JP5909169B2 - SOUND GENERATOR, SOUND GENERATOR, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、音響発生器、音響発生装置および電子機器に関する。 Embodiments of the disclosure relate to a sound generator, a sound generation device, and an electronic apparatus.
従来、圧電素子を用いた音響発生器が知られている(たとえば、特許文献1参照)。かかる音響発生器は、振動板に取り付けた圧電素子に電圧を印加して振動させることによって振動板を振動させ、かかる振動の共振を積極的に利用することで音響を出力するものである。 Conventionally, an acoustic generator using a piezoelectric element is known (see, for example, Patent Document 1). Such an acoustic generator is configured to vibrate a diaphragm by applying a voltage to a piezoelectric element attached to the diaphragm to vibrate, and to output sound by actively utilizing resonance of the vibration.
また、かかる音響発生器は、振動板に樹脂フィルムなどの薄膜を用いることができるため、一般的な電磁式スピーカなどに比べて薄型かつ軽量に構成することが可能である。 In addition, since such a sound generator can use a thin film such as a resin film for the diaphragm, it can be made thinner and lighter than a general electromagnetic speaker.
なお、振動板に薄膜を用いる場合、薄膜は、優れた音響変換効率を得られるように、たとえば一対の枠部材によって厚み方向から挟持されることによって均一に張力をかけられた状態で支持されることが求められる。 In addition, when using a thin film for a diaphragm, the thin film is supported in a state in which a uniform tension is applied, for example, by being sandwiched from a thickness direction by a pair of frame members so as to obtain excellent acoustic conversion efficiency. Is required.
しかしながら、上記した従来の音響発生器は、均一に張力がかけられた振動板の共振を積極的に利用するが故に、音圧の周波数特性においてピーク(周囲よりも音圧が高い部分)およびディップ(周囲よりも音圧が低い部分)が生じやすく、良質な音質を得にくいという問題があった。 However, the conventional acoustic generator described above actively uses the resonance of the diaphragm that is uniformly tensioned, and therefore, in the frequency characteristics of the sound pressure, the peak (the portion where the sound pressure is higher than the surroundings) and the dip There is a problem that high quality sound quality is difficult to obtain due to the fact that the sound pressure is lower than the surrounding area.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる音響発生器、音響発生装置および電子機器を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an acoustic generator, an acoustic generator, and an electronic apparatus that can obtain a favorable frequency characteristic of sound pressure.
実施形態の一態様に係る音響発生器は、励振器と、扁平な振動体と、枠体と、樹脂材とを備える。前記励振器は、電気信号が入力されて振動する。前記振動体は、前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する。また、前記振動体は、前記枠体の枠内に支持される。前記樹脂材は、前記振動体の少なくとも一部を露出させつつ、該振動体および前記励振器と一体となるように設けられる。また、前記樹脂材は、前記励振器を覆うように前記枠体の枠内へ層状に充填されるとともに、前記振動体の少なくとも一部を露出させる開気孔を有して設けられる。 An acoustic generator according to an aspect of an embodiment includes an exciter, a flat vibrating body, a frame body, and a resin material. The exciter vibrates upon receiving an electrical signal. The vibrator is attached with the exciter, and vibrates with the exciter due to vibration of the exciter. The vibrating body is supported in a frame of the frame body. The resin material is provided so as to be integrated with the vibrator and the exciter while exposing at least a part of the vibrator. In addition, the resin material is provided in layers in the frame of the frame so as to cover the exciter, and is provided with open pores that expose at least a part of the vibrator.
実施形態の一態様によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。 According to one aspect of the embodiment, a favorable sound pressure frequency characteristic can be obtained.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a sound generator, a sound generator, and an electronic device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
まず、実施形態に係る音響発生器1の説明に先立って、基本的な音響発生器1’の概略構成について、図1Aおよび図1Bを用いて説明する。図1Aは、音響発生器1’の概略構成を示す模式的な平面図であり、図1Bは、図1AのA−A’線断面図である。 First, prior to the description of the sound generator 1 according to the embodiment, a schematic configuration of a basic sound generator 1 ′ will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A is a schematic plan view showing a schematic configuration of the acoustic generator 1 ′, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1A.
