JP6188567B2 - Sound generator - Google Patents
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Description
本発明は、音発生器が接触する接触面を振動させて当該接触面から音を発生させる音発生器に関するものである。 The present invention relates to a sound generator that vibrates a contact surface with which a sound generator contacts and generates sound from the contact surface.
従来の電子機器、例えば携帯電話機等は、電子機器に備えられたスピーカから音を発生する。従来の電子機器に使用されるスピーカは、ダイナミックスピーカが主流となっており、例えば、特許文献1には、マグネット、ボイスコイル、ダイアフラム及びこれらを収納するケースを具えたダイナミックスピーカ構造を有する振動発生装置が記載されている。 Conventional electronic devices such as mobile phones generate sound from speakers provided in the electronic devices. Dynamic speakers are the mainstream of speakers used in conventional electronic devices. For example, Patent Document 1 discloses a vibration generator having a dynamic speaker structure including a magnet, a voice coil, a diaphragm, and a case for housing them. An apparatus is described.
しかしながら、特許文献1に記載の振動発生装置は、ダイナミックスピーカ構造を有するため、部品点数の増加が避けられず、重量が重くなる。また、ダイナミックスピーカの出力は、内部で音を発生させるためのダイアフラムの大きさに依存し、スピーカが小さいほど、出力が小さくなる。そのため、良好な音特性を得るには装置の大型化が避けられない。 However, since the vibration generating device described in Patent Document 1 has a dynamic speaker structure, an increase in the number of components is unavoidable and the weight increases. The output of the dynamic speaker depends on the size of the diaphragm for generating sound inside, and the output becomes smaller as the speaker is smaller. Therefore, an increase in the size of the apparatus is inevitable in order to obtain good sound characteristics.
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、小型軽量化が可能で、かつ良好な音を発生可能な音発生器を提供することにある。 An object of the present invention made in view of such a viewpoint is to provide a sound generator that can be reduced in size and weight and can generate a good sound.
上記目的を達成する本発明に係る音発生器は、
圧電素子を有する圧電振動部と、
該圧電振動部に荷重を与える錘と、
前記圧電素子に印加する音信号としての入力電圧を周波数特性に基づいて制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に前記錘からの荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に印加される入力電圧に応じて前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音発生器が載置される載置面を振動させて該載置面から音を発生させ、
前記載置面に接触して、該載置面の振動の振幅を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記入力電圧を、前記載置面の振動の振幅に対する周波数特性に基づいて制御する。
The sound generator according to the present invention that achieves the above object is as follows.
A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A weight for applying a load to the piezoelectric vibrating portion;
A control unit that controls an input voltage as a sound signal applied to the piezoelectric element based on a frequency characteristic;
In a state where a load from the weight is applied to the piezoelectric vibrating portion, the piezoelectric vibrating portion is deformed according to an input voltage applied to the piezoelectric element from the control unit, and the sound is generated by the deformation of the piezoelectric vibrating portion. to vibrate the placed surface generator is mounted by generating a sound from the mounting surface,
A measuring unit that contacts the mounting surface and measures the amplitude of vibration of the mounting surface;
The said control part controls the said input voltage based on the frequency characteristic with respect to the amplitude of the vibration of the said mounting surface .
前記制御部は、前記入力電圧が所定の値となるように制御するものであってもよい。 The control unit may control the input voltage to be a predetermined value.
また、上記目的を達成する本発明に係る音発生器は、
圧電素子を有する圧電振動部と、
該圧電振動部に荷重を与える錘と、
前記圧電素子からの出力電圧を測定する電圧測定部と、
前記測定された出力電圧に基づいて、前記圧電素子に印加する音信号としての入力電圧を周波数特性に基づいて制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に前記錘からの荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に印加される入力電圧に応じて前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音発生器が載置される載置面を振動させて該載置面から音を発生させ、
前記電圧測定部は、前記圧電振動部が前記載置面に与える力の反作用として該載置面から受ける力に基づいて、該圧電振動部が出力する電圧を前記出力電圧として測定する。
In addition, the sound generator according to the present invention that achieves the above-described object,
A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A weight for applying a load to the piezoelectric vibrating portion;
A voltage measuring unit for measuring an output voltage from the piezoelectric element;
A control unit that controls an input voltage as a sound signal applied to the piezoelectric element based on a frequency characteristic based on the measured output voltage;
In a state where a load from the weight is applied to the piezoelectric vibrating portion, the piezoelectric vibrating portion is deformed according to an input voltage applied to the piezoelectric element from the control unit, and the sound is generated by the deformation of the piezoelectric vibrating portion. to vibrate the placed surface generator is mounted by generating a sound from the mounting surface,
The voltage measuring unit measures, as the output voltage, a voltage output from the piezoelectric vibrating unit based on a force received from the mounting surface as a reaction of the force applied to the mounting surface by the piezoelectric vibrating unit .
前記制御部は、前記出力電圧が所定の値となるように制御するものであってもよい。 The control unit may control the output voltage to be a predetermined value.
前記圧電素子は、積層型圧電素子であり、積層方向に沿って伸縮変形するものであってもよい。 The piezoelectric element is a multilayer piezoelectric element, and may be elastically deformed along the stacking direction.
前記圧電振動部は、前記圧電素子の変形に起因する振動を前記接触面に伝えて前記接触面を振動させる被覆部材を含んでいてもよい。
前記音発生器の側面に設けられる支持部材を備え、
前記測定部は、前記音発生器の側面に設けられ、
前記支持部材と前記測定部とは、前記音発生部の前記側面において、前記圧電振動部の両側において前記音発生部を支持してもよい。
The piezoelectric vibration unit may include a covering member that transmits vibration due to deformation of the piezoelectric element to the contact surface to vibrate the contact surface.
A support member provided on a side surface of the sound generator;
The measurement unit is provided on a side surface of the sound generator,
The support member and the measurement unit may support the sound generation unit on both sides of the piezoelectric vibration unit on the side surface of the sound generation unit.
