(57)【要約】  弾性振動板（１１０）が所定形状のスリット（１１１）で複数の弾性振動区域（１１２）に区分されており、この弾性振動板（１１０）の複数の弾性振動区域（１１２）の少なくとも一部に個々に装着されている複数の圧電振動子（１２０）が電界の印加により伸縮振動する。このため、一個の弾性振動板（１１０）の複数の弾性振動区域（１１２）を複数の圧電振動子（１２０）で個々に振動させることができる。従って、複数の弾性振動区域ごとに発振周波数のピーク値などを自在に調節するようなことができる。
2012011256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットで複数の弾性振動区域に区分されている弾性振動板と、
複数の前記弾性振動区域を前記スリットではない位置で支持している支持部材と、
前記支持部材で支持されている複数の前記弾性振動区域の少なくとも一部に個々に装着されていて電界の印加により伸縮振動する複数の圧電振動子と、
を有する発振装置。
【請求項２】
前記弾性振動板は、放射状の複数の前記スリットで複数の前記弾性振動区域に区分されている請求項１に記載の発振装置。
【請求項３】
複数の前記弾性振動区域が中心で支持されている請求項２に記載の発振装置。
【請求項４】
前記弾性振動板が円形に形成されている請求項２または３に記載の発振装置。
【請求項５】
前記弾性振動板は、Ｌ字型またはコ字型の複数の前記スリットで矩形の複数の前記弾性振動区域に区分されている請求項１に記載の発振装置。
【請求項６】
前記弾性振動板が矩形に形成されている請求項５に記載の発振装置。
【請求項７】
複数の前記弾性振動区域が同一形状に形成されている請求項１ないし６の何れか一項に記載の発振装置。
【請求項８】
複数の前記弾性振動区域に装着されている複数の前記圧電振動子が同一形状に形成されている請求項１ないし７の何れか一項に記載の発振装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載の発振装置と、
前記発振装置に可聴域の音波を出力させる発振駆動部と、
を有する電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし８の何れか一項に記載の発振装置と、
前記発振装置から発振されて測定対象物で反射した前記超音波を検知する超音波検知部と、
検知された前記超音波から前記測定対象物までの距離を算出する測距部と、
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子を備えた発振装置に関し、特に、弾性振動板に圧電振動子が装着されている発振装置、この発振装置を有する電子機器、に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やノート型コンピュータなどの携帯型の電子機器の需要が拡大している。このような電子機器では、テレビ電話や動画再生、ハンズフリー電話などの音響機能を商品価値とした薄型の携帯端末の開発が進められている。このような開発の中、音響部品である電気音響変換器（スピーカ装置）に対して、高音質でかつ小型・薄型化への要求が高まっている。【０００３】
現在、携帯電話等の電子機器には、電気音響変換器として動電型電気音響変換器が利用されている。この動電型電気音響変換器は、永久磁石とボイスコイルと振動膜から構成されている。【０００４】
しかし、動電型電気音響変換器は、その動作原理および構造から、薄型化には限界がある。一方、特許文献１、２には、圧電振動子を電気音響変換器として使用することが記載されている。【０００５】
また、圧電振動子を用いた発振装置の他の例としては、スピーカ装置のほか、圧電振動子から発振された音波を用いて対象物までの距離などを検出する音波センサ（特許文献３を参照）など、種々の電子機器が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再表２００７−０２６７３６号公報
【特許文献２】再表２００７−０８３４９７号公報
【特許文献３】特開平０３−２７０２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧電振動子を用いた発振装置は、圧電材料の圧電効果を利用して、電気信号の入力による電歪作用により、振動振幅を発生させるものである。そして、動電型電気音響変換器がピストン型の進退運動によって振動を発生させるのに対して、圧電振動子を用いた発振装置は、屈曲型の振動姿態をとるために振幅が小さくなる。このため、上記した動電型の電気音響変換器に対して薄型化に優位である。【０００８】
