JP2002058096A

JP2002058096A - 発音体

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Publication number: JP2002058096A
Application number: JP2000240557A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Toshida; 豊土信田; Koichiro Tsujiku; 浩一郎都竹; Hiroaki Uenishi; 広明植西; Mitsuya Tsujikawa; 光也辻川; Mamoru Sakamoto; 守坂本
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電歪材料を利用しても良好な音声の可能な発
音体を提供する。【解決手段】信号源Ｅのプラスの電圧は、ダイオード
Ｄ１によって電極１６から電歪層１０に印加され、電歪
層１０が面方向に伸びる。信号源Ｅのマイナスの電圧
は、ダイオードＤ２によって電極１８から電歪層１２に
印加され、電歪層１２が面方向に伸びる。一方、電歪層
１０，１２が電界の２乗に比例するように歪もうとして
も、電歪層１０，１２間に設けられた弾性体層１４によ
ってそのような変形が補正される。これによって、発音
体としての変位ΔＺは電圧Ｅに比例するようになり、音
声信号に対する忠実度の高い発音特性を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を機械振
動に変換する発音体の改良に関するものである。

【０００２】

【背景技術】発音体（電気音響変換器）としては、電磁
変換器を用いたものや圧電材料を使用したものが知られ
ており、広く普及している。特に最近は、携帯電話など
比較的小型の電子機器の普及に伴い、圧電材料を使用し
た圧電発音体も普及している。しかしながら、この圧電
発音体には、圧電材料に対して分極処理を施さなければ
ならない，圧電材料によっては鉛を含むものがあり、環
境保護の観点から使用しないほうが好ましいなどの課題
がある。

【０００３】一方、このような圧電材料に近似した材料
として電歪材料があり、アクチュエータとして利用され
ている。しかし、圧電材料を使用した発音体の場合は入
力信号が歪に比例するものの、電歪材料で発音体を構成
した場合は入力信号の２乗に歪が比例するようになる。
このため、音声信号を再生した場合、再生周波数が２倍
になってしまい、通常の音声再生ができないという不都
合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電歪材
料を使用して発音体を得る場合、上述した圧電材料を使
用した発音体と比較して、分極を必要としない，高電圧
で駆動できる，鉛を含まない材料の選択の幅が大きいと
いう利点がある。本発明は、以上の点に着目したもの
で、従来の圧電発音体とは異なる電気歪効果を利用した
発音体を提供することを、その目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、積層形成された第１及び第２の電歪層；
該第１及び第２の電歪層をそれぞれ変位させる信号電圧
を印加するための電極層；前記第１及び第２の電歪層を
交互に変位させるための変位切替手段；前記第１及び第
２の電歪層の積層体の変位が印加電圧に比例するように
補正する変位補正手段；を備えたことを特徴とする。本
発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な
説明及び添付図面から明瞭になろう。

【０００６】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞……以下、本発明
の実施の形態について詳細に説明する。最初に、図１を
参照しながら実施形態１について説明する。本実施形態
の発音体は、図１（Ａ）に積層構造を示すように、電歪
層１０，１２に弾性体層１４を積層する，例えば図のよ
うに電歪層１０，１２によって弾性体層１４を挟みこん
で積層した構成となっている。なお、弾性体層１４は、
電歪層１０，１２の中央ではなくいずれか一方の側であ
ってもよいし、電歪層１０，１２に直接接するのみなら
ず間接的に接するように積層してもよい。電歪層１０，
１２と弾性体層１４との間には、電極層１５が形成され
ている。なお、電極層１５として導電性接着剤を使用
し、これによって電歪層１０，１２と弾性体層１４を接
着するようにしてもよい。更に、このような積層体の表
裏に電極層１６，１８をそれぞれ設けることで、発音体
２０が構成されている。この発音体２０は、中央の弾性
体層１４の左右が支持手段２２で支持されている。な
お、発音体２０は、全体として円盤形状に形成されてい
る。

