CN102405652B

CN102405652B - 压电型音响转换器

Info

Publication number: CN102405652B
Application number: CN201180001797.1A
Authority: CN
Inventors: 藤濑明子; 松村俊之
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: US20120057728A1; JPWO2011105046A1; US8503700B2; CN102405652A; EP2541972B1; JP5514221B2; EP2541972A4; EP2541972A1; WO2011105046A1

Abstract

压电型扬声器(100)具有：壁面形成有开口部的框体(110)；至少包含通过施加电压而以相互逆相位振动的第一及第二压电振动板(120、130a、130b)的多个振动板；将第一及第二压电振动板(120、130a、130b)以在厚度方向上错位的位置关系连结的连结部件(140a、140b)。多个振动板中的1个振动板，以一侧的面与框体(110)的外侧面对且另一侧的面与框体(110)的内侧面对的方式配置在框体(110)的开口部，并作为以由第一及第二压电振动板(120、130a、130b)的振幅合成的振幅进行振动而辐射声波的辐射板动作。

Description

压电型音响转换器

技术领域

本发明涉及压电型音响转换器，尤其是关于同时实现节省空间和低音再现能力提高的压电型音响转换器。

背景技术

以往的压电型音响转换器(也称为“压电型扬声器”)使用利用了逆压电效应的振动板的弯曲变形和振动板自身的固有共振对声音进行再现。由此，与具有同等面积的振动板的电动型扬声器相比，存在低音再现能力差的问题。作为解决该问题的手段，有在框架和振动板之间形成有定心支片及缘边(eage)的压电型扬声器(例如，参照专利文献1)。

图28是专利文献1中记载的压电型扬声器的外观图。压电型扬声器10具有外框架21、内框架22、压电元件30、振动板41、42、43、44、定心支片51、52、53、54、55、56、57、58和缘边61、62、63、64。在压电型扬声器10中，向垂直于压电元件30的主面的方向施加交流信号时，压电元件30根据逆压电效应在其主面方向上伸缩，从而在振动板41、42、43、44上发生弯曲变形。其结果，压电型扬声器10在垂直于主面的方向上产生声波。

上述结构的压电型扬声器10具有定心支片51～58和缘边61～64，由此能够降低支承系统刚度。由此，使最低共振频率降低，与以往的压电型扬声器相比，成为能够降低低音再现极限的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-160999号公报

发明概要

发明要解决的课题

但是，在上述结构的压电型扬声器10中，要在低音频频段得到充分的音量时，需要施加高的电压来增加压电元件30的伸缩量。由此，存在以下两个课题。第一，通过施加高的交流电压，施加了超过压电元件30的电允许输入范围的电场时，发生压电元件30的性能劣化的问题。第二，发生因压电元件30的弯曲变形量超过压电体材料的极限破坏应力导致的破裂损坏的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供能够在有限的空间内在低音频频段也能够不增加向压电元件施加的电压地以高声压再现的压电型音响转换器。

用于解决课题的手段

本发明的一方式的压电型音响转换器具有：壁面形成有开口部的框体；至少包含通过施加电压而相互以逆相位振动的第一及第二压电振动板的多个振动板；将所述第一及第二压电振动板以在厚度方向上错位的位置关系连结的连结部件，所述多个振动板中的1个振动板，以一侧的面与所述框体的外侧面对，另一侧的面与所述框体的内侧面对的方式被配置在所述框体的开口部，并作为通过以由所述第一及第二压电振动板的振幅合成的振幅进行振动来辐射声波的辐射板动作。

根据上述结构，能够得到在低音频频段也不增加向压电元件施加的电压地以高声压再现的压电型音响转换器。此外，辐射板可以是例如第一压电振动板，也可以是与第一及第二压电振动板不同的其他振动板。

作为一例，所述第一压电振动板也可以配置在所述框体的开口部并作为所述辐射板动作。该情况下，所述第二压电振动板被收纳在所述框体的内部。

作为另一例，也可以在所述多个振动板中，包含如下的所述辐射板，该辐射板以在厚度方向上错位的位置关系与所述第一压电振动板连接，并以从所述第一压电振动板传递的合成振幅进行振动。该情况下，所述第一及第二压电振动板被收纳在所述框体的内部。

另外，所述辐射板和所述第一压电振动板也可以以相互面对的方式配置。而且，该压电型音响转换器还可以具有连接所述辐射板和所述第一压电振动板的最大振幅的位置的连接部件。由此，能够效率良好地将第一及第二压电振动板的振动传递到辐射板。

而且，该压电型音响转换器还可以具有将所述第二压电振动板固定在所述框体的内壁面上的固定部件。

而且，该压电型音响转换器还可以具有如下固定部件，该固定部件穿过设置于所述框体的间隙并向所述框体的内外延伸，将所述第二压电振动板固定在所述框体之外的刚体。由此，能够防止第一及第二压电振动板的振动向框体传递。

另外，所述第一及第二压电振动板也可以是具有长边及短边的大致矩形形状。而且，所述连结部件也可以是沿第一及第二压电振动板各自的短边延伸的纵长状的部件，并将第一及第二压电振动板的短边彼此连结。

