５１ｂが駆動される。パネル型スピーカ装置５０は、このように第２のドライバユニット５１ｂに所定の信号処理を施した再生入力信号を供給することで、フィルタ板４に発生する振動モードを制御する。
【００５７】
パネル型スピーカ装置５０は、例えばフィルタ５５において再生入力信号の逆相処理を行うことによって、第２のドライバユニット５１ｂを第１のドライバユニット５１ａと第３のドライバユニット５１ｃに対して異なる位相で駆動するようにする。パネル型スピーカ装置５０は、かかる構成によって通常の材料解析では予測し得ない振動モードでフィルタ板４の駆動が可能となり、結果的に上述したディップ部分や過度のピークの発生が抑制される。
【００５８】
パネル型スピーカ装置においては、振動板に幾何学的に対称位置に配置されたドライバユニットに互いに逆相の再生入力信号を供給して駆動することにより、ある特定の周波数帯域において振動板の材質にかかわらずこれらドライバユニットの等間隔位置で振動の節を強制的に生成することが可能となる。したがって、パネル型スピーカ装置では、かかる現象を巧みに利用することにより上述した各周波数帯域の感度調整、再生周波数特性の改善或いは音場や音質の調整等が可能となる。勿論、再生入力信号の信号処理は、各ドライバユニットに対してフィルタを適宜に組合せることによって行うようにしてもよい。
【００５９】
本発明の第６の実施の形態として図８に示したパネル型スピーカ装置６０は、フィルタ板４と、その支持領域４ａ、４ｂにそれぞれ配置した各５個のドライブユニット６１ａ乃至６１ｅと、コンピュータ本体の２つの音源６３ａ、６３ｂから供給される再生入力信号を処理して各ドライブユニット６１に入力する入力部６２とによって構成されてなる。勿論、パネル型スピーカ装置６０は、上述した各パネル型スピーカ装置と同様に、３個のドライブユニットによって１枚のフィルタ板４を駆動するように構成してもよい。
【００６０】
入力部６２は、第１の音源６３ａから供給される再生入力信号に対して順次大きな遅れ成分ｄａ１、ｄａ２、ｄａ３、ｄａ４を付与する第１の遅れ成分供給回路６４ａ１乃至６４ａ４及び第２の音源６３ｂから供給される再生入力信号に対して順次大きな遅れ成分ｄｂ１、ｄｂ２、ｄｂ３、ｄｂ４を付与する第２の遅れ成分供給回路６４ｂ１乃至６４ｂ４が備えられている。また、入力部６２には、第１のミキサ６５ａ乃至第５のミキサ６５ｅと、これらミキサ６５においてミキシングされた再生入力信号が供給されて各ドライバユニット６１をそれぞれ駆動する第１のアンプ６６ａ乃至第５のアンプ６６ｅとが備えられている。
【００６１】
第１のミキサ６５ａは、第１の音源６３ａから供給された再生入力信号と第２の音源６３ｂから供給されて遅れ成分ｄｂ４が付与された再生入力信号とをミキシングする。第２のミキサ６５ｂは、第１の音源６３ａから供給されて遅れ成分ｄａ１が付与された再生入力信号と第２の音源６３ｂから供給されて遅れ成分ｄｂ３が付与された再生入力信号とをミキシングする。第３のミキサ６５ｃは、第１の音源６３ａから供給されて遅れ成分ｄａ２が付与された再生入力信号と第２の音源６３ｂから供給されて遅れ成分ｄｂ２が付与された再生入力信号とをミキシングする。第４のミキサ６５ｄは、第１の音源６３ａから供給されて遅れ成分ｄａ３が付与された再生入力信号と第２の音源６３ｂから供給されて遅れ成分ｄｂ１が付与された再生入力信号とをミキシングする。さらに、第５のミキサ６５ｅは、第１の音源６３ａから供給されて遅れ成分ｄａ４が付与された再生入力信号と第２の音源６３ｂから供給された再生入力信号とをミキシングする。
【００６２】
パネル型スピーカ装置６０は、第１の音源６３ａと第２の音源６３ｂとからそれぞれ供給される再生入力信号が、遅れ成分の重みを変えた信号処理を施されて各ドライバユニット６１に供給される。したがって、パネル型スピーカ装置６０においては、第１の音源６３ａの再生入力信号に基づいて、遅れ成分ｄに応じて第１のドライバユニット６１ａから第５のドライバユニット６１ｅに向かって次第に駆動が行われる。また、パネル型スピーカ装置６０においては、第２の音源６３ｂの再生入力信号に基づいて、遅れ成分ｄに応じて第５のドライバユニット６１ｅと第１のドライバユニット６１ａに向かって次第に駆動が行われる。
【００６３】
パネル型スピーカ装置６０は、上述した動作によって、第１の音源６３ａの再生入力信号に基づく再生出力がフィルタ板４の放音面４ａから図８の矢印ＡＡで示す方向へと放音される。また、パネル型スピーカ装置６０は、第２の音源６３ｂの再生入力信号に基づく再生出力がフィルタ板４の放音面４ａから同図ＢＢで示す方向へと放音される。したがって、パネル型スピーカ装置６０においては、２チャンネルの音源に対してそれぞれ異にする指向性が付与される。
【００６４】
本発明の第７の実施の形態として図９に示したパネル型スピーカ装置７０は、フィルタ板４を支持領域４ａ、４ｂにそれぞれ配置された各５個のドライブユニット７１ａ乃至７１ｅによって駆動するとともに２つの音源７３ａ、７３ｂからそれぞれ再生入力信号を供給する構成について上述したパネル型スピーカ装置６０と同様とするが、２つの音源７３から供給される再生入力信号を信号処理する入力部７２の構成に特徴を有している。勿論、このパネル型スピーカ装置７０についても、上述した各パネル型スピーカ装置と同様に、３個のドライブユニットによってフィルタ板４を駆動するように構成してもよい。
【００６５】
すなわち、入力部７２には、第１の音源７３ａから供給される再生入力信号を信号処理する５個の第１のフィルタ７４ａ１乃至７４ａ５と、第２の音源７３ｂから供給される再生入力信号を信号処理する５個の第２のフィルタ７４ｂ１乃至７４ｂ５からなる１０個のフィルタ７４が備えられている。また、入力部７３には、信号処理された第１の音源７３ａから供給された再生入力信号と第２の音源７３ｂから供給された再生入力信号とをミキシングする５個のミキサ７５ａ乃至７５ｅと、これらミキサ７５においてそれぞれミキシングされた再生入力信号が入力されることによって各ドライバユニット７１をそれぞれ駆動する５個のアンプ７６ａ乃至７６ｅとが備えられている。
【００６６】
第１のミキサ７５ａは、第１の音源７３ａから供給されて第１のフィルタ７４ａ１において信号処理された再生入力信号と、第２の音源７３ｂから供給されて第５のフィルタ７４ｂ５において信号処理された再生入力信号とが入力され、これらをチャンネル合成して第１アンプの７６ａに供給する。第２のミキサ７５ｂは、第１の音源７３ａから供給されて第２のフィルタ７４ａ２において信号処理された再生入力信号と、第２の音源７３ｂから供給されて第４のフィルタ７４ｂ４において信号処理された再生入力信号とが入力され、これらをチャンネル合成して第２のアンプ７６ｂに供給する。第３のミキサ７５ｃは、第１の音源７３ａから供給されて第３のフィルタ７４ａ３において信号処理された再生入力信号と、第２の音源７４ｂから供給されて第３のフィルタ７４ｂ３において信号処理された再生入力信号とが入力され、これらをチャンネル合成して第３のアンプ７６ｃに供給する。
【００６７】
さらに、第４のミキサ７５ｄは、第１の音源７３ａから供給されて第４のフィルタ７４ａ４において信号処理された再生入力信号と、第２の音源７３ｂから供給されて第２のフィルタ７４ｂ２において信号処理された再生入力信号とが入力され、これらをチャンネル合成して第４のアンプ７６ｄに供給する。また、第５のミキサ７５ｅは、第１の音源７３ａから供給されて第５のフィルタ７４ａ５において信号処理された再生入力信号と、第２の音源７３ｂから供給されて第１のフィルタ７４ｂ１において信号処理された再生入力信号とが入力され、これらをチャンネル合成して第５のアンプ７６ｅに供給する。
【００６８】
各フィルタ７４ａ、７４ｂには、上述したパネル型スピーカ装置４０に用いたフィルタ４４と同様に、例えば各フィルタ７４ａ、７４ｂに入力される再生入力信号に対して所定の周波数帯域の選択、任意の位相或いは振幅の信号処理を施すフィルタ係数を有するものが用いられる。パネル型スピーカ装置７０は、最適なフィルタ７４ａ、７４ｂを用いることによって、上述したパネル型スピーカ装置６０と比較してより効果的な指向特性をえることが可能となる。
【００６９】