上記のように構成された本発明によれば、小型軽量化が可能で、かつ良好な音を発生可能な音発生器を提供することができる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to provide a sound generator that can be reduced in size and weight and can generate good sound.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る音発生器の外観斜視図である。本実施の形態に係る音発生器は、スマートフォン等の携帯電話機10と、圧電振動部60と、弾性部材70とを有する。後述するように、携帯電話機10は、圧電振動部60に荷重を与える錘(音発生器の錘)として作用するものである。携帯電話機10は、外観形状が概略長方形状を成す筐体20を備える。筐体20には、携帯電話機10の前面側にパネル30、入力部40及びマイク91が配置されており、パネル30の下側に図1にパネル30の一部を切り欠いて示すように、表示部50が保持されている。また、筐体20の裏面側は、バッテリパックやカメラユニット等が搭載されて、バッテリリッド21で覆われている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external perspective view of the sound generator according to the first embodiment of the present invention. The sound generator according to the present embodiment includes a
パネル30は、接触を検出するタッチパネル、または表示部50を保護するカバーパネル等からなり、例えばガラス、又はアクリル等の合成樹脂により形成される。パネル30は、例えば長方形状である。パネル30は、平板であってもよいし、表面が滑らかに傾斜する曲面パネルであってもよい。パネル30は、タッチパネルである場合、利用者の指、ペン、又はスタイラスペン等の接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式(又は超音波方式)、赤外線方式、電磁誘導方式、及び荷重検出方式等の任意の方式を用いることができる。本実施の形態では、説明の便宜上、パネル30は、タッチパネルとする。
The
入力部40は、利用者からの操作入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン(操作キー)から構成される。なお、パネル30も利用者からの接触を検出することにより、利用者からの操作入力を受け付けることができる。
The
表示部50は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、又は無機ELディスプレイ等の表示デバイスである。
The
本実施の形態に係る音発生器は、携帯電話機10の筐体20の一方の長辺の側面20a側に、音発生器用の圧電振動部60と、シート状の弾性部材70とを備える。弾性部材70は、例えばゴム、シリコーン、ポリウレタン等から成る。携帯電話機10は、側面20a側を下方にして机等の水平な接触面上に載置された際、すなわち携帯電話機10が横向きに立てられた際に、少なくとも圧電振動部60及び弾性部材70が接触面上に接して支持される。圧電振動部60及び弾性部材70の配置については、後に詳述する。
The sound generator according to the present embodiment includes a
マイク91は、通話中は利用者の音声を検出し、圧電振動部60による音発生中は接触面から発生する音を検出して音圧の周波数特性を測定するのに供される。
The
図2は、図1の携帯電話機10の裏面側を分解して示す要部の概略斜視図である。筐体20の裏面側には、バッテリパック80やカメラユニット81等が搭載される。本実施の形態に係る携帯電話機10は、筐体20の裏面側に、圧電振動部60を収納保持する保持部100を備える。保持部100は、筐体20の短手方向に沿って延在し、側面20aに開口する一様な幅を有するスリット101を有する。
FIG. 2 is a schematic perspective view of an essential part of the
圧電振動部60は、圧電素子61と、Oリング62と、被覆部材である絶縁性のキャップ63とを備える。圧電素子は、電気信号(電圧)を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した(例えば8層から40層程度積層した)積層型バイモルフ素子や、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成されるスタックタイプのものがある。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲し、スタックタイプの積層型圧電素子は電気信号が印加されると積層方向に沿って伸縮する。
The
本実施の形態では、圧電素子61がスタックタイプの積層型圧電素子からなる。積層型圧電素子61は、例えば、図3(a)及び(b)に拡大した断面図及び平面図を示すように、例えばPZT等のセラミックスからなる誘電体61aと、断面櫛歯状の内部電極61bとが交互に積層されて構成される。内部電極61bは、第1側面電極61cと接続されるものと、第2側面電極61dに接続されるものとが交互に積層されて、それぞれ第1側面電極61c又は第2側面電極61dに電気的に接続される。
In the present embodiment, the
図3(a)及び(b)に示した積層型圧電素子61は、一方の端面に、第1側面電極61cに電気的に接続された第1リード接続部61eと、第2側面電極61dに電気的に接続された第2リード接続部61fとが形成されている。第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fには、それぞれ第1リード線61g及び第2リード線61hが接続される。また、第1側面電極61c、第2側面電極61d、第1リード接続部61e、及び第2リード接続部61fは、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fに、それぞれ第1リード線61g及び第2リード線61hが接続された状態で、絶縁層61iで覆われている。
The laminated
積層型圧電素子61は、積層方向の長さが例えば5mm〜120mmである。また、積層型圧電素子61の積層方向と直交する方向の断面形状は、例えば2mm角〜10mm角の略正方形状や、正方形状以外の任意の形状とすることができる。なお、積層型圧電素子61の積層数や断面積は、錘となる携帯電話機10の重量(携帯電子機器の場合は、例えば80g〜800g)に応じて、圧電振動部60が接触する机等の接触面から発生する音の音圧あるいは音質が十分確保できるように、適宜決定される。
The stacked
積層型圧電素子61には、図6において後述するように、制御部130から音信号(再生音信号)が供給される。換言すれば、積層型圧電素子61には、制御部130から音信号に応じた電圧が印加される。制御部130から印加される電圧が交流電圧の場合には、第1側面電極61cに正の電圧が印加されるときには、第2側面電極61dには負の電圧が印加される。反対に、第1側面電極61cに負の電圧が印加されるときには、第2側面電極61dには正の電圧が印加される。第1側面電極61c及び第2側面電極61dに電圧が印加されると、誘電体61aに分極が起こり、積層型圧電素子61は電圧が印加されない状態から伸縮する。積層型圧電素子61の伸縮の方向は、誘電体61aと内部電極61bの積層方向にほぼ沿っている。あるいは、積層型圧電素子61の伸縮方向は、誘電体61aと内部電極61bの積層方向とほぼ一致している。積層型圧電素子61は、積層方向にほぼ沿って伸縮するため、伸縮方向の振動伝達効率がよいという利点がある。
As will be described later with reference to FIG. 6, the laminated
なお、図3(a)及び(b)において、第1側面電極61c及び第2側面電極61dは、内部電極61bに交互に接続され、かつ第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fにそれぞれ接続されたスルーホールとすることもできる。また、図3(a)及び(b)において、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fは、図4に示すように、積層型圧電素子61の一端部において第1側面電極61c及び第2側面電極61dに形成してもよい。
3A and 3B, the
