(57)【要約】  良好な音圧の周波数特性を得ることを課題とする。かかる課題を解決するために、実施形態に係る音響発生器（１）は、圧電素子（励振器）（５）と、扁平な振動体（３ａ）と、樹脂層（７）とを備える。上記圧電素子（５）は、電気信号が入力されて振動する。上記振動体（３ａ）は、上記圧電素子（５）が取り付けられており、かかる圧電素子（５）の振動によってこの圧電素子（５）とともに振動する。樹脂層（７）は、上記圧電素子（５）およびかかる圧電素子（５）が取り付けられた上記振動体（３ａ）の表面を覆うように配置されて、上記振動体（３ａ）および上記圧電素子（５）と一体化される。また、上記樹脂層（７）には、凹凸が設けられている。
2014034250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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、
前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化された樹脂層と
を備え、
前記樹脂層の表面には、凹凸が設けられていること
を特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記凹凸の凸部の少なくとも１つは、
前記樹脂層を平面透視した場合に前記励振器と重なる領域全体を覆うように設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項３】
前記凹凸の凸部は、
前記樹脂層を平面透視した場合に前記励振器と重なる領域に対して複数個分布するように設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記凹凸の凸部は、
前記樹脂層を平面透視した場合の前記励振器の輪郭に沿った部分領域に対して複数個分布するように設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項５】
前記凹凸の凸部は、
前記樹脂層の表面に均一に分布するように複数個設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記振動体を支持する支持体
をさらに備え、
前記凹凸の凸部は、
平面視した場合の前記支持体と前記樹脂層との境界に沿って設けられていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記凹凸の凹部は、
前記樹脂層の表面に開口された開気孔として設けられていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項８】
前記振動体は、バイモルフ型の積層型圧電素子であること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の音響発生器と、
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。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の音響発生器と、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、樹脂層とを備える。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。前記樹脂層は、前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化される。また、前記樹脂層の表面には、凹凸が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、基本的な音響発生器の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図２は、音圧の周波数特性の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施形態に係る音響発生器の構成を示す模式的な断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示すＭ１部の模式的な拡大図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、凸部および凹部の形成領域を示す模式的な平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、凸部および凹部のその他の形成例を示す模式的な断面図（その１）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、凸部および凹部のその他の形成手法を示す模式図（その１）である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、凸部および凹部のその他の形成手法を示す模式図（その２）である。
【図５Ａ】図５Ａは、凸部および凹部のその他の形成例を示す模式的な断面図（その２）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、凸部および凹部のその他の形成例を示す模式的な断面図（その３）である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示す凸部および凹部の分布領域を示す模式的な平面図である。
【図６】図６は、凸部および凹部のその他の形成例を示す模式的な断面図（その４）である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施形態に係る音響発生装置の構成を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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１個にのみ符号を付し、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１個とその他とは同様の構成であるものとする。
【００１５】
また、図１Ａにおいては、樹脂層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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、板状やフィルム状などの扁平な形状を有しており、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
