CN107623888B - 电声转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够谋求声音特性提升的电声转换装置。本发明的一实施方式的电声转换装置具备壳体及压电式发声体。所述压电式发声体具有第1振动板及压电元件，所述第1振动板具有直接或间接地支撑于所述壳体的周缘部，所述压电元件配置于所述第1振动板的至少一面，且所述压电式发声体构成为刚性相对于所述第1振动板的中心轴而非对称。

Description

电声转换装置

技术领域

本发明涉及一种例如能够应用于耳机或头戴式耳机、便携式信息终端等的电声转换装置。

背景技术

压电发声元件被广泛地用作简易的电声转换器件，例如，多用作如耳机或头戴式耳机那样的声音设备、还有便携式信息终端的扬声器等。典型来说，压电发声元件具有在振动板的单面或两面贴合有压电元件的构成(例如参照专利文献1)。

另一方面，专利文献2中记载了头戴式耳机，具备动态型驱动器及压电型驱动器，通过使这两个驱动器并列驱动而能够实现宽频带再现。所述压电型驱动器设置在前外壳的内面中央部，所述前外壳盖住动态型驱动器的前表面而作为振动板发挥功能，从而构成为使该压电型驱动器作为高音域用驱动器发挥功能。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2013-150305号公报

[专利文献2]日本专利实开昭62-68400号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

近年来，在例如耳机或头戴式耳机等声音设备中，要求进一步提升音质。因此，对于压电发声元件，提升其电声转换功能的特性必不可少。而且，在和动态型扬声器组合时，期望在高音域内实现高声压。

鉴于如上所述的情况，本发明的目的在于提供一种能够谋求声音特性提升的电声转换装置。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的，本发明的一实施方式的电声转换装置具备壳体及压电式发声体。

所述压电式发声体具有第1振动板及压电元件，所述第1振动板具有直接或间接地支撑于所述壳体的周缘部，所述压电元件配置于所述第1振动板的至少一面，且所述压电式发声体构成为刚性相对于所述第1振动板的中心轴而非对称。

在所述电声转换装置中，压电式发声体具有刚性相对于第1振动板的中心轴而非对称的构造，因此，第1振动板的振动模式在面内不均一。由此，高波段下的声压级变宽，声压特性提升，由此能够再现良好的音质。

也可以为，所述压电元件配置于相对于所述第1振动板偏心的位置。

由此，能够使第1振动板的振动模式相对于中心轴而非对称。

也可以为，所述压电式发声体还具有在厚度方向上贯通所述第1振动板的通路部。

所述通路部可包含设置在所述第1振动板面内的至少1个开口部，也可以包含设置在所述周缘部的至少1个切开部。

也可以为，所述电声转换装置还具备包含第2振动板的电磁式发声体。该情况下，所述壳体具有第1空间部及第2空间部。

所述第1空间部供所述电磁式发声体配置。所述第2空间部经由所述通路部和所述第1空间部连通，具有将由所述压电式发声体和所述电磁式发声体产生的声波导向外部的导音路径。

也可以为，所述通路部包含多个通路部。该情况下，所述导音路径设置在和所述多个通路部中开口面积最大的通路部对向的位置。由此，能够高效率地将从电磁式发声体产生的声波导向导音路径，因此，能够谋求电磁式发声体的声音特性的提升。

所述第1振动板及所述压电元件的平面形状并无特别限定，典型来说，所述第1振动板的平面形状为圆形，所述压电元件的平面形状为矩形。

也可以为，所述压电式发声体还具有环状部件。所述环状部件固定于所述壳体并支撑所述第1振动板的周缘部。

由此，将压电式发声体组装到壳体的作业性提升，并且容易调整第1振动板和第2振动板之间的距离。

第1振动板和第2振动板的距离并无特别限定，能够根据各振动板的大小、作为目标的声音特性等而适当设定。例如，可以将所述第1振动板和所述第2振动板的距离相对于所述第2振动板的直径的比设为0.152以上且0.212以下。由此，能够改善8kHz附近的声压特性的下降。

也可以为，所述第1振动板配置于相对于所述第2振动板偏心的位置。根据这种构成，也能够谋求声音特性的改善。

[发明的效果]

如上所述，根据本发明，能够谋求声音特性的提升。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的电声转换装置的概略侧剖视图。

