TW201309046A - 音響產生器及使用其之音響產生裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種音壓之頻率特性中之波峰或波谷較小之音響產生器及使用其之音響產生裝置。本發明為如下音響產生器及使用其之音響產生裝置，即該音響產生器至少包括振動板、及相互隔開間隔地安裝於振動板上且使振動板振動之複數個壓電元件，複數個壓電元件包括厚度不同之至少2種壓電元件(1、2)，於振動板之主面上之相互交叉之2個方向之各方向上，配置有厚度不同之壓電元件(1、2)。從而可獲得音壓之頻率特性中之波峰或波谷較小之音響產生器及音響產生裝置。

Description

音響產生器及使用其之音響產生裝置

本發明係關於一種音響產生器及使用其之音響產生裝置。

先前，已知於振動板上安裝有壓電元件之音響產生器(例如參照專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-23436號公報

然而，上述先前之音響產生器有於特定之頻率下產生共振現象、且於音壓之頻率特性中容易產生較大之波峰(peak)或波谷(dip)之問題。

本發明係鑒於上述先前技術中之問題而研究出者，其目的在於提供一種音壓之頻率特性中之波峰或波谷較小之音響產生器及使用其之音響產生裝置。

本發明之音響產生器之特徵在於：至少包括振動板、及相互隔開間隔地安裝於該振動板上且使上述振動板振動之複數個壓電元件，該複數個壓電元件包括厚度不同之至少2種上述壓電元件，於上述振動板之主面上之相互交叉之2個方向之各方向上，配置有厚度不同之上述壓電元件。

本發明之音響產生裝置之特徵在於：至少包括至少1個高音用揚聲器、至少1個低音用揚聲器、及支持上述高音用揚聲器及上述低音用揚聲器之支持體，且上述高音用揚聲器及上述低音用揚聲器中之至少一者為上述音響產生器。

根據本發明之音響產生器及音響產生裝置，可使音壓之頻率特性中之波峰或波谷減小。

以下，一面參照隨附圖式一面對本發明之音響產生器詳細地進行說明。再者，所謂音響產生器係指具有將電信號轉換為音響信號之功能者，所謂音響係指不僅包括可聽頻率範圍之頻率之振動、亦包括例如超音波般之超出可聽頻率範圍之頻率之振動者。

(實施形態之第1例)

圖1係示意性地表示本發明之實施形態之第1例之音響產生器之平面圖。圖2係圖1中之A-A'線剖面圖。再者，為了易於理解構造，於圖1中省略樹脂層20之圖示，於圖2中沿音響產生器之厚度方向(圖之z軸方向)放大表示。

如圖1、圖2所示，本例之音響產生器包括複數個壓電元件1、複數個壓電元件2、薄膜3、框構件5a、5b、樹脂層20、及導線22a、22b、22c、22d。

薄膜3係於施加有張力之狀態下以框構件5a、5b夾持周緣部而固定，且由框構件5a、5b可振動地支持，作為振動 板而發揮功能。

壓電元件1、2係藉由施加電信號而沿與薄膜3之主面平行之方向伸縮振動。又，複數個壓電元件1係每2個成一對，成對之2個壓電元件1以夾持薄膜3之方式配置於薄膜3之兩面。又，成對之2個壓電元件1以伸縮振動之方向大致一致之方式配置。而且，於成對之一壓電元件1收縮時，另一壓電元件1伸展。又，複數個壓電元件2亦係每2個成一對，成對之2個壓電元件2以夾持薄膜3之方式配置於薄膜3之兩面。又，成對之2個壓電元件2以伸縮振動之方向大致一致之方式配置。而且，於成對之一壓電元件2收縮時，另一壓電元件2伸展。

又，壓電元件1係於薄膜3之兩面分別各4個、合計8個地安裝於薄膜3上，壓電元件2亦係於薄膜3之兩面分別各4個、合計8個地安裝於薄膜3上。即，安裝於薄膜3上之壓電元件1之個數等於壓電元件2之個數。而且，複數個壓電元件1、2係於薄膜3之兩面之各者上相互隔開間隔而安裝於薄膜3上。

