CN104094612B - 音响发生器、音响发生装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差而尽可能地抑制音压的频率变动、从而使音质提高的音响发生器、音响发生装置以及电子设备。实施方式所涉及的音响发生器具备：振动体；设置在振动体上的激励器；将激励器覆盖的覆盖部；与振动体、激励器以及覆盖部一体化的阻尼件。阻尼件由与覆盖部相比弹性模量低的材料构成。

Description

音响发生器、音响发生装置以及电子设备

技术领域

公开的实施方式涉及音响发生器、音响发生装置以及电子设备。

背景技术

以往已知的是，以压电扬声器为代表的音响发生器能够作为小型而薄型的扬声器使用。所涉及的音响发生器能够作为被装入以便携电话机、薄型电视等为首的电子设备的扬声器而使用。

作为音响发生器，例如，存在具备振动体、设置在该振动体的压电振动元件的音响发生器(例如参照专利文献1)。其为通过压电振动元件使振动体振动并利用振动体的共振现象发生声音的结构。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2004-23436号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

但是，像上述的音响发生器那样，在通过振动体本身的共振发生音压的结构中，可能因音压的频率特性中的共振波峰与波谷(共振波峰间的波谷间)之差造成音压的频率变动。而且，其可能妨碍音质提高。

实施方式的一方式为鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供能够降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差而尽可能地抑制音压的频率变动、从而使音质提高的音响发生器、音响发生装置以及电子设备。

【用于解决课题的手段】

实施方式的一方式所涉及的音响发生器具备：振动体；设置在该振动体上的激励器；将该激励器覆盖的覆盖部；与所述振动体、所述激励器以及所述覆盖部一体化的阻尼件。所述阻尼件由与所述覆盖部相比弹性模量低的材料构成。

而且，实施方式的一方式所涉及的音响发生装置至少具备：上述音响发生器；将该音响发生器收纳的箱体。

此外，实施方式的一方式所涉及的电子设备至少具备：上述音响发生器；与该音响发生器连接的电子电路；将该电子电路以及所述音响发生器收纳的箱体，所述电子设备具有从所述音响发生器发生音响的功能。

【发明效果】

根据实施方式的一方式的音响发生器、音响发生装置以及电子设备，能够降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差而尽可能地抑制音压的频率变动、从而使音质提高。

附图说明

图1A为实施方式所涉及的音响发生器的示意俯视图。

图1B为图1A的A-A’线剖视图。

图2为实施方式所涉及的音响发生装置的框图。

图3为实施方式所涉及的电子设备的框图。

具体实施方式

以下，参照添加附图，详细说明本申请公开的音响发生器、音响发生装置以及电子设备的实施方式。需要说明的是，本发明并不限定于以下说明的实施方式。

图1A为从与振动体10的主面垂直的方向观察实施方式所涉及的音响发生器1的示意俯视图，图1B为图1A的A-A’线剖视图。需要说明的是，为了便于说明，图1A以及图1B中图示了包含以铅直向上为正方向且以铅直向下为负方向的Z轴在内的三维直角坐标系。而且，在图1B中，为了便于理解，将音响发生器1在上下方向(Z轴方向)夸大变形表示。

如图1A以及图1B所示，实施方式所涉及的音响发生器1具备振动体10、多个压电振动元件20、框体30。所涉及的音响发生器1被称为所谓的压电扬声器，利用振动体10本身的共振现象而发生音压。

需要说明的是，如图1A所示，在本实施方式中，例示了音响发生器1具备2个压电振动元件20的情况，然而压电振动元件20的个数并不限定于此，也可以为1个或3个以上。而且，在本实施方式中，将2个压电振动元件20设置为大致同一形状而进行说明。

振动体10能够使用树脂、金属、纸等各种材料形成。例如，能够由厚度10～200μm的聚乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯等的树脂薄膜构成薄板状的振动体10。由于树脂薄膜为与金属板等相比弹性模量以及机械的Q值低的材料，因此通过由树脂薄膜构成振动体10，能够使振动体10以较大的振幅屈曲振动，使音压的频率特性中的共振波峰的幅度扩大，使高度降低，从而降低共振波峰与波谷之差。需要说明的是，就振动体10的弹性模量(例如杨氏模量)E而言，若采用金属则形成为30～400GPa左右，若采用树脂则形成为0.2～10GPa左右。

压电振动元件20为通过受到电压的施加而振动由此来激励振动体10的激励器，例如双压电晶片型的层叠型压电振动元件。如此，由于激励器为压电振动元件20，因此与使用线圈与磁铁的电磁型的激励器等相比能够设置为薄型，从而能够将音响发生器1设置为薄型。而且，压电振动元件20为以元件本身(以一个元件)屈曲振动的双压电晶片型，因此适合使薄板状的振动体10振动，使振动体10大幅度振动，从而能够发生高音压。