なお、説明を分かりやすくするために、図1Aおよび図1Bには、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。 For ease of explanation, FIGS. 1A and 1B illustrate a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z-axis having a vertically upward direction as a positive direction and a vertically downward direction as a negative direction. Such an orthogonal coordinate system may also be shown in other drawings used in the following description.
また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した一部とその他とは同様の構成であるものとする。 Moreover, below, about the component comprised by two or more, a code | symbol may be attached | subjected only to one part among several, and provision of a code | symbol may be abbreviate | omitted about others. In such a case, it is assumed that a part with the reference numeral and the other have the same configuration.
また、図1Aにおいては、樹脂材7(後述)の図示を省略している。また、説明を分かりやすくするために、図1Bは、音響発生器1’を厚み方向(Z軸方向)に大きく誇張して示している。 Moreover, in FIG. 1A, illustration of the resin material 7 (described later) is omitted. For easy understanding, FIG. 1B greatly exaggerates the sound generator 1 ′ in the thickness direction (Z-axis direction).
図1Aに示すように、音響発生器1’は、枠体2と、振動板3と、圧電素子5とを備える。なお、図1Aに示すように、以下の説明では、圧電素子5が1個である場合を例示するが、圧電素子5の個数を限定するものではない。
As shown in FIG. 1A, the sound generator 1 ′ includes a
枠体2は、矩形の枠状で同一形状を有する2枚の枠部材によって構成されており、振動板3の周縁部を挟み込んで振動板3を支持する支持体として機能する。振動板3は、板状やフィルム状の形状を有しており、その周縁部が枠体2に挟み込まれて固定され、枠体2の枠内において均一に張力をかけられた状態で扁平に支持される。
The
なお、振動板3のうち枠体2の内周よりも内側の部分、すなわち、振動板3のうち枠体2に挟み込まれておらず自由に振動することができる部分を振動体3aとする。すなわち、振動体3aは、枠体2の枠内において略矩形状をなす部分である。
A portion of the
また、振動板3は、樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、厚さ10〜200μm程度のポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムで振動板3を構成することができる。
The
また、枠体2の厚みや材質などについても、特に限定されるものではなく、金属や樹脂など種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ100〜1000μm程度のステンレス製のものなどを枠体2として好適に用いることができる。
Further, the thickness and material of the
なお、図1Aには、その内側の領域の形状が略矩形状である枠体2を示しているが、平行四辺形、台形および正n角形といった多角形であってもよい。本実施形態では、図1Aに示すように、略矩形状であるものとする。
Although FIG. 1A shows the
また、上述の説明では、枠体2を2枚の枠部材によって構成し、かかる2枚の枠部材で振動板3の周縁部を挟み込んで支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、枠体2を1枚の枠部材で構成し、かかる枠体2へ振動板3の周縁部を接着固定して支持することとしてもよい。
Further, in the above description, the case where the
圧電素子5は、振動体3aの表面に貼り付けられるなどして設けられ、電圧の印加を受けて振動することによって振動体3aを励振する励振器である。
The
かかる圧電素子5は、図1Bに示すように、たとえば、4層のセラミックスからなる圧電体層5a、5b、5c、5dと、3層の内部電極層5eが交互に積層された積層体と、かかる積層体の上面および下面に形成された表面電極層5f、5gと、内部電極層5eが露出した側面に形成された外部電極5h、5jとを備える。また、外部電極5h、5jには、リード端子6a、6bが接続される。
As shown in FIG. 1B, the
なお、圧電素子5は板状であり、上面側および下面側の主面が長方形状または正方形状といった多角形をなしている。また、圧電体層5a、5b、5c、5dは、図1Bに矢印で示すように分極されている。すなわち、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが厚み方向(図のZ軸方向)における一方側と他方側とで逆転するように分極されている。
The