積層型圧電素子61は、図5に部分拡大断面図を示すように、第1リード接続部61e及び第2リード接続部61fを有する一端部側面が、筐体20の保持部100のスリット101に接着剤102(例えば、エポキシ樹脂)を介して固定される。また、積層型圧電素子61の他端部には、キャップ63が挿入されて、接着剤102により固定される。
As shown in the partial enlarged cross-sectional view of FIG. 5, the laminated
キャップ63は、積層型圧電素子61による伸縮振動を、机等の接触面に確実に伝達できる材質、例えば硬質プラスチック等により形成される。なお、接触面150の傷つきを抑制したい場合には、キャップ63は、硬質プラスチックではなく、比較的軟らかいプラスチックであっても良い。キャップ63には、積層型圧電素子61に装着された状態で、スリット101内に位置する進入部63aと、筐体20から突出する突出部63bとが形成されており、スリット101内に位置する進入部63aの外周にOリング62が配置される。Oリング62は、例えばシリコーンゴムによって形成される。Oリング62は、積層型圧電素子61の可動保持用であると同時に、スリット101の内部に水分または塵を侵入しにくくする。また、突出部63bは、先端部が半球形状に形成されている。なお、突出部63bの先端部は、半球形状に限らず、机等の接触面に確実に点接触または面接触して、積層型圧電素子61による伸縮振動を伝達できる形状であれば任意の形状とすることができる。また、図5において、Oリング62と、積層型圧電素子61のスリット101への接着部との間の隙間に、ゲル等を充填して防塵防水効果をより高めることもできる。圧電振動部60は、保持部100に装着され、筐体20にバッテリリッド21が装着された状態で、キャップ63の突出部63bが筐体20の側面20aから突出する。また、キャップ63の突出部63bは、筐体20の側面20aと対向する面である対向面63cを有する。図5に示すように、積層型圧電素子61に電圧が印加されておらず積層型圧電素子61が伸縮しない状態で、対向面63cは、側面20aから長さdだけ離間している。
The
図6は、本実施の形態に係る携帯電話機10の要部の機能ブロック図である。携帯電話機10は、上述したパネル30、入力部40、表示部50及び積層型圧電素子61の他に、測定部90、無線通信部110、制御部130、及び記憶部140を備える。パネル30、入力部40、表示部50、測定部90、無線通信部110及び記憶部140は、制御部130に接続される。また、積層型圧電素子61は、制御部130が備えるデジタルシグナルプロセッサ(DSP)に接続される。
FIG. 6 is a functional block diagram of the main part of the
測定部90は、積層型圧電素子61を使用して接触面から音を発生させる場合に、周波数特性を測定する。本実施の形態においては、測定部90はマイク91を有し、マイク91の出力に基づいて接触面から発生する音圧の周波数特性を測定する。
The measuring
無線通信部110は、公知の構成からなり、基地局等を介して通信ネットワークに無線接続される。記憶部140は、各種情報を記憶するものであり、例えば測定部90が測定した周波数特性を記憶する。制御部130は、携帯電話機10の全体の動作を制御するプロセッサである。制御部130は、積層型圧電素子61に印加する再生音信号(通話相手の音声または着信メロディもしくは音楽を含む楽曲等の再生音信号に応じた電圧)としての入力電圧を制御する。なお、再生音信号は、内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、外部サーバ等に記憶されている音楽データがネットワークを介して再生されるものであってもよい。
The
ここで、制御部130が行う制御について具体的に説明する。積層型圧電素子61を使用して音を発生させる場合、所望の周波数特性で音が発生することが好ましい。しかしながら、例えば各周波数において同じ電圧の音信号を積層型圧電素子61に印加しても、発生する音の強さが均一でない場合等が生じる。より具体的に説明すると、例えば積層型圧電素子61に印加される音信号の周波数が携帯電話機10の共振周波数と一致する場合や接触面の共振周波数と一致する場合等においては、図7(a)に模式的に示すように、他の周波数の音信号が積層型圧電素子61に印加された場合と比較して強い音が発生する。このように、周波数に基づく音圧の強さの差が大きいと、利用者にとっては不都合である。そこで、制御部130は、接触面から発生する音が目標周波数特性となるように、入力電圧を周波数特性に基づいて制御する。目標周波数特性は、如何なる周波数特性であってもよく、例えば図7(b)に模式的に示すように、全周波数において均一な音圧のものとすることができる。また、目標周波数特性は、例えば周波数が高い音ほど音圧を弱くしたり、所定の周波数帯の音圧を強くまたは弱くしたりするものであってもよい。
Here, the control performed by the
かかる制御を行うために、制御部130は、例えばイコライザやA/D変換回路等を有するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を備え、デジタル信号に対してイコライジング処理やD/A変換処理等の所要の信号処理を行うことにより、アナログの再生音信号としての入力電圧を生成し、積層型圧電素子61に印加する。なお、DSPは、制御部130から独立して携帯電話機10内に備えられていてもよい。この場合、積層型圧電素子61は、独立したDSPを介して制御部130に接続される。
In order to perform such control, the
図8は、制御部130が行う入力電圧の制御手順を示すフローチャートである。制御部130は、任意の範囲の周波数帯について入力電圧の制御を行うことができるが、図8のフローチャートの説明においては、100Hzから20kHzの範囲の周波数帯についての入力電圧の制御を行うとして説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing the input voltage control procedure performed by the
制御部130は、まず周波数fを初期化してf=100Hzに設定する(ステップS101)。そして、設定された周波数f=100Hzの純音信号を基準電圧Vrで積層型圧電素子61に印加する(ステップS102)。基準電圧Vrは任意の電圧とすることができるが、本実施の形態においては、純音信号の印加により接触面から発生する音を、少なくともマイク91が検出できるレベルの電圧であることが必要である。
First, the
次に、純音信号の印加により接触面から発生する音の音圧がマイク91により測定され、制御部130は、この音圧測定結果をマイク91から取得する(ステップS103)。そして、制御部130は、取得した音圧測定結果を、その周波数f=100と結び付けて記憶部140に格納する(ステップS104)。このようにして、制御部130は、周波数f=100Hzの場合における、基準電圧Vrを積層型圧電素子61に印加したときに接触面から生じる音の音圧を取得することができる。
Next, the sound pressure of the sound generated from the contact surface due to the application of the pure sound signal is measured by the
次に、制御部130は、周波数の値を増加させる。本実施の形態においては、f=f+1という演算により、周波数を1Hz増加させる(ステップS105)。そして、制御部130は、増加させた周波数fの値が20kHzより大きいか否かを判断する(ステップS106)。
Next, the
周波数の値が20kHz以下の場合(ステップS106のNo)、制御部130は、ステップS106で増加させた周波数fの値における純音信号を基準電圧Vrで積層型圧電素子61に印加し(ステップS102)、その結果接触面から発生する音の音圧を取得する。制御部130は、このようにステップS102からステップS106を繰り返すことにより、100Hzから20kHzまでの各周波数における、基準電圧Vrと、接触面から生じる音の音圧との関係を取得する。
When the frequency value is 20 kHz or less (No in Step S106), the
そして、制御部130は、周波数fの値が20kHzより大きい場合(ステップS106のYes)、すなわち、100Hzから20kHzまでの周波数特性を取得した場合、目標周波数特性を取得する(ステップS107)。目標周波数特性は、例えば予め記憶部140に格納されていてもよく、また、利用者が入力部40を使用して設定してもよい。