具体而言，如图1B所示，压电振动元件20具备：层叠体21；形成在层叠体21的上表面以及下表面的表面电极层22、23；形成在层叠体21的导出有内部电极层24的端面的侧面的外部电极25、26。而且，在外部电极25、26连接有引导端子27a、27b。

层叠体21例如以交替层叠由陶瓷构成的四层压电体层28a、28b、28c、28d与三层内部电极层24的方式形成。而且，就压电振动元件20而言，将上表面侧以及下表面侧的主面设置为矩形状，压电体层28a、28b与压电体层28c、28d分别在厚度方向(Z轴方向)上交替极化。

因此，在通过引导端子27a、27b对压电振动元件20施加有电压的情况下，例如，以如下的方式变形，即，压电振动元件20的下表面侧换言之振动体10侧的压电体层28c、28d收缩，另一方面，上表面侧的压电体层28a、28b延伸。如此，压电振动元件20的上表面侧的压电体层28a、28b与下表面侧的压电体层28c、28d表示相反的伸缩动作，其结果为，压电振动元件20进行双压电晶片型的屈曲振动，由此能够对振动体10施以恒定的振动而发生声音。

此处，作为构成压电体层28a、28b、28c、28d的材料，能够使用锆钛酸铅(1eadzirconate titanate)、Bi层状化合物、钨青铜构造化合物等非铅系压电体材料等以往使用的压电陶瓷。

而且，优选内部电极层24的材料含有由银和钯构成的金属成分与构成压电体层28a、28b、28c、28d的材料成分。通过使内部电极层24含有构成压电体层28a、28b、28c、28d的陶瓷成分，能够得到降低了因压电体层28a、28b、28c、28d与内部电极层24、24、24的热膨胀差造成的应力的压电振动元件20。

而且，作为与引导端子27a、27b连接的配线，为了实现压电振动元件20的低高度化，而优选使用由树脂薄膜夹着铜或铝等的金属箔的柔性配线。

以这种方式构成的压电振动元件20设置在振动体10上。具体而言压电振动元件20通过由粘接剂形成的接合部40而被接合在振动体10的振动面10a。压电振动元件20与振动体10之间的接合部40的厚度较薄，例如设置在20μm以下。如此，在接合部40的厚度为20μm以下的情况下，能够容易地将层叠体21的振动向振动体10传递。

作为形成接合部40的粘接剂，例如能够使用环氧系树脂、硅树脂、聚酯系树脂等公知的材料，然而并不限定于此。而且，作为粘接剂所使用的树脂的硬化方法，可以使用热硬化、光硬化、嫌气性硬化等任意一种方法。

框体30起到保持振动体10而形成振动的固定端的作用。例如，虽图示省略，但可以采取在内形状为椭圆形的环状的框体30贴附有振动体10的构造、或在内形状为多边形的环状的框体30贴附有振动体10的构造。此外，如图1B所示，内形状也可以均为多边形状，具体而言，例如，也可以为由矩形状的上框构件30a与下框构件30b构成框体30，并将上框构件30a与下框构件30b接合在振动体10的上下的构造。而且，在上框构件30a与下框构件30b之间夹入振动体10的外周部，以赋予有规定的张力T10的状态进行固定。因此，成为具备即使长期使用弯曲等变形也较少的振动体10的音响发生器1。

需要说明的是，将振动体10中的位于与框体30相比靠内侧的部分即振动体10中的不被框体30夹紧而能够自由振动的部分作为振动面10a。因此，振动面10a为框体30的框内的成为多边形状具体而言例如大致矩形状的部分。

构成框体30的上框构件30a以及下框构件30b的厚度以及材质并不受特别的限定，然而，在本实施方式中，基于机械的强度以及耐蚀性优异的理由出发，例如可以使用厚度100～5000μm的玻璃、陶瓷、塑料、不锈钢等材料。

而且，在音响发生器1中，如图1B所示，压电振动元件20以及振动体10的振动面10a被作为树脂的覆盖部50覆盖。具体而言，覆盖部50以将树脂注入框体30的上框构件30a的框内并使其硬化而将压电振动元件20等覆盖的方式构成。需要说明的是，在图1A中，为了便于理解，将覆盖部50透视地表示，而表示被覆盖部50覆盖的压电振动元件20、振动体10的振动面10a。