そして、リード端子6a、6bを介して圧電素子5に電圧が印加されると、たとえば、ある瞬間において、振動体3aに接着された側の圧電体層5c、5dは縮み、圧電素子5の上面側の圧電体層5a、5bは延びるように変形する。よって、圧電素子5に交流信号を与えることにより、圧電素子5が屈曲振動し、振動体3aに屈曲振動を与えることができる。
When a voltage is applied to the
また、圧電素子5は、その主面が、振動体3aの主面と、エポキシ系樹脂等の接着剤により接合されている。
In addition, the main surface of the
なお、圧電体層5a、5b、5cおよび5dを構成する材料には、PZT(lead zirconate titanate)、Bi層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等、従来から用いられている圧電セラミックスを用いることができる。
The materials constituting the
また、内部電極層5eの材料としては、種々の金属材料を用いることができる。たとえば、銀とパラジウムとからなる金属成分と、圧電体層5a、5b、5c、5dを構成するセラミック成分とを含有した場合、圧電体層5a、5b、5c、5dと内部電極層5eとの熱膨張差による応力を低減することができるので、積層不良のない圧電素子5を得ることができる。
Various metal materials can be used as the material of the
また、リード端子6a、6bは、種々の金属材料を用いて形成することができる。たとえば、銅またはアルミニウムなどの金属箔を樹脂フィルムで挟んだフレキシブル配線を用いてリード端子6a、6bを構成すると、圧電素子5の低背化を図ることができる。
The
また、図1Bに示すように、音響発生器1’は、枠体2の枠内に圧電素子5および振動体3aの表面を覆うように充填されて層状に形成された樹脂材7をさらに備える。
Further, as shown in FIG. 1B, the sound generator 1 ′ further includes a
樹脂材7には、たとえば、アクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂などを用いることができる。そして、樹脂材7は、充填され、硬化することによって振動体3aおよび圧電素子5と一体化し、かかる振動体3aおよび圧電素子5とともに1個の複合振動体を構成することとなる。
For the
なお、樹脂材7に圧電素子5を完全に埋設することによって適度なダンピング効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑えられるという効果を得ることができる。
In addition, since the moderate damping effect can be induced by completely embedding the
また、図1Bでは、圧電素子5として、バイモルフ型の積層型圧電素子を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、伸縮する圧電素子5を振動体3aに貼り付けたユニモルフ型であっても構わない。
In FIG. 1B, the
ところで、図1Bには、枠体2の枠内において均一に張力をかけられた状態で扁平に支持された振動体3aと、かかる振動体3aの表面に設けられた圧電素子5と、これらに一体化され、その表面を扁平に枠体2の高さですり切って形成された樹脂材7とを示した。
Incidentally, FIG. 1B shows a vibrating
すなわち、振動体3a、圧電素子5および樹脂材7によって構成される複合振動体は、全体として整形された、いわば対称性を有した形状をしているといえる。このような場合、圧電素子5の振動に誘導された共振に起因するピークやディップ、あるいは歪みが生じるために、特定の周波数において音圧が急激に変化し、音圧の周波数特性が平坦化しづらい。
That is, it can be said that the composite vibration body constituted by the
かかる点を、具体的に図2を用いて説明する。図2は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。既に述べたように、振動体3a、圧電素子5および樹脂材7によって構成される複合振動体が、整形され、全体として対称性を有した形状である場合、たとえば、振動体3aや樹脂材7のそれぞれのヤング率は全体的に揃ってしまう。
This point will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of sound pressure. As already described, when the composite vibrating body constituted by the vibrating
しかしながら、このような場合、振動体3aの共振によって特定の周波数にピークが集中して縮退するため、図2に示すように、周波数領域全体にわたって急峻なピークやディップが散在して生じやすい。
However, in such a case, since the peak concentrates on a specific frequency due to resonance of the vibrating
一例として、図2において破線の閉曲線PDで囲んで示した部分に着目する。このようなピークPが生じる場合、周波数によって音圧にばらつきが生じることとなるため、良好な音質を得にくくなる。 As an example, attention is paid to a portion surrounded by a broken closed curve PD in FIG. When such a peak P occurs, the sound pressure varies depending on the frequency, making it difficult to obtain good sound quality.