また、パネル型スピーカ装置７０においては、各フィルタ７４ａ、７４ｂによってフィルタ板４を駆動する各ドライバユニット７１に供給する再生入力信号について特定の周波数帯域の制御を行うように構成してもよい。パネル型スピーカ装置７０は、これによってフィルタ板４中に多数の腹、節を有する振動モードを生成することが可能となり、振動モードの各腹の部位を発音源とみなすことができる。スピーカアレイにおいては、一般に高周波数帯域まで指向性を狭くする効果を得るために発音源の個数を多くとる必要があり、コストがアップするとともに装置が大型化しかつ使用者に圧迫感を与えるといった問題がある。パネル型スピーカ装置７０は、上述したようにより少数のドライバユニット７１によって目的とする狭指向性を得ることが可能となり、かつ放音面も１個であることから小型で廉価に構成されて上述した問題点を解決する。なお、このパネル型スピーカ装置７０における狭指向性の向上は、上述した各パネル型スピーカ装置によっても達成されることは勿論である。
【００７０】
さらに、パネル型スピーカ装置７０においては、例えば各フィルタ７４ａ、７４ｂにそのフィルタ係数を経時的に更新させるように制御する制御部を設けることによって指向特性を変化させるように構成してもよい。パネル型スピーカ装置７０は、かかる構成を採用することによって特殊な機械的構成を用いることなく放音軸の回転、移動等の特殊な音響効果の生成が可能となる。勿論、かかる構成は、上述した各パネル型スピーカ装置にも採用することができる。
【００７１】
本発明においては、上述した各実施の形態で説明した個々の技術を適宜に組み合わせ、これらを電気的或いは機械的に切り換えて振動板を駆動するように構成してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係るフィルタ装置は、画像表示装置の前面に弾性を有する装着部材によって取り付けられ、上記右側ドライバユニットと左側ドライバユニットによって駆動されることにより再生入力信号に基づく再生出力を放音し、振動体として機能するので、電磁波や紫外線の影響を抑制したり外光や画面のちらつきを抑制して使用者の保護と操作性の向上等を図りながら、音声情報等の再生入力信号を充分な音量かつ良好な音質で再生可能とすることで限られたスペースで音響特性に優れた音響再生を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示すパネル型スピーカ装置をＶＤＴに装着した使用状態の斜視図である。
【図２】同パネル型スピーカ装置の要部縦断面図である。
【図３】同パネル型スピーカ装置における振動板を構成するフィルタ板の振動モードの状態を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態として示すフィルタ板を３個のドライバユニットによって駆動するパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態として示すフィルタ板を３個のドライバユニットによって駆動する他のパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態として示すフィルタ板を３個のドライバユニットによって駆動する他のパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態として示すフィルタ板を３個のドライバユニットによって駆動する他のパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態として示すフィルタ板を５個のドライバユニットによって駆動するパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態として示す振動板を５個のドライバユニットによって駆動する他のパネル型スピーカ装置の要部構成図である。
【符号の説明】
１パネル型スピーカ装置、２ＶＤＴ（画像表示装置）、２ａ表示面、３キャビネット、４フィルタ板、４ａ、４ｂ支持領域、４ｃ放音面、４ｄ被駆動面、４ｅ外周部、５ドライバユニット、６ブラケット部材、７装着部材、８ボイスコイル、９磁気回路、１０ボビン、１１コイル部、１２センタポール、１３マグネット、１４プレート、１５ダンパ、１６取付プレート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is mounted on various image display devices (hereinafter referred to as VDT: visual display terminal) such as a CRT, a plasma display, or a liquid crystal display.More particularly, the present invention relates to a filter device that acts as a vibrating body.
[0002]
[Prior art]
VDT is equipped with a filter device on the front of the display unit to reduce harmful effects of electromagnetic waves and ultraviolet rays radiated from the display surface, and to reduce the effects of the display and to prevent flickering of the display image and reflection of external light. Is done. The filter device is configured by performing special processing such as sealing a transparent conductive material that reduces the electric field of electromagnetic waves on a transparent substrate formed of, for example, tempered glass, acrylic resin, or polycarbonate resin. The filter device is configured by laminating and forming an antireflection film (polarizing film) on a synthetic resin transparent sheet or transparent film.
[0003]
On the other hand, a speaker device is connected to the VDT in order to reproduce and output a reproduction input signal such as audio information supplied from a computer device or the like. As the speaker device, for example, a built-in speaker device built in the VDT or the computer main body or an external speaker device connected as an independent device is used.
[0004]
By the way, as a speaker device, a cone-type dynamic speaker, a horn-type dynamic speaker, or the like is generally used. For example, a cone-type dynamic speaker includes a diaphragm formed in a conical shape, a driver unit that drives the diaphragm, a frame that supports the outer peripheral edge of the diaphragm, and a cabinet that houses these members. Consists of members. The driver unit is composed of members such as a voice coil, a pole, a plate, a magnet, a damper and a center cap.
