JP5659701B2 - 発振装置および電子機器 - Google Patents
発振装置および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5659701B2 JP5659701B2 JP2010245657A JP2010245657A JP5659701B2 JP 5659701 B2 JP5659701 B2 JP 5659701B2 JP 2010245657 A JP2010245657 A JP 2010245657A JP 2010245657 A JP2010245657 A JP 2010245657A JP 5659701 B2 JP5659701 B2 JP 5659701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation device
- electroacoustic transducer
- vibration
- sound pressure
- pressure level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
0.9×(2×F(b))<F(a)<1.1×(2×F(b))
(ただし、(2×F(b))=F(a)を除く)
を満足する。
[数1]
0.9×(2×F(b))<F(a)<1.1×(2×F(b))
(ただし、(2×F(b))=F(a)を除く)
を満足する。
[数2]
0.9×(2×F(b))<F(a)<1.1×(2×F(b))
(ただし、(2×F(b))=F(a)を除く)
のように調整されている。
[数3]
f=1/(2πL√(mC))
なお、"m"は質量、"C"はコンプライアンス、である。
本発明の実施の第二の形態を、図12を参照し説明する。本実施の形態では、実施の第一の形態に対して、弾性部材20を二個の圧電素子10a,10bで拘束していることが特徴である。すなわち、二個の圧電素子10a,10bを利用したバイモルフ構造である。このバイモルフ型の圧電素子10a,10bは、図13に示すように、分極方向を逆にした二枚の圧電セラミックを張り合わせ、一方を長手方向に伸ばし、もう一方を縮めることにより屈曲させることで、実施の第一の形態の一枚の圧電素子10からなるユニモルフ構造に比べて、より大きな変位を得ることが可能となる。
さらに、本発明の実施の第三の形態について図14を参照して説明する。本実施の形態では、積層型の圧電素子から構成されている。図14で示されるように、圧電素子は、圧電材料からなる圧電板13a〜13eが5層に積層された多層構造である。圧電板同士の間には電極層(導体層)14a〜14dが一層ずつ形成されている。各圧電板13a〜13eの分極方向は一層ごとに逆向きとなっており、また、電界の向きも交互に逆向きとなるように構成されている。このような積層構造の圧電素子によれば、電極層間に生じる電界強度が高いため、圧電板の積層数に応じた分だけ、圧電素子全体としての駆動力が向上する。
本発明の実施の第四の形態について、以下に説明する。本実施の形態では、正方形状の圧電素子から構成されている(図示せず)。図3に示すように、このように圧電素子10が矩形であったとしても、弾性部材20が振動部材30を介して支持フレーム45に接続されていることによる作用効果は上記同様にして得ることができる。
本発明の電気音響変換器の特性評価を、以下、評価1〜評価5の評価項目で行った。
本発明の実施の第一の形態で記載した電気音響変換器を、図15の携帯電話に実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1120Hz
携帯電話の本体ハウジングの基本共振周波数:450Hz
音圧レベル(1kHz) :90dB
音圧レベル(3kHz) :85dB
音圧レベル(5kHz) :95dB
音圧レベル(10kHz) :86dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
比較例1として、既存のボイスコイル型の電気音響変換器を作製し、図15の携帯電話に実装した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:854Hz
携帯電話の本体ハウジングの基本共振周波数:450Hz
音圧レベル(1kHz) :77dB
音圧レベル(3kHz) :75dB
音圧レベル(5kHz) :76dB
音圧レベル(10kHz) :97dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :×
落下衝撃安定性 :×
上記の結果より明らかのように、比較例1の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は良好でなく、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを実現できないことが実証された。
本発明の実施の第二の形態で記載した電気音響変換器を、図15の携帯電話に実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1180Hz
携帯電話の本体ハウジングの基本共振周波数:450Hz
音圧レベル(1kHz) :95dB
音圧レベル(3kHz) :94dB
音圧レベル(5kHz) :92dB
音圧レベル(10kHz) :88dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第三の形態で記載した電気音響変換器を、図15の携帯電話に実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1180Hz
携帯電話の本体ハウジングの基本共振周波数:450Hz
音圧レベル(1kHz) :91dB
音圧レベル(3kHz) :92dB
音圧レベル(5kHz) :86dB
音圧レベル(10kHz) :87dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第四の形態で記載した電気音響変換器を、図15の携帯電話に実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1080Hz