進而，壓電元件1之厚度與壓電元件2之厚度相互不同，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之圖之x軸方向及y軸方向之2個方向)之各方向上，依序配置有各種厚度之振動體(壓電元件1及壓電元件2)。即，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之2個方向)即圖之x軸方向及y軸方向之各方向上，交替地配置有壓電元件1及壓電元件2。

而且，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向之一方向(圖之x軸方向)上，壓電元件1彼此之間隔、壓電元件2彼此之間隔、及相鄰之壓電元件1與壓電元件2之間隔全部相等。又，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向之另一方向(圖之y軸方向)上，相鄰之壓電元件1與壓電元件2之間隔亦全部相等。

壓電元件1、2包括交替地積層包含陶瓷之壓電體層7與內部電極層9而成之積層體13、形成於該積層體13之上下表面之表面電極層15a、15b、及分別設置於積層體13之長度方向(圖之y軸方向)之兩端部的一對外部電極17、19。再者，壓電元件1具有4層壓電體層7及3層內部電極層9，壓電元件2具有2層壓電體層7及1層內部電極層9。由此，壓電元件1之厚度為壓電元件2之厚度之2倍左右。

於壓電元件1中，外部電極17與表面電極層15a、15b、及1層內部電極層9連接，外部電極19與2層內部電極層9連接。於壓電元件2中，外部電極17與表面電極層15a、15b連接，外部電極19與1層內部電極層9連接。如圖2中以箭頭所示般，壓電體層7係沿壓電體層7之厚度方向交替地得以極化，且以如下方式構成，即，以於配置於薄膜3上表面之壓電元件1、2之壓電體層7收縮之情形時，配置於薄膜3下表面之壓電元件1、2之壓電體層7伸展之方式，對外部電極17、19施加電壓。

外部電極19之上下端部延長至積層體13之上下表面，而分別形成延長部19a，該等延長部19a係以不與形成於積層 體13之表面的表面電極層15a、15b接觸之方式與表面電極層15a、15b隔開特定間隔而配置。

於積層體13之薄膜3之相反側之面，於音響產生器之長度方向(圖之x軸方向)上相鄰之壓電元件1、2之延長部19a彼此由導線22a連接，進而於位於一端部之振動體之延長部19a連接有導線22b之一端部，將導線22b之另一端部引出至外部。又，於音響產生器之長度方向(圖之x軸方向)上相鄰之振動體中之與外部電極17連接之表面電極層15b彼此由導線22d連接，進而於位於一端部之振動體中之表面電極層15b連接有導線22c之一端部，將導線22c之另一端部引出至外部。

因此，沿音響產生器之長度方向(圖之x軸方向)排列之複數個壓電元件1、2相互並聯連接，經由導線22b、22c而被施加同一電壓。

壓電元件1、2為板狀，上下之主面為長方形狀，於積層體13之主面之長度方向(圖之y軸方向)上包括交替引出有內部電極層9之一對側面。

將壓電元件1、2之薄膜3側之主面與薄膜3以接著劑層21接合。壓電元件1、2與薄膜3之間之接著劑層21之厚度為20 μm以下。尤其理想的是接著劑層21之厚度為10 μm以下。如上述般，於接著劑層21之厚度為20 μm以下之情形時，容易將積層體13之振動傳遞至薄膜3。

作為用以形成接著劑層21之接著劑，可使用環氧系樹脂、矽系樹脂、聚酯系樹脂等周知者。

為引起較大之彎曲振動且提高音壓，較為理想的是壓電元件1、2之壓電特性係壓電d31常數具有180 pm/V以上之特性。於壓電d31常數為180 pm/V以上之情形時，亦可使60 KHz~130 KHz中之平均之音壓為65 dB以上。