形成覆盖部50的树脂例如为环氧系树脂、丙烯酸系树脂、硅系树脂、橡胶等，然而这些仅为示例而并非限定于此。而且，覆盖部50的弹性模量(例如杨氏模量)E50以成为低于振动体10的弹性模量E10的值，例如成为0.01～0.5GPa的方式形成。如此，通过由覆盖部50覆盖压电振动元件20，能够产生适度的阻尼效果，从而能够抑制共振现象并且能够将共振波峰与波谷之差抑制为更小，因此优选。此外，也能够保护压电振动元件20不受外部环境的影响。

然而，音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差通过上述的覆盖部50而减小，然而在本实施方式中，还通过将后述的阻尼件60配置在覆盖部50的表面侧而对振动体10赋予由阻尼件60产生的机械的振动损失，来进一步降低共振波峰与波谷之差。

但是，在所涉及的情况下，例如若阻尼件60的弹性模量大于覆盖部50的弹性模量E50，则阻尼件60可能阻碍从振动体10向覆盖部50的表面传递的振动。换言之，可能造成阻尼件60降低振动的振幅而造成音压在频率整个区域降低。

对此，在本实施方式中，通过由比覆盖部50的弹性模量低的材料构成阻尼件60，来维持频率整个区域的音压并且降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差。在后文中说明该阻尼件60。

继续说明图1A以及图1B，覆盖部50被设置为如下的状态，即，随着上述的树脂的硬化，被拉伸至框体30侧而产生张力T50。该覆盖部50的张力T50被设置为小于前述的振动体10的张力T10的值。具体而言，例如振动体10的张力T10为1～100N，覆盖部50的张力T50为0.05～10N。作为上述的张力的测定方法，例如将张力计压抵在测定部位进行测定即可。即，将张力计压抵在音响发生器1的各部(覆盖部50、阻尼件60、振动体10(下表面))，而在各部间存在张力的大小关系即可。

此处，将张力计的探针压抵在振动体10露出的部位来测定振动体10的张力T10。

而且，覆盖部50、阻尼件60也同样通过将张力计压抵在露出的部位而进行测定。此时，在覆盖部50、阻尼件60与振动体10相比张力小的情况下，受到张力大的振动体10的影响，因此在张力计的探针沉入覆盖部50、阻尼件60时测定值暂且表示恒定值，而进一步将探针压入时受到振动体10的影响，使得测定值持续上升至振动体10的张力的值而不能表现恒定的值。对此，通过将张力计的探针沉入覆盖部50、阻尼件60，而以在测定值表现恒定值处的值测定张力。

需要说明的是，在本实施方式所涉及的音响发生器1中，振动体10的振动面10a全部被覆盖部50覆盖，然而无需将全部覆盖。即，就音响发生器1而言，通过覆盖部50覆盖压电振动元件20、设置有该压电振动元件20的振动体10的振动面10a的至少局部并且在覆盖部50作用有张力T50即可。而且，作为覆盖部50所使用的树脂的硬化方法，可以使用热硬化、光硬化、湿气硬化等任意一种方法。

音响发生器1还具备多个阻尼件60。需要说明的是，图1A等中例示了5个阻尼件60，然而阻尼件60并不限定于该个数。

阻尼件60例如被形成为大致长方体形状。但是，图1A等所示的阻尼件60的形状仅为示例而并非限定于大致长方体形状。如图1B所示，阻尼件60通过粘接剂61而被安装在覆盖部50的表面，从而与振动体10、压电振动元件20以及覆盖部50一体化。换言之，覆盖部50配置在振动体10与阻尼件60之间，振动体10、压电振动元件20、覆盖部50以及阻尼件60以成为一体的方式接合。

粘接剂61例如能够使用环氧系树脂、硅树脂、聚酯系树脂等公知的材料，然而并不限定于此。而且，粘接剂61的硬化方法可以使用热硬化、光硬化、湿气硬化等任意一种方法。

例如，如图1A所示，阻尼件60以沿着框体30的短边方向(X轴方向)的方式配置有2个。而且，阻尼件60在压电振动元件20的附近以沿着框体30的长度方向(Y轴方向)的方式配置有2个。此外，阻尼件60以位于2个压电振动元件20之间的方式配置有1个。需要说明的是，图1A等中示出了阻尼件60的配置，然而其仅为一例而并非对配置场所进行限定。

阻尼件60由与覆盖部50相比弹性模量(例如杨氏模量)低的材料构成。例如，阻尼件60能够使用各种弹性体来形成，而由于柔软易变形的材料为佳，因此能够使用聚氨酯橡胶等橡胶材料来形成。特别是，能够适宜使用聚氨酯泡沫等多孔质的橡胶材料。例如，阻尼件60的弹性模量E60以成为低于覆盖部50的弹性模量E50的0.0001～0.05GPa的方式形成(即，E60＜E50)。