【０００７】以上の各部のうち、電歪層１０，１２とし
ては、ＰＭＮ＝Ｐｂ(Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３)Ｏ_３，ＰＴ＝ＰｂＴｉＯ_３，ＢＺＮ＝Ｂａ(Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３)Ｏ_３，ＰＭＷ＝Ｐｂ(Ｍｇ_１／２Ｗ_１／２)Ｏ_３，としたとき、（１）０.９０ＰＭＮ−０.１０ＰＴ，（２）０.８７ＰＭＮ−０.１３ＰＴ，（３）０.４５ＰＭＮ−０.３６ＰＴ−０.１９ＢＺＮ，
もしくは（４）０.８０ＰＭＮ−０.１１ＰＴ−０.０９ＰＭＷ，のいずれかを、例えば３０μｍ程度の厚さに形成したも
のが使用される。他に、Ｐｂを含まないものとして、（５）Ｂａ(Ｓｎ_０.１５Ｔｉ_０.８５)Ｏ_３，（６）Ｂａ(Ｓｎ_０.１３Ｔｉ_０.８７)Ｏ_３，もしくは（７）(Ｂａ_０.６６Ｓｒ_０.３４)ＴｉＯ_３，なども適用可能である。

【０００８】弾性体層１４としては、例えば、加硫ゴ
ム，高分子ゴムを使用し、弾性体の応力と歪の曲線が２
次曲線になるように歪を調整した状態で電歪層１０，１
２に貼り付けるようにする。図１（Ｃ）には、弾性体層
１４の特性の一例が示されており、横軸が変位Ｘ，縦軸
が力Ｆとなっている。すなわち、力Ｆを印加したときの
弾性体層１４の変位Ｘが示されている。両者の関係を数
式で示すと、係数をαとしたとき、Ｆ＝α・Ｘ^２とな
り、これをグラフで示すと図１（Ｃ）のようになる。

【０００９】電極層１６，１５，１８としては、前記
（１）〜（４）の電歪材料の場合は、例えばＡｇ/Ｐ
ｄ，Ｐｄ，Ａｇ/Ｐｔ，Ｐｔ，Ａｇが好適である。ま
た、前記（５）〜（７）の電歪材料の場合は、例えばＰ
ｄ，Ｐｔ，Ｎｉが好適である。電極層１５，１６，１８
は、例えば１．５〜２μｍ程度の厚さに形成する。支持
手段２２は、例えばシリコーン樹脂系接着剤によって弾
性体層１４に接着する。発音体２０の外形は、例えば直
径が１５〜３０ｍｍ程度とする。

【００１０】以上のように構成された発音体２０には、
図１（Ｂ）に示す駆動回路によって駆動電圧が印加され
る。すなわち、信号源Ｅの一端は、逆方向に並列に接続
されたダイオードＤ１，Ｄ２を介して、電極層１６，１
８にそれぞれ接続されており、信号源Ｅの他端（アース
側）は中央の弾性体層１４を挟む電極層１５に接続され
ている。信号源Ｅからは、例えば実効値で±３Ｖ程度の
音声信号電圧が出力される。

【００１１】次に、本実施形態の作用を説明する。信号
源Ｅの電圧のうち、プラスの電圧は、ダイオードＤ１に
よって電極層１６に印加される。上述したように、信号
源Ｅの他端は弾性体層１４を挟む電極層１５に接続され
ている。従って、プラスの信号電圧は、電歪層１０に印
加されるようになる。一方、信号源Ｅの電圧のうち、マ
イナスの電圧は、ダイオードＤ２によって電極層１８に
印加され、更には電歪層１２に印加されるようになる。

