(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の圧電素子および第２の圧電素子と、前記第２の圧電素子に取り付けられる振動板と、を備える圧電型スピーカ装置であって、
前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、
前記第１の圧電素子には低音の信号を、前記第２の圧電素子には高音の信号を、それぞれ入力することを特徴とする圧電型スピーカ装置。
【請求項２】
第１の圧電素子および第２の圧電素子を備える圧電型スピーカ装置であって、
前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、
前記接続体は特定周波数帯域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能することを特徴とする圧電型スピーカ装置。
【請求項３】
前記接続体は実質的に低域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能することを特徴とする請求項２に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項４】
前記接続体は前記第２の圧電素子に向かって広がるコーン形状を有することを特徴とする請求項１、又は２に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項５】
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子はそれぞれの周縁部において前記接続体を介して接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項６】
前記接続体は弾性部材からなることを特徴とする請求項５に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項７】
前記第１の圧電素子は支持部材に対し取り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項８】
前記第１の圧電素子は機械的クッション材を介して前記支持部材に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項９】
前記支持部材として重量物を用いることを特徴とする請求項７または８に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１０】
前記第２の圧電素子に振動板が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１１】
前記第１の圧電素子を駆動する電気回路を備え、前記電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを前記第１の圧電素子に与えるフィルタ手段を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１２】
前記電気回路のフィルタ手段は実質的に低域の信号のみを前記第１の圧電素子に与えることを特徴とする請求項１１に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１３】
前記第２の圧電素子を駆動する電気回路を備え、前記電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを前記第２の圧電素子に与えるフィルタ手段を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１４】
前記電気回路のフィルタ手段は実質的に高域の信号のみを前記第２の圧電素子に与えることを特徴とする請求項１３に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１５】
第１の圧電素子と、
第２の圧電素子と、
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材と、
前記連結部材に取り付けられた振動板と、を備え、
前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記連結部材を介して前記振動板に伝達し、
前記連結部材に対する前記第１の圧電素子の取付位置から前記連結部材に対する前記第２の圧電素子の取付位置までの距離は、前記第２の圧電素子の取付位置から前記振動板の取付位置までの距離よりも大きいことを特徴とする圧電型スピーカ装置。
【請求項１６】
第１の圧電素子と、
第２の圧電素子と、
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材と、
前記連結部材に取り付けられた高音用振動板と、
前記連結部材に取り付けられた低音用振動板と、を備え、
前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して、前記連結部材を介して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記高音用振動板および前記低音用振動板に伝達することを特徴とする圧電型スピーカ装置。
【請求項１７】
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子のいずれかに所定帯域の駆動信号を供給することを特徴とする請求項１６に記載の圧電型スピーカ装置。
【請求項１８】
前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子のいずれか一方に低域の駆動信号を供給し、他方に高域の駆動信号を供給することを特徴とする請求項１６、または１７に記載の圧電型スピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を用いた圧電型スピーカ装置に関し、とくに低域まで再生可能で音圧を向上させることができる圧電型スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピーカ装置として、ダイナミック型スピーカや圧電型スピーカが知られている。ダイナミック型スピーカは、例えばコーン形状を有する振動板に固定された駆動コイルを磁気回路の磁気空隙内に配し、磁気空隙内の直流磁界によって得られるコイルの電磁駆動力を機械振動として振動板に伝えることにより、振動板がこの機械振動を音響変換して放音することができる。