こうした場合、図2に示すように、ピークPの高さを下げ(図中の矢印201参照)、かつ、ピーク幅を広げ(図中の矢印202参照)、ピークPやディップ(図示略)を小さくするような方策をとることが有効である。
In such a case, as shown in FIG. 2, the height of the peak P is lowered (see the
そこで、本実施形態では、振動体3aの少なくとも一部をあえて露出させるように樹脂材7を設けることとした。言い換えるなら、平面視した場合に振動体3aの表面と樹脂材7の表面とが混在するように樹脂材7を設けることとした。
Therefore, in this embodiment, the
すなわち、ヤング率の異なる部分を混在させ、上述の複合振動体の対称性を低下させることによって、共振周波数が部分的に揃わなくなるようにした。そして、これにより、共振モードの縮退を解いて分散させ、ピークPの高さを下げるとともに、ピーク幅を広げることとした。 That is, by mixing portions having different Young's moduli and reducing the symmetry of the above-described composite vibration body, the resonance frequencies are not partially aligned. As a result, the resonance mode degeneracy is solved and dispersed, the height of the peak P is lowered, and the peak width is widened.
以下、実施形態に係る音響発生器1について、具体的に図3A〜図5を用いて順次説明する。なお、以下の説明で用いる図3A〜図5の各図においては、樹脂材7の符号「7」に対して「7a」や「7b」のように小文字のアルファベットを付与し、複数個の樹脂材7それぞれを個別に指し示す場合がある。
Hereinafter, the sound generator 1 according to the embodiment will be specifically described sequentially with reference to FIGS. 3A to 5. 3A to 5 used in the following description, lowercase alphabets such as “7a” and “7b” are assigned to the reference numeral “7” of the
図3Aは、実施形態に係る音響発生器1の構成を示す模式的な断面図である。なお、図3Aは、図1AのA−A’線で切った模式的な断面図であるものとする。また、図3Bは、実施形態に係る音響発生器1の構成を示す模式的な平面図である。 FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the sound generator 1 according to the embodiment. 3A is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1A. FIG. 3B is a schematic plan view showing the configuration of the sound generator 1 according to the embodiment.
図3Aに示すように、実施形態に係る音響発生器1は、振動体3aの少なくとも一部をあえて露出させるように樹脂材7を設けている。たとえば、図3Aには、圧電素子5の全体を覆うように設けられた樹脂材7aと、かかる樹脂材7aとは別個に設けられた樹脂材7bおよび樹脂材7cとを示している。
As shown in FIG. 3A, the sound generator 1 according to the embodiment is provided with the
なお、樹脂材7aの厚みh1、樹脂材7bの厚みh2および樹脂材7cの厚みh3は、h1>h2>h3の関係にあるものとする。また、図3Aに示すように、樹脂材7aおよび7cの断面形状は略小山状であり、樹脂材7bの断面形状は角部にRの付いた略矩形状であるものとする。
It is assumed that the thickness h1 of the
また、図3Bに示すように、たとえば、音響発生器1は、さらに樹脂材7dを備えている。すなわち、樹脂材7は、樹脂材7a〜7dのように振動体3aの表面に複数個散在させて設けられている。なお、図3Bに示すように、樹脂材7a、7cおよび7dの平面形状は略楕円状であり、樹脂材7bの平面形状は角部にRの付いた略矩形状であるものとする。
Moreover, as shown in FIG. 3B, for example, the sound generator 1 further includes a
そして、まず、樹脂材7は、樹脂材7aのように振動源である圧電素子5の全体を覆うように設けられることによって、圧電素子5の周囲の共振周波数を低周波側へシフトさせ、ピークPを圧電素子5に近づくほどなだらかにすることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
First, the