携帯電話の本体ハウジングの基本共振周波数:450Hz
音圧レベル(1kHz) :90dB
音圧レベル(3kHz) :88dB
音圧レベル(5kHz) :85dB
音圧レベル(10kHz) :88dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第一の形態で記載した電気音響変換器を、図16のラップトップ型PC(Personal Computer)に実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1120Hz
PCの本体ハウジングの基本共振周波数:420Hz
音圧レベル(1kHz) :94dB
音圧レベル(3kHz) :88dB
音圧レベル(5kHz) :91dB
音圧レベル(10kHz) :88dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
比較例2として、図20で示される電気音響変換器を作製し、図16のラップトップ型PCに実装した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:854Hz
PCの本体ハウジングの基本共振周波数:420Hz
音圧レベル(1kHz) :75dB
音圧レベル(3kHz) :74dB
音圧レベル(5kHz) :77dB
音圧レベル(10kHz) :91dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :×
落下衝撃安定性 :×
上記の結果より明らかのように、比較例2の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は良好でなく、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを実現できないことが実証された。
本発明の実施の第二の形態で記載した電気音響変換器を、図16のラップトップ型PCに実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1180Hz
PCの本体ハウジングの基本共振周波数:420Hz
音圧レベル(1kHz) :91dB
音圧レベル(3kHz) :92dB
音圧レベル(5kHz) :90dB
音圧レベル(10kHz) :99dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第三の形態で記載した電気音響変換器を、図16のラップトップ型PCに実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1180Hz
PCの本体ハウジングの基本共振周波数:420Hz
音圧レベル(1kHz) :90dB
音圧レベル(3kHz) :84dB
音圧レベル(5kHz) :93dB
音圧レベル(10kHz) :88dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第四の形態で記載した電気音響変換器を、図16のラップトップ型PCに実装し、特性評価を実施した。評価結果は以下の通りである。
電気音響変換器の基本共振周波数:1080Hz
PCの本体ハウジングの基本共振周波数:420Hz
音圧レベル(1kHz) :87dB
音圧レベル(3kHz) :89dB
音圧レベル(5kHz) :95dB
音圧レベル(10kHz) :82dB
音圧レベル周波数特性の平坦性 :○
落下衝撃安定性 :○
上記の結果より明らかのように、本実施例の電気音響変換器によれば、音圧レベル周波数特性は平坦である。また、広い周波数帯域で80dBを超える音圧レベルを有することが実証された。
本発明の実施の第一の形態で記載した電気音響変換器の構成において、振動部材である振動膜の厚みを変更した変換器を作製し、図15の携帯電話に実装した。評価結果は以下の表1の通りである。
本発明の実施の第一の形態で記載した電気音響変換器の構成において、弾性部材と支持フレームである支持体との距離を変更した変換器を作製し、図15の携帯電話に実装した。評価結果は以下の通りである。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
電界の状態に応じて伸縮運動する圧電素子と、
少なくとも表面に前記圧電素子が接合されている弾性部材と、
前記弾性部材より低剛性で少なくとも表面に前記弾性部材が接合されている振動部材と、
前記振動部材より高剛性で前記振動部材を支持して本体ハウジングに接合される支持フレームと、を有し、
発振装置の基本共振周波数F(a)と、前記本体ハウジングの基本共振周波数F(b)とが、
0.9×(2×F(b))<F(a)<1.1×(2×F(b))
を満足することを特徴とする発振装置。
2.
前記振動部材は、前記弾性部材よりも弾性率が小さい1.に記載の発振装置。
3.
前記振動部材が、ウレタン、PET(Polyethylene Terephthalate)、ポリエチレンフィルム、の何れか一つを主体とする樹脂からなる1.または2.に記載の発振装置。
4.
発振装置の基本共振周波数が、前記振動部材の形状により調整されていることを特徴とする、1.から3.の何れか1つに記載の発振装置。
5.
前記振動部材の両面に一対の前記弾性部材と一対の前記圧電素子とが個々に順番に接合されているバイモルフ型に形成されている1.ないし4.の何れか1つに記載の発振装置。
6.
前記圧電素子は、圧電材料層と電極層とが交互に積層された積層型構造に形成されている1.ないし5.の何れか1つに記載の発振装置。
7.
前記圧電素子は、周波数が20kHzを超える超音波を発振する1.ないし6.の何れか1つに記載の発振装置。
8.
前記圧電素子が可聴波の超音波変調波を発振する1.ないし7.の何れか1つに記載の発振装置。
9.
1.ないし8.の何れか1つに記載の発振装置と、
前記発振装置が装着される前記本体ハウジングと、
前記本体ハウジングに装着された前記発振装置に可聴域の音波を出力させる発振駆動手段と、
を有する電子機器。
10.