[0005]
The diaphragm is formed in a basic shape with the above-described cone shape by a light material having a large internal loss, and a driver unit is disposed at the center thereof. In general, the thickness of the diaphragm is gradually reduced from the inner peripheral portion toward the outer peripheral portion, and the outer peripheral edge portion is supported by the frame over the entire circumference via an arrowhead. The frame is a member that couples the diaphragm and the driver and also has a function of protecting the diaphragm. The frame is generally formed with a notch window so that the diaphragm is not affected by the reaction caused by the vibration operation. The sheet paper acts to hold the outer peripheral edge of the diaphragm and not to come into contact with the cabinet mounting when the diaphragm vibrates.
[0006]
On the other hand, the horn type dynamic speaker expands and emits the vibration sound of the diaphragm driven by the voice coil by the horn, and the basic configuration other than having the horn is the above-mentioned cone type dynamic speaker. It is equivalent to a speaker. That is, even in a horn type dynamic speaker, a magnet, a pole integrally assembled to the tip thereof, a yoke surrounding the pole, and a plate assembled to the yoke having an opening facing the pole. A driver unit is configured, and the diaphragm is vibrated by the driver unit.
[0007]
The diaphragm is formed in a spherical shape with a light metal such as aluminum or a synthetic resin. The diaphragm has its outer peripheral edge coupled to the plate so as to face the pole by closing the opening. The diaphragm is smaller than the diaphragm of the cone-type dynamic speaker described above and has high mechanical rigidity because the resonance of the vibration system may be in the substantially central region of the reproduction band. Therefore, the diaphragm is coupled to the plate without a damper, and the periphery thereof is vibrated by the driver unit. In other words, also in the horn type dynamic speaker, the diaphragm is supported with the outer peripheral edge portion fixed like the diaphragm of the cone type dynamic speaker.
[0008]
By the way, in the speaker device, many attempts have been made to realize a so-called panel-type speaker device that is thin without requiring a box or the like and can be installed at a free position. However, many of these attempts have not yet achieved an ideal panel type speaker device due to technical limitations and acoustic performance limitations. Many of these attempts are based on the cone-type dynamic speaker and the horn-type dynamic speaker described above.
[0009]
As a thin speaker device, for example, a capacitor type speaker is known in which a panel-shaped diaphragm is disposed to face a fixed pole with a minute interval. A capacitor type speaker is generally formed by forming a metal thin film on a diaphragm and applying a DC bias voltage of several hundred volts between the diaphragm and a fixed pole. When a reproduction signal is input to the fixed pole, the diaphragm vibrates due to a change in magnetic attractive force between the fixed pole and the diaphragm. In addition, as a capacitor type speaker, a push-pull type speaker is also provided which is adapted for use in the entire band by arranging a fixed pole across a diaphragm.
[0010]
As described above, since it is necessary to apply a voltage of several hundreds of volts to the sound emitting unit, it is difficult to install a condenser type speaker anywhere, and it is stable due to changes in temperature and humidity conditions. It has the problem that the property is low. In addition, the capacitor type speaker has a problem that the maximum undistorted output sound pressure level obtained with respect to the input voltage is smaller than that of the above-described dynamic speaker device because the input voltage is regulated to a DC bias voltage. Furthermore, the capacitor type speaker has various problems such as an increase in the size of the diaphragm in order to ensure stable frequency characteristics in the entire band.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the personal computer, the number of popularized devices has been dramatically increased against the background of cost reduction, simplification of operability, and maintenance and enhancement of network networks. In addition, personal computers have been expanded in various fields of use, for example, by enhancing terminals and connected devices such as low-cost disk-swappable external storage devices. At the same time, the processing of voice information has become extremely important.
[0012]
A personal computer or VDT generally does not have a large speaker device capable of reproducing and outputting a reproduction input signal such as audio information with sufficient volume and good sound quality due to conditions such as internal space and cost. . In other words, a built-in speaker device provided in a conventional personal computer or VDT has only a function of reproducing and outputting a reproduction input signal such as audio information, and expects excellent acoustic characteristics. I couldn't.
[0013]
In a personal computer or VDT, for example, a large external speaker device is connected to complement the built-in speaker device described above. However, since such an external speaker device is generally used by installing a personal computer, VDT, etc. together with other terminal devices in a limited space such as a work table, it is difficult to secure the installation space. there were. For this reason, in a personal computer or VDT, there is a need for an inexpensive speaker device that is small and thin and that does not require a large installation space and can reproduce a reproduction input signal such as audio information with sufficient volume and good sound quality. Has been.
[0014]
In general, it is considered that when a reproduction input signal is supplied to a speaker device, a diaphragm is operated like a piston by a driver unit to perform output reproduction. Therefore, in the panel type speaker device, an attempt has been made to produce a high-accuracy planar diaphragm that operates in the same manner as the diaphragm of the conventional speaker device described above by using an electromagnetic drive method or an electrostatic drive method. For example, in an electrostatic drive type diaphragm, an outer peripheral portion is supported with a predetermined tension, and when a driving force is applied from a driver unit, waves are continuously generated concentrically from the driving position. . Such diaphragms have to solve various problems due to large area piston motion that causes sound concentration and uncontrollable vibration by operating as a large single phase diaphragm.
[0015]
On the other hand, a speaker device having a novel diaphragm structure in which a diaphragm is driven by a driver unit based on a bending wave theory has been proposed as a panel type speaker apparatus. In this new panel type speaker device, the diaphragm is composed of a rigid panel structure with relatively large mechanical rigidity, and when a driving force is applied from the driver unit, a complex vibration mode is generated on the entire surface of the diaphragm. Is done. The vibration mode has the most complicated and dense corrugated structure uniformly distributed in the operating frequency range of the flat panel (diaphragm). The novel panel-type speaker device is characterized by an analysis of the physical characteristics of bending waves, the speed versus frequency characteristics of the waves, and the driving point impedance characteristics for a finite size diaphragm.
[0016]
The new panel type speaker device uses a flexural rigidity diaphragm whose parameters are optimized in accordance with the intended use, and can operate up to a lower frequency band of the coincidence frequency. In general, a new panel type speaker device is driven by a driver unit in the vicinity of the center point of the diaphragm in order to secure a bending mode with the maximum density from the diaphragm. The diaphragm has been demonstrated by mathematical modeling tools with a specific aspect ratio that gives uniform mode density by finite element analysis. In addition, a novel panel type speaker device requires a supply position of a driving force that realizes the best mode uniformity with respect to the diaphragm by Fourier analysis. The diaphragm can drive a panel having a larger area although some loss occurs in the high frequency band due to the expansion of the Fourier analysis. The diaphragm is expressed by a bending rigidity equation that approximates the bending equation of a more general static beam by taking the zero frequency limit of the wave function.
[0017]
The new panel type loudspeaker device is a factor that determines the bending behavior of the diaphragm, that is, surface density, bending rigidity, geometric dimensions (outside dimensions), surface area, drive point position, drive unit parameters, core share module It is manufactured by setting the parameters of the internal loss or the support method of the diaphragm optimally. In general speaker devices, the sound behind the so-called dipole exhibits a phase opposite to that of the front sound, so a large baffle plate or enclosure that prevents cancellation of acoustic energy in the middle to low frequency bands is required. To do. On the other hand, in the new panel type speaker device, the radiation of the rear sound called bipolar is added to the front sound, so that the efficiency is improved and the baffle plate and the enclosure are unnecessary.
