(57)【要約】  【課題】  良好な音質の音を発生させることができる小型の音響発生器およびそれを用いた電子機器を提供する。  【解決手段】  本発明の音響発生器３０は、圧電素子１，振動体３ａ，反射部材８１，反射部材８２，開口２１および開口２２を有している。振動体３ａは、圧電素子１の振動によって振動して音響を発生させる。反射部材８１は、第１方向側に、振動体３ａに対して傾けて配置されている。反射部材８２は、第１方向と反対方向である第２方向側に、振動体３ａを間に挟んで反射部材８１と向かい合うように、振動体３ａに対して傾けて、配置されている。開口２１は、第１方向と異なる方向である第３方向に向かって開口し、振動体３ａおよび反射部材８１の間の空間２５と外部空間とを接続する。開口２２は、第２方向および第３方向と異なる方向である第４方向に向かって開口し、振動体３ａおよび反射部材８２の間の空間２６と外部空間とを接続する。【選択図】  図３
2015037712.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圧電素子と、
第１主面および該第１主面と反対側の第２主面を有しており、前記圧電素子が設けられて該圧電素子の振動によって振動して音響を発生させる振動体と、
前記振動体に対して第１方向側に設けられており、前記振動体に面するとともに前記振動体の前記第１主面に対して傾いている第１表面を有する、第１反射部材と、
前記振動体に対して前記第１方向と反対方向である第２方向側に設けられており、前記振動体を間に挟んで前記第１反射部材の前記第１表面と向かい合うとともに前記振動体の前記第２主面に対して傾いている第２表面を有する、第２反射部材と、
前記第１方向と異なる方向である第３方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第１反射部材の間の空間である第１空間と、該第１空間の外側の空間とを接続する、第１開口と、
前記第２方向および前記第３方向と異なる方向である第４方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第２反射部材の間の空間である第２空間と、該第２空間の外側の空間とを接続する、第２開口と、
を有しており、
前記圧電素子は、前記第１反射部材に近く前記第２反射部材から遠い位置に配置されており、
前記第１反射部材は、前記圧電素子と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する第１貫通孔を有している
ことを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記振動体の前記第１主面に沿った１つの方向を第５方向とし、該第５方向と反対方向を第６方向とすると、前記振動体の前記第５方向の端部が前記第１反射部材に近接し、前記振動体の前記第６方向の端部が前記第２反射部材に近接しており、
前記圧電素子は、前記振動体における前記第５方向に偏った位置に設けられている
ことを特徴とする音響発生器。
【請求項３】
前記第１反射部材と前記第２反射部材との間隔をＤ１とし、前記振動体の前記第５方向における長さをＬ１とすると、Ｄ１＜Ｌ１であることを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記振動体の前記第１主面に沿った方向であり、且つ前記第５方向に対して垂直な１つの方向を第７方向とすると、前記圧電素子の前記第７方向の長さが、前記圧電素子の前記第５方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の音響発生器。
【請求項５】
前記第１反射部材の前記第１表面に沿った方向であり、且つ前記第７方向に垂直な１つの方向を第８方向とすると、前記第１貫通孔は、前記第８方向の長さが前記第７方向の長さよりも大きく、前記第１反射部材における前記圧電素子と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する１つ以上の第２貫通孔が、前記第７方向において前記第１貫通孔と間隔を開けて設けられており、前記第２貫通孔は、第８方向の長さが前記第７方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記第１方向から見たときに前記第１反射部材と前記第２反射部材とが重なる領域の一部に、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間の空間を前記第１反射部材側と前記第２反射部材側とに仕切るように配置された第３反射部材と、
該第３反射部材と前記第１反射部材とを接続する第４反射部材と、
前記第１反射部材と前記第２反射部材とを接続する第５反射部材と、
を有しており、
前記第３反射部材に第３貫通孔が設けられており、前記振動体は、前記第３貫通孔を塞ぐように、前記第３反射部材に設けられており、
前記第１開口は、前記振動体，前記第１反射部材，前記第３反射部材および前記第４反射部材によって囲まれた第３空間と、該第３空間の外側の空間とを接続しており、
前記第２開口は、前記第１乃至第５反射部材および前記振動体によって囲まれた第４空間と、該第４空間の外側の空間とを接続しており、
前記第２開口にダクトが接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記第１開口から放射された音響と、前記ダクトから放射された音響と、の両方を反射する第６反射部材を有していることを特徴とする請求項６に記載の音響発生器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか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を少なくとも有しており、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】