另外，所述第一及第二压电振动板也可以是大致矩形形状。而且，所述连结部件也可以将第一及第二压电振动板各自的角部彼此连结。

另外，所述连结部件的与所述辐射板的主面交叉的方向的弯曲刚度也可以比所述第一及第二压电振动板的主面方向的弯曲刚度大。由此，能够减小由第一及第二压电振动板的振动产生的连结部件的变形。

另外，所述第一及第二压电振动板还可以包含基板、和配置在所述基板的表面及背面中的至少一方且通过施加电压而伸缩的压电元件。第一及第二压电振动板可以是在基板的两面具有压电元件的双压电晶片型，也可以是仅在基板的一面具有压电元件的单压电晶片型。

另外，在所述基板的配置有所述压电元件的面上，还可以印刷有连接信号源和所述压电元件的布线。

另外，所述布线还可以从信号源经由所述第一及第二压电振动板中的一方延伸到另一方，而使所述第一压电振动板的压电元件与所述第二压电振动板的压电元件导通。

而且，所述布线还可以穿过形成在所述连结部件的表面或所述连结部件的内部的通孔，并经由所述第一及第二压电振动板中的一方延伸到另一方。

而且，该压电型音响转换器也可以具有如下密封部件，该密封部件由柔软材料构成，并对所述辐射板和所述框体的开口部之间的间隙进行密封。

发明的效果

根据上述的本发明，能够得到在低音频频段也不增加向压电元件施加的电压地以高声压再现的压电型音响转换器。

附图说明

图1是第一实施方式的压电型扬声器的主视图。

图2是沿图1的II-II线的剖视图。

图3是沿图2的IIl-III线的剖视图。

图4是沿图2的IV-IV线的剖视图。

图5是第一压电振动板的放大图。

图6是图2的区域VI的放大图。

图7是表示连结部件的第一变形例的图。

图8是表示连结部件的第二变形例的图。

图9是第一压电振动板在声波的辐射方向上位移最大时的示意剖视图。

图10是第一压电振动板在声波的辐射方向的相反方向上位移最大时的示意剖视图。

图11是第二实施方式的压电型扬声器的俯视图。

图12是沿图11的XII-XII线的剖视图。

图13是沿图12的XIII-XIII线的剖视图。

图14是沿图13的XIV-XIV线的剖视图。

图15是第三实施方式的压电型扬声器的主视图。

图16A是沿图15的XVI-XVI线的剖视图。

图16B是表示第三实施方式的连接部件的其他方式的图。

图17是沿图16A的XVII-XVII线的剖视图。

图18是第四实施方式的压电型扬声器的主视图。

图19是沿图18的XIX-XIX线的剖视图。

图20是沿图19的XX-XX线的剖视图。

图21是第五实施方式的压电型扬声器的主视图。

图22是沿图21的XXII-XXII线的剖视图。

图23是第六实施方式的压电型扬声器的主视图。

图24是沿图23的XXIV-XXIV线的剖视图。

图25是适用了本发明的各实施方式的压电型扬声器的影像音响设备的外观图。

图26是表示适用了本发明的各实施方式的压电型扬声器的阵列扬声器模块的一部分的示意图。

图27是从背面侧观察压电型扬声器单元的图。

图28是以往的压电型扬声器的外观图。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的各实施方式的压电型扬声器。

(第一实施方式)

参照图1～图6说明第一实施方式的压电型扬声器100。图1是第一实施方式的压电型扬声器100的主视图。图2是沿图1的II-II线的剖视图。图3是沿图2的III-III线的剖视图。图4是沿图2的IV-IV线的剖视图。图5是第一压电振动板120的放大图。图6是图2的区域Vl的放大图。

如图1～图4所示，第一实施方式的压电型扬声器100主要具有框体110、第一压电振动板120、第二压电振动板130a、130b、连结部件140a、140b、固定部件150a、150b、缘边161和辐射板保护膜162。该压电型扬声器100是相对于图2的中心线(省略图示)左右对称的构造。

框体110是内部具有用于收纳振动板(后述)的空间的大致长方体。另外，在框体110的前面侧的壁面上设置有开口部。此外，第一实施方式的压电型扬声器100被搭载在例如薄型电视等上，从而与长度或宽度相比，厚度(图2的上下方向的尺寸)极小。

第一压电振动板120及第二压电振动板130a、130b是具有长边和短边的大致矩形形状(大致长方形状)的平板状部件，作为通过施加电压而发生振动的振动板发挥功能。此外，第一实施方式的第一及第二压电振动板120、130a、130b分别示出了在基板的两面安装有压电元件的双压电晶片型的压电振动板的例子，但在本发明中，也可以采用只在基板的一个面安装有压电元件的单压电晶片型的压电振动板。

即，第一压电振动板120由基板121、安装在基板121的上表面的压电元件122和安装在基板121的下表面的压电元件123构成。同样，第二压电振动板130a、130b分别由基板131a、131b、安装在基板131a、131b的上表面的压电元件132a、132b和安装在基板131a、131b的下表面的压电元件133a、133b构成。