而且，本例之音響產生器係以埋設壓電元件1、2之方式將樹脂填充至框構件5a、5b之內側而形成樹脂層20。導線22a、導線22b之一部分亦埋設於脂層20中。該樹脂層20例如可使用丙烯酸系樹脂、矽系樹脂、或橡膠等，較為理想的是楊氏模數(Young Modulus)在1 MPa~1 GPa之範圍內者，尤其理想的是楊氏模數為1 MPa~850 MPa者。又，就抑制突波(spurious)之方面而言，較為理想的是樹脂層20之厚度係於完全覆蓋壓電元件1、2之狀態下塗佈而成。進而，由於作為振動板而發揮功能之薄膜3亦與壓電元件1、2成為一體而振動，故而未由壓電元件1、2覆蓋之薄膜3之區域亦同樣地由樹脂層20覆蓋。

上述本例之音響產生器由於包括薄膜3、分別設置於薄膜3之上下表面之2個壓電元件1、2、及以埋設該等壓電元件1、2之方式形成於框構件5a、5b之內側之樹脂層20，故而積層型壓電體1可引起與高頻音對應之波長之彎曲振動，從而可播放100 KHz以上之超高頻成分之聲音。

進而，伴隨壓電元件1、2之共振現象之波峰或波谷係藉由以樹脂層20埋設壓電元件1、2而誘發適度之阻尼效果，從而與共振現象之抑制一併將波峰或波谷抑制得較小，並且可減小音壓之頻率依存性。

又，藉由將複數個壓電元件1、2安裝於一張薄膜上，且施加同一電壓，而藉由於各壓電元件1、2中產生之振動之相互干擾而抑制較強振動，伴隨振動之分散化而帶來使波峰或波谷減小之效果。於超出100 KHz之超高頻下，亦可提高音壓。

作為壓電體層7，可使用鋯酸鉛(PZ)、鋯鈦酸鉛(PZT，Lead Zirconate Titanate)、鉍層狀化合物、鎢青銅(tungsten bronze)結構化合物等非鉛系壓電體材料等先前一直使用之其他壓電陶瓷。就低電壓驅動之觀點而言，壓電體層7之1層之厚度較為理想的是設為10~100 μm。

作為內部電極層9，較為理想的是含有包含銀及鈀之金屬成分以及構成壓電體層7之材料成分。藉由內部電極層9中含有構成壓電體層7之陶瓷成分，可減小因壓電體層7與內部電極層9之熱膨脹差而產生之應力，從而可獲得無積層不良之壓電元件1、2。內部電極層9並不特別限定於包含銀及鈀之金屬成分，又，作為陶瓷成分，並不限定於構成壓電體層7之材料成分，亦可為其他陶瓷成分。

較為理想的是表面電極層15a、15b及外部電極17、19於包含銀之金屬成分中含有玻璃成分。藉由含有玻璃成分，可於壓電體層7或內部電極層9、與表面電極層15a、15b或外部電極17、19之間獲得堅固之密接力。

又，作為自積層方向觀察壓電元件1、2時之外形狀，較佳為設為正方形或長方形等多邊形者。

如圖1所示，框構件5a、5b為矩形狀。於框構件5a、5b 間夾持薄膜3之外周部，且於對薄膜3施加有張力之狀態下進行固定。框構件5a、5b例如可設為厚度為100~1000 μm之不鏽鋼製。再者，框構件5a、5b之材質並不限定於不鏽鋼製，只要為與樹脂層20相比不易變形者即可，例如可使用硬質樹脂、塑膠、工程塑膠、陶瓷等，材質、厚度等並無特別限定。進而，框構件5a、5b之形狀亦並不限定於矩形狀，亦可為圓形或菱形。

薄膜3係藉由於框構件5a、5b間夾持薄膜3之外周部且於對薄膜3沿面方向施加有張力之狀態下固定於框構件5a、5b，薄膜3發揮振動板之作用。薄膜3之厚度例如設為10~200 μm。薄膜3例如可包括聚乙烯、聚醯亞胺、聚丙烯、聚苯乙烯等樹脂、或者包含紙漿或纖維等之紙。藉由使用該等材料，可抑制波峰或波谷。