本発明は、音響発生器およびそれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動板に圧電素子を取り付けたスピーカーが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のスピーカーは、振動板の裏面から生じる逆位相の音が表側に回り込むことにより、振動板の表側において特に低音が小さくなって音質が劣化するという問題があった。また、振動板の裏面から生じる逆位相の音の表側への回り込みを防止するためにバッフルボードを設置すると、音響発生器が大型化してしまうという問題があった。【０００５】
本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、良好な音質の音を発生させることができる小型の音響発生器およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の音響発生器は、電気信号が入力されて振動する圧電素子と、第１主面および該第１主面と反対側の第２主面を有しており、前記圧電素子が設けられて該圧電素子の振動によって振動して音響を発生させる振動体と、前記振動体に対して第１方向側に設けられており、前記振動体に面するとともに前記振動体の前記第１主面に対して傾いている第１表面を有する、第１反射部材と、前記振動体に対して前記第１方向と反対方向である第２方向側に設けられており、前記振動体を間に挟んで前記第１反射部材の前記第１表面と向かい合うとともに前記振動体の前記第２主面に対して傾いている第２表面を有する、第２反射部材と、前記第１方向と異なる方向である第３方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第１反射部材の間の空間である第１空間と、該第１空間の外側の空間とを接続する、第１開口と、前記第２方向および前記第３方向と異なる方向である第４方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第２反射部材の間の空間である第２空間と、該第２空間の外側の空間とを接続する、第２開口と、を有しており、前記圧電素子は、前記第１反射部材に近く前記第２反射部材から遠い位置に配置されており、前記第１反射部材は、前記圧電素子と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する第１貫通孔を有していることを特徴とする。【０００７】
本発明の電子機器は、前記音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路とを少なくとも有しており、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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の音響発生器によれば、良好な音質の音を発生させることができる小型の音響発生器を得ることができる。本発明の電子機器によれば、良好な音質の音を発生させることができる小型の電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す斜視図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図８】図５のＤ−Ｄ’線断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の電子機器の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の音響発生器の特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施形態の音響発生器の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態の例である音響発生器およびそれを用いた電子機器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１，図２は本発明の第１実施形態の音響発生器を模式的に示す平面図である。図３は図１におけるＡ−Ａ’線断面図である。図４は図１におけるＢ−Ｂ’線断面図である。なお、図においては、方向を示すためにＸＹＺ直交座標と、Ｘ’ＹＺ’直交座標を示している。ここで、Ｘ’軸は、Ｙ軸を中心としてＸ軸を時計回りに回転させた座標軸であり、Ｚ’軸は、Ｙ軸を中心としてＺ軸を時計回りに回転させた座標軸である。なお、Ｘ’軸のＸ軸に対する回転量と、Ｚ’軸のＺ軸に対する回転量は等しい。そして、図１は＋Ｚ’方向から見た状態を示しており、図２は、−Ｚ’方向から見た状態を示している。
【００１２】
本実施形態の音響発生器は、図１〜図４に示すように、圧電素子１と、フィルム３と、枠部材５ａと、枠部材５ｂと、樹脂層２０と、反射部材８１と、反射部材８２と、反射部材８３ａと、反射部材８３ｂと、反射部材８４ａと、反射部材８４ｂと、開口２１と、開口２２と、を有している。
【００１３】
枠部材（５ａ，５ｂ）は、矩形の枠状の形状を有している。枠部材５ａおよび枠部材５ｂの間にはフィルム３の外周部が挟み込まれ、フィルム３に張力を加えた状態で固定している。枠部材（５ａ，５ｂ）の材質および形状は特に限定されるものではなく、フィルム３および樹脂層２０よりも変形し難いものであれば良い。例えば、硬質樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック、セラミックス、金属等を用いて枠部材（５ａ，５ｂ）を形成することができる。例えば、厚み１００〜１０００μｍのステンレス製の枠部材（５ａ，５ｂ）を用いることができる。また、枠部材（５ａ，５ｂ）の内形状も、矩形状に限定されるものではなく、楕円形や菱形であってもよい。なお、枠部材５ｂは必須ではなく、枠部材５ｂを有さない場合には、例えば、枠部材５ａの−Ｚ’方向の表面にフィルム３を接着すればよい。
【００１４】
