(57)【要約】【課題】本発明は、超音波素子自体の発熱を防ぎ、熱による放射特性の低下や超音波素子の寿命低下を防ぐパラメトリックアレイスピーカーを提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、搬送波と変調波を別々の超音波素子から放射することを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーであり、隣接する超音波素子の隙間、または／および、超音波素子の外縁に、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を充填したことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波と変調波を別々の超音波素子から放射する
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【請求項２】
搬送波のみ放射する超音波素子と、
変調波のみ放射する超音波素子とを、
交互に隣接して配置したことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【請求項３】
搬送波のみ放射する超音波素子と、
変調波のみ放射する超音波素子とを、
交互に並列に配置したことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【請求項４】
隣接する超音波素子の隙間、または／および、超音波素子の外縁に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を充填した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【請求項５】
全ての超音波素子の高さが揃うように、
超音波素子と基板との間に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を敷設した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【請求項６】
超音波素子の端子側の基板表面に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を敷設した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波素子を発振源として利用するパラメトリックスピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
パラメトリックスピーカーは、超音波素子から変調波と搬送波を同時に放射し、超音波が交差する空間にのみ可聴域の音を発生（変調前の音響信号に自己復調）させることができるスピーカーである。
超音波素子は、圧電振動子が振動し、共振子が共振することで搬送波（超音波）を放射するが、超音波の放射時、共振子と外気との界面で、共振周波数（搬送波）と変調波とにそれぞれ異なった振動（音）が生じるため、界面がひずみ、熱が生じる。
このように、超音波素子は、超音波の放射（振動）によって発熱するが、発熱は、放射特性に影響を与えるだけでなく、超音波素子を劣化させ、製品寿命を短くする原因になる。
また、超音波素子自体の発熱以外でも、基板や外気などから熱が伝わることで、超音波素子が高温になることもある。
そこで、特許文献１に、超音波スピーカの温度上昇を防ぐことができ、超音波周波数が熱で変わる不具合を回避できるとともに、熱による超音波スピーカの寿命低下を防ぐ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-153303号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１は、車輌に搭載される通報装置であって、超音波スピーカと熱交換器との間に車両用ホーンを配置することで、熱交換器の熱が車両用ホーンによって遮られ、熱交換器の放熱性を悪化させることなく、超音波スピーカが熱交換器によって加熱されることを防ぐものであり、超音波素子自体の発熱を防ぐものではない。
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、超音波素子自体の発熱を防ぎ、熱による放射特性の低下や超音波素子の寿命低下を防ぐパラメトリックアレイスピーカーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
搬送波と変調波を別々の超音波素子から放射する
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【０００６】
本発明は、
搬送波のみ放射する超音波素子と、
変調波のみ放射する超音波素子とを、
交互に隣接して配置した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【０００７】
本発明は、
搬送波のみ放射する超音波素子と、
変調波のみ放射する超音波素子とを、
交互に並列に配置した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【０００８】
本発明は、
隣接する超音波素子の隙間、または／および、超音波素子の外縁に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を充填した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【０００９】