参照图5详细说明第一压电振动板120的结构及动作。此外，以下的说明因与第二压电振动板130a、130b通用，则省略它们的说明。

基板121是平板状的部件，由导电性材料或绝缘性材料构成。压电元件122、123是在与主面交叉(正交)的方向上极化的平板状的部件，例如，由陶瓷等构成。在图5的例子中，负电荷偏向在压电元件122、123的上表面侧，正电荷偏向在下表面侧，极化方向朝上。更具体的是，如图5的压电元件122的局部放大图所示，以在各结晶内负电荷偏向在上侧且正电荷偏向在下侧的方式形成压电元件122，由此作为整体能够使极化方向朝上。对于压电元件123也同样。

压电元件122、123的上表面及下表面分别与信号源连接。在图5的例子中，向上表面及下表面施加的电位在压电元件122和压电元件123之间颠倒地，与信号源连接。此外，在图5中，图示了2个信号源，但也可以连接1个信号源和2个压电元件122、123。

连接信号源和压电元件122、123的布线也可以例如被印刷在基板121上。另外，也可以使与压电元件122、123连接的布线进一步延长到第二压电振动板130a、130b。即，也可以使从信号源延伸的布线经由第一及第二压电振动板120、130a、130b中的一方延伸到另一方，而使压电元件122、123、132a、132b，133a、133b相互导通。

在上述结构的第一压电振动板120中，压电元件122的上表面侧被施加了正的电位，而下表面侧被施加了负的电位时，压电元件122在与主面平行的方向(记作“主面方向”。以下相同。)上伸展。另一方面，压电元件123的上表面侧被施加了负的电位，而下表面侧被施加了正的电位时，压电元件123在主面方向上收缩。其结果，第一压电振动板120作为整体以中央部向上方鼓出的方式挠曲。另一方面，被施加到压电元件122、123的电压的极性颠倒时，第一压电振动板120以中央部向下方鼓出的方式挠曲。其结果，第一压电振动板120与信号源的频率配合地振动。

另外，第一实施方式的第一压电振动板120以一侧的面与框体110的外侧面对，另一侧的面与框体110的内侧面对的方式被配置在框体110的开口部，并作为辐射声波的辐射板发挥功能。另一方面，第一实施方式的第二压电振动板130a、130b被收纳在框体110的内部空间。

连结部件140a、140b将第一压电振动板120和第二压电振动板130a、130b以在厚度方向上错位的位置关系连结。此外，连结部件140a、140b优选具有相对于基板121、131a、131b高的杨氏模量和低的密度。

在图2的例子中，连结部件140a连结第一压电振动板120的下表面左端和第二压电振动板130a的上表面右端。同样，连结部件140b连结第一压电振动板120的下表面右端和第二压电振动板130b的上表面左端。即，在第一实施方式中，连结成第一压电振动板120向前面侧偏移且第二压电振动板130a向背面侧偏移的位置关系。

此外，在第一实施方式中，第一压电振动板120和第二压电振动板130a、130b只在被连结部件140a、140b连结的部分相面对，其他部分不面对，由此也在主面方向(图2的左右方向)上错位地配置。

另外，在图3的例子中，连结部件140a、140b被配置在第一压电振动板120的角部。即，第一实施方式的连结部件140a、140b将第一及第二压电振动板120、130a、130b的角部彼此连结。

此外，连结部件的结构不限于上述，例如，也可以是沿第一及第二压电振动板120、130a、130b的各边延伸的纵长状(棒状)的部件。而且，也可以通过这样的连结部件将第一及第二压电振动板120、130a、130b的边彼此连结。该情况下，优选连结短边彼此。

参照图6～图8说明连结部件140a的结构及变形例。此外，以下的说明因与连结部件140b通用，而省略连结部件140b的说明。

连结部件140a的一端(上端)被安装在第一压电振动板120的基板121的下表面上的未安装压电元件123的部分上。另外，连结部件140b的另一端(下端)被安装在第二压电振动板130的基板131a的上表面上的未安装压电元件132a的部分上。具体的安装方法没有特别限定，但可以使用螺栓等紧固手段，也可以使用粘结材料等。

这里，优选以连结部件140a的与第一压电振动板120的主面交叉的方向的弯曲刚度比第一及第二压电振动板120、130a的主面方向的弯曲刚度大的方式，构成连结部件140a。由此，能够减小因第一及第二压电振动板120、130a的振动产生的连结部件140a的变形。

另外，在上述的第一及第二压电振动板120、130a之间延伸的布线也可以穿过形成在连结部件140a的表面或连结部件140a的内部的通孔(省略图示)。

以下，图7所示的连结部件141a与第一及第二压电振动板120、130a抵接的面的面积比中间部分(指2个抵接面之间的部分)的截面积大。由此，能够进一步减小因第一及第二压电振动板120、130a的振动产生的连结部件141a的变形。

而且，图8所示的连结部件142a的上端部的一侧(图8的右侧)的侧面具有从上下方向对第一压电振动板120的基板121的端部进行把持的槽部，而在下端部的另一侧(图8的左侧)的侧面具有从上下方向对第二压电振动板130a的基板131a的端部进行把持的槽部。根据上述结构，也能够进一步减小因第一及第二压电振动板120、130a的振动产生的连结部件142a的变形。