フィルム３は、張力をかけられた状態で、矩形状の周縁部を全体的に枠部材５ａおよび枠部材５ｂで挟まれて固定されており、枠部材（５ａ，５ｂ）によって振動可能に支持されている。そして、フィルム３における枠部材（５ａ，５ｂ）の内側に位置する振動可能な部分が、圧電素子１が取り付けられて圧電素子１とともに振動する振動体３ａとして機能している。このように、振動体３ａは、平板状であり、主面６１および主面６２を有している。フィルム３の厚みは、例えば、１０〜２００μｍとされる。フィルム３は、例えば、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂を用いて形成することができる。パルプや繊維等からなる紙によってフィルム３を構成しても構わない。
【００１５】
圧電素子１は、平板状の形状を有している。圧電素子１の２つの主面（＋Ｚ’方向の表面および−Ｚ’方向の表面）は、＋Ｙ方向が長く＋Ｘ’方向が短い矩形である。詳細な図示を省略するが、圧電素子１は、積層体と、複数の表面電極と、複数の側面電極とで構成されている。積層体は、圧電セラミックスからなる圧電体層と、内部電極層とを、＋Ｚ’方向に交互に積層して構成される。複数の表面電極は、積層体の２つの主面にそれぞれ配置されている。複数の側面電極は、積層体の＋Ｙ方向の表面および−Ｙ方向の表面にそれぞれ設けられている。なお、表面電極および内部電極層は、積層体の＋Ｙ方向の表面および−Ｙ方向の表面に交互に引き出されており、それぞれ側面電極に接続されている。
【００１６】
圧電素子１は、バイモルフ型の圧電素子とされており、電気信号が入力されたときに、任意の瞬間において、＋Ｚ’方向と−Ｚ’方向とで伸縮が逆になるようにされている。よって、圧電素子１は、電気信号が入力されて屈曲振動する。そして、圧電素子１とフィルム３とは、例えば、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等の既知の接着剤や両面テープ等によって接着されている。よって、電気信号が入力されて圧電素子１が振動すると、フィルム３の枠部材（５ａ，５ｂ）の内側の部分で構成される振動体３ａは、圧電素子１とともに振動する。なお、圧電素子１は、電気信号が入力されて伸縮振動する圧電素子と金属板とを張り合わせて構成したモノモルフ型の振動素子でも構わない。
【００１７】
圧電素子１の圧電体層は、ジルコン酸鉛（ＰＺ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、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、従来用いられている圧電セラミックスを用いて形成することができる。圧電体層の１層の厚みは、例えば、１０〜１００μｍ程度とするのが望ましい。
【００１８】
圧電素子１の内部電極層は、既知の種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銀とパラジウムとからなる金属成分と圧電体層を構成する材料成分とを含有する内部電極層とすることができる。圧電素子１の表面電極および側面電極は、既知の種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銀からなる金属成分およびガラス成分を含有する材料を用いて、表面電極および側面電極を形成することができる。
【００１９】
樹脂層２０は、圧電素子１を埋設するように、枠部材５ａの内側の全体に渡って充填されている。樹脂層２０は、既知の種々の材料を用いて形成することができる。例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂や、あるいはゴム等を用いることができる。また、樹脂層２０の厚みは、スプリアスを抑制するという点から、圧電素子１を完全に覆う程度の厚みであることが望ましい。
【００２０】
反射部材８１は、平板状の形状を有している。反射部材８１は、振動体３ａに対して−Ｚ方向側に、振動体３ａの主面６１に対して傾けて配置されており、枠部材５ｂに取り付けられている。また、反射部材８１は、表面８１ａを有している。反射部材８１の表面８１ａは、振動体３ａに面するとともに振動体３ａの主面６１に対して傾いている。そして、反射部材８１は、振動体３ａの主面６１側から発生する音響を、−Ｘ’方向へ反射する。反射部材８２は、平板状の形状を有している。反射部材８２は、振動体３ａに対して＋Ｚ方向側に、振動体３ａの主面６２に対して傾けて配置されており、枠部材５ａに取り付けられている。また、反射部材８２は、表面８２ａを有している。反射部材８２の表面８２ａは、振動体３ａを間に挟んで反射部材８１の表面８１ａと向かい合っており、振動体３ａの表面６２に対して傾いている。そして、反射部材８２は、振動体３ａの主面６２側から発生する音響を、＋Ｘ’方向へ反射する。また、反射部材８１は、反射部材８１を貫通する貫通孔９１を有している。貫通孔９１は、反射部材８１における圧電素子１と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通している。
【００２１】
反射部材８３ａおよび反射部材８３ｂは、平板状の形状を有しており、振動体３ａに対して−Ｚ’方向側に配置されている。そして、反射部材８３ａは、＋Ｙ方向の端部において、枠部材５ｂと反射部材８１とを接続しており、反射部材８３ｂは、−Ｙ方向側の端部において、枠部材５ｂと反射部材８１とを接続している。すなわち、反射部材８３ａおよび反射部材８３ｂは、枠部材５ｂを介して、振動体３ａと反射部材８１とを接続している。振動体３ａおよび反射部材８１の間の空間２５は、振動体３ａ，枠部材５ｂ，反射部材８１，反射部材８３ａおよび反射部材８３ｂによって囲まれている。そして、−Ｘ’方向側端部に−Ｘ’方向に向けて開口した開口２１が形成されている。開口２１は、空間２５と、空間２５の外側の空間とを接続している。
【００２２】
反射部材８４ａ，反射部材８４ｂは、平板状の形状を有しており、振動体３ａに対して＋Ｚ’方向側に配置されている。そして、反射部材８４ａは、＋Ｙ方向の端部において、枠部材５ａと反射部材８２とを接続しており、反射部材８４ｂは、−Ｙ方向側の端部において、枠部材５ａと反射部材８２とを接続している。すなわち、反射部材８４ａおよび反射部材８４ｂは、枠部材５ａを介して、振動体３ａと反射部材８２とを接続している。振動体３ａおよび反射部材８２の間の空間２６は、振動体３ａ，枠部材５ａ，反射部材８２，反射部材８４ａおよび反射部材８４ｂによって囲まれている。そして、＋Ｘ’方向側端部に＋Ｘ’方向に向けて開口した開口２２が形成されている。開口２２は、空間２６と、空間２６の外側の空間とを接続している。