图2是表示所述电声转换装置中的电磁式发声体的概略侧剖视图。

图3是表示所述电声转换装置中的压电式发声体的概略仰视图。

图4是所述压电式发声体中的压电元件的概略侧剖视图。

图5A、B是说明不同构成的两个压电式发声体的概略俯视图。

图6A、B是将所述两个压电式发声体的频率特性进行比较而表示的模拟结果。

图7是表示所述电声转换装置的频率特性的实验结果。

图8是表示本发明的第2实施方式中所说明的压电式发声体的一构成例的俯视图。

图9是表示所述压电式发声体的另一构成例的俯视图。

图10是表示所述压电式发声体的另一构成例的俯视图。

图11是表示所述压电式发声体的另一构成例的俯视图。

图12是表示图10的构成的变化例的俯视图。

图13是表示图10的构成的变化例的俯视图。

图14是表示图11的构成的变化例的俯视图。

图15是将具备图10及图13所示的压电式发声体的电声转换装置中的电磁式发声体的频率特性进行比较而表示的实验结果。

图16是表示本发明的第3实施方式的电声转换装置的构成的概略侧剖视图。

图17是表示所述电声转换装置的声压特性的一实验结果。

图18A、B是表示所述电声转换装置中第1与第2振动板间的距离(h)相对于第2振动板的直径(d)的比和特定频带下的声压的关系的一实验结果。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边说明本发明的实施方式。

＜第1实施方式＞

图1是表示作为本发明的一实施方式的电声转换装置的耳机100的构成的概略侧剖视图。

图中，X轴、Y轴及Z轴表示相互正交的3轴方向。

[耳机的整体构成]

耳机100具有耳机主体10及耳承20。耳承20安装于耳机主体10的导音路径41，并且构成为能够配戴于使用者的耳朵上。

耳机主体10具有发声单元30及收容发声单元30的壳体40。发声单元30具有电磁式发声体31及压电式发声体32。

[壳体]

壳体40具有收容发声单元30的内部空间，由在Z轴方向上能够分离的两部分构造构成。壳体40的底部410设有将由发声单元30产生的声波导向外部的导音路径41。

壳体40具有支撑压电式发声体32的周缘部的支撑部411。支撑部411形成为圆环状，且以从底部410的周缘部向上方侧突出的方式设置。图中，支撑部411的上表面由与XY平面平行的平面形成，直接或隔着其它部件间接地支撑下述压电式发声体32的周缘部。

壳体40的内部空间被压电式发声体32划分为第1空间部S1和第2空间部S2。第1空间部S1供电磁式发声体31配置。第2空间部S2是和导音路径41连通的空间部，形成在压电式发声体32和壳体40的底部410之间。第1空间部S1和第2空间部S2是经由压电式发声体32的开口部331～337(参照图3)而相互连通。

[电磁式发声体]

电磁式发声体31由作为再现低音域的低音扬声器(Woofer)发挥功能的动态型扬声器单元构成。本实施方式中，例如由主要产生7kHz以下的声波的动态扬声器构成，且具有音圈马达(电磁线圈)等包含振动体的机构部311以及支撑机构部311使之能够振动的基座部312。

电磁式发声体31的机构部311的构成并无特别限定。图2是表示机构部311的一构成例的主要部分剖视图。机构部311具有能够振动地支撑于基座部312的振动板E1(第2振动板)、永久磁铁E2、音圈E3以及支撑永久磁铁E2的磁轭E4。振动板E1是通过将其周缘部夹在基座部312的底部和与所述底部一体组装的环状固定用具310之间而支撑于基座部312。

音圈E3是将导线卷绕于成为卷芯的卷线轴而形成，且接合于振动板E1的中央部。而且，音圈E3相对于永久磁铁E2的磁通方向垂直地配置。当音圈E3中流通交流电流(音声信号)时，对音圈E3作用电磁力，因此，音圈E3依照信号波形在图中Z轴方向上振动。该振动传递到与音圈E3连结的振动板E1，通过使第1空间部S1(图1)内的空气振动而产生所述低音域的声波。

电磁式发声体31是通过适当的方法而固定于壳体40的内部。在电磁式发声体31的上部固定有构成发声单元30的电路的电路基板33。电路基板33和经由壳体40的引线部42导入的电缆50电连接，将电信号经由未图示的配线部件分别输出到电磁式发声体31及压电式发声体32。

