JP2014107747A - Electroacoustic transducer and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気音響変換器及び電子機器に関する。 The present invention relates to an electroacoustic transducer and an electronic device.
携帯電話機、スマートフォン等の携帯型の電子機器においては、音楽再生、ハンズフリーなどの音響機能を商品価値とした薄型でスタイリッシュなデザインの開発が活発化している。このような携帯型の電子機器においては、音響機能として電気信号を音響信号に変換する電気音響変換器が搭載されている。電気音響変換器に対しては、小型・薄型でかつ高音質への要求が高く、薄型で高音質音の再生が可能な電気音響変換器の開発が要求されている。一般的な携帯型の電子機器においては、電気音響変換器として、磁気回路を用いる動電型スピーカを用いた動電型の電気音響変換器が使用されている。 In portable electronic devices such as mobile phones and smartphones, development of thin and stylish designs using sound functions such as music playback and hands-free are becoming active. Such a portable electronic device is equipped with an electroacoustic transducer that converts an electrical signal into an acoustic signal as an acoustic function. For electroacoustic transducers, there is a high demand for small and thin and high sound quality, and development of electroacoustic transducers that are thin and capable of reproducing high-quality sound is required. In a general portable electronic device, an electrodynamic electroacoustic transducer using an electrodynamic speaker using a magnetic circuit is used as an electroacoustic transducer.
以下の分析は、本願発明者により与えられる。 The following analysis is given by the inventor.
しかしながら、動電型の電気音響変換器では、磁気回路を用いる動電型スピーカの音圧レベルは体積排除量に依存するため、その原理上、薄型化と大音量化には限界がある。すなわち、大音量の再生には振動振幅量の増大が必要であるが、動電型の電気音響変換器では、磁気回路の駆動力を考慮した場合、磁束が因子となるため、音圧レベルを大音量化するためには磁石の体積を小さくすることができず、音圧レベルの大音量化を追求すると薄型化を犠牲にしなければならなくなるというトレードオフの問題点がある。また、動電型の電気音響変換器の薄型化を追求する場合は、磁石の薄型化とともに、磁気回路におけるボイスコイルの細線化が必要である。ボイスコイルの細線化を追求すると、大電流が流れる磁気回路においては、焼損などの問題点がある。このため、磁石の体積とボイスコイルの信頼性の観点から、動電型の電気音響変換器は薄型には不向きである。 However, in an electrodynamic electroacoustic transducer, since the sound pressure level of an electrodynamic speaker using a magnetic circuit depends on the volume exclusion amount, there is a limit to the reduction in thickness and volume in principle. In other words, it is necessary to increase the amount of vibration amplitude to reproduce a large volume, but in electrodynamic electroacoustic transducers, the magnetic pressure becomes a factor when considering the driving force of the magnetic circuit, so the sound pressure level is reduced. In order to increase the volume, there is a trade-off problem that the volume of the magnet cannot be reduced, and if the increase in sound pressure level is pursued, the reduction in thickness must be sacrificed. In addition, when pursuing thinning of an electrodynamic electroacoustic transducer, it is necessary to make the voice coil thin in the magnetic circuit in addition to thinning the magnet. When pursuing thinning of the voice coil, there is a problem such as burning in a magnetic circuit through which a large current flows. For this reason, the electrodynamic electroacoustic transducer is not suitable for thinness from the viewpoint of the volume of the magnet and the reliability of the voice coil.
そこで、動電型の電気音響変換器に代わる薄型の電気音響変換器として、圧電型の電気音響変換器がある。圧電型の電気音響変換器は、圧電の電歪効果を利用して振動振幅を発生させる電気音響変換器である。圧電型の電気音響変換器では、圧電素子自体が振動源になるため、薄型化に優位である。一方、圧電型の電気音響変換器の課題として、機械的品質係数Q(mechanical quality factor)が高いことと、落下安定性とが挙げられる。 Therefore, there is a piezoelectric electroacoustic transducer as a thin electroacoustic transducer that replaces the electrodynamic electroacoustic transducer. Piezoelectric electroacoustic transducers are electroacoustic transducers that generate vibration amplitude using the electrostrictive effect of piezoelectricity. In the piezoelectric electroacoustic transducer, the piezoelectric element itself is a vibration source, which is advantageous for thinning. On the other hand, problems with piezoelectric electroacoustic transducers include high mechanical quality factor (Q) and drop stability.