本発明は、
全ての超音波素子の高さが揃うように、
超音波素子と基板との間に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を敷設した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【００１０】
本発明は、
超音波素子の端子側の基板表面に、
ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂または金属を敷設した
ことを特徴とするパラメトリックアレイスピーカーである。
【発明の効果】
【００１１】
（１）搬送波を放射する超音波素子と変調波を放射する超音波素子とを隣接させることで、共振子と外気との界面で生じるひずみが低減され、超音波素子の発熱を抑えることができ、超音波素子の放射効率向上や、超音波素子及びパラメトリックアレイスピーカーの長寿命化が期待できる。
（２）超音波素子同士の空隙や外縁、端子側の基板表面に、放熱効果が高いPPS樹脂や金属素材等を充填、敷設することで、超音波素子の放熱効果を高め、個々の超音波素子の蓄熱量を平準化できる結果、放射音圧差を平準化でき、安定放射できる（平面バッフル効果）。
（３）超音波素子同士の空隙や外縁、端子側の基板表面に、放熱効果が高いPPS樹脂や金属素材等を充填、敷設することで、超音波素子（筺体や共振子）の振動を抑制することができ、振動による発熱を抑え、さらに音圧変換効率の上昇や超音波周波数の均一化が期待できる。
（４）放熱効果の高い素材を、全ての超音波素子の高さが揃うように、基板と超音波素子との間に敷設することで、超音波素子の放射面が平坦化され、放射される超音波信号の干渉を抑え（バッフル効果）、サイドローブの低減や音圧特性の劣化抑制が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】超音波素子の配列状態の一実施例を示す図
【図２】隣接する超音波素子の隙間にPPS樹脂を充填した一実施例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、超音波素子をアレイ状に配置したパラメトリックスピーカーにおける超音波素子の配列状態の一実施例を示す図である。
Ａは、搬送波を放射する超音波素子を、Ｂは、変調波を放射する超音波素子を示している。
搬送波と変調波とを別々の超音波素子から放射することで、共振子と外気との界面で生じるひずみが低減され、超音波素子の発熱を抑えることができる。  また、従来のパラメトリックスピーカーは、超音波素子の共振子が接着剤などで圧電振動子に固定されているため、超音波の放射時に共振子と圧電振動子の解離が生じていたが、この解離も低減できる。
さらに、超音波素子自体の長寿命化が図ることができるようになり、超音波素子に対する負担（入力信号）が軽くなることで、放射効率が上がることが期待できる。
【００１５】
図２は、隣接する超音波素子の隙間および超音波素子の外縁に、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂を充填した一実施例を示す図である。
従来のパラメトリックスピーカーは、隣接する超音波素子の間に若干の空瞭があるが、外気による熱や躯体内部の電子機器の放熱を受けて、この空瞭に熱が滞留し、これが超音波素子自体の発熱を助長する結果、超音波素子の損壊や短寿命に繋がっていた。
そこで、超音波素子同士の空瞭や外縁を、放熱効果の高い素材、例えば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂やアルミなどの熱伝導率（放熱効率）が高い金属素材を充填することで、放熱面積が増え、効果的に放熱でき、超音波素子の長寿命化が期待できる。
また、超音波素子同士の空隙にPPS樹脂等を充填することで、超音波素子（筺体や共振子）の振動を抑制することもできるため、振動による発熱を抑え、さらに音圧変換効率の上昇や超音波周波数の均一化が期待できる。
なお、放熱効果の高い素材、例えば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂やアルミなどの熱伝導率（放熱効率）が高い金属素材は、超音波素子同士の空瞭や外縁だけでなく、予め基板と超音波素子との間に敷設することもできる。
特に、放熱効果の高い素材を、予め基板と超音波素子との間に敷設する場合、全ての超音波素子の高さが揃うように、超音波素子を配置したあとに、放熱効果の高い素材が硬化させることで、超音波素子の放射面が平坦化され、放射される超音波信号の干渉を抑え（バッフル効果）、サイドローブの低減や音圧特性の劣化抑制が期待できる。
放熱効果の高い素材を、予め基板と超音波素子との間に敷設する場合であっても、併せて、超音波素子同士の空瞭や外縁に充填することもできる。
さらには、放熱効果の高い素材を、超音波素子の端子側の基板表面に敷設することもでき、より一層の放熱面積を増やすことで超音波素子の放熱効果を高めることができる。
また、超音波素子の発熱には個体差があり、同じ電圧を印加しても、個々の超音波素子によって蓄熱量が異なるが、前記の放熱効果の高い素材の充填や敷設
により、超音波素子の蓄熱量を平準化できる結果、放射音圧差を平準化でき、安定放射できる（平面バッフル効果）。
【図１】
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【図２】
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