【００１２】電歪材料は、電圧が印加されると、その電
圧の印加方向（電界方向）に縮む性質がある。本例で
は、厚み方向が電界方向であるから、厚み方向に縮むよ
うになり、結果的に面方向に伸びる。一方、発音体中央
は、支持手段２２によって支持されており、変位するこ
とはできない。このため、電圧の極性と、発音体２０全
体として見たときの変位との関係は、図１（Ｄ）に示す
ようになる。すなわち、プラスの電圧が印加されたとき
は、電歪層１０が面方向に伸びる。このため、発音体２
０全体としては、図１（Ｄ）の（Ｄ−２）の状態にあっ
たものが（Ｄ−１）ように変位する。逆に、マイナスの
電圧が印加されたときは、電歪層１２が面方向に伸び
る。このため、発音体２０全体としては、図１（Ｄ）の
（Ｄ−２）の状態にあったものが（Ｄ−３）ように変位
する。

【００１３】この場合において、本実施形態では、電歪
層１０，１２間に弾性体層１４が設けられており、印加
される力Ｆと変位Ｘとの関係は上述したとおりである。
このため、電歪層１２が、電界の２乗に比例するように
歪もうとしても、弾性体層１４によってそのような変形
が緩和され、発音体２０全体としては弾性体層１４の変
位特性を強く反映して変位するようになる。従って、本
実施形態によれば、図１（Ｅ）に示すように、変位ΔＺ
は電圧Ｅに比例するようになり、音声信号に対する忠実
度の高い発音特性を得ることができる。

【００１４】＜実施形態２＞……次に、図２を参照しな
がら実施形態２について説明する。なお、上述した実施
形態と対応する構成要素には同一の符号を用いる（以下
の実施形態においても同様）。図２には、本実施形態の
主要断面が示されている。同図に示すように、本実施形
態の発音体３０は、上述した電歪層１０，１２を積層構
造としたことを特徴とする。電歪層１０は、電歪シート
１０Ａ〜１０Ｃと電極層１６Ａ〜１６Ｃが交互に積層さ
れた構成となっている。また、電歪層１２は、電歪シー
ト１２Ａ〜１２Ｃと電極層１８Ａ〜１８Ｃが交互に積層
された構成となっている。前記電歪シートとしては、例
えば１５μｍの厚さに形成されたものを使用する。

【００１５】電極層１６Ａ〜１６Ｃのうち、電極層１６
Ａ，１６Ｃは、ダイオードＤ１側に接続されており、電
極１６Ｂはアース側に接続されている。電極層１８Ａ〜
１８Ｃも同様であり、電極層１８Ａ，１８Ｃは、ダイオ
ードＤ２側に接続されており、電極１８Ｂはアース側に
接続されている。これら逆並列接続されたダイオードＤ
１，Ｄ２によって変位切替経路が構成されている。他の
部分は、上述した実施形態１と同様である。

【００１６】次に、本実施形態の作用を説明する。まず
信号源Ｅからプラスの電圧が出力されたとすると、この
プラスの電圧は、電歪シート１０Ａ〜１０Ｃに印加され
る。このとき、電歪シート１０Ａと１０Ｃに印加される
電界の方向と、電歪シート１０Ｂに印加される電界の方
向は逆方向となるが、この電界の方向に関係なく、電歪
シート１０Ａ〜１０Ｃは厚さ方向に縮むとともに面方向
に伸びる。従って、発音体３０全体としてみると、プラ
スの電圧が印加されたときは、前記図１（Ｄ）の（Ｄ−
１）ように変位する。逆に、信号源Ｅからマイナスの電
圧が出力されたとすると、このマイナスの電圧は、電歪
シート１２Ａ〜１２Ｃに印加される。このとき、電歪シ
ート１２Ａと１２Ｃに印加される電界の方向と、電歪シ
ート１２Ｂに印加される電界の方向は逆方向となるが、
この電界の方向に関係なく、電歪シート１２Ａ〜１２Ｃ
は厚さ方向に縮むとともに面方向に伸びる。従って、発
音体３０全体としてみると、マイナスの電圧が印加され
たときは、前記図１（Ｄ）の（Ｄ−３）ように変位す
る。

【００１７】一方、電歪シート１０Ａ〜１０Ｃと電歪シ
ート１２Ａ〜１２Ｃとの間に弾性体層１４が設けられて
いる。従って、本実施形態においても、前記実施形態１
と同様に、発音体３０の変位ΔＺは電圧Ｅに比例するよ
うになる。