圧電型の電気音響変換器においては、通常、圧電素子として圧電セラミックス素子が使用される(例えば、特許文献1〜4参照)。圧電セラミックス素子は、機械的品質係数Qが高いため、共振周波数近傍では大きな音圧レベルが得られるものの、それ以外の帯域では音圧レベルが減衰する。すなわち、圧電セラミックス素子では、音圧周波数特性において山谷が発生し、高音質化に不可欠な設計因子である、平坦な音圧周波数特性が劣化してしまう。
In a piezoelectric electroacoustic transducer, a piezoelectric ceramic element is usually used as a piezoelectric element (see, for example,
また、圧電セラミックス素子は剛性が高いため、低域音圧レベルの再生が不利である。低域音圧の再生には、振動子自体の基本共振周波数の低減が必要であり、圧電セラミックス素子のように剛性が高いセラミックスを利用する場合、セラミックスの形状を拡大させるなどの対策が必要である。そのため、圧電セラミックス素子は、圧電型の電気音響変換器に対して、薄型であるものの、投影面積は拡大するため、必ずしも小型化で優位と言えない状況である。 In addition, since the piezoelectric ceramic element has high rigidity, reproduction at a low sound pressure level is disadvantageous. To reproduce low-frequency sound pressure, it is necessary to reduce the fundamental resonance frequency of the vibrator itself. When using ceramics with high rigidity such as piezoelectric ceramic elements, measures such as expanding the shape of the ceramics are required. is there. Therefore, although the piezoelectric ceramic element is thinner than the piezoelectric type electroacoustic transducer, the projected area is enlarged, so that it is not necessarily advantageous in downsizing.
さらに、圧電セラミックス素子は脆性材料であるため、特定箇所に応力が集中した場合、割れや欠けなどの破損が生じる。そのため、携帯型の電子機器においては、高い耐落下衝撃性が要求されるため、圧電セラミックス素子を用いた圧電型の電気音響変換器を搭載するには、実用性の観点から問題がある。 Furthermore, since the piezoelectric ceramic element is a brittle material, when stress concentrates on a specific location, breakage such as cracking or chipping occurs. For this reason, portable electronic devices are required to have high drop impact resistance, and thus mounting a piezoelectric electroacoustic transducer using a piezoelectric ceramic element is problematic from the viewpoint of practicality.
このため、圧電型の電気音響変換器においては、薄型、小型、高音質で高い信頼性を有しつつ耐落下衝撃性を向上させることが可能な画期的な施策が必要とされていた。 For this reason, in the piezoelectric electroacoustic transducer, an innovative measure capable of improving the drop impact resistance while being thin, small, high sound quality and high reliability has been required.
本発明の主な課題は、薄型、小型、高音質で高い信頼性を有しつつ耐落下衝撃性を向上させることに貢献できる電気音響変換器及び電子機器を提供することである。 The main subject of this invention is providing the electroacoustic transducer and electronic device which can contribute to improving drop impact resistance, having thinness, small size, high sound quality, and high reliability.
本発明の第1の視点においては、電気音響変換器において、貫通口を有するフレームと、前記貫通口内にて前記フレームに接合される第1金属板と、前記貫通口内にて前記フレームに接合されるとともに、前記第1金属板から所定の間隔をおいて配され、所定の領域にて貫通した複数の切欠部を有する第2金属板と、前記貫通口内の前記第1金属板と前記第2金属板との間に介在するとともに、圧電フィルムと金属膜とが交互に積層して少なくとも前記圧電フィルムを2層以上有する積層体と、を備え、前記圧電フィルムは、圧電樹脂材料よりなることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the electroacoustic transducer, a frame having a through hole, a first metal plate bonded to the frame in the through hole, and the frame bonded to the frame in the through hole. And a second metal plate having a plurality of notches penetrating in a predetermined region from the first metal plate, the first metal plate and the second in the through hole. A laminate having piezoelectric films and metal films alternately stacked and having at least two piezoelectric films, the piezoelectric film being made of a piezoelectric resin material. Features.
本発明の第2の視点においては、電子装置において、前記電気音響変換器が実装されること特徴とする。 In a second aspect of the present invention, the electroacoustic transducer is mounted in an electronic device.
