JP2018506241A

JP2018506241A - 音響出力装置

Info

Publication number: JP2018506241A
Application number: JP2017544647A
Authority: JP
Inventors: パク　スンチョル; スンチョルパク; サンフンパク; インソブジュン
Original assignee: モダ−イノチップスシーオーエルティディー
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2018-03-01
Also published as: KR20160103489A; TW201631988A; KR20160103497A; TWI601430B; US20180124522A1; EP3264797A1; EP3264797A4; CN107278378A; US10313801B2; TW201743627A; KR101769036B1

Abstract

本発明は、内部に収容空間が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられた第１の音響出力部と、前記ハウジング内に前記第１の音響出力部から所定の間隔を隔てて設けられた第２の音響出力部と、を備える音響出力装置を開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、音響出力装置に係り、特に、低音帯域及び高音帯域を有する可聴周波数帯域の出力特性を向上させることのできる音響出力装置に関する。

一般に、圧電素子とは、電気的なエネルギーと機械的なエネルギーを互いに切り換える特性を有する素子のことをいう。すなわち、圧電素子は、圧力を加えると電圧が発生し（圧電効果）、電圧を加えると内部の圧力の変化による体積や長さの増減が発生する（逆圧電効果）。圧電素子は、圧電層及びその上部に設けられる電極により構成されて電極を介して圧電層に加えられる電圧に応じて圧力が変わる。

この種の圧電素子を用いて、圧電スピーカー、振動装置などの多種多様な部品を製作することができる。中でも、圧電スピーカーは、圧電素子の機械的な動きを振動板により音響的に変換して所望の周波数帯域の音響を発生させる部品である。このような圧電スピーカーは、既存のダイナミックスピーカーに比べて軽量薄型であり、しかも、電力の消耗が少ないというメリットがあり、これに伴い、小型化・薄型化及び軽量化が求められるスマートフォンなどの電子機器に採用可能である。しかしながら、圧電スピーカーは、高音に強くて低音に弱いため音楽を長時間に亘って聴くことができないという欠点がある。

一方、音楽の再生用にダイナミックスピーカーが汎用されている。ダイナミックスピーカーは、マグネットの磁場内にあるボイスコイルに音声信号電流を流すと、その電流の強さに応じて機械的な力がボイスコイルに働いて運動を引き起こすという原理を利用する。しかしながら、このようなダイナミックスピーカーは、低域音を実現するのに向いているとはいえ、高域音を実現し難いため、高音質を提供するのに限界がある。

大韓民国特許公開第２０１４−００８３８６０号公報大韓民国特許登録第１０−１２１２７０５号公報

本発明は、圧電スピーカーのメリット及びダイナミックスピーカーのメリットを併せ持つ音響出力装置を提供する。

本発明は、低音特性及び高音特性を両方とも向上させることのできる音響出力装置を提供する。

本発明の一態様による音響出力装置は、内部に収容空間が設けられたハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた第１の音響出力部と、前記ハウジング内に前記第１の音響出力部から所定の間隔を隔てて設けられた第２の音響出力部と、を備える。

好ましくは、前記ハウジングの所定の領域に形成された少なくとも１つの放出孔を備える。

また、好ましくは、前記第１の音響出力部はダイナミックスピーカーを有し、前記第２の音響出力部は圧電スピーカーを有する。

更に、好ましくは、前記第１及び第２の音響出力部の間に離隔空間が設けられ、前記放出孔は、少なくとも一部が前記離隔空間に対応して形成される。

更にまた、好ましくは、前記ハウジングは、第１の部材と、前記第１の部材を囲繞するように設けられた少なくとも１つの第２の部材と、を有し、前記第２の部材の所定の領域に前記放出孔が形成される。

更にまた、好ましくは、前記第１の部材は、所定の厚さの板状に設けられて、前記第１及び第２の音響出力部を仕切る。

更にまた、好ましくは、前記第１の部材の一方の面上の少なくとも一領域に段差が形成される。

更にまた、好ましくは、前記第１の部材の前記段差に接触されて前記第２の音響出力部が設けられ、これと向かい合う他方の面から離隔されて前記第１の音響出力部が設けられる。

更にまた、好ましくは、前記音響出力装置は、前記第２の部材の内側から突出する少なくとも１つの突出部を更に備える。

更にまた、好ましくは、前記突出部の上側に前記第１の部材が設けられ、前記突出部の下側に前記第１の音響出力部が接触される。

更にまた、好ましくは、前記放出孔は、前記第１の部材と前記第１の音響出力部との間の空間に対応するように形成される。

更にまた、好ましくは、前記放出孔は、前記第１の音響出力部の上部面積の５％〜９０％の面積を有するように形成される。

更にまた、好ましくは、前記音響出力装置は、前記第１及び第２の音響出力部とハウジングの少なくとも１つの少なくとも一部に形成されたコーティング層を更に備える。

更にまた、好ましくは、前記第１及び第２の音響出力部は、同じレベルの信号により同時に駆動される。

更にまた、好ましくは、前記第１及び第２の音響出力部は、０．１Ｖ〜５．０Ｖの電圧により駆動される。

更にまた、好ましくは、前記第２の音響出力部は、開口が形成された振動素子と、前記振動素子の前記開口上の少なくとも一方の面の上に設けられた圧電素子と、を有する。

更にまた、好ましくは、前記第２の音響出力部から出力される音響が前記第１の音響出力部を介して出力され、前記放出孔を介して放出される音響が前記ハウジングの外部において混ざる。