【００１８】＜実施形態３＞……次に、図３を参照しな
がら実施形態３について説明する。図３（Ａ）に示すよ
うに、本実施形態の発音体４０は、上述した実施形態１
の弾性体層１４の代わりに複合電極体層４２を形成した
ものである。複合電極体としては、例えば、シリコンゴ
ムに、Ｎｉ，ＡｇメッキＣｕ，Ａｇなどの金属粒子や、
Ｃ粉末を混入したものが使用される。なお、支持手段２
２が導電性である場合は、この支持手段２２を介して信
号源Ｅの他端を複合電極体層４２に接続するようにして
もよい。複合電極体の外力に対する抵抗Ｒと変位Ｘとの
関係は、係数ｋに対して、Ｒ＝ｋ・Ｘ^０．５で表され、
これをグラフで示すと、図３（Ｂ）に示すようになる。
この場合において、本実施形態では、電歪層１０，１２
がそれぞれ電界の２乗に比例して歪もうとしても、複合
電極体の抵抗値の上昇で電歪層１０，１２に印加される
電界が低下し、発音体４０の変位ΔＺは電圧Ｅに比例す
るようになる。従って、本実施形態においても、上述し
た実施形態１と同様の効果を得ることができる。

【００１９】図４の発音体４４は、前記実施形態３を前
記実施形態２に適用したもので、実施形態２の弾性体層
１４及び電極層１５の代わりに、実施形態３の複合電極
体層４２を形成したものである。別言すれば、実施形態
２の電歪層１０，１２を積層構造としたものである。本
実施形態の他の構成及び作用は、上述した実施形態２，
３と同様である。

【００２０】＜実施形態４＞……次に、図５を参照しな
がら実施形態４について説明する。まず同図（Ａ）にお
いて、本実施形態の発音体５０は、上述した実施形態の
逆並列接続されたダイオードＤ１，Ｄ２による変位切替
経路の代わりに、圧電材料による変位切替素子５２を電
極層１６側に設けたものである。信号源Ｅの一端は電極
層１６，１８に接続されており、信号源Ｅの他端（アー
ス側）は弾性体層１４と重なる電極層５１及び変位切替
素子５２の電極層５４にそれぞれ接続されている。変位
切替素子５２は、例えば、電極層１６の電圧がプラスの
ときに面方向に伸び、電極層１６の電圧がマイナスのと
きに面方向に縮むように分極されているものとする。も
ちろん、その反対の分極も可能である。他の構成は、上
述した実施形態１と同様である。

【００２１】次に、本実施形態の作用を説明する。ま
ず、信号源Ｅの電圧がプラスのときは、それが電極層１
６，１８にそれぞれ印加される。すると、電歪層１０，
１２は、いずれも厚さ方向に縮むとともに、面方向には
伸びるようになる。この状態において、本実施形態で
は、変位切替素子５２にプラスの電圧が印加されるた
め、変位切替素子５２が面方向に伸びるようになる。す
なわち、電歪層１０，１２がいずれも伸びるとともに、
変位切替素子５２も伸びる。このため、発音体５０全体
としては、図１（Ｄ）の（Ｄ−１）のように変位する。

【００２２】一方、信号源Ｅの電圧がマイナスのとき
は、それが電極層１６，１８にそれぞれ印加される。す
ると、電歪層１０，１２は、いずれも厚さ方向に縮むと
ともに、面方向には伸びるようになる。この状態におい
て、本実施形態では、変位切替素子５２にマイナスの電
圧が印加されるため、変位切替素子５２が面方向に縮む
ようになる。すなわち、電歪層１０，１２がいずれも伸
びるものの、変位切替素子５２は縮む。このため、発音
体５０全体としては、図１（Ｄ）の（Ｄ−３）のように
変位する。別言すれば、本実施形態における変位切替素
子５２は、発音体５０を変形させるためのトリガとして
作用すると考えることもできる。しかも、弾性体層１４
が作用するため、電圧と歪が比例するように変位が補正
される。従って、本実施形態においても、上述した実施
形態と同様の効果を得ることができる。