本発明によれば、薄型、小型、高音質で高い信頼性を有しつつ耐落下衝撃性を向上させることに貢献できる電気音響変換器及び電子機器を提供することできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electroacoustic transducer and electronic device which can contribute to improving drop impact resistance, having thinness, small size, high sound quality, and high reliability can be provided.
[実施形態1]
本発明の実施形態1に係る電気音響変換器について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る電気音響変換器の構成を模式的に示した図2のX−X´間の断面図である。図2は、本発明の実施形態1に係る電気音響変換器の構成を模式的に示した展開斜視図である。
[Embodiment 1]
An electroacoustic transducer according to
電気音響変換器1は、圧電の電歪効果を利用して振動振幅を発生させる圧電型の電気音響変換器である(図1、図2参照)。電気音響変換器1は、例えば、携帯電話機、スマートフォン等の携帯型の電子機器に実装される。電気音響変換器1は、フレーム10の貫通口10a内に金属板17と金属板11とが所定の間隔をおいて装着され、貫通口10a内の金属板17と金属板11との間にて圧電フィルム16、14、12と金属膜15、13とが交互に積層して少なくとも圧電フィルムを2層以上(図1では3層)有する積層体2が介在する。電気音響変換器1は、主な構成部として、金属板11と、圧電フィルム12と、金属膜13と、圧電フィルム14と、金属膜15と、圧電フィルム16と、金属板17と、リード線18a、18b、18c、18dと、を有する。
The
フレーム10は、金属板11、17の端部(周縁部でも可)を保持する部材である。フレーム10は、上方(図1の上側;金属板11の板面の上方)から見て環状に形成されており、中央にフレーム10を貫通した貫通口10aを有する。貫通口10aは、上方から見て円形状(楕円形状でも可)に形成されている。フレーム10は、貫通口10a内の内壁面にて金属板17の外周端部と全周に渡って接合(接着、圧入等でも可)している。フレーム10は、貫通口10a内の内壁面にて金属板17と間隔をおいて配された金属板11の各凸部11aの外周端部と接合(接着、圧入等でも可)している。フレーム10には、例えば、樹脂材料や、真鍮、ステンレス等を用いることができる。
The
金属板11は、金属よりなる板状部材である。金属板11は、凸部11aを除いて、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。金属板11は、外周端部から外側に延在した複数の凸部11aを有する。金属板11は、凸部11aの外周端部にて、フレーム10の貫通口10aの内壁面に接合(接着、圧入等でも可)している。なお、金属板11は、フレーム10に導電性材料が用いられる場合、フレーム10と絶縁されるようにフレーム10と接合される。金属板11は、金属板17側の面にて圧電フィルム12と接合(接着等でも可)している。金属板11は、凸部11a間にて、金属板11の一部を切り欠いた切欠部11bを有する。切欠部11bは、音孔となり、圧電フィルム12と重ならない領域に形成される。金属板11は、圧電フィルム16、14、12と金属膜15、13とが交互に積層した積層体2を支持する支持部材であると同時に、電気伝導が可能であるため、圧電フィルム12の電極としても使用できる。金属板11は、リード線18aと電気的に接続されており、リード線18aからの電気信号を圧電フィルム12に印加させる役割を持つ。金属板11には、導電性を有し、かつ、震動板として機能する金属材料(合金等の金属系材料を含む)が用いられ、例えば、リン青銅、ステンレス材料等を用いることができる。金属板11の厚さは、特に限定されないが、圧電フィルム12への拘束を緩和させるため、圧電フィルム12の厚さよりも薄いことが好ましい。
The
圧電フィルム12は、金属板11と金属膜13との間に介在した圧電材料よりなるフィルムである。圧電フィルム12は、金属板11及び金属膜13と接合(接着、貼合等でも可)している。圧電フィルム12は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。圧電フィルム12は、フレーム10の貫通口10aの内壁面から離れている。圧電フィルム12は、金属板11及び金属膜13に電気信号が印加されることにより、電歪効果により振動を発生し、振幅運動を発生し、音波を放射する。圧電フィルム12は、圧電セラミックスよりも低剛性かつ耐落下衝撃性な圧電樹脂材料が用いられ、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン及び三フッ化エチレンのコポリマーなどの有機圧電材料(有機強誘電材料)を用いることができる。また、圧電フィルム12の厚さは、50μm以上かつ500μm以下の範囲であることが好ましい。50μm未満では十分な圧電効果が得られず、500μmを超える場合、圧電フィルムの剛性が高まり、振動振幅量が減衰する。なお、圧電フィルム12が金属膜(金属膜13と同様なもの)とユニットになっている場合、圧電フィルム12と金属板11との間には金属膜があってもよい。