本発明の他の態様による音響出力装置は、内部に収容空間が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられた第１の音響出力部と、前記ハウジング内に前記第１の音響出力部から所定の間隔を隔てて設けられた第２の音響出力部と、前記ハウジングの内部の前記第１及び第２の音響出力部の間に設けられて前記第１及び第２の音響出力部を仕切る仕切り部材と、を備える。

本発明の実施形態による音響出力装置は、ハウジング内にダイナミックスピーカー及び圧電スピーカーを所定の間隔を隔てて設ける。したがって、低音特性に優れたダイナミックスピーカー及び高音特性に優れた圧電スピーカーを１つのハウジング内に設けることにより、可聴周波数帯域における音響特性を向上させることができる。また、ハウジング内に仕切り部材を設けて、ダイナミックスピーカー及び圧電スピーカーを離隔させて仕切ることにより、ダイナミックスピーカー及び圧電スピーカーからそれぞれ出力される音響がハウジングの内部において混ざることなく、ハウジングの外部において混ざるようにして、音質をなお一層向上させることができる。一方、本発明の音響出力装置は、スピーカー及びイヤホンなどにより実現可能である。

本発明の第１の実施形態による音響出力装置の分解斜視図である。本発明の第１の実施形態による音響出力装置の組合せ斜視図である。本発明の第１の実施形態による音響出力装置の組合せ断面図である。本発明の第２の実施形態による音響出力装置の分解斜視図である。本発明の第２及び第３の実施形態による音響出力装置の組合せ斜視図である。本発明の第３の実施形態による音響出力装置の分解斜視図である。本発明の第３の実施形態による音響出力装置の組合せ断面図である。ダイナミックスピーカー、圧電スピーカー及び本発明による音響出力装置の特性グラフである。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。

図１は、本発明の第１の実施形態による音響出力装置の分解斜視図であり、図２は、同組合せ斜視図であり、図３は、同組合せ断面図である。

図１と、図２及び図３を参照すると、本発明の第１の実施形態による音響出力装置は、第１の音響出力部１００と、第１の音響出力部１００の上に設けられる第２の音響出力部２００と、第１及び第２の音響出力部１００、２００を収容するハウジング３００と、を備えていてもよい。すなわち、ハウジング３００の内部に第１及び第２の音響出力部１００、２００が所定の間隔を隔てて設けられていてもよい。ここで、第１の音響出力部１００は、ボイスコイル１４０及び振動板１５０を有し、ボイスコイル１４０の電流の変化に応じて振動し、これを用いて振動板１５０を振動させて音響を出力するダイナミックスピーカーを備えていてもよい。なお、第２の音響出力部２００は、圧電素子２１０及び振動素子２２０を有し、圧電素子２１０の機械的な動きを振動素子２２０により音響的に変換する圧電スピーカーを備えていてもよい。

１．第１の音響出力部
第１の音響出力部１００は、所定の厚さを有する略円形状に設けられていてもよい。このような第１の音響出力部１００は、内側に収容空間が設けられるヨーク１１０及びフレーム１１５と、ヨーク１１０内の収容空間に設けられたマグネット１２０と、マグネット１２０の上に設けられたプレート１３０と、フレーム１１５の内側からヨーク１１０とマグネット１２０との間に設けられるボイスコイル１４０と、プレート１３０の上部に設けられ、周縁がフレーム１１５に固定され、ボイスコイル１４０が固定される振動板１５０と、を備えていてもよい。

ヨーク１１０は所定の高さをもって略円形状に設けられ、フレーム１１５はヨーク１１０の上側に所定の高さをもって略円形状に設けられる。このとき、フレーム１５０の高さは、ヨーク１１０の高さよりは大きくてもよく、フレーム１１５の幅は、ヨーク１１０の幅よりも大きくてもよい。いうまでもなく、フレーム１１５の高さは、ヨーク１１０の高さに等しいか、又はそれよりも小さくてもよい。ここで、フレーム１１５の上側の周縁がハウジング３００の少なくとも一領域と接触されてハウジング３００内に収容されてもよい。なお、ヨーク１１０の内側にマグネット１２０及びプレート１３０が収容され、フレーム１１５の内側にボイスコイル１４０が収容され、振動板１５０はフレーム１１５を覆うようにその上側に設けられてもよい。これらのヨーク１１０及びフレーム１１５は、マグネット１２０により形成された磁場をプレート１３０側に導き、ボイスコイル１４０にマグネット１２０による磁気力が最大限に及ぼすようにする。

