CN109479167A - 振动装置 - Google Patents

Abstract

多个振动板(4、5、6、7)具有层叠而成的压电层。多个振动板(4、5、6、7)利用压电层的伸缩或来自外部的力而进行挠曲振动，多个振动板(4、5、6、7)的共振频率彼此不同。壳体(2)具有用于收纳多个振动板(4、5、6、7)的内部空间(2C)和用于分别固定振动板(4、5、6、7)的局部的固定部(2D)。壳体(2)经由固定部(2D)在各振动板(4、5、6、7)与外部之间传递振动。

Description

振动装置

技术领域

本发明涉及一种振动装置。

背景技术

以往，公开了将振子的跟随声音的振动传递至头骨而不经由鼓膜地将该振动作为声音传递至内耳的骨传导式耳机(例如参照专利文献1)。此外，记载了利用形成有压电元件的振子的振动进行发电的振动发电装置(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-107828号公报

专利文献2：日本特开2012-210091号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1所记载的骨传导式耳机或上述专利文献2所记载的振动发电装置中，振子为单个。在该情况下，能够增大振子的振动的位移的频带限于该振子的共振频率(固有振动频率)附近，因此难以使壳体的与共振频率不同的频带的声音相对应的振动的振幅、利用与共振频率不同的频带的振动产生的电力足够大。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够使壳体的与声音相对应的振动的振幅、所产生的电力足够大的振动装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的振动装置包括：

多个振动板，其具有层叠而成的压电层，并利用该压电层的伸缩或从外部施加的振动力而进行挠曲振动，该多个振动板的共振频率彼此不同；以及

壳体，其具有用于收纳所述多个振动板的内部空间和用于固定各所述振动板的局部的固定部，并能够经由所述固定部在各所述振动板与外部之间传递振动。

在该情况下，也可以是，所述多个振动板包含如下振动板，即，在该振动板的主面的与从所述固定部朝向所述振动板的中心的方向正交的方向上，所述振动板的整体宽度比利用所述固定部进行固定的固定端的整体宽度大。

此外，也可以是，所述多个振动板配置于同一平面内。

也可以是，所述多个振动板包含如下振动板，即，该振动板的主面的局部被挖通而形成有贯通孔，在所述贯通孔内置其他的振动板。

也可以是，所述多个振动板同心地配置。

也可以是，所述贯通孔偏心地形成于比主面的中央靠所述固定部侧的位置。

也可以是，所述多个振动板分别是在以基准点为中心的圆的半径方向上排列设置的圆心角相同的圆弧状的板，

所述多个振动板在两端固定于所述固定部。

也可以是，所述多个振动板的固定于所述固定部的部分以所述基准点为中心朝向相反方向延伸或呈放射状延伸地设有多个。

也可以是，所述多个振动板分别具有：

两个第1直线部，其一端固定于所述固定部，该两个第1直线部互相平行地延伸，以及

第2直线部，其将所述两个第1直线部的另一端彼此连结起来，

所述多个振动板以在由所述第1直线部和所述第2直线部形成的框的内侧内置其他的振动板的方式排列设置。

也可以是，所述多个振动板利用固定于所述固定部的部分而实现一体化。

也可以是，所述多个振动板在其厚度方向上排列设置。

也可以是，所述多个振动板的外形尺寸均等。

也可以是，所述多个振动板以各所述振动板的主面的面积增大或减小的顺序排列设置。

也可以是，所述多个振动板以其厚度增大或减小的顺序排列设置。

也可以是，在各所述振动板设有配重。

也可以是，所述多个振动板以设于各所述振动板的所述配重的重量增大或减小的顺序排列设置。

也可以是，所述配重设于各所述振动板的从所述固定部通过所述振动板的中心的中心线上。

也可以是，所述配重设于各所述振动板的偏离从所述固定部通过所述振动板的中心的中心线的位置。

也可以是，该振动装置具备输入输出部，该输入输出部用于进行以下两者中的任一者：输入从外部设备输出来的电压信号而施加于各所述振动板的所述压电层；将在所述压电层产生的电荷作为电流取出。

也可以是，所述固定部配置于与所述输入输出部相反的那一侧。

也可以是，所述多个振动板中的至少1个振动板的与所述输入输出部相对的部分被切除。

也可以是，所述多个振动板中的至少1个振动板的主面的形状呈字母C形、字母U形或凹状。

也可以是，该振动装置具备共振频率与所述多个振动板中的任一振动板的共振频率相同的其他的振动板。

也可以是，所述多个振动板各自的共振频率的间隔被限定为，相邻的共振频率之间的频率响应大于单独的振动板的频率响应。

也可以是，在所述多个振动板中的至少1个振动板的主面的局部贴附有金属板。

也可以是，贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板在所述振动板的内缘侧沿着周向延伸设置。

也可以是，贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板是由宽度较窄的部分和宽度较宽的部分在所述振动板的周向上交替地连结而构成的。

也可以是，贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板在所述振动板的周向上延伸设置，

随着朝向从所述固定部离开的方向去，所述金属板的宽度变窄。

也可以是，所述多个振动板中的至少1个振动板是由宽度较窄且厚度较薄的部分和宽度较宽且厚度较厚的部分在该振动板的周向上交替地连结而构成的圆环状的板。

也可以是，在所述至少1个振动板的距所述固定部最远的位置设有金属制的配重。

也可以是，所述金属制的配重从与所述振动板连接的位置沿着所述振动板而与所述振动板平行地伸出。

发明的效果

采用本发明，多个振动板的共振频率彼此不同。由此，对于用于使多个振动板振动的电信号或从外部传递来的振动力而言，能够扩展能够增大壳体的振动或在压电层产生的电力的频带，因此能够使与声音相对应的振动的振幅、所产生的电力足够大。