And the
そして、制御部130は、取得した目標周波数特性を参照して、周波数特性に基づいて積層型圧電素子61への入力電圧を決定する(ステップS108)。入力電圧の決定は、接触面から生じる音が所定の目標周波数特性となるように行われる。例えば、ある周波数が接触面の共振周波数と一致するため、接触面から発生する音の音圧が目標周波数特性の音圧よりも強い場合、制御部130は、その音圧の強さに応じて、接触面から発生する音の音圧が目標周波数特性の音圧まで下がるように、入力電圧を弱める。その反対に、ある周波数において、接触面から発生する音の音圧が目標周波数特性の音圧よりも弱い場合、制御部130は、その音圧の強さに応じて、接触面から発生する音の音圧が目標周波数特性の音圧まで上がるように、入力電圧を強める。そして、制御部130は、決定した入力電圧を積層型圧電素子61に印加する(ステップS109)。このようなイコライジングにより、制御部130は目標周波数特性を実現する。
And the
なお、図8のフローチャートのステップS105において、周波数の値を1Hz増加させるものとして説明したが、周波数fの値の増加は1Hzごとに限定されるものではなく、任意の増加幅とすることができる。また、周波数fの値の増加を、所定の幅で増加させるものではなく、例えば100Hzから20kHzまでスイープさせるものとしてもよい。この場合、制御部130は、100Hzから20kHzまで連続的に周波数特性を取得することができる。制御部130は、積層型圧電素子61を使用して音を発生する前に図8に記載したフローを実行して、積層型圧電素子61に印加する入力信号を制御することができる。また、制御部130は、積層型圧電素子61を使用して音を発生している間に図8に記載したフローを実行して、記憶部140に記憶された、取得された周波数特性を更新することができる。
In addition, in step S105 of the flowchart of FIG. 8, it has been described that the frequency value is increased by 1 Hz. However, the increase in the frequency f value is not limited to every 1 Hz, and can be increased arbitrarily. . Further, the increase in the value of the frequency f is not increased by a predetermined width, but may be swept from 100 Hz to 20 kHz, for example. In this case, the
次に、図9を用いて、圧電振動部60及び弾性部材70の配置について説明する。図9は、携帯電話機10が、側面20a側を下方にして机等の水平な接触面150上に載置された様子を示す。ここで、机は、本発明の被接触部材の一例であり、接触面150は、音発生器が接触する接触面の一例である。図9に示すように、携帯電話機10は、少なくとも圧電振動部60及び弾性部材70が接触面150上に接して支持される。点Gは、携帯電話機10の重心である。すなわち、点Gは、音発生器の錘の重心である。
Next, the arrangement of the piezoelectric vibrating
図9において、弾性部材70は、最下端部701を有する。最下端部701は、弾性部材70のうち、携帯電話機10が側面20a側を下方にして机等の水平な接触面150上に載置されたとき接触面150と当接する箇所である。
In FIG. 9, the
圧電振動部60は、最下端部601を有する。最下端部601は、圧電振動部60のうち、携帯電話機10が側面20a側を下方にして机等の水平な接触面150上に載置されたとき接触面150と当接する箇所である。最下端部601は、例えばキャップ63の先端部である。
The
携帯電話機10は、最下端部101を有する。最下端部101は、携帯電話機10のうち、携帯電話機10が側面20a側を下方にして机等の水平な接触面150上に載置されたときに、圧電振動部60が存在しないと仮定した場合に接触面150と当接する箇所である。携帯電話機10の最下端部101は、例えば筐体20の角部であるが、これに限られない。側面20aに、側面20aから突出する突出部が設けられている場合には、その突出部が携帯電話機10の最下端部101となってもよい。突出部は、例えばサイドキー又はコネクタキャップ等である。
The
図9において、点線Lは、携帯電話機10が側面20a側を下方にして机等の水平な接触面150上に載置されたとき、携帯電話機10の重心Gを通り接触面150に垂直な線(仮想の線)である。また、一点鎖線Iは、圧電振動部60が存在しないと仮定した場合に、弾性部材70の最下端部701と携帯電話機10の最下端部101とを結ぶ線(仮想の線)である。
In FIG. 9, a dotted line L is a line that passes through the center of gravity G of the
図9において、領域R1は、携帯電話機10において点線Lによって区切られる一方側の領域である。また、領域R2は、携帯電話機10において点線Lによって区切られる他方側の領域である。弾性部材70は、側面20aにおいて、領域R1側に設けられる。また、圧電振動部60は、側面20aにおいて、領域R2側に設けられる。
In FIG. 9, a region R <b> 1 is a region on one side delimited by the dotted line L in the
圧電振動部60は、側面20aの領域R2側において、点線Lにできるだけ近い位置に設けられることが好ましい。これにより、圧電振動部60にかかる荷重が、圧電振動部60が側面20aの領域R2側において点線Lから離間した位置に設けられる場合に比べて、大きくなる。これにより、携帯電話機10を音発生器の錘として有効に活用することができる。
The piezoelectric vibrating
弾性部材70は、側面20aの領域R1側において、点線Lからできるだけ遠い位置に設けられることが好ましい。これにより、圧電振動部60を点線Lにできるだけ近い位置に設けた場合にも、弾性部材70と圧電振動部60との間の距離が十分確保され、音発生器を安定して接触面150に載置することができる。
The
圧電振動部60の最下端部601は、積層型圧電素子61に電圧が印加されず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から最も伸びたとき或いは積層型圧電素子61の最大振幅時に、一点鎖線Iよりも接触面150側に位置するとよい。すなわち、最下端部601は、積層型圧電素子61に電圧が印加されず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から最も伸びたとき或いは積層型圧電素子61の最大振幅時に、一点鎖線Iよりも接触面150側に突出しているとよい。これにより、圧電振動部60により接触面150を適切に振動させることができる。
The
また、圧電振動部60の最下端部601は、積層型圧電素子61に電圧が印加されず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から積層型圧電素子61が最も縮んだとき或いは積層型圧電素子61の最小振幅時に、一点鎖線Iよりも接触面150側に位置するとよい。すなわち、最下端部601は、積層型圧電素子61に電圧が印加されず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から積層型圧電素子61が最も縮んだとき積層型圧電素子61の最小振幅時に、一点鎖線Iよりも接触面150側に突出しているとよい。これにより、携帯電話機10の最下端部101が接触面150に接触しにくくなり、例えば、筐体20の塗装の種類によっては、塗装が剥がれにくくなる。また、最下端部101と接触面150との間で異音が発生しにくくなる。
The
なお、携帯電話機10は、例えば筐体20に市販のスタンド等が取り付けられて、側面20a側を下方にして机等の接触面上に立てられてもよい。この場合、携帯電話機10は、側面20aが圧電振動部60及び弾性部材70により2点支持され、さらに、スタンドによって支持される。
Note that the
図10(a)、(b)及び(c)は、本実施の形態に係る携帯電話機10による音発生器としての動作を説明するための概略図である。携帯電話機10を音発生器として機能させる場合、携帯電話機10は、図10(a)に示すように、筐体20の側面20a側を下方にして、圧電振動部60のキャップ63及び弾性部材70が机等の接触面150に接触するように横置きに立てて載置される。これにより、圧電振動部60には、携帯電話機10の重量が荷重として与えられる。つまり、携帯電話機10は、本発明に係る音発生器の錘として作用する。なお、図10(a)に示す状態では、積層型圧電素子61は、電圧が印加されていないため、伸縮しない。