マグネット１２０は、ヨーク１１０の底面に固定される。すなわち、マグネット１２０の下面は、ヨーク１１０の内側の底面と接触されて固定される。このようなマグネット１２０は、ヨーク１１０の内部の形状に対応する形状に設けられてもよい。例えば、ヨーク１１０の内側が略円筒状に設けられ、マグネット１２０は略円柱状に設けられる。このとき、マグネット１２０の高さは、ヨーク１１０の高さに等しいか、又はそれよりも小さくてもよい。なお、マグネット１２０の直径は、ヨーク１１０の内径よりも小さくてもよい。このため、マグネット１２０は、ヨーク１１０の内側にヨーク１１０の内側壁から所定の間隔を隔てて設けられてもよい。

プレート１３０は、マグネット１２０の上面に設けられる。プレート１３０は、マグネット１２０の平面の形状と同じ形状に設けられてもよい。すなわち、プレート１３０は、所定の厚さを有する円形の板状に設けられてもよい。ここで、プレート１３０は、ヨーク１１０の内径よりも小さな直径を有し、マグネット１２０の直径に等しいか、又はそれよりも大きな直径を有するように設けられてもよい。このため、プレート１３０の外側は、ヨーク１１０の内側面から所定の間隔を隔てていてもよい。なお、マグネット１２０及びその上部に設けられたプレート１３０の高さは、ヨーク１１０の高さに等しくてもよい。すなわち、プレート１３０及びヨーク１１０の上部は面一であってもよい。このようなプレート１３０は、マグネット１２０により発生する磁気力線をボイスコイル１４０側に集束させる。

ボイスコイル１４０は、振動板１５０の下面に取り付けられ、フレーム１１５の内側からヨーク１１０とマグネット１２０との間に設けられてもよい。例えば、ボイスコイル１４０は、プレート１３０及びマグネット１２０の一部の高さを囲繞するようにこれらとヨーク１１０との間に設けられ、上部が振動板１５０の下面に取り付けられる。このようなボイスコイル１４０は、持続的に変化しながら入力される電気的な信号により持続的に変化する磁場を形成することにより、マグネット１２０により形成された磁場との干渉による相互作用により振動する。

振動板１５０は、周縁がフレーム１１５の内側に固定されてフレーム１１５の上側を覆うように設けられる。また、振動板１５０は、少なくとも一領域が凸状に設けられてもよい。例えば、フレーム１１５の中心領域に対応する領域が最も高く、そこから外側に向かって低くなる形状に設けられてもよい。すなわち、振動板１５０は、マグネット１２０及びプレート１３０の中心に対応する領域からその外側に向かって低くなる凸状に設けられてもよい。なお、振動板１５０の最も低い領域の下側にはボイスコイル１４０が固定されてもよい。

このような第１の音響出力部１００は、マグネット１２０において発生した磁場がマグネット１２０の上に設けられたプレート１３０を介して下側のヨーク１１０に移動し、再びマグネット１２０に移動する閉回路を形成する。プレート１３０と下側のヨーク１１０との間の空間に移動する磁場は、ボイスコイル１４０に電流が印加されてボイスコイル１４０が磁性を帯びると、ボイスコイル１４０の磁力の極性に応じてボイスコイル１４０を引っ張ったり押し出したりする。すなわち、ボイスコイル１４０の磁力の極性がプレート１３０及び下側のヨーク１１０の磁力の極性と同じであれば、互いに反発してボイスコイル１４０を押し出してボイスコイル１４０を前方に移動させ、プレート１３０及び下側のヨーク１１０の磁力の極性が異なると、互いに吸引してボイスコイル１４０を後方に引っ張る。このように、ボイスコイル１４０が動くと、ボイスコイル１４０が固定されている振動板１５０が前後に移動しながら空気を振動させて音を発生させる。