【００２３】
なお、枠部材（５ａ，５ｂ）は、反射部材８１と反射部材８２との間の空間を反射部材８１側と反射部材８２側とに仕切る反射部材として機能している。そして、振動体３ａは、枠部材（５ａ，５ｂ）が有する貫通孔を塞ぐように設けられている。
【００２４】
このような反射部材（８１，８２，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ）は、例えば、合成樹脂，木材，金属，セラミックス等の種々の材料を用いて形成することができる。反射部材（８１，８２，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ）の平面形状も特に限定されるものではなく、種々の形状にすることが可能である。反射部材（８１，８２，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ）の厚みも、特に限定されるものではなく、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定される。
【００２５】
このように、本実施形態の音響発生器は、圧電素子１と、振動体３ａと、反射部材８１と、反射部材８２と、開口２１と、開口２２と、を有している。振動体３ａは、主面６２および主面６２と反対側の主面６１を有しており、圧電素子１が設けられて圧電素子１の振動によって振動して音響を発生させる。反射部材８１は、振動体３ａに対して−Ｚ方向側に設けられており、表面８１ａを有している。反射部材８１の表面８１ａは、振動体３ａに面するとともに振動体３ａの主面６１に対して傾いている。反射部材８２は、振動体３ａに対して−Ｚ方向と反対方向である＋Ｚ方向側に設けられており、表面８２ａを有している。反射部材８２の表面８２ａは、振動体３ａを間に挟んで反射部材８１の表面８１ａと向かい合っており、振動体３ａの表面６２に対して傾いている。開口２１は、−Ｚ方向と異なる方向である−Ｘ’方向に向かって開口している。また、開口２１は、振動体３ａおよび反射部材８１の間の空間である空間２５と、空間２５の外側の空間とを接続している。開口２２は、＋Ｚ方向および−Ｘ’方向と異なる方向である＋Ｘ’方向に向かって開口している。また、開口２２は、振動体３ａおよび反射部材８２の間の空間である空間２６と、空間２６の外側の空間とを接続している。このような構成を有しているため、本実施形態の音響発生器は、小型であるとともに、良好な音質の音を発生させることができる。この効果が得られる理由は、振動体３ａの主面６１側から発生する音響と、振動体３ａの主面６２側から発生する音響とを、それぞれ指向性を高めて異なる方向へ放射することにより、大きなバッフルボードや筐体を用いることなく、位相が異なる音同士の干渉を低減できるためでないかと考えられる。
【００２６】
また、本実施形態の音響発生器では、圧電素子１は、反射部材８１に近く反射部材８２から遠い位置に配置されている。そして、反射部材８１は、反射部材８１を貫通する貫通孔９１を有している。貫通孔９１は、反射部材８１における圧電素子１と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通している。このような構成を有しているため、本実施形態の音響発生器は、反射部材８１および反射部材８２と、圧電素子１とが、接近しすぎることによって生じる音質の低下を低減することができる。この効果が得られる理由は、明確に特定できていないが、次のように推定できる。すなわち、圧電素子１が取り付けられた場所は、発生する音の音圧が、振動体３ａにおいて最も大きくなる。よって、圧電素子１が取り付けられた場所が、反射部材８１または反射部材８２に接近しすぎると、振動体３ａと、反射部材８１または反射部材８２との間の反響が強くなって音質が低下する（硬くて耳障りな音になる）。そこで、圧電素子１を、反射部材８２から遠い位置に配置することによって、振動体３ａと、反射部材８２との間の反響を低減するとともに、反射部材８１における、圧電素子１に対向する部分の少なくとも一部に、貫通孔９１を形成することによって、振動体３ａと、反射部材８１との間の反響を低減することができる。よって、本実施形態の音響発生器は、音質が高い音を発生させることができる。
【００２７】
なお、「開口２１が−Ｘ’方向に向かって開口している」とは、−Ｘ’方向から見たときに、開口２１が見えることである。また、「反射部材８１における圧電素子１と向かい合う部分」とは、圧電素子１から反射部材８１に下ろした垂線が反射部材８１と交わる部分のことである。また、「圧電素子１が、反射部材８１に近く反射部材８２から遠い位置に配置されている」とは、圧電素子１と反射部材８１との距離が、圧電素子１と反射部材８２との距離よりも小さいことである。
【００２８】
また、本実施形態の音響発生器においては、振動体３ａの主面６２に沿った１つの方向を＋Ｘ’方向とし、＋Ｘ’方向と反対方向を−Ｘ’方向とすると、振動体３ａの＋Ｘ’方向の端部が反射部材８１に近接し、振動体３ａの−Ｘ’方向の端部が反射部材８２に近接しており、圧電素子１は、振動体３ａにおける＋Ｘ’方向に偏った位置に設けられている。これにより、振動体３ａを、反射部材８１と反射部材８２の間の全体に渡る大きさにすることができるとともに、圧電素子１を反射部材８２から遠い位置に配置することができる。よって、本実施形態の音響発生器は、小型でありながら、音圧が高く高音質な音響を発生させることができる。
【００２９】
また、本実施形態の音響発生器では、反射部材８１と反射部材８２との間隔をＤ１とし、振動体３ａの＋Ｘ’方向における長さをＬ１とすると、Ｄ１＜Ｌ１である。これにより、反射部材８１と反射部材８２との間隔を小さくしつつ、振動体３ａの大きさを大きくできるので、低周波側における音圧が高く小型の音響発生器を得ることができる。
【００３０】