FIGS. 10A, 10B, and 10C are schematic diagrams for explaining the operation of the
その状態で、圧電振動部60の積層型圧電素子61が再生音信号により駆動されると、積層型圧電素子61は、図10(b)及び(c)に示すように、弾性部材70の接触面150への接触部分を支点として、キャップ63が接触面150から離間することなく、再生音信号に応じて伸縮振動する。なお、下端部101が接触面150に接触して異音が発生する等の不都合がなければ、多少離間してもよい。積層型圧電素子61の最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差は、例えば0.05μm〜50μmである。これにより、積層型圧電素子61の伸縮振動がキャップ63を通して接触面150に伝達されて接触面150が振動し、接触面150が振動スピーカとして機能して接触面150から音が発生する。なお、最も伸びたときの長さと最も縮んだときの長さとの差が0.05μm未満だと、接触面150を適切に振動させられないおそれがあり、一方、50μmを超えると、振動が大きくなり音発生器ががたつくおそれがある。
In this state, when the multilayer
ここで、上述したように、キャップ63の先端部は、積層型圧電素子61が最も伸びたときに、圧電振動部60が存在しないと仮定した場合に、弾性部材70の最下端部701と携帯電話機10の最下端部101とを結ぶ線(図9の一点鎖線I)よりも接触面150側に位置するとよい。また、キャップ63の先端部は、積層型圧電素子61が最も縮んだときに、上記仮想線よりも接触面150側に位置するとよい。
Here, as described above, when it is assumed that the piezoelectric vibrating
また、図5に示す側面20aとキャップ63の対向面63cとの間の距離dは、積層型圧電素子61に電圧が印加されておらず積層型圧電素子61が伸縮しない状態から最も縮んだ状態となったときの変位量よりも長いとよい。これにより、積層型圧電素子61が最も縮んだ状態(図10(c)に示す状態)でも、筐体20の側面20aとキャップ63とが接触しにくくできる。したがって、キャップ63が積層型圧電素子61から脱落しにくくなる。
Further, the distance d between the
圧電振動部60の側面20aにおける配置箇所、積層型圧電素子61の積層方向の長さ、キャップ63の寸法等は、上記の条件を満たすように適宜決定される。
The arrangement location on the
本実施の形態に係る音発生器によると、積層型圧電素子を振動源として利用しているので、ダイナミックスピーカ構造を有する従来の振動発生装置と比較して、部品点数を削減でき、少ない部品点数で簡便に構成でき、小型軽量化が可能となる。また、積層型圧電素子として、スタックタイプの積層型圧電素子61を用いて、再生音信号により積層方向に沿って伸縮振動させ、その伸縮振動を接触面に伝達するので、接触面に対する伸縮方向(変形方向)の振動伝達効率が良く、接触面を効率良く振動させることができる。しかも、キャップ63を介して積層型圧電素子61を接触面に接触させるので、積層型圧電素子61の破損も防止できる。また、携帯電話機10を横置きに立てて、圧電振動部60のキャップ63を接触面に接触させると、キャップ63に携帯電話機10の重量が荷重としてかかるので、キャップ63を接触面に確実に接触させて、圧電振動部60の伸縮振動を接触面に効率良く伝達することができる。
According to the sound generator according to the present embodiment, since the laminated piezoelectric element is used as a vibration source, the number of parts can be reduced and the number of parts can be reduced as compared with a conventional vibration generator having a dynamic speaker structure. It can be configured simply and can be reduced in size and weight. Further, as the stacked piezoelectric element, the stack type stacked
また、本実施の形態に係る音発生器によると、積層型圧電素子61を使用して音を発生するにあたり、事前に所定周波数範囲の基準電圧Vrを積層型圧電素子61に印加して周波数特性を取得し、取得した周波数特性に基づいて積層型圧電素子61に印加する入力電圧を制御する。そのため、携帯電話機10は、所望の目標周波数特性の音を発生することができる。また、接触面の性質に応じて、入力電圧を制御することができるので、携帯電話機10は、接触面の性質に係らず、良好な音を発生することができる。さらに、携帯電話機10を軽量化した場合、音の周波数によっては、積層型圧電素子61の振動の反作用により携帯電話機10が接触面から離間し、異音が発生する等の恐れが生じるが、本実施の形態に係る音発生器においては、周波数特性に基づいて入力電圧を制御するため、かかる周波数における入力電圧を低く抑え、異音を防止することができる。そのため、携帯電話機10の軽量化を実現しうる。
In addition, according to the sound generator according to the present embodiment, when the multilayer
また、本実施の形態に係る音発生器は、主として積層型圧電素子の振動を直接的に接触面に伝達させることができるため、積層型圧電素子の振動を他の弾性体に伝える従来技術と異なり、音を発生させる際に他の弾性体が振動可能な高周波側の限界周波数に依存することがない。なお、他の弾性体が振動可能な高周波側の限界周波数は、他の弾性体が積層型圧電素子により変形させられてから再度変形可能な状態に戻るまでの時間のうち最も短い時間の逆数となる。このことを考慮すると、本実施の形態に係る音発生器の錘は、積層型圧電素子の変形により湾曲変形をしない程度の剛性(曲げ強度)を有するものであるとよい。 In addition, since the sound generator according to the present embodiment can mainly transmit the vibration of the multilayer piezoelectric element directly to the contact surface, the conventional technology for transmitting the vibration of the multilayer piezoelectric element to another elastic body is possible. In contrast, when generating sound, it does not depend on the limit frequency on the high frequency side where other elastic bodies can vibrate. The limit frequency on the high frequency side where the other elastic body can vibrate is the reciprocal of the shortest time from the time when the other elastic body is deformed by the laminated piezoelectric element until it returns to the deformable state. Become. In consideration of this, the weight of the sound generator according to the present embodiment may have rigidity (bending strength) that does not cause bending deformation due to deformation of the multilayer piezoelectric element.