[0018]
The novel panel type speaker device enables full range output reproduction by a single diaphragm driven by a single element transducer. The new panel type speaker device can obtain a flat frequency characteristic equivalent to that of the conventional speaker device by selecting an appropriate material of the diaphragm and a configuration suitable for the transducer.
[0019]
The new panel type speaker device is not only compatible with existing amplifiers by making the sensitivity and electric load equivalent to those of the conventional speaker device, but also of electrodynamic type driver unit and piezoelectric type driver unit. Application is possible, and a very wide sound field radiation pattern as well as a bidirectional radiation pattern are obtained. The new panel-type speaker device has almost 100% conversion efficiency from mechanical energy to acoustic energy, and possesses non-directional radiation characteristics independent of frequency, that is, large uniformity of sound power for each frequency. ing. The new panel type speaker device has a feature that the attenuation of the sound power due to the distance condition is small, and has various other features due to its novel configuration.
[0020]
  The present invention is based on a novel panel-type speaker device based on a bending wave theory in which the above-described driver unit drives a diaphragm based on a reproduction input signal to generate a bending operation and performs output reproduction. Attached to the front to protect the userHas a filter function,The present invention has been proposed for the purpose of providing a filter device that can reproduce a reproduction input signal such as audio information with a sufficient volume and good sound quality equivalent to or higher than those of a conventional external speaker device.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention proposed to achieve the object as described above is a glassOr by transparent synthetic resin materialIt is formed into a rigid panel shapeThe outer peripheryAlmost unrestrainedSupported,A filter plate having a filter action such as suppression of electric field of electromagnetic waves radiated from the display surface of the image display device and suppression of reflection of external light, andOn the right and left sideAttached and based on the playback input signalFilter plate aboveA vibration source that causes partial bending motionsA filter device comprising a right driver unit and a left driver unit,Image display deviceThe right driver unit and the left driver unit are attached to the front surface by an elastic mounting member.And act as a vibrating body that emits a reproduction output based on a reproduction input signal.
[0022]
  The filter device according to the present invention configured as described above is an image display device.It is attached to the front surface by a mounting member having elasticity, and is driven by the right driver unit and the left driver unit to emit a reproduction output based on the reproduction input signal and functions as a vibrating body.Therefore, the effects of electromagnetic waves and ultraviolet rays are suppressed, external light and screen flicker are suppressed to protect the user and improve operability, etc., and the reproduction input signal such as audio information has sufficient volume and good sound quality. It has excellent acoustic characteristics in a limited space.Sound reproduction is performed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The panel type speaker device 1 shown in FIG. 1 as an embodiment of the present invention also serves as a filter device mounted on the cabinet 3 so as to face the display surface 2a of the VDT 2 constituting a terminal device of a personal computer, for example. The panel type speaker device 1 includes a filter plate 4 having a transparent substrate as a base material, and a pair of driver units 5a and 5b attached to the filter plate 4 (in the following description, a plurality of members and parts are not described. In the following description, it will be described generically as in the case of the driver unit 5 except for a specific description.), Bracket members 6a and 6b to which the driver unit 5 is attached, and mounting It is comprised from member 7 grade | etc.,. The panel type speaker device 1 includes a drive unit and wiring for supplying a reproduction input signal to each driver unit 5, but these are assembled to the bracket member 6 although not shown.
[0024]
The filter plate 4 has functions such as electromagnetic wave suppression, ultraviolet ray cut, antireflection, polarization, etc., using, as a base material, a panel-like transparent substrate formed of, for example, glass or a transparent or sufficient translucent synthetic resin material. Alternatively, these functions are combined. Tempered glass is used for the glass in consideration of impact resistance. Examples of the synthetic resin material include acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins, cellulose resins such as triacetyl cellulose and diacetyl cellulose, and styrene resins.
[0025]
For example, as is well known, the filter plate for suppressing electromagnetic waves is subjected to special processing such as sealing a transparent substrate with a conductive film made of a translucent and fine linear metal or the like that maintains transparency or sufficient light transmittance. Configured. The electromagnetic wave suppression filter plate is radiated from the display surface 2a by the shielding action of the conductive film sealed on the transparent substrate by being mounted on the cabinet 3 through the mounting member 7 so as to face the display surface 2a of the VDT 2. Reduce the electric field of electromagnetic waves that adversely affect the human body.
[0026]
In addition, as is well known, an antireflection filter plate is formed by depositing a single-layer or multilayer antireflection thin film of an inorganic compound on a transparent substrate by a film formation method such as vacuum deposition, ion plating, or sputtering. The formed polarizing filter plate is used. Examples of the inorganic compound include various metal oxides such as silicon oxide, yttrium oxide, aluminum oxide, and tin oxide, metal halides such as calcium fluoride, sodium fluoride, magnesium fluoride, and lithium fluoride, or zinc sulfide, Metal sulfides such as cadmium sulfide, metal selenide, metal telluride, silicon, germanium, tellurium and the like are used. The antireflection filter plate is mounted on the cabinet 3 through the mounting member 7 so as to face the display surface 2a of the VDT 2, thereby preventing the reflection of illumination light and the reflection of the background and displaying a clear image. To be.
[0027]
As described above, the filter plate 4 is configured to be provided with an appropriate filter function in the same manner as the filter plate provided in the conventional filter device, but the apparent focus of the image displayed on the display surface 2a of the VDT 2 is set. By having a thickness that does not deteriorate the display characteristics such as worsening the display characteristics, rigidity is imparted. Further, as shown in FIG. 1, the filter plate 4 has a length dimension sufficient to form support regions 4a and 4b in which both side portions protrude on both sides of the display surface 2a of the VDT 2 and the driver unit 5 is disposed. It is configured.
[0028]
As will be described in detail later, the filter plate 4 acts as a diaphragm that emits a reproduction output by causing a partial bending operation by the driver unit 5 based on the reproduction input signal. In the filter plate 4, the front side is configured as a sound emitting surface 4 c and the surface facing the display surface 2 a of the VDT 2 is configured as a driven surface 4 d that receives a driving force by the driver unit 5. The filter plate 4 is configured such that the outer peripheral portion 4e is in an unrestrained state and the support regions 4a and 4b are supported by the driver unit 5 as described later.
[0029]
The driver unit 5 is a voice coil type driver unit provided in a conventional speaker device or a piezoelectric type driver unit using a piezoelectric element, and drives the filter plate 4 as a diaphragm as described above. The piezoelectric driver unit is effective because it is thin and small as a whole because it is composed of thin piezoelectric elements, although details are omitted.