また、樹脂材7は、樹脂材7a〜7dのように複数個散在させて設けられることによって、樹脂材7a〜7dが存在する部位では共振周波数を低周波側へシフトさせ、共振点の音圧のピークPをばらつかせることができる。すなわち、音圧の周波数特性を平坦化させることができるので、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
Further, the
なお、かかる樹脂材7を複数個散在させる点は、たとえば、図3Bに示すように、複合振動体の対称性を低下させるような非対称なランダムな配置で散在させることが好ましい。これにより、複合振動体の対称性を低下させ、共振周波数を部分的に揃わなくなるようにすることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
Note that it is preferable that the plurality of
また、樹脂材7は、樹脂材7a〜7dのように、厚みまたはその平面形状が不均一であることが好ましい。これにより、やはり複合振動体の対称性を低下させるとともに、樹脂材7a〜7dの存在する部位ごとにシフトする周波数を異ならせることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
Moreover, it is preferable that the
なお、かかる厚みまたはその平面形状が不均一である点は、樹脂材7の少なくとも1つが、他の樹脂材7と異なることで足りる。
Note that the thickness or the planar shape is not uniform because at least one of the
また、樹脂材7の形成手法は、特に限定されるものではない。たとえば、図示略のノズルから樹脂材7の形成材料を振動体3aおよび圧電素子5へ向けて吐出することによって設けることとしてもよい。
Moreover, the formation method of the
また、スクリーン印刷の手法によって樹脂材7を設けることとしてもよい。かかるスクリーン印刷の手法による場合、音響発生器1の量産化におけるコスト減に資することができるという効果をあわせて得ることができる。
The
ところで、樹脂材7は、平面視した場合の枠体2と振動体3aとの境界に沿って設けられてもよい。かかる場合について、次に図4A〜図4Cを用いて説明する。図4Aは、樹脂材7のその他の配設例を示す模式的な平面図(その1)であり、図4Bは、図4Aに示すC−C’線略断面図である。また、図4Cは、樹脂材7のその他の配設例を示す模式的な平面図(その2)である。
By the way, the
図4Aに示すように、樹脂材7は、平面視した場合の枠体2と振動体3aとの境界に沿って点在するように設けられてもよい。かかる場合、樹脂材7eのように枠体2から離して設けられてもよいし、樹脂材7fのように枠体2の内壁に接触させて設けられてもよい(図4B参照)。
As shown in FIG. 4A, the
このように、平面視した場合の枠体2と振動体3aとの境界に沿って樹脂材7を設けることによって、いわば振動の節となる枠体2の周辺での振動の伝播を押さえ込むことができるため、圧電素子5からの振動の入射速度と反射速度とにずれを生じさせることができる。
Thus, by providing the
すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができるので、良好な周波数特性を得ることができる。 That is, since the sound pressure peak P at the resonance point can be varied and the frequency characteristic of the sound pressure can be flattened, a favorable frequency characteristic can be obtained.
また、このように、枠体2と振動体3aとの境界に沿って点在するように設けられる場合、たとえば、図4Aの樹脂材7eに示すように、互いに正対しない位置へ設けられることが好ましい(図4AのB線およびB’線)。
In addition, when provided so as to be scattered along the boundary between the
これにより、複合振動体の対称性を低下させることができるので、共振周波数を部分的に揃わなくさせ、共振点の音圧のピークPをばらつかせることができる。すなわち、音圧の周波数特性を平坦化させ、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。 Thereby, since the symmetry of the composite vibrator can be reduced, the resonance frequencies can be partially unbalanced, and the sound pressure peak P at the resonance point can be varied. That is, it is possible to flatten the frequency characteristic of sound pressure and obtain a good frequency characteristic of sound pressure.