附图说明

图1是表示使用安装有本发明的实施方式1的骨传导式耳机的智能手机进行通话的情形的图。

图2是表示本发明的实施方式1的骨传导式耳机的外观的立体图。

图3是示意性地表示图1的骨传导式耳机的内部结构的立体图。

图4是振动板的俯视图。

图5是沿着图4的基准线BL的剖视图。

图6是表示用于固定振动板的结构的图。

图7是表示对图3的振动板与悬臂状的振动板进行比较的比较结果的图。

图8A是表示振动板的层叠构造的剖视图。

图8B是表示对压电层施加正极性的电压的状态下的振动板的剖视图。

图8C是表示对压电层施加负极性的电压的状态下的振动板的剖视图。

图9是表示扇形褶的一个例子的图。

图10A是振动板的变形例(其1)的俯视图。

图10B是振动板的变形例(其1)的立体图。

图11A是振动板的变形例(其2)的俯视图。

图11B是振动板的变形例(其2)的立体图。

图12是表示本发明的实施方式2的骨传导式耳机的内部构造的立体图。

图13是表示振动板的结构的图。

图14是壳体的振动的位移量的频率特性的图表。

图15是表示本发明的实施方式3的骨传导式耳机的结构的立体图。

图16是表示本发明的实施方式4的振动发电装置的结构的立体图。

图17是表示图16的振动发电装置的电路结构的示意图。

图18是表示本发明的实施方式5的振动发电装置的振动板的结构的立体图。

图19是图18的振动发电装置的截面立体图。

图20A是表示在绕X轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其1)的图。

图20B是表示在绕X轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其2)的图。

图20C是表示在绕X轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其3)的图。

图21A是表示在绕Y轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其1)的图。

图21B是表示在绕Y轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其2)的图。

图21C是表示在绕Y轴倾斜时在振动板产生的电压的分布(其3)的图。

图22A是表示在绕相对于X轴和Y轴倾斜45°的轴线倾斜时在振动板产生的电压的分布(其1)的图。

图22B是表示在绕相对于X轴和Y轴倾斜45°的轴线倾斜时在振动板产生的电压的分布(其2)的图。

图22C是表示在绕相对于X轴和Y轴倾斜45°的轴线倾斜时在振动板产生的电压的分布(其3)的图。

图23是表示振动板的倾角与灵敏度的关系的图表。

图24是表示本发明的实施方式6的振动发电装置的振动板的结构的俯视图。

图25A是表示振动板的变形例(其3-1)的图。

图25B是表示振动板的变形例(其3-2)的图。

图26是表示振动板的变形例(其4)的图。

图27是表示振动板的变形例(其5)的图。

图28是表示振动板的变形例(其6)的图。

图29是表示振动板的变形例(其7)的图。

图30是表示相邻的共振频率之间的频率响应的一个例子的图表。

图31A是表示本发明的实施方式7的振动发电装置的振动板的表侧的结构的立体图。

图31B是表示本发明的实施方式7的振动发电装置的振动板的背侧的结构的立体图。

图32A是图31A的振动板的立体剖视图。

图32B是连结部附近的放大图。

图33是表示设有矩形框的振动板整体的结构的立体图。

图34A是表示本发明的实施方式8的振动发电装置的振动板的结构的俯视图。

图34B是沿着图34A的B-B的立体剖视图。

图34C是包含壳体在内的振动发电装置的立体剖视图。

图35A是振动板的振动位移的频率响应的图表(其1)。

图35B是振动板的振动位移的频率响应的图表(其2)。

图35C是振动板的振动位移的频率响应的图表(其3)。

图36A是表示本发明的实施方式9的振动发电装置的振动板的结构的俯视图。

图36B是表示图36A的振动板的结构的立体剖视图。

图36C是包含壳体在内的振动发电装置的立体剖视图。

图37A是振动板的振动位移的频率响应的图表(其1)。

图37B是振动板的振动位移的频率响应的图表(其2)。

图37C是振动板的振动位移的频率响应的图表(其3)。

图38是表示振动板的变形例(其8)的图。

图39是表示振动板的变形例(其9)的图。

图40是表示振动板的变形例(其10)的图。

图41是表示振动板的变形例(其11)的图。

图42A是表示振动板的变形例(其12；表侧)的图。

图42B是表示振动板的变形例(其12；背侧)的图。

图43是配重周边的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明用于实施本发明的方式。另外，在图中，对相同的结构要素标注相同的附图标记。

实施方式1.

首先，说明本发明的实施方式1。

如图1所示，本实施方式的作为振动装置的骨传导式耳机1A包括作为外壳的壳体2和从壳体2突出的信号输入部(输入输出部)3。通过将信号输入部3插入作为外部设备的便携式终端设备(例如智能手机)100的作为声音输出端子的耳机插孔101来使用骨传导式耳机1A。壳体2由易于传递声音振动且即使接触人体也不会产生问题的物质(例如树脂)等形成。

骨传导式耳机1A中收纳有共振频率彼此不同的多个振动板(参照图3)。多个振动板根据从耳机插孔101输出的声音电压信号使壳体2振动。因而，若使用者h以将壳体2接触于自己的头部的皮肤的状态把持智能手机100，则壳体2的振动经由头骨作为声音振动传递至内耳。这样，不插入使用者h的外耳道就能够使用骨传导式耳机1A。以下，详细地说明骨传导式耳机1A的结构和动作。

如图2所示，壳体2分为盖2A、2B，盖2A和盖2B嵌合而形成壳体2。壳体2形成为在其圆筒形状的部分的侧面连结有长方体状的部分的形状，如图3所示，在该壳体2的内部设有与该壳体2的外形大致相似的内部空间2C。在信号输入部3设有卡定部3B。该卡定部3B以被盖2A、2B的长方体状的部分的顶端部分的侧壁夹着的状态卡定于壳体2。由此，信号输入部3固定于壳体2。

作为信号输入部3的一部分的声音输入端子(耳机插头)3A从壳体2突出。在信号输入部3的与声音输入端子3A相反的那一侧的端部且是配置于内部空间2C的端部设有输出电极3C。声音输入端子3A与输出电极3C导通，从耳机插孔101输出的声音电压信号从声音输入端子3A输入并向输出电极3C输送。

骨传导式耳机1A包括根据从输出电极3C输出的声音电压信号而振动的多个振动板4、5、6、7。振动板4、5、6、7收纳于内部空间2C。内部空间2C具有不会与用于进行振动的振动板4、5、6、7接触那样的宽敞度。此外，信号输入部3也配置于不会与振动板4、5、6、7接触的位置。

如图3和图4所示，壳体2具有用于固定振动板4、5、6、7各自的局部的固定部2D。如沿着图4所示的基准线BL的剖视图即图5所示，固定部2D分别设于盖2A、2B，一对固定部2D在z轴方向上夹持保持振动板4、5、6、7，使振动板4、5、6、7呈悬臂梁的状态。在振动板4、5、6、7设有用于被固定部2D夹持并固定的被固定部4D、5D、6D、7D。被固定部4D、5D、6D、7D的厚度比其他部分即用于进行振动的梁的部分的厚度厚。

此外，如图5和表示去除了盖2A的状态的俯视图即图6所示，在被固定部4D、5D、6D、7D设有沿z轴方向贯通的贯通孔4E、5E、6E、7E。另一方面，在盖2B的固定部2D上设有作为圆柱状的突起的4个凸起2E。凸起2E贯穿于振动板4、5、6、7的贯通孔4E、5E、6E、7E。在盖2A的固定部2D设有4个圆柱状的凹部2F。各凸起2E的顶端从贯通孔4E、5E、6E、7E突出，插入各凹部2F。通过使各凸起2E贯穿于贯通孔4E、5E、6E、7E，从而限制了壳体2内的振动板4、5、6、7的在xy平面内的平行移动。由此，能够将振动板4、5、6、7更加牢固地固定于壳体2的期望的位置。

此外，在被固定部4D、5D、6D、7D的+y端分别设有呈直线状被切除而成的缺口部4G、5G、6G、7G。此外，在盖2B设有沿着x轴方向延伸的直线状的4个侧壁2G。各侧壁2G与振动板4、5、6、7的缺口部4G、5G、6G、7G抵接。由此，限制了壳体2内的振动板4、5、6、7的在xy平面内的以凸起2E为中心的旋转。

振动板4、5、6、7具有挠性，未利用固定部2D进行固定的部分根据从输出电极3C输出的声音电压信号而挠曲振动。在振动板4、5、6、7反复变形而振动时，如图5所示，振动板4、5、6、7的-y侧的自由端以利用固定部2D(被固定部4D、5D、6D、7D)形成的固定端为中心向上下弯曲。

振动板4、5、6、7具有彼此不同的形状，由此共振频率不同。壳体2将经由固定部2D从振动板4、5、6、7传递来的振动向外部传递。振动板4、5、6、7的共振频率彼此不同，因此能够扩展从振动板4、5、6、7传递来的振动的振幅变大的频带。

进一步详细地说明振动板4、5、6、7。如图4所示，分别将振动板4、5、6、7的与xy平面平行的+z侧的面设为主面4A、5A、6A、7A。振动板4、5、6、7的主面4A、5A、6A、7A的面积不同，因此也可以说振动板4、5、6、7的共振频率不同。振动板4是与xy平面平行的圆板状的构件，振动板5、6、7是与xy平面平行的圆环状的构件。振动板4、5、6、7配置于同一xy平面内。振动板5、6、7的主面5A、6A、7A的中央被挖通，在被挖通的部分内置其他的振动板(例如振动板4)。振动板4、5、6、7以点O为中心而同心地配置。

如上所述，在振动板5、6、7，主面5A、6A、7A的局部(中央)被挖通而形成有贯通孔。这样一来，能够进一步降低振动板5、6、7的共振频率。此外，通过设为在主面5A、6A、7A的被挖通的部分(贯通孔)收纳其他的振动板并将振动板4、5、6、7排列设置于同一平面的构造，能够实现壳体2的薄型化。而且，通过将振动板4、5、6、7同心地配置，能够使振动板4、5、6、7平衡良好地振动。

此外，如图4所示，在振动板4、5、6、7的主面4A、5A、6A、7A，在与从固定部2D朝向振动板4、5、6、7的中心O的方向正交的方向(x轴方向)上，振动板4、5、6、7的宽度W1、W2、W3、W4比固定部2D的宽度(振动板4、5、6、7的利用固定部2D固定的固定端的尺寸)d1、d2、d3、d4大。由此，能够增大壳体2的振动的位移的大小(机械能)相对于对振动板4、5、6、7施加的电磁能的比率即机电耦合系数。

例如，如图7所示，在对宽度与固定部2D的固定宽度d1相同且长度与振动板4的长度同为L1的悬臂形状的振动板4’和本实施方式的振动板4进行比较的情况下，振动板4的情况下的机电耦合系数较大，壳体2的振动的位移较大。若壳体2的振动的位移较大，则使用者易于听到声音。