[压电式发声体]

压电式发声体32构成作为再现高音域的高音扬声器(Tweeter)发挥功能的扬声器单元。本实施方式中，例如以主要产生7kHz以上的声波的方式设定其振荡频率。压电式发声体32具有振动板321(第1振动板)及压电元件322。

振动板321由金属(例如42合金)等导电材料或树脂(例如液晶聚合物)等绝缘材料构成，其平面形状形成为圆形。振动板321的外径或厚度并无特别限定，根据壳体40的大小、再现声波的频带等适当设定。本实施方式中，使用直径约8～12mm、厚度约0.2mm的振动板。

振动板321具有面向导音路径41的第1主面32a以及面向电磁式发声体31的第2主面32b。本实施方式中，压电式发声体32具有只在振动板321的第1主面32a接合有压电元件322的单层型构造。

此外，并不限定于此，压电元件322也可以接合于振动板321的第2主面32b。而且，压电式发声体32也可以由在振动板321的两个主面32a、32b分别接合有压电元件的双晶构造构成。

振动板321具有支撑于壳体40的支撑部411的周缘部321c。周缘部321c经由粘合材料层弹性支撑于支撑部411。所述粘合材料层优选为具有适度的弹性。由此，振动板321弹性支撑于支撑部411，因此，抑制了振动板321的共振晃动，确保振动板321稳定地进行共振动作。

此外，振动板321也可以经由支撑其周缘部321c的环状部件而固定于支撑部411。作为所述环状部件，优选为由橡胶或树脂等具有弹性的材料构成，由此，能够获得与所述相同的作用效果。或者，所述环状部件也可以由刚性相对较高的材料构成，并且经由所述粘合材料层接合于支撑部411。

图3是压电式发声体32的俯视图(或仰视图)。如该图所示，压电式发声体32构成为刚性相对于振动板321的中心轴C1(通过振动板321中心的与Z轴方向平行的轴)而非对称。

此处，所谓刚性相对于中心轴C1而非对称是指如下形态，即，构造、形状或物性等相对于中心轴C1而非对称，尤其是在振动板321振荡时振动模式相对于中心轴C1而非对称。

本实施方式中，压电元件322的平面形状为矩形状，压电元件322的中心轴C2(通过压电元件322中心的与Z轴平行的轴)相较于振动板321的中心轴C1在X轴方向上位移特定量。也就是说，压电元件322配置于相对于振动板321偏心的位置。由此，振动板321的振动中心偏移到与中心轴C1不同的位置，因此，压电式发声体32的振动模式相对于中心轴C1而非对称。

进而，如图3所示，振动板321在以中心线CL(通过振动板321中心的与Y轴方向平行的线)为边界的右半部分区域和左半部分区域具有形状(实施方式)的各向异性。也就是说，压电式发声体32具有在厚度方向上贯通振动板321的多个开口部331～337(通路部)，各开口部331～337以如下形态形成，由此，构成为相对于中心线CL而非对称。

开口部331在振动板321的周缘部321c和压电元件322的一侧边部之间的区域形成为大致半圆或半月形状，且具有开口部331～337中最大的开口面积。压电式发声体32以开口部331和导音路径41的入口对向的方式组装于支撑部411(参照图1)。

开口部332～335是由设置在周缘部321c和压电元件322之间的区域的圆形孔构成。其中，开口部332、333分别设置于中心线CL上的相对于中心轴C1而对称的位置，开口部334、335分别设置于开口部331和开口部332、333之间。开口部332～335分别由相同直径(例如直径约1mm)的圆孔形成，当然并不限定于此。

另一方面，开口部336、337分别设置于开口部332、333和压电元件322之间，并且形成为在X轴方向上具有长边的矩形状。开口部336、337沿着压电元件322的周缘部而形成，它们的一部分被压电元件322的周缘部局部被覆。开口部336、337除了作为贯通振动板321正背的通路发挥功能以外，如下所述，还具有防止压电元件322所具有的两个外部电极间短路的功能。

图4是表示压电元件322的内部构造的概略剖视图。

压电元件322具有素体328以及在Y轴方向上相互对向的第1外部电极326a及第2外部电极326b。而且，压电元件322具有相互对向的与Z轴垂直的第1主面322a及第2主面322b。压电元件322的第2主面322b构成为与振动板321的第1主面32a对向的安装面。