また、樹脂材7を枠体2と振動体3aとの境界に沿って設ける場合、図4Aに示したように、点在させる場合に限られない。たとえば、図4Cに樹脂材7gとして示すように、枠体2と振動体3aとの接ぎ目を連続してシールするように設けてもよい。
Moreover, when providing the
ところで、これまでは主に、樹脂材7を分散させていわばアイランド状に配設する場合を例に挙げて説明してきたが、平面視した場合に連続した領域として樹脂材7を形成したうえで、かかる樹脂材7へ開気孔を設けることで振動体3aの一部を露出させてもよい。
By the way, the case where the
かかる場合について、図5を用いて説明する。図5は、樹脂材7のその他の配設例を示す模式的な平面図(その3)である。
Such a case will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic plan view (No. 3) showing another example of arrangement of the
図5に示すように、樹脂材7は、枠体2の枠内へ充填された層状の連続した領域として形成されたうえで、ボイドV1〜V5のように、振動体3aの少なくとも一部を露出させる開気孔を有して設けられてもよい。
As shown in FIG. 5, the
また、開気孔は、ボイドV1〜V5のように、複合振動体の対称性を低下させるような非対称なランダムな配置で散在させることが好ましい。また、各開気孔における振動体3aの露出面積(すなわち、開気孔の大きさ)は、不均一であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the open pores are scattered in an asymmetric random arrangement that lowers the symmetry of the composite vibration body, such as the voids V1 to V5. Moreover, it is preferable that the exposed area of the vibrating
なお、図5には、平面視した場合に、同一形状ではあるがそれぞれ大きさの異なるボイドV1〜V3と、ボイドV2に略同一ではあるが向きの異なるボイドV4と、明らかに形状の異なるボイドV5とを例示している。 FIG. 5 shows voids V1 to V3 that have the same shape but different sizes, and voids V4 that are substantially the same as the void V2 but have different directions, and voids that have clearly different shapes when viewed in plan. V5 is illustrated.
そして、まず、樹脂材7を連続した領域として形成することによって、枠体2の周辺と圧電素子5とを樹脂が連続して覆うこととなり、異常共振や高調波の抑制に資することができる。したがって、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。
First, by forming the
また、ボイドV1〜V5のように、開気孔を複合振動体の対称性を低下させるようなランダムな配置とすることによって、共振周波数を部分的に揃わなくなるようにすることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。 Further, by arranging the open pores at random so as to reduce the symmetry of the composite vibrator, such as the voids V1 to V5, the resonance frequencies can be partially not aligned. That is, the sound pressure peak P at the resonance point can be varied, and the frequency characteristic of the sound pressure can be flattened.
また、各開気孔における振動体3aの露出面積を不均一とすることによって、やはり複合振動体の対称性を低下させるとともに、樹脂材7の存在しない部位ごとにシフトする周波数を異ならせることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。したがって、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。
Further, by making the exposed area of the vibrating
また、平面視した場合の開気孔の向きや形状を不均一とすることによっても、やはり複合振動体の対称性を低下させ、共振周波数を部分的に揃わなくなるようにすることができる。すなわち、共振点の音圧のピークPをばらつかせ、音圧の周波数特性を平坦化させることができる。 Also, by making the orientation and shape of the open pores in a plan view non-uniform, the symmetry of the composite vibrator can also be lowered and the resonance frequencies can be partially not aligned. That is, the sound pressure peak P at the resonance point can be varied, and the frequency characteristic of the sound pressure can be flattened.
なお、開気孔の大きさやその向き、あるいは形状が不均一である点は、開気孔の少なくとも1つが、他の開気孔と異なることで足りる。 Note that the size, direction, and shape of the open pores are not uniform because at least one of the open pores is different from other open pores.