しかしながら、発振装置の物理指標の一つである発振周波数は、振動子の形状などにより左右される。このため、圧電振動子を用いた発振装置の場合は、特定のピーク値を有する発振周波数となりやすく、発振周波数を自在に調節するようなことが困難であった。【０００９】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、複数の弾性振動区域ごとに発振周波数のピーク値などを自在に調節するようなことができる発振装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発振装置は、スリットで複数の弾性振動区域に区分されている弾性振動板と、複数の弾性振動区域をスリットではない位置で支持している支持部材と、支持部材で支持されている複数の弾性振動区域の少なくとも一部に個々に装着されていて電界の印加により伸縮振動する複数の圧電振動子と、を有する。【００１１】
本発明の第一の電子機器は、上記した発振装置と、発振装置に可聴域の音波を出力させる発振駆動部と、を有する。【００１２】
本発明の第二の電子機器は、上記した発振装置と、発振装置から発振されて測定対象物で反射した超音波を検知する超音波検知部と、検知された超音波から測定対象物までの距離を算出する測距部と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発振装置によれば、複数の弾性振動区域ごとに発振周波数のピーク値などを自在に調節するようなことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１５】
【図１】本発明の実施の第一の形態の発振装置である電気音響変換器の構造を示す平面図である。
【図２】電気音響変換器の構造を示す模式的な斜視図である。
【図３】電気音響変換器の構造を示す縦断正面図である。
【図４】電気音響変換器の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図５】一変形例の電気音響変換器の構造を示す縦断正面図である。
【図６】電気音響変換器の発振動作を示す模式図である。
【図７】電気音響変換器の発振動作を示す模式図である。
【図８】圧電振動子の構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図９】本実施の形態と従来例との電気音響変換器の発振動作を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の第二の形態の電気音響変換器の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図１１】本発明の実施の第三の形態の電気音響変換器の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図１２】本発明の実施の第四の形態の電気音響変換器の圧電振動子の構造を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の実施の第五の形態の電気音響変換器の構造を示す模式的な斜視図である。
【図１４】本発明の実施の第六の形態の電気音響変換器の構造を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の第七の形態の電気音響変換器の構造を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の第八の形態の電気音響変換器の構造を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の第九の形態の電気音響変換器の構造を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の電子機器である携帯電話機の外観を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の第一の形態について図１ないし図９を参照して説明する。図１は本実施形態の発振装置である電気音響変換器１００を示す概略上面図であり、図２は概略斜視図、図３は概略断面図である。
【００１７】
本実施の形態の発振装置である電気音響変換器１００は、図示するように、所定形状のスリット１１１で複数の弾性振動区域１１２に区分されている弾性振動板１１０と、複数の弾性振動区域１１２をスリット１１１ではない位置で支持している支持部材である中心支持軸１３１と、中心支持軸１３１で支持されている複数の弾性振動区域１１２の少なくとも一部に個々に装着されていて電界の印加により伸縮振動する複数の圧電振動子１２０と、を有する。なお本実施形態において、スリットとは切れ込みを意味し、必ずしも幅を持っている必要はない。そして、弾性振動区域１１２のうち中心支持軸１３１によって支持されている部分は、切れ込みの終端部分である。
【００１８】