なお、圧電体層５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを構成する材料には、チタン酸ジルコン酸鉛（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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形成された樹脂層７をさらに備える。
【００３２】
樹脂層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、樹脂層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。
【００３３】
なお、樹脂層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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、その表面を平坦に枠体２の高さですり切って形成された樹脂層７とを示した。
【００３６】
すなわち、振動体３ａ、圧電素子５および樹脂層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。
【００３７】
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および樹脂層７によって構成される複合振動体が、全体として厚み方向の対称性を有した形状である場合、たとえば、振動体３ａや樹脂層７のそれぞれのヤング率は全体的に揃ってしまう。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
そこで、本実施形態では、樹脂層７の表面をあえて非平坦にする、言い換えれば、樹脂層７の表面にあえて凹凸を設けることとした。すなわち、上述の複合振動体の厚み方向の対称性を低下させ、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。
【００４２】
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６を用いて順次説明する。まず、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。
【００４３】
なお、図３Ａを含め、以下では、模式的な断面図を示す場合があるが、そのいずれも図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、図３Ａに示すＭ１部の模式的な拡大図である。また、図３Ｃは、凸部および凹部の分布領域を示す模式的な平面図である。
【００４４】
図３Ａに示すように、実施形態に係る音響発生器１は、樹脂層７の表面にあえて凹凸を設けている。かかる凹凸は、たとえば、表面を枠体２の高さ位置ですり切るといった樹脂層７の整形工程を省くことで形成することができる。
【００４５】
ここで、図３Ａに示すように、枠体２の高さ位置から振動体３ａの表面までの距離を高さｈ１と、同じく圧電素子５までの距離を高さｈ２とする。すなわち、高さｈ１＞高さｈ２である。
【００４６】
かかる場合、高さｈ１よりも低くなるように樹脂の原料となる溶液を充填して樹脂層７を整形する際、樹脂層７が硬化する前に、圧電素子５の上部にあたる部位にその他の領域よりも凸となるように樹脂の原料となる溶液を加えることで、樹脂層７の表面には、圧電素子５の上部にあたる部位とあたらない部位とで相対的な凹凸が形成されることとなる。
【００４７】
すなわち、樹脂層７の表面には、圧電素子５の上部にあたる部位に圧電素子５を覆うように凸部が、圧電素子５の周囲にあたる部位に凹部が、それぞれ形成される。
【００４８】
また、図３Ｂに示すように、枠体２と樹脂層７との境界においては、樹脂層７の表面が傾斜し、メニスカスｍが形成されるので、枠体２の内周に沿って相対的な凸部が形成されることとなる。
【００４９】
これら凸部７ａおよび凹部７ｂの形成される形成領域を図３Ｃに示しておく。すなわち、図３Ｃに斜線で塗りつぶした斜線領域として示すように、凸部７ａの少なくとも１つは、樹脂層７を平面透視した場合に圧電素子５と重なる領域全体を覆うように形成される。また、凸部７ａは、樹脂層７を平面視した場合の枠体２との境界に沿った領域に形成される。
【００５０】
また、樹脂層７の図３Ｃの斜線領域以外には、凹部７ｂが形成される。なお、図３Ｃには、説明を分かりやすくするために、凸部７ａおよび凹部７ｂの形成領域を明確に区画して示したが、実際の形成領域の態様を厳密に定義するものではない。
【００５１】
このように、樹脂層７の表面に凹凸を形成することによって、複合振動体の厚み方向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。
【００５２】
また、平面視した場合の、樹脂層７と枠体２との境界に沿って形成される凸部７ａは、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。
【００５３】
ここで、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、樹脂層７と枠体２との境界に凸部７ａが形成されるとともに圧電素子５の上部にあたる部位に圧電素子５を覆うように凸部が形成されることによって、振動体３ａが振動したときに凹部７ｂよりも凸部７ａの方が厚みの影響で振幅が小さくなるために、凸部７ａと凹部７ｂとで振幅の差が生じ、さらに圧電素子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。
【００５４】
したがって、これによっても、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。
【００５５】
また、樹脂層７の表面の整形工程を省くことができるので、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。
【００５６】
また、凸部７ａおよび凹部７ｂは、樹脂層７の表面に均一に分布するように複数個設けられてもよい。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、凸部７ａおよび凹部７ｂのその他の形成例を示す模式的な断面図（その１）である。
【００５７】