[0030]
FIG. 2 shows the voice coil type driver unit 5. The driver unit 5 includes a voice coil 8 and a magnetic circuit 9 that drives the voice coil 8 based on a reproduction input signal. The voice coil 8 is composed of a bobbin 10 and a coil part 11 configured by applying a winding to the outer periphery of the bobbin 10. The magnetic circuit 9 is combined with the center pole 12, the ring-shaped magnet 13 combined with the center pole 12 passing through the center hole, and the magnet 13 in a stacked state with the center pole 12 facing the center hole. It is comprised by members, such as the ring-shaped plate 14 and the damper 15. FIG. The driver unit 5 is supported by a damper 15 so that the voice coil 8 is positioned in a magnetic space portion constituted by the center pole 12 and the plate 14 with the coil portion 11. The damper 15 connects the bobbin 10 of the voice coil 8 and the plate 14.
[0031]
As shown in FIG. 2, the driver unit 5 configured as described above has a ring-shaped mounting plate 16 fitted to the tip of the bobbin 10, and the support region 4 a of the filter plate 4 through the mounting plate 16. 4b, respectively. In the driver unit 5, the center pole 12 is fixed to the support bracket 6 via a set screw 17 at the flange portion 12 a. The support brackets 6 are positioned on both sides of the cabinet 3 when the panel type speaker device 1 is mounted on the cabinet 3 of the VDT 2 via the mounting member 7.
[0032]
Although details are omitted, for example, the mounting member 7 is configured by an elastic piece having one end fixed to the filter plate 4 and the other end provided with a mounting portion 7a, and is attached to the cabinet 3 via the mounting portion 7a. . Therefore, the panel type speaker device 1 is mounted on the VDT 2 with the filter plate 4 facing the display surface 2a as shown in FIG. 1, but the filter plate 4 is not restrained by the mounting member 7.
[0033]
In the panel type speaker device 1 configured as described above, when a reproduction input signal (audio current) is supplied to the driver unit 5 from a reproduction input signal input circuit section (not shown), the filter plate 4 is driven and released. Reproduction output is emitted from the sound surface 4c. When an audio current is supplied to the voice coil 8 located in the magnetic space of the magnetic circuit 9, the driver unit 5 vibrates in a direction orthogonal to the filter plate 4. In the panel type speaker device 1, a partial bending operation is generated in the filter plate 4 with the joint portion of the voice coil 8 and the mounting plate 16 fitted to the bobbin 10 as a driving point, and the sound of the reproduction output is emitted.
[0034]
FIG. 3 is a diagram showing an operation state of the filter plate 4 driven by the driver unit 5 in the panel type speaker device 1 described above. FIG. 6A is a diagram showing an operation state of the filter plate 4 when a reproduction input signal having an input frequency of 62 Hz is supplied. FIG. 5B is a diagram showing an operation state of the filter plate 4 when a reproduction input signal having an input frequency of 150 Hz is supplied. Further, FIG. 3C is a diagram showing an operation state of the filter plate 4 when a reproduction input signal having an input frequency of 501 Hz is supplied. As is clear from these drawings, the filter plate 4 is bent when a reproduction input signal is applied from the driver unit 5 to generate a complicated vibration mode. Further, the filter plate 4 undergoes a bending operation having a larger peak as the frequency of the reproduction input signal increases.
[0035]
As described above, the panel type speaker device 1 forms a novel speaker system by directly driving the filter plate 4 constituting the diaphragm without using a resonance box, an acoustic tube or the like. Further, the panel type speaker device 1 eliminates the need for a support member such as an arrowhead or a frame for supporting the outer peripheral portion 4e of the filter plate 4 constituting the diaphragm, thereby reducing the number of parts and streamlining the assembly process. Thus, the manufacturing cost is reduced. The panel type speaker device 1 enables a larger sound volume and better reproduction output than the conventional built-in speaker device because the filter plate 4 has a large vibration area. Since the panel type speaker device 1 also serves as a filter device, it does not occupy a large installation place unlike a conventional external speaker device.
[0036]
By the way, in the panel type speaker device 1, as described above, the driver unit 5 is bonded and fixed to the driven surface 4 d of the filter plate 4 via the ring-shaped mounting plate 16. A drive unit for the filter plate 4 is configured. Therefore, the panel type speaker device 1 has a feature that it is difficult to transmit a large vibration to the outside of the mounting plate 16 when an input frequency in a high frequency band is applied. In the panel type speaker device 1, much of the sound pressure energy radiated with respect to the input frequency in the high frequency band is emitted not from the entire filter plate 4 but from its joint.
[0037]
In the panel type speaker device 1, in order to extend the effective band in the high frequency band, the driver unit 5 is attached to the filter plate 4 with the bobbin 10 and the mounting plate 16 through an elliptical ring-shaped or rectangular joint. You may comprise as follows. The panel type speaker device 1 has the characteristics of the high frequency band changed by the joining structure of the filter plate 4 and the driver unit 5. The panel type speaker device 1 can thereby adjust the frequency band and the amplitude in which resonance occurs in the high frequency band, and the frequency response characteristic in the high frequency band can be obtained by combining with the characteristics in the low frequency band and the middle frequency band. It is possible to take more widely.
[0038]
In order to improve the frequency response characteristics in the high frequency band, the panel type speaker device 1 is made of, for example, all or part of the support regions 4a and 4b of the filter plate 4 to which the driver unit 5 is bonded and fixed. You may comprise by a mounting plate. For example, when the filter plate 4 is molded, the mounting plate is integrated by an insert molding method, and a material that improves response characteristics with respect to a specific input frequency is selected. Therefore, the panel type speaker device 1 has a function equivalent to that of a so-called two-way speaker device mechanically in order to make the vibration characteristics different between the filter plate 4 and the mounting plate.
[0039]
By the way, since the panel type speaker device 1 includes the two driver units 5, the driver units 5 cause independent bending operations on the filter plate 4. Therefore, the panel type speaker device 1 does not drive the node position in each frequency band unless the node position is intentionally set as the vibration position for the filter plate 4 for each driver unit 5. In the panel type speaker device 1, each driver unit 5 complements the drive of the filter plate 4 at the node position in each frequency band, so that the occurrence of sharp peaks or dips in the frequency response characteristics is suppressed. become. In the panel type speaker device 1, the peak and dip are reduced in the middle frequency band and the high frequency band, the inherent reproduction output corresponding to the size of the filter plate 4 and the material characteristics thereof is thinned, and so-called sound quality without a habit. Playback output is made.
[0040]
The panel type speaker device 1 may be configured by providing the filter plate 4 with a mass component material that is located in a region that does not hinder the display surface 2a of the VDT 2 and is formed of a material that easily absorbs vibration. As a mass component material, it consists of lead material made into tape shape, for example, and is affixed on the outer peripheral part 4e of the sound-emitting surface 4c with respect to the filter board 4 over the perimeter. As described above, the panel type speaker device 1 is stable in the low frequency band so that the filter plate 4 can easily generate vibrations in the outer peripheral part 4e even in the low frequency band by making the outer peripheral part 4e unconstrained. The reproduction output can be obtained. In the panel type speaker device 1, the reproduction effective frequency band is expanded by providing a mass component material on the outer peripheral portion 4e to lower the frequency of vibration mode generation in the low frequency band. It should be noted that the mass component material is not limited to the tape-shaped lead material described above, and may be formed of other materials having a large vibration loss or a material having a large vibration-proof drop.