此处，就阻尼件60以及覆盖部50的弹性模量而言，将阻尼件60从覆盖部50剥落并且将覆盖部50切割为与阻尼件60同样的尺寸后通过拉伸试验进行测定即可。

而且，在取出的试验片小至不能进行拉伸试验的程度的情况下，例如也可以通过共振法、超音波脉冲法、利用压入硬度试验机的方法等来测定。

此外，在简易地相对比较弹性模量的大小的情况下，通过由原子力显微镜(AFM)测定表面状态也能够进行比较。

如此，通过使用弹性模量低于覆盖部50的阻尼件60，由此与阻尼件60的配置场所对应的振动体10的振动面10a的区域通过覆盖部50来接收基于阻尼件60的振动损失，从而抑制共振现象。

而且，从振动体10传递至覆盖部50的表面的振动难以被阻尼件60阻碍，因此能够维持频率整个区域的音压，并且能够使振动体10的共振频率的音压的波峰形状平稳。由此，能够降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷(共振波峰间的谷间)之差而尽可能抑制音压的频率变动，从而使音质提高。特别是，能够使高音域的音压的频率特性接近平坦，详细地讲，能够降低在容易成为刺耳的声音的高音域的共振波峰，因此能够得到良好的音质，从音响角度考虑也很有利。

而且，如上所述，覆盖部50配置在振动体10与阻尼件60之间。因此，音响发生器1以随着从振动体10远离而排列弹性模量低的材质的方式配置。具体而言，在振动体10之上配置有弹性模量比振动体10小的覆盖部50，在覆盖部50之上配置有弹性模量比覆盖部50小的阻尼件60。由此，振动体10的振动难以被覆盖部50、阻尼件60阻碍，并且能够有效地降低振动体10的共振频率中的音压的波峰，因此能够进一步降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差。

而且，就音响发生器1而言，在覆盖振动体10的覆盖部50之上配置有阻尼件60，因此使得音响阻抗不同的材质重合。因此，能够在覆盖部50与阻尼件60的界面增大共振波峰的衰减，从而能够更有效地降低振动体10的共振频率中的音压的波峰。

而且，阻尼件60被设置为小于覆盖部50的张力T50的张力T60(即，T60＜T50)。具体而言，由于将阻尼件60以载置在覆盖部50的表面的方式安装，因此使得阻尼件60的张力T60成为极小值，例如0N或0N附近的值。

如此，若阻尼件60的张力T60小于覆盖部50的张力T50，则在音响发生器1的振动系统中阻尼件60不作为弹簧，而作为质量发挥作用的效果增大。由此，能够进一步衰减音压的频率特性中的高音侧的共振波峰，从而能够降低共振波峰与波谷之差而尽可能抑制音压的频率变动，从而使音质提高。

如上所述，在音响发生器1中，由于阻尼件60由与覆盖部50相比弹性模量低的材料构成，因此能够降低音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差而尽可能抑制音压的频率变动，从而使音质提高。

而且，如图2所示，能够通过将上述结构的音响发生器1收纳在共鸣箱200中来构成音响发生装置2。共鸣箱200为收纳音响发生器1的箱体，使音响发生器1发出的音响共鸣而从箱体面作为音波而进行放射。所涉及的音响发生装置2除能够作为扬声器单独使用以外，例如，也能够适宜装入各种电子设备3。

如上所述，由于能够使压电扬声器中不利的音压的频率特性中的共振波峰与波谷之差降低，因此本实施方式所涉及的音响发生器1能够适宜装入便携电话机、薄型电视或手写板终端等电子设备3。

需要说明的是，作为能够成为装入音响发生器1的对象的电子设备3，并不限定于前述的便携电话机、薄型电视或手写板终端等，例如，也包含电冰箱、微波炉、吸尘器、洗衣机等那样的以往未重视音质的家电产品。

此处，参照图3简单说明具备上述的音响发生器1的电子设备3。图3为电子设备3的框图。电子设备3具备上述的音响发生器1、与音响发生器1连接的电子电路、收纳音响发生器1以及电子电路的箱体300。

具体而言，如图3所示，电子设备3具备包含控制电路301、信号处理电路302、作为输入装置的无线电路303在内的电子电路、天线304、将它们收纳的箱体300。需要说明的是，图3中图示出基于无线的输入装置，但当然也能够设置为基于通常的电气配线的信号输入。