次に、これまで説明してきた実施形態に係る音響発生器1を搭載した音響発生装置および電子機器について、図6Aおよび図6Bを用いて説明する。図6Aは、実施形態に係る音響発生装置20の構成を示す図であり、図6Bは、実施形態に係る電子機器50の構成を示す図である。なお、両図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
Next, a sound generation device and an electronic apparatus equipped with the sound generator 1 according to the embodiment described so far will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of the
音響発生装置20は、いわゆるスピーカのような発音装置であり、図6Aに示すように、たとえば、音響発生器1と、音響発生器1を収容する筐体30を備える。筐体30は、音響発生器1の発する音響を内部で共鳴させるとともに、筐体30に形成された図示せぬ開口から音響を外部へ放射する。このような筐体30を有することにより、たとえば低周波数帯域における音圧を高めることができる。
The
また、音響発生器1は、種々の電子機器50に搭載することができる。たとえば、次に示す図6Bでは、電子機器50が、携帯電話やタブレット端末のような携帯端末装置であるものとする。
The sound generator 1 can be mounted on various
図6Bに示すように、電子機器50は、電子回路60を備える。電子回路60は、たとえば、コントローラ50aと、送受信部50bと、キー入力部50cと、マイク入力部50dとから構成される。電子回路60は、音響発生器1に接続されており、音響発生器1へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器1は電子回路60から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。
As shown in FIG. 6B, the
また、電子機器50は、表示部50eと、アンテナ50fと、音響発生器1とを備える。また、電子機器50は、これら各デバイスを収容する筐体40を備える。
The
なお、図6Bでは、1つの筐体40にコントローラ50aをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路60と音響発生器1とが、1つの筐体40に収容されていればよい。
6B shows a state in which each device including the
コントローラ50aは、電子機器50の制御部である。送受信部50bは、コントローラ50aの制御に基づき、アンテナ50fを介してデータの送受信などを行う。
The
キー入力部50cは、電子機器50の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部50dは、同じく電子機器50の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。
The
表示部50eは、電子機器50の表示出力デバイスであり、コントローラ50aの制御に基づき、表示情報の出力を行う。
The
そして、音響発生器1は、電子機器50における音響出力デバイスとして動作する。なお、音響発生器1は、電子回路60のコントローラ50aに接続されており、コントローラ50aによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。
The sound generator 1 operates as a sound output device in the
ところで、図6Bでは、電子機器50が携帯用端末装置であるものとして説明を行ったが、電子機器50の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、「話す」といった音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。
In FIG. 6B, the
上述してきたように、実施形態に係る音響発生器は、励振器(圧電素子)と、扁平な振動体と、樹脂材とを備える。上記励振器は、電気信号が入力されて振動する。上記振動体は、上記励振器が取り付けられており、かかる励振器の振動によってこの励振器とともに振動する。上記樹脂材は、上記振動体の少なくとも一部を露出させつつ、かかる振動体および上記励振器と一体となるように設けられる。 As described above, the sound generator according to the embodiment includes an exciter (piezoelectric element), a flat vibrating body, and a resin material. The exciter vibrates when an electric signal is input thereto. The vibrator is provided with the exciter, and vibrates with the exciter by the vibration of the exciter. The resin material is provided so as to be integrated with the vibrator and the exciter while exposing at least a part of the vibrator.
したがって、実施形態に係る音響発生器によれば、良好な音圧の周波数特性を得ることができる。 Therefore, according to the sound generator according to the embodiment, it is possible to obtain a favorable frequency characteristic of sound pressure.
なお、上述した実施形態では、振動体の一方の主面に圧電素子を設けた場合を主に例示して説明を行ったが、これに限られるものではなく、振動体の両面に圧電素子が設けられてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the piezoelectric element is provided on one main surface of the vibrating body is mainly described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the piezoelectric element is provided on both surfaces of the vibrating body. It may be provided.
また、上述した実施形態では、枠体の内側の領域の形状が略矩形状である場合を例に挙げ、多角形であればよいこととしたが、これに限られるものではなく、円形や楕円形であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the shape of the inner region of the frame is a substantially rectangular shape is taken as an example, and it may be a polygon, but is not limited thereto, and is not limited to a circle or an ellipse. It may be a shape.
また、上述した実施形態では、樹脂フィルムなどの薄膜で振動板を構成する場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、板状の部材で構成することとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the diaphragm is configured by a thin film such as a resin film has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and may be configured by a plate-like member, for example.
また、上述した実施形態では、振動体を支持する支持体が枠体であり、振動体の周縁を支持する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、振動体の長手方向あるいは短手方向の両端のみを支持することとしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the support body that supports the vibrating body is a frame body and the periphery of the vibrating body is supported is described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, it is good also as supporting only the both ends of the longitudinal direction or a transversal direction of a vibrating body.
また、上述した実施形態では、励振器が圧電素子である場合を例に挙げて説明したが、励振器としては、圧電素子に限定されるものではなく、電気信号が入力されて振動する機能を有しているものであればよい。 In the above-described embodiment, the case where the exciter is a piezoelectric element has been described as an example. However, the exciter is not limited to the piezoelectric element, and has a function of vibrating when an electric signal is input. What is necessary is just to have.
たとえば、スピーカを振動させる励振器としてよく知られた、動電型の励振器や、静電型の励振器や、電磁型の励振器であっても構わない。 For example, an electrodynamic exciter, an electrostatic exciter, or an electromagnetic exciter well known as an exciter for vibrating a speaker may be used.
なお、動電型の励振器は、永久磁石の磁極の間に配置されたコイルに電流を流してコイルを振動させるようなものであり、静電型の励振器は、向き合わせた2つの金属板にバイアスと電気信号とを流して金属板を振動させるようなものであり、電磁型の励振器は、電気信号をコイルに流して薄い鉄板を振動させるようなものである。 The electrodynamic exciter is such that an electric current is passed through a coil disposed between the magnetic poles of a permanent magnet to vibrate the coil. A bias and an electric signal are passed through the plate to vibrate the metal plate, and an electromagnetic exciter is an electric signal that is passed through the coil to vibrate a thin iron plate.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1、1’ 音響発生器
2 枠体
3 振動板
3a 振動体
5 圧電素子
5a、5b、5c、5d 圧電体層
5e 内部電極層
5f、5g 表面電極層
5h、5j 外部電極
6a、6b リード端子
7、7a〜7g 樹脂材
20 音響発生装置
30、40 筐体
50 電子機器
50a コントローラ
50b 送受信部
50c キー入力部
50d マイク入力部
50e 表示部
50f アンテナ
60 電子回路
P ピーク
V1〜V5 ボイド(開気孔)
h1、h2、h3 厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 '
h1, h2, h3 thickness
Claims (6)
前記励振器が取り付けられており、該励振器の振動によって該励振器とともに振動する扁平な振動体と、
該振動体を支持する枠体と、
前記振動体の少なくとも一部を露出させつつ、該振動体および前記励振器と一体となるように設けられる樹脂材と
を備え、
前記振動体は、前記枠体の枠内に支持されており、
前記樹脂材は、前記励振器を覆うように前記枠体の枠内へ層状に充填されるとともに、前記振動体の少なくとも一部を露出させる開気孔を有して設けられることを特徴とする音響発生器。 An exciter that vibrates upon receipt of an electrical signal;
A flat vibrator that is attached to the exciter and vibrates with the exciter by vibration of the exciter;
A frame for supporting the vibrating body;
While exposing at least a portion of said vibrating body, and a resin material provided so as to be integrated with vibrating body and the exciter,
The vibrating body is supported in a frame of the frame,
The resin material, while being filled in layers to said to cover the exciter frame in the frame, characterized Rukoto provided having open pores for exposing at least a portion of the vibrating member Sound generator.
を特徴とする請求項1に記載の音響発生器。 The acoustic generator according to claim 1 , wherein an exposed area of the vibrating body in at least one of the open pores is different from an exposed area of the vibrating body in the other open pores.
を特徴とする請求項1または2に記載の音響発生器。 The vibrating body, sound generator according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a resin film.
を特徴とする請求項1、2または3に記載の音響発生器。 The acoustic generator according to claim 1 , wherein the exciter is a bimorph type stacked piezoelectric element.
該音響発生器を収容する筐体と
を備えることを特徴とする音響発生装置。 The sound generator according to any one of claims 1 to 4 ,
A sound generation device comprising: a housing that houses the sound generator.
該音響発生器に接続された電子回路と、
該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体と
を備え、
前記音響発生器から音響を発生させる機能を有すること
を特徴とする電子機器。 The sound generator according to any one of claims 1 to 4 ,
An electronic circuit connected to the acoustic generator;
A housing for housing the electronic circuit and the acoustic generator;
An electronic device having a function of generating sound from the sound generator.
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