在宽度与固定部2D的宽度d1相同的悬臂式的振动板的情况下，为了得到与振动板4相同的机电耦合系数，例如需要将振动板的长度设为比L1长的L2(图7的振动板4”)。因此，长度相对于宽度的比例增大，长度与宽度的平衡变差(变得难以传递声音)。相对于此，若使用本实施方式的振动板4，则能够减小长度相对于宽度的比例(保持长度与宽度的平衡)并且增大壳体2的位移，使声音易于传递。这对于振动板5、6、7而言也是相同的。

此外，例如图4所示，振动板4、5、6、7的主面4A、5A、6A、7A的形状形成为以基准线BL为基准呈轴对称，该基准线BL从凸起2E(固定部2D)通过振动板4、5、6、7的中心O并且与y轴平行。这样一来，能够使被保持为悬臂梁的振动板4、5、6、7平衡良好地振动。

振动板4、5、6、7具有由多个层层叠而成的构造。振动板4、5、6、7的各层是使用作为半导体制造技术的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术来制造的。在振动板4、5、6、7的制造中，使用SOI(Silicon On Insulator)基板。SOI基板是指具有层叠构造的基板，是包含氧化膜在内的晶片，该层叠构造包括由半导体基板形成的支承基板、支承基板上的作为埋入氧化膜的BOX层以及BOX层上的作为半导体层的硅(SOI)层。

例如，如图8A的振动板4的剖视图所示，最靠下侧(-z侧)的基材层40B由BOX层上的硅层形成。在基材层40B上依次层叠有下部电极层40C、压电材料层40D以及上部电极层40E。由下部电极层40C、压电材料层40D以及上部电极层40E形成压电层40A。振动板4、5、6、7具有基材层(基板)40B和层叠在基材层40B上的压电层40A。

下部电极层40C和上部电极层40E由导电性材料(例如铝、铜等金属)形成，压电材料层40D例如由PZT(锆钛酸铅)等材料(显现压电特性的材料)形成。压电材料层40D具有如下性质，即，若对压电材料层40D在厚度方向上施加预定极性的电压，则压电材料层40D在长度方向(与厚度方向正交的方向)上进行伸缩。

如图8B所示，当施加上部电极层40E为正而下部电极层40C为负的极性(以下称为正极性)的电压时，压电层40A在长度方向上伸长，对主面4A侧向在面方向(沿着y轴的方向)上延伸的方向施加应力。其结果，振动板4以向上方凸起的方式弯曲。

相对于此，如图8C所示，当施加上部电极层40E为负而下部电极层40C为正的极性(以下称为负极性)的电压时，压电层40A在长度方向上收缩，对主面4A侧向在面方向上收缩的方向施加应力。其结果，振动板4以向下方凸起的方式弯曲。

当然，也可以使用具有当在两电极层间施加上部电极层40E侧为正而下部电极层40C侧为负的电压时在长度方向上收缩，当在两电极层间施加上部电极层40E侧为负而下部电极层40C侧为正的电压时在长度方向上伸长的性质的压电材料层40D。在该情况下，当施加正极性的电压时，以向下方凸起的方式弯曲，当施加负极性的电压时，以向上方凸起的方式弯曲。这样，振动板4、5、6、7是利用压电层40A的伸缩而挠曲振动的构件即可。

无论如何，都能够通过在上部电极层40E与下部电极层40C之间施加预定极性的电压来产生图8B或图8C所示的变形。变形的程度为与所施加的电压值相对应的量。另外，根据构成压电元件的材料不同(例如块、薄膜)而其极化作用也不同，电压的极性与伸缩的关系有时与上述的关系相反。

信号输入部3的输出电极3C经由未图示的引线连接于下部电极层40C、上部电极层40E。从智能手机100的耳机插孔101输出的声音电压信号经由信号输入部3施加于振动板4、5、6、7的压电层40A。压电层40A根据声音电压信号而被驱动，在该驱动的作用下，如图5的箭头所示，振动板4、5、6、7进行振动。该振动经由被固定部4D、5D、6D、7D和固定部2D传递至壳体2(盖2A、2B)。壳体2能够将经由固定部2D从振动板4、5、6、7传递来的振动传递至外部。由此，使用者h(参照图1)听到由振动产生的声音。

此外，在内部空间2C，固定部2D配置于与信号输入部3相反的那一侧。即，固定部2D的位置尽可能地远离被插入智能手机100的信号输入部3。其原因在于，使从振动板4、5、6、7传递振动的位置尽可能地远离被连接于智能手机100的信号输入部3的方式能够增大壳体2的振动的位移。

而且，在振动板4、5、6、7的与固定部2D相反的那一侧的顶端分别形成有配重4C、5C、6C、7C。该配重4C、5C、6C、7C是为了调低振动板4、5、6、7的共振频率而设置的。

此外，在被固定部4D、5D、6D、7D和配重4C、5C、6C、7C，成为基材层40B与压电层40A层叠在一起而且在它们的下方还存在支承基板层的状态。被固定部4D、5D、6D、7D和配重4C、5C、6C、7C是通过对SOI基板的Si层进行深蚀刻而形成的。在被固定部4D、5D、6D、7D和配重4C、5C、6C、7C的侧壁形成有在厚度方向上反复凹凸而成的扇形褶S(例如参照图9)。扇形褶S是由深蚀刻中的重复蚀刻而形成的深度(厚度)方向上的凹凸，其数量由后述的蚀刻重复次数决定。深蚀刻也被称为博施工艺(Bosch process)。在博施工艺中，通过多次重复各向同性蚀刻、保护膜形成(钝化)、各向异性蚀刻来进行蚀刻。

当智能手机100来电时，使用者h在将骨传导式耳机1A的声音输入端子3A插入耳机插孔101后，如图1所示，仅通过使壳体2接触于头部的皮肤并对智能手机100进行操作，就能够实现通话。这对于使用者h自己从智能手机100打出电话的情况而言也是同样的。此外，不限于通话，在听音乐、所记录的声音数据时也能够使用骨传导式耳机1A。

如以上所详细说明的那样，采用本实施方式，多个振动板4、5、6、7的共振频率彼此不同。由此，对于用于使多个振动板4、5、6、7振动的声音电压信号而言，能够扩展壳体2的振动变大的频带，因此能够使与声音相对应的振动的振幅足够大。

此外，采用本实施方式，通过将振动板4设为圆形，将振动板5、6、7设为圆环状，并将它们排列设置于同一平面内，能够使骨传导式耳机1A小型化。骨传导式耳机1A的壳体2的尺寸例如能够设为长度40mm×宽度20mm×厚度10mm的程度。

此外，采用本实施方式的骨传导式耳机1A，不需要插入外耳道内，因此使用者h能够容易地听到周围的声音。由此，能够避免危险情况的发生，并且也减轻了使用者h因听不到周围的声音而产生的压力。

另外，在本实施方式中，将振动板4的主面4A的外形设为圆形，但不限于此。例如，也可以将主面4A的外形设为四边形这样的多边形。例如，也可以设为梯形、菱形。x轴方向上的尺寸与y轴方向上的尺寸之比能够任意地设定。相应地，振动板5、6、7也能够设为多边形的环状的板。

另外，对于骨传导式耳机1A而言，振动板4的共振频率是与将优质的声音传递给使用者h相关的重要的参数之一。对于振动板4、5、6、7的共振频率而言，优选的是处于400Hz～1000Hz的范围内。使振动板4、5、6、7的共振频率分散(优选为均等分散)在该区间内较好。在振动板4、5、6、7的共振频率比优选的范围高的情况下，减小振动板4、5、6、7的厚度即可。反之，在振动板4、5、6、7的共振频率比优选的范围低的情况下，增大振动板4、5、6、7的厚度即可。在使用上述的悬臂形状的振动板4’、4”的情况下，存在共振频率过低的倾向。从这一点来看，若使用本实施方式的振动板4、5、6、7，则易于将振动板4、5、6、7的共振频率控制在适当的范围内。

此外，也可以具备图10A和图10B所示那样的振动板15、16、17来代替圆环状的振动板5、6、7。振动板15、16、17在其主面15A、16A、17A的中央被挖通这方面与振动板5、6、7相同。由此，能够降低振动板15、16、17的共振频率。

此外，在振动板15、16、17的情况下，仅在与信号输入部3相对的部分被切除这方面与振动板5、6、7不同。这样一来，能够将信号输入部3的输出电极3C及输出电极3C与压电层40A之间的布线等配置于被切除的部分，因此能够使耳机整体进一步小型化。