さらに、弾性振動板１１０が円形に形成されており、放射状の複数のスリット１１１で扇形の複数の弾性振動区域１１２に区分されている。図３に示すように、扇形の複数の弾性振動区域１１２は、弾性振動板１１０の中心で、中心支持軸１３１によって支持されている。
【００１９】
なお、図１に示すように、扇形の複数の弾性振動区域１１２は、互いに同一形状の扇形に形成されている。また、複数の弾性振動区域１１２に装着されている複数の圧電振動子１２０も、互いに同一形状の円盤に形成されている。
【００２０】
より具体的には、本実施の形態の電気音響変換器１００では、上述のように円形の弾性振動板１１０は、放射状の複数のスリット１１１によって、複数の同一形状の弾性振動区域１１２に区分されている。
【００２１】
そして、図３に示すように、これら複数の弾性振動区域１１２は、弾性振動板１１０の中心となる部分で、円柱状の中心支持軸１３１で片持支持されている。このような円形の弾性振動板１１０の外周には、円環状の円環支持体１３２が形成されている。
【００２２】
圧電振動子１２０の片側の主面が弾性振動区域１１２により拘束されることにより、区分振動子１１３が形成されている。そして、複数の区分振動子１１３が、中心支持軸１３１を取り囲むように配列されている。
【００２３】
より詳細には、図４および図８に示すように、各区分振動子１１３の圧電振動子１２０は、圧電材料からなる圧電層１２１の上下主面が上部電極層１２２及び下部電極層１２３で拘束されており、かつ、弾性振動区域１１２に接合されている。
【００２４】
なお、上部／下部電極層１２２，１２３にはリード線１２４で制御部１４０に接続されている。圧電振動子１２０は、制御部１４０から印加される電界により、可聴領域や超音波領域で駆動される。
【００２５】
本実施形態の圧電層１２１を構成する材料は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料、有機材料ともに特に限定されないが、電気機械変換効率が高い材料、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などの材料を使用できる。
【００２６】
また、圧電層１２１の厚みは、特に限定されないが、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。例えば、圧電層１２１として、脆性材料であるセラミック材料であり厚み１０μｍ未満の薄膜を使用した場合、取り扱い時に機械強度の弱さから、圧電層１２１に欠けや破損などが生じる可能性が出るため、圧電層１２１の取り扱いが困難となる。
【００２７】
また、圧電層１２１として厚みが５００μｍを超えるセラミックを使用した場合は電気エネルギから機械エネルギに変換する変換効率が著しく低下し、電気音響変換器１００として十分な性能が得られない。
【００２８】
一般的に、電気信号の入力により電歪効果を発生させる圧電セラミックにおいては、その変換効率は電界強度に依存する。この電界強度は（入力電圧）／（分極方向に対する厚み）で表されることから、厚みの増加は必然的に変換効率の低下を招いてしまう。
【００２９】
本発明の圧電振動子１２０には、電界を発生させるために主面に上部電極層１２２及び下部電極層１２３が形成されている。上部電極層１２２及び下部電極層１２３は、電気伝導性を有する材料であれば特に限定されないが、銀や銀／パラジウムを使用することが好ましい。銀は低抵抗な汎用的な電極層として使用されており、製造プロセスやコストなどに利点がある。
【００３０】
また、銀／パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、上部電極層１２２及び下部電極層１２３の厚みについては、特に限定されないが、その厚みが１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。
【００３１】
例えば、上部電極層１２２及び下部電極層１２２，１２３の厚みが１μｍ未満では、上部電極層１２２及び下部電極層１２３の膜厚が薄いため、これらを均一に成形できず、変換効率が低下する可能性がある。なお、薄膜状の上部電極層１２２及び下部電極層１２３を形成する技術として、ペースト状にして塗布する方法もある。
【００３２】
しかし、圧電層１２１がセラミックのような多結晶では表面状態が梨地面であるため、塗布時の濡れ状態が悪く、ある程度の厚みがないと均一な電極膜が形成できない。
【００３３】
一方、上部電極層１２２及び下部電極層１２３の膜厚が１００μｍを超える場合は、製造上に特に問題はないが、上部電極層１２２及び下部電極層１２３が圧電層１２１である圧電セラミック材料に対して拘束面となり、エネルギ変換効率を低下させてしまう。
【００３４】
本実施の形態の電気音響変換器１００の圧電振動子１２０は、片側の主面が弾性振動区域１１２によって拘束されている。弾性振動区域１１２は、圧電振動子１２０から発生した振動を円環支持体１３２に伝播させる。