The
金属膜13は、圧電フィルム12と圧電フィルム14との間に介在した金属よりなる膜状の部材である。金属膜13は、圧電フィルム12及び圧電フィルム14と接合(接着、貼合等でも可)している。金属膜13は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。金属膜13は、フレーム10の貫通口10aの内壁面から離れている。金属膜13は、電気伝導が可能であるため、圧電フィルム12、14の電極としても使用できる。金属膜13は、リード線18bと電気的に接続されており、リード線18bからの電気信号を圧電フィルム12、14に印加させる役割を持つ。金属膜13には、導電性を有する金属材料(合金等の金属系材料を含む)が用いられ、例えば、銀箔を用いることができ、金属板11の材料と同様なリン青銅、ステンレス材料等を用いることができる。金属膜13の厚さは、特に限定されないが、圧電フィルム12、14、16への拘束を緩和させるため、圧電フィルム12、14、16の厚さよりも薄いことが好ましい。金属膜13は、2つの金属膜が貼り合わさった構成であってもよい。
The
圧電フィルム14は、金属膜13と金属膜15との間に介在した圧電体よりなるフィルムである。圧電フィルム14は、金属膜13及び金属膜15と接合(接着、貼合等でも可)している。圧電フィルム14は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。圧電フィルム14は、フレーム10の貫通口10aの内壁面から離れている。圧電フィルム14は、金属膜13及び金属膜15に電気信号が印加されることにより、電歪効果により振動を発生し、振幅運動を発生し、音波を放射する。なお、圧電フィルム14の材料及び厚さは、圧電フィルム12の材料及び厚さと同様である。
The
金属膜15は、圧電フィルム14と圧電フィルム16との間に介在した金属よりなる膜状の部材である。金属膜15は、圧電フィルム14及び圧電フィルム16と接合(接着、貼合等でも可)している。金属膜15は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。金属膜15は、フレーム10の貫通口10aの内壁面から離れている。金属膜15は、電気伝導が可能であるため、圧電フィルム14、16の電極としても使用できる。金属膜15は、リード線18cと電気的に接続されており、リード線18cからの電気信号を圧電フィルム14、16に印加させる役割を持つ。金属膜15の材料及び厚さは、金属膜13の材料及び厚さと同様である。金属膜15は、2つの金属膜が貼り合わさった構成であってもよい。
The
圧電フィルム16は、金属膜15と金属板17との間に介在した圧電体よりなるフィルムである。圧電フィルム16は、金属膜15及び金属板17と接合(接着、貼合等でも可)している。圧電フィルム16は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。圧電フィルム16は、フレーム10の貫通口10aの内壁面から離れている。圧電フィルム16は、金属膜15及び金属板17に電気信号が印加されることにより、電歪効果により振動を発生し、振幅運動を発生し、音波を放射する。なお、圧電フィルム16の材料及び厚さは、圧電フィルム12の材料及び厚さと同様である。また、圧電フィルム16が金属膜(金属膜15と同様なもの)とユニットになっている場合、圧電フィルム16と金属板17との間には金属膜があってもよい。
The
金属板17は、金属よりなる板状部材である。金属板17は、上方から見て円形(楕円形でも可)に形成されている。金属板17は、外周端部の全周にて、フレーム10の貫通口10aの内壁面に接合(接着、圧入等でも可)している。なお、金属板17は、フレーム10に導電性材料が用いられる場合、フレーム10と絶縁されるようにフレーム10と接合される。金属板17は、金属板11側の面にて圧電フィルム16と接合(接着等でも可)している。金属板17は、圧電フィルム16、14、12と金属膜15、13とが交互に積層した積層体2を支持する支持部材であると同時に、電気伝導が可能であるため、圧電フィルム16の電極としても使用できる。金属板17は、リード線18dと電気的に接続されており、リード線18dからの電気信号を圧電フィルム16に印加させる役割を持つ。金属板17の材料及び厚さは、金属板11の材料及び厚さと同様である。
The
リード線18a、18b、18c、18dは、対応する金属板11、金属膜13、金属膜15、金属板17に電気信号を供給するための配線である。リード線18a、18b、18c、18dは、コントローラ、アンプ回路などに電気的に接続される。リード線リード線18a、18b、18c、18dには、導電線材(例えば、銅線材)だけでなく金属箔(例えば、銅箔)を用いてもよい。