素体328具有陶瓷片323和内部电极层324a、324b在Z轴方向上叠层的构造。也就是说，内部电极层324a、324b隔着陶瓷片323交替地叠层。陶瓷片323例如由钛酸锆酸铅(PZT)、含碱金属的铌氧化物等压电材料形成。内部电极层324a、324b由各种金属材料等导电性材料形成。

素体328的第1内部电极层324a和第1外部电极326a连接，并且通过陶瓷片323的边缘部和第2外部电极326b绝缘。而且，素体328的第2内部电极层324b和第2外部电极326b连接，并且通过陶瓷片323的边缘部和第1外部电极326a绝缘。

图4中，第1内部电极层324a的最上层构成为局部被覆素体328的正面(图4中为上表面)的第1引出电极层325a，第2内部电极层324b的最下层构成局部被覆素体328的背面(图4中为下表面)的第2引出电极层325b。第1引出电极层325a具有和电路基板33(图1)电连接的一极的端子部327a，第2引出电极层325b经由适当的接合材料电性且机械地连接于振动板321的第1主面32a。在振动板321由导电性材料构成的情况下，接合材料可以使用导电性粘接剂、焊料等导电性接合材料，此情况下，可以将另一极的端子部设置于振动板321。

第1及第2外部电极326a、326b是通过各种金属材料等导电性材料而形成于素体328的Y轴方向的两端面的大致中央部。第1外部电极326a和第1内部电极层324a及第1引出电极层325a电连接，第2外部电极326b和第2内部电极层324b及第2引出电极层325b电连接。

根据这种构成，如果在外部电极326a、326b间施加交流电压，那么处于各内部电极层324a、324b间的各陶瓷片323以特定频率伸缩。由此，压电元件322能够使赋予给振动板321的振动产生。

此处，如图4所示，第1及第2外部电极326a、326b分别从素体328的所述两端面的各面突出。此时，有第1及第2外部电极326a、326b形成朝向振动板321的第1主面32a突出的隆起部329a、329b的情况。因此，所述开口部336、337形成为能够收容隆起部329a、329b的大小。由此，阻止了因隆起部329a、329b和振动板321接触导致的外部电极326a、326b间的电性短路。

[耳机的动作]

接下来，对如上构成的本实施方式的耳机100的典型的动作进行说明。

本实施方式的耳机100中，对发声单元30的电路基板33经由电缆50输入再现信号。再现信号经由电路基板33分别被输入到电磁式发声体31及压电式发声体32。由此，电磁式发声体31被驱动，主要产生7kHz以下的低音域的声波。另一方面，压电式发声体32中，通过压电元件322的伸缩动作而振动板321振动，主要产生7kHz以上的高音域的声波。所产生的各频带的声波经由导音路径41传递到使用者的耳朵。这样一来，耳机100作为具有低音域用发声体和高音域用发声体的混合扬声器发挥功能。

另一方面，由电磁式发声体31产生的声波是由使压电式发声体32的振动板321振动而向第2空间部S2传播的声波成分、和经由开口部331～337向第2空间部S2传播的声波成分的合成波形成。因此，通过使开口部331～337的大小、个数等最佳化，能够将从压电式发声体32输出的低音域的声波调整或调谐为例如在特定低音频带中获得声压峰的频率特性。

本实施方式中，压电式发声体32构成为刚性相对于中心轴C1而非对称。具体来说，压电元件322配置于相对于振动板321偏心的位置，进而构成为开口部331～337的形状或个数相对于振动板321的Y轴方向而非对称(参照图3)。因此，振动板321的振动模式在面内变得不均一。由此，高波段下的声压级变宽，声压特性提升，由此，能够再现良好的音质。

作为一例，制作图5A、B所示的两个压电式发声体的样品11A、11B，将它们的频率特性进行比较，结果获得如图6A、B所示的模拟结果。

此处，样品11A、11B均具有圆形振动板12和配置在该振动板12上的矩形压电元件13，但在以下方面不同，即，样品11A中，压电元件13配置于振动板12的中心，相对于此，样品11B中，压电元件13配置于和振动板12偏心的位置。此外，在振动板12的中心设置有比压电元件13宽幅的矩形开口部14，样品11A中，压电元件13配置于开口部14的中心，样品11B中，压电元件13配置于和开口部14偏心的位置。