【００３５】
また、弾性振動区域１１２は、圧電振動子１２０の基本共振周波数を調整する機能も持つ。区分振動子１１３の機械的な基本共振周波数fは、以下の式で示されるように、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。
【００３６】
[数１]
ｆ＝１／(２πＬ√(ｍＣ))
なお、"ｍ"は質量、"Ｃ"はコンプライアンス、である。
【００３７】
コンプライアンスは区分振動子１１３の機械剛性であるため、圧電振動子１２０の剛性を制御することで基本共振周波数を制御できる。
【００３８】
例えば、弾性率の高い材料を選択したり、弾性振動区域１１２の厚みを低減することで、基本共振周波数を低域にシフトさせることが可能となる。この一方で、弾性率の高い材料を選択したり、弾性振動区域１１２の厚みを増加させることで基本共振周波数を高域にシフトさせることができる。
【００３９】
従来は、圧電振動子１２０の形状や材質により基本共振周波数を制御していたところから設計上の制約やコスト、信頼性に問題があった。これに対し、本実施形態では、構成部材である弾性振動区域１１２を変更することにより、基本共振周波数を容易に所望の値に調整できる。
【００４０】
なお、弾性振動板１１０を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料であるセラミックに対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどの汎用材料が好適である。
【００４１】
また、弾性振動板１１０の厚みは、５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。厚みが５μｍ未満の場合、弾性振動板１１０機械強度が弱く、拘束部材として機能を損なう可能性がある。また、加工精度の低下により、製造ロット間で圧電振動子１２０の機械振動特性の誤差が生じてしまう。
【００４２】
また、弾性振動板１１０の厚みが１０００μｍを超える場合は、剛性増による圧電振動子１２０への拘束が強まり、振動変位量の減衰を生じさせてしまう問題点がある。また、本実施形態の弾性振動板１１０は、材料の剛性を示す指標である縦弾性係数が、１ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。上述のように、弾性振動板１１０の剛性が過度に低い場合や、過度に高い場合は、機械振動子として特性や信頼性を損なう問題点がある。
【００４３】
本実施の形態の電気音響変換器１００の弾性振動板１１０は、中心支持軸１３１に直接接合している。中心支持軸１３１は固定端の役割を果たし、その材質は弾性振動板１１０に対して高い剛性の材料でなくてならず、例えば、ステンレスや真鍮などが使用できる。なお、図５で示されるように、中心支持軸１３１は円環支持体１３２とベース部材１３３で接合されていてもよい。
【００４４】
ここで、本実施の形態の電気音響変換器１００の製造方法を以下に説明する。まず、圧電振動子１２０を準備する。圧電振動子１２０は、外径＝φ３ｍｍ、厚み＝２００μｍの圧電層１２１を有している。圧電層１２１の両面には、それぞれ厚み８μｍの上部電極層１２２および下部電極層１２３が形成されている。
【００４５】
圧電層１２１には、ジルコン酸チタン酸鉛系セラミックを用い、電極層には銀／パラジウム合金（重量比７０％：３０％）を使用することができる。圧電層１２１の製造は、例えばグリーンシート法で行う。具体的には、大気中で１１００℃で２時間にわたって圧電層１２１を焼成し、その後、圧電層１２１に分極処理を施す。
【００４６】
外径φ２０ｍｍの弾性振動板１１０と圧電振動子１２０との接着、および、弾性振動板１１０と中心支持軸１３１との接着には、何れもエポキシ系接着剤を用いることができる。中心支持軸１３１は、その材質がＳＵＳ３０４であり、弾性振動板１１０は中心支持軸１３１と直接接合している。
【００４７】
そして、八個の圧電振動子１２０に対応して、中心支持軸１３１を間に挟むように放射状に八つのスリット１１１を形成する。これにより、偏角が４５度となるように、八個の同一形状の弾性振動区域１１２が形成される。
【００４８】
以下に本実施の形態の電気音響変換器１００の動作原理を説明する。本実施の形態の電気音響変換器１００は、中心支持軸１３１を取り囲むように配置された複数の区分振動子１１３から音波を発生させる。
【００４９】
その音波の周波数は特に限定されないが、ここで発振される音波は変調波の輸送体として利用されるため、可聴帯域外が好ましく、例えば、１００ＫＨｚなどが適している。なお、図６で示されるように、本構成では八個の区分振動子１１３を振動させる。
【００５０】