(第2実施の形態)
第1実施の形態においては、制御部130が、マイク91が取得した音圧の周波数特性に基づいて入力電圧を制御する場合について説明した。第2実施の形態では、制御部130が、電圧測定部が測定した積層型圧電素子の出力電圧に基づいて入力電圧を制御する場合について説明する。第2実施の形態に係る携帯電話機の概略構成は、図1及び図2に示す第1実施の形態に係る携帯電話と同様である。なお、第2実施の形態においては、音発生器はマイク91を備えていなくてもよい。以下、第1実施の形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。
(Second Embodiment)
In 1st Embodiment, the
図11は、第2実施の形態に係る音発生器の要部の機能ブロック図である。本実施の形態に係る携帯電話機10は、第1実施の形態に係る携帯電話機と異なり、電圧測定部120を有する。電圧測定部120は、積層型圧電素子61及び制御部130に接続されている。電圧測定部120は、積層型圧電素子61からの出力電圧を測定し、制御部130に送信する。
FIG. 11 is a functional block diagram of the main part of the sound generator according to the second embodiment. Unlike the mobile phone according to the first embodiment, the
ここで、電圧測定部120が行う出力電圧の測定について説明する。積層型圧電素子61は、音信号としての入力電圧が印加されると、かかる入力電圧を力に変換することによって伸縮振動を行う一方、力を加えられると、かかる力を電圧に変換することによって電圧を出力する。この積層型圧電素子61を携帯電話機10に適用して、積層型圧電素子61に入力電圧を印加すると、積層型圧電素子61は伸縮振動を行うことによって接触面に力を加える。このとき、積層型圧電素子61は、接触面に与える力の反作用として、接触面から力を受けて、電圧を出力する。この出力電圧は、積層型圧電素子61が受ける力に応じて変化するため、電圧測定部120において出力電圧を測定することにより、接触面における振動の状態を検出することができる。例えば、積層型圧電素子61に、図12(a)に示すような電圧が入力されているとする。このとき、積層型圧電素子61は、共振周波数等の接触面の性質の影響を受けた接触面の振動により、例えば図12(b)に示すような電圧を出力する。従って、本実施の形態に係る音発生器においては、このような入力電圧に対する出力電圧の特性を各周波数について測定し、測定結果に基づいて積層型圧電素子61に印加する周波数の電圧を制御することによって、良好な音を発生することが可能となる。
Here, the measurement of the output voltage performed by the
図13は、本実施の形態に係る音発生器の制御部130が行う入力電圧の制御手順を示すフローチャートである。制御部130は、任意の範囲の周波数帯について入力電圧の制御を行うことができるが、図13のフローチャートの説明においては、100Hzから20kHzの範囲の周波数帯についての入力電圧の制御を行うとして説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure of the input voltage performed by the
制御部130は、フローを開始するにあたり、まず目標周波数特性Vf(f=100Hz〜20kHz)を取得する(ステップS201)。目標周波数特性Vfは、例えば予め記憶部140に格納されていてもよく、利用者が入力部40を使用して設定してもよい。そして、制御部130は、周波数fを初期化してf=100Hzに設定する(ステップS202)。また、制御部130は、目標周波数特性に対する入力電圧の値を定めるための調整係数Kfを初期化する(ステップS203)。調整係数Kfの初期化は、任意の値に設定することができ、例えば、調整係数Kf=1とすることができる。
When starting the flow, the
次に、制御部130は、入力電圧Vfinを算出する(ステップS204)。入力電圧Vfinは、調整係数Kfと目標周波数特性Vfとの積により算出される。従って、例えばステップS203において調整係数Kf=1と設定した場合、最初は、目標周波数特性Vfの値が入力電圧Vfinとなる。そして、制御部130は、算出した入力電圧Vfinを積層型圧電素子61に印加する(ステップS205)。入力電圧Vfinを積層型圧電素子61に印加すると、積層型圧電素子61が駆動して接触面を振動させ、同時に、積層型圧電素子61が接触面から力を受けて電圧を出力する。すると、電圧測定部120がこの出力電圧Vfoutを測定し、制御部130は、測定された出力電圧Vfoutを取得する(ステップS206)。
Next, the
次に、制御部130は、取得した出力電圧Vfoutが、目標周波数特性Vfに対して所定の範囲内にあるか否かを確認する。このフローにおいては、例として、出力電圧Vfoutが目標周波数特性Vfに対して±α(αは所定の定数)の範囲内にあるか否かを、制御部130が確認するとして、以下説明する。すなわち、制御部130は、出力電圧Vfoutの値がVf+αの値よりも小さいか否かを判断する(ステップS207)。出力電圧Vfoutの値がVf+αの値以上の場合(ステップS207のNo)、制御部130は、調整係数Kfの値を減少させる。調整係数Kfの減少幅は、任意の幅とすることができ、例えば、図13に示すように0.01とすることができる。この場合、制御部130は、Kf=Kf−0.01という演算により、調整係数Kfを減少させる(ステップS214)。そして、制御部130は、新たに算出した調整係数Kfと目標周波数特性との積を計算することにより、入力電圧Vfinを算出する(ステップS204)。
Next, the
一方、出力電圧Vfoutの値がVf+αの値よりも小さい場合(ステップS207のYes)、制御部130は、続いて出力電圧Vfoutの値がVf−αの値よりも大きいか否かを判断する(ステップS208)。出力電圧Vfoutの値がVf−αの値以下の場合(ステップS208のNo)、制御部130は、調整係数Kfの値を増加させる。ここでも、ステップS214と同様に、任意の幅で調整係数Kfを増加させることができ、例えば0.01増加させることができる。すなわち、図13に示すフローチャートにおいては、制御部13は、Kf=Kf+0.01という演算により、調整係数Kfを増加させる(ステップS214)。そして、制御部130は、新たに算出した調整係数Kfと目標周波数特性との積を計算することにより、入力電圧Vfinを算出する(ステップS204)。このようにして、制御部130は、ステップS204からステップS208を繰り返すことにより、目標周波数特性Vfに対して所定範囲内となるVfoutを求める。
On the other hand, when the value of the output voltage Vf out is smaller than the value of Vf + α (Yes in step S207), the
出力電圧Vfoutの値がVf−αよりも大きい場合(ステップS208のYes)、制御部130は、この出力電圧Vfoutの値を出力するために使用した調整係数Kfの値を記憶部140に格納する(ステップS209)。続いて、制御部130は、周波数の値を増加させる。本実施の形態においては、f=f+1という演算により、周波数を1Hz増加させる(ステップS210)。そして制御部130は、増加させた周波数fの値が20kHzより大きいか否かを判断する(ステップS211)。
When the value of the output voltage Vf out is larger than Vf−α (Yes in step S208), the
周波数の値が20kHz以下の場合(ステップS211のNo)、制御部130は、ステップS210で増加させた周波数fの値における調整係数Kfを求めるために、調整係数Kfを初期化する(ステップS203)。そして、ステップS203からS211を繰り返すことにより、100Hzから20kHZまでの各周波数における、目標周波数特性Vfに対して所定範囲内となるVfoutを出力するための調整係数Kfを取得し、記憶部140に格納する。
When the frequency value is 20 kHz or less (No in step S211), the
そして、制御部130は、周波数fの値が20kHzより大きい場合(ステップS211のYes)、すなわち、100Hzから20kHzまでの各周波数における調整係数Kfを記憶部140に格納した場合、記憶部に格納した調整係数Kfに基づいて、各周波数における目標周波数特性Vfを出力するための入力電圧Vfinを決定する(ステップS212)。そして、制御部130は、決定した入力電圧Vfinを積層型圧電素子61に印加する(ステップS213)。このようなイコライジングにより、制御部130は目標周波数特性を実現する。
When the value of the frequency f is larger than 20 kHz (Yes in step S211), that is, when the adjustment coefficient Kf at each frequency from 100 Hz to 20 kHz is stored in the
なお、図13のフローチャートのステップS210において、周波数の値を1Hz増加させるものとして説明したが、周波数fの値の増加は1Hzごとに限定されるものではなく、任意の増加幅とすることができる。また、周波数fの値の増加を、所定の幅で増加させるものではなく、例えば100Hzから20kHzまでスイープさせるものとしてもよい。この場合、制御部130は、100Hzから20kHzまで連続的に周波数特性を取得することができる。制御部130は、積層型圧電素子61を使用して音を発生する前に図13に記載したフローを実行して、積層型圧電素子61に印加する入力信号を制御することができる。また、制御部130は、積層型圧電素子61を使用して音を発生している間に図13に記載したフローを実行して、記憶部140に記憶された調整係数Kfの値を更新することができる。