【００２３】図５（Ｂ）の例は、上述した図５（Ａ）の
例を図３の実施形態に適用したもので、弾性体層１４及
び電極層１５の代わりに複合電極体層４２を使用したも
のである。本例によっても、同様の効果を得ることがで
きる。

【００２４】＜実施形態５＞……次に、図６を参照しな
がら実施形態５について説明する。この実施形態５は、
上述した実施形態４を積層構造の実施形態に適用したも
のである。まず、図６（Ａ）の例は、前記実施形態４を
図２の実施形態に適用したもので、電極層１６側に変位
切替素子５２及び電極層５４が形成されている。信号源
Ｅの一端は、電極層１６Ａ，１８Ａにそれぞれ接続され
ており、弾性体層１４及び変位切替素子５２の電極層５
４が信号源Ｅの他端に接続されている。電歪層１０Ａ〜
１０Ｃ，１２Ａ〜１２Ｃが積層されているものの、信号
源Ｅの電圧の印加の具合は、前記実施形態４と同様であ
る。従って、本実施形態においても、前記実施形態４と
同様の効果を得ることができる。図６（Ｂ）の発音体６
６は、前記同図（Ａ）の例を前記図４の実施形態に適用
したものであり、これも同様の効果が得られる。

【００２５】＜実施形態６＞……次に、図７を参照しな
がら実施形態６について説明する。上述した実施形態
は、変位を補正するために弾性体層や複合電極体層を設
けたが、本実施形態は、発音体が球面で変位するように
電極層を形成することで変位を補正することを特徴とす
る。

【００２６】図７（Ａ）には本実施形態における発音体
７０の積層構造が示されており、同図（Ｂ）には同図
（Ａ）の平面が示されている。これらの図において、電
歪層１０，１２の表面側には電極層７２，７４がいずれ
も渦巻状に形成されている。また、電歪層１０，１２間
にも電極層７６が設けられており、この電極層７６も渦
巻状に形成されている。図７（Ｃ）には、以上のような
発音体７０と変位切替回路との接続の様子が示されてい
る。すなわち、電極層７２はダイオードＤ１を介して信
号源Ｅに接続されており、電極層７４はダイオードＤ２
を介して信号源Ｅに接続されている。また、中央の電極
層７６は信号源Ｅの他端（アース側）に接続されてい
る。

【００２７】次に、本実施形態の作用を説明する。信号
源Ｅの電圧のうち、プラスの電圧は、ダイオードＤ１に
よって電極層７２に印加される。上述したように、信号
源Ｅの他端は電極層７６に接続されている。従って、プ
ラスの信号電圧は、電歪層１０に印加されるようにな
る。一方、信号源Ｅの電圧のうち、マイナスの電圧は、
ダイオードＤ２によって電極層７４に印加され、更には
電歪層１２に印加されるようになる。

【００２８】上述したように、電歪材料は電圧の印加方
向（電界方向）に縮む性質がある。本例では、厚み方向
が電界方向であるから、厚み方向に縮むようになり、結
果的に面方向に伸びる。このため、電圧の極性と、発音
体２０全体として見たときの変位との関係は、図７
（Ｄ）に示すようになる。すなわち、プラスの電圧が印
加されたときは、電歪層１０が面方向に伸びる。このた
め、発音体７０全体としては、図７（Ｄ）の（Ｄ−２）
の状態にあったものが（Ｄ−１）ように変位する。逆
に、マイナスの電圧が印加されたときは、電歪層１２が
面方向に伸びる。このため、発音体７０全体としては、
図７（Ｄ）の（Ｄ−２）の状態にあったものが（Ｄ−
３）ように変位する。