また、本実施形態の音響発生器では、振動体３ａの主面６２に沿った方向であり、且つ＋Ｘ’方向に対して垂直な１つの方向を＋Ｙ方向とすると、圧電素子１の＋Ｙ方向の長さが、圧電素子１の＋Ｘ’方向の長さよりも大きい。これにより、圧電素子１と反射部材８２との間隔を大きく保ちつつ、圧電素子１の長さを長くすることができるので、音質の低下を抑制しつつ、低周波数側における音圧を高めることができる。
【００３１】
また、本実施形態の音響発生器においては、貫通孔９１は、反射部材８１における、圧電素子１と最も接近する部分に選択的に形成されている。これにより、音質の低下を抑制しつつ、開口２１から放射される音響における全体的な音圧の低下を防止することができる。
【００３２】
本実施形態の音響発生器は、例えば次のようにして製造することができる。まず、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑剤、溶剤を添加して掻き混ぜて、スラリーを作製する。圧電材料としては、鉛系、非鉛系のうちいずれでも使用することができる。次に、得られたスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを作製する。このグリーンシートに導体ペーストを印刷して内部電極となる導体パターンを形成し、この導体パターンが形成されたグリーンシートを積層して、積層成形体を作製する。
【００３３】
次に、この積層成形体を脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることにより積層体を得ることができる。そして、必要に応じて、積層体の外周部を加工する。次に、積層体の積層方向の主面に、導体ペーストを印刷して表面電極となる導体パターンを形成し、積層体の長手方向（＋Ｙ方向）の両側面に、導体ペーストを印刷して側面電極となる導体パターンを形成する。そして、所定の温度で電極の焼付けを行うことにより、圧電素子１となる構造体を得ることができる。その後に、圧電素子１に圧電性を付与するために表面電極または側面電極を通じて直流電圧を印加して、圧電素子１の圧電体層の分極を行う。このようにして圧電素子１を得ることができる。
【００３４】
次に、フィルム３および枠部材（５ａ，５ｂ）を準備し、フィルム３に張力をかけた状態で、フィルム３の周縁部を枠部材５ａおよび枠部材５ｂで挟んで接着剤で固定する。次に、フィルム３の表面に圧電素子１を接着剤等により接合し、圧電素子１に配線を接続する。そして、枠部材５ａの内側に樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂層２０を形成する。そして、枠部材５ａに、所定形状に加工した反射部材（８１，８２，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ）を接着剤等で接合する。このようにして、本実施形態の音響発生器を得ることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の音響発生器について、図５〜図９を用いて説明する。図５，図６は、本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す斜視図である。図７は、図５のＣ−Ｃ’線断面図である。図８は、図５のＤ−Ｄ’線断面図である。図９は、本発明の第２実施形態の音響発生器を模式的に示す分解斜視図である。なお、本実施形態においては、前述した第１実施形態の音響発生器と異なる点について説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の音響発生器は、前述した第１実施形態の音響発生器が有していた反射部材８３ａ，反射部材８３ｂ，反射部材８４ａ，反射部材８４ｂを有しておらず、その代わりに、反射部材８５，反射部材８６，反射部材８７，反射部材８８を有している。また、反射部材８１および反射部材８２の形状が、前述した第１実施形態の音響発生器と異なっている。
【００３７】
反射部材８５は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から見たときに反射部材８１と反射部材８２とが重なる領域の一部（＋Ｙ方向の中央部）に、反射部材８１と反射部材８２との間の空間を反射部材８１側と反射部材８２側とに仕切るように配置されている。また、反射部材８５は、反射部材８１および反射部材８２に対して、振動体３ａと同様に傾けて配置されている。なお、「同様に傾ける」とは、同じ方向に同じ角度で傾けることを意味するが、完全に一致する必要はなく、製造誤差程度異なっていても構わない。そして、反射部材８５の中央部に貫通孔９５が形成されており、貫通孔９５の周囲に枠部材５ｂが接合されることによって、貫通孔９５を塞ぐように振動体３ａが取り付けられている。
【００３８】
反射部材８６ａは、反射部材８５の周縁部から反射部材８１へ向けて−Ｚ方向に伸びており、反射部材８５と反射部材８１とを接続している。このようにして、反射部材８１，反射部材８５，反射部材８６，枠部材５ｂおよび振動体３ａによって囲まれた空間７１が形成されている。また、空間７１の−Ｘ方向端部に位置する反射部材８６には、空間７１と、空間７１の外側の空間とを接続する複数の開口７４が形成されている。そして、振動体３ａの主面６１側から発生した音響が、開口７４を介して放射される。
【００３９】
反射部材８８は、反射部材８１の周縁部から反射部材８２の周縁部へ向けて＋Ｚ方向へ伸びており、反射部材８１と反射部材８２とを接続している。このようにして、反射部材８１，反射部材８２，反射部材８５，反射部材８６，反射部材８８，枠部材５ａ，枠部材５ｂおよび振動体３ａによって囲まれた空間７２が形成されている。また、空間７２の＋Ｙ方向の端部に位置する反射部材８８には、空間７２と、空間７２の外側の空間とを接続する開口７５が形成されている。また、開口７５にダクト７３が接続されている。なお、ダクト７３は、−Ｘ方向に向けて開口している。
【００４０】
また、反射部材８１の−Ｚ方向の主面における−Ｘ方向の端部には、＋Ｚ方向に傾けられた反射部材８７が取り付けられており、ダクト７３および複数の開口７４から放射された音響が、＋Ｚ方向へ向かうように反射部材８７で反射される。