固定部件150a、150b用于固定第二压电振动板130a、130b。在第一实施方式中，第二压电振动板130a、130b通过固定部件150a、150b被固定在框体110的内壁面。具体的是，第二压电振动板130a的左端部通过固定部件150a被固定在框体110的前面侧及背面侧的内壁面。第二压电振动板130b的右端部通过固定部件150b被固定在框体110的前面侧及背面侧的内壁面。但是，不限于上述结构，也可以使用固定部件150a、150b将第二压电振动板130a、130b固定在框体110的侧面侧的内壁面。

缘边161是作为对框体110的开口部、和作为辐射板动作的第一压电振动板120之间的间隙进行密封的密封部件发挥功能。具体的是，缘边161是沿框体110的开口部及第一压电振动板120的形状而成的框体，其外缘部被安装在框体110的开口部的周缘部，其内缘部被安装在第一压电振动板120的周缘部。构成缘边161的材料没有限定，但优选例如由层叠(laminate)材料、聚氨酯橡胶等的柔软材料构成。

辐射板保护膜162以覆盖与作为辐射板动作的第一压电振动板120的框体110的外侧面对的面的方式配置，并保护第一压电振动板120。构成辐射板保护膜162的材料没有特别限定，但可以使用例如与缘边161相同的材料。

使用图9及图10说明具有这样的构造的压电型扬声器100的施加电压时的动作。图9是第一压电振动板120向声波的辐射方向(框体110的前面侧)位移最大时的示意剖视图。图10是第一压电振动板120向声波的辐射方向的反方向(框体110的背面侧)位移最大时的示意剖视图。此外，在图9及图10中，省略了从压电型扬声器100的中心到右侧。

第一压电振动板120以向声波的辐射方向位移的方式被施加电压时，压电元件122及压电元件133a在主面方向上拉伸变形，压电元件123及压电元件132a在主面方向上收缩变形。另一方面，基板121及基板131a不伸缩。即，第一压电振动板120以向框体110的前面侧鼓出的方式弯曲变形，第二压电振动板130a以向框体110的背面侧鼓出的方式弯曲变形。其结果，第一及第二压电振动板120、130a作为整体进行图9所示的弯曲变形。

另一方面，第一压电振动板120以向声波的辐射方向的反方向位移的方式被施加电压时，压电元件122、123、132a、133a的伸缩与图9的情况相反。其结果，进行图10所示的弯曲变形。即，第一压电振动板120和第二压电振动板130a引起相互相反的弯曲变形。

这里，第一压电振动板120及缘边161的位移有助于从压电型扬声器100辐射的声音的声压。由于第一压电振动板120的左端部通过连结部件140a与第二压电振动板130a连接，所以第一压电振动板120上的各点的位移是在第一压电振动板120自身的弯曲变形引起的位移的基础上再加上第二压电振动板130a的右端的位移。其结果，作为辐射板发挥功能的第一压电振动板120以由第一及第二压电振动板120、130a的振幅合成后的振幅，即，比各自的振幅大的振幅振动。

因此，与压电型扬声器100只由第一压电振动板120构成的情况相比，能够不使第一压电振动板120本身的弯曲变形变大而作为整体得到大的位移。由此，根据第一实施方式，能够不增加向压电元件122、123、132a、133a施加的电压地再现高的声压。

另外，根据第一实施方式，由于在有助于声压的第一压电振动板120的周围配置了由柔软材料形成的缘边161，所以能够防止从第一压电振动板120的下表面发生的逆相位声音向上表面蔓延导致的声压降低，并能够使第一压电振动板120大幅度位移。

另外，根据第一实施方式，第一压电振动板120和第二压电振动板130a通过连结部件140a在垂直于主面的方向上连接。由此，与第一及第二压电振动板120、130a的主面位于同一平面上的情况相比，在框体110的内部厚度薄的情况下，也能够防止位移了的第一及第二压电振动板120、130a与框体110的内壁面接触，并得到大的位移。

即，在图9中，能够以压电元件132a不与框体110的前面侧的内壁面接触的方式将第二压电振动板130a的位置设定在后方。同样，在图10中，能够以压电元件123不与框体110的背面侧的内壁面接触的方式将第一压电振动板120的位置设定在前方。

如前所述地防止与框体110的内壁面接触的连结部件140a的高度具有上限值和下限值，由下述式1表示。此外，式1的t_joint是连结部件140a的高度，X_lower是第二压电振动板130a的右端部的位移量的最大值，X_lower’是在共享了缘边161的端部和垂直截面的位置(图9的A-A’)上的第二压电振动板130a的位移量的最大值，X_upper是第一压电振动板120的左端部和中央部的位移差的最大值，t_c是框体110的前面侧的内壁面和背面侧的内壁面之间的距离(内尺寸)。

[数学式1]

Max (\frac{t_{c} + x_{lower} + x_{upper}}{2}, {x_{lower}}^{'}) < t_{joint} < t_{c} - x_{lower}

···(式1)

其中，X_lower、X_lower’、X_upper分别是由压电型扬声器100的有效振动面积、压电型扬声器100与受音点的距离、和压电型扬声器100的再现频带内最低次数的共振频率的模式所唯一地确定的值。