其次，對本發明之音響產生器之製造方法進行說明。

首先，準備壓電元件1、2。向壓電元件1、2之壓電材料之粉末中添加黏合劑、分散劑、塑化劑、溶劑進行攪拌，而製作漿料。作為壓電材料，可使用鉛系、非鉛系中之任一者。

其次，使所獲得之漿料成形為片狀，而製作生胚片材(green sheet)。對該生胚片材印刷導電膏而形成內部電極圖案，積層形成有該內部電極圖案之生胚片材，而製作積層成形體。

其次，藉由對該積層成形體進行脫脂、煅燒，且切割成特定尺寸，可獲得積層體13。視需要而對積層體13之外周 部進行加工。其次，對積層體13之積層方向之主面印刷用以形成表面電極層15a、15b之導電膏，對積層體13之長度方向(圖之y軸方向)之兩側面印刷用以形成外部電極17、19之導電膏。接著，藉由於特定之溫度下進行電極之燒附，可獲得圖1、2所示之壓電元件1、2。

其次，為對壓電元件1、2賦予壓電性，而經由表面電極層15b或外部電極17、19施加直流電壓，進行壓電元件1、2之壓電體層7之極化。此時，以極化方向成為圖2中以箭頭所示之方向之方式施加直流電壓。

其次，準備成為振動板之薄膜3，將該薄膜3之外周部夾於框構件5a、5b間，且於對薄膜3施加有張力之狀態下進行固定。詳細而言，對薄膜3之兩面塗佈接著劑，以夾持薄膜3之方式將壓電元件1、2抵壓於薄膜3之兩面，藉由照射熱或紫外線而使接著劑硬化。而且，於使樹脂流入至框構件5a、5b之內側，且使壓電元件1、2完全埋設於樹脂中後，藉由使樹脂硬化，可獲得本例之音響產生器。

以如上方式構成之本例之音響產生器為簡單之構造，可謀求小型化或薄型化，並且一直維持較高之音壓直至超高頻為止。又，由於壓電元件1、2由樹脂層20埋設，故而不易受水等之影響，可使可靠性提昇。

又，本例之音響產生器至少包括作為振動板之薄膜3、及相互隔開間隔地安裝於薄膜3上且使薄膜3振動之複數個壓電元件。而且，複數個壓電元件包括厚度不同之至少2種壓電元件(壓電元件1、2)。即，複數個壓電元件中包括 厚度不同之至少2種壓電元件(壓電元件1、2)。而且，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之2個方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，配置有厚度不同之壓電元件1、2。藉此，可使音壓之頻率特性中之波峰或波谷減小。推測可獲得該效果之原因在於：由於厚度不同之壓電元件之彎曲振動之共振頻率不同，故而藉由於相互交叉之2個方向之任一方向上均配置厚度不同之壓電元件1、2，可使產生之振動模式之數量增加，藉此，使能量分散於多數振動模式下，從而可使1個振動模式具有之能量減小。再者，較為理想的是相互交叉之2個方向分別為與框構件5a、5b之對向之邊正交之方向。如上述般，藉由使音響產生器之構造中之對稱性降低，可使於音壓之頻率特性上產生之波峰之位準減小。

又，本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，相鄰之壓電元件1、2之厚度不同。藉此，可進一步改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

又，本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，交替地配置有厚度不同之2種壓電元件(壓電元件1、2)。藉此，可進一步改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上 之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

又，本例之音響產生器係各種厚度之壓電元件之個數全部相等。即，壓電元件1、2之個數相等。藉此，可進一步改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

(實施形態之第2例)