[0041]
By the way, in the panel type speaker device 1 described above, one driver unit 5a, 5b is arranged in each of the support regions 4a, 4b on both sides of the filter plate 4, but the present invention has such a configuration. Of course, the configuration is not limited, and a plurality of driver units may be used. In this case, the panel type speaker device 1 is configured such that the filter plate 4 has a larger area of the surrounding vibration region than the support regions 4 a and 4 b where the driver unit 5 is disposed. Therefore, the panel type speaker device 1 is improved in sensitivity in a low frequency band, and a lower operating frequency is secured by operating the filter plate 4 in a phase opposite to that of the support regions 4a and 4b in the vibration region. The
[0042]
The panel type speaker device 20 shown in FIG. 4 as the second embodiment of the present invention is provided with three driver units 21a to 21c in the support regions 4a and 4b for driving the filter plate 4, respectively. Since each driver unit 21 is the same as the driver unit 5 of the panel type speaker device 1 described above, the description thereof is omitted. The panel type speaker device 20 has a feature in the configuration of an input unit 22 that supplies a reproduction input signal to each driver unit 21. That is, the panel type speaker device 20 is configured to drive each driver unit 21 by independently supplying a reproduction input signal or switching the phase via the input unit 22.
[0043]
The input unit 22 includes an amplifier 24 that amplifies a reproduction input signal supplied from the reproduction device 23, and selector switches 25a to 25c and a volume 26a that are connected independently between the amplifier 24 and each driver unit 21, respectively. To 26c. Each change-over switch 25 performs, for example, an on / off switching operation of the input of the reproduction input signal to each driver unit 5 and a switching operation of the phase of the reproduction input signal in the input on state. Each volume 26 adjusts the level of the reproduction input signal input to each driver unit 5 to adjust the sensitivity of each driver unit 5 individually.
[0044]
The panel type speaker device 20 configured as described above is supplied with a reproduction input signal having a required phase component from the input unit 22 via the computer main body 23 of the sound source. In the panel type speaker device 20, each driver unit 21 is independently operated to drive the filter plate 4 to emit a reproduction output. Therefore, the panel type speaker device 20 does not require a special circuit element, a switching device or the like, and can obtain a reproduction output in which the sound field, sound quality, and the like are appropriately changed by a very simple operation by the user.
[0045]
The panel type speaker device 30 shown in FIG. 5 as the third embodiment of the present invention includes three driver units 31a to 31c for driving the filter plate 4 in the same manner as the panel type speaker device 20 described above. The configuration of the input unit 32 that supplies a reproduction input signal to each of the driver units 31 is characteristic. That is, the panel-type speaker device system 30 divides the reproduction input signal into three frequency bands at the input unit 32 and performs phase adjustment to synthesize it, and then supplies the filter plate 4 to each driver unit 31. It is comprised so that it may drive.
[0046]
The input unit 32 includes bandpass filters 34a to 34c to which a reproduction input signal is supplied from the computer main body 33, changeover switch units 35 to 37 connected to the bandpass filter 34, and these changeover switch units 35 to 37, respectively. Mixers 38a to 38c to which reproduction input signals are supplied, and amplifiers 39a to 39c inserted between the mixers 38 and the driver units 31, respectively. The band pass filter 34 divides the reproduction input signal supplied from the computer main body 33 into predetermined frequency bands.
[0047]
Each changeover switch unit 35 to 37 is constituted by three changeover switches 35a to 35c, 36a to 36c, and 37a to 37c connected to the mixer 38, respectively. These change-over switches 35a to 35c, 36a to 36c, and 37a to 37c perform, for example, an input ON / OFF switching operation for each mixer 38 and a phase switching operation of the reproduction input signal in the input ON state. Do. Each mixer 38 synthesizes a reproduction input signal of a predetermined frequency band supplied from each changeover switch unit 35 to 37 and inputs it to each amplifier 39. Each amplifier 39 amplifies the combined reproduction input signal and supplies it to the driver unit 31.
[0048]
By configuring the panel type speaker device 30 as described above, the reproduction input signal supplied from the computer 33 is divided into three frequency bands in the input unit 32 and adjusted to the required phase components. Is input. In the panel type speaker device 30, each driver unit 31 is independently operated to drive the filter plate 4 to emit reproduced sound. The panel type speaker device 30 is configured such that, for example, the reproduction input signals having the same phase components are supplied to each driver unit 31 in the low frequency band and the reproduction input signals having the opposite phase components are supplied in the middle frequency band and the high frequency band. Constitute. Specifically, in the panel type speaker device 30, in the middle frequency band and the high frequency band, for example, a positive phase component reproduction input signal is input to the upper and lower driver units 31a and 31c, and the central driver unit 31b is input. A reproduction input signal having a reverse phase component is input.
[0049]
In the panel type speaker device 30, a large bending operation is caused by the filter plate 4 when a reproduction input signal having an in-phase component is supplied to each driver unit 31 in a low frequency band. Therefore, in the panel type speaker device 30, as described above, a peak in the low frequency band is generated as in the case where the mass component material is stuck to the outer peripheral portion 4e of the filter plate 4, and the response characteristic is improved, that is, the sensitivity. Improvement will be achieved. In addition, the panel type speaker device 30 supplies the reproduction input signals of opposite phase components in the middle frequency band and the high frequency band to each driver unit 31, thereby generating frequency bands that cancel each other and lowering the overall sensitivity. Therefore, a reproduction output whose sensitivity is flattened as a whole is output.
[0050]
As described above, the panel type speaker device 30 causes a large bending operation to occur in the filter plate 4 by inputting the reproduction input signal of the reverse phase component to the driver unit 31b in the center portion. Playback sound is output. Therefore, the panel type speaker device 30 can perform a reverse phase input to the driver unit 31b by switching operation of the changeover switch units 35 to 37 of the input unit 32 in a specific frequency band, and can generate a unique reproduced sound. .
[0051]
The panel-type speaker device 40 shown in FIG. 6 as the fourth embodiment of the present invention has, for example, three in order to flatten the frequency response characteristics by suppressing the occurrence of the above-mentioned dip portion and excessive peaks. It comprises digital filters 44a to 44c. That is, the panel type speaker device 40 has three driver units 41 a to 41 c that drive the filter plate 4 in the same manner as the panel type speaker device 30 described above, and an input that supplies a reproduction input signal to each of these driver units 41. Part 42. The input unit 42 amplifies the three input filters 44a to 44c that perform appropriate signal processing on the reproduction input signal supplied from the computer main body 43, and the reproduction input signal that has passed through each of the filters 44, and outputs each driver unit. And amplifiers 45a to 45c for driving 41 respectively.