【０００３】
一方、圧電型スピーカはロッシェル塩やチタン酸バリウムなどの圧電物質による圧電効果を利用したものであり、例えば、特開２０００−３５４２９７号公報には、圧電素子の中央部にコーン振動板が固着されたスピーカ装置が開示されている。圧電型スピーカはダイナミック型スピーカと異なり磁気回路が不要であるため、軽量なスピーカ装置を得ることができる。上記公報に開示されているように、圧電スピーカ装置はとくにトゥイータ（高音用スピーカ）として適した性能を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、車載用オーディオ装置に対する軽量化の要請が強くなっており、スピーカ装置の軽量化を図ることができる圧電型スピーカは、このような要請に応えうる特性を備えるものとして車載用オーディオ装置に適したものと考えられる。しかし、圧電型スピーカは大きな振幅を確保しにくいという性質があり、低音再生や大音量の再生に難がある。
【０００５】
本発明は、低域まで再生可能で、しかも高い音圧を得ることができる圧電型スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（１１）および第２の圧電素子（１２）と、前記第２の圧電素子に取り付けられる振動板（１３）と、を備える圧電型スピーカ装置であって、前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体（１４）を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、前記第１の圧電素子には低音の信号を、前記第２の圧電素子には高音の信号を、それぞれ入力することを特徴とする。
【０００７】
この圧電型スピーカ装置によれば、第２の圧電素子の振幅が、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。さらに、第２の圧電素子から高音が効率的に放音できるとともに、第１の圧電素子として大振幅が得られるものを使用できる。
【００１０】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（１１）および第２の圧電素子（１２）を備える圧電型スピーカ装置であって、前記第２の圧電素子の振幅が、実質的に前記第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、前記第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるように、前記第２の圧電素子が接続体（１４）を介して前記第１の圧電素子に対向して取り付けられ、前記接続体は特定周波数帯域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能することを特徴とする。
【００１１】
接続体（１４等）は実質的に低域の振動のみを伝達する機械的フィルタとして機能するものでもよい。
【００１２】
この場合には、第２の圧電素子から高音が効率的に放音できるとともに、第１の圧電素子として大振幅が得られるものを使用できる。
【００１３】
接続体（１４等）は第２の圧電素子（１２等）に向かって広がるコーン形状を有してもよい。
【００１４】
第１の圧電素子（５１）および第２の圧電素子（５２）はそれぞれの周縁部において接続体（５４）を介して接合されていてもよい。
【００１５】
接続体（５４）は弾性部材からなっていてもよい。
【００１６】
第１の圧電素子（１１等）は支持部材（１５等）に対し取り付けられてもよい。
【００１７】
第１の圧電素子（１１等）は機械的クッション材を介して支持部材（１５等）に取り付けられてもよい。
【００１８】
支持部材として重量物を用いてもよい。
【００１９】
第２の圧電素子（１２等）に振動板（１３等）が取り付けられていてもよい。
【００２０】
この場合には、第２の圧電素子の振動が振動板によって効率的に音響エネルギーに変換される。
【００２１】
第１の圧電素子（１１等）を駆動する電気回路を備え、電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを第１の圧電素子に与えるフィルタ手段を備えてもよい。
【００２２】
この場合には、第１の圧電素子に与えられる帯域に応じて、第１の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００２３】
電気回路のフィルタ手段は実質的に低域の信号のみを第１の圧電素子（１１等）に与えてもよい。
【００２４】
この場合には、第１の圧電素子の構成として低域専用として適した構成を採用できる。
【００２５】
第２の圧電素子（１２等）を駆動する電気回路を備え、電気回路は特定の周波数帯域の信号のみを第２の圧電素子（１２等）に与えるフィルタ手段を備えてもよい。
【００２６】
この場合には、第２の圧電素子に与えられる帯域に応じて、第２の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００２７】
電気回路のフィルタ手段は実質的に高域の信号のみを第２の圧電素子（１２等）に与えてもよい。
【００２８】
この場合には、第１の圧電素子の構成として高域専用として適した構成を採用できる。
【００２９】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（３２）と、第２の圧電素子（３３）と、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材（３４）と、前記連結部材に取り付けられた振動板（３５）と、を備え、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子および前記振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記連結部材を介して前記振動板に伝達し、前記連結部材に対する前記第１の圧電素子の取付位置から前記連結部材に対する前記第２の圧電素子の取付位置までの距離（Ｌ１）は、前記第２の圧電素子の取付位置から前記振動板の取付位置までの距離（Ｌ２）よりも大きいことを特徴とする。