【００４１】
また、反射部材８１には、１つの貫通孔９２と、２つの貫通孔９３と、複数の貫通孔９４とが形成されている。貫通孔９２および２つの貫通孔９３の各々は、反射部材８１における圧電素子１と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通している。また、貫通孔９２および２つの貫通孔９３の各々は、＋Ｘ方向に長い形状を有している。また、貫通孔９２および２つの貫通孔９３の各々は、＋Ｙ方向において互いに間隔を開けて配置されており、２つの貫通孔９３の間に貫通孔９２が位置している。貫通孔９４は、円形であり、貫通孔９２および貫通孔９３よりも断面積が小さい。また、複数の貫通孔９４は、反射部材８１における、空間７１に接するとともに圧電素子１と対向しない領域に形成されている。
【００４２】
上述したように、本実施形態の音響発生器は、反射部材８５，反射部材８６および反射部材８８を有している。反射部材８５は、＋Ｚ方向または−Ｚ方向から見たときに反射部材８１と反射部材８２とが重なる領域の一部に、反射部材８１と反射部材８２との間の空間を、反射部材８１側と反射部材８２側とに仕切るように配置されている。反射部材８６は、反射部材８５と反射部材８１とを接続する。反射部材８８は、反射部材８１と反射部材８２とを接続する。反射部材８５に貫通孔９５が設けられており、振動体３ａは、貫通孔９５を塞ぐように、反射部材８５に設けられている。開口７４は、振動体３ａ，反射部材８１，反射部材８５および反射部材８６によって囲まれた空間７１と、空間７１の外側の空間とを接続している。開口７５は、反射部材８１，反射部材８２，反射部材８５，反射部材８６，反射部材８８および振動体３ａによって囲まれた空間７２と、空間７２の外側の空間とを接続している。開口７５にダクト７３が接続されている。このような構成により、振動体３ａの主面６１側で発生した音響を、開口７４から放射するとともに、振動体３ａの主面６２側で発生した音響を、空間７２内で反響させて、ダクト７３によって位相を変化させた後に放射することができる。よって、放射する音響における低周波数領域の音圧を高めることができる。
【００４３】
また、本実施形態の音響発生器は、１つの貫通孔９２と、１つ以上の貫通孔９３と、を有している。貫通孔９２および貫通孔９３は、反射部材８１における圧電素子１と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する。また、反射部材８１の主面に沿った方向であり、且つ＋Ｙ方向に垂直な１つの方向を＋Ｘ方向とすると、貫通孔９２および貫通孔９３は、＋Ｘ方向の長さが＋Ｙ方向の長さよりも大きい。また、貫通孔９３は、＋Ｙ方向において貫通孔９２と間隔を開けて設けられている。このような構成により、貫通孔９２および貫通孔９３によって音質の低下を抑制するとともに、貫通孔９２および貫通孔９３を介して漏洩する低い周波数領域の音響を小さくすることができる。
【００４４】
また、本実施形態の音響発生器は、開口７４から放射された音響と、ダクト７３から放射された音響と、の両方を反射する反射部材８７を有している。このような構成により、音響を放射する方向（＋Ｚ方向）の寸法が小さい、薄型の音響発生器を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態の音響発生器では、反射部材８１に複数の貫通孔９４が形成されている。複数の貫通孔９４は、反射部材８１における、空間７１に接するとともに圧電素子１と対向しない領域に形成されている。また、各々の貫通孔９４は、円形であり、貫通孔９２および貫通孔９３よりも断面積が小さい。そして、複数の貫通孔９４は、開口７４に向かって数が増加するように配置されている。このような構成により、発生する音響の音質を更に高めることができる。
【００４６】
また、本実施形態の音響発生器では、空間７１の＋Ｙ方向の長さが、開口７４に近づくにつれて大きくなるようにされている。これにより、振動体３ａの主面６１側で発生する音響の音圧を高めることができるとともに、空間７２の体積を最大限に大きくして、ダクト７３を介して放射される音響の音圧を高めることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態の電子機器５０の構成の一例を示すブロック図である。
【００４８】
本実施形態の電子機器５０は、図１０に示すように、音響発生器３０と、電子回路６０と、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄと、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆとを有している。なお、図１０は、例えば、携帯電話、タブレット端末、あるいはパーソナルコンピュータのような電子機器を想定したブロック図である。
【００４９】
電子回路６０は、制御回路５０ａと、通信回路５０ｂとを有している。また、電子回路６０は、音響発生器３０に接続されており、音響発生器へ音声信号を出力する機能を有している。制御回路５０ａは、電子機器５０の制御部である。通信回路５０ｂは、制御回路５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送信や受信などを行う。
【００５０】
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。表示部５０ｅは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、制御回路５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。
【００５１】
音響発生器３０は、前述した第１実施形態または第２実施形態のような音響発生器である。そして、音響発生器３０は、電子機器５０における音響出力デバイスとして機能しており、電子回路６０から入力された音声情報を有する電気信号に基づいて音響（可聴周波数帯域外の音響も含む）を発生させる。なお、音響発生器３０は、電子回路６０の制御回路５０ａに接続されており、制御回路５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発生させる。