需要说明的是，此处，省略对于电子设备3具备的其他的电子构件(例如，显示器、麦克风、扬声器等设备、电路)的记述。而且，在图3中，例示了一个音响发生器1，然而也能够设置两个以上的音响发生器1、其他的发射机。

控制电路301通过信号处理电路302来控制包含无线电路303的电子设备3整体。从信号处理电路302输入对音响发生器1的输出信号。而且，控制电路301将向无线电路303输入的信号，通过控制信号处理电路302而生成音声信号S，并对音响发生器1输出。

如此，图3所示的电子设备3将小型而薄型的音响发生器1装入，并且降低共振波峰与波谷之差而尽可能抑制频率变动，不仅在频率低的低音区域而且在高音区域也能够实现音质的提高，即，能够实现整体音质的提高。

需要说明的是，在图3中，作为音响输出设备而例示了直接搭载有音响发生器1的电子设备3，然而作为音响输出设备，例如也可以为搭载有将音响发生器1收纳在箱体中的音响发生装置2的结构。

而且，在上述的实施方式中，将压电振动元件20配置在振动体10的振动面10a的同一面上，然而也可以配置在两面。而且，将压电振动元件20设置为俯视观察呈矩形状的形状，然而也可以为正方形。而且，例示了在振动体10的振动面10a的大致中央配置有压电振动元件20的结构，然而也可以在从振动体10的振动面10a中心偏移的位置配置压电振动元件20。

而且，作为覆盖部50、阻尼件60的弹性模量以杨氏模量为例而进行了说明，然而并不限定于此，也可以为表示刚性模量、体积弹性模量等其他的弹性模量的数值。

而且，将振动体10的振动面10a设置为矩形状，然而其仅为示例而并不限定于此，例如也可以为矩形状以外的多边形状、圆形、椭圆形等其他的形状。即，框体30的形状准确地讲框体30的框内(内缘)的形状可以为例如矩形状以外的多边形状、圆形、椭圆形等其他的形状。

而且，在上述的说明中，例举了由两张框构件30a、30b构成框体30而由所涉及的两张框构件30a、30b夹入并支承振动体10的外周部的情况，然而并不限定于此。例如，也可以由一张框构件来构成框体30，将振动体10的外周部粘接固定在所涉及的框体30而支承振动体10的外周部。

而且，作为压电振动元件20，而例示了所谓的双压电晶片型的层叠型，然而也能够使用单压电晶片型的压电振动元件。

而且，例举激励器为压电振动元件20的情况而进行了说明，然而作为激励器，并不限定于压电振动元件，只要是具有输入电气信号而振动的功能的构件即可。例如，也可以为作为使扬声器振动的激励器而公知的动电型的激励器、静电型的激励器、电磁型的激励器。需要说明的是，动电型的激励器为向配置在永磁体的磁极之间的线圈流送电流而使线圈振动那样的激励器，静电型的激励器为向面对面的两个金属板流送偏压与电气信号而使金属板振动那样的激励器，电磁型的激励器为向线圈流送电气信号而使薄铁板振动那样的激励器。

本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更宽的实施方式并不限定于如上表示并记述的特定的详细情况以及代表性的实施方式。因此，在不脱离添加的权利要求书的范围以及由其等同物定义的统括发明的概念主旨或范围内能够进行各种变更。

【符号说明】

1 音响发生器

2 音响发生装置

3 电子设备

10 振动体

20 压电振动元件

30 框体

40 接合部

50 覆盖部

60 阻尼件

200 共鸣箱(箱体)

300 箱体

301 控制电路

302 信号处理电路

303 无线电路

304 天线

Claims (4)

1.一种音响发生器，其特征在于，具备：

振动体；

与所述振动体的振动面接合的激励器；

将该激励器覆盖且将所述振动体的所述振动面的至少一部分覆盖的覆盖部；

与所述振动体、所述激励器以及所述覆盖部一体化的阻尼件，

所述覆盖部由与所述振动体相比弹性模量低的材料构成，所述阻尼件由与所述覆盖部相比弹性模量低的材料构成，

所述阻尼件安装于所述覆盖部的表面，所述覆盖部配置在所述振动体与所述阻尼件之间。

2.如权利要求1所述的音响发生器，其特征在于，

所述阻尼件与所述覆盖部相比张力小。

3.一种音响发生装置，其特征在于，至少具备：

权利要求1或2所述的音响发生器；

将该音响发生器收纳的箱体。

4.一种电子设备，其特征在于，至少具备：

权利要求1或2所述的音响发生器；

与该音响发生器连接的电子电路；

将该电子电路以及所述音响发生器收纳的箱体，

所述电子设备具有从所述音响发生器发生音响的功能。