【００３０】
この圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材を介して振動板に伝達するので、振動板の振幅を、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとすることができるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
また、第１の圧電素子の振幅および第２の圧電素子の振幅が増幅されて振動板の振幅として重畳されるので、振動板をより大きな振幅で駆動することができる。なお、「有効距離」は連結部材の運動に対する第１の圧電素子、第２の圧電素子および振動板の取付位置における振幅比を決める距離を意味する。
さらに、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅が加算された角度で連結部材が運動するため振動板の振幅を拡大でき、より一層、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３３】
本発明による圧電型スピーカ装置は、第１の圧電素子（４２）と、第２の圧電素子（４３）と、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子が取り付けられた連結部材（４４）と、前記連結部材に取り付けられた高音用振動板（４５）と、前記連結部材に取り付けられた低音用振動板（４６）と、を備え、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板は、前記第１の圧電素子、前記第２の圧電素子、前記高音用振動板および前記低音用振動板の順に配列するように前記連結部材に取り付けられ、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅方向が互いに反転するように前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に駆動電圧を印加して、前記連結部材を介して前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子の振幅を前記高音用振動板および前記低音用振動板に伝達することを特徴とする。
【００３４】
この圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材によって増幅して高音用振動板および低音用振動板に伝達することができるので、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３６】
また、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅が加算された角度で連結部材が運動するため振動板の振幅を拡大でき、より一層、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００３７】
第１の圧電素子（４２）および第２の圧電素子（４３）のいずれかに所定帯域の駆動信号を供給してもよい。
【００３８】
この場合、所定の帯域に応じて、第１の圧電素子または第２の圧電素子の構成を適切に選択できる。
【００３９】
第１の圧電素子（４２）および第２の圧電素子（４３）のいずれか一方に低域の駆動信号を供給し、他方に高域の駆動信号を供給してもよい。
【００４０】
この場合、駆動信号の帯域に応じて、第１の圧電素子および第２の圧電素子の構成をそれぞれ適切に選択できる。
【００４１】
なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００４２】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
以下、図１および図２を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、図１（ｂ）は圧電素子の構成を示す断面図、図２は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を駆動する際に使用するネットワーク回路を示す回路図である。
【００４３】
図１（ａ）に示すように、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置は円板状の第１の圧電素子１１と、第１の圧電素子１１よりも径の小さな円板状の第２の圧電素子１２と、第２の圧電素子１２の図１において上面中央部に取り付けられたコーン形状の振動板１３とを備える。振動板１３は紙あるいは薄い樹脂シート等により構成することができる。
【００４４】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２はロッシェル塩やチタン酸バリウムなどの圧電物質による圧電効果を利用した容量性のインピーダンスを有する圧電振動子である。図１（ｂ）に示すように、第１の圧電素子１１は素子片１１ａ、素子片１１ｂおよび電極（正電極および負電極）を積層したバイモルフ型の構造を有する。第２の圧電素子１２も第１の圧電素子１１と同様の構造をとる。第１の圧電素子１１あるいは第２の圧電素子１２の入力端にオーディオ信号に応じた電圧を印加することにより、円板状の圧電素子の周縁を基準として圧電物質全体が半径方向に伸び縮みすることにより円板の中心軸に沿って振動する。
【００４５】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２は第２の圧電素子１２に向かって広がるコーン形状の接続体１４を介して接続されている。先細り形状に形成された接続体１４の下端部は第１の圧電素子１１の中央部に、広がって形成された上端部は第２の圧電素子１２の周辺部にそれぞれ接着されている。接続体１４は紙あるいは樹脂等により構成することができる。
【００４６】
また、圧電素子１１の周辺部および振動板１３の周辺部は、それぞれフレーム部材１５に取り付けられ固定されている。なお、振動板１３は柔軟なエッジ１３ａを介してフレーム部材１５に取り付けられているため、とくにエッジ１３ａが容易に弾性変形する。このため振動板１３の振動が阻害されることはない。
【００４７】