另外，通过将第二压电振动板130a的右端部及第二压电振动板130b的左端部配置在缘边161的正下方，能够进一步增大声波的辐射方向的最大位移量。

而且，根据第一实施方式，有助于声压的第一压电振动板120接受框体110的外侧空间和内侧空间之间的压力差。而收纳在框体110的内部的第二压电振动板130a、130b可看作是在框体110的内侧空间中从上侧及下侧接受相同的压力。由此，与振动板整体受到框体110的背面的空气的刚性的影响的现有扬声器相比，即使是窄的框体容积也能够容易地实现低音的再现。

(第二实施方式)

参照图11～图14说明第二实施方式的压电型扬声器200的构造。图11是第二实施方式的压电型扬声器200的俯视图。图12是沿图11的XII-XII线的剖视图。图13是沿图12的XIII-XIII线的剖视图。图14是沿图13的XIV-XIV线的剖视图。

如图11～图14所示，压电型扬声器200主要具有框体210、第一压电振动板120、第二压电振动板130a、130b、连结部件140a、140b、固定部件250a、250b、缘边161、辐射板保护膜162和填充材料270a、270b。

第二实施方式的压电型扬声器200与第一实施方式的压电型扬声器100相比，使固定部件250a、250b向框体210的外侧延长并与设备或基座连接这方面不同。以下，以该特征为中心进行说明，关于与第一实施方式的压电型扬声器100相同的特征，原则上省略说明。

在第二实施方式中，固定部件250a、250b不直接与框体210连接，而贯穿了设置在框体210的侧面上的间隙(开口部)与未图示的外部固定手段(刚体)连接。另外，在设置在框体210上的间隙(开口部)中，在框体210和固定部件250a、250b之间，填充有填充材料270a、270b。填充材料270a、270b优选是具有相对于框体210及固定部件250a、250b低的杨氏模量和高的内部损失的材料。

根据以上的构造，框体210和固定部件250a、250b在构造上相互独立。由此，即使在压电型扬声器200以大振幅位移的情况下，框体210也不易受到第一及第二压电振动板120、130a、130b的振动的影响。由此，根据第二实施方式，不需要另外实施防振对策，就能够抑制因框体210的不希望的共振引起的音质下降和异音发生。

另外，在第一实施方式中，例如，需要将从框体110的外部的信号源到第二压电振动板130a、130b的布线形成在固定部件150a、150b的表面或设置于内部的通孔中。而在第二实施方式中，例如，通过将第二压电振动板130a、130b的基板131a、131b延长到固定部件250a、250b的延伸到框体210的外部的部分，就能够直接连接信号源和第二压电振动板130a、130b。其结果，能够期待零件个数的削减效果。此外，在第一及第二实施方式任意一个的情况下，至第一压电振动板120的布线都是从信号源经由第二压电振动板130a、130b即可。

(第三实施方式)

参照图15～图17说明第三实施方式的压电型扬声器300的构造。图15是第三实施方式的压电型扬声器300的主视图。图16A是沿图15的XVI-XVI线的剖视图。图16B是表示连接部件的其他方式的图。图17是沿图16A的XVII-XVII线的剖视图。

如图15～图17所示，压电型扬声器300主要具有框体110、第一压电振动板120、第二压电振动板130a、130b、连结部件140a、140b、固定部件150a、150b、缘边161、辐射板保护膜162、振动板370和连接部件371。

第三实施方式的压电型扬声器300与第一实施方式的压电型扬声器100相比，在第一压电振动板120上通过连接部件371连接有不具有压电元件的圆锥形的振动板370这方面不同。该振动板370作为成为声波的辐射面的辐射板使用。以下，以该特征为中心进行说明，关于与第一实施方式的压电型扬声器100相同的特征，原则上省略说明。

振动板370是不具有压电元件的大致圆锥形状。即，振动板370与第一及第二压电振动板120、130a、130b不同，不能发生自振。因此，振动板370被配置在框体110的开口部，通过连接部件371与第一压电振动板120连接。

更具体的是，振动板370和第一压电振动板120以相互面对的方式配置，并通过连接部件371相互连接。作为一个方式，如图16A所示，连接部件371将振动板370及第一压电振动板120的相互面对的面的中央部(更优选是中心)彼此连接。

第一压电振动板120在中央部振幅最大。因此，在第一压电振动板120的振幅最大的位置即中央部连接连接部件371，能够效率良好地将第一压电振动板120的振动向振动板370传递。

另外，连接部件371被安装在振动板370的中央部之外的位置时，通过驱动力的偏置，可能会在振动板370上产生振动方向(图16A的上下方向)以外的摇动。因此，为防止这样的摇动的发生，优选连接部件371连接在振动板370的中央部。

作为其他方式，如图16B所示，连接部件372连接第一压电振动板120的中央部和距振动板370的中心等距离的圆周状的区域。例如，如图16A那样，连接部件371实质上与振动板370的中央部的1点点接触的情况下，使振动板370以高的频率振动时，会引起因分割振动导致的相位干涉。因此，如图16B那样，连接部件372的与振动板370面对的一侧作成圆筒形状，在距离振动板370的中心等距离的位置实质上进行线接触，能够有效地防止因分割振动导致的相位干涉。此外，连接部件372的安装位置优选是振动板370的不易引起因分割振动导致的相位干涉的位置，即，振动模式的波节的位置。

此外，振动板370优选具有与第一及第二压电振动板120、130a、130b的基板材料相比高的刚性和低的密度。第一压电振动板120和第二压电振动板130a、130b与第一实施方式的压电型扬声器100同样地产生相互反向的弯曲变形。另一方面，第三实施方式的第一压电振动板120是在相对于第二压电振动板130a、130b向背面侧偏移的位置，被收纳在框体110内。即，第一压电振动板120和第二压电振动板130a、130b的位置关系与第一实施方式的压电型扬声器100相反。

另外，在第一实施方式中，在具有压电元件122、123的第一压电振动板120的周围安装缘边161，但在第三实施方式中，在配置于框体110的开口部的振动板370的周围安装缘边161。

根据第三实施方式，在第一及第二压电振动板120、130a、130b中的低音频频段的位移成为最大的位置(即，第一压电振动板120的中央部)连接不具有压电元件的振动板370，并作为声波的辐射区域使用。由此，能够使辐射区域整个面大幅度位移，并效率良好地得到声压。另外，与将第一压电振动板120作为声波的辐射区域使用的情况相比，能够使声波的辐射区域的弯曲变形非常小。由此，在高的频率下，也难以引起因第一压电振动板120的分割振动导致的相位干涉，能够防止音质劣化。

(第四实施方式)

参照图18～图20说明第四实施方式的压电型扬声器400的构造。图18是第四实施方式的压电型扬声器400的主视图。图19是沿图18的XIX-XIX线的剖视图。图20是沿图19的XX-XX线的剖视图。

如图18～图20所示，压电型扬声器400主要具有框体110、第一压电振动板420、第二压电振动板430a～430f、连结部件140a～140f(只图示了140a、140b)、固定部件150a～150f、缘边161和辐射板保护膜162。

第四实施方式的压电型扬声器400与第一实施方式的压电型扬声器100相比，第一及第二压电振动板420，430a～430f中的作为声波的辐射面工作的第一压电振动板420做成圆形，使收纳在框体110中的第二压电振动板430a～430f沿着第一压电振动板420的圆周以辐射状配置这方面不同。以下，以该特征为中心进行说明，关于与第一实施方式的压电型扬声器100相同的特征，原则上省略说明。

在第四实施方式中，在作为声波的辐射面工作的第一压电振动板420的圆周部，通过连结部件140a～140f连接有6个第二压电振动板430a～430f。

根据第四实施方式，作为声波的辐射面工作的第一压电振动板420做成圆形，由此能够使弯曲变形相对于声波的辐射轴接近对称。由此，将压电型扬声器400视为点声源的频率范围的上限扩展到更高的频率，作为为实现所期望的声场特性的扬声器，根据信号输入进行的控制变得容易。

(第五实施方式)

参照图21及图22说明第五实施方式的压电型扬声器500的构造。图21是第五实施方式的压电型扬声器500的主视图。图22是沿图21的XXII-XXII线的剖视图。

如图21及图22所示，压电型扬声器500主要具有框体110、第一压电振动板120、第二压电振动板130a、130b、第三压电振动板580a、580b、连结部件140a～140d、固定部件150a、150b、振动板570、连接部件571、缘边161和辐射板保护膜162。

第五实施方式的压电型扬声器500与第一实施方式的压电型扬声器100相比，通过连接部件571将不具有压电体的大致矩形平板状的振动板570连接在第一压电振动板120上，并且设置了第三压电振动板580a、580b这方面不同。以下，以该特征为中心进行说明，关于与第一实施方式的压电型扬声器100相同的特征，原则上省略说明。

在第五实施方式中，在不具有压电元件的大致矩形的振动板570的周围，连接有缘边161。而且，振动板570和第一压电振动板120的中央部彼此通过连接部件571连接。

第一压电振动板120的端部通过连结部件140a、140b与第二压电振动板130a、130b连接。而且，第二压电振动板130a、130b通过连结部件140c、140d与第三压电振动板580a、580b连接。

第三压电振动板580a由基板581和4个压电元件582、583、584、585构成。更具体的是，在基板581的左侧的区域，上表面安装有压电元件582，下表面安装有压电元件583。另一方面，在基板581的右侧的区域，上表面安装有压电元件584，下表面安装有压电元件585。而且，第三压电振动板580a以左侧的区域和右侧的区域产生相互反方向的弯曲变形的方式被施加电压。此外，第三压电振动板580b的结构也相同，从而省略说明。

根据第五实施方式，以邻接的振动板彼此产生相互反方向的弯曲变形的方式配置第一、第二及第三压电振动板120、130a、130b、580a、580b，由此，能够不增大各个振动板的弯曲变形地作为整体确保大的位移。

另外，接近固定部件150a、150b的第三压电振动板580a、580b以不设置连结部件地使左右的区域产生相互反方向的弯曲变形的方式构成。另一方面，远离固定部件150a、150b的位移大的第一压电振动板120和第二压电振动板130a、130b使用连结部件140a～140d连结，由此，即使在框体110的内尺寸小的情况下，也能够有效果地防止第一及第二压电振动板120、130a、130b与框体110的内壁面接触。

(第六实施方式)

参照图23及图24说明第六实施方式的压电型扬声器600的构造。图23是第六实施方式的压电型扬声器600的主视图。图24是沿图23的XXIV-XXIV线的剖视图。

如图23及图24所示，压电型扬声器600主要具有框体610、第一压电振动板120、第二压电振动板130a、连结部件140a、固定部件150a、缘边161、辐射板保护膜162、振动板670和连接部件671。

第六实施方式的压电型扬声器600与第一实施方式的压电型扬声器100相比，通过连接部件671将不具有压电体的大致矩形平板状的振动板670连接在第一压电振动板120上，并且将第二压电振动板130a只安装在第一压电振动板120的一侧这方面不同。以下，以该特征为中心进行说明，关于与第一实施方式的压电型扬声器100相同的特征，原则上省略说明。

在不具有压电元件的大致矩形的振动板670的周围，连接有缘边161。另外，由于悬臂(片持ち)的第一压电振动板120在右端部振幅成为最大，所以连接部件671连接振动板670的中央部和第一压电振动板120的右端部。另外，第一压电振动板120的左端部通过连结部件140a与第二压电振动板130a连接。而且，第二压电振动板130a的左端部通过固定部件150a被固定在框体610的前面侧及背面侧的内壁面。

这里，振动板670只因第一及第二压电振动板120、130a的变形而向声波的辐射方向位移。此时，假设在第一及第二压电振动板120、130a一起向相同方向发生弯曲变形的情况下，第一压电振动板120的右端部具有翘曲变形引起的倾斜。由此，容易引起与该部分连接的振动板670向左右的某一方向倾斜或摇动，存在不能得到与声波辐射方向平行的位移的问题。

而由于压电型扬声器600的第一及第二压电振动板120、130a产生相互反方向的弯曲，所以第一压电振动板120的右端部不会发生显著的倾斜。如上所述，在第六实施方式的压电型扬声器600中，在零件个数被制约的条件下，也能够不会引起声波的辐射面的非对称的振动地产生大的位移。

即，本发明的压电型扬声器可以如第一实施方式那样在第一压电振动板120上连结多个第二压电振动板130a、130b，也可以如第六实施方式那样在第一压电振动板120上只连结一个第二压电振动板130a。

以下，在第七及第八实施方式中，对以上说明的本发明的压电型扬声器的适用例进行说明。

(第七实施方式)

[第一适用例]

图25是适用了本发明的各实施方式的压电型扬声器的影像音响设备700的外观图。如图25所示，影像音响设备700具有设备框体710、配置在设备框体710的前面的中央部的显示器720、和配置在设备框体710的前面的左右两端部的本发明的压电型扬声器730a、730b。

影像音响设备700是例如液晶显示器、等离子显示器或有机EL(ElectroLuminescence，电致发光)显示器等的薄型电视，设备框体710的进深非常狭小。由此，用于收纳压电型扬声器730a、730b的空间狭小。其结果，在以往那样的动电扬声器中，振动板位移被机械性制约，并且因背面空气的影响阻碍振动板的运动，难以实现低音的再现。

这里，如果适用第一～第六实施方式的压电型扬声器及框体构造，将压电型扬声器730a、730b收纳在内部厚度薄的设备框体710中的情况下，也能够良好地实现低音频频段的再现。作为例子，若沿图25的II-II线的截面成为图2，则在设备框体710内部的有限空间中，也能够得到大的振动板位移，能够良好地再现低音频频段，其结果，能够提供与影像的一致感高的声音内容。

(第八实施方式)

[第二适用例]

图26是表示适用了本发明的各实施方式的压电型扬声器的阵列扬声器模块800的一部分的示意图。图27是从背面侧观察压电型扬声器单元810的图。

如图26所示，阵列扬声器模块800是组合多个压电型扬声器单元810而构成的。更具体的是，压电型扬声器单元810分别具有大致六边形的形状，相邻的压电型扬声器单元810相互共享有边地配置。

压电型扬声器单元810是在作为声波的辐射面工作的第一压电振动板820的周缘部连接有缘边861。第一压电振动板820通过虚线所示的连结部件840a、840b、840c分别与第二压电振动板830a、830b、830c连接。

第二压电振动板830a、830b、830c分别通过固定部件850a、850b、850c被固定在框体(省略图示)上。另外，3个固定部件850a～850c各自的一端在与第一压电振动板820的中央部面对的位置被一体连接，另一端分别被连接在未图示的外部框架上。

这里，第八实施方式与第一～第七实施方式不同，第一压电振动板820和第二压电振动板830a、830b、830c以相互面对的方式配置。由此，不需要超过声波的辐射区域的面积的搭载面积，能够将多个压电型扬声器单元810以最小限的间隔排列。其结果，能够以宽的频带可靠地实现阵列扬声器模块800的期望的声场。