The
以上の電気音響変換器1は、予め所定の形状に形成された金属板11、圧電フィルム12、金属膜13、圧電フィルム14、金属膜15、圧電フィルム16、及び、金属板17を貼り合わせて積層し、これらの積層体2をフレーム10の貫通口10a内に装着することで、製造できる。
The above
次に、本発明の実施形態1に係る電気音響変換器の周波数音圧特性について、比較例と対比しながら図面を用いて説明する。図3は、比較例に係る電気音響変換器の構成を模式的に示した断面図である。図4は、本発明の実施形態1に係る電気音響変換器の周波数音圧特性を模式的に示した図である。図5は、本発明の実施形態1に係る電気音響変換器の超音波帯域での周波数音圧特性を模式的に示した図である。
Next, the frequency sound pressure characteristics of the electroacoustic transducer according to
まず、比較例に係る電気音響変換器101の構成について説明する。図3を参照すると、比較例に係る電気音響変換器101は、実施形態1の金属板(図1の11)、圧電フィルム(図1の12)、金属膜(図1の13)、圧電フィルム(図1の14)がなくなった構成であり、電気音響変換器101において圧電体が圧電フィルム16の1層のみとなったものである。
First, the configuration of the
図4の周波数音圧特性(パラメトリックスピーカとして復調させた音を示したもの)を参照すると、比較例に係る電気音響変換器(図3の101)では、周波数音圧特性がピーキーであるのに対して、実施形態1に係る電気音響変換器(図1の1)では、周波数音圧特性が平坦である。 Referring to the frequency sound pressure characteristic (showing the sound demodulated as a parametric speaker) in FIG. 4, the electroacoustic transducer according to the comparative example (101 in FIG. 3) has a peak sound frequency characteristic. On the other hand, in the electroacoustic transducer according to the first embodiment (1 in FIG. 1), the frequency sound pressure characteristic is flat.
図5の超音波帯域での周波数音圧特性を参照すると、実施形態1では、超音波帯域での特定周波数で音圧レベルが高く、パラメトリックスピーカの振動子(超音波振動子)として好適である。すなわち、実施形態1では、20000Hz(20kHz)以上の超音波を発振させるのに好適である。一方、比較例では、超音波帯域での特定周波数で音圧レベルが実施形態1よりも低く、パラメトリックスピーカの振動子として適していない。 Referring to the frequency sound pressure characteristics in the ultrasonic band of FIG. 5, in the first embodiment, the sound pressure level is high at a specific frequency in the ultrasonic band, which is suitable as a vibrator (ultrasonic vibrator) of a parametric speaker. . That is, the first embodiment is suitable for oscillating ultrasonic waves of 20000 Hz (20 kHz) or higher. On the other hand, in the comparative example, the sound pressure level is lower than that in the first embodiment at a specific frequency in the ultrasonic band, and is not suitable as a vibrator of a parametric speaker.
実施形態1によれば、薄型、小型、高音質で高い信頼性を有しつつ耐落下衝撃性を向上させることに貢献できる。実施形態1の詳細な効果は、以下の通りである。 According to the first embodiment, it is possible to contribute to improving the drop impact resistance while being thin, small, high sound quality and high reliability. Detailed effects of the first embodiment are as follows.