第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２は図２に示すネットワーク回路を介して駆動される。第１の圧電素子１１の電極にはインダクタンスＬ１が直列に接続されたローパスフィルタを介して音声信号が加えられる。また、第１の圧電素子１２の電極にはキャパシタンスＣ１が直列に接続されたハイパスフィルタを介して音声信号が加えられる。このため、第１の圧電素子１１の電極間には低域の音声信号が、第２の圧電素子１２の電極間には高域の音声信号がそれぞれ印加される。
【００４８】
次に、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。第１の圧電素子１１および第２の圧電素子１２に音声信号を供給すると、フレーム部材１５により支持された第１の圧電素子１１は中央部が図１において上下方向に振動するように撓み変形する。また、接続体１４により支持された第２の圧電素子１２は中央部が図１において上下方向に振動するように撓み変形する。振動板１３は第２の圧電素子１２の振幅によって駆動され、振動板１３から効率的に再生音が放出される。
【００４９】
第１の実施形態の圧電型スピーカ装置では、第１の圧電素子１１の振幅が接続体１４によって第２の圧電素子１２の周辺部に伝達される。このため、第２の圧電素子１２の中央部における振幅は、第１の圧電素子１１の振幅に第２の圧電素子１２の振幅を加算したものとなる。第２の圧電素子１２の中央部における振幅は第１の圧電素子１１に供給された低域の信号に基づく振幅および第２の圧電素子１２に供給された高域の信号に基づく振幅を合成したものとなり、全域にわたり平坦な振幅が得られる。したがって、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置では、従来の圧電型スピーカ装置よりも低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となる。また、複数の圧電素子による振幅が重畳されるため、能率を高めることができる。なお、第１の実施形態では、第１の圧電素子１１を低域専用の素子として使用するため、振動系の重量が大きくても不都合はない。このため第１の圧電素子１１として充分な振幅のとれる圧電素子を使用することができる。
【００５０】
第１の実施形態では、第１の圧電素子１１を直接フレーム部材１５に取り付けているが、機械的クッション材（例えば、ゴムや樹脂）を介してフレーム部材１５等の支持部材に取り付けられてもよい。また、第１の圧電素子１１を支持する支持部材として重量物を用いてもよい。さらに、支持部材に振動板を取り付ける構成を採用しなくてもよい。
【００５１】
第１の実施形態では、ネットワーク回路を用いて第１の圧電素子１１に低域を、第２の圧電素子１２に高域をそれぞれ受け持たせるようにしているが、このようなネットワーク回路を用いることなく、両方の圧電素子に全帯域の駆動信号を同時に供給してもよい。また、いずれか一方の圧電素子に全帯域の信号を与え、他方に所定帯域の信号を与えてもよい。ただし、第１の圧電素子１１の振動系には第２の圧電素子１２および接続体１４の重量が付加されており、振動系全体の重量が大きくなっている。このため、第１の圧電素子１１に高域の信号を与えた場合であっても減衰が大きく、高域における効率は低くなる。したがって、高域まで充分な効率を獲得したい場合には、高域の信号を第２の圧電素子１２に供給することが必要となる。
【００５２】
また、図３に示すように機械的なフィルタを用いて、圧電素子の受け持ち帯域を制限するようにしてもよい。図３では、弾性体１６を介して第１の圧電素子１１および接続体１４を接着している。この場合には、弾性体１６が機械的フィルタとして機能し、第１の圧電素子１１の高域の振動が第２の圧電素子１２に伝達されなくなるため、ネットワーク回路等の電気回路によるフィルタを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、弾性体を用いる代わりに、接続体１４の硬さや形状を選択して接続体１４に弾性を与え、機械的フィルタとして機能させるようにしてもよい。
【００５４】
図４に示すように、３つ以上の圧電素子を用いてもよい。図４の例では、圧電素子２１、圧電素子２２および圧電素子２３が、接続体２４および接続体２５を介して順次接着されている。圧電素子２１はその周辺部においてフレーム２６に取り付けられ、圧電素子２３の中央部には振動板２７が接着されている。このように、３つ以上の圧電素子を用いる場合には、最も放音側の圧電素子に振動板を取り付ければよい。
【００５５】
図４に示す構成では、圧電素子２３の中央部の振幅は、圧電素子２１〜２３に基づく振幅を加算したものとなるため、振動板２７を大振幅で駆動することができる。したがって、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。図４に示す構成においても、各圧電素子に適当な帯域の信号を供給する電気回路によるフィルタを用いることができる。また、電気的フィルタに代えて、機械的フィルタを設けるようにしてもよい。
【００５６】
−第２の実施形態−
以下、図５を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第２の実施形態について説明する。図５は第２の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図である。
【００５７】
図５に示すように、第２の実施形態の圧電型スピーカ装置は、支持部材３１にその両端が取り付けられた第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３と、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３が取り付けられた直線状の連結部材３４と、連結部材３４の一端部に取り付けられた振動板３５とを備える。
【００５８】
図５に示すように、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３は互いにほぼ同一平面上に取り付けられる。第１の圧電素子３２の中央部および第２の圧電素子３３の中央部にはそれぞれ接合部材３２ａおよび接合部材３３ａが取り付けられ、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３はそれぞれ接合部材３２ａおよび接合部材３３ａを介して連結部材３４に取り付けられている。