图6A表示样品11A、11B的共振频率附近的频率特性，图6B表示各高次模式下的频率特性。确认到，样品11A、11B的共振频率(固有振动频率)并非出现较大差异，样品11B的共振频率稍微降低(图6A)。样品11B相较于样品11A相对于振动板12的中心轴的对称性被破坏，因此，推测因最大振幅位置的偏移或中心位置的振幅降低等综合的理由而导致共振频率降低。另一方面，确认到，当共振变为高次时(例如30kHz以上)，样品11A、11B间的频率特性开始出现明显差异(图6B)。

如上所述，如果压电式发声体32相对于中心轴C1的对称性被破坏，那么高次模式下的共振点进一步降低。推测所述非对称性的程度越大，这种倾向越显著。因此，通过任意调整压电式发声体32的所述非对称性，能够实现所期望的高频特性。而且，压电式发声体的非对称性越高，振动的阻力要素越增大，共振的机械性锐度(Q值)越降低，因此，能够谋求音质提升。

另一方面，确认到，压电式发声体32的所述非对称性在与电磁式发声体31组合时尤其促进高音域内的声压级的提升。图7是表示本实施方式的耳机100的再现声音的频率特性的一实验结果。作为比较例，以实线表示代替本实施方式的压电式发声体32而将图5A所示的压电式发声体(样品11A)安放于壳体40时的频率特性。

根据本实施方式，如图7所示，能够在10kHz以上的高音域内使声压级相较于比较例上升。推测其原因在于，通过利用本实施方式的压电式发声体32的非对称性将振动板321的最大振幅位置设定于和振动板321的中心偏移的位置，而缓和高音频带下的声波相互抵消，结果改善了声压特性。而且，可确认到20kHz以上的超过可听见音域的频带下的声压级的上升，因此，能够再现更具立体感的声音。

进而，根据本实施方式，压电式发声体32的开口部331以和导音路径41对向的方式配置，因此，能够将电磁发声体31中的再现声音高效率地导向导音路径41。由此，如图7所示，低音域(7kHz以下)内的声压级亦得以改善，因此，能够谋求从低音域到高音域提升声压特性。

＜第2实施方式＞

图8～图15是表示本实施方式的第2实施方式的压电子发声体的构成的概略俯视图(或仰视图)。以下，主要对和第1实施方式不同的构成进行说明，对于和第1实施方式相同的构成，标注相同的符号并省略或简化其说明。

如以下所说明的各构成例所述，本实施方式的压电式发声体在振动板的构成方面与所述第1实施方式不同。此外，在以下的说明中，对压电元件322配置于振动板的中心的例子进行说明，当然并不限定于此，也可以和第1实施方式同样地将压电元件322配置于相对于振动板偏心的位置。

(构成例1)

图8所示的压电式发声体500具有设置于圆形振动板521的周缘部521c的作为通路部的多个(本例中为4个)切开部522～525以及形成于振动板521面内的2个开口部526、527。开口部526、527用来防止压电元件322的外部电极间的短路，但也作为通音孔(通路部)发挥功能。

切开部522～525以90°间隔设置，在能够构成使壳体40的第1空间部S1和第2空间部S2相互连通的通路部的深度，从周缘部521c朝向中心轴C分别以相同深度形成。其中，切开部522以比其它切开部523～525大的开口宽度形成，所述其它切开部523～525全部以相同的开口宽度形成。以此方式，振动板521形成为相对于与Y轴方向平行的中心线CL而左右非对称的形状。

这种构成的压电式发声体500具有相对于中心轴C1而非对称的构造，因此，能够获得和所述第1实施方式相同的作用效果。进而，在图8中，通过使压电元件322比中心线CL更向例如右侧偏心，能够更进一步提高压电式发声体500的非对称性。

此外，本例中，压电式发声体500优选为以通路部的面积最大的切开部522和导音路径41(图1)对向的方式设置于壳体40。

(构成例2)

图9所示的压电式发声体600具有设置于圆形振动板621的周缘部621c的作为通路部的多个(本例中为5个)切开部622～626以及所述开口部526、527。

切开部622～626以不等角度间隔设置，并且在构成能够使壳体40的第1空间部S1和第2空间部S2相互连通的通路部的深度，从周缘部621c朝向中心轴C分别以任意深度形成。