圖3係示意性地表示本發明之實施形態之第2例之音響產生器之平面圖。再者，於圖3中，為易於理解構造，而省略樹脂層20及導線22a、22b、22c、22d之圖示，並且省略壓電元件1、2之詳細之構造之圖示。又，於本例中，僅對與上述實施形態之第1例不同之方面進行說明，對相同之構成要素標註同一參照符號，並省略重複之說明。

本例之音響產生器係於薄膜3之兩主面分別配置有8個壓電元件1、2。即，於薄膜3之兩主面各16個地配置有合計32個壓電元件。再者，與上述實施形態之第1例同樣地，壓電元件1、2之各者每2個成一對，成對之2個壓電元件以夾持薄膜3之方式配置於薄膜3之兩主面之相同之位置。

本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，交替地配置有厚度不同之2種壓電元件(壓電元件1、2)。藉此，可改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

又，本例之音響產生器係與上述實施形態之第1例之音響產生器相比更多之壓電元件1、2配置於薄膜3上，因此，可進一步使音壓之頻率特性中之波峰或波谷之位準減小。可推測也許起因於在薄膜3上產生之振動模式之個數進一步增加。

又，本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，各種厚度之壓電元件(壓電元件1、2)分別等間隔地配置。藉此，可進一步改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

又，本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，各種厚度之壓電元件(壓電元件1、2)彼此之間隔全部相等。即，壓電元件1彼此之間隔等於壓電元件2彼此之間隔。藉此，可進一步改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

(實施形態之第3例)

圖4係示意性地表示本發明之實施形態之第2例之音響產生器之平面圖。再者，於圖4中，為了易於理解構造，而省略樹脂層20及導線22a、22b、22c、22d之圖示，並且省略壓電元件1、2、4之詳細之構造之圖示。又，於本例中，僅對與上述實施形態之第2例不同之處進行說明，對 相同之構成要素標註同一參照符號，並省略重複之說明。

本例之音響產生器係於薄膜3之兩主面配置有5個壓電元件1、6個壓電元件2、及5個壓電元件4。即，於薄膜3之兩主面各16個地配置有合計32個壓電元件。壓電元件4具有與壓電元件1、2相同之構造，但具有6層壓電體層7及5層內部電極層9，且具有壓電元件2之厚度之3倍左右之厚度。

本例之音響產生器係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之2個方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，依序配置有各種厚度之壓電元件(壓電元件1、2、4)。藉此，可改善音壓之頻率特性。可推測也許起因於由壓電元件1、2而產生之振動之分佈及薄膜3上之質量之分佈得到均一化、或構造之對稱性降低等。

(實施形態之第4例)

圖5係示意性地表示本發明之實施形態之第2例之音響產生器之平面圖。再者，於圖5中，為易於理解構造，而省略樹脂層20及導線22a、22b、22c、22d之圖示，並且省略壓電元件1、2之詳細之構造之圖示。又，於本例中，僅對與上述實施形態之第2例不同之方面進行說明，對相同之構成要素標註同一參照符號，並省略重複之說明。

本例之音響產生器係於薄膜3之一主面(框構件5a所位於之側之主面)配置有2個壓電元件1及2個壓電元件2。即，於薄膜3之一主面(框構件5a所位於之側之主面)配置有4個壓電元件，於薄膜3之另一主面(框構件5b所位於之側之主 面)未配置壓電元件。樹脂20亦僅配置於薄膜3之一主面側，而未配置於薄膜3之另一主面側。又，本例之音響產生器中之壓電元件1、2分別為雙壓電晶片(bimorph)型之壓電元件。即，本例之音響產生器中之壓電元件1、2係某瞬間之極化之朝向與電場之朝向之關係為於厚度方向(與圖之x軸及y軸之兩者垂直之z軸方向)之一側與另一側為相反，且係可藉由輸入電信號而單獨彎曲振動之壓電元件。

具有上述構成之本例之音響產生器亦係於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，配置有厚度不同之2種壓電元件(壓電元件1、2)，因此，可使於音壓之頻率特性中產生之波峰之位準減小。進而，於薄膜3之主面上之相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸方向)之各方向上，交替地配置有厚度不同之壓電元件1、2，因此，可進一步使於音壓之頻率特性中產生之波峰之位準減小。

