CN103947225A - 压电振动元件、压电振动装置及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够减少产生不必要的振动的压电振动元件以及使用该压电振动元件的压电振动装置及移动终端。所述压电振动元件、使用该压电振动元件的压电振动装置以及移动终端具有沿着第一方向层叠的多个电极层及压电体层,并且具有沿着第一方向隔开间隔地对置的两个表面(14a、14b),通过输入电信号,以振幅沿着与第一方向垂直的第二方向发生变化的方式在第一方向上弯曲振动,其中,沿着第一方向隔开间隔地对置的两个表面的一方具有与第一方向及第二方向垂直的第三方向上的中央部比两端部突出的形状。能够获得可减少产生不必要的振动的压电振动元件以及使用该压电振动元件的压电振动装置及移动终端。
Description
技术领域
本发明涉及压电振动元件和使用该压电振动元件的压电振动装置以及移动终端。
背景技术
一直以来,已知有如下所述的压电振动装置:将平板状的压电双晶片元件与振动板隔开间隔地配置,并且将压电双晶片元件的长度方向上的中央部固定于振动板(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:WO2005/004535
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述现有的压电振动装置中使用的压电振动元件利用在长度方向上振幅发生变化的厚度方向上的振动,但因外形的变形、电极的位置偏移等而导致质量分布完全不对称等,由此存在产生在宽度方向上振幅发生变化的不必要的振动而导致振动特性恶化这样的问题。
本发明是鉴于上述那样的现有技术中的问题点而被提出的,其目的在于提供一种能够减少产生不必要的振动的压电振动元件和使用该压电振动元件的压电振动装置及移动终端。
解决方案
本发明的压电振动元件至少具有沿着第一方向层叠的多个电极层及压电体层,并且具有沿着所述第一方向隔开间隔地对置的两个表面,通过输入电信号,以振幅沿着与所述第一方向垂直的第二方向发生变化的方式在所述第一方向上弯曲振动,所述压电振动元件的特征在于,所述两个表面的一方具有与所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上的中央部比两端部突出的形状。
本发明的压电振动装置的特征在于,所述压电振动装置至少具有所述压电振动元件和在该压电振动元件的所述两个表面的另一面上安装的振动板。
本发明的移动终端的特征在于,所述移动终端至少具有电子电路、显示器、所述压电振动装置、壳体,所述振动板是所述显示器、所述显示器的一部分或所述显示器的罩体,所述振动板直接或经由其他构件安装于所述壳体。
发明效果
根据本发明的压电振动元件,能够获得减少产生不必要的振动的压电振动元件。根据本发明的压电振动装置,能够获得减少产生不必要的振动的压电振动装置。根据本发明的移动终端,能够获得可传递高品质声音信息的移动终端。
附图说明
图1是示意性表示本发明实施方式的第一例的压电振动元件的形状的立体图。
图2是示意性表示图1所示的压电振动元件的构造的立体图。
图3中,(a)~(d)是用于说明图1所示的压电振动元件的构造的俯视图。
图4是用于说明图1所示的压电振动元件的构造的图。
图5是用于说明图1所示的压电振动元件的形状的平面图。
图6是用于说明图1所示的压电振动元件的形状的平面图。
图7是示意性表示本发明实施方式的第二例的压电振动元件的立体图。
图8是示意性表示本发明实施方式的第三例的压电振动装置的立体图。
图9是示意性表示本发明实施方式的第四例的移动终端的立体图。
图10是图9中的A-A’线剖视图。
图11是图9中的B-B’线剖视图。
图12是表示使用了本发明实施方式的第一例的压电振动元件的压电振动装置的特性的测定结果的图表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的压电振动元件、压电振动装置及移动终端进行详细说明。
(实施方式的第一例)
图1是示意性表示作为本发明实施方式的第一例的压电振动元件的形状的立体图。图2是示意性表示图1所示的压电振动元件的构造的立体图。图3(a)~(d)是用于说明图1所示的压电振动元件的构造的俯视图。图4是用于说明图1所示的压电振动元件的构造的图。图5是用于说明图1所示的压电振动元件的形状的平面图。图6是用于说明图1所示的压电振动元件的形状的平面图。需要说明的是,在图1、图5及图6中,为了便于作图,省略了压电振动元件14的详细构造的图示。另外,在图2中,为了便于作图,将压电振动元件14的形状变形为立方体而进行图示。
本例的压电振动元件14如图1所示为类似于立方体的形状,具有沿着第一方向(附图的z轴方向)层叠的多个电极层及压电体层。另外,压电振动元件14具有沿着第一方向(附图的z轴方向)隔开间隔地对置的两个表面(第一表面14a及第二表面14b)。而且,压电振动元件14通过输入电信号而以振幅沿着与第一方向(附图的z轴方向)垂直的第二方向(附图的x轴方向)发生变化的方式在第一方向(附图的z轴方向)上弯曲振动。即,压电振动元件14通过输入电信号而以第一表面14a及第二表面14b成为弯曲面的方式弯曲振动。
另外,在压电振动元件14中,沿着第一方向(附图的z轴方向)隔开间隔地对置的两个表面的一方(第一表面14a)具有与第一方向(附图的z轴方向)及第二方向(附图的x轴方向)垂直的第三方向(附图的y轴方向)上的中央部比两端部向第一方向(附图的z轴方向)突出的形状。需要说明的是,第三方向(附图的y轴方向)上的中央部比两端部突出的状态不必在第二方向(附图的x轴方向)的整体范围内产生。另外,在第一表面14a中,第三方向(附图的y轴方向)上的中央部相对于两端部的向附图的+z方向突出的突出量被设定为例如压电振动元件14的厚度(第一方向(附图的z轴方向)上的尺寸)的7%~30%左右。
另外,在压电振动元件14中,沿着第一方向(附图的z轴方向)隔开间隔地对置的两个表面的另一方(第二表面14b)比第一表面14a平坦。需要说明的是,第二表面14b优选为尽可能平坦,在第二表面14b中,第三方向(附图的y轴方向)上的中央部相对于两端部的向附图的-z方向突出的突出量优选为例如压电振动元件14的厚度(第一方向(附图的z轴方向)上的尺寸)的3%以下。而且,在压电振动元件14中,第二方向(附图的x轴方向)上的尺寸比第三方向(附图的y轴方向)上的尺寸大。需要说明的是,第二表面14b比第一表面14a平坦是指第二表面14b的平坦度的值比第一表面14a的平坦度的值小。即,第二表面14b中的第三方向(附图的y轴方向)上的中央部相对于两端部的突出量比第一表面14a的表面中的第三方向(附图的y轴方向)上的中央部相对于两端部的突出量小。另外,第一表面14a及第二表面14b的平坦度能够使用已知的各种平坦度测定装置而容易地测定。
另外,如图2所示,压电振动元件14具有:层叠体20;表面电极31、32、33;第一连接电极41;第二连接电极42;第三连接电极(未图示)。需要说明的是,在图2中,为了便于作图,将压电振动元件14的形状变形为立方体而进行图示。
如图3所示,层叠体20通过在压电振动元件14的厚度方向即第一方向(附图的z轴方向)上层叠被极化的多层压电体层24和多个内部电极21、22、23而构成。
图3的(a)~(d)是示意性表示压电振动元件14具有的表面电极31、32、33及内部电极21、22、23的俯视图。如图3(a)所示,在层叠体20的两个主面各自配置有表面电极31、32、33。另外,在层叠体20的内部分别配置有多个图3(b)所示的内部电极21、图3(c)所示的内部电极22、图3(d)所示的内部电极23。
如图3(b)所示,内部电极21具有如下所述的构造:在与层叠体20的侧面隔开间隔地形成于压电体层24的大致整面的范围内的矩形的主体部21a的长度方向上的一端,连接有一端向层叠体20的侧面露出的矩形的引出部21b。需要说明的是,引出部21b的一端在层叠体20的长度方向上的一端处向层叠体20的侧面露出。
如图3(c)所示,内部电极22具有如下所述的构造:在与层叠体20的侧面隔开间隔地形成于压电体层24的大致整面的范围内的矩形的主体部22a的长度方向上的一端,连接有一端向层叠体20的侧面露出的矩形的引出部22b。需要说明的是,引出部22b的一端在层叠体20的长度方向上的一端处向层叠体20的侧面露出。
如图3(d)所示,内部电极23具有在压电体层24的大致整面的范围内形成的矩形的形状。另外,内部电极23的仅长度方向上的一端向层叠体20的侧面露出,另一端与层叠体20的侧面隔开间隔地形成。需要说明的是,内部电极23的一端在层叠体20的长度方向上的另一端处向层叠体20的侧面露出。需要说明的是,引出部21b与引出部22b以不在层叠体20的厚度方向(层叠方向)上重叠的方式在层叠体20的宽度方向上隔开间隔地配置。
表面电极33如图3(a)所示具有矩形的形状。另外,表面电极33的仅长度方向上的一端向层叠体20的侧面露出,另一端与层叠体20的侧面隔开间隔地形成。需要说明的是,表面电极33在层叠体20的长度方向上的80%以上的区域内形成。另外,表面电极33的一端在层叠体20的长度方向上的另一端处向层叠体20的侧面露出。
如图3(a)所示,在层叠体20的长度方向上的一端与表面电极33的长度方向上的另一端之间,以在层叠体20的宽度方向上隔开间隔的方式配置有表面电极31及表面电极32。表面电极31及表面电极32呈矩形,长度方向上的一端在层叠体20的长度方向上的一端处向层叠体20的侧面露出。另外,表面电极31及表面电极32的长度方向上的另一端与表面电极33之间具有间隔,并且表面电极31及表面电极32在层叠体20的宽度方向上与层叠体20的侧面隔开间隔地配置。
另外,在层叠体20中,内部电极21、22、23与压电体层24在层叠方向即第一方向(附图的z轴方向)上交替配置。图4是示意性表示层叠体20的层叠方向上的、表面电极33及内部电极21、22、23的配置和在表面电极33及内部电极21、22、23之间配置的压电体层24中的极化方向的图。如图4所示,内部电极21或内部电极22与表面电极33或内部电极23在第一方向(附图的z轴方向)上交替配置。另外,在层叠体20的层叠方向上的一方侧(附图的+z方向侧),内部电极21与内部电极23或表面电极33交替配置,在层叠体20的层叠方向上的另一方侧(附图的-z方向侧),内部电极22与内部电极23或表面电极33交替配置。即,压电振动元件14具有沿着第一方向(附图的z轴方向)交替层叠的、由表面电极33及内部电极21、22、23构成的多个电极层(扁平电极)和多个压电体层24。
多个内部电极21在层叠体20的长度方向即第二方向(附图的x轴方向)的一端部(+x方向的端部)处,通过第一连接电极41相互连接向层叠体20的侧面露出的引出部21b的端部彼此。此外,多个内部电极21经由第一连接电极41而与分别配置在层叠体20的两个主面的表面电极31连接。
另外,多个内部电极22在第二方向(附图的x轴方向)的一端部(+x方向的端部)处,通过第二连接电极42相互连接向层叠体20的侧面露出的引出部22b的端部彼此。此外,多个内部电极22经由第二连接电极42而与分别配置在层叠体20的两个主面的表面电极32连接。
而且,多个内部电极23在第二方向(附图的x轴方向)上的另一端部(附图的-x方向的端部)处,通过第三连接电极(未图示)相互连接向层叠体20的侧面露出的端部彼此。此外,多个内部电极23经由第三连接电极(未图示)而与分别配置在层叠体20的两个主面的表面电极33连接。如此一来,表面电极31、32、33作为压电振动元件14中的端子电极而发挥功能。表面电极31、32、33的全部分别配置在层叠体20的两个主面,由此能够仅在压电振动元件14(层叠体20)的任一方的主面进行使压电振动元件14振动时的电压的施加以及进行压电体层24的极化时的电压的施加。
另外,配置在内部电极21、22、23之间的压电体层24按照图4的箭头所示的方向被极化。例如,以使表面电极31的电位比表面电极33的电位高、表面电极32的电位比表面电极33的电位低的方式向表面电极31、32、33施加直流电压,由此能够进行极化。而且,当使压电振动元件14振动时,向表面电极31、32、33施加交流电压,以使表面电极31及表面电极32成为相同电位,在与表面电极33之间产生电位差。由此,压电振动元件14的相对于某一瞬间施加的电场方向的极化方向,在压电振动元件14的厚度方向(附图的z轴方向)上的一方侧一半与另一方侧一半进行反转。
即,例如,施加电信号,在某一瞬间,当压电振动元件14的厚度方向(附图的z轴方向)上的一方侧一半在压电振动元件14的长度方向(附图的x轴方向)上伸长时,压电振动元件14的厚度方向上的另一方侧一半在压电振动元件14的长度方向上缩短。由此,通过施加电信号而使压电振动元件14单独地弯曲振动。即,通过施加电信号而使压电振动元件14以在第二方向(附图的x轴方向)上振幅发生变化的方式在第一方向(附图的z轴方向)上弯曲振动。如此,压电振动元件14由具有双压电晶片构造的压电体(压电双晶片元件)构成。
由于本例的压电振动元件14的第一方向(附图的z轴方向)上的一方的表面(第一表面14a)具有第三方向(附图的y轴方向)上的中央部比两端部向第一方向(附图的+z方向)突出的形状,因此能够减少产生不必要的振动。
即,立方体的平板形状的现有的压电振动元件因外形的变形、电极的位置偏移等而导致质量分布完全不对称等,由此存在略微产生在宽度方向上振幅发生变化的不必要的振动而导致振动特性恶化这样的问题。与此相对地,本例的压电振动元件14能够减少产生振幅在宽度方向上发生变化的不必要的振动。获得该效果的机理尚不清楚,但考虑是不是与质量集中在宽度方向上的中央部、难以产生宽度方向上的变形存在关系。
另外,本例的压电振动元件14中,沿着第一方向(附图的z轴方向)隔开间隔地对置的两个表面的另一方(第二表面14b)比第一表面14a平坦,因此能够使第二表面14b与施加振动的对象物牢固地接合。即,在使压电振动元件14与施加振动的对象物(振动板等)接合的情况下,由于应力集中在施加振动的对象物与压电振动元件14之间的接合面,因此需要将施加振动的对象物与压电振动元件14牢固地接合。由于本例的压电振动元件14的第二表面14b是平坦的,因此能够容易地使第二表面14b的整体与施加振动的对象物牢固地接合。
另外,本例的压电振动元件14中,由于第二方向(附图的x轴方向)上的尺寸比第三方向(附图的y轴方向)上的尺寸大,因此能够强烈产生振幅在第二方向(附图的x轴方向)上发生变化的第一方向(附图的z轴方向)上的振动,并且进一步减少产生振幅在第三方向(附图的y轴方向)上发生变化的不必要的振动。
另外,在本例的压电振动元件14中,如图5所示,第一表面14a在第三方向(附图的y轴方向)上的区域37(通过输入电信号而产生变形的区域37)的中央部37a比两端部(37b、37c)向+z侧突出,所述区域37配置有由表面电极33及内部电极21、22、23构成的电极层。由此,能够提高减少产生不必要的振动的效果。
另外,在本例的压电振动元件14中,如图6所示,第一表面14a在第二方向(附图的x轴方向)上的中央部比两端部向+z侧突出。由此,当将振动板与第二表面14b接合而构成振动装置时,能够提高第一方向(附图的z轴方向)上的振动的对称性。
另外,在本例的压电振动元件14中,如图6所示,第一表面14a在第二方向(附图的x轴方向)上的区域38(通过输入电信号而产生变形的区域38)的中央部38a比两端部(38b、38c)向+z侧突出,所述区域38交替层叠有由表面电极33及内部电极21、22、23构成的电极层及压电体层24。由此,当将振动板与第二表面14b接合而构成振动装置时,能够增强提高第一方向(附图的z轴方向)上的振动的对称性的效果。
在本例的压电振动元件14中,层叠体20的长度优选为例如18mm~28mm左右,更优选为22mm~25mm左右。层叠体20的宽度优选为例如1mm~6mm左右,更优选为3mm~4mm左右。层叠体20的厚度优选为例如0.2mm~1.0mm左右,更优选为0.4mm~0.8mm左右。另外,内部电极21的主体部21a及内部电极22的主体部22a的长度优选为例如17mm~25mm左右,更优选为21mm~24mm左右。内部电极23的长度优选为例如19mm~27mm左右,更优选为22mm~24mm左右。表面电极33的长度优选为例如17mm~23mm左右,更优选为19mm~21mm左右。内部电极21的主体部21a、内部电极22的主体部22a、内部电极23及表面电极31的宽度优选为例如1mm~5mm左右,更优选为2mm~4mm左右。表面电极31及表面电极32的长度优选为例如1mm~3mm。表面电极31及表面电极32的宽度优选为例如0.5mm~1.5mm。通过使用具有上述形状的层叠体20,能够获得可产生较强振动的小型的压电振动元件14。
构成层叠体20的压电体层24能够适当地使用例如锆酸铅(PZ)、锆钛酸铅(PZT)、Bi层状化合物、钨青铜构造化合物等非铅系压电体材料等而形成,但也可以使用其他压电材料。为了以低电压驱动,压电体层24的1层的厚度优选设定为例如0.01~0.1mm左右。另外,为了获得较大的弯曲振动,优选具有200pm/V以上的压电常数d31。构成压电振动元件14的内部电极21、22、23除了能够适当地使用例如银、银与钯的合金等金属成分以外,还能够适当地使用包含陶瓷成分、玻璃成分的材质而形成,当然也可以使用其他已知的金属材料来形成。
上述的压电振动元件14能够利用例如下述的方法而制成。首先,向压电材料的粉末中添加粘合剂、分散剂、可塑剂、溶剂并对其搅拌,制成料浆,并将获得的料浆成形为片状,从而制成生片。接下来,向生片印刷导体糊而形成成为内部电极21、22、23的电极图案,将形成有该电极图案的生片层叠,并使用冲压装置以至少向层叠方向施加压力的方式进行冲压,从而制成层叠成形体。然后,进行脱脂及烧制,通过切割为规定尺寸来获得层叠体。接下来,印刷用于形成表面电极31、32、33以及第一连接电极41、第二连接电极42及第三连接电极(未图示)的导体糊,在以规定的温度烘烤后,通过表面电极31、32、33施加直流电压以进行压电体层24的极化。如此一来,能够获得压电振动元件14。需要说明的是,在上述的制造工序中,例如,作为冲压装置的上侧(与第一表面14a接触的一侧)的模具而使用具有多个凹处的模具,作为冲压装置的下侧(与第二表面14b接触的一侧)的模具而使用平坦的模具,由此能够制成上述形状的压电振动元件14。
(实施方式的第二例)
图7是示意性表示本发明实施方式的第二例的压电振动元件的立体图。需要说明的是,在图7中,为了便于作图,省略了压电振动元件14的详细构造的图示。另外,在本例的压电振动元件中,对与所述实施方式的第一例的压电振动元件的不同点进行说明。
本例的压电振动元件具有所述实施方式的第一例的压电振动元件14和连接用配线51。连接用配线51是在薄片中埋设2条导电线路(未图示)的柔性印刷配线基板,在一端连接有用于与外部电路连接的连接器(未图示)。连接用配线51的另一端在压电振动元件14的第一表面14a处与表面电极31、表面电极32及表面电极33连接。详细而言,2条导电路的一方与表面电极31连接,2条导电路的另一方与表面电极32及表面电极33这两者连接。
根据具备上述结构的本例的压电振动元件,由于在具有第三方向(附图的y轴方向)上的中央部比两端部突出的形状的第一表面14a上安装有连接用配线51,因此能够使平坦的第二表面14b的整面与施加振动的对象物接合。因而,能够获得可牢固地与施加振动的对象物接合的压电振动元件。
(实施方式的第三例)
图8是示意性表示本发明实施方式的第二例的压电振动装置的立体图。需要说明的是,在图8中,为了便于作图,省略了压电振动元件14的详细构造的图示。另外,在本例的压电振动装置中,对与所述实施方式的第一例的不同点进行说明,对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。本例的压电振动装置如图8所示,具有所述实施方式的第一例的压电振动元件14、振动板12、第一接合构件13。
振动板12具有矩形的薄板状的形状。振动板12能够适当地使用丙烯酸类树脂、玻璃等刚性及弹性大的材料而形成。另外,振动板12的厚度设定为例如0.4mm~1.5mm左右。
振动板12经由第一接合构件13而安装于压电振动元件14的第二表面14b。详细而言,压电振动元件14在振动板12的长度方向上的一端部(附图的+y方向端部)的宽度方向(附图的x轴方向)上的中央部处,以使压电振动元件14的第三方向(附图的y轴方向)与振动板12的长度方向一致的方式固定于振动板12的表面。另外,第二表面14b经由第一接合构件13而整体上与振动板12接合。需要说明的是,整体上接合的状态包括第二表面14b的整面被接合的状态和第二表面14b的大致整面被接合的状态。
第一接合构件13具有薄片状的形状。另外,第一接合构件13由比振动板12柔软易变形的材质形成,杨氏模量、刚性率、体积弹性率等弹性率、刚性比振动板12小。即,第一接合构件13能够变形,当施加相同的力时,与振动板12相比变形大。另外,第一接合构件13的一方主面(附图的-z方向侧的主面)整体上固定在振动板12的一方主面(附图的+z方向侧的主面)的一部分上,并且在另一方主面(附图的+z方向侧的主面)整体上固定有压电振动元件14的一方主面(附图的-z方向侧的主面)。
第一接合构件13可以是单一的构件,也可以是由几个构件构成的复合体。作为上述的第一接合构件13,能够适当地使用例如在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘着剂的双面胶带、作为具有弹性的粘合剂的各种弹性粘合剂等。另外,接合构件的厚度优选比压电振动元件14的弯曲振动的振幅大,但当过厚时振动衰减,因此设定为例如0.1mm~0.6mm左右。
具备上述结构的本例的压电振动装置通过施加电信号而使压电振动元件14弯曲振动,由此,作为使振动板12振动的压电振动装置而发挥功能。需要说明的是,例如,也可以由未图示的支承构件来支承振动板12的长度方向上的另一端部(附图的-y方向端部)、振动板12的周边部等。
本例的压电振动装置使用减少产生不必要的振动的压电振动元件14而构成,因此能够获得减少产生不必要的振动的压电振动装置。
本例的压电振动装置在压电振动元件14的平坦的第二表面14b上接合有振动板12。由此,能够获得压电振动元件14与振动板12被牢固地接合的压电振动装置。
另外,在本例的压电振动装置中,在压电振动元件14的安装于振动板12的一侧的表面即第二表面14b至少配置有两个电极(表面电极31、32、33)。由此,能够提高压电振动元件14与振动板12之间的接合强度。
另外,在本例的压电振动装置中,由于安装于振动板12的一侧的相反一侧的表面即第一表面14a具有第三方向(附图的y轴方向)上的中央部比两端部向第一方向(附图的+z方向)突出的形状,因此能够提高第一方向(附图的z轴方向)上的振动的对称性。
需要说明的是,在本例的压电振动装置中,压电振动元件14的第二表面14b与振动板12接合,但也可以根据情况而使压电振动元件14的第一表面14a与振动板12接合。
另外,在本例的压电振动装置中,以使压电振动元件14的第三方向(附图的y轴方向)与振动板12的长度方向(附图的y轴方向)一致的方式将压电振动元件14与振动板12接合。由此,能够减少产生以振幅在第三方向(附图的y轴方向)上发生变化的压电振动元件14的不必要的振动为起因的振动板12的不必要的振动,虽然是轻微地减少。尽管获得该效果的机理尚未弄清楚,但考虑是不是与到达振动板12的端部的波的衰减的大小有关系。
(实施方式的第四例)
图9是示意性表示作为本发明实施方式的第四例的移动终端的立体图。图10是图9中的A-A’线剖视图。图11是图9中的B-B’线剖视图。需要说明的是,在本例中,对与所述实施方式的第三例的不同点进行说明,对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。
如图9~11所示,本例的移动终端具备压电振动元件14、振动板12、第一接合构件13、第二接合构件16、壳体19、显示器18、电子电路(未图示),振动板12作为显示器18的罩体而发挥功能。
壳体19具有一个面开口的箱状的形状。壳体19能够适当地使用刚性及弹性大的合成树脂等材料而形成。而且,壳体19在作为支承振动板12并能够使其振动的支承体而发挥功能的同时,还作为移动终端的壳体而发挥功能。振动板12的仅一方主面(附图的+z方向的主面)的周围经由第二接合构件16而固定于壳体19,且可振动地安装于壳体19。
第二接合构件16具有薄片状的形状。另外,第二接合构件16由比振动板12柔软易变形的材质形成,杨氏模量、刚性率、体积弹性率等弹性率、刚性比振动板12小。即,第二接合构件16能够变形,当施加相同的力时,与振动板12相比变形大。另外,第二接合构件16的一方主面的整体固定于振动板12的一方主面的周边部,并且另一方主面的整体固定于壳体19。
需要说明的是,第二接合构件16可以是单一的构件,也可以是由几个构件构成的复合体。作为这种第二接合构件16,能够适当地使用例如在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘着剂的双面胶带等。需要说明的是,对于第二接合构件16的厚度而言,以不会过厚而使振动衰减的方式设定,例如设定为0.1mm~0.6mm左右。即,第二接合构件16形成为能够向壳体19传递振动板12的振动。
作为电子电路(未图示),能够例示例如对显示于显示器18的图像信息和由移动终端传递的声音信息进行处理的电路、通信电路等。可以是这些电路的至少一个,也可以包含全部的电路。另外,也可以是具有其他功能的电路。此外,也可以具有多个电子电路。需要说明的是,电子电路17与压电振动元件14由未图示的连接用配线连接。
显示器18是具有显示图像信息的功能的显示装置,能够适当地使用例如液晶显示器、等离子显示器、及有机EL显示器等已知的显示器。需要说明的是,显示器18也可以具有触摸面板那样的输入装置。另外,显示器18的罩体也可以具有触摸面板那样的输入装置。
本例的移动终端能够使振动板12或壳体19直接或经由其他物体而与耳朵接触,通过向耳朵的软骨传递振动来传递声音信息。即,能够使振动板12或壳体19直接或间接地与耳朵接触,通过向耳朵的软骨传递振动来传递声音信息。由此,例如,能够获得即使周围嘈杂也能够传递声音信息的移动终端。需要说明的是,夹在振动板12或壳体19与耳朵之间的物体可以是例如移动终端的罩体,可以是头戴式受话器、听筒。只要能够传递振动,可以是任意的物体。
另外,本例的移动终端使用减少产生不必要的振动的压电振动元件14来传递声音信息,因此能够传递高品质的声音信息。
(变形例)
本发明并不局限于上述实施方式的例子,能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更、改进。
例如,在所述实施方式的第二例中,虽然示出了作为连接用配线51而使用了柔性印刷配线基板的例子,但并不局限于此。连接用配线51只要能够将压电振动元件14与外部电路电连接即可,能够使用已知的各种配线。
另外,在所述实施方式的例子中,虽然示出了第一接合构件13及第二接合构件16由比振动板12柔软易变形的材质形成的情况,但并不局限于此。例如,第一接合构件13及第二接合构件16也可以由比振动板12坚硬难变形的材质形成。另外,也可以根据情况而采用不具有第一接合构件13及第二接合构件16的结构。
另外,在所述实施方式的第四例中,虽然示出了显示器18的罩体为振动板12的例子,但并不局限于此。例如,也可以将显示器18整体或显示器18的一部分作为振动板12而发挥功能。
另外,在所述实施方式的第四例中,虽然示出了移动终端的壳体19自身作为支承振动板12的支承体而发挥功能的例子,但并不局限于此。例如,也可以是壳体19的一部分作为支承体而发挥功能,另外,也可以采用支承振动板12的支承体安装于壳体19的结构。
另外,在所述实施方式的第四例中,虽然示出了使振动板12或壳体19直接或经由其他物体而与耳朵接触、通过向耳朵的软骨传递振动来传递声音信息的例子,但并不局限于此,例如,也可以是通过使从振动板12或壳体19产生的声音在空气中传播来传递声音信息这样的移动终端。另外,也可以是经由多个途径来传递声音信息这样的移动终端。
实施例
接下来,对本发明的压电振动元件的具体例进行说明。制成使用了图1~4所示的本发明实施方式的第一例的压电振动元件14的压电振动装置并测定其特性。
压电振动元件14是长度为23.5mm、宽度为3.3mm、厚度为0.5mm的长方体状。另外,压电振动元件14采用厚度为30μm左右的压电体层24与内部电极21、22、23交替层叠的构造,压电体层24的总数为16层。压电体层24由将Zr的一部分由Sb置换而得到的锆钛酸铅(PZT)形成。在压电振动元件14的第一表面14a中,第三方向(附图的y轴方向)上的中央部相对于两端部的向附图的+z方向突出的突出量为压电振动元件14的厚度的10%(0.05mm)。压电振动元件14的第二表面14b大致平坦。
另外,用双面胶带将玻璃板粘贴到金属制的框上,并在玻璃板的一方表面的中央用双面胶带粘贴压电振动元件14的第二表面14b,在距离玻璃板的另一方表面1mm的位置设置有麦克风。然后,将频率在0.3~3.4kHz的范围内变化的有效值3.0V的正弦波信号输入到压电振动元件14,测定由麦克风检测出的音压。图12示出其结果。需要说明的是,在图12的图表中,横轴表示频率,纵轴表示音压。根据图12所示的图表,由不必要的振动引起的峰值、倾角少,判断为获得平稳且优异的特性。由此能够确认本发明的有效性。
附图标记
12:振动板
14:压电振动元件
14a:第一表面
14b:第二表面
17:电子电路
18:显示器
19:壳体
51:连接用配线
Claims (12)
1.一种压电振动元件,其至少具有沿着第一方向层叠的多个电极层及压电体层,并且具有沿着所述第一方向隔开间隔地对置的两个表面,通过输入电信号,以振幅沿着与所述第一方向垂直的第二方向发生变化的方式在所述第一方向上弯曲振动,
所述压电振动元件的特征在于,
所述两个表面的一方具有与所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上的中央部比两端部突出的形状。
2.根据权利要求1所述的压电振动元件,其特征在于,
所述两个表面的一方在所述第三方向上的所述多个电极层存在的区域的中央部比两端部突出。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动元件,其特征在于,
所述两个表面的另一方比所述两个表面的一方平坦。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电振动元件,其特征在于,
在所述两个表面的一方安装有连接用配线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压电振动元件,其特征在于,
所述第二方向上的尺寸比所述第三方向上的尺寸大。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压电振动元件,其特征在于,
所述两个表面的一方具有所述第二方向上的中央部比两端部突出的形状。
7.一种压电振动装置,其特征在于,
所述压电振动装置至少具有权利要求1至6中任一项所述的压电振动元件和在该压电振动元件的所述两个表面的任一面上安装的振动板。
8.根据权利要求7所述的压电振动装置,其特征在于,
在所述振动板上安装有压电振动元件的所述两个表面的另一方。
9.根据权利要求7或8所述的压电振动装置,其特征在于,
所述第三方向与所述振动板的长度方向一致。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的压电振动装置,其特征在于,
在所述压电振动元件的向所述振动板安装的一侧的表面上配置有至少两个电极。
11.一种移动终端,其特征在于,
所述移动终端至少具有电子电路、显示器、权利要求7至10中任一项所述的压电振动装置、壳体,所述振动板是所述显示器、所述显示器的一部分或所述显示器的罩体,所述振动板直接或经由其他构件安装于所述壳体。
12.根据权利要求11所述的移动终端,其特征在于,
使所述振动板或所述壳体直接或经由其他物体与耳朵接触而传递声音信息。
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