此外，在第七及第八实施方式中，示出了将本发明的压电型扬声器用于家庭中的音响内容再现的例子。但是，本发明的压电型扬声器的用途不限于家庭用，还可以适用于例如汽车音响系统和客运机构的通知系统等的谋求更轻更薄且谋求低音再现的用途。另外，大小也不限于作为通常的AV设备的低音中音扬声器搭载的大小，由于是单独作为低音炮采用的大小，也可以适用于与耳机接收器等的小型尺寸对应的扬声器。

此外，在以上的实施方式中，对于将本发明用于空气中辐射声波的压电型扬声器的例子进行了说明。但是，本发明不限于空气中辐射声波的用途，例如，也可以作为控制构造体的振动或者通过声响激振间接地控制固体或流体的振动的执行器使用。

另外，在以上的实施方式中，作为将电信号作为输入转换成机械振动及声波的手段使用了本发明。但是，本发明还可以适用于其他的压电型转换器，也可以适用于传感器、麦克风。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明不限于图示的实施方式。对于图示的实施方式，在与本发明相同的范围内或者同等的范围内，还能够进行各种修正和变形。

工业实用性

本发明能够用于压电型音响转换器等，尤其在压电型扬声器中同时实现节省空间和低音再现能力提高的情况、或者在要防止因扬声器箱的影响导致音质劣化的情况等是有用的。

附图标记的说明

10、100、200、300、400、500、600、730a、730b压电型扬声器

21外框架

22内框架

30、122、123、132a、132b、133a、133b、582、583、584、585压电元件

41、42、43、44、370、570、670振动板

51、52、53、54、55、56、57、58定心支片

61、62、63、64缘边

110、210、610框体

120、420、820第一压电振动板

121、131a、131b、581基板

130a、130b、430a、430b、430c、430d、430e、430f、830a、830b、830c第二压电振动板

140a、140b、140c、140d、140e、140f、141a、142a、840a、840b、840c连结部件

150a、150b、150c、150d、150e、150f、250a、250b、850a、850b、850c固定部件

161、861缘边

162辐射板保护膜

270a、270b填充材料

371、372、571、671连接部件

580a、580b第三压电振动板

700影像音响设备

710设备框体

720显示器

800阵列扬声器模块

810压电型扬声器单元

Claims

1.一种压电型音响转换器，其特征在于，具有：壁面形成有开口部的框体；至少包含通过施加电压而相互以逆相位振动的第一及第二压电振动板的多个振动板；将所述第一及第二压电振动板以在厚度方向上错位的位置关系连结的连结部件，

所述多个振动板中的1个振动板，以一侧的面与所述框体的外侧面对，另一侧的面与所述框体的内侧面对的方式被配置在所述框体的开口部，并作为通过以由所述第一及第二压电振动板的振幅合成的振幅进行振动来辐射声波的辐射板动作，

所述第一及第二压电振动板包含：基板、和配置在所述基板的表面及背面中的至少一方并通过施加电压而伸缩的压电元件。

2.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，

所述第一压电振动板被配置在所述框体的开口部并作为所述辐射板动作，

所述第二压电振动板被收纳在所述框体的内部。

3.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，

在所述多个振动板中，包含如下的所述辐射板，该辐射板以在厚度方向上错位的位置关系与所述第一压电振动板连接，以从所述第一压电振动板传递的合成的振幅进行振动，

所述第一及第二压电振动板被收纳在所述框体的内部。

4.如权利要求3所述的压电型音响转换器，其特征在于，

所述辐射板和所述第一压电振动板以相互面对的方式配置，

该压电型音响转换器还具有连接所述辐射板和所述第一压电振动板的振幅最大的位置的连接部件。

5.如权利要求2所述的压电型音响转换器，其特征在于，该压电型音响转换器还具有将所述第二压电振动板固定在所述框体的内壁面上的固定部件。

6.如权利要求2所述的压电型音响转换器，其特征在于，

该压电型音响转换器还具有如下固定部件，该固定部件穿过设置于所述框体的间隙并向所述框体的内外延伸，并将所述第二压电振动板固定在所述框体之外的刚体上。

7.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，

所述第一及第二压电振动板是具有长边及短边的大致矩形形状，

所述连结部件是沿第一及第二压电振动板各自的短边延伸的纵长状的部件，并将第一及第二压电振动板的短边彼此连结。

8.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，

所述第一及第二压电振动板是大致矩形形状，

所述连结部件将第一及第二压电振动板各自的角部彼此连接。

9.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，所述连结部件的与所述辐射板的主面交叉的方向的弯曲刚度比所述第一及第二压电振动板的主面方向的弯曲刚度大。

10.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，在所述基板的配置有所述压电元件的面上，印刷有连接信号源和所述压电元件的布线。

11.如权利要求10所述的压电型音响转换器，其特征在于，所述布线从信号源经由所述第一及第二压电振动板中的一方延伸到另一方，使所述第一压电振动板的压电元件与所述第二压电振动板的压电元件导通。

12.如权利要求11所述的压电型音响转换器，其特征在于，所述布线穿过形成在所述连结部件的表面或所述连结部件的内部的通孔，并经由所述第一及第二压电振动板中的一方延伸到另一方。

13.如权利要求1所述的压电型音响转换器，其特征在于，该压电型音响转换器还具有如下密封部件，该密封部件由柔软材料构成，并对所述辐射板和所述框体的开口部之间的间隙进行密封。