(實施形態之第5例)

圖6係示意性地表示本發明之實施形態之第5例之音響產生裝置之立體圖。如圖6所示，本例之音響產生裝置包括高音用揚聲器31、低音用揚聲器32及支持體33。

高音用揚聲器31為實施形態之第1例之音響產生器，且為主要用以輸出高音之揚聲器。例如用以輸出20 KHz左右以上之頻率之聲音。

低音用揚聲器32為主要用以輸出低音之揚聲器。例如用於輸出20 KHz左右以下之頻率之聲音。就易於輸出較低之 頻率之聲音之觀點而言，低音用揚聲器32例如於為矩形狀或橢圓形狀之情形時，為與高音用揚聲器31相比使最長邊較長者，其他可使用與高音用揚聲器31具有相同之構成者。

支持體33例如由金屬板形成，於2個開口部分別收容固定有高音用揚聲器31及低音用揚聲器32。

具有上述構成之本例之音響產生裝置係使用實施形態之第1例之音響產生器作為高音用揚聲器31，因此，可輸出音壓之頻率特性中之波峰或波谷較小之高音。

如上述般，本例之音響產生裝置至少包括至少1個高音用揚聲器31、至少1個低音用揚聲器32、及支持高音用揚聲器31及低音用揚聲器32之支持體33，且高音用揚聲器31及低音用揚聲器32中之至少一者為上述之本發明之音響產生器。藉此，可獲得可輸出音壓之頻率特性中之波峰或波谷較小之聲音的高性能之音響產生裝置。

(變形例)

本發明並不限定於上述實施形態之例，於不脫離本發明之主旨之範圍內可進行各種變更、改良。

例如安裝於薄膜3上之壓電元件之個數並不限定上述實施形態之例。又，亦可將振動體之厚度之種類設為4種以上。

又，於上述實施形態之第1例中表示了使用薄膜3作為振動板之例，但並不限定於此。例如亦可使用由金屬或樹脂形成之板狀之振動板。

又，於上述實施形態之例中表示了形成有覆蓋薄膜3及壓電元件之表面的樹脂層20之例，但並不限定於此。亦可不具有樹脂層20。

[實施例]

(第1實施例)

對本發明之音響產生器之具體例進行說明。製作圖1、圖2所示之本發明之實施形態之第1例之音響產生器，測定其電氣特性。

首先，將含有以Sb置換Zr之一部分而得之鋯鈦酸鉛(PZT)的壓電粉末、黏合劑、分散劑、塑化劑、及溶劑藉由球磨機混合而混煉24小時，從而製作漿料。接著，使用所獲得之漿料且利用刮刀法(doctor blade method)製作生胚片材。對該生胚片材利用絲網印刷法將含有Ag及Pd作為電極材料之導電膏塗佈成特定形狀。接著，積層塗佈有導電膏之生胚片材與未塗佈導電膏之生胚片材且加壓，而製作積層成形體。而且，對該積層成形體於500℃下於大氣中脫脂1小時，其後，於1100℃下於大氣中煅燒3小時，而獲得積層體。

其次，藉由切割加工而對所獲得之積層體之長度方向(圖之y軸方向)之兩端面部進行切割，而使內部電極層9之前端於積層體之側面露出。接著，為於積層體之兩側主面形成表面電極層15a、15b層，而將含有Ag及玻璃之導電膏利用絲網印刷法塗佈於壓電體之主面之單側。其後，於長度方向(圖之y軸方向)之兩側面利用浸漬法塗佈含有Ag及 玻璃之導電膏作為外部電極17、19之材料，且於700℃下於大氣中燒附10分鐘。藉此，製作如圖2所示之積層體13。所製作之積層體之主面之尺寸係寬度為6 mm，長度為7 mm。積層體13之厚度於用於壓電元件1時設為100 μm，於用於壓電元件2時設為50 μm。