そして、例えば、スリット１１１の全長や横幅を調節したり、区分振動子１１３の内角を調節したり、圧電振動子１２０を装着する位置を変更することなどにより、複数の区分振動子１１３の発振周波数のピーク値を個々に調節することができる。
【００５１】
以下に、本実施の形態の電気音響変換器１００による音響再生方法を述べる。本構成では、超音波を変調波の輸送対として利用する音響再生器であるパラメトリックスピーカの動作原理を利用している。
【００５２】
例えば、ＡＭ変調やＤＳＢ変調、ＳＳＢ変調、ＦＭ変調をかけた超音波を空気中に放射すると、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音が出現する。
【００５３】
非線形特性の一例としては、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移する現象が挙げられる。
【００５４】
音波は流体内で微少にじょう乱しているため、非線形で伝播している。しかしながら、低周波数帯域での音波の振幅は非線形でありながら、振幅差が非常に小さく、通常、線形理論の現象として取り扱っている。これに対して、超音波では非線形性が容易に観察でき、空気中に放射した場合、非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。
【００５５】
概略すれば、音波は空気中に分子集団が濃淡に混在する疎密状態であり、空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突する。これにより、衝撃波が生じて可聴音が発生する。
【００５６】
続いて、圧電振動子１２０の動作原理を説明する。図７で示されるように、圧電層１２１は、上述のように二個の主面を有する圧電板（圧電セラミック）からなり、圧電層１２１の主面のそれぞれに、上部電極層１２２および下部電極層１２３が形成されている。
【００５７】
圧電層１２１の分極方向は特に限定されるものではないが、本実施の形態の電気音響変換器では、上下方向（圧電振動子１２０の厚み方向）となっている。このように構成された圧電振動子１２０は、上部電極層１２２および下部電極層１２３に交流電圧が印加され、図７に示すように、交播的な電界が付与されると、その両主面が同時に拡大または縮小するような、半径方向の伸縮運動（径拡がり運動）を行う。
【００５８】
そして、圧電振動子１２０は、主面が拡大するような第一の変形モードと、主面が縮小するような第二の変形モードとを繰り返すような運動を行う。このような運動を繰り返すことで弾性振動区域１１２は中心支持軸１３１を支点として、弾性振動区域１１２の弾性効果を利用して、慣性作用と復元作用による上下振動を発生し、音波を発生する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態の電気音響変換器１００は、小型で大音量の再生ができる。また、超音波を利用しているため、指向性が狭く、ユーザのプライバシー保護などの点で、工業的な価値は大きい。
【００６０】
すなわち、図９に示すように、本実施形態の電気音響変換器１００は、従来の電気音響変換器に比べ、音波の直進性が高く、ユーザに伝えたい位置へ選択的に音波を伝播できる。
【００６１】
また、本実施の形態の電気音響変換器１００は、電子機器（例えば、図１８に示すように、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、小型ゲーム機器など）の音源としても利用可能である。しかも、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上することから、携帯型の電子機器に対しても好適に利用することが可能である。
【００６２】
[実施の第二の形態]
本発明の実施の第二の形態を、図１０を参照して以下に説明する。なお、以下に例示する本発明の実施の形態では、上述した第一の形態と同一の部分に関しては説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態の発振装置である電気音響変換器２００では、実施の第一の形態の電気音響変換器１００とは、弾性振動区域１１２が中心支持軸１３１と円環支持体１３２の両端で支持されている点が異なる。
【００６４】
この場合、区分振動子１１３の基本共振周波数は増加するが、その支持端を両端にすることで、座折効果が発生し、振動量の増加により、より高い音圧を発振することができる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態の電気音響変換器１００は、実施の第一の形態より高い音圧を発生させることができる。また、電子機器（例えば、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、小型ゲーム機器など）の音源としても利用可能である。また、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上することから、携帯型の電子機器の音源としても好適である。