実施形態1によれば、圧電フィルム12、14、16と金属膜13、15とが交互に積層した積層構造を有するため、高効率、大音量で再生することができる。つまり、圧電フィルム12、14、16の厚みの優位性を活かし、圧電フィルム12、14、16と金属膜13、15とが交互に積層した積層構造を形成しているため、振動振幅量が増加し、高い音圧レベル及び音質の再生が可能となる。
According to the first embodiment, since the
また、実施形態1によれば、圧電フィルム12、14、16は有機圧電材料(樹脂材料)から構成されるため、剛性が低く、基本共振周波数の低減が可能である。
Moreover, according to
また、実施形態1によれば、金属膜13、15又は金属板11、17の厚さを調整することで、容易に所望の共振周波数に調整できるメリットがある。
In addition, according to the first embodiment, there is an advantage that the thickness of the
また、実施形態1によれば、圧電フィルム12、14、16は有機圧電材料(樹脂材料)であるため、セラミックスと比較して内部損失が高く、機械品質係数の低減が可能となる。
Moreover, according to
また、実施形態1によれば、柔軟性に富む圧電フィルム12、14、16を駆動源として用いるため、耐落下衝撃性が改善できる。すなわち、落下時の衝撃を有機圧電材料(樹脂材料)である圧電フィルム12、14、16にて吸収できるため、落下時の安定性が向上する。
Moreover, according to
また、実施形態1によれば、FM(Frequency Modulation )やAM(amplitude modulation)変調させた超音波を発振させ、空気の非線形状態(疎密状態)を利用して、変調波を復調させ可聴音を再生する、いわゆるパラメトリックスピーカの原理に基づいて音響再生を行うことで、超音波の特徴である高い指向性を利用して音波を伝播させることができ、ユーザにしか聴こえないプライバシー音源の実現が可能となる。また、実施形態1は、高効率な超音波振動子としても有用であるため、パラメトリックスピーカの振動子への応用も可能であることから、応用範囲が広く、工業価値は大である。 Further, according to the first embodiment, an FM (Frequency Modulation) or AM (amplitude modulation) modulated ultrasonic wave is oscillated, and a modulated wave is demodulated using an air nonlinear state (dense / dense state) to generate an audible sound. Sound reproduction based on the principle of so-called parametric speaker that reproduces can be used to propagate sound waves using the high directivity that is characteristic of ultrasonic waves, and it is possible to realize a privacy sound source that only the user can hear It becomes. Since the first embodiment is also useful as a highly efficient ultrasonic transducer, it can be applied to a transducer of a parametric speaker. Therefore, the application range is wide and the industrial value is great.
以上のように、実施形態1に係る電気音響変換器は、大振幅で、低い機械品質係数、低い基本共振周波数、耐落下衝撃性を有することから、小型・薄型で高音質音の再生が可能である。
As described above, since the electroacoustic transducer according to
[実施形態2]
本発明の実施形態2に係る電気音響変換器について図面を用いて説明する。図6は、本発明の実施形態2に係る電気音響変換器の構成を模式的に示した断面図である。
[Embodiment 2]
An electroacoustic transducer according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electroacoustic transducer according to Embodiment 2 of the present invention.
実施形態2は、実施形態1の変形例であり、フレーム10の貫通口10aの上方(図6の上側)から見た形状を矩形状にし、これに伴って、金属板11、圧電フィルム12、金属膜13、圧電フィルム14、金属膜15、圧電フィルム16、及び、金属板17の上方から見た形状を矩形状にしたものである。金属板11の凸部11aは、矩形状の本体部分の各辺の中間(中央)部分の端部から外側に延在した構成となっている。なお、凸部11aは、矩形状の本体部分の各角部の端部から外側に延在した構成としてもよい。その他の構成は、実施形態1と同様である。
The second embodiment is a modification of the first embodiment, and the shape of the
実施形態2によれば、実施形態1と同様な効果を奏する。 According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
[実施形態3]
本発明の実施形態3に係る電気音響変換器について図面を用いて説明する。図7は、本発明の実施形態3に係る電気音響変換器の構成を模式的に示した(A)平面図、(B)Y−Y´間の断面図である。
[Embodiment 3]
An electroacoustic transducer according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7: is the (A) top view which showed the structure of the electroacoustic transducer based on Embodiment 3 of this invention typically, (B) It is sectional drawing between YY '.