在振动板15、16、17的情况下，臂部15B、16B、17B从被固定部5D、6D、7D朝向x轴方向上的两侧呈圆弧状延伸，直到到达信号输入部3的附近为止。此外，在各臂部15B、16B、17B的顶端分别形成有配重15C、16C、17C。该配重15C、16C、17C是为了调低振动板15、16、17的共振频率而设置的。

此外，也可以使用图11A和图11B所示的振动板24、25、26、27来代替振动板4、15、16、17。振动板24的主面24A形成为以基准线BL为长度方向延伸而成的大致矩形，振动板25、26、27的主面25A、26A、27A呈字母U形，这与振动板4、5、6、7不同。在振动板25的被挖通的部分配置有振动板24，在振动板26的被挖通的部分配置有振动板24、25，在振动板27的被挖通的部分配置有振动板24、25、26。

成对的臂部25B、26B、27B从被固定部5D、6D、7D延伸。各臂部25B、26B、27B由连接于被固定部5D、6D、7D的圆弧状的部分和向-y方向呈直线状延伸的部分形成。在振动板24的与固定部2D相反的那一侧的顶端、各臂部25B、26B、27B的顶端设有配重24C、25C、26C、27C，由此，能够对振动板24、25、26、27的共振频率进行调整。通过施加声音电压信号，使振动板24、25、26、27振动，经由被固定部4D、5D、6D、7D和固定部2D向壳体2传递振动。

各振动板不限于主面呈字母C形、字母U形。只要主面的中央被挖通且与信号输入部3相对的部分成为被切除而成的凹状即可。

此外，在骨传导式耳机1A的情况下，振动板的数量是4个，但也可以是两个或3个，也可以是5个以上。

实施方式2.

接着，说明本发明的实施方式2。

本实施方式的骨传导式耳机的多个振动板的排列设置方向与上述实施方式1不同。如图12所示，在上述实施方式1的骨传导式耳机1B的情况下，多个振动板34、35、36、37、38在其厚度方向上排列设置。另外，在图12中，省略对于用于收纳振动板34、35、36、37、38的壳体整体的表示。

如图13所示，振动板34、35、36、37、38是外形尺寸均等的具有挠性的圆板状或圆环状的构件，具有相对应的主面34A、35A、36A、37A、38A。振动板34的主面34A的形状呈圆形，振动板35、36、37、38的主面35A、36A、37A、38A的中央被挖通，其圆环状的局部被切除。

换言之，在振动板34、35、36、37、38的外边的局部分别设有用于固定于壳体的被固定部34D、35D、36D、37D、38D，在振动板35、36、37、38的情况下，成对的臂部35B、36B、37B、38B从被固定部35D、36D、37D、38D呈圆弧状延伸。

在振动板34、35、36、37、38的与被固定部34D、35D、36D、37D、38D相反的那一侧设有配重34C、35C、36C、37C、38C。该配重34C、35C、36C、37C、38C是为了调低振动板34、35、36、37、38的共振频率而设置的。另外，如上所述，在被固定部34D、35D、36D、37D、38D、配重34C、35C、36C、37C、38C的侧面设有扇形褶S。

振动板34、35、36、37、38以各自的主面34A、35A、36A、37A、38A的面积单调增大或单调减小的顺序排列设置。此外，振动板34、35、36、37、38以设于振动板34、35、36、37、38的配重34C、35C、36C、37C、38C的重量增大或减小的顺序排列设置。这样一来，能够以振动板34、35、36、37、38的共振频率从大到小或从小到大的顺序排列设置振动板，易于调整共振频率。

如以上所详细说明的那样，采用本实施方式，具有共振频率彼此不同的多个振动板34、35、36、37、38，该多个振动板34、35、36、37、38分别进行振动。若将多个振动板34、35、36、37、38的共振频率设为f1、f2、f3、f4、f5，则装置整体的振动振幅(位移量)的频率特性如图14的实线所示。f6表示壳体与设备的整体的共振特性。相对于此，在例如仅具备1个振动板35的骨传导式耳机的情况下，装置整体的振动振幅的频率特性如虚线所示。这样，在骨传导式耳机1A的情况下，能够扩展振动的振幅变大的频带。例如，在单独的振动板的情况下，能够充分地传递750Hz以上且1300Hz以下的频带的声音，但通过使用多个振动板34～38，能够将能够充分地传递的声音的频带扩展到550Hz以上且1550Hz以下的频带。

另外，也可以使用圆环状的振动板、字母U形以外的凹状的振动板来代替振动板35～38。

实施方式3.

接着，说明本发明的实施方式3。

上述各实施方式的骨传导式耳机1A、1B是通过向智能手机100的耳机插孔101直接插入信号输入部3的声音输入端子3A来使用的，但如图15所示，本实施方式的骨传导式耳机1C不是向智能手机100的耳机插孔101直接插入的类型，而是能够借助电缆以远离智能手机100的状态来使用的类型。

如图15所示，本实施方式的骨传导式耳机1C穿戴于使用者h的耳部。该骨传导式耳机1C包括钩部61、壳体62、线缆63以及信号输入部64。

钩部61卡挂于使用者h的耳部，由此，骨传导式耳机1C以隔着使用者h的头部的皮肤抵接于头骨的方式固定。在壳体62的内部空间设有由共振频率不同的多个振动板形成的振动板组65，振动板组65借助固定部62D固定于壳体62。在线缆63的顶端设有声音输入端子(耳机插头)，该声音输入端子连接于智能手机100的耳机插孔101(参照图1)。

从智能手机100的耳机插孔101输出的声音电压信号经由线缆63向信号输入部64输入，信号输入部64将输入的声音电压信号施加于壳体62内的振动板组65。由此振动板组65的各振动板进行振动。各振动板的振动传递至壳体62，壳体62进行振动，该振动作为声音振动传递至使用者h。

在本实施方式的骨传导式耳机1C的情况下，振动板组65的各振动板可以是振动板4～7，也可以是振动板4、15～17，也可以是振动板24～27。

本实施方式的骨传导式耳机1C能够一直穿戴于耳部。这样一来，在来电时能够立刻接听电话。

实施方式4.

接着，说明本发明的实施方式4。

在上述实施方式1、2、3中，说明了将振动板的振动传递至壳体的骨传导式耳机1A、1B、1C。在本实施方式中，说明利用振动板的振动进行发电的振动发电装置1D。

如图16所示，振动发电装置1D包括振动板44、45、46、47。振动板44、45、46、47的形状与振动板4、5、6、7相同，但各自的共振频率为几十Hz的程度(50Hz以下)。振动板44、45、46、47受到壳体2所受到的振动力而振动。

振动发电装置1D在具备具有一对端子30A的输出部(输入输出部)30来代替信号输入部3这方面与骨传导式耳机1A不同。输出部30将利用上述的振动在振动板44、45、46、47的压电层40A产生的电荷作为电流取出。另外，如图17所示，振动板44、45、46、47具有压电层40A和基材层40B。

输出部30将基于从振动板44、45、46、47的压电层40A输出的电荷的电流经由一对端子30A向整流平滑电路80输出。整流平滑电路80利用内部的二极管阵列和电容器对从振动板44、45、46、47取出的电流进行整流和平滑化并向蓄电池81输出。蓄电池81基于利用整流平滑电路80进行了整流、平滑化的电流进行充电。

在振动发电装置1D的情况下，若壳体2受到来自外部的振动力，则该力经由固定部2D传递至振动板44、45、46、47，振动板44、45、46、47进行振动。若振动力的频率接近振动板44、45、46、47的共振频率，则任一振动板的振动变大，在形成于该振动板的压电层40A产生的电荷变多。

振动板44、45、46、47的共振频率彼此不同，因此能够在比较宽的频带产生较多的电荷。因此，能够在较宽的频带使产生的电力足够大。

如上所述，在本实施方式中，振动发电装置1D中的振动板的优选的共振频率比骨传导式耳机1A中的振动板的优选的共振频率低，需要设为几十Hz的程度(50Hz以下)。

另外，振动发电装置1D也可以装入智能手机100内部。在该情况下，也可以是，在智能手机100中，具备多个蓄电池，在使用1个蓄电池期间，利用振动发电装置1D对其他的蓄电池进行充电。

实施方式5.