本构成例中，设定为切开部622～625的数量或分布等相对于与Y轴方向平行的中心线CL而非对称。这种构成的压电式发声体600具有相对于中心轴C1而非对称的构造，因此，能够获得与所述第1实施方式相同的作用效果。进而，在图9中，通过使压电元件322比中心线CL更向例如右侧偏心，而能够更进一步提高压电式发声体600的非对称性。

此外，本例中，压电式发声体600优选为以通路部密集的切开部625、626、622的形成部位和导音路径41(图1)对向的方式设置于壳体40。

(构成例3)

图10所示的压电式发声体700具有设置于圆形振动板721面内的作为通路部的开口部722以及用来防止短路的开口部526、527。

开口部722形成为和第1实施方式中的开口部331相同的半圆状或半月状。本例中，开口部722和用来防止短路的一个开口部526连续而形成，但并不限定于此，也可以为独立于开口部526的开口部。

此外，在振动板721的周缘部721c，以90°间隔设置有4个凹部731、732。这些凹部731、732用于相对于支撑部411定位壳体40。尤其如图所示，通过使4个凹部中的1个凹部732为和其它3个凹部731不同的形状，而获得表示振动板721的方向性的指针，因此，有能够防止误安装于壳体40的优点。

本构成例中，设定为开口部722的位置相对于与Y轴方向平行的中心线CL而非对称。这种构成的压电式发声体700具有相对于中心轴C1而非对称的构造，因此，能够获得与所述第1实施方式相同的作用效果。进而，在图10中，通过使压电元件322比中心线CL更向例如右侧偏心，而能够更进一步提高压电式发声体700的非对称性。

此外，本例中，压电式发声体700优选为以作为通路部发挥功能的开口部722和导音路径41(图1)对向的方式设置于壳体40。

(构成例4)

图11所示的压电式发声体800具有设置于圆形振动板821的周缘部821c的作为通路部的切开部822以及用来防止短路的开口部526、527。

本构成例中，切开部822具有和将构成例3中的与开口部722的圆弧部分邻接的振动板721的周缘部721c切开的形状相同的形状。在这种构成中，也能够获得和构成例3相同的作用效果。

此外，本实施方式中，例如在构成例3(图10)的振动板721的周缘部721c分别设置有定位用凹部731、732，但也可以如图12所示，除这些凹部731、732以外，还设置多个(本例中为4个)切口部741。各切口部741以90°间隔设置于振动板321的周缘部321c且例如与凹部731、732在圆周方向上偏移45°的位置。这些位置相当于和压电元件322的四角在直径方向上对向的位置。因此，在将压电元件322接合于振动板321上时，能够以这些切口部741为基准进行振动板321和压电元件322的相对位置确认。

(构成例5)

也可以在构成例3(图10)及构成例4(图11)的压电式发声体700、800中，在振动板721、821的面内进而设置多个开口部。图13及图14分别表示在振动板721、821的面内设置有多个开口部528的压电式发声体710、810。开口部528为圆形贯通孔，且分别形成于相对于振动板721、821的中心线CL而对称的位置。

开口部528的数量或大小并无特别限定，在图示例中，直径约1mm的开口部528分别设置于相对于中心线CL及压电元件322而对称的四处。如果将振动板721、821的直径设为12mm，那么所述四处为例如与中心线CL垂直的对向距离为3.2mm、与中心线CL平行的对向距离为8.6mm的位置。

这种构成的压电式发声体700、800也能够获得和构成例3、4相同的效果。而且，根据本构成例，各开口部528作为使从电磁式发声体产生的声波通过的通路部有效地发挥功能，因此，例如图15所示，能够提升电磁式发声体的高频段下的声压特性。

此外，图15中，中空实线表示具备图13所示的压电式发声体710的耳机中仅使压电式发声体驱动时的频率特性，中空单点链线表示具备图10所示的压电式发声体700的耳机中仅使压电式发声体驱动时的频率特性。如该图所示，压电式发声体710与压电式发声体700相比，能够使声压特性提升10～20kHz。