【００６６】
[実施の第三の形態]
本発明の実施の第三の形態を、図１１を参照して以下に説明する。本実施の形態の発振装置である電気音響変換器３００では、実施の第一の形態の電気音響変換器１００に対して、弾性振動区域１１２を二個の圧電振動子１２０で拘束している点が異なる。
【００６７】
すなわち、電気音響変換器３００は、二個の圧電振動子１２０を利用したバイモルフ構造を有している。このバイモルフ型の圧電振動子１２０は、図示するように、分極方向を逆にした二枚の圧電セラミックを、弾性振動区域１１２（弾性振動板１１０）を介して対向させた構造を有している。そして、一方の圧電振動子１２０を長手方向に伸ばし、もう一方の圧電振動子１２０を縮めることにより、弾性振動板１１０は屈曲する。
【００６８】
このことで、実施の第一の形態の1枚の圧電振動子１２０からなるユニモルフ構造に比べて、より大きな変位を得ることが可能となる。なお、二つの圧電振動子１２０については、実施の第一の形態と同様の圧電性材料を使用することができる。
【００６９】
さらに、圧電振動子１２０に高周波の電界を印加することにより、電気音響変換器３００をパラメトリックスピーカとして動作させることもできる。
【００７０】
また、二個の圧電振動子１２０は、互いに同一形状であっても、互いに異なる形状であってもよい。以上、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。
【００７１】
[実施の第四の形態]
本発明の実施の第四の形態について図１２を参照して説明する。本実施の形態の電気音響変換器は、積層型の圧電振動子４００を有する。図示されるように、圧電振動子４００は、圧電層１３からなる圧電層１３ａ〜１３ｅが五層に積層された多層構造である。
【００７２】
圧電層１３同士の間には電極層（導体層）１４ａ〜１４ｄが一層ずつ形成されている。各圧電層１３ａ〜１３ｅの分極方向は一層ごとに逆向きとなっており、また、電界の向きも交互に逆向きとなるように構成されている。
【００７３】
このような積層構造の圧電振動子４００によれば、電極層間に生じる電界強度が高いため、圧電層１３の積層数に応じた分だけ、圧電振動子４００全体としての駆動力が向上する。
【００７４】
以上、本実施形態に係る電気音響変換器１００は、電子機器（例えば、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、小型ゲーム機器など）の音源としても利用可能である。この場合、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上することから、携帯型の電子機器の音源として好適である。
【００７５】
[実施の第五の形態]
本発明の実施の第五の形態について、図１３を参照して説明する。本実施の形態の電気音響変換器５００では、複数の区分振動子１１３が蓋５１０と仕切り板５１１により各々隔絶されていることが特徴である。
【００７６】
このように区分振動子１１３間を隔絶させることで、発振部近傍での音波の干渉を防止し、指向特性が向上する。また、蓋には音波が通過するための音孔５１２が設けられており、仕切り板５１１と蓋５１０は円環支持体１３２と同じ材質で構成されている。
【００７７】
以上、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。ここで、各実施の形態の電気音響変換器１００〜５００の実験結果を実施例１〜５として以下に例示する。
【表１】
2012011256.tif 000003
【００７８】
さらに、各実施の形態の電気音響変換器１００〜５００を携帯電話機の内部に貼着した場合の実験結果を実施例６〜１０として以下に例示する。
【表２】
2012011256.tif 000004
【００７９】
[実施の第六の形態]
本発明の実施の第六の形態を、図１４を参照して以下に説明する。本実施の形態の発振装置である電気音響変換器６００では、実施の第一の形態の電気音響変換器１００とは以下の点で異なる。まず、弾性振動区域１１２が円状のスリット１１１により、径方向に同心円状に二分割されている。そして分割後の各領域は、それぞれ中心支持軸１３１と円環支持体１３２とで支持されている。
【００８０】
二分割された弾性振動区域１１２の各々に圧電振動子１２０が装着されているので、区分振動子１１３の個数が倍増している。このため、実施の第一の形態の電気音響変換器１００より高い音圧を発振することができる。
【００８１】
以上、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。
【００８２】
[実施の第七の形態]