２．第２の音響出力部
第２の音響出力部２００は、圧電素子２１０及び振動素子２２０を有していてもよい。圧電素子２１０は、例えば、所定の厚さを有する円板状に設けられてもよい。もちろん、圧電素子２１０は、円形に加えて、正方形、直方形、楕円形、多角形など様々な形状に設けられてもよい。このような圧電素子２１０は、基板と、基板の少なくとも一方の面に形成された圧電層と、を有していてもよい。例えば、圧電素子２１０は、基板の両面に圧電層が形成されたバイモルフタイプに形成されてもよく、基板の一方の面に圧電層が形成されたユニモルフタイプに形成されてもよい。圧電層は、少なくとも１つの層が積層されて形成されてもよいが、好ましくは、複数の圧電層が積層されて形成される。また、圧電層の上部及び下部には、それぞれ電極が形成されてもよい。すなわち、複数の圧電層及び複数の電極が交互に積層されて圧電素子２１０が実現されてもよい。ここで、圧電層は、例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ,Ｚｒ,Ｔｉ）、ＮＫＮ（Ｎａ,Ｋ,Ｎｂ）、ＢＮＴ（Ｂｉ,Ｎａ,Ｔｉ）、ポリマー系の圧電物質を用いて形成してもよい。更に、圧電層は、互いに異なる方向又は同じ方向に分極されて積層されて形成されてもよい。すなわち、基板の一方の面の上に複数の圧電層が形成される場合、各圧電層は、互いに反対の方向又は互いに同じ方向の分極が交互に形成されてもよい。一方、基板は、圧電層が積層された構造を維持しながら振動が発生するような特性を有する物質、例えば、金属、プラスチックなどを用いて形成してもよい。ところが、圧電素子２１０は、圧電層及び基板を利用しなくてもよいが、例えば、中心部に未分極の圧電層が設けられ、その上部及び下部に互いに異なる方向に分極された複数の圧電層が積層されて圧電素子２１０が形成されてもよい。一方、圧電素子２１０の一方の面の上部には、駆動信号が印加される電極パターン（図示せず）が形成されてもよい。電極パターンは、互いに離隔されて少なくとも２以上に形成されてもよく、接続端子（図示せず）と接続されてこれを介して電子機器、例えば、補助モバイル機器から音響信号を入力されてもよい。

振動素子２２０は略円板状に設けられ、圧電素子２１０よりも大きく設けられてもよい。また、振動素子２２０は、中央部に開口が形成され、開口の上に圧電素子２１０が設けられてもよい。振動素子２２０の上面には、圧電素子２１０が接着剤により貼着されてもよい。このような振動素子２２０は、ポリマー系又はパルプ系物質を用いて形成してもよい。例えば、振動素子２２０は、樹脂フィルムを用いて形成してもよいが、エチレンプロピレンゴム系、スチレンブタジエンゴム系などヤング率が１ＭＰａ〜１０ＧＰａであり、しかも、損失係数が大きな材料を用いて形成してもよい。なお、振動素子２２０は、下側の周縁がハウジング３００の内面に接触されてもよい。すなわち、振動素子２２０とその中央部に接着された圧電素子２１０がハウジング３００内部の空間に設けられてもよい。このような第２の音響出力部２００は、所定の信号に基づいて駆動され、高音特性に優れた音響を出力することができる。

一方、第２の音響出力部２００は、少なくとも一部にコーティング層（図示せず）が更に形成されてもよい。コーティング層は、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などの防水材料を用いて形成してもよい。パリレンは、圧電素子２１０が振動素子２２０の上に貼着された状態で、圧電素子２１０の上面及び側面と、圧電素子２１０により露出された振動素子２２０の上面及び側面と、に形成されてもよい。すなわち、パリレンは、圧電素子２１０及び振動素子２２０の上面及び側面に形成されてもよい。また、パリレンは、圧電素子２１０が振動素子２２０の上に貼着された状態で、圧電素子２１０の上面及び側面、及び振動素子２２０の上面、側面及び下面に形成されてもよい。すなわち、パリレンは、圧電素子２１０及び振動素子２２０の上面、側面及び下面に形成されてもよい。更に、圧電素子２１０が振動素子２２０の中央部に形成された開口の上に設けられる場合、パリレンは圧電素子の上面、側面及び開口により露出された下面の上に形成され、これと同時に、振動素子２２０の上面、側面及び下面に形成されてもよい。このように、パリレンが圧電素子２１０及び振動素子２２０の少なくとも一方の面に形成されることにより、第２の音響出力部２００への湿気の浸透を防ぐことができ、しかも、酸化を防ぐことができる。更にまた、ポリマーなどの薄い材質の振動素子２２０により発生する片振動を改善することができ、振動素子２２０の硬さの増加による応答速度が向上して深い音響特性を緩和させ、高音域を安定化させることができる。加えて、パリレンのコーティング厚さに応じて共振周波数を調節することができて音圧改善点が調節可能である。もちろん、パリレンは、圧電素子２１０にのみコーティングされてもよいが、圧電素子２１０の上面、側面及び下面にコーティングされてもよく、圧電素子２１０と接続されて圧電素子２１０に電源を供給するためのＦＰＣＢ（フレキシブルプリント回路板）にコーティングされてもよい。パリレンが圧電素子２１０に形成されることにより、圧電素子の水分の浸透を防ぐことができ、しかも、酸化を防ぐことができる。なお、形成厚さを調節することにより、共振周波数を調節することができる。一方、パリレンがＦＰＣＢ（フレキシブルプリント回路板）の上に形成される場合、ＦＰＣＢ（フレキシブルプリント回路板）との半田付け部、素子接合部において発生する異常音を改善することもできる。このようなパリレンは、圧電素子２１０又は振動素子２２０の材質及び特性に応じて厚さを異ならせてコーティングしてもよいが、圧電素子２１０又は振動素子２２０の厚さよりも薄く形成されてもよく、例えば、０．１μｍ〜１０μｍの厚さに形成されてもよい。このようにパリレンをコーティングするために、例えば、パリレンを気化器（Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ）において１次的に加熱して気化させてダイマー（ｄｉｍｅｒ）状態にした後、２次的に加熱してモノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）状態で熱分解させ、パリレンを冷却させると、パリレンはモノマー状態からポリマー状態に変換されて第２の音響出力部２００の少なくとも一方の面の上にコーティングされてもよい。一方、パリレンなどの防水層は、第２の音響出力部２００の少なくとも一部だけではなく、第１の音響出力部１００及びハウジング２００の少なくとも一部にコーティングされてもよい。