＜第3实施方式＞

图16是表示本发明的第3实施方式的电声转换装置的构成的概略侧剖视图。以下，主要对和第1实施方式不同的构成进行说明，对于和第1实施方式相同的构成，标注相同的符号并省略或简化其说明。

与第1实施方式同样地，本实施方式的耳机300具备壳体340、压电式发声体350及电磁式发声体360。

壳体340具有第1支撑体341、第2支撑体342及第3支撑体343，并构成耳机的壳体部，所述第1支撑体341具有导音路径(图示省略)和收容压电式发声体350的内部空间，所述第2支撑体342支撑电磁式发声体360，所述第3支撑体343将第1支撑体341和第2支撑体342相互接合。第3支撑体343具有中央部穿设有通孔343a的板形状，并且构成为防止压电式发声体350的振动板351和电磁式发声体360的振动板361相互接触的保护罩。第2支撑体342也可以由电磁式发声体360的一部分构成。

压电式发声体350具有振动板351(第1振动板)及压电元件352，并且与第1实施方式同样地，构成为刚性相对于振动板351的中心轴C1而非对称。也就是说，压电元件352配置于相对于振动板351偏心的位置，在图示例中，压电元件352的中心轴C2相对于振动板351的中心轴C1在X轴方向上隔开特定距离。

在振动板351分别设置有作为通路部的多个开口部353、354。一开口部353相当于第1实施方式中的开口部332～335(参照图3)，另一开口部354相当于第1实施方式中的开口部336、337(参照图3)。

本实施方式中，压电式发声体350还具有安装环353(环状部件)。安装环353经由接合层356而固定于壳体340(第3支撑体343)，且支撑压电式发声体350的振动板351的周缘部。本实施方式中，安装环353具有以上表面支撑振动板351的基座部353a及定位振动板351的周缘部的周壁部353b。

利用安装环353支撑振动板351的构造并无特别限定，可以使用粘接剂或双面胶带等。接合层356优选为由具有适度的弹性的粘合材料构成，由此，压电式发声体350弹性支撑于壳体340。

由于压电式发声体350具有安装环353，因此，提升了将压电式发声体350组装于壳体430的作业性，进而容易调整压电式发声体350相对于电磁式发声体360的相对位置。典型来说，振动板351配置成与电磁式发声体360的振动板361同心，但也可以将振动板351配置于相对于振动板361偏心的位置。

本实施方式中，如图16所示，振动板351的中心轴C1配置于相对于振动板361的中心轴C3在X轴方向上隔开特定距离的位置。这样一来，通过将压电式发声体350相对于电磁式发声体360非对称地配置，也能够谋求改善压电式发声体350的声音特性。这种构成能够根据壳体430的形状或大小、导音路径的位置等适当采用。

进而，根据本实施方式，通过调整安装环353的基座部353a的厚度(高度)，能够设定压电式发声体350相对于电磁式发声体360的相对距离，由此，能够容易地进行该距离调整。而且，通过使该距离最佳化，能够谋求特定频带下的声压特性的最佳化。

例如，图17中，使用基座部353a的厚度不同的两个安装环353制作图16所示的耳机，将各耳机的再现声音的频率特性的实验结果比较表示。图17中，中空实线表示应用基座部353a的厚度为单位长度(t)的1.4倍的第1安装环时的声压特性，中空二点链线表示应用基座部353a的厚度为单位长度(t)的2倍的第2安装环时的声压特性。本例中，单位长度(t)为1mm。

如图17所示，应用第1安装环的电声转换装置与应用第2安装环的电声转换装置相比较，大致5kHz～9kHz的范围内的声压提升。认为其原因在于，压电式发声体350的振动板351和电磁式发声体360的振动板361之间的距离越小，它们之间的空间的容积越减少，因此，电磁式发声体360中产生的声波越容易经由压电式发声体350释出到外部。

以压电式发声体350和电磁式发声体360之间的距离确认声压改善的频带主要由电磁式发声体360的振动板361的直径(d)的大小决定。例如，在为了提升6kHz～9kHz下的声压的情况下，振动板361的直径(d)例如为7.5mm～13.5mm。并且，当将振动板361的上表面到压电式发声体350的振动板351的下表面为止的距离设为h时，距离(h)相对于直径(d)的比(h/d)越小，越能谋求该特定频带下的声压的提升。