【００５２】
本実施形態の電子機器５０は、前述した第１実施形態または第２実施形態のような音響発生器３０を用いて音響を発生させることから、高音質な音響を発生させることができるとともに、小型化することができる。
【００５３】
なお、電子機器５０の構造の一例としては、例えば、電子機器５０の筐体の内部に、図１０に示す電子回路６０，キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０ｅ，アンテナ５０ｆおよび音響発生器３０を備えたものとすることができる。また、電子機器５０の構造の他の例としては、図１０に示す電子回路６０，キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０およびアンテナ５０ｆを筐体に備えた機器本体と、音響発生器３０とを、リード線等を介して電気信号が伝達可能に接続したものとすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の電子機器は、図１０に示した、キー入力部５０ｃ，マイク入力部５０ｄ，表示部５０ｅおよびアンテナ５０ｆを全て有している必要はなく、音響発生器３０と、電子回路６０とを少なくとも有していれば良い。また、電子機器５０は、他の構成要素を有していても良い。電子回路６０も、上述した構成の電子回路６０に限定されるものではなく、他の構成を有する電子回路であっても構わない。
【００５５】
また、本実施形態の電子機器は、上述した、携帯電話，タブレット端末，パーソナルコンピュータ等の電子機器に限定されるものではない。音響や音声を発生させる機能を有する、テレビ、オーディオ機器、ラジオ、掃除機，洗濯機，冷蔵庫，電子レンジ等の種々の電子機器において、前述した第１実施形態または第２実施形態のような音響発生器３０を、音響発生装置として用いることができる。
【００５６】
（変形例）
本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。
【００５７】
前述した実施の形態の例においては、振動体３ａとしてフィルム３を用いた例を示したが、振動体３ａはフィルムに限定されるものではない。例えば、フィルム３の代わりに、例えば、金属，セラミックス，合成樹脂等で形成された板状の物体を用いても良く、また、各種ゴム材料からなる膜状の物体を用いても構わない。
【００５８】
またさらに、前述した実施の形態の例においては、フィルム３および圧電素子１の表面を被覆する樹脂層２０を形成した例を示したが、これに限定されるものではない。樹脂層２０を形成しないようにしても構わない。
【実施例】
【００５９】
次に本発明の音響発生器の具体例について説明する。図５〜図９に示す第２実施形態の音響発生器を作製した。圧電素子１は、ＰＺＴ系の圧電体層と電極層とが積層されたバイモルフ型の圧電素子とした。圧電素子１の形状は、長さが３６ｍｍで、幅が１４ｍｍで、厚さが０．１５ｍｍの矩形状とした。フィルム３は、厚さが０．０２５ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムを使用した。フィルム３における、枠部材（５ａ，５ｂ）の内側の振動体３ａとして機能する部分は、長さが６０ｍｍで、幅が３０ｍｍの矩形状とした。反射部材８１，反射部材８５，反射部材８６，反射部材８８は、アクリル樹脂を用いて形成した。反射部材８２および反射部材８７は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いて形成した。反射部材８１および反射部材８２は、長さが２４５ｍｍで、幅が４０ｍｍの矩形状とした。反射部材８１と反射部材８２との間隔は６ｍｍとした。【００６０】
作製した音響発生器の特性を図１１，図１２に示す。図１１は、音響発生器から発生する音響の周波数による音圧の変化を示すグラフであり、音響発生器に実効値が７．５Ｖの正弦波を与えたときの、音響発生器から１ｍ離れた場所の音圧を示している。図１１に示すグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は音圧レベルを示している。図１２は、音響発生器から発生する音響の指向性を示すグラフであり、音響発生器に実効値が１０Ｖの正弦波を与えたときの、音響発生器から１ｍ離れた場所の音圧を示している。図１２に示すグラフにおいて、円周に沿った目盛りは、音響発生器からの方向を角度で示したものであり、０は、＋Ｚ方向を示し、−９０°は、−Ｘ方向を示し、４５°（＋４５°）は、＋Ｚ方向から＋Ｘ方向へ４５°傾けた方向を示している。今回は−９０°〜＋４５°の範囲の音圧を測定した。【００６１】
図１１に示すグラフによれば、０．１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの広い周波数範囲において、６０ｄＢ以上の充分な音圧が得られているとともに、周波数による音圧の変化が小さく、歪みの少ない高音質な音響を発生することができることがわかる。また、図１２に示すグラフによれば、−９０°〜４５°の範囲において、ほぼ一定の音圧が得られており、指向性が小さいことがわかる。これらの結果により本発明の有効性が確認できた。
【符号の説明】
【００６２】
１：圧電素子
３ａ：振動体
２１，２２，７４，７５：開口
３０：音響発生器
５０：電子機器
６０：電子回路
８１，８２，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂ，８５，８６，８７，８８：反射部材
９１，９２，９３，９４：貫通孔
【図１】
2015037712.tif 000003
【図２】
2015037712.tif 000004
【図３】
2015037712.tif 000005
【図４】
2015037712.tif 000006
【図５】
2015037712.tif 000007
【図６】
2015037712.tif 000008
【図７】