接着，说明本发明的实施方式5。

在上述实施方式4中，说明了利用振动板的振动进行发电的振动发电装置1D。如图18所示，本实施方式5的振动发电装置在具备振动板74、75、76、77代替振动板44、45、46、47这方面与上述实施方式4的振动发电装置1D不同。振动板74、75、76、77利用被固定部74D固定。

振动板74、75、76、77的主面74A、75A、76A、77A的局部被挖通而形成有贯通孔。在振动板74、75、76、77中的振动板74中，该被挖通的部分(贯通孔)位于比主面74A的中心靠被固定部74D侧的位置，被挖通而成的贯通孔偏心地设置。

此外，如图19所示，在振动板74、75、76、77的以主面74A、75A、76A、77A的中心为基准而与被固定部74D相反的那一侧分别固定有配重74C、75C、76C、77C。配重74C、75C、76C、77C各自的厚度不同，与之相应地重量不同。利用配重74C、75C、76C、77C将振动板74、75、76、77的共振频率微调为期望的值。

在本实施方式中也是，振动板74～77的各自的整体宽度(x轴方向上的长度)比被固定部74D的整体宽度(x轴方向上的长度)大。因此，即使在将振动板74～77绕X轴倾斜0°、30°、45°并使该振动板74～77在Z轴方向上振动的情况下，也如图20A、图20B以及图20C所示，在振动板74～77的主面74A～77A产生的电压分布基本不变化。在图20A、图20B以及图20C中，颜色越深表示产生的电压越高。

此外，即使在将振动板74～77绕Y轴倾斜0°、30°、45°并使该振动板74～77在Z轴方向上振动的情况下，也如图21A、图21B以及图21C所示，在振动板74～77的主面74A～77A产生的电压分布不怎么变化。如图22A、图22B以及图22C所示，该现象在将振动板74～77绕相对于X轴、Y轴成45°的轴线倾斜0°、30°、45°并使该振动板74～77在Z轴方向上振动的情况下也是同样的。另外，从这些电压分布可以明确，无论振动的方向如何，在振动板74～77的主面74A～77A产生的电压的极性都是相同的。

通过对振动板74～77的绕轴线倾斜的倾角与灵敏度(在任意倾角时产生的发电量相对于倾角为0°时的发电量的比例)进行调查可知，如图23所示，若将振动板74～77倾斜，则产生的电压降低，但其降低的程度和降低量在绕X轴倾斜、绕Y轴倾斜、绕相对于X轴、Y轴成45度的轴线倾斜的情况下都是大致相同的。该现象表示，通过使振动板74～77各自的整体宽度比被固定部74D的整体宽度大，从而在全部方向的振动中(无关振动的方向)，振动板74～77的位移量均等，能够均等地产生电压。

此外，在本实施方式中，将振动板74的贯通孔偏心地设置于比主面74A的中央靠被固定部74D侧的位置。由此，在本实施方式中，与不将振动板74的贯通孔偏心地设置的情况相比，能够增大振动板74的位移量，进一步增大所产生的电压。

另外，在本实施方式中，将振动板74～77的外形设为圆形，但不限于此。也可以将振动板74～77的外形设为四边形等多边形。

实施方式6.

接着，说明本发明的实施方式6。

如图24所示，本实施方式6的振动发电装置具备多个振动板4～7。在本实施方式中，用于固定各振动板4～7的固定部94D、95D、96D、97D各自独立地形成。用于固定振动板4的固定部94D设于振动板4的-x侧端部。此外，用于固定振动板5的固定部95D设于振动板5的-y侧端部。此外，用于固定振动板6的固定部96D设于振动板6的+x侧端部。而且，用于固定振动板7的固定部97D设于振动板7的+y侧端部。即，振动板4～7以固定部94D、95D、96D、97D为基准延伸设置的方向不同。这样，对于振动板4～7，通过改变设置的方向(从固定部94D、95D、96D、97D延伸设置的方向)，能够应对所有方向的振动，因此能够消除所产生的电压的不均，使发电量均等化。

如上所述，说明了上述各实施方式的作为振动装置的骨传导式耳机1A～1C、振动发电装置1D，但能够对上述各实施方式进行各种变形。例如，振动板的形状不限于上述各实施方式。例如，也可以是，如图25A所示，使用多个在厚度方向上排列设置的悬臂式的振动板54、55、56、57。在振动板54～57的情况下，它们的长度不同，由此共振频率也不同。此外，如图25B所示，也可以将悬臂式的振动板54、55、56、57排列设置于同一平面。

此外，如图26所示，也可以将排列设置于同一平面且各振动板的共振频率彼此不同的振动板组50、51在其厚度方向上排列设置多个。在该情况下，在振动板组50、51之间也能够设置各振动板的共振频率不同的振动板组。这样一来，能够使共振频率不同的大量振动板在有限的容积中紧密地排列设置。由此，能够进一步扩展声音或发电的频带，并且缩短各振动板的共振频率的间隔，使声音或发电的输出较为平滑。

此外，如图27所示，也可以使用随着朝向从固定部2D离开的方向去而臂部70B的宽度逐渐变化且在顶端设有配重70C的振动板70。此外，也可以使用随着朝向从固定部2D离开的方向去而臂部的厚度逐渐变化的振动板。

而且，如图28所示，也可以使用臂部71B的顶端部分的宽度向两侧伸出的字母T形的振动板71。在该情况下，能够在顶端部分的突出来的两端分别设有配重71C。这样一来，能够增大振动板71的扭转变形，增大其振动的位移，进一步增加在压电层40A生成的电荷。

此外，如图29所示，也可以使用臂部72B的顶端部分弯折的字母L形的振动板72。在该情况下，能够在不处于基准线BL上的部分即弯折的顶端部分设置配重72C。这样一来，也能够增大振动板72的扭转变形，增大其振动的位移，增大所传递的声音、电力。

这样，配重可以设于各振动板的从固定部2D通过振动板的中心的中心线(基准线BL)上，也可以设于偏离从固定部2D通过振动板的中心的中心线的位置。通常而言，在用于产生声音振动的情况下，如图27所示那样配重70C处于基准线BL上的方式较佳，在用于进行发电的情况下，为了产生扭转振动以产生更多的电荷，也存在如图28、图29所示那样配重71C、72C不处于基准线BL上的方式较佳的情况。

另外，在上述各实施方式中，将多个振动板4～7以主面4A～7A的面积增大或减小的顺序排列设置，但本发明不限于此。也可以将多个振动板4～7随机地排列设置。

此外，例如，也可以排列设置主面4A～7A的面积相同而厚度不同的多个振动板4～7。在该情况下，也可以将多个振动板4～7以其厚度增大或减小的顺序排列设置。这样一来，也能够使各振动板的共振频率不同。此外，也可以是，使主面的面积、厚度相同，通过改变材质来使各振动板的共振频率不同。

在上述实施方式中，利用夹入、基于凹凸的卡定以及缺口部(抵接部)的抵接将振动板固定于壳体。然而，本发明不限于此。例如，也可以将凸起2E替换为多边形的凸起来限制振动板的旋转。此外，也可以将两个凸起并列地排列设置来限制振动板的旋转。缺口部(抵接部)的形状也不限于直线状。例如，也可以呈晶片的对位所使用的凹槽那样的凹槽状。

此外，振动板的整体宽度比固定部的整体宽度稍大即可。例如，也可以是呈毽球板(日文：羽子板)那样的形状的振动板。总而言之，在本发明中，不限制振动板的形状，只要使各振动板的共振频率不同即可。若振动板的整体宽度比固定部的整体宽度大，则例如能够使发电量均等化而不受振动方向的影响。在该情况下，需要像上述各实施方式的振动板那样，使在振动板的主面的整个面产生的电压的极性相同。

此外，也可以是，多个振动板的共振频率相同。这样一来，能够提高其共振频率附近的频率响应而增大发电量。这样，通过调整振动板的形状、厚度、配重等，将共振频率相同的多个振动板和共振频率不同的振动板组合在一起，能够构成具有期望的频率响应的振动装置。另外，频率响应表示振动装置整体的振动振幅(位移量)的频率特性。

此外，通过缩小相邻的振动板的共振频率的间隔，能够构成在较宽的频带具有较高的频率响应的振动装置，对于该振动装置，即使改变振动的频率，振动板的位移量的减小也处于规定的范围内。例如，如图30所示，以使相邻的共振频率f1、f2之间的频率响应(实线)为单独的振动板的频率响应(虚线)以上的方式限定各振动板的共振频率f1、f2的间隔即可。另外，频率响应以上是指，在特定的频率(例如共振频率f1，f2之间的频率)，振动装置整体的振动振幅(位移量)为比较对象的振动振幅(位移量)以上。

实施方式7.