[0052]
In the panel type speaker device 40, the reproduction input signal supplied from the computer main body 43 separates a specific frequency band that causes the above-described dip portion or excessive peak by, for example, each filter 44 having an inverse response to impulse response. The signal processing is performed, and the like is supplied to each driver unit 41 via the amplifier 45. The panel type speaker device 40 emits a reproduction output whose reproduction frequency characteristics are flattened. The panel type speaker device 40 can also emit a reproduction output in which only a specific frequency band is emphasized by appropriately selecting each filter 44. Each filter 44 is an appropriate digital filter or analog filter, and performs a signal processing such as amplitude and phase as well as separation processing of a specific frequency band on the reproduction input signal. .
[0053]
The panel type speaker device 40 is configured by applying appropriate delay components to the respective filter coefficients for the respective filters 44 that perform signal processing and supply reproduction input signals to the respective driver units 41 to drive them. You may make it do. The panel type loudspeaker device 40 can be made louder because the sound wave front of the reproduction output emitted from the filter plate 4 can be controlled by such a configuration and its main axis can be appropriately shifted from the front.
[0054]
Further, in the panel type speaker device 40, an appropriate amplitude component is given to each filter coefficient for each filter 44 that performs predetermined signal processing, supplies a reproduction input signal to each driver unit 41, and drives them. May be configured. By adopting such a configuration, the panel type speaker device 40 can provide directivity in the same manner as the speaker array. Therefore, the panel type speaker device 40 is configured by a speaker device capable of directivity control even with respect to a plurality of input sound sources, although the sound emitting portion is constituted by one filter plate 4.
[0055]
The panel type speaker device 50 shown in FIG. 7 as the fifth embodiment of the present invention is based on the panel type speaker device 40 described above, and includes a filter 55 for obtaining a target optimum characteristic in the input unit 52. An example is shown. The panel-type speaker device 50 is also composed of three driver units 51 a to 51 c that drive the filter plate 4 and an input unit 52 that supplies a reproduction input signal to each driver unit 51. The input unit 52 includes a first amplifier 54 to which a reproduction input signal is supplied from the computer main body 53, a filter 55, and a second amplifier 56 connected to the filter 55.
[0056]
In the panel type speaker device 50, the first driver unit 51 a and the third driver unit 51 c arranged above and below are driven by a reproduction input signal supplied via the first amplifier 54 of the input unit 52. Further, the panel type speaker device 50 is supplied with a reproduction input signal that has been subjected to predetermined signal processing by the filter 55 of the input unit 52 via the second amplifier 56, so that the second speaker unit 50 is arranged at the center. The driver unit 51b is driven. The panel type speaker device 50 controls the vibration mode generated in the filter plate 4 by supplying the reproduction input signal subjected to the predetermined signal processing to the second driver unit 51b as described above.
[0057]
The panel type speaker device 50 drives the second driver unit 51b with different phases with respect to the first driver unit 51a and the third driver unit 51c, for example, by performing reverse phase processing of the reproduction input signal in the filter 55. To do. With this configuration, the panel-type speaker device 50 can drive the filter plate 4 in a vibration mode that cannot be predicted by ordinary material analysis, and as a result, the above-described dip portion and excessive peaks are suppressed.
[0058]
In a panel type speaker device, a reproduction input signal having a phase opposite to each other is supplied to and driven by a driver unit arranged geometrically symmetrically on the diaphragm, so that the material of the diaphragm can be adjusted in a specific frequency band. Regardless, it is possible to forcibly generate vibration nodes at equally spaced positions of these driver units. Therefore, in the panel type speaker device, it is possible to adjust the sensitivity of each frequency band, improve the reproduction frequency characteristics, or adjust the sound field and sound quality by skillfully utilizing such a phenomenon. Of course, the signal processing of the reproduction input signal may be performed by appropriately combining filters for each driver unit.
[0059]
A panel type speaker device 60 shown in FIG. 8 as a sixth embodiment of the present invention includes a filter plate 4, five drive units 61a to 61e respectively arranged in the support regions 4a and 4b, and a computer main body. The input unit 62 is configured to process the reproduction input signals supplied from the two sound sources 63a and 63b and input the reproduced input signals to each drive unit 61. Of course, the panel type speaker device 60 may be configured such that one filter plate 4 is driven by three drive units, similarly to the above-described panel type speaker devices.
[0060]
The input unit 62 includes first delay component supply circuits 64a1 to 64a4 and second sound sources 63b that sequentially apply large delay components da1, da2, da3, da4 to the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a. Are provided with second delay component supply circuits 64b1 to 64b4 that sequentially apply large delay components db1, db2, db3, and db4 to the reproduction input signal supplied from. Further, the input unit 62 is supplied with the first mixer 65a to the fifth mixer 65e and the reproduction input signals mixed in the mixer 65, and the first amplifiers 66a to 66a driving the driver units 61, respectively. 5 amplifiers 66e.
[0061]
The first mixer 65a mixes the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a and the reproduction input signal supplied from the second sound source 63b and provided with the delay component db4. The second mixer 65b mixes the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a and given the delay component da1 and the reproduction input signal supplied from the second sound source 63b and given the delay component db3. . The third mixer 65c mixes the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a to which the delay component da2 is added and the reproduction input signal supplied from the second sound source 63b to which the delay component db2 is added. . The fourth mixer 65d mixes the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a and provided with the delay component da3 and the reproduction input signal supplied from the second sound source 63b and provided with the delay component db1. . Further, the fifth mixer 65e mixes the reproduction input signal supplied from the first sound source 63a and given the delay component da4 with the reproduction input signal supplied from the second sound source 63b.
[0062]
In the panel type speaker device 60, the reproduction input signals respectively supplied from the first sound source 63a and the second sound source 63b are subjected to signal processing in which the weight of the delay component is changed and supplied to each driver unit 61. . Therefore, in the panel type speaker device 60, the driving is gradually performed from the first driver unit 61a toward the fifth driver unit 61e according to the delay component d based on the reproduction input signal of the first sound source 63a. . In the panel type speaker device 60, the driving is gradually performed toward the fifth driver unit 61e and the first driver unit 61a according to the delay component d based on the reproduction input signal of the second sound source 63b. .
[0063]
The panel-type speaker device 60 emits a reproduction output based on the reproduction input signal of the first sound source 63a from the sound emission surface 4a of the filter plate 4 in the direction indicated by the arrow AA in FIG. In the panel type speaker device 60, the reproduction output based on the reproduction input signal of the second sound source 63b is emitted from the sound emitting surface 4a of the filter plate 4 in the direction shown in FIG. Therefore, in the panel type speaker device 60, different directivities are given to the two-channel sound sources.
[0064]
The panel type speaker device 70 shown in FIG. 9 as the seventh embodiment of the present invention drives the filter plate 4 by five drive units 71a to 71e arranged in the support regions 4a and 4b, respectively. The configuration for supplying playback input signals from the sound sources 73a and 73b is the same as that of the panel type speaker device 60 described above, but the configuration of the input unit 72 that performs signal processing on the playback input signals supplied from the two sound sources 73 is characteristic. Have. Of course, this panel type speaker device 70 may also be configured such that the filter plate 4 is driven by three drive units, as in the case of each panel type speaker device described above.