2015037712.tif 000009
【図８】
2015037712.tif 000010
【図９】
2015037712.tif 000011
【図１０】
2015037712.tif 000012
【図１１】
2015037712.tif 000013
【図１２】
2015037712.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月1日(2016.9.1)
【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圧電素子と、
第１主面および該第１主面と反対側の第２主面を有しており、前記圧電素子が設けられて該圧電素子の振動によって振動して音響を発生させる振動体と、
前記振動体に対して第１方向側に設けられており、前記振動体に面するとともに前記振動体の前記第１主面に対して傾いている第１表面を有する、第１反射部材と、
前記振動体に対して前記第１方向と反対方向である第２方向側に設けられており、前記振動体を間に挟んで前記第１反射部材の前記第１表面と向かい合うとともに前記振動体の前記第２主面に対して傾いている第２表面を有する、第２反射部材と、
前記第１方向と異なる方向である第３方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第１反射部材の間の空間である第１空間と、該第１空間の外側の空間とを接続する、第１開口と、
前記第２方向および前記第３方向と異なる方向である第４方向に向かって開口しており、前記振動体および前記第２反射部材の間の空間である第２空間と、該第２空間の外側の空間とを接続する、第２開口と、
を有しており、
前記圧電素子は、前記第１反射部材に近く前記第２反射部材から遠い位置に配置されており、
前記第１反射部材は、前記圧電素子と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する第１貫通孔を有している
ことを特徴とする音響発生器。
【請求項２】
前記振動体の前記第１主面に沿った１つの方向を第５方向とし、該第５方向と反対方向を第６方向とすると、前記振動体の前記第５方向の端部が前記第１反射部材に近接し、前記振動体の前記第６方向の端部が前記第２反射部材に近接しており、
前記圧電素子は、前記振動体における前記第５方向に偏った位置に設けられている
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】
前記第１反射部材および前記第２反射部材は、それぞれ平板状の形状を有しているとともに、互いに平行に配置されており、
前記振動体は、平板状の形状を有しているとともに、前記第１反射部材および前記第２反射部材に対して傾けて配置されており、
前記振動体の前記第１主面に沿った方向であり、且つ前記第５方向に対して垂直な１つの
方向を第７方向とすると、前記振動体の前記第７方向の長さは、前記振動体の前記第５方向の長さよりも大きくされており、
前記第１反射部材と前記第２反射部材との間隔をＤ１とし、前記振動体の前記第５方向における長さをＬ１とすると、Ｄ１＜Ｌ１であることを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
【請求項４】
前記振動体の前記第１主面に沿った方向であり、且つ前記第５方向に対して垂直な１つの方向を第７方向とすると、前記圧電素子の前記第７方向の長さが、前記圧電素子の前記第５方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の音響発生器。
【請求項５】
前記第１反射部材の前記第１表面に沿った方向であり、且つ前記第７方向に垂直な１つの方向を第８方向とすると、前記第１貫通孔は、前記第８方向の長さが前記第７方向の長さよりも大きく、前記第１反射部材における前記圧電素子と向かい合う部分の少なくとも一部を含む部分を貫通する１つ以上の第２貫通孔が、前記第７方向において前記第１貫通孔と間隔を開けて設けられており、前記第２貫通孔は、第８方向の長さが前記第７方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の音響発生器。
【請求項６】
前記第１方向から見たときに前記第１反射部材と前記第２反射部材とが重なる領域の一部に、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間の空間を前記第１反射部材側と前記第２反射部材側とに仕切るように配置された第３反射部材と、
該第３反射部材と前記第１反射部材とを接続する第４反射部材と、
前記第１反射部材と前記第２反射部材とを接続する第５反射部材と、
を有しており、
前記第３反射部材に第３貫通孔が設けられており、前記振動体は、前記第３貫通孔を塞ぐように、前記第３反射部材に設けられており、
前記第１開口は、前記振動体，前記第１反射部材，前記第３反射部材および前記第４反射部材によって囲まれた第３空間と、該第３空間の外側の空間とを接続しており、
前記第２開口は、前記第１乃至第５反射部材および前記振動体によって囲まれた第４空間と、該第４空間の外側の空間とを接続しており、
前記第２開口にダクトが接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の音響発生器。
【請求項７】
前記第１開口から放射された音響と、前記ダクトから放射された音響と、の両方を反射する第６反射部材を有していることを特徴とする請求項６に記載の音響発生器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか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を少なくとも有しており、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。
【国際調査報告】
2015037712.tif 000015
2015037712.tif 000016
2015037712.tif 000017
2015037712.tif 000018