【００２９】この場合において、本実施形態では、発音
体７０が球面の一部となるように変位するように、電極
層７２，７４，７６がそれぞれ渦巻状に形成されてい
る。ここで、図７（Ｅ）に示すように、発音体７０の中
心から支持端に至る角度をθ，距離をＲ，変位をΔＺ，
球面半径をｒとすると、以下の数１のようになり、変位
ΔＺは電圧Ｅに比例する。従って、本実施形態でも、上
述した実施形態と同様に電圧に比例した変位が可能とな
る。

【００３０】

【数１】

【００３１】＜実施形態７＞……次に、図８を参照しな
がら実施形態７について説明する。この実施形態は、前
記実施形態６の電歪層を図２のように積層構造とした例
である。すなわち、発音体８０の電歪層１０は、電歪シ
ート１０Ａ〜１０Ｃと電極層７２Ａ〜７２Ｃが交互に積
層された構成となっている。また、電歪層１２は、電歪
シート１２Ａ〜１２Ｃと電極層７４Ａ〜７４Ｃが交互に
積層された構成となっている。電極層７２Ａ〜７２Ｃの
うち、電極層７２Ａ，７２Ｃは、ダイオードＤ１側に接
続されており、電極７２Ｂはアース側に接続されてい
る。電極層７４Ａ〜７４Ｃも同様であり、電極層７４
Ａ，７４Ｃは、ダイオードＤ２側に接続されており、電
極７４Ｂはアース側に接続されている。電極層７２Ａ〜
７２Ｃ，７４Ａ〜７４Ｃは、いずれも渦巻状となってい
る。

【００３２】次に、本実施形態の作用を説明する。まず
信号源Ｅからプラスの電圧が出力されたとすると、この
プラスの電圧は、電歪シート１０Ａ〜１０Ｃに印加され
る。このとき、電歪シート１０Ａと１０Ｃに印加される
電界の方向と、電歪シート１０Ｂに印加される電界の方
向は逆方向となるが、この電界の方向に関係なく、電歪
シート１０Ａ〜１０Ｃは厚さ方向に縮むとともに面方向
に伸びる。従って、発音体８０全体としてみると、プラ
スの電圧が印加されたときは、前記図７（Ｄ）の（Ｄ−
１）ように変位する。逆に、信号源Ｅからマイナスの電
圧が出力されたとすると、このマイナスの電圧は、電歪
シート１２Ａ〜１２Ｃに印加される。このとき、電歪シ
ート１２Ａと１２Ｃに印加される電界の方向と、電歪シ
ート１２Ｂに印加される電界の方向は逆方向となるが、
この電界の方向に関係なく、電歪シート１２Ａ〜１２Ｃ
は厚さ方向に縮むとともに面方向に伸びる。従って、発
音体８０全体としてみると、マイナスの電圧が印加され
たときは、前記図７（Ｄ）の（Ｄ−３）ように変位す
る。

【００３３】一方、電極層７２Ａ〜７２Ｃ，７４Ａ〜７
４Ｃの形状が渦巻状となっているため、発音体８０は全
体として球面の一部となるように変位する。従って、本
実施形態においても、前記実施形態６と同様に、発音体
８０の変位は電圧Ｅに比例するようになる。

【００３４】＜実施形態８＞……次に、図９を参照しな
がら実施形態８について説明する。この実施形態８は、
上述した実施形態７の変位切替回路の代わりに、圧電体
による変位切替素子を設けたものである。まず、図９
（Ａ）の発音体９０は、上述した図７（Ａ）の実施形態
のダイオードＤ１，Ｄ２の代わりに、変位切替素子５２
が電極層７２上に形成されている。信号源Ｅの一端は電
極層７２，７４に接続されており、信号源Ｅの他端（ア
ース側）は電極層７６及び変位切替素子５２の電極層５
４にそれぞれ接続されている。変位切替素子５２は、例
えば、電極層７２の電圧がプラスのときに面方向に伸
び、電極層７２の電圧がマイナスのときに面方向に縮む
ように分極されているものとする。もちろん、その反対
の分極も可能である。他の構成は、上述した実施形態７
と同様である。

【００３５】次に、本実施形態の作用を説明する。ま
ず、信号源Ｅの電圧がプラスのときは、それが電極層７
２，７４にそれぞれ印加される。すると、電歪層１０，
１２は、いずれも厚さ方向に縮むとともに、面方向には
伸びるようになる。この状態において、本実施形態で
は、変位切替素子５２にプラスの電圧が印加されるた
め、変位切替素子５２が面方向に伸びるようになる。す
なわち、電歪層１０，１２がいずれも伸びるとともに、
変位切替素子５２も伸びる。このため、発音体５０全体
としては、図７（Ｄ）の（Ｄ−１）のように変位する。

【００３６】一方、信号源Ｅの電圧がマイナスのとき
は、それが電極層７２，７４にそれぞれ印加される。す
ると、電歪層１０，１２は、いずれも厚さ方向に縮むと
ともに、面方向には伸びるようになる。この状態におい
て、本実施形態では、変位切替素子５２にマイナスの電
圧が印加されるため、変位切替素子５２が面方向に縮む
ようになる。すなわち、電歪層１０，１２がいずれも伸
びるものの、変位切替素子５２は縮む。このため、発音
体５０全体としては、図７（Ｄ）の（Ｄ−３）のように
変位する。しかも、電極層７２，７４，７６が球面に変
位する形状となっているので、電圧と歪が比例するよう
になる。従って、本実施形態においても、上述した実施
形態と同様の効果を得ることができる。

【００３７】図９（Ｂ）の発音体９２は、上述した図８
の例に図９（Ａ）の実施形態に適用したもので、逆並列
接続のダイオードＤ１，Ｄ２の代わりに圧電材料による
変位切替素子５２が形成されている。本例によっても、
同様の効果を得ることができる。

【００３８】＜実施形態９＞……次に、図１０を参照し
ながら実施形態９について説明する。この実施形態は、
回路的な信号処理で電圧に比例した変位を得るようにし
たものである。まず、図１０（Ａ）の発音体１００は、
電歪層１０，１２が電極層１０２を挟んで積層されてお
り、表面に電極層１６，１８がそれぞれ形成されてい
る。電極層１６はダイオードＤ１に接続されており、電
極層１８はダイオードＤ２に接続されており、電極層１
０２は信号源Ｅの他端に接続されている。そして、信号
源Ｅの一端と、ダイオードＤ１，Ｄ２との間に、演算回
路１０４が接続されている。演算回路１０４では、入力
信号のルートの演算が行われるようになっている。

【００３９】本実施形態では、信号源Ｅの電圧Ｅが演算
回路１０４に入力され、ここで√（Ｅ）の演算が行われ
て出力される。このため、電歪層１０はプラスの√
（Ｅ）の電圧によって変位する。電歪材料は印加電圧の
２乗に比例して変位するので、結果的に電歪層１０は、
信号源Ｅの電圧に比例して変位し、面方向に伸びる。一
方、電歪層１２は変位しないので、発音体１００全体と
しては、図１（Ｄ）の（Ｄ−１）のように変位するよう
になる。電歪層１２についても同様であり、マイナスの
√（Ｅ）の電圧によって図１（Ｄ）の（Ｄ−３）のよう
に変位する。

【００４０】図１０（Ｂ）の発音体１０６は、前記図１
０（Ａ）の電歪層１０，１２を積層したもので、その作
用は上述したとおりである。

【００４１】本発明には数多くの実施形態があり、以上
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、次のようなものも含まれる。（１）前記実施形態では、変位補正手段として、弾性
体，複合電極体，球面変位電極などを用いたが、印加電
圧の２乗に変位が比例するという電歪材料の変位を補正
できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。（２）前記実施形態では、変位切替回路としてダイオー
ドの逆並列接続回路を用いたが、これも同様の作用を奏
する各種の回路が適用可能である。（３）前記実施形態では、変位切替素子として圧電素子
を用いたが、これを発音体の表裏に設けるようにしても
よい。この場合、一方の圧電素子が伸びるときは他方の
圧電素子は縮むように、電圧方向あるいは分極方向を設
定する。（４）前記実施形態では、球面変位となるように電極を
渦巻形状としたが、発音体が球面変位する形状であれ
ば、どのような電極形状であってもよい。また、図１１
に示す発音体２００のように、電歪層２０２，２０４自
体を球面変位が得られるような形状としてもよい。（５）各部の材料としては、各種の公知のものを使用し
てよい。特に、電歪材料として、無機材料以外の有機材
料を使用してもよい。（６）各部の寸法形状，電歪シートの積層数なども、必
要に応じて適宜設定してよい。（７）本発明の発音体は、オーディオ・ビデオ関連機
器，携帯電話などの情報機器など、各種のスピーカやレ
シーバなどの電気音響変換器に適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積層した電歪層を交互に変位させるとともに、該電歪層
の積層体の変位が印加電圧に比例するように変位補正を
行うこととしたので、電歪材料をしても良好に音声を再
生できる発音体を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す図である。

【図２】本発明の実施形態２を示す主要断面図である。

【図３】本発明の実施形態３を示す図である。

【図４】前記実施形態３の他の例を示す図である。

【図５】本発明の実施形態４の主要断面図である。

【図６】本発明の実施形態５の主要断面図である。

【図７】本発明の実施形態６を示す図である。

【図８】本発明の実施形態７の主要断面図である。

【図９】本発明の実施形態８の主要断面図である。

【図１０】本発明の実施形態９の主要断面図である。

【図１１】本発明の更に他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１０，１２…電歪層１０Ａ〜１０Ｃ，１２Ａ〜１２Ｃ…電歪シート１４…弾性体層１５，１６，１６Ａ〜１６Ｃ，１８，１８Ａ〜１８Ｃ，
１０２…電極層２０，３０，４０，４４，５０，５６，６０，６６，７
０，８０，９０，９２，１００，１０６，２００…発音
体２２…支持手段４２…複合電極体層５２…変位切替素子５４，７２，７２Ａ〜７２Ｃ，７４，７４Ａ〜７４Ｃ，
７６…電極層１０４…演算回路Ｄ１，Ｄ２…ダイオードＥ…信号源ないしその電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植西広明東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者辻川光也東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者坂本守東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内Ｆターム(参考） 5D004 AA07 AA14 CC05 DD01 EE00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層形成された第１及び第２の電歪層；
該第１及び第２の電歪層をそれぞれ変位させる信号電圧
を印加するための電極層；前記第１及び第２の電歪層を
交互に変位させるための変位切替手段；前記第１及び第
２の電歪層の積層体の変位が印加電圧に比例するように
補正する変位補正手段；を備えたことを特徴とする発音
体。
【請求項２】前記第１及び第２の電歪層を、電歪シー
トと電極層との積層構造としたことを特徴とする請求項
１記載の発音体。
【請求項３】前記変位切替手段が、逆並列接続された
ダイオードであることを特徴とする請求項１又は２記載
の発音体。
【請求項４】前記変位切替手段が、前記第１及び第２
の電歪層の少なくとも一方に設けた圧電素子であること
を特徴とする請求項１又は２記載の発音体。
【請求項５】前記変位補正手段が、前記第１及び第２
の電歪層に積層した弾性体層であることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の発音体。
【請求項６】前記変位補正手段が、前記第１及び第２
の電歪層に積層した複合電極層であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の発音体。
【請求項７】前記変位補正手段が、前記第１及び第２
の電歪層の積層体の変位が球面形状となるように前記第
１及び第２の電歪層を変位させる電極形状であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発音体。
【請求項８】前記変位補正手段が、前記電歪層の歪が
電圧に比例するように信号電圧に所定の演算を行う演算
回路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の発音体。
【請求項９】前記変位補正手段が、電圧に比例するよ
うに規定された前記電歪層の形状であることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の発音体。