其次，經由外部電極17、19而於內部電極層9間及內部電極層9與表面電極層15a、15b間施加2分鐘100 V之電壓，進行極化，而獲得單層型之積層型壓電元件。

其次，準備厚度為25 μm之包含聚醯亞胺樹脂之薄膜3，將薄膜3於施加有張力之狀態下固定於框構件5a、5b。接著，對經固定之薄膜3之兩主面塗佈包含丙烯酸樹脂之接著劑，對塗佈有接著劑之薄膜3之部分以夾持薄膜3之方式自兩側推擠壓電元件1、2，且於120℃下於空氣中對接著劑進行1小時硬化，而形成厚度為5 μm之接著劑層21。框構件5a、5b內之薄膜3之尺寸係設為長度為48 mm，寬度為18 mm。相鄰之壓電元件1與壓電元件2之間隔係將音響產生器之長度方向(圖之x軸方向)上之間隔設為6 mm，將音響產生器之寬度方向(圖之y軸方向)上之間隔設為1 mm。其後，對壓電元件1、2接合導線2a、2b、2c、2d進行配線。

接著，使固化後之楊氏模數為17 MPa之丙烯酸系樹脂流入至框構件5a、5b之內側，以與框構件5a、5b之高度成為相同高度之方式填充丙烯酸系樹脂且使其固化，而形成樹脂層20。如上述般，製作如圖1、圖2所示之音響產生器。

接著，根據JEITA(Japan Electronics and Information Technology Industries，電子資訊技術產業協會規格)EIJARC-8124A對所製作之音響產生器之音壓之頻率特性進行評價。評價係於音響產生器之導線22b、22c間輸入有效值為2.8 V之正弦波信號，且於音響產生器之基準軸上1 m之點處設置麥克風而評價音壓。將該評價結果示於圖7。又，製作使壓電元件1、2之厚度全部相等之第1比較例之音響產生器，而評價音壓之頻率特性。將第1比較例之音響產生器之評價結果示於圖8。再者，於圖7及圖8之曲線中，橫軸表示頻率，縱軸表示音壓。

根據圖7所示之曲線，判斷出於至20~180 kHz左右為止之較廣之頻率波中之幾乎所有頻率下均可獲得超出70 dB之較高之音壓。又，若與圖8所示之第1比較例之音響產生器之音壓之頻率特性進行比較，則判斷出可獲得波峰或波谷得到減小、且大致平坦之優異之音壓特性。藉此，可確認本發明之有效性。

(第2實施例)

對圖5所示之實施形態之第4例之音響產生器、及圖9所示之第2比較例之音響產生器，以模擬算出對音壓特性產生影響之振動之固有值之數量(振動模式之數量)。再者，圖5所示之實施形態之第4例之音響產生器、與圖9所示之第2比較例之音響產生器之差別僅為壓電元件1、2之配置方法。即，圖5所示之實施形態之第4例之音響產生器係於相互交叉之2個方向(相互正交之方向即圖之x軸方向及y軸 方向)之各方向上，配置有厚度不同之2種壓電元件(壓電元件1、2)。與此相對，圖9所示之第2比較例之音響產生器係於圖之x軸方向上配置有厚度不同之2種壓電元件(壓電元件1、2)，但於圖之y軸方向上未配置厚度相同之壓電元件。即，圖9所示之第2比較例之音響產生器係形成為關於位於圖之y軸方向之中央之與x軸平行之線為線對稱之構造。

於該模擬中，框構件5a、5b係設為外側之長度為60 mm、寬度為50 mm、內側之長度為50 mm、寬度為40 mm、且厚度為1 mm之框狀。薄膜3之厚度係設為0.03 mm。壓電元件1係設為1邊為10 mm、厚度為0.1 mm之正方形之板狀。壓電元件2係設為1邊為10 mm、厚度為0.05 mm之正方形之板狀。相鄰之壓電元件彼此之間隔為15 mm。

模擬之結果為1 kHz~10 kHz之頻率範圍內之對音壓特性產生影響之振動之固有值之數量係於圖9所示之第2比較例之音響產生器中為38個，於圖5所示之實施形態之第4例之音響產生器中為73個。即，可知於圖5所示之實施形態之第4例之音響產生器中，與圖9所示之第2比較例之音響產生器相比產生2倍左右之數量之振動模式。藉此，於本發明之音響產生器中，產生之振動模式之數量增加，於音壓之頻率特性中產生之波峰分散，藉此，可獲得如下預測之1個根據，即於音壓之頻率特性中產生之波峰之位準減小，而可獲得更平坦之音壓特性。

1‧‧‧壓電元件

2‧‧‧壓電元件

3‧‧‧薄膜

4‧‧‧壓電元件

5a‧‧‧框構件

15b‧‧‧表面電極層

19a‧‧‧延長部

22a‧‧‧導線

22b‧‧‧導線

22c‧‧‧導線

22d‧‧‧導線

31‧‧‧高音用揚聲器

32‧‧‧低音用揚聲器

33‧‧‧支持體

A-A'‧‧‧線

圖1係示意性地表示本發明之實施形態之第1例之音響產生器之平面圖。

圖2係圖1中之A-A'線剖面圖。

圖3係示意性地表示本發明之實施形態之第2例之音響產生器之平面圖。

圖4係示意性地表示本發明之實施形態之第3例之音響產生器之平面圖。

圖5係示意性地表示本發明之實施形態之第4例之音響產生器之平面圖。

圖6係示意性地表示本發明之實施形態之第5例之音響產生裝置之立體圖。

圖7係表示本發明之實施形態之第1例之音響產生器的音壓之頻率特性之曲線。

圖8係表示第1比較例之音響產生器之音壓之頻率特性之曲線。

圖9係示意性地表示第2比較例之音響產生器之平面圖。

1‧‧‧壓電元件

2‧‧‧壓電元件

3‧‧‧薄膜

5a‧‧‧框構件

15b‧‧‧表面電極層

19a‧‧‧延長部

22a‧‧‧導線

22b‧‧‧導線

22c‧‧‧導線

22d‧‧‧導線

A-A'‧‧‧線

Claims (10)

1. 一種音響產生器，其特徵在於：至少包括振動板、及相互隔開間隔地安裝於該振動板上且使上述振動板振動之複數個壓電元件，該複數個壓電元件包括厚度不同之至少2種上述壓電元件，於上述振動板之主面上之相互交叉之2個方向之各方向上，配置有厚度不同之上述壓電元件。
2. 如請求項1之音響產生器，其中於上述2個方向之各方向上，相鄰之上述壓電元件之厚度不同。
3. 如請求項2之音響產生器，其中於上述2個方向之各方向上，依序配置有各種厚度之上述壓電元件。
4. 如請求項3之音響產生器，其中於上述2個方向之各方向上，交替地配置有厚度不同之2種上述壓電元件。
5. 如請求項1至4中任一項之音響產生器，其中於上述2個方向之各方向上，分別等間隔地配置有各種厚度之上述壓電元件。
6. 如請求項5之音響產生器，其中於上述2個方向之各方向上，各種厚度之上述壓電元件彼此之間隔全部相等。
7. 如請求項1至4中任一項之音響產生器，其中各種厚度之上述壓電元件之個數全部相等。
8. 如請求項5之音響產生器，其中各種厚度之上述壓電元件之個數全部相等。
9. 如請求項6之音響產生器，其中各種厚度之上述壓電元件之個數全部相等。
10. 一種音響產生裝置，其特徵在於：至少包括至少1個高音用揚聲器、至少1個低音用揚聲器、及支持上述高音用揚聲器及上述低音用揚聲器之支持體，且上述高音用揚聲器及上述低音用揚聲器中之至少一者為如請求項1之音響產生器。