(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するドーム状で厚み方向に分極されている圧電体と、前記圧電体の内面に形成された第一の電極と、外面に形成された第二の電極とを有する圧電振動子を備え、前記第一および第二の電極間に外部より信号を加えて音を発生させる圧電スピーカにおいて、
前記圧電振動子に穴が設けられるとともに、
前記圧電振動子の開口部に反射板が備えられたことを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項２】
前記穴は前記圧電振動子の頂部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の圧電スピーカ。
【請求項３】
再生帯域より高い固有振動周波数を有する前記圧電振動子に穴が設けられることによって前記圧電振動子の固有振動周波数が下げられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電スピーカに関し、詳しくは、圧電体を用い、音圧特性を改善したツイータ用圧電スピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来の圧電スピーカの断面図を示す。
【０００３】
図４において、圧電スピーカ４０は、開口を有するドーム状で厚みの均一な圧電体２、圧電体２の内面に形成された第一の電極３、同じく外面に形成された第二の電極４から構成される圧電振動子１で構成されている。圧電体２は厚み方向に分極されている。
【０００４】
このように構成された圧電スピーカ４０において、第一の電極３と第二の電極４の間に外部信号源５から信号を印加すると、それに応じて圧電体２の全面が伸び縮みする。圧電体２の全面が伸び縮みすることによって、ドーム状の圧電体２が全体として呼吸振動し、それによって音が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電スピーカ４０では、ドーム状圧電振動子１の内面から発生する音６a、６bは内側すなわち反対側に放出され、圧電スピーカ４０から放出される音の音圧レベルに貢献していなかった。すなわち外面から発生する音８による音圧しか無く、音圧レベルの向上が必要であった。
【０００６】
図３に、従来の圧電スピーカ４０の音圧周波数特性を示している。ここではφ２０ｍｍのドーム状圧電振動子を使用した場合の特性を示している。音圧レベル、すなわちＳ.Ｐ.Ｌ.（Sound Pressure Level）を縦軸で表し、周波数を横軸で表している。図３にはまた、本発明の圧電スピーカ１０の特性も示しているが、それについては後で詳述する。ここで従来の圧電スピーカの特性は点線で示しており、本発明の圧電スピーカの特性は実線で示している。
【０００７】
圧電スピーカ４０の再生帯域は約１５ｋＨｚないし約１００ｋＨｚである。そして圧電振動子１は再生帯域より高い約１０３ｋＨｚの固有振動周波数を持つ。
【０００８】
なお、図３には再生帯域のうち特に重要な２０ｋＨｚないし５０ｋＨｚの周波数帯域の音圧特性を示している。
【０００９】
図３において、２０ｋＨｚないし５０ｋＨｚの周波数帯域の平均音圧レベルは必ずしも十分ではない。再生帯域全体あるいは特定の周波数帯域の音圧レベルをさらに高くしたい場合がある。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、音圧レベルを向上させることの出来る圧電スピーカを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の圧電スピーカは、開口を有するドーム状で厚み方向に分極されている圧電体と、前記圧電体の内面に形成された第一の電極と、外面に形成された第二の電極とを有する圧電振動子を備え、前記圧電振動子に穴が設けられるとともに、前記圧電振動子の開口部に反射板が備えられたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電スピーカは、前記穴は前記圧電振動子の頂部近傍に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の圧電スピーカは、再生帯域より高い固有振動周波数を有する前記圧電振動子に穴が設けられることによって前記圧電振動子の固有振動周波数が下げられたことを特徴とする。
【００１４】
このように構成することにより、本発明の圧電スピーカにおいては、音圧レベルを向上させることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１および図２に、本発明の圧電スピーカの一実施例の斜視図および断面図を示す。
【００１６】
図１および図２において、圧電スピーカ１０は開口を有するドーム状で厚みの均一な圧電体２２、圧電体２２の内面に形成された第一の電極２３、同じく外面に形成された第二の電極２４から構成され、その頂部に丸穴１８が設けられている圧電振動子１１と、前記圧電振動子１１の開口部ほぼ全面を塞ぐように設けられている金属製の反射板１９で構成されている。圧電体２２は厚み方向に分極されている。
【００１７】
なお、ここでいう頂部とはドーム状の圧電振動子１１の開口部を下にしたときに頂点に位置する部分のことである。
【００１８】
このように構成された圧電スピーカ１０において、第一の電極２３と第二の電極２４の間に外部信号源５から信号を印加すると、それに応じて圧電体２２の第一の電極２３と第二の電極２４が対向する部分が伸び縮みし、ドーム状の圧電体２２が全体として呼吸振動し、それによって音が発生する。
【００１９】
本発明の圧電スピーカ１０では、ドーム状圧電振動子１１の外面から発生する音２８に加えて、内面から発生する音２６a、２６bを金属製の反射板１９で反射させ、ドーム状圧電振動子１１の頂部の丸穴１８を通して、音２７として取出すことが出来る為、再生帯域の音圧レベルは向上する。
【００２０】
また、約１５ｋＨｚないし約１００ｋＨｚの再生帯域より高い固有振動周波数を持った圧電振動子に穴を設けることにより、固有振動周波数を下げることが出来る。実施例では、約１０３ｋＨｚの固有振動周波数を持つφ２０ｍｍのドーム状圧電振動子の頂部にφ３ｍｍの穴を設けた場合、固有振動周波数は約８０ｋＨｚに下がり、この時約４０ｋＨｚの派生振動周波数が発生する為、再生帯域での音圧レベルは約８０ｋＨと約４０ｋＨｚの周波数で向上する。
【００２１】
図３に、本発明の圧電スピーカ１０の音圧周波数特性を示している。
【００２２】
図３にはまた、既に発明が解決しようとする課題で説明したように、従来の圧電スピーカ４０の特性も示している。なお繰り返しになるが本発明の圧電スピーカの特性は実線で示しており、従来の圧電スピーカの特性は点線で示している。また、図３には再生帯域のうち特に重要な２０ｋＨｚないし５０ｋＨｚの周波数帯域の音圧特性を示している。
【００２３】
図３より解るように本発明の圧電スピーカ１０の場合、周波数４０ｋＨｚにおいて音圧レベルは従来の圧電スピーカ４０の８４ｄＢから１０４ｄＢへと大幅に向上する。また、２０ｋＨｚないし５０ｋＨｚの周波数帯域の平均音圧レベルにおいても４ｄＢ向上する。
【００２４】
なお、ここで言うドーム状とは、垂直断面が略楕円弧、または略円弧を持ち、水平断面が略楕円、または略円を持つ丸屋根状の形状を表し、半球や部分球を含む。また部分的に曲率が変わっていても構わない。さらには厚みが一定でなくても構わないものである。
【００２５】
さらに、図３の音圧周波数特性は、φ２０ｍｍのドーム状圧電振動子の頂部にφ３ｍｍの穴を設けた場合を示しているが、これは一つの実施例であって、ドーム状圧電振動子と穴の大きさ、穴の数、穴の位置および穴の形状はこれに限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の圧電スピーカでは、頂部に穴が設けられているドーム状圧電振動子と、ドーム状圧電振動子の開口部ほぼ全面を塞ぐように設けられている反射板からなる構成で、外部信号を印加した場合、圧電スピーカは、外面から発生する音に加えて、内面から発生する音を反射板で反射させ、圧電振動子の頂部の穴を通して、音として取出すことが出来る為、再生帯域での音圧レベルを高めることが出来る。
【００２７】
また、再生帯域より高い固有振動周波数を持った圧電振動子に穴を設けることにより、固有振動周波数を下げたり、派生振動周波数を発生させ、それを再生帯域に位置させることが出来る為、特定の再生帯域での音圧レベルを高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電スピーカの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の圧電スピーカの断面図である。
【図３】本発明の圧電スピーカおよび従来の圧電スピーカの音圧周波数特性を示す特性図である。
【図４】従来の圧電スピーカを示す断面図である。
【符号の説明】
１、１１…圧電振動子
２、２２…圧電体
３、２３…第一の電極
４、２４…第二の電極
５…信号源
１０、４０…圧電スピーカ
１８…丸穴
１９…反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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