1.ないし8.の何れか1つに記載の発振装置と、
前記発振装置が装着される前記本体ハウジングと、
前記本体ハウジングに装着された前記発振装置を駆動して超音波を出力させる発振駆動手段と、
前記発振装置から発振されて測定対象物で反射した前記超音波を検知する超音波検知手段と、
検知された前記超音波から前記測定対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
を有する電子機器。
2−a 上部電極層
2−b 下部電極層
2−c 圧電セラミック
10 圧電素子
20 弾性部材
30 振動部材
45 支持フレーム
10 圧電素子
11 主面
12 主面
13a〜13e 圧電板
14a〜14d 電極層(導体層)
15−e リード線
50 電気音響変換器
100 本体ハウジング
510 圧電素子
524 弾性部材
527 支持フレーム
550 電気音響変換器
Claims (11)
- 電界の状態に応じて伸縮運動する圧電素子と、
少なくとも表面に前記圧電素子が接合されている弾性部材と、
前記弾性部材より低剛性で少なくとも表面に前記弾性部材が接合されている振動部材と、
前記振動部材より高剛性で前記振動部材を支持して本体ハウジングに接合される支持フレームと、を有し、
発振装置の基本共振周波数F(a)と、前記本体ハウジングの基本共振周波数F(b)とが、
0.9×(2×F(b))<F(a)<1.1×(2×F(b))
(ただし、(2×F(b))=F(a)を除く)
を満足することを特徴とする発振装置。 - 前記発振装置の基本共振周波数と、前記本体ハウジングの二次高調波との差が110Hz以上に調整されている請求項1に記載の発振装置。
- 前記振動部材は、前記弾性部材よりも弾性率が小さい請求項1または2に記載の発振装置。
- 前記振動部材が、ウレタン、PET(Polyethylene Terephthalate)、ポリエチレンフィルム、の何れか一つを主体とする樹脂からなる請求項1ないし3の何れか一項に記載の発振装置。
- 発振装置の基本共振周波数が、前記振動部材の形状により調整されていることを特徴とする、請求項1ないし4の何れか一項に記載の発振装置。
- 前記振動部材の両面に一対の前記弾性部材と一対の前記圧電素子とが個々に順番に接合されているバイモルフ型に形成されている請求項1ないし5の何れか一項に記載の発振装置。
- 前記圧電素子は、圧電材料層と電極層とが交互に積層された積層型構造に形成されている請求項1ないし6の何れか一項に記載の発振装置。
- 前記圧電素子は、周波数が20kHzを超える超音波を発振する請求項1ないし7の何れか一項に記載の発振装置。
- 前記圧電素子が可聴波の超音波変調波を発振する請求項1ないし8の何れか一項に記載の発振装置。
- 請求項1ないし9の何れか一項に記載の発振装置と、
前記発振装置が装着される前記本体ハウジングと、
前記本体ハウジングに装着された前記発振装置に可聴域の音波を出力させる発振駆動手段と、
を有する電子機器。 - 請求項1ないし9の何れか一項に記載の発振装置と、
前記発振装置が装着される前記本体ハウジングと、
前記本体ハウジングに装着された前記発振装置を駆動して超音波を出力させる発振駆動手段と、
前記発振装置から発振されて測定対象物で反射した前記超音波を検知する超音波検知手段と、
検知された前記超音波から前記測定対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
を有する電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010245657A JP5659701B2 (ja) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | 発振装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010245657A JP5659701B2 (ja) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | 発振装置および電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012100041A JP2012100041A (ja) | 2012-05-24 |
JP5659701B2 true JP5659701B2 (ja) | 2015-01-28 |
Family
ID=46391473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010245657A Expired - Fee Related JP5659701B2 (ja) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | 発振装置および電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5659701B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6195869B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2017-09-13 | 株式会社トーキン | 圧電スピーカ |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01216287A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Fuji Kogyo Kk | 潜水者用ソナー |
JP2003125473A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-25 | Nec Tokin Corp | 筐体振動圧電アクチュエータ及び携帯用電子装置 |
JP2003211087A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-29 | Nec Tokin Corp | 振動アクチュエータ及びディスプレイ装置 |
JP2006003124A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ装置 |
JP2008048312A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Citizen Holdings Co Ltd | スピーカー装置 |
JP2007312422A (ja) * | 2007-07-27 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 携帯型電子機器 |
US8670578B2 (en) * | 2008-03-07 | 2014-03-11 | Nec Corporation | Piezoelectric actuator and electronic device |
-
2010
- 2010-11-01 JP JP2010245657A patent/JP5659701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012100041A (ja) | 2012-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5304252B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよび電子機器 | |
JP5245409B2 (ja) | 圧電アクチュエータ、音響素子、及び電子機器 | |
JP5741580B2 (ja) | 発振装置 | |
WO2009110575A1 (ja) | 圧電アクチュエータ及び電子機器 | |
WO2010106736A1 (ja) | 圧電音響素子、電子機器及び圧電音響素子の製造方法 | |
JP5482621B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
WO2012060041A1 (ja) | 発振装置及び携帯装置 | |
JP5652813B2 (ja) | 電気音響変換器及びそれを用いた電子機器 | |
JP5939160B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP5771952B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP2014127767A (ja) | 音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
JP2014160915A (ja) | 圧電型電気音響変換器及びそれを用いた電子機器 | |
JP5659701B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP6166038B2 (ja) | 音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
JP5637211B2 (ja) | 発振装置 | |
JP5527083B2 (ja) | 発振装置 | |
WO2014051006A1 (ja) | 音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
JP5440422B2 (ja) | 発振装置 | |
JP5617412B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP2012029104A (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP5505165B2 (ja) | 発振装置 | |
JP5750865B2 (ja) | 発振装置および電子機器 | |
JP5488266B2 (ja) | 発振装置 | |
JP5810484B2 (ja) | 発振装置 | |
JP2014160914A (ja) | 圧電型電気音響変換器及びそれを用いた電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131009 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5659701 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |