CN104718767B - 声音发生器、用于声音发生器的振动部件及声音生成系统 - Google Patents

Abstract

一种声音发生器，其包括具有压电元件(61)的振动单元(60)并且还包括用于向振动单元(60)施加负荷的重物(10)。当接收到来自重物(10)的负荷时振动单元(60)基于声音信号变形，从而使与声音发生器(10)接触的接触表面(150)振动并从接触表面(150)生成声音。

Description

声音发生器、用于声音发生器的振动部件及声音生成系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月1日提交的第2012-219799号日本专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于使与声音发生器接触的接触表面振动并由此使得该接触表面生成声音的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。

背景技术

例如，在下面列出的专利文献1中描述了一种传统的振动发生器。专利文献1描述了具有电动扬声器结构的振动发生器，其中电动扬声器结构包括容纳磁体的壳体、音圈以及隔膜。另外，下面列出的专利文献2公开了包括由弹性体构成的重物的振动发生器，其中弹性体通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。另外，下面列出的专利文献3公开了包括弹性部件的振动发生器，其中，弹性部件接收重物负荷并通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。此外，下面列出的专利文献4公开了包括弹性部件的振动发生器，其中弹性部件通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。

现有技术列表

专利文献

专利文献1：公开号为5-85192的日本未经审查的实用新型(登记)

申请

专利文献2：公开号为2007-74663的日本专利申请

专利文献3：公开号为2009-27413号日本专利申请

专利文献4：公开号为2009-27320号日本专利申请

发明内容

因为专利文献1中描述的振动发生器具有电动扬声器结构以及包括容纳磁体的壳体、音圈和隔膜的多个部件，因此不可避免地使用大量部件来构成振动发生器。另外，专利文献2至专利文献4中描述的振动发生器使用压电元件作为振动器，并且这些振动发生器需具有确保弹性体在其中变形的自由度的空间。因此，增大振动发生器的尺寸是不可避免的。

鉴于以上问题，本发明提供了一种可容易配置的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。

为了实现以上目的，根据本发明的声音发生器包括：

具有压电元件的振动单元；以及

配置成向振动单元施加负荷的重物，其中

当接收到来自重物的负荷时振动单元根据声音信号变形，引起与声音发生器接触的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。

压电元件为层压式压电元件并沿层压方向以拉伸方式和收缩方式变形。

振动单元可具有覆盖部件，该覆盖部件配置成通过将由压电元件的变形引起的振动传输至接触表面而使接触表面振动。

声音信号可以为高于预定阈值的频率分量的至少一部分被削减或衰减的信号。

声音信号可以为衰减率随着频率变得高于预定阈值而具有逐渐变高或以阶梯方式变高的信号。

声音信号可以为高于预定阈值的频率分量的至少一部分通过滤波器削减或衰减的信号。

接触表面可以为上面放置有声音发生器的放置表面。

声音信号为音乐或语音的声音信号，并且音乐或语音可从接触表面生成。

为了实现以上内容，另外，用于根据本发明的声音发生器的振动部件包括配置成根据声音信号变形的压电元件，引起与用于声音发生器的振动部件接触的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。

此外，为了实现上述内容，根据本发明的声音生成系统包括：声音发生器，具有带压电元件的振动单元以及配置成向振动单元施加负荷的重物；以及接触元件，具有配置成与声音发生器接触的接触表面，其中，当接收到来自重物的负荷时振动单元根据声音信号变形，引起接触元件的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。

根据本发明，可以提供可容易配置的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的声音发生器的外部立体图；

图2是图1中的移动电话后侧的一部分的示意性分解立体图；

图3A和图3B是示出了图2的层压式压电元件的结构的图；

图4是示出了层压式压电元件的变型的图；

图5是图1的振动单元的局部放大的截面视图；

图6是示出了图1的移动电话的部分的功能框图；

图7是示出了图6的压电元件驱动单元的配置示例的功能框图；

图8是示出了图7的LPF的频率特性的示例的图；

图9是示出了图1的声音发生器的振动单元和弹性部件的布置的图；

图10A、图10B以及图10C是示出了图1的移动电话作为声音发生器的功能的示意图；

图11是示出了根据本发明的另一实施方式的声音发生器的外部立体图；

图12是示出了图11的声音发生器的振动单元和弹性部件的布置的图；

图13A、图13B以及图13C是示出了振动单元的支承状态的三个变型的图；以及

图14是示出了用于示出振动单元的变型的部分结构的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行描述。

图1是根据本发明的一个实施方式的声音发生器的外部立体图。根据本实施方式的声音发生器包括移动电话10(如智能电话)、振动单元60以及弹性部件70。如随后所述，移动电话10用作向振动单元60施加负荷的重物(声音发生器的重物)。移动电话10包括外观形状大致为矩形的外壳20。在外壳20中，面板30和输入单元40设置在移动电话10的前侧上。如由图1中的面板30的局部剖视图所示，显示单元50支承在面板30之下。电池组、相机单元等安装在外壳20的后侧上并由电池盖21覆盖。

面板30具有用于检测接触的触摸面板，或者用于保护显示单元50的覆盖面板等，并且面板30由例如玻璃或合成树脂(例如亚克力等)制成。例如，面板30具有矩形形状。面板30可以为平板或具有平滑倾斜表面的弯曲面板。在用作触摸面板的情况下，面板30检测由用户的手指、笔、手写笔等进行的接触。触摸面板的检测方法可以为静电电容方法、电阻膜方法、表面声波方法(或超声波方法)、红外方法、电磁感应方法、负荷检测方法等中的任一种。根据本实施方式，为了便于说明起见，面板30被假设为触摸面板。

输入单元40接收由用户输入的操作并且通过使用例如操作按钮(操作键)构成。应注意，面板30还可通过检测由用户进行的接触来接收由用户输入的操作。

显示单元50为诸如液晶显示器、有机EL显示器或无机EL显示器的显示装置。

根据本实施方式的声音发生器在侧表面20a上设置有用于声音发生器的振动单元60和弹性部件70，其中，侧表面20a为移动电话10的外壳20的纵向侧之一，弹性部件70为片状部件。例如，弹性部件70由橡胶、硅树脂、聚氨酯等制成。当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在书桌等放置表面(为水平表面)上时，即，当移动电话10在其一侧上直立时，移动电话10通过振动单元60和弹性部件70支承在放置表面上的两个位置处。将在后面详细描述振动单元60和弹性部件70的布置。

图2是图1的移动电话10的后侧的一部分的示意性分解立体图。在外壳20的后侧上，设置有电池组80、相机单元90等。根据本实施方式的移动电话10在外壳20的后侧上设置有用于容纳并支承振动单元60的支承部100。支承部100具有缝隙101，其中缝隙101具有沿外壳20的短侧延伸并开口至侧表面20a的均匀宽度。

振动单元60包括压电元件61、用于防水目的的O形环62以及用作覆盖部件的具有绝缘性能的帽63。压电元件为对其施加电信号(电压)后，根据组成材料的机电耦合系数拉伸/收缩或弯曲的元件。例如，压电元件可由陶瓷或水晶制成。压电元件可以为单层压电片、双层压电片或层压式压电元件。层压式压电元件被分类为由层压的双层压电片(例如，16至24层)组成的层压式双层压电片元件，或为具有由多个介电层以及设置在它们之间的电极层组成的多层结构的堆叠类型的层压式压电元件，其中介电层例如由PZT(锆钛酸铅)制成。单层压电片根据施加到其的电信号拉伸/收缩，而双层压电片根据施加到其的电信号弯曲。堆叠类型的层压式压电元件根据施加到其的电信号沿层压方向拉伸/收缩。

根据本实施方式，压电元件61为堆叠类型的层压式压电元件。如图3A中的放大的截面视图和图3B中的放大的平面图所示，层压式压电元件61具有这样的结构，其中由诸如PZT的陶瓷制成的电介质61a以及具有剖面梳状的内部电极61b交替地层压。连接至第一侧电极61c的内部电极61b和连接至第二侧电极61d的内部电极61b交替地层压，从而交替地连接至第一侧电极61c和第二侧电极61d。

图3A和图3B所示的层压式压电元件61在其一端处包括电连接至第一侧电极61c的第一引线连接部分61e和电连接至第二侧电极61d的第二引线连接部分61f，其中第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f形成在层压式压电元件61的此端上。第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f分别连接至第一引线61g和第二引线61h。第一侧电极61c、第二侧电极61d、第一引线连接部分61e以及第二引线连接部分61f由绝缘层61i覆盖，而第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f分别连接至第一引线61g和第二引线61h。

层压式压电元件61在层压方向上具有例如5mm至120mm的长度。例如，层压式压电元件61在与层压方向相交的方向上的截面形状可以为大致2平方毫米至10平方毫米的正方形，或者可以为除了正方形之外的任何形状。基于用作重物的移动电话10的重量(例如，当移动电话10为移动电子装置时为80g至800g)，适当地确定构成层压式压电元件61的电介质61a和内部电极61b的数量以及层压式压电元件61的截面面积，以此方式充分确保由与振动单元60接触的桌子等的接触表面所生成的声音的音压或音质。

如图6所示，声音信号(再现音频信号)从控制器130经由压电元件驱动单元120供给至层压式压电元件61。换言之，与声音信号相对应的电压从控制器130经由压电元件驱动单元120施加到层压式压电元件61。当由控制器130施加的电压为AC电压并且正电压被施加到第一侧电极61c时，负电压被施加到第二侧电极61d。另一方面，当负电压被施加到第一侧电极61c时，正电压被施加到第二侧电极61d。当电压被施加到第一侧电极61c和第二侧电极61d时，在电介质61a中出现偏振，导致层压式压电元件61从没有电压施加于其上的无拉伸状态进行拉伸/收缩。层压式压电元件61的拉伸/收缩方向基本上沿电介质61a和内部电极61b的层压方向。可替代地，层压式压电元件61的拉伸/收缩方向基本上对应于电介质61a和内部电极61b的层压方向。因为层压式压电元件61基本上沿层压方向拉伸/收缩，因此层压式压电元件61在提供极好的振动传递效率方面具有优势。

例如，如上所述的层压式压电元件61用于车辆的燃料喷射控制。本申请的发明人认为，如上所述的层压式压电元件61作为用于从与声音发生器接触的桌子等接触表面生成声音的振动元件是十分有效的。

应注意，在图3A和图3B中，第一侧电极61c和第二侧电极61d可交替地连接至内部电极61b并用作分别连接至第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f的通孔。在图3A和图3B中，如图4所示的第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f也可在层压式压电元件61的一端处形成在第一侧电极61c和第二侧电极61d上。

如通过图5中的局部放大的截面视图所示，层压式压电元件61包括具有第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f的一端，其中，第一引线连接部分61e和第二引线连接部分61f经由粘合剂102(例如，环氧树脂)固定至外壳20的支承部100的缝隙101。在层压式压电元件61的另一端处，通过粘合剂102附接和固定帽63。

帽63由诸如硬质塑料等材料制成，其可以可靠地将层压式压电元件61的拉伸/收缩振动传输至桌子等放置表面(接触表面)。当优选为抑制损坏放置表面时，帽63可由相对软的塑料制成而不是硬质塑料。帽63包括形成在其上的进入部分63a和突出部分63b，使得当帽63附接至层压式压电元件61时，进入部分63a放置在缝隙101内部，并且突出部分63b从外壳20突出。为了防水的目的，O形环62在缝隙101内部设置在进入部分63a的外部周边上。例如，O形环62由硅树脂制成。O形环62防止水和灰尘进入缝隙101。此外，突出部分63b具有半球形状的末端。应注意，突出部分63b的末端的形状不限于半球形状，其可以为任何形状，只要能够确保与桌子等的放置表面(接触表面)具有点接触或面接触并能够传输层压式压电元件61的拉伸/收缩振动。此外，在图5中，可在O形环62与层压式压电元件61的固定至缝隙101的部分之间的间隙中填充凝胶等，以增强防水效果。当振动单元60由支承部100支承并且电池盖21附接至外壳20时，帽63的突出部分63b从外壳20的侧表面20a突出。帽63的突出部分63b包括面对外壳20的侧表面20a的相对表面63c。如图5所示，当层压式压电元件61在没有电压施加到其上而没有拉伸时，相对表面63c与侧表面20a间隔分开距离d。

图6为根据本实施方式的移动电话10的一部分的功能框图。除了如上所述的面板30、输入单元40、显示单元50以及层压式压电元件61之外，移动电话10还包括无线电通信单元110、压电元件驱动单元120和控制器130。面板30、输入单元40、显示单元50以及无线电通信单元110连接至控制器130。层压式压电元件61经由压电元件驱动单元120连接至控制器130。

无线电通信单元110具有已知的配置并经由基站无线连接至通信网络。控制器130为用于控制移动电话10的整体操作的处理器。控制器130经由压电元件驱动单元120将再现音频信号(与对方的语音或包括铃声和歌曲的音乐的再现音频信号相对应的电压)施加到层压式压电元件61。再现音频信号可基于存储在内部存储器中的音乐数据或存储在外部服务器中的音乐数据等经由网络再现。

例如，如图7所示，压电元件驱动单元120包括信号处理器121、升压电路122以及低通滤波器(LPF)123。信号处理器121通过使用例如包括均衡器、A/D转换电路等的数字信号处理器(DSP)等构成。通过根据需要对来自控制器130的数字信号执行信号处理，例如均衡化处理、D/A转换处理等，信号处理器121生成模拟再现音频信号，并将该模拟再现音频信号输出至升压电路122。应注意，信号处理器121的功能可并入控制器130中。

升压电路122使被输入的模拟再现音频信号的电压升高，并经由LPF123将模拟再现音频信号施加至层压式压电元件61。此处，通过升压电路122施加到层压式压电元件61的再现音频信号的最大电压可以为例如10Vpp至50Vpp。但是，最大电压并不限于此，而是可以基于移动电话10的重量或层压式压电元件61的性能适当地调整。应注意，施加到层压式压电元件61的再现音频信号的DC电压可以被偏置，并且最大电压可以围绕该偏置电压而设置。

另外，随着频率变得更高，通常不仅层压式压电元件61具有更大的功率损耗，而且压电元件也具有更大的功率损耗。因此，LPF 123被设置为具有使约10kHz至50kHz或更高频率的频率分量的至少一部分衰减或削减的频率特性，或者具有逐渐或分阶段增大衰减率的频率特性。举例来说，图8示出了设置为具有20kHz的截止频率的频率特性的LPF 123。以此方式进行的高频分量的衰减或削减允许减小功率消耗并抑制由层压式压电元件61产生热。

接下来，将参照图9描述振动单元60和弹性部件70的布置。图9示出了通过侧表面20a面朝下放置在桌子等放置表面150上的移动电话10，其中放置表面150为水平表面。此处，桌子为接触部件的示例，并且放置表面150为与声音发生器接触的接触表面(放置表面)的示例。如图9所示，移动电话10通过振动部分60和弹性部件70在放置表面150上支承于两个位置处。点G表示移动电话10的重心，即，声音发生器的重量的重心。

在图9中，弹性部件70包括最下端部701。当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等的放置表面150上时，最下端部701为弹性部件70的与放置表面150接触的部分。

振动单元60包括最下端部601。当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等的放置表面150上时，最下端部601为振动单元60的与放置表面150接触的部分。例如，最下端部601为帽63的末端部分。

移动电话10包括最下端部101。假设省略了振动单元60，当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等的放置表面150上时，最下端部101为移动电话10与放置表面150接触的部分。例如，移动电话10的最下端部101为外壳20的拐角，但是并不限于此。当设置有从侧表面20a突出的突出部分时，突出部分可用作移动电话10的最下端部101。例如，突出部分可以为侧键、连接器帽等。

在图9中，点线L表示垂直于放置表面150的线(虚拟线)并且当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等的放置表面150上时，点线L经过移动电话10的重心G。此外，虚线I为在忽略振动单元60的情况下，连接弹性部件70的最下端部701和移动电话10的最下端部101的线(虚拟线)。

在图9中，区域R1为移动电话10的由点线L界定的区域中的一个。同样，区域R2为移动电话10的由点线L界定的另一个区域。弹性部件70在区域R1中设置在侧表面20a上。另一方面，振动单元60在区域R2中设置在侧表面20a上。

优选地，在区域R2中位于侧表面20a上振动单元60被设置成尽可能接近于点线L。从而，施加到振动单元60的负荷变得比振动单元60在区域R2中的侧表面20a上设置在远离点线L的位置处时更大，允许有效地使用作为声音发生器的重物的移动电话10。

优选地，在区域R1中位于侧表面20a上的弹性部件70被设置成尽可能远离点线L。从而，当振动单元60被设置成尽可能接近于点线L时，确保在弹性部件70与振动部分60之间的充分距离，允许将声音发生器稳定地放置在放置表面150上。

当层压式压电元件61从没有电压施加到其上的无拉伸状态进行最大拉伸时，或者当层压式压电元件61的振幅变为最大时，振动单元60的最下端部601优选相对于虚线I位于放置表面150的一侧上。换言之，当层压式压电元件61从没有电压施加到其上的无拉伸状态进行最大拉伸时，或者当层压式压电元件61的振幅变为最大时，最下端部601优选地从虚线I朝向放置表面150突出。从而，振动单元60可使放置表面150适当地振动。

此外，当层压式压电元件61从没有电压施加到其上的无拉伸状态进行最大收缩时，或者当层压式压电元件61的振幅变为最小时，振动单元60的最下端部601相对于虚线I优选地位于放置表面150的一侧。换言之，当层压式压电元件61从没有电压施加到其上的无拉伸状态进行最大收缩时，或者当层压式压电元件61的振幅变为最小时，最下端部601优选地从虚线I朝向放置表面150突出。因此，移动电话10的最下端部101不可能接触放置表面150，并且例如，外壳20的一些涂层不可能脱落。此外，在最下端部101与放置表面150之间不可能产生异常噪声。

应注意，例如，市售的支架等可附接至外壳20，并且移动电话10可通过侧表面20a面朝下而直立在桌子等放置表面上。在这种情况下，移动电话10通过振动单元60和弹性部件70在两个位置处支承在侧表面20a上，并进一步通过支架支承。

图10A、图10B以及图10C是示出了根据本实施方式的移动电话10作为声音发生器的功能的示意图。当移动电话10作为声音发生器时，如图10A所示，移动电话10通过外壳20的侧表面20a面朝下而直立于其一侧上，使得振动单元60的帽63以及弹性部件70与桌子等放置表面(接触表面)150接触。因此，移动电话10的重量作为负荷施加到振动单元60。换言之，移动电话10用作声音发生器的重物。在图10A所示的状态中，因为没有电压施加到层压式压电元件61，所以层压式压电元件61没有拉伸/收缩。

在这种状态下，当振动单元60的层压式压电元件61由再现音频信号驱动时，如图10B和图10C所示，层压式压电元件61具有用作支承点的、与放置表面(接触表面)150接触的弹性部件70的一部分基于再现音频信号执行拉伸/收缩振动，允许帽63保持与放置表面(接触表面)150的接触。应注意，当不存在例如由最下端部101与放置表面150接触而导致产生异常噪声的不便时，帽63可与放置表面150略微间隔开。例如，层压式压电元件61拉伸最大的长度与层压式压电元件61收缩最大的长度之间的差异为0.05μm至50μm。从而，层压式压电元件61的拉伸/收缩振动通过安装帽63传输至放置表面150并使放置表面150振动，放置表面150用作振动扬声器并从放置表面150生成声音。当层压式压电元件61拉伸最大的长度与层压式压电元件61收缩最大的长度之间的差异小于0.05μm时，可能不能使放置表面适当地振动。另一方面，当差异超过50μm时，振动大到使声音发生器可能卡嗒卡嗒作响。

此处，如上所述，当层压式压电元件61最大拉伸时，在忽略振动单元60的情况下，帽63的末端部分相对于连接弹性部件70的最下端部701与移动电话10的最下端部101的线(图9中的虚线I)优选地位于放置表面150的一侧。同样，当层压式压电元件61最大收缩时，帽63的末端部分相对于虚拟线优选地位于放置表面150的一侧。

优选地，图5所示的侧表面20a与帽63的相对表面63c之间的距离d比层压式压电元件61在层压式压电元件61没有电压施加到其上而不进行拉伸时与层压式压电元件61进行最大收缩时之间的变化量更长。从而，当层压式压电元件61最大收缩时(在图10C中所示的状态下)，外壳20的侧表面20a与帽63不可能彼此接触。因此，帽63不可能从层压式压电元件61脱落。

可适当地确定振动单元60在侧表面20a上的位置、层压式压电元件61在层压方向的长度以及帽63的尺寸，以便满足如上所述的情况。

使用压电元件作为振动源，与具有电动扬声器结构的相关振动生成装置相比较，本实施方式的声音发生器可降低其部件的数量，从而容易配置。而且，堆叠类型的层压式压电元件61用作压电元件并基于再现音频信号在层压方向上执行拉伸/收缩振动，并且层压式压电元件61的拉伸/收缩振动被传输至放置表面(接触表面)150。因此，振动可以在收缩方向(变形方向)上有效地传输至放置表面(接触表面)150，从而使放置表面(接触表面)150有效地振动。此外，因为层压式压电元件61经由帽63与放置表面(接触表面)150接触，所以可防止层压式压电元件61被损坏。此外，当移动电话通过振动单元60的帽63与放置表面(接触表面)150接触的方式在其一侧上直立时，移动电话10的重量作为负荷施加到帽63。因此，帽63可以与放置表面(接触表面)150可靠地接触，将振动单元60的拉伸/收缩振动有效地传输至放置表面(接触表面)150。

此外，本实施方式的声音发生器可将层压式压电元件的更大振动直接传输至接触表面(放置表面)。因此，与用于将层压式压电元件的振动传输至另一弹性体的相关技术不同，在生成声音时，不必依赖于另一弹性体可振动的高频侧上的极限频率。应注意，另一弹性体可振动的高频侧上的极限频率表现为从另一弹性体通过压电元件而变形到另一弹性体再次恢复为可变形之间的最短时间的倒数的形式。鉴于此，根据本实施方式的声音发生器的重物优选地具有足够的刚性(抗弯强度)，以使得不因压电元件的变形而以弯曲方式变形。

图11是示出了根据本发明的另一实施方式的声音发生器的外部立体图的图形。在下文中，与图1至图10所示的实施方式的方面相同的方面的描述将被省略，并且将描述不同的方面。

如图11所示，根据本实施方式的移动电话10可包括位于外壳20的侧表面20a上的弹性部件71。类似于弹性部件70，弹性部件71为例如由橡胶、硅树脂、聚氨酯等制成的片状弹性部件。

接下来，将参照图12描述振动单元60，弹性部件70以及弹性部件71的布置。类似于图9，图12示出了通过侧表面20a面朝下而放置在桌子等放置表面150上的移动电话10。如图12所示，移动电话10通过振动单元60、弹性部件70以及弹性部件71在放置表面150上支承于三个位置处。点G表示移动电话10的重心，即，声音发生器的重物的重心。

在图12中，类似于图9，点线L表示当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等放置表面150上时垂直于放置表面150并穿过移动电话10的重心G的线(虚拟线)。点线L1表示垂直于放置表面并穿过弹性部件70的线(虚拟线)。同样，点线L2表示垂直于放置表面并穿过弹性部件71的线(虚拟线)。点线L1与点线L在水平方向间隔分开距离D1。点线L2与点线L在水平方向间隔分开距离D2。

在图12中，区域R1为移动电话10由点线L界定的区域中的一个，并且区域R2为移动电话10的另一区域。弹性部件70在与振动单元60以水平方向间隔分开距离D1的位置处设置在区域R1中的侧表面20a上。另一方面，弹性部件71在与振动单元60以水平方向间隔分开距离D2的位置处设置在区域R2中的侧表面20a上。

振动单元60在侧表面20a上设置在点线L上。换言之，当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在例如桌子等放置表面150上时，振动单元60被设置为位于垂直于放置表面150并穿过移动电话10的重心G的线上。从而，移动电话10的重量可作为负荷施加于振动单元60，并且振动单元60的拉伸/收缩振动可被有效地传输至放置表面(接触表面)150。应注意，当满足D1＝D2时，即当弹性部件70和弹性部件71在横跨振动单元60的水平方向上对称地设置时，声音发生器可稳定地放置在放置表面150上。

当层压式压电元件61基于再现音频信号被驱动时，振动单元60基于再现音频信号执行拉伸/收缩振动并同时帽63保持与放置表面(接触表面)150的接触。应注意，当不存在例如由弹性部件70和弹性部件71的下端部与放置表面150的接触而导致产生异常噪声的不便时，帽63可以与放置表面150略微间隔分开。

当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在桌子等放置表面150上时，弹性部件70和弹性部件71接收作为负荷施加的移动电话10的重量并由此弹性变形。换言之，在对弹性部件70和弹性部件71施加有移动电话10的重量的情况下，弹性部件70和弹性部件71在垂直于放置表面150的方向上收缩。优选地，当层压式压电元件61在没有电压施加到其上而不进行拉伸时弹性部件70和弹性部件71的弹性变形量，大于从层压式压电元件61在没有电压施加到其上而不进行拉伸到层压式压电元件61最大拉伸为止的层压式压电元件61的变形量。从而，当层压式压电元件61最大拉伸时，弹性部件70和弹性部件71不可能与放置表面150分离，从而允许声音发生器稳定地放置在放置表面150上。

应注意，本发明不限于上述实施方式，而是可以多种方式进行修改或改变。参照图11，将描述根据本发明的另一实施方式的声音发生器。在上述实施方式中，例如，将振动单元60固定至支承部分100的方式不限于图5所示的方式。如图13A至图13C所示，例如，振动单元60可由支承部100支承。图13A所示的支承部100包括开口至侧表面20a的宽缝隙101a和延续至宽缝隙101a的窄缝隙101b。层压式压电元件61具有位于窄缝隙101b中的一个端部以及经由粘合剂102固定在窄缝隙101b中的侧面。此外，宽缝隙101a与层压式压电元件61之间的间隙充满诸如硅橡胶或凝胶的填充物103，填充物103不干涉层压式压电元件61的拉伸运动。当振动单元60以此方式保持在支承部100中时，移动电话10可以可靠地防水而无需使用诸如O形环的防水包装。此外，当绝缘帽附接至层压式压电元件61的从侧表面20a突出的部分时，层压式压电元件61可以可靠地绝缘。

图13B所示的支承部100包括开口至侧表面20a的渐细缝隙101c和延续至渐细缝隙101c的窄缝隙101d。层压式压电元件61具有插入窄缝隙101d中的一端并经由粘合剂102固定至窄缝隙101d。此外，渐细缝隙101c与层压式压电元件61之间的间隙充满诸如硅橡胶或凝胶的填充物103，填充物103不干涉层压式压电元件61的拉伸运动。这种结构提供以下优点，即，可获得与图13A中的支承部100相同的效果，并且渐细缝隙101c允许层压式压电元件61容易地安装在支承部100上。

类似于上述实施方式，图13C所示的支承部100包括具有均匀宽度的缝隙101。层压式压电元件61具有经由粘合剂102固定至缝隙101的一端处的表面。此外，O形环62在缝隙101内设置在层压式压电元件61上的适当位置处。尤其当层压式压电元件61包括如图4所示的形成在侧电极上的引线的连接部分时，层压式压电元件61的这种支承方式在引导引线等方面是有益的。

此外，在图13A至图13C所示的上述实施方式和变型中，振动单元60可省略帽63，并且层压式压电元件61可使末端与接触表面直接接触，或通过由绝缘部件等制成的振动传输部件与接触表面接触。此外，压电元件不限于如上所述的堆叠类型的层压式压电元件，也可以为单层压电片、双层压电片或层压式双层压电片。图14是示出了使用双层压电片的部分的示意性配置图。双层压电片65具有细长的矩形形状，其中表面65a中的一个暴露于外壳20的侧表面20a并且两个纵向端由支承部件100支承。支承部件100包括开口部分101e，开口部分101e支承双层压电片65并具有面向双层压电片65的后表面65b的弯曲内表面。根据这种结构，当外壳20放置为使得双层压电片65与放置表面接触并且双层压电片65由再现声音信号驱动时，双层压电片65以弯曲(曲线)方式振动。从而，双层压电片65的振动被传输至放置表面(接触表面)，放置表面(接触表面)起振动扬声器的作用并生成再现声音。应注意，双层压电片65的表面65a可具有由形成在其上的聚氨酯制成的涂覆层。

在图7中，与LPF 123具有相同特性的LPF可设置在信号处理器121和升压电路122之间。此外，在图7中，信号处理器121的均衡器等可具有LPF 123的功能以允许省略LPF123。

虽然在上述实施方式中振动单元60被设置在外壳20的侧表面20a上并从外壳20的侧表面20a突出，但是本发明并不限制于此。例如，根据外壳20和振动单元60的尺寸，振动单元60可从电池盖21突出。

另外，虽然在上述实施方式中桌子用作接触元件并且桌子的放置表面(其为水平表面)用作接触表面，但是本发明并不限制于此。接触表面不是必须为水平面，例如，也可以为垂直于地面的桌子的表面。例如，具有垂直于地面的表面的接触元件可以为用于隔离空间的隔离物。

此外，虽然在上述实施方式中声音发生器安装在用作重物的移动电话10上，但是重物并不限制于此。例如，诸如便携式音乐播放器、静放的电视机、电话会议系统、便携式计算机、投影仪、壁装式时钟/电视机、闹钟、照片框架等的多种电子装置可用作重物，并且声音发生器可以安装在其上。此外，重物不限于电子装置，例如也可以是花瓶、椅子等。此外，本发明不仅可应用为声音发生器而且可应用为用于具有压电元件的声音发生器的振动部件，或者应用为包括声音发生器和接触元件的声音生成系统应用，其中，接触元件具有与声音发生器接触的接触表面。应注意，这种变型可包括在本发明的范围中。

参考符号列表

10 移动电话

20 外壳

20a 侧表面

21 电池盖

30 面板

40 输入单元

50 显示单元

60 振动单元

61 层压式压电元件(压电元件)

62 O形环

63 帽

70 弹性部件

71 弹性部件

100 支承部

101 缝隙

102 粘合剂

110 无线电通信单元

120 压电元件驱动单元

121 信号处理器

122 升压电路

123 低通滤波器(LPF)

130 控制器

150 放置表面(接触表面)

Claims (9)

1.一种声音发生器，包括：

振动单元，具有层压式压电元件，所述层压式压电元件沿层压方向拉伸和收缩，其中，所述层压方向垂直于与所述声音发生器接触的接触表面；

重物，配置成向所述振动单元施加负荷；以及

弹性部件，所述弹性部件与所述振动单元分开并接收由所述重物施加的负荷，所述弹性部件因所述负荷而弹性变形，其中，所述弹性部件和所述振动单元设置在所述声音发生器的同一侧表面上，其中

当从所述重物接收到所述负荷时所述振动单元根据声音信号变形，引起所述接触表面振动，从所述接触表面生成声音。

2.根据权利要求1所述的声音发生器，其中

所述振动单元具有覆盖部件，所述覆盖部件配置成通过将由所述压电元件的变形引起的振动传输至所述接触表面而使所述接触表面振动。

3.根据权利要求1所述的声音发生器，其中

所述声音信号为高于预定阈值的频率分量的至少一部分被削减或衰减的信号。

4.根据权利要求3所述的声音发生器，其中

所述声音信号为衰减率随着频率变得高于所述预定阈值而逐渐变高或以阶梯方式变高的信号。

5.根据权利要求3所述的声音发生器，其中

所述声音信号为高于所述预定阈值的所述频率分量的至少一部分通过滤波器削减或衰减的信号。

6.根据权利要求1所述的声音发生器，其中

所述接触表面为所述声音发生器放置于其上的放置表面。

7.根据权利要求1所述的声音发生器，其中

所述声音信号为音乐或语音的声音信号，并且所述音乐或所述语音从所述接触表面产生。

8.一种用于声音发生器的振动部件，包括：

层压式压电元件，配置成根据声音信号沿层压方向以拉伸方式和收缩方式变形，引起与用于所述声音发生器的所述振动部件接触的接触表面振动，从所述接触表面生成声音，其中，所述层压方向垂直于接触表面，以及

弹性部件，所述弹性部件与所述层压式压电元件分开并接收负荷，所述弹性部件因所述负荷而弹性变形，其中，所述弹性部件和所述层压式压电元件设置在所述声音发生器的同一侧表面上。

9.一种声音生成系统，包括：

声音发生器，具有带层压式压电元件的振动单元以及用于向所述振动单元施加负荷的重物；

弹性部件，所述弹性部件与所述振动单元分开并接收由所述重物施加的负荷，所述弹性部件因所述负荷而弹性变形，其中，所述弹性部件和所述振动单元设置在所述声音发生器的同一侧表面上；以及

接触元件，具有配置成与所述声音发生器接触的接触表面，其中当从所述重物接收到所述负荷时所述振动单元根据声音信号通过所述层压式压电元件沿层压方向拉伸和收缩而变形，引起所述接触元件的接触表面振动，从所述接触表面生成声音，其中，所述层压方向垂直于接触表面。