また、図４Ｂおよび図４Ｃは、凸部７ａおよび凹部７ｂのその他の形成手法を示す模式図（その１）および（その２）である。
【００５８】
図４Ａに示すように、凸部７ａおよび凹部７ｂは、樹脂層７の表面に均一に分布するように複数個設けられてもよい。かかる場合であっても、振動体３ａの界面と、樹脂層７の表面とで共振点の音圧のピークＰをばらつかせることができるので、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。
【００５９】
また、樹脂層７の表面に複数の凸部７ａおよび凹部７ｂを分布させることによって、樹脂層７の表面積を増加させることができるので、樹脂層７の表面における音の伝播距離と振動体３ａの界面における伝播距離とを異ならせることができる。したがって、共振をなだらかにすることができ、やはり、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。
【００６０】
このような凸部７ａおよび凹部７ｂは、たとえば、図４Ｂに示すような手法で形成することができる。たとえば、図４Ｂに示すように、樹脂層７を枠体２の枠内に充填する際に、並列に設けられた複数のノズル７０から樹脂層７の形成材料を充填すればよい。
【００６１】
かかる場合、並列のノズル７０から吐出された形成材料の吐出痕をあえて残して硬化させることによって、樹脂層７の表面に、図４Ｂの右側に示すような凸部７ａおよび凹部７ｂを得ることができる。ここで、図４Ｂに示す形態の場合、凸部７ａの高さは例えば１μｍ〜１ｍｍで、盛り上がりの起点となる領域が円形の場合の直径は例えば１０μｍ〜２０ｍｍである。
【００６２】
また、図４Ｃに示すように、スクリーン印刷の手法によって凸部７ａおよび凹部７ｂを形成してもよい。すなわち、図４Ｃに示すように、スクリーン印刷のスクリーン版８０が有する網目の痕を樹脂層７の表面にあえて残すことによって、図４Ｃの右側に示すような凸部７ａおよび凹部７ｂを得ることができる。ここで、図４Ｃに示す形態の場合、凸部７ａの高さは例えば１μｍ〜１００μｍ、凸部７ａの幅は例えば５μｍ〜５０μｍであって、凹部７ｂの幅は例えば５μｍ〜５０μｍである。
【００６３】
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。
【００６４】
また、図４Ａ〜図４Ｃに示したような複数の凸部７ａおよび凹部７ｂを、圧電素子５の上部により多く分布するように設けてもよい。かかる場合について、次に図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。
【００６５】
図５Ａおよび図５Ｂは、凸部７ａおよび凹部７ｂのその他の形成例を示す模式的な断面図（その２）および（その３）である。また、図５Ｃは、図５Ｂに示す凸部７ａおよび凹部７ｂの分布領域を示す模式的な平面図である。
【００６６】
図５Ａに示すように、凸部７ａおよび凹部７ｂは、樹脂層７における圧電素子５の上部に、すなわち、樹脂層７を平面透視した場合に圧電素子５と重なる領域に、複数個分布するように設けられてもよい。
【００６７】
これにより、振動源である圧電素子５の振動を凸部７ａによって押さえ込むことができるので、圧電素子５に近づくほど共振点の音圧のピークＰを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。
【００６８】
また、図５Ｂに示すように、凸部７ａおよび凹部７ｂが、圧電素子５の輪郭に沿った部分領域に対して複数個分布するように設けられてもよい。なお、ここに言う圧電素子５の輪郭に沿った部分領域とは、図５Ｃに斜線領域として示す、樹脂層７を平面透視した場合の圧電素子５の輪郭を取り囲む部分（輪郭をまたがる部分）である。
【００６９】
かかる場合、圧電素子５から周囲への振動の伝播を凸部７ａによって押さえ込むことができるので、やはり圧電素子５に近づくほど共振点の音圧のピークＰを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。
【００７０】
次に、図６は、凸部７ａおよび凹部７ｂのその他の形成例を示す模式的な断面図（その４）である。
【００７１】
図６に示すように、凸部７ａおよび凹部７ｂは、樹脂層７の表面に開口された開気孔として凹部７ｂを形成することによって設けられてもよい。かかる場合、凹部７ｂは、たとえばノズル９０から投射材として砂などの研磨材やドライアイスなどを吹き付ける、いわゆるショットブラスト方式などを用いることによって形成することができる。
【００７２】
ここで、凹部７ｂの開口部が円形の場合の直径は例えば１０μｍ〜１０ｍｍであり、深さは１μｍ〜５０μｍである。
【００７３】
このように、凹部７ｂを、樹脂層７の表面に開口された開気孔として設けることによっても、凸部７ａおよび凹部７ｂを形成することができるので、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。
【００７４】
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７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。図７Ａ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７Ｂ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。
【００７５】
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７Ａ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。
【００７６】
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７Ｂ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。
【００７７】
図７Ｂ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。
【００７８】
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。
【００７９】
なお、図７Ｂ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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