Note that in step S210 in the flowchart of FIG. 13, the frequency value is described as being increased by 1 Hz. However, the increase in the frequency f value is not limited to every 1 Hz, and can be an arbitrary increase range. . Further, the increase in the value of the frequency f is not increased by a predetermined width, but may be swept from 100 Hz to 20 kHz, for example. In this case, the
本実施の形態において、積層型圧電素子61は、制御部130から入力電圧を印加されて駆動するとともに、接触面から力を受けて出力電圧を出力するが、1つの積層型圧電素子61において、図14に示すように駆動する駆動部と、出力電圧を出力する検出部とをそれぞれ設けてもよい。図14に示す積層型圧電素子61において、駆動部側は、図3(a)において説明した構成と同様の構成を有する。一方、積層型圧電素子61は、検出部側において、第3側面電極61jと第4側面電極61kとを備える。第3側面電極61jは、積層型圧電素子61の第1側面電極61cと同じ側の側面に配置され、第4側面電極61kは、積層型圧電素子61の第2側面電極61dと同じ側の側面に配置されている。検出部側の内部電極61bは、第3側面電極61jと接続されるものと、第4側面電極61kに接続されるものとが交互に積層されて、それぞれ第3側面電極61j又は第4側面電極61kに電気的に接続される。また、第3側面電極61j及び第4側面電極61kに接触するように、それぞれ第3リード接続部61l及び第4リード接続部61mが形成されており、第3リード接続部61l及び第4リード接続部61mには、それぞれ第3リード線61n及び第4リード線61oが接続されている。第3リード線61n及び第4リード線61oは、電圧測定部120に接続されており、積層型圧電素子61の出力電圧を電圧測定部120に伝達する。
In the present embodiment, the multilayer
なお、本発明は、上記第1及び第2実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第1実施の形態における携帯電話機10は、弾性部材70を1つ備えているが、携帯電話機10は、側面20aに弾性部材70を複数備えていてもよい。これにより、より安定して携帯電話機10を接触面に載置することができる。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications or changes can be made. For example, the
また、上記第1実施の形態において、測定部90は、マイク91を有し、マイク91が取得する音の周波数特性を測定するとして説明したが、測定部90の態様はこれに限られない。例えば、測定部90は、振動検出部を有し、振動検出部が検出する接触面の振動の振幅の周波数特性を測定してもよい。図15の外観斜視図に示すように、携帯電話機10は、側面20aに、例えば圧電素子や加速度センサ等を有する振動ピックアップ等の振動検出部92を備える。振動検出部92は、携帯電話機10が横置きに接触面に載置されたときに、接触面に接触して、接触面の振動の振幅を測定する。
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the
積層型圧電素子61を使用して音を発生させる場合、所望の周波数特性で音が発生することが好ましい。しかしながら、例えば各周波数において同じ電圧の音信号を積層型圧電素子61に印加しても、接触面の振動の振幅が均一でない場合等が生じる。より具体的に説明すると、例えば積層型圧電素子61に印加される音信号の周波数が接触面の共振周波数と一致する場合等においては、図16(a)に模式的に示すように、他の周波数の音信号が積層型圧電素子61に印加された場合と比較して接触面の振動の振幅が強くなる。接触面から発生する音の強さは、接触面の振動の振幅と相関関係があるため、図16(a)のように、周波数に基づく振幅の差が大きい場合には、接触面から発生する音の強さが均一でなく、音の所望の周波数特性を得ることができない。これは、利用者にとって不都合である。そこで、制御部130は、接触面から発生する音が目標周波数特性となるような振幅で接触面が振動するように、入力電圧を周波数特性に基づいて制御する。制御部130は、入力電圧を制御することにより、例えば図16(b)に示すように、全周波数において同一の振幅で接触面を振動させることができる。なお、制御部130の制御による接触面の振幅は図16(b)に示すものに限られず、任意とすることができる。
When sound is generated using the laminated
測定部90が振動検出部92を有する場合には、図8のフローチャートにおいて、ステップS102で制御部130が基準電圧Vrを印加した後、接触面の振動の振幅が振動検出部92により測定され、制御部130は、この振幅の測定結果を振動検出部92から取得する(ステップS103)。そして、制御部130は、取得した振幅測定結果を、その振幅を測定した周波数fと結び付けて記憶部140に格納する(ステップS104)。制御部130は、その後のステップS108において、記憶部140に格納した振幅を参照して、周波数特性に基づいて入力電圧を決定する。なお、測定部90が振動検出部92を有する場合における、図8のフローチャートのその他の詳細なステップは、第1実施の形態と同じである。
When the
また、圧電振動部60を保持部100に対して固定する構造は、図5に示すものに限られない。例えば、図17(a)〜(c)に示すように、圧電振動部60を保持部100に保持してもよい。図17(a)に示す保持部100は、側面20aに開口する幅広のスリット101aと、該スリット101aに連続する幅狭のスリット101bとを有する。積層型圧電素子61は、一端部が幅狭のスリット101bに配置されて側面が接着剤102を介してスリット101bに固定される。また、幅広のスリット101aには、積層型圧電素子61との隙間に、積層型圧電素子61の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤103が充填される。このように圧電振動部60を保持部100に保持すれば、Oリング等の防水パッキンを用いることなく、携帯電話機10をより確実に防水することができる。また、積層型圧電素子61の側面20aから突出する部分に絶縁性のキャップを被せることにより、積層型圧電素子61の絶縁も確実に行うことができる。
Further, the structure for fixing the piezoelectric vibrating
図17(b)に示す保持部100は、側面20aに向けて拡開するテーパ状スリット101cと、該テーパ状スリット101cに連続する幅狭のスリット101dとを有する。積層型圧電素子61は、一端部が幅狭のスリット101dに配置されて側面が接着剤102を介してスリット101dに固定される。また、テーパ状スリット101cには、積層型圧電素子61との隙間に、積層型圧電素子61の伸縮動作の妨げとならないシリコーンゴムやゲル等の充填剤103が充填される。このように構成すれば、図17(a)の保持部100と同様の効果が得られる他、テーパ状スリット101cを有しているので、積層型圧電素子61の保持部100への組み付けが容易にできる利点がある。
The holding
図17(c)に示す保持部100は、上記実施の形態と同様に、一様な幅のスリット101を有するが、積層型圧電素子61は、一端部側の端面が接着剤102を介してスリット101に固定されている。また、スリット101内で積層型圧電素子61の適宜の箇所には、Oリング62が配置されている。このような積層型圧電素子61の保持態様は、特に、積層型圧電素子61が、図4に示したように、リード線の接続部が側面電極に形成されている場合に、リード線の引き回し等の点で有利となる。
The holding
また、上記実施の形態や図17(a)〜(c)の変形例において、圧電振動部60は、キャップ63を省略し、積層型圧電素子61の先端面を直接、あるいは絶縁部材等からなる振動伝達部材を介して接触面に載置してもよい。また、第1実施の形態における圧電素子は、上述したスタックタイプの積層型圧電素子に限らず、ユニモルフ、バイモルフあるいは積層型バイモルフ素子を用いてもよい。図18は、バイモルフを用いた場合の要部の概略構成を示す図である。バイモルフ65は、長尺の矩形状をなし、筐体20の側面20aに一方の表面65aが露出して長尺の両端部が保持部100に保持される。保持部100は、バイモルフ65を保持する開口部101eを有し、開口部101eのバイモルフ65の裏面65b側の内面が湾曲して形成される。かかる構成によれば、バイモルフ65が接触面に接触するように筐体20を接触面に載置して、バイモルフ65を再生音信号により駆動すると、バイモルフ65が屈曲(湾曲)振動する。これにより、バイモルフ65の振動が接触面に伝達されて、接触面が振動スピーカとして機能して接触面から再生音が発生する。なお、バイモルフ65の表面65aには、ポリウレタン等の被覆層が形成されていてもよい。
Further, in the above embodiment and the modified examples of FIGS. 17A to 17C, the