接着，说明本发明的实施方式7。

如图31A和图31B所示，本实施方式的振动发电装置具备多个振动板84～87。在多个振动板84～87连接有固定振动板84～87的局部而将振动板84～87连结起来并且固定于壳体的作为被固定部的连结部82。连结部82与振动板84～87一体化。在振动板84～87同与其相对的其他的振动板之间形成有间隙，因此即使振动板84～87与连结部82一体化，振动板84～87也能够各自独立地振动。

振动板84～87的主面84A～87A的局部被挖通而形成有贯通孔。在振动板84～87中的振动板84中，其被挖通的部分(贯通孔)位于比主面84A的中心靠连结部82侧(即固定部侧)的位置，被挖通而成的贯通孔偏心地设置。

振动板84、85、86、87在以主面84A、85A、86A、87A的中心为基准而与连结部82相反的那一侧分别固定有配重84C、85C、86C、87C。利用配重84C、85C、86C、87C将振动板84、85、86、87的共振频率微调为期望的值。

此外，如图32A和图32B所示，振动板84、85、86、87是由基材层40B、下部电极层40C、压电材料层40D以及上部电极层40E层叠而构成的。此外，与上述各实施方式同样，层叠而形成连结部82的构件除了基材层40B、下部电极层40C、压电材料层40D以及上部电极层40E以外，还包括Si支承层40F、作为埋入氧化膜的BOX层以及Si活性层40G。在此，上部电极层40E仅形成于必要的部分。上部电极层40E例如形成于各振动板84～87的除了固定有配重84C～87C的部分(配重84C～87C的周围部分)和连结部82的周围部分以外的部分。其原因在于，配重84C～87C的周围部分和连结部82的周围部分难以变形，因此配置上部电极层40E的必要性较低。在配重84C～87C的周围部分和连结部82的周围部分，压电材料层40D成为暴露的状态。此外，在连结部82，作为从各振动板84～87输出的电压信号的传送路径，形成有上部电极层40E。

振动板84～87能够通过使用应用了半导体制造技术的MEMS技术切割矩形的基板来制造。此时也可以是，如图33所示，振动板84～87形成于基板的中央，保留基板的剩余的部分作为用于保护振动板84的矩形框88。在矩形框88的一边，利用上部电极层40E形成用于输出在各振动板84～87产生的电压信号的矩形的电极。

采用本实施方式，多个振动板84～87利用作为被固定部的连结部82连结在一起而实现一体化。由此，易于管理并制造多个振动板84～87，并且能够利用粘接剂等将多个振动板84～87一次性地固定于壳体。此外，也能够简化用于固定的一侧的构造，能够增大固定部与被固定部(连结部82)的接触面积，提高固定部的保持力。

实施方式8.

接着，说明本发明的实施方式8。

如图34A、图34B以及图34C所示，本实施方式的振动发电装置具备多个振动板104～113。多个振动板104～108、109～113分别是沿着以基准点O为中心的圆弯曲的圆弧状的板(具有将圆环对半切断而成的形状的板)。振动板104～108、109～113各自的圆心角同为180度，振动板104～108、109～113在以基准点O为中心的圆的半径方向上排列设置。振动板104～108排列设置于比基准点O靠-x侧的位置，振动板109～113排列设置于比基准点O靠+x侧的位置。此外，在振动板104～113的中央部分设有配重104C～113。对设于振动板104～113的配重104C～113C的厚度(z轴方向上的长度)进行调整，以使振动板104～113以期望的共振频率进行振动。振动板104～108的在以基准点O为中心的圆的半径方向上的宽度比振动板109～113的在以基准点O为中心的圆的半径方向上的宽度宽。

连结部102是固定各振动板104～108、109～113的两端而将振动板104～108、109～113连结起来并且固定于壳体2’的固定部102D的被固定部。连结部102沿着以基准点O为中心的圆的半径方向以基准点O为中心向+y方向和-y方向(彼此相反的方向)延伸。多个振动板104～108、109～113与连结部102一体化。在各振动板104～108、109～113同与其相对的其他的振动板之间形成有间隙，因此即使各振动板104～108、109～113与连结部102一体化，各振动板104～108、109～113也能够各自独立地振动。如图34C所示，连结部102固定于壳体2’的固定部102D。

在此，在各振动板104～108、109～113中也是，被固定的固定端的宽度(与被固定部102连结的部分的在y轴方向上的宽度)之和比整体的在相同方向(y轴方向)上的宽度小。例如，如图34A所示，振动板104的固定端的宽度d4’之和比振动板104整体的宽度W4’小。这样一来，对于各振动板104～108、109～113而言，不仅能够增大绕y轴振动的位移，例如也能够增大绕xy平面内的偏离y轴的轴线振动的位移。因而，采用本实施方式的振动发电装置，能够扩展能够增大发电量的振动方向。

此外，采用本实施方式的振动发电装置，若将振动板104～108、109～113设为圆心角同为180度的圆弧状的板并将它们在以基准点O为中心的圆的半径方向上排列设置，则能够增加能够在相同面积的平面内排列设置的振动板的数量。由此，能够扩展振动的位移变大的频带，能够缩短各振动板104～108、109～113的共振频率的间隔，提高共振频率间的频率响应。

例如，如图35A所示，能够利用振动板104～113增加共振频率的峰的数量，增大在50Hz～350Hz的频带的振动的位移。在此，对于振动板104～108、振动板109～113而言，在使它们的在以基准点O为中心的圆的半径方向上的宽度相同并且使配重104C～113C的厚度相同的情况下，如图35B所示，在100Hz附近，振动位移的水平下降。然而，在像本实施方式的振动发电装置这样使振动板104～108与振动板109～113的在以基准点O为中心的圆的半径方向上的宽度不同并且调整了配重104C～113C的厚度的情况下，如图35C所示，能够将100Hz附近的频率响应提高至例如约5倍。

另外，也可以是，连结部102以基准点O为中心沿着以基准点O为中心的圆的半径方向呈放射状设有3个以上。例如，也可以是，将与各振动板相对应的圆心角设为120度，以120°的间隔设置3个连结部102。

实施方式9.

接着，说明本发明的实施方式9。

如图36A、图36B以及图36C所示，本实施方式的振动发电装置具备一体化的多个振动板204～207。多个振动板204～207分别具有一端固定于壳体2”的固定部202D且沿着y轴方向互相平行地延伸的两个第1直线部204A～207A和将两个第1直线部204A～207A的另一端彼此连结起来的第2直线部204B～207B。多个振动板205～207以在由第1直线部205A～207A和第2直线部205B～207B形成的框的内侧内置其他的振动板204～206的方式排列设置。此外，多个振动板205～207利用固定于壳体2”的固定部202D的部分即被固定部202实现一体化。

即，也能够认为，振动板204～207包含被固定部202，作为整体呈矩形，在内部具有矩形的贯通孔。在振动板207的贯通孔内置振动板206，在振动板206的贯通孔内置振动板205，在振动板205的贯通孔内置振动板204。对于振动板204～207，对沿着y轴方向延伸的成对的第1直线部204A～207A的在x轴方向上的宽度和设于沿着x轴方向延伸的第2直线部204B～207B的配重204C～207C的厚度进行调整，以使振动板204～207以期望的共振频率进行振动。

换言之，具有呈字母U形的板的部分，通过将该部分的两端(固定端)连结于被固定于壳体2”的固定部202D的连结部(被固定部)202而构成多个振动板204～207。在振动板204～207同与其相邻的其他的振动板之间形成有间隙，因此即使振动板204～207与连结部202一体化，振动板204～207也能够各自独立地振动。

在各振动板204～207中也是，被固定的固定端的宽度(与被固定部202连结的部分的在x轴方向上的宽度)之和比整体的在相同方向(x轴方向)上的宽度小。例如，如图36A所示，振动板204的固定端的宽度d4”之和比振动板204整体的宽度W4”之和小。这样一来，对于各振动板204～207而言，不仅能够增大绕x轴振动的位移，例如也能够增大绕xy平面内的偏离x轴的轴线振动的位移。因而，采用本实施方式的振动发电装置，能够扩展能够增大发电量的振动方向。