３．ハウジング
ハウジング３００は略円筒状に設けられ、側面の少なくとも一部が切り欠かれた形状に設けられてもよい。すなわち、ハウジング３００は、少なくとも方向に開放された略円筒状に設けられ、側面の少なくとも一部が切り欠かれた形状に設けられてもよい。例えば、ハウジング３００は上下貫通状に設けられてもよく、内部の所定の領域が閉塞され、そこから上部及び下部が開放された形状に設けられてもよい。上下貫通状のハウジング３００は、所定の厚さの略リング状を有する第１の部材３１０と、第１の部材３１０の所定の領域から上側及び下側に向かって設けられた少なくとも１つの第２の部材３２０と、を有していてもよい。すなわち、リング状の第１の部材３１０を囲繞するように第２の部材３２０が設けられてもよい。もちろん、第１の部材３１０が円板状に設けられると、第１の部材３１０から上部及び下部が開放された形状のハウジング３００が実現されてもよい。また、第２の部材３２０は、第１の部材３１０の外部に所定の間隔を隔てて設けられてもよい。例えば、所定の幅を有する４つの第２の部材３２０が所定の間隔を隔てて設けられてもよい。このとき、第２の部材３２０の間の間隔は、第２の部材３２０の幅に等しいか、又はそれよりも小さくてもよい。例えば、第２の部材３２０の間の間隔は、第２の部材３２０の幅の１０％〜１００％であってもよい。本発明の実施形態においては、第２の部材３２０の幅及び間隔が等しい場合が開示されている。すなわち、所定の幅を有する第２の部材３２０が第２の部材３２０の幅に等しい間隔で複数設けられてもよい。一方、第２の部材３２０の内側には、突出部３２１が設けられてもよい。すなわち、第２の部材３２０の内壁から内側に向かって突出するように突出部３２１が設けられてもよい。また、突出部３２１の上に第１の部材３１０が載置されてもよい。これらの第１の部材３１０及び第２の部材３２０は、別々に製作された後に第２の部材３２０の突出部３２１の上に第１の部材３１０が載置されるように貼り合わせられてもよく、第１の部材３１０及び第２の部材３２０が一体に製作されてもよい。いうまでもなく、突出部３２１が設けられず、第１の部材３１０の外側が第２の部材３２０の内側に接触されるように貼り合わせられてもよく、一体に製作されてもよい。このようなハウジング３００は、第１の部材３１０の上面に第２の音響出力部２００、すなわち、圧電スピーカーの振動素子２２０が接触されてもよく、第２の部材３２０の突出部３２１の下側には、第１の音響出力部１００、すなわち、ダイナミックスピーカーが接触されてもよい。すなわち、第１の部材３１０及び突出部３２１を間に挟んで第１の音響出力部１００及び第２の音響出力部２００が所定の間隔を隔てて設けられてもよい。いうまでもなく、第２の部材３２０の内側に突出部３２１が設けられず、第２の部材３２０の内壁に第１の部材３１０が貼着される場合、リング状の第１の部材３１０の上面に振動素子２２０が貼着され、第１の部材３１０の下面に第１の音響出力部１００が貼着されてもよい。すなわち、第１の音響出力部１００及び第２の音響出力部２００が第１の部材３１０の厚さに見合う分だけ離隔されて向かい合ってもよい。更に、第１の音響出力部１００及び第２の音響出力部２００が所定の間隔を隔てており、第２の部材３２０の間の領域の少なくとも一部が放出孔３３０として働いてもよい。すなわち、第１の音響出力部１００及び第１の部材３１０が所定の間隔を隔てており、これらの間の空間に対応するように放出孔３３０が設けられてもよい。放出孔３３０は、第１の音響出力部１００の上部面積の５％〜９０％の大きさを有するように形成されてもよい。