[0065]
That is, the input unit 72 receives the five first filters 74a1 to 74a5 for signal processing the reproduction input signal supplied from the first sound source 73a and the reproduction input signal supplied from the second sound source 73b. Ten filters 74 including five second filters 74b1 to 74b5 to be processed are provided. The input unit 73 includes five mixers 75a to 75e for mixing the reproduction input signal supplied from the signal-processed first sound source 73a and the reproduction input signal supplied from the second sound source 73b; The mixers 75 are provided with five amplifiers 76a to 76e that respectively drive the driver units 71 when the mixed reproduction input signals are input.
[0066]
The first mixer 75a is supplied from the first sound source 73a and is subjected to signal processing in the first filter 74a1, and is supplied from the second sound source 73b and is subjected to signal processing in the fifth filter 74b5. A reproduction input signal is input, and these are channel combined and supplied to the first amplifier 76a. The second mixer 75b is a reproduction input signal supplied from the first sound source 73a and subjected to signal processing in the second filter 74a2, and is supplied from the second sound source 73b and processed in the fourth filter 74b4. A reproduction input signal is input, and these are channel-combined and supplied to the second amplifier 76b. The third mixer 75c is supplied from the first sound source 73a and is subjected to signal processing in the third filter 74a3, and is supplied from the second sound source 74b and is subjected to signal processing in the third filter 74b3. The reproduction input signal is input, and these are channel-synthesized and supplied to the third amplifier 76c.
[0067]
Further, the fourth mixer 75d receives the reproduction input signal supplied from the first sound source 73a and subjected to signal processing in the fourth filter 74a4, and the signal processing in the second filter 74b2 supplied from the second sound source 73b. The reproduced input signal is input, and these are channel-synthesized and supplied to the fourth amplifier 76d. Further, the fifth mixer 75e is supplied with the reproduction input signal supplied from the first sound source 73a and subjected to signal processing in the fifth filter 74a5, and is supplied with the signal from the second sound source 73b and processed in the first filter 74b1. The reproduced reproduction input signal is input, and these signals are combined and supplied to the fifth amplifier 76e.
[0068]
For each of the filters 74a and 74b, as with the filter 44 used in the panel-type speaker device 40 described above, for example, a predetermined frequency band is selected and an arbitrary phase is selected for a reproduction input signal input to each of the filters 74a and 74b. Alternatively, a filter having a filter coefficient for performing amplitude signal processing is used. The panel type speaker device 70 can obtain more effective directivity characteristics than the panel type speaker device 60 described above by using the optimum filters 74a and 74b.
[0069]
Further, the panel type speaker device 70 may be configured to control a specific frequency band for the reproduction input signal supplied to each driver unit 71 that drives the filter plate 4 by each filter 74a, 74b. Accordingly, the panel type speaker device 70 can generate a vibration mode having a large number of antinodes and nodes in the filter plate 4, and can consider each antinode portion of the vibration mode as a sound source. In speaker arrays, it is generally necessary to increase the number of sound sources in order to obtain the effect of narrowing the directivity to a high frequency band, which increases the cost, increases the size of the device, and gives the user a feeling of pressure. There is. As described above, the panel-type speaker device 70 can obtain a desired narrow directivity with a small number of driver units 71 and has only one sound emitting surface, so that it is small and inexpensively configured. Solve the problem. Needless to say, the improvement in narrow directivity in the panel type speaker device 70 can also be achieved by each of the panel type speaker devices described above.
[0070]
Further, in the panel type speaker device 70, for example, the directivity may be changed by providing each of the filters 74a and 74b with a control unit that controls the filter coefficient to be updated over time. By adopting such a configuration, the panel type speaker device 70 can generate a special acoustic effect such as rotation and movement of the sound output axis without using a special mechanical configuration. Of course, such a configuration can also be employed in each of the panel type speaker devices described above.
[0071]
In the present invention, the individual techniques described in the above-described embodiments may be appropriately combined, and the diaphragm may be driven by switching these electrically or mechanically.
[0072]
【The invention's effect】
  As described above, the filter device according to the present invention is attached to the front surface of the image display device by an elastic mounting member, and is driven by the right driver unit and the left driver unit to generate a reproduction output based on the reproduction input signal. Sound is emitted and functions as a vibrating body, so it is possible to reproduce and input audio information etc. while suppressing the influence of electromagnetic waves and ultraviolet rays, suppressing external light and screen flickering, etc., protecting the user and improving operability By making the signal reproducible with sufficient volume and good sound quality, it is possible to realize sound reproduction with excellent acoustic characteristics in a limited space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a panel type speaker device shown as a first embodiment of the present invention in a use state in which the panel type speaker device is mounted on a VDT.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of the panel type speaker device.
FIG. 3 is a diagram illustrating a vibration mode state of a filter plate constituting a diaphragm in the panel type speaker device.
FIG. 4 is a main part configuration diagram of a panel type speaker device in which a filter plate shown as a second embodiment of the present invention is driven by three driver units.
FIG. 5 is a main part configuration diagram of another panel type speaker device in which a filter plate shown as a third embodiment of the present invention is driven by three driver units.
FIG. 6 is a main part configuration diagram of another panel type speaker device in which a filter plate shown as a fourth embodiment of the present invention is driven by three driver units.
FIG. 7 is a main part configuration diagram of another panel type speaker device in which a filter plate shown as a fifth embodiment of the present invention is driven by three driver units.
FIG. 8 is a main part configuration diagram of a panel type speaker device in which a filter plate shown as a sixth embodiment of the present invention is driven by five driver units.
FIG. 9 is a main part configuration diagram of another panel type speaker device that drives a diaphragm shown as a seventh embodiment of the present invention by five driver units.
[Explanation of symbols]
1 panel type speaker device, 2 VDT (image display device), 2a display surface, 3 cabinet, 4 filter plate, 4a, 4b support area, 4c sound emitting surface, 4d driven surface, 4e outer peripheral portion, 5 driver unit, 6 Bracket member, 7 Mounting member, 8 Voice coil, 9 Magnetic circuit, 10 Bobbin, 11 Coil part, 12 Center pole, 13 Magnet, 14 Plate, 15 Damper, 16 Mounting plate

Claims

It is formed into a rigid panel shape with glass or transparent synthetic resin material, and the outer periphery is supported in an almost unconstrained state, suppressing the electric field of electromagnetic waves radiated from the display surface of the image display device, suppressing reflection of external light, etc. A filter plate having the filter action of
A filter device comprising a right driver unit and a left driver unit, which are attached to the right and left sides of the filter plate and constitute an excitation source for causing a partial bending operation on the filter plate based on a reproduction input signal Because
A filter device , which is attached to a front surface of an image display device by an elastic mounting member and is driven by the right driver unit and the left driver unit to act as a vibrating body that emits a reproduction output based on a reproduction input signal. .