由此，例如，如图37A所示，能够利用振动板204～207增大在50Hz～400Hz的频带的振动的位移。在此，对于振动板204～207而言，在使第1直线部204A～207A的在x轴方向上的宽度相同并且使设于第2直线部204B～207B的配重204C～207C的厚度相同的情况下，如图37B所示，在最低的共振频率与第2个共振频率之间，振动位移的水平下降。然而，对于振动板204～207，在像本实施方式的振动发电装置这样使第1直线部204A～207A的在x轴方向上的宽度不同并且使设于第2直线部204B～207B的配重204C～207C的厚度不同的情况下，例如图37C所示，能够将最低的共振频率与第2个共振频率之间的频率响应提高至约30倍。

另外，上述各实施方式的振动装置具备共振频率彼此不同的多个振动板，但也可以是，将上述那样的多个振动板中的至少1个振动板替换为图38所示的振动板8。振动板8呈圆环状，在1处利用被固定部8D进行固定，在与被固定部8D相反的那一侧设有配重8C。在该振动板8的情况下，在其主面8A的局部贴附有作为金属板的外套8B。外套8B也贴附于振动板8的不变形的部分、设有被固定部8D、配重8C的部分。在该圆环状的振动板8的情况下，外套8B设为在振动板8的内缘侧沿着周向延伸。这样一来，能够增大贴附有外套8B的区域与未贴附外套8B的区域的交界周边的应力，增大利用振动板8的振动进行发电的发电量等。

此外，也可以使用图39所示的振动板9。在图39中，表示被对半切断的状态下的振动板9。该振动板9呈圆环状，在1处利用被固定部9D进行固定，在与被固定部9D相反的那一侧设有配重9C。在主面9A上贴附有作为金属板的外套9B。外套9B沿着振动板9的周向延伸设置。更具体而言，外套9B是由宽度较窄的部分9Ba和宽度较宽(宽度与主面9A的宽度相同)的部分9Bb在振动板9的周向上交替地连结而构成的。部分9Ba、9Bb的宽度、长度不均等。通过安装这样的外套9B，能够进一步增大贴附有外套9B的区域与未贴附外套9B的区域的交界周边的应力，增大利用振动板9的振动进行发电的发电量等。

此外，也可以使用图40所示的振动板10。在图40中，表示被对半切断的状态下的振动板10。该振动板10呈圆环状，在1处利用被固定部10D进行固定，在与被固定部10D相反的那一侧设有配重10C。在该振动板10贴附有作为金属板的外套10B。外套10B沿着振动板10的周向延伸设置。此外，随着朝向从被固定部10D离开的方向去，外套10B的宽度逐渐变窄。通过安装该外套10B，能够进一步增大贴附有外套10B的区域与未贴附外套10B的区域的交界周边的应力，增大利用振动板10的振动进行发电的发电量等。

此外，也可以使用图41所示的振动板11。在图41中，表示被对半切断的状态下的振动板11。该振动板11呈圆环状，在1处利用被固定部11D进行固定。配重11C设于振动板11的距被固定部11D最远的位置，是通过保留作为振动板11的原材料的SOI晶片的Si层而形成的。该振动板11是由宽度较窄且厚度较薄的部分11Aa(变细部)和宽度较宽且厚度较厚的部分11Ab在其周向上交替地连结而构成的圆环状的板。部分11Ab也是通过保留作为振动板11的原材料的SOI晶片的Si层而形成的。采用该振动板11，能够增大宽度较窄且厚度较薄的部分11Aa与宽度较宽且厚度较厚的部分11Ab的交界周边的应力，因此能够增大利用振动板11的振动进行发电的发电量等。

此外，也可以是，如图42A和图42B所示的振动板11那样安装金属制的配重11C’。如图43所示，配重11C’在振动板11的距被固定部11D最远的位置借助硅层11E连接于振动板11。此外，配重11C’从与振动板11连接的位置沿着振动板11而与振动板11平行地伸出。这样一来，能够增大配重11C’的重量而降低振动板11整体的共振频率，并且确保振动板11的应力较大的部分的大小。由此，能够增大利用振动板11的振动进行发电的发电量等。

上述那样的具有外套和变细部的振动板能够应用于圆弧状以外的形状的振动板。

另外，振动装置例如能够用作压力传感器等各种传感器的自带电源。例如，若使用上述各实施方式的振动发电装置1D等作为用于检测压力变动的传感器的电源，则也能够构成以下系统：利用由压力的变动产生的振动使振动发电装置1D进行发电，利用所产生的电力使传感器工作，由该传感器检测压力。

在上述实施方式中，振动板4、5、6、7等是使用应用了半导体制造技术的MEMS技术制造成的，但本发明不限于此。也可以如以下那样来制造振动板4、5、6、7等。即，也可以是，通过将压电材料层40D例如设为压电陶瓷，在该压电陶瓷的一主面粘贴上部电极层40E，在压电陶瓷的另一主面粘贴下部电极层40C，从而形成压电层40A。然后，通过在该压电层40A的下部电极层40C粘贴由硅层形成的基材层40B，从而制造出振动板4、5、6、7等。

另外，在压电材料层40D例如是压电陶瓷的情况下，该压电材料层40D与使用MEMS技术制造出的压电材料层40D相比强度(例如硬度)较高。这样，在压电材料层40D的强度比较高，振动板4、5、6、7等的强度(例如硬度)比较高的情况下，供压电材料层40D(压电层40A)层叠的基材层40B对于振动板4、5、6、7等而言不是必需的结构。

在上述实施方式中，层叠在基材层40B上的压电层40A由1个压电材料层40D形成。然而，本发明不限于此。也可以是，压电层40A具有多个压电材料层40D。

也可以是，压电层40A例如是依次层叠下部电极层40C、压电材料层40D、上部电极层40E、压电材料层40D、上部电极层40E而构成的，压电层40A具有两个压电材料层40D。此外，也可以是，压电层40A例如是依次层叠下部电极层40C、压电材料层40D、上部电极层40E、压电材料层40D、上部电极层40E、压电材料层40D、上部电极层40E而构成的，压电层40A具有3个压电材料层40D。

另外，如上所述，即使在利用层叠有多个压电材料层40D的压电层40A形成振动板4、5、6、7等的情况下，这些压电材料层40D也不限于例如PZT。多个压电材料层40D是在施加的电压的作用下进行伸缩动作并在从外部施加的振动力的作用下挠曲振动的压电元件即可。

在上述的实施方式5中，通过调整配重74C～77C的厚度来对振动板74～77的共振频率进行微调，在实施方式8中也是，同样地，通过调整配重104C～113C的厚度来对振动板104～113的共振频率进行微调，但本发明不限于此。例如，也可以是，通过使用密度不同的材质，准备重量不同的配重74C～77C、配重104C～113C，将这些配重74C～77C、配重104C～113C固定于振动板74～77、振动板104～113，从而对振动板74～77、振动板104～113的共振频率进行微调。在该情况下，配重74C～77C、配重104C～113C的厚度有时也为同等程度。

在上述的实施方式7中，振动板84～87是通过对矩形的基板进行切割来制造的，但本发明不限于此。也可以是，振动板84～87是对例如圆形、椭圆形的基板进行切割来制造的。

在上述的实施方式8中，振动板104～108、109～113分别是沿着以基准点O为中心的圆弯曲的圆弧状的板(具有将圆环对半切断而成的形状的板)，但本发明不限于此。也可以是，振动板104～108、109～113作为整体呈矩形，呈在内部具有矩形的贯通孔的凹字形。

上述实施方式的骨传导式耳机1A、1B、1C以及振动发电装置1D也能够作为智能手机100等的装饰用配件进行利用。例如，能够通过将壳体2等的形状设为特定的角色的形状来提高其装饰性。

本发明能够在不脱离本发明的广义的精神和范围的条件下实施各种实施方式和变形。此外，上述的实施方式用于说明本发明，不限定本发明的范围。即，本发明的范围由权利要求书表示而不是由实施方式表示。并且，在权利要求书和与其同等的发明的意义的范围内实施的各种变形视作处于本发明的范围内。

另外，本申请主张基于2016年7月29日提出申请的日本国发明专利申请2016-150162号、2016年10月26日提出申请的日本国发明专利申请2016-210049号的优先权，通过参照将日本国发明专利申请2016-150162号和日本国发明专利申请2016-210049号的说明书、权利要求书、附图整体编入本说明书中。

产业上的可利用性

本发明能够应用于骨传导式耳机、振动发电装置。例如，除了耳机以外，能够应用于骨传导式的手机等。此外，能够应用于设于人、车等运动物体，或设于路面等的从运动物体受到振动的部分的振动发电装置。