すなわち、放出孔３３０は、少なくとも１つ以上形成されてもよいが、放出孔３３０の全体の面積が第１の音響出力部１００の上部面積、すなわち、振動板１５０の面積の５％〜９０％になるように形成されてもよい。いうまでもなく、放出孔３３０は、第１の音響出力部１００の上部面積に対して１０％〜６０％の大きさに形成することが好ましく、１５％〜３０％の大きさに形成することが更に好ましい。放出孔３３０を介して第１の音響出力部１００からの音響が放出される。このため、第２の音響出力部２００からの音響は外部に直接的に放出され、第１の音響出力部１００からの音響はハウジング３００の放出孔３３０を介して放出されて両音響がハウジング３００の外部において混ざって音質をなお一層向上させることができる。一方、音響出力装置は、車両用スピーカー、家庭用スピーカーなどのスピーカー又はアンプとイヤホンにより製作されてもよい。音響出力装置がカーネル型イヤホンなどのイヤホンにより製作される場合、このようなハウジング３００は、略耳に嵌入可能な大きさに製作されてもよい。このとき、第２の音響出力部２００から耳に嵌入可能である。このため、まず、第２の音響出力部２００からの音響が出力された後、次いで、第１の音響出力部１００からの音響が出力されて耳の中で両音響が混ざることになる。いうまでもなく、第１の音響出力部１００から耳に嵌入されてもよく、この場合であっても耳の中で両音響が混ざることになる。更にまた、本発明は、ハウジング３００の内側に互いに離隔されるように第１の音響出力部１００及び第２の音響出力部２００を嵌入して製作してもよく、第１の音響出力部１００が嵌入されたハウジング３００の一部と、第２の音響出力部２００が嵌入されたハウジング３００の他の一部とを組み合わせて音響出力装置を製作してもよい。例えば、第１の部材３１０の厚さを両分し、第１の部材３１０の下側の第１の厚さを囲繞して放出孔３３０が形成されるように第２の部材３２０の一部を形成した第１のハウジングの内側に第１の音響出力部１００を嵌入し、第１の部材３１０の上側の第２の厚さを囲繞するように第２の部材３２０の一部を形成した第２のハウジングの内側に第２の音響出力部２００を嵌入した後、第１及び第２のハウジングを組み合わせて音響出力装置を製作してもよい。一方、本発明の音響出力装置は、０．１Ｖ〜５．０Ｖの低電圧駆動が可能であり、好ましくは、０．１Ｖ〜２.０Ｖ、更に好ましくは、０．１Ｖ〜０．５Ｖの低電圧駆動が可能である。特に、イヤホンに適用される場合、０．１Ｖ〜０．２Ｖの低電圧駆動が可能であり、好ましくは、０．１Ｖ〜０．１８Ｖの低電圧駆動が可能である。すなわち、第２の音響出力部２００の圧電素子２１０は、複数の圧電層が積層され、各圧電層の間に内部電極が形成されるが、圧電層が５μｍ〜２０μｍの厚さに形成されるので、第２の音響出力部２００は低電圧駆動が可能である。通常の圧電スピーカーの駆動電圧が５Ｖ以上であるのに対し、本発明による第２の音響出力部２００は別途の圧電スピーカー用増幅器を用いなくても０．１Ｖ〜０．５Ｖの低電圧駆動が可能であり、これにより、ダイナミックスピーカーと組み合わせて低電圧駆動が可能である。加えて、本発明の音響出力装置は、第１及び第２の音響出力部１００、２００に同じ信号が印加されて同時に駆動されてもよい。すなわち、信号源から供給される信号が第１の音響出力部１００にそのまま印加され、帯域フィルターを通過して第２の音響出力部２００に印加されて第１及び第２の音響出力部１００、２００に低周波及び高周波帯域の信号がそれぞれ印加されてもよいが、本発明は、第１及び第２の音響出力部１００、２００に同じレベルの信号が同時に印加されてもよい。