图18A、B係分别表示7.5kHz的声压和(h/d)值的关系以及5～9kHz的平均声压和(h/d)值的关系的一实验结果。此处均设为，直径d的值为9.2mm，压电式发声体350的振动板351的直径为8mm。如图18A、B所示，比应用第2安装环时(图14中的中空二点链线)更能提高声压的(h/d)值的上限为0.212以下(h＝1.908mm以下)。

此外，(h/d)值的下限并无特别限定，但可设定为振动板351、361不会相互干涉(或不与第3支撑体343接触)的适当值。本例中，设为应用第1安装环时(图14中的中空二点链线)的值(0.152(h＝1.368mm))以上。

如上所述，本实施方式中，通过以0.152≦(h/d)≦0.212的方式选定安装环353的基座部353a的厚度，能够谋求改善5kHz～9kHz时观察到的声压下降(下倾(dipping))，而获得平滑的声压特性。此外，虽未图示，但可以确认，在本发明者等人的实验中，当将压电式发声体350的振动板351的直径设为12mm时，也可以通过调整(h/d)值而和所述同样地改善5～9kHz时的声压下降。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但当然本发明并不仅限于所述实施方式，而可以施加各种变更。

例如，在以上的第1及第2实施方式中，为了实现压电式发声体的非对称构造，使振动板的形状相对于中心轴而非对称，或者除此以外将压电元件配置于相对于振动板偏心的位置，但并不限定于此，仅通过将压电元件配置于相对于振动板偏心的位置也能够获得和所述相同的作用效果。

而且，在以上的实施方式中，构成压电式发声单元的通路部的开口部或切开部的形状或位置、大小、数量并无特别限定，构成通路部的开口部或切开部为至少1个即可。

[符号的说明]

10 耳机主体

20 耳承

30 发声单元

31、360 电磁式发声体

32、350、500、600、700、710、800、810 压电式发声体

40、340 壳体

321、351、521、621、721、821 振动板(第1振动板)

322、352 压电元件

331～337、354、353、526、527、528、722 开口部

522～525、622～626 切开部

100、300 耳机(电声转换装置)

E1、361 振动板(第2振动板)

Claims (7)

1.一种电声转换装置，具备：

壳体；以及

压电式发声体，具有第1振动板及压电元件，所述第1振动板具有直接或间接地支撑于所述壳体的周缘部，所述压电元件配置于所述第1振动板的至少一面，且从所述第1振动板的厚度方向观察时，所述压电式发声体构成为刚性相对于所述第1振动板的中心轴而非对称；

所述非对称的刚性由以下的构成形成，且所述非对称基于所期望的声音的高频特性以及声压特性来调整，所述构成是：

所述压电式发声体还具有在所述厚度方向上贯通所述第1振动板的通路部，所述通路部包含设置在所述第1振动板面内的、分别由封闭的周缘部所限定的至少1个开口部，从所述厚度方向观察时，由所述至少1个开口部形成的开口区域以相对于所述第1振动板的所述中心轴而非对称的方式分布；

所述电声转换装置还具备包含第2振动板的电磁式发声体，

所述壳体具有：

第1空间部，供所述电磁式发声体配置；以及

第2空间部，经由所述通路部和所述第1空间部连通，具有将由所述压电式发声体和所述电磁式发声体产生的声波导向外部的导音路径；

当将所述第1振动板和所述第2振动板的距离设为h，将所述第2振动板的直径设为d时，满足下述关系：

0.152≦(h/d)≦0.212。

2.根据权利要求1所述的电声转换装置，其中

所述压电元件配置于相对于所述第1振动板偏心的位置。

3.根据权利要求1或2所述的电声转换装置，其中

所述通路部还包含设置在所述周缘部的至少1个切开部。

4.根据权利要求1或2所述的电声转换装置，其中

所述通路部包含多个通路部，

所述导音路径设置在和所述多个通路部中开口面积最大的通路部对向的位置。

5.根据权利要求1或2所述的电声转换装置，其中

所述第1振动板的平面形状为圆形，

所述压电元件的平面形状为矩形。

6.根据权利要求1所述的电声转换装置，其中

所述压电式发声体还具有固定于所述壳体并支撑所述第1振动板的周缘部的环状部件。

7.根据权利要求1或2所述的电声转换装置，其中

所述第1振动板配置于相对于所述第2振动板偏心的位置。

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