ところで、図７Ｂ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。
【００８５】
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、樹脂層とを備える。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。樹脂層は、上記励振器およびかかる励振器が取り付けられた上記振動体の表面を覆うように配置されて、上記振動体および上記励振器と一体化される。また、上記樹脂層には、凹凸が設けられている。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【符号の説明】
【００９５】
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    樹脂層
７ａ  凸部
７ｂ  凹部
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
７０    ノズル
８０    スクリーン版
９０    ノズル
Ｐ    ピーク
ｈ１、ｈ２  高さ
ｍ    メニスカス
【図１Ａ】
2014034250.tif 000003
【図１Ｂ】
2014034250.tif 000004
【図２】
2014034250.tif 000005
【図３Ａ】
2014034250.tif 000006
【図３Ｂ】
2014034250.tif 000007
【図３Ｃ】
2014034250.tif 000008
【図４Ａ】
2014034250.tif 000009
【図４Ｂ】
2014034250.tif 000010
【図４Ｃ】
2014034250.tif 000011
【図５Ａ】
2014034250.tif 000012
【図５Ｂ】
2014034250.tif 000013
【図５Ｃ】
2014034250.tif 000014
【図６】
2014034250.tif 000015
【図７Ａ】
2014034250.tif 000016
【図７Ｂ】
2014034250.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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、
前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化された樹脂層とを備え、
前記樹脂層の表面には凹凸が設けられており、該凹凸の凸部が複数個設けられていることを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記凹凸の凸部の少なくとも１つは、
前記樹脂層を平面透視した場合に前記励振器と重なる領域全体を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項３】
前記凹凸の凸部は、前記樹脂層を平面透視した場合に前記励振器と重なる領域に対して複数個分布するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記凹凸の凸部は、前記樹脂層を平面透視した場合の前記励振器の輪郭に沿った部分領域に対して複数個分布するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項５】
前記凹凸の凸部は、前記樹脂層の表面に均一に分布するように複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記振動体を支持する支持体をさらに備え、前記凹凸の凸部の少なくとも一つは、平面視した場合の前記支持体と前記樹脂層との境界に沿った領域にあることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
【請求項７】
電気信号が入力されて振動する励振器と、
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、
前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化された樹脂層と、
前記振動体を支持する支持体とを備え、
前記樹脂層の表面には凹凸が設けられており、該凹凸の凸部は、平面視した場合の前記支持体と前記樹脂層との境界に沿って設けられていることを特徴とする音響発生器。
【請求項８】
前記凹凸の凹部は、前記樹脂層の表面に開口された開気孔として設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項９】
前記励振器は、バイモルフ型の積層型圧電素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の音響発生器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の音響発生器と、
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。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の音響発生器と、
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
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、樹脂層とを備える。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。前記樹脂層は、前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化される。また、前記樹脂層の表面には、凹凸の凸部が複数個設けられている。
また、実施形態の一態様に係る音響発生器は、電気信号が入力されて振動する励振器と、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、前記励振器および該励振器が取り付けられた前記振動体の表面を覆うように配置されて、前記振動体および前記励振器と一体化された樹脂層と、前記振動体を支持する支持体とを備え、前記樹脂層の表面には凹凸が設けられており、該凹凸の凸部は、平面視した場合の前記支持体と前記樹脂層との境界に沿って設けられている。
【国際調査報告】
2014034250.tif 000018
2014034250.tif 000019