図４は、本発明の第２の実施形態による音響出力装置の分解斜視図であり、図５は、本発明の第２及び第３の実施形態による音響出力装置の組合せ斜視図であり、図６は、本発明の第３の実施形態による音響出力装置の分解斜視図であり、図７は、本発明の第３の実施形態による音響出力装置の組合せ断面図である。

図４から図７を参照すると、本発明の第２及び第３の実施形態による音響出力装置は、ボイスコイル１４０及び振動板１５０を有する第１の音響出力部１００と、第１の音響出力部１００の上側に設けられ、圧電素子２１０及び振動素子２２０を有する第２の音響出力部２００と、第１及び第２の音響出力部１００、２００を収容するハウジング３００と、を備えていてもよい。このとき、本発明の第２及び第３の実施形態は、振動素子２２０の下側に圧電素子２１０が設けられて第２の音響出力部２００、すなわち、圧電スピーカーが実現されてもよい。また、ハウジング３００の第２の部材３２０の所定の領域に放出孔３３０が形成される。このとき、図４に示すように、第１の部材３１０はリング状に設けられてもよく、図６及び図７に示すように、第１の部材３１０ａが板状に設けられてもよい。更に、板状の第１の部材３１０ａは、所定の領域に高低差が形成されてもよい。例えば、第１の部材３１０ａの上側周縁に沿って段差が形成されて高低差が形成されてもよい。すなわち、周縁に所定の幅に設けられ、高さの大きな第１の領域と、周縁の内側に設けられ、これよりも高さの小さな第２の領域と、を有するように第１の部材３１０ａが板状に設けられてもよい。ここで、第１の領域は、周縁に沿って、例えば、リング状に形成されてもよく、少なくとも２以上が離隔されて形成されてもよい。更にまた、第１の部材３１０ａの第２の領域は圧電素子２１０よりも大きく設けられてもよい。すなわち、圧電素子２１０が第１の領域の上に接触されないように、圧電素子２１０は振動素子２２０よりも小さく、且つ、第２の領域よりも小さく設けられてもよい。このような板状の第１の部材３１０ａの段差、すなわち、第１の領域の上に第２の音響出力部２００の振動素子２２０が接触され、第１の部材３１０ａの第２の領域と振動素子２２０との間に共鳴空間が設けられて圧電素子２１０が配置されてもよい。更にまた、第１の部材３１０ａが板状に設けられることにより、第１の部材３１０ａが第１及び第２の音響出力部１００、２００を仕切ることになる。すなわち、板状の第１の部材３１０ａが第１及び第２の音響出力部１００、２００の仕切り部材として用いられてもよい。第１及び第２の音響出力部１００、２００が仕切り部材、すなわち、板状の第１の部材３１０ａにより仕切られることにより、第１及び第２の音響出力部１００、２００から出力される音響がハウジング３００内において混ざることなく、出力される。一方、このようにリング状の第１の部材３１０又は板状の第１の部材３１０ａを囲繞するように所定の領域に放出孔３３０が形成された少なくとも１つの第２の部材３２０が設けられてもよい。例えば、第２の部材３２０は１つ設けられ、第２の部材３２０の所定の領域は上下方向に切開される。切開領域には、第２の音響出力部２００に信号を供給する信号ラインが設けられてもよい。このとき、第２の部材３２０の切開された領域の幅、すなわち、第２の部材３２０の末端間の間隔が第２の部材３２０幅の１％〜５％であってもよい。加えて、第２の部材３２０の上側に少なくとも１つの放出孔３３０が形成される。放出孔３３０は、第１の部材３１０、３１０ａの下側に且つ所定の高さに所定の間隔を隔てて、例えば、４つ形成され、第１の音響出力部１００の第２の領域の高さに形成されてもよい。すなわち、放出孔３３０により第１の音響出力部１００の第２の領域が少なくとも一部露出されてもよい。なお、放出孔３３０は、例えば、第２の部材３２０の幅の２０％〜８０％の幅に形成されてもよく、好ましくは、５０％の幅に形成される。そして、放出孔３３０は、第１の音響出力部１００の上部面積、すなわち、振動板１５０の面積の５％〜９０％の面積を有するように形成されてもよい。いうまでもなく、放出孔３３０は、第１の音響出力部１００の上部面積に対して１０％〜６０％の面積を有するように形成することが好ましく、１５％〜３０％の面積を有するように形成することが更に好ましい。一方、第１の部材３１０が円板状に設けられると、第１及び第２の音響出力部１００、２００の空間を仕切ることができ、これにより、第１及び第２の音響出力部１００、２００からそれぞれ出力される音響がハウジング３００内において混ざることを防ぐことができる。

上述したように、本発明の実施形態による音響出力装置は、第１の音響出力部１００及び第２の音響出力部２００がハウジング３００内に設けられてもよく、低音出力特性及び高音出力特性を両方とも向上させることができる。すなわち、低音特性に優れた第１の音響出力部１００、すなわち、ダイナミックスピーカー及び高音特性に優れた第２の音響出力部２００、すなわち、圧電スピーカーをハウジング３００内に設けることにより、可聴周波数帯域における音響特性を向上させることができる。また、ハウジング３００内の第１及び第２の音響出力部１００、２００の間に所定の離隔空間を設け、ハウジング３００の少なくとも一領域に放出孔３３０を形成することにより、第１の音響出力部１００から離隔空間に出力される音響を外部に放出することができる。すなわち、第２の音響出力部２００から音響が出力された後、第１の音響出力部１００から放出孔３３０を介して音響が出力されてハウジング３００の外部において両音響が混ざることになる。両音響がハウジング３００の外部において混ざることにより、ハウジング３００内において音響が混ざる場合に比べて音質をなお一層向上させることができる。