【００５９】
振動板３５は紙あるいはプラスチック等により構成することができる。振動板３５は周辺部において取り付けられているが、振動板３５は柔軟に弾性変形可能なエッジ３５ａを介して取り付けられているため、振動板３５の振動が阻害されることはない。
【００６０】
次に、第２の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。
【００６１】
第２の実施形態では、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３の振幅方向が互いに逆になるように、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に音声信号が与えられる。すなわち、図５において第１の圧電素子３２の中央部が上方向に移動するように第１の圧電素子３２が撓むとき、第２の圧電素子３３の中央部が下方向に移動するように第２の圧素子３３が撓む。連結部材３４の角度は第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に基づく振幅の差分に対応して変化するため、第２の実施形態では、この角度が第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に与えられた信号を加算したものとなる。したがって、振動板３５の振幅は、ほぼ第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に与えられた信号を加算した信号に対応することになる。
【００６２】
図５に示すように、連結部材３４における第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３に対する取付位置間の距離（有効距離）をＬ１、連結部材３４における第２の圧電素子３３および振動板３５に対する取付位置間の距離（有効距離）をＬ２とするとき、Ｌ２＞Ｌ１とすることが望ましい。Ｌ１に対しＬ２を大きな値とすることにより、第１の圧電素子３２および第２の圧電素子３３の振幅に対する振動板３５の振幅比が大きくなる。このため、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００６３】
第２の実施形態における第１の圧電素子３２あるいは第２の圧電素子３３に対し、電気回路によるフィルタによって所定の帯域の信号のみを与えるようにしてもよい。例えば、第１の圧電素子３２に低域の信号を、第２の圧電素子３３に高域の信号をそれぞれ与えてもよい。
【００６４】
−第３の実施形態−
以下、図６を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第３の実施形態について説明する。図６は第３の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図である。
【００６５】
図６に示すように、第３の実施形態の圧電型スピーカ装置は、支持部材４１にその両端が取り付けられた第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３と、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３が取り付けられた直線状の連結部材４４と、連結部材４４の端部に取り付けられた高音用振動板４５と、連結部材４４の端部に取り付けられた低音用振動板４６とを備える。
【００６６】
図６に示すように、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３は互いにほぼ同一平面上に取り付けられる。第１の圧電素子４２の中央部および第２の圧電素子４３の中央部にはそれぞれ接合部材４２ａおよび接合部材４３ａが取り付けられ、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３はそれぞれ接合部材４２ａおよび接合部材４３ａを介して連結部材４４に取り付けられている。
【００６７】
高音用振動板４５および低音用振動板４６は紙あるいはプラスチック等により構成することができる。高音用振動板４５および低音用振動板４６はそれぞれ周辺部において取り付けられているが、高音用振動板４５は柔軟なエッジ４５ａを介して、低音用振動板４６は柔軟なエッジ４６ａを介して、それぞれ取り付けられているため、高音用振動板４５および低音用振動板４６の振動が阻害されることはない。
【００６８】
次に、第３の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。
【００６９】
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３の振幅方向が互いに逆になるように、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に音声信号が与えられる。連結部材４４の角度は第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に基づく振幅の差分に対応して変化するため、第３の実施形態では、この角度が第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に与えられた信号を加算したものとなる。
【００７０】
第３の実施形態では、連結部材４４の振動に応じて高音用振動板４５および低音用振動板４６の両者から再生音が放出されるが、高音用振動板４５からは主として高音が、低音用振動板４６からは主として低音が、それぞれ放出される。すなわち、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３の振幅は連結部材４４を介して低音用振動板４６に伝達されるが、連結部材４４中を長距離にわたり伝達する間に高音の振幅は減衰する。このため、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３に比較的接近して取り付けられた高音用振動板４５からは高音が効率的に放出される。一方、第１の圧電素子４２および第２の圧電素子４３から比較的離れて取り付けられた低音用振動板４６からは低音が効率的に放出されるが、高音は減衰してほとんど放出されない。
【００７１】
第３の実施形態では、２つの圧電素子の振幅が合成されるとともに、その振幅が連結部材４４によって拡大されて高音用振動板４５および低音用振動板４６に伝達されるため、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【００７２】
第３の実施形態における第１の圧電素子４２あるいは第２の圧電素子４３に対し、電気回路によるフィルタによって所定の帯域の信号のみを与えるようにしてもよい。例えば、第１の圧電素子４２に低域の信号を、第２の圧電素子４３に高域の信号をそれぞれ与えてもよい。
【００７３】
−第４の実施形態−
以下、図７を参照して、本発明による圧電型スピーカ装置の第４の実施形態について説明する。図７（ａ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の圧電型スピーカ装置の動作を模式的に示す断面図である。
【００７４】
図７（ａ）に示すように、第１の実施形態の圧電型スピーカ装置は円板状の第１の圧電素子５１と、第１の圧電素子５１とほぼ同径の円板状の第２の圧電素子５２と、第２の圧電素子５２の図１（ａ）において上面中央部に取り付けられたコーン形状の振動板５３とを備える。振動板５３は紙あるいは薄い樹脂シート等により構成することができる。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２は、それぞれの周縁部においてゴム等の弾性部材からなる接続体５４を介して接合されている。また、図７（ａ）における第１の圧電素子５１の下面中央部および振動板５３の周縁部は、それぞれフレーム部材５５に取り付けられる。
【００７６】
次に、第４の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作について説明する。第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２に音声信号を供給すると、図７（ｂ）に示すように、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２は互いに反対方向にに振動するように撓み変形する。このため、第２の圧電素子５２の中央部は、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２の両者に基づく振幅を重畳した振幅で振動する。振動板１３は第２の圧電素子１２の振幅によって駆動され、振動板１３から効率的に再生音が放出される。
【００７７】
このように、第４の実施形態の圧電型スピーカ装置では、第１の圧電素子５１および第２の圧電素子５２に基づく振幅を重畳した振幅にて振動板５３を駆動できるため、低音まで再生が可能となるとともに、再生音圧を向上させることができる。なお、接続体５４を機械的なフィルタとして機能させるようにしてもよい。
【００７８】
第４の実施形態において、第１の圧電素子５１に低域の信号を入力し、第２の圧電素子５２に高域の信号を入力するようにしてもよい。この場合には、第１の圧電素子５１の振動系の重量が大きくても問題がないため、第１の圧電素子５１として充分な振幅のとれる圧電素子を使用することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第２の圧電素子の振幅が、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとなるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
【００８０】
また、本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材を介して振動板に伝達するので、振動板の振幅を、実質的に第１の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅と、第２の圧電素子に与えられた信号に基づく振幅とを重畳したものとすることができるので、低域まで再生可能であるとともに音圧を向上させることができる。
【００８１】
さらに、本発明による圧電型スピーカ装置によれば、第１の圧電素子および第２の圧電素子の振幅を連結部材によって増幅して高音用振動板および低音用振動板に伝達することができるので、低域まで再生可能な広帯域の再生が可能となるとともに、音圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す図であり、（ａ）は第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、（ｂ）は圧電素子の構成を示す断面図。
【図２】第１の実施形態の圧電型スピーカ装置を駆動する際に使用するネットワーク回路を示す回路図。
【図３】機械的なフィルタを用いて圧電素子の受け持ち帯域を制限する例を示す図。
【図４】３つ以上の圧電素子を用いた例を示す図。
【図５】第２の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図。
【図６】第３の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図。
【図７】第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す図であり、（ａ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置を示す断面図、（ｂ）は第４の実施形態の圧電型スピーカ装置の動作を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１１，２１，３２，４２  第１の圧電素子
１２，２２，２３，３３，４３  第２の圧電素子
１３，２７，３５，４６，５３  振動板
１４，２４，２５，５４  接続体
１５  フレーム部材（支持部材）
３４，４４  連結部材
４５  高音用振動板
４６  低音用振動板
【図１】
0003788946.tif 000002
【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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