本発明の実施の第七の形態を、図１５を参照して以下に説明する。本実施の形態の発振装置である電気音響変換器７００では、上述の実施の第六の形態の電気音響変換器６００に対して、さらに外周に大径の円環支持体１３２が配置されている。
【００８３】
弾性振動区域１１２は、互いに径が異なる複数の円状のスリット１１１により同心円状に３つ以上、例えば４つに分割されている。これら分割後の弾性振動区域１１２は、内側と外側との円環支持体１３２で各々支持されている。
【００８４】
本実施の形態の電気音響変換器７００では、上述のように径方向に３つ以上に分割された弾性振動区域１１２の各々に、圧電振動子１２０が装着されている。このため、実施の第六の形態の電気音響変換器６００から、さらに区分振動子１１３の個数が増えているため、より高い音圧を発振することができる。
【００８５】
以上、本実施形態では、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。
【００８６】
[実施の第八の形態]
本発明の実施の第八の形態を、図１６を参照して以下に説明する。本実施の形態の発振装置である電気音響変換器８００では、矩形の弾性振動板８１０が、複数のＬ字型のスリット８１１によって複数の矩形の弾性振動区域８１２に区分されている。
【００８７】
弾性振動板８１０の複数の弾性振動区域８１２には、それぞれ圧電振動子１２０が装着されている。これにより、複数の矩形の区分振動子８１３がマトリクス状に形成されている。本実施の形態の電気音響変換器８００では、上述のようにマトリクス状に配列されている複数の区分振動子８１３が発振するので、高出力の音圧を発振することができる。
【００８８】
以上、本実施形態では、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。
【００８９】
[実施の第九の形態]
本発明の実施の第九の形態を、図１７を参照して以下に説明する。本実施の形態の発振装置である電気音響変換器９００では、矩形の弾性振動板９１０が複数のコ字型のスリット９１１によって複数の矩形の弾性振動区域９１２に区分されている。ただし、本実施の形態の電気音響変換器９００では、複数のコ字型のスリット９１１が、隣接する側辺を共有する形状に連結されている。
【００９０】
弾性振動板９１０の複数の弾性振動区域９１２に複数の圧電振動子１２０が個々に装着されて複数の矩形の区分振動子９１３がマトリクス状に形成されている。本実施の形態の電気音響変換器９００では、上述のようにマトリクス状に配列されている複数の区分振動子９１３が発振するので、高出力の音圧を発振することができる。
【００９１】
以上、実施の第二の形態と同様に、電気音響変換器１００の大型化を防止することができ、音響特性が向上する。
【００９２】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態の電気音響変換器１００等では、複数の弾性振動区域１１２が同一形状の同一サイズに形成されていることを想定した。しかし、このような複数の弾性振動区域１１２の形状やサイズが相違していてもよい(図示せず)。
【００９３】
同様に、矩形の電気音響変換器８００，９００でも、複数の矩形の区分振動子８１３，９１３が同一形状の同一サイズに形成されていることを想定した。しかし、このような複数の区分振動子８１３，９１３の形状やサイズが相違していてもよい(図示せず)。
【００９４】
また、電気音響変換器７００では、電気音響変換器６００に対して各部が二重に形成されていることを図に示した。しかし、これが三重以上に形成されていてもよい(図示せず)。
【００９５】
さらに、上記形態の電気音響変換器１００等では、複数の圧電振動子１２０が同一構造で同一形状および同一サイズに形成されていることを例示した。しかし、その構造や形状およびサイズが相違していてもよい(図示せず)。
【００９６】
また、上記形態では、図１８に示すように、電気機器として電気音響変換器１００等で音声を出力する携帯電話機を例示した。しかし、電子機器は、発振装置である電気音響変換器１００等と、この電気音響変換器１００等から発振されて測定対象物で反射した超音波を検知する超音波検知部と、検知された超音波から測定対象物までの距離を算出する測距部と、を有するソナー(図示せず)であってもよい。
【００９７】
なお、当然ながら、上述した複数の実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【００９８】
この出願は、２０１０年７月２３日に出願された日本出願特願２０１０−１６６５４９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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