また、上記の実施形態では、圧電振動部60が筐体20の側面20aに配置され側面20aから突出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。筐体20の寸法及び圧電振動部60の寸法によっては、圧電振動部60は、例えば、バッテリリッド21から突出していてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上記の実施形態では、被接触部材が机であり、接触面が机の水平な載置面であるとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。接触面は水平な面でなくともよい。例えば、接触面は、机の地面に垂直な面であってもよい。地面に垂直な面を有する被接触部材としては、例えば空間を区切るためのパーティションが挙げられる。 Moreover, although said to-be-contacted member was a desk and said contact surface was a horizontal mounting surface of a desk in said embodiment, this invention is not limited to this. The contact surface need not be a horizontal surface. For example, the contact surface may be a surface perpendicular to the desk ground. Examples of the contacted member having a surface perpendicular to the ground include a partition for dividing a space.
また、上記実施の形態では、音発生器を携帯電話機10に搭載して、携帯電話機10を錘として機能させたが、錘はこれに限られない。例えば、携帯型ミュージックプレイヤ、据え置き型テレビ、電話会議システム、ノートパソコン、プロジェクタ、壁掛け時計/壁掛けテレビ、目覚まし時計、フォトフレーム等の多岐にわたる任意の電子機器を錘として、これらの電子機器に音発生器を搭載することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the sound generator was mounted in the
10 携帯電話機
20 筐体
20a 側面
21 バッテリリッド
30 パネル
40 入力部
50 表示部
60 圧電振動部
61 圧電素子
62 Oリング
63 キャップ
70 弾性部材
80 バッテリパック
81 カメラユニット
90 測定部
91 マイク
92 振動検出部
100 保持部
101 スリット
110 無線通信部
120 電圧測定部
130 制御部
140 記憶部
150 接触面
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該圧電振動部に荷重を与える錘と、
前記圧電素子に印加する音信号としての入力電圧を周波数特性に基づいて制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に前記錘からの荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に印加される入力電圧に応じて前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音発生器が載置される載置面を振動させて該載置面から音を発生させ、
前記載置面に接触して、該載置面の振動の振幅を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記入力電圧を、前記載置面の振動の振幅に対する周波数特性に基づいて制御する、音発生器。 A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A weight for applying a load to the piezoelectric vibrating portion;
A control unit that controls an input voltage as a sound signal applied to the piezoelectric element based on a frequency characteristic;
In a state where a load from the weight is applied to the piezoelectric vibrating portion, the piezoelectric vibrating portion is deformed according to an input voltage applied to the piezoelectric element from the control unit, and the sound is generated by the deformation of the piezoelectric vibrating portion. to vibrate the placed surface generator is mounted by generating a sound from the mounting surface,
A measuring unit that contacts the mounting surface and measures the amplitude of vibration of the mounting surface;
The said control part is a sound generator which controls the said input voltage based on the frequency characteristic with respect to the amplitude of the vibration of the said mounting surface .
該圧電振動部に荷重を与える錘と、
前記圧電素子からの出力電圧を測定する電圧測定部と、
前記測定された出力電圧に基づいて、前記圧電素子に印加する音信号としての入力電圧を周波数特性に基づいて制御する制御部と、を備え、
前記圧電振動部に前記錘からの荷重が与えられた状態で、前記制御部から前記圧電素子に印加される入力電圧に応じて前記圧電振動部が変形し、該圧電振動部の変形により当該音発生器が載置される載置面を振動させて該載置面から音を発生させ、
前記電圧測定部は、前記圧電振動部が前記載置面に与える力の反作用として該載置面から受ける力に基づいて、該圧電振動部が出力する電圧を前記出力電圧として測定する、
音発生器。 A piezoelectric vibration part having a piezoelectric element;
A weight for applying a load to the piezoelectric vibrating portion;
A voltage measuring unit for measuring an output voltage from the piezoelectric element;
A control unit that controls an input voltage as a sound signal applied to the piezoelectric element based on a frequency characteristic based on the measured output voltage;
In a state where a load from the weight is applied to the piezoelectric vibrating portion, the piezoelectric vibrating portion is deformed according to an input voltage applied to the piezoelectric element from the control unit, and the sound is generated by the deformation of the piezoelectric vibrating portion. to vibrate the placed surface generator is mounted by generating a sound from the mounting surface,
The voltage measuring unit measures , as the output voltage, a voltage output from the piezoelectric vibrating unit based on a force received from the mounting surface as a reaction of a force applied to the mounting surface by the piezoelectric vibrating unit .
Sound generator.
前記測定部は、前記音発生器の側面に設けられ、The measurement unit is provided on a side surface of the sound generator,
前記支持部材と前記測定部とは、前記音発生部の前記側面において、前記圧電振動部の両側において前記音発生部を支持する、The support member and the measurement unit support the sound generation unit on both sides of the piezoelectric vibration unit on the side surface of the sound generation unit.
請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の音発生器。The sound generator according to any one of claims 1 to 6.
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