図８は、ダイナミックスピーカー、圧電スピーカー、及び本発明による音響出力装置の特性グラフである。ここで、Ａは、ダイナミックスピーカーの特性グラフであり、Ｂは、圧電スピーカーの特性グラフであり、Ｃは、ダイナミックスピーカー及び圧電スピーカーがハウジング内において組み合わせられた本発明の一実施形態による音響出力装置の特性グラフである。図８に示すように、ダイナミックスピーカーＡは、約７ｋＨｚの音域までの特性、すなわち、低音特性には非常に優れているが、７ｋＨｚを超える音域においては、圧電スピーカーＢに比べて約２０ｄＢ〜３０ｄＢの減衰現象が発生する。このため、ダイナミックスピーカーは、高音特性に劣ることが分かる。また、圧電スピーカーＢは、８ｋＨｚ以上の中高域特性には非常に優れているが、特に、３ｋＨｚ以下の音域においては３０ｄＢ以上の減衰現象が発生して、低音特性に劣ることが分かる。しかしながら、本発明の一実施形態による音響出力装置Ｃは、２０ｋＨｚまでの可聴周波数において全体的な音響特性に優れていることが分かる。すなわち、本発明の音響出力装置は、約１．５ｋＨｚまでの音響特性はダイナミックスピーカーＡと略同じであり、それ以上の音響特性は圧電スピーカーＣよりも優れていることが分かる。

一方、本発明の技術的思想は前記実施形態に基づいて具体的に記述されたが、前記実施形態はその説明のためのものに過ぎず、その制限のためのものではないということに留意すべきである。なお、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術思想の範囲内において様々な実施形態が採用可能であるということが理解できる筈である。

Claims

内部に収容空間が設けられたハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた第１の音響出力部と、
前記ハウジング内に前記第１の音響出力部から所定の間隔を隔てて設けられた第２の音響出力部と、
を備える音響出力装置。
前記ハウジングの所定の領域に形成された少なくとも１つの放出孔を備える請求項１に記載の音響出力装置。
前記第１の音響出力部はダイナミックスピーカーを備え、前記第２の音響出力部は圧電スピーカーを備える請求項２に記載の音響出力装置。
前記第１及び第２の音響出力部の間に離隔空間が設けられ、前記放出孔は、少なくとも一部が前記離隔空間に対応して形成された請求項３に記載の音響出力装置。
前記ハウジングは、第１の部材と、前記第１の部材を囲繞するように設けられた少なくとも１つの第２の部材と、を有し、前記第２の部材の所定の領域に前記放出孔が形成された請求項４に記載の音響出力装置。
前記第１の部材は、所定の厚さの板状に設けられて、前記第１及び第２の音響出力部を仕切る請求項５に記載の音響出力装置。
前記第１の部材の一方の面上の少なくとも一領域に段差が形成された請求項６に記載の音響出力装置。
前記第１の部材の前記段差に接触されて前記第２の音響出力部が設けられ、これと向かい合う他方の面から離隔されて前記第１の音響出力部が設けられる請求項７に記載の音響出力装置。
前記第２の部材の内側から突出する少なくとも１つの突出部を更に備える請求項８に記載の音響出力装置。
前記突出部の上側に前記第１の部材が設けられ、前記突出部の下側に前記第１の音響出力部が接触される請求項９に記載の音響出力装置。
前記放出孔は、前記第１の部材と前記第１の音響出力部との間の空間に対応するように形成される請求項１０に記載の音響出力装置。
前記放出孔は、前記第１の音響出力部の上部面積の５％〜９０％の面積を有するように形成された請求項１１に記載の音響出力装置。
前記第１及び第２の音響出力部とハウジングの少なくとも１つの少なくとも一部に形成されたコーティング層を更に備える請求項１２に記載の音響出力装置。
前記第１及び第２の音響出力部は、同じレベルの信号により同時に駆動される請求項１３に記載の音響出力装置。
前記第１及び第２の音響出力部は、０．１Ｖ〜５．０Ｖの電圧により駆動される請求項１４に記載の音響出力装置。
前記第２の音響出力部は、開口が形成された振動素子と、前記振動素子の前記開口上の少なくとも一方の面の上に設けられた圧電素子と、を有する請求項１５に記載の音響出力装置。
前記第２の音響出力部から出力される音響が前記第１の音響出力部を介して出力され、前記放出孔を介して放出される音響が前記ハウジングの外部において混ざる請求項１乃至請求項１６のうちのいずれか一項に記載の音響出力装置。
内部に収容空間が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられた第１の音響出力部と、前記ハウジング内に前記第１の音響出力部から所定の間隔を隔てて設けられた第２の音響出力部と、前記ハウジングの内部の前記第１及び第２の音響出力部の間に設けられて前記第１及び第２の音響出力部を仕切る仕切り部材と、を備える音響出力装置。