附图标记说明

1A、1B、1C、骨传导式耳机；1D、振动发电装置；2、2’、2”、壳体；2A、2B、盖；2C、内部空间；2D、固定部；2E、凸起；2F、凹部；2G、侧壁；3、信号输入部；3A、声音输入端子；3B、卡定部；3C、输出电极；4、4’、4”、振动板；4A、主面；4C、配重；4D、被固定部；4E、贯通孔；4G、缺口部；5、振动板；5A、主面；5C、配重；5D、被固定部；5E、贯通孔；5G、缺口部；6、振动板；6A、主面；6C、配重；6D、被固定部；6E、贯通孔；6G、缺口部；7、振动板；7A、主面；7C、配重；7D、被固定部；7E、贯通孔；7G、缺口部；8、振动板；8A、主面；8B、外套；8C、配重；8D、被固定部；9、振动板；9A、主面；9B、外套；9Ba、部分；9Bb、部分；9C、配重；9D、被固定部；10、振动板；10A、主面；10B、外套；10C、配重；10D、被固定部；11、振动板；11A、主面；11Aa、部分(变细部)；11Ab、部分；11C、11C’、配重；11D、被固定部；11E、硅层；15、振动板；15A、主面；15B、臂部；15C、配重；16、振动板；16A、主面；16B、臂部；16C、配重；17、振动板；17A、主面；17B、臂部；17C、配重；24、振动板；24A、主面；24C、配重；25、振动板；25A、主面；25B、臂部；25C、配重；26、振动板；26A、主面；26B、臂部；26C、配重；27、振动板；27A、主面；27B、臂部；27C、配重；30、输出部；30A、端子；34、振动板；34A、主面；34B、臂部；34C、配重；34D、被固定部；35、振动板；35A、主面；35B、臂部；35C、配重；35D、被固定部；36、振动板；36A、主面；36B、臂部；36C、配重；36D、被固定部；37、振动板；37A、主面；37B、臂部；37C、配重；37D、被固定部；38、振动板；38A、主面；38B、臂部；38C、配重；38D、被固定部；40A、压电层；40B、基材层；40C、下部电极层；40D、压电材料层；40E、上部电极层；40F、Si支承层；40G、Si活性层；44、45、46、47、振动板；50、振动板组；51、振动板组；54、55、56、57、振动板；61、钩部；62、壳体；62D、固定部；63、线缆；64、信号输入部；65、振动板组；70、振动板；70B、臂部；70C、配重；71、振动板；71B、臂部；71C、配重；72、振动板；72B、臂部；72C、配重；74、振动板；74A、主面；74C、配重；74D、被固定部；75、振动板；75A、主面；75C、配重；76、振动板；76A、主面；76C、配重；77、振动板；77A、主面；77C、配重；80、整流平滑电路；81、蓄电池；82、连结部；84、85、86、87、振动板；84A、85A、86A、87A、主面；84C、85C、86C、87C、配重；88、矩形框；94D、95D、96D、97D、固定部；100、便携式终端设备(智能手机)；101、耳机插孔；102、连结部(被固定部)；102D、固定部；104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、振动板；104C、105C、106C、107C、108C、109C、110C、111C、112C、113C、配重；202、连结部(被固定部)；202D、固定部；204、205、206、207、振动板；204A、205A、206A、207A、第1直线部；204B、205B、206B、207B、第2直线部；204C、205C、206C、207C、配重；h、使用者；S、扇形褶。

Claims (31)

1.一种振动装置，其中，

该振动装置包括：

多个振动板，其具有层叠而成的压电层，并利用该压电层的伸缩或从外部施加的振动力而进行挠曲振动，该多个振动板的共振频率彼此不同；以及

壳体，其具有用于收纳所述多个振动板的内部空间和用于固定各所述振动板的局部的固定部，并能够经由所述固定部在各所述振动板与外部之间传递振动。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其中，

所述多个振动板包含如下振动板，即，在该振动板的主面的与从所述固定部朝向所述振动板的中心的方向正交的方向上，所述振动板的整体宽度比利用所述固定部进行固定的固定端的整体宽度大。

3.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

所述多个振动板配置于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的振动装置，其中，

所述多个振动板包含如下振动板，即，该振动板的主面的局部被挖通而形成有贯通孔，在所述贯通孔内置其他的振动板。

5.根据权利要求4所述的振动装置，其中，

所述多个振动板同心地配置。

6.根据权利要求4所述的振动装置，其中，

所述贯通孔偏心地形成于比主面的中央靠所述固定部侧的位置。

7.根据权利要求3所述的振动装置，其中，

所述多个振动板分别是在以基准点为中心的圆的半径方向上排列设置的圆心角相同的圆弧状的板，

所述多个振动板在两端固定于所述固定部。

8.根据权利要求7所述的振动装置，其中，

所述多个振动板的固定于所述固定部的部分以所述基准点为中心朝向相反方向延伸或呈放射状延伸地设有多个。

9.根据权利要求3所述的振动装置，其中，

所述多个振动板分别具有：

两个第1直线部，其一端固定于所述固定部，该两个第1直线部互相平行地延伸；以及

第2直线部，其将所述两个第1直线部的另一端彼此连结起来，

所述多个振动板以在由所述第1直线部和所述第2直线部形成的框的内侧内置其他的振动板的方式排列设置。

10.根据权利要求3～9中任一项所述的振动装置，其中，

所述多个振动板利用固定于所述固定部的部分而实现一体化。

11.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

所述多个振动板在其厚度方向上排列设置。

12.根据权利要求11所述的振动装置，其中，

所述多个振动板的外形尺寸均等。

13.根据权利要求3或11所述的振动装置，其中，

所述多个振动板以各所述振动板的主面的面积增大或减小的顺序排列设置。

14.根据权利要求3或11所述的振动装置，其中，

所述多个振动板以其厚度增大或减小的顺序排列设置。

15.根据权利要求3或11所述的振动装置，其中，

在各所述振动板设有配重。

16.根据权利要求15所述的振动装置，其中，

所述多个振动板以设于各所述振动板的所述配重的重量增大或减小的顺序排列设置。

17.根据权利要求15或16所述的振动装置，其中，

所述配重设于各所述振动板的从所述固定部通过所述振动板的中心的中心线上。

18.根据权利要求15或16所述的振动装置，其中，

所述配重设于各所述振动板的偏离从所述固定部通过所述振动板的中心的中心线的位置。

19.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

该振动装置具备输入输出部，该输入输出部用于进行以下两者中的任一者：输入从外部设备输出来的电压信号而施加于各所述振动板的所述压电层；将在所述压电层产生的电荷作为电流取出。

20.根据权利要求19所述的振动装置，其中，

所述固定部配置于与所述输入输出部相反的那一侧。

21.根据权利要求20所述的振动装置，其中，

所述多个振动板中的至少1个振动板的与所述输入输出部相对的部分被切除。

22.根据权利要求21所述的振动装置，其中，

所述多个振动板中的至少1个振动板的主面的形状呈字母C形、字母U形或凹状。

23.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

该振动装置具备共振频率与所述多个振动板中的任一振动板的共振频率相同的其他的振动板。

24.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

所述多个振动板各自的共振频率的间隔被限定为，相邻的共振频率之间的频率响应大于单独的振动板的频率响应。

25.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

在所述多个振动板中的至少1个振动板的主面的局部贴附有金属板。

26.根据权利要求25所述的振动装置，其中，

贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板在所述振动板的内缘侧沿着周向延伸设置。

27.根据权利要求25所述的振动装置，其中，

贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板是由宽度较窄的部分和宽度较宽的部分在所述振动板的周向上交替地连结而构成的。

28.根据权利要求25所述的振动装置，其中，

贴附有所述金属板的振动板呈圆环状，

所述金属板沿着所述振动板的周向延伸设置，

随着朝向从所述固定部离开的方向去，所述金属板的宽度变窄。

29.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，

所述多个振动板中的至少1个振动板是由宽度较窄且厚度较薄的部分和宽度较宽且厚度较厚的部分在该振动板的周向上交替地连结而构成的圆环状的板。

30.根据权利要求29所述的振动装置，其中，

在所述至少1个振动板的距所述固定部最远的位置连接有金属制的配重。

31.根据权利要求30所述的振动装置，其中，

所述金属制的配重从与所述振动板连接的位置沿着所述振动板而与所述振动板平行地伸出。