実施形態3は、実施形態1の変形例であり、フレーム10において所定の方向に並んだ矩形状の貫通口10aを複数設け、各貫通口10aのそれぞれに、矩形状の金属板11、圧電フィルム12、金属膜13、圧電フィルム14、金属膜15、圧電フィルム16、及び、金属板17の積層体2を設けてアレイ構造としたものである。金属板11は、外周端部の全周にて、フレーム10の貫通口10aの内壁面に接合(接着、圧入等でも可)している。金属板11には、音孔となる複数の切欠部11cが設けられている。切欠部11cは、矩形状の金属板11の各辺の周縁部の中間(中央)に形成されている。切欠部11cは、図7では金属板11の外周端面に繋がらず貫通孔となっているが、当該外周端面に繋がっていてもよい。隣り合う切欠部11c(中心部)間の距離は、音波間の干渉を防止するために、発振させる超音波(周波数)の1/4波長内にあることが好ましい。隣り合う切欠部11c(中心部)間の距離が1/4波長になれば、切欠部11cを金属板11の各辺の周縁部に設けなくてもよい。その他の構成は、実施形態1と同様である。
The third embodiment is a modification of the first embodiment, and a plurality of rectangular through
実施形態3によれば、実施形態1と同様な効果を奏するとともに、アレイ構造とすることで実施形態1よりも超音波の放射効率を向上させることができる。 According to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the radiation efficiency of ultrasonic waves can be improved as compared with the first embodiment by using an array structure.
なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。 Note that, in the present application, where reference numerals are attached to the drawings, these are only for the purpose of helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments.
また、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 Further, within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) are included within the scope of the claims of the present invention. Is possible. That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea.
(付記)
本発明の第1の視点においては、電気音響変換器において、貫通口を有するフレームと、前記貫通口内にて前記フレームに接合される第1金属板と、前記貫通口内にて前記フレームに接合されるとともに、前記第1金属板から所定の間隔をおいて配され、所定の領域にて貫通した複数の切欠部を有する第2金属板と、前記貫通口内の前記第1金属板と前記第2金属板との間に介在するとともに、圧電フィルムと金属膜とが交互に積層して少なくとも前記圧電フィルムを2層以上有する積層体と、を備え、前記圧電フィルムは、圧電樹脂材料よりなることを特徴とする。
(Appendix)
According to a first aspect of the present invention, in the electroacoustic transducer, a frame having a through hole, a first metal plate bonded to the frame in the through hole, and the frame bonded to the frame in the through hole. And a second metal plate having a plurality of notches penetrating in a predetermined region from the first metal plate, the first metal plate and the second in the through hole. A laminate having piezoelectric films and metal films alternately stacked and having at least two piezoelectric films, the piezoelectric film being made of a piezoelectric resin material. Features.
本発明の前記電気音響変換器において、前記第1金属板及び前記第2金属板並びに前記金属膜のそれぞれの厚さは、前記圧電フィルムの厚さよりも薄いことが好ましい。 In the electroacoustic transducer of the present invention, it is preferable that each of the first metal plate, the second metal plate, and the metal film is thinner than the piezoelectric film.
本発明の前記電気音響変換器において、前記圧電フィルムの厚さは、50μm以上かつ500μm以下であることが好ましい。 In the electroacoustic transducer of the present invention, the piezoelectric film preferably has a thickness of 50 μm or more and 500 μm or less.
本発明の前記電気音響変換器において、前記貫通口は、前記第2金属板の板面の上方から見て円形状又は矩形状に形成されていることが好ましい。 In the electroacoustic transducer according to the aspect of the invention, it is preferable that the through hole is formed in a circular shape or a rectangular shape when viewed from above the plate surface of the second metal plate.
本発明の前記電気音響変換器において、前記貫通口は、前記フレームにおいて所定の方向に並んで複数形成され、各前記貫通口内に前記第1金属板及び前記第2金属板並びに前記積層体が配されていることが好ましい。 In the electroacoustic transducer of the present invention, a plurality of the through holes are formed side by side in a predetermined direction in the frame, and the first metal plate, the second metal plate, and the laminate are arranged in each through hole. It is preferable that
本発明の前記電気音響変換器において、前記第1金属板の端部は、全周に渡って前記フレームに接合され、前記第2金属板は、隣り合う前記切欠部間に外側に延在した凸部を有し、前記凸部の端部は、前記フレームに接合されることが好ましい。 In the electroacoustic transducer according to the present invention, an end portion of the first metal plate is joined to the frame over the entire circumference, and the second metal plate extends outward between the adjacent cutout portions. It has a convex part, and it is preferable that the edge part of the said convex part is joined to the said flame | frame.
本発明の前記電気音響変換器において、前記第1金属板の端部は、全周に渡って前記フレームに接合され、前記第2金属板の端部は、全周に渡って前記フレームに接合され、前記切欠部は、前記第2金属板の端部を含まないように形成されることが好ましい。 In the electroacoustic transducer of the present invention, an end of the first metal plate is joined to the frame over the entire circumference, and an end of the second metal plate is joined to the frame over the entire circumference. Preferably, the cutout portion is formed so as not to include an end portion of the second metal plate.
本発明の前記電気音響変換器において、前記積層体は、前記フレームから離れて配され、前記切欠部は、前記第2金属板における前記積層体が配された領域以外の領域に形成されることが好ましい。 In the electroacoustic transducer according to the aspect of the invention, the stacked body is disposed away from the frame, and the notch is formed in a region other than the region where the stacked body is disposed in the second metal plate. Is preferred.
本発明の前記電気音響変換器において、前記第1金属板及び前記第2金属板並びに前記金属膜のそれぞれは、対応するリード線に電気的に接続されることが好ましい。 In the electroacoustic transducer of the present invention, it is preferable that each of the first metal plate, the second metal plate, and the metal film is electrically connected to a corresponding lead wire.
本発明の第2の視点においては、電子装置において、前記電気音響変換器が実装されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electronic device, the electroacoustic transducer is mounted.
1、101 電気音響変換器
2 積層体
10 フレーム
10a 貫通口
11 金属板(第2金属板)
11a 凸部
11b 切欠部
11c 切欠部
12 圧電フィルム
13 金属膜
14 圧電フィルム
15 金属膜
16 圧電フィルム
17 金属板(第1金属板)
18a、18b、18c、18d リード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Electroacoustic transducer 2
11a
18a, 18b, 18c, 18d Lead wire
Claims (10)
前記貫通口内にて前記フレームに接合される第1金属板と、
前記貫通口内にて前記フレームに接合されるとともに、前記第1金属板から所定の間隔をおいて配され、所定の領域にて貫通した複数の切欠部を有する第2金属板と、
前記貫通口内の前記第1金属板と前記第2金属板との間に介在するとともに、圧電フィルムと金属膜とが交互に積層して少なくとも前記圧電フィルムを2層以上有する積層体と、
を備え、
前記圧電フィルムは、圧電樹脂材料よりなることを特徴とする電気音響変換器。 A frame having a through hole;
A first metal plate joined to the frame in the through hole;
A second metal plate that is joined to the frame in the through-hole and is arranged at a predetermined interval from the first metal plate and having a plurality of notches penetrating in a predetermined region;
A laminate that is interposed between the first metal plate and the second metal plate in the through-hole, and alternately laminated with piezoelectric films and metal films, and has at least two piezoelectric films;
With
The electroacoustic transducer, wherein the piezoelectric film is made of a piezoelectric resin material.
各前記貫通口内に前記第1金属板及び前記第2金属板並びに前記積層体が配されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の電気音響変換器。 A plurality of the through holes are formed side by side in a predetermined direction in the frame,
5. The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the first metal plate, the second metal plate, and the laminated body are disposed in each through-hole.
前記第2金属板は、隣り合う前記切欠部間に外側に延在した凸部を有し、
前記凸部の端部は、前記フレームに接合されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の電気音響変換器。 The end of the first metal plate is joined to the frame over the entire circumference,
The second metal plate has a convex portion extending outward between the adjacent cutout portions,
The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein an end portion of the convex portion is joined to the frame.
前記第2金属板の端部は、全周に渡って前記フレームに接合され、
前記切欠部は、前記第2金属板の端部を含まないように形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の電気音響変換器。 The end of the first metal plate is joined to the frame over the entire circumference,
The end of the second metal plate is joined to the frame over the entire circumference,
The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the notch is formed so as not to include an end of the second metal plate.
前記切欠部は、前記第2金属板における前記積層体が配された領域以外の領域に形成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の電気音響変換器。 The laminate is disposed away from the frame,
The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 7, wherein the notch is formed in a region other than a region where the stacked body is disposed in the second metal plate.
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JP2012260048A JP2014107747A (en) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | Electroacoustic transducer and electronic apparatus |
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