指向性揚聲器的制造方法
【專利摘要】在使可聽聲信號與超聲波域的載波重疊而向壓電元件輸入，由此使設有壓電元件的振動板振動來產生聲波的指向性揚聲器中，振動板經由在振動板的外周設置的多個梁而固定于固定部。
【專利說明】指向性揚聲器
【技術領域】
[0001]本發明涉及將聲音信息僅向特定的對象傳遞的指向性揚聲器。
【背景技術】
[0002]目前，為了將聲音信息僅向特定的對象傳遞，而使用指向性揚聲器。指向性揚聲器構成為，使成為聲音信息的可聽聲信號與超聲波域的載波重疊而向壓電兀件輸入，使設有壓電元件的振動板振動而產生聲波。該指向性揚聲器的結構剖視圖如圖12所示。
[0003]在指向性揚聲器101的振動板103上粘貼有壓電元件105作為振動產生源。振動板103具有使用絕緣性粘接劑111粘貼到在基體107上固定的電極109的前端部這樣的結構。而且，壓電元件105通過引線113與各電極109連接。需要說明的是，為了增大來自指向性揚聲器101的聲壓，也可以粘貼共振子115 (例如專利文獻I)。
[0004]通過這樣的結構，從外部的電路(未圖示)將可聽聲信號與超聲波域的載波重疊而得到的信號經由電極109、引線113向壓電元件105輸入，由此，壓電元件105和振動板103發生振動，能夠將聲音信息僅向特定的對象即電子設備等的使用者傳遞。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2006-245731號公報
【發明內容】
[0008]本發明是使可聽聲信號與超聲波域的載波重疊而向壓電元件輸入，由此使設有壓電7Π件的振動板振動來產生聲波的指向性揚聲器。在該指向性揚聲器中，振動板經由在振動板的外周設置的多個梁而固定于固定部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的分解立體圖。
[0010]圖2A是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。
[0011]圖2B是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的振動時的立體圖。
[0012]圖3是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的組裝立體圖。
[0013]圖4是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的其它結構的俯視圖。
[0014]圖5是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的其它結構的俯視圖。
[0015]圖6是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的其它結構的俯視圖。
[0016]圖7A是本發明的實施方式2的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。
[0017]圖7B是本發明的實施方式2的指向性揚聲器的振動部的振動時的立體圖。
[0018]圖8是本發明的實施方式3的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。
[0019]圖9A是本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的壓電元件的俯視圖。
[0020]圖9B是本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的振動板的俯視圖。[0021]圖9C是本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。
[0022]圖10是本發明的實施方式5的指向性揚聲器的分解立體圖。
[0023]圖11是本發明的實施方式6的指向性揚聲器的分解立體圖。
[0024]圖12是現有的指向性揚聲器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]在進入本發明的實施方式的說明之前，說明圖12所示的現有結構的問題。
[0026]在圖12所示的指向性揚聲器101中，粘貼有壓電元件105的振動板103通過絕緣性粘接劑111而粘貼到電極109的前端。因此，振動板103的周圍成為自由端。而且，絕緣性粘接劑111的剛性低。因此，當向壓電元件105輸入信號時，振動板103以通過絕緣性粘接劑111粘貼的部分為節點而向圖12的上下方向振動。即，若振動板103中的位于電極109之間的部分向下方撓曲，則自由端向上方撓曲，若振動板103中的位于電極109之間的部分向上方撓曲，則自由端向下方撓曲。通過這樣的動作而產生聲波。然而，由于振動板103的振動，在絕緣性粘接劑111上反復施加應力。在這樣的狀態下，若由于周圍的溫濕度的影響等而使絕緣性粘接劑111的劣化加劇，則振動板103可能會從電極109的前端剝離。
[0027]相對于此，若取代絕緣性粘接劑111而使用金屬接合等的更高剛性的材料進行固接，則剝離的可能性減少。然而，由于難以產生自由端的振動，因此相應地聲壓下降。
[0028]以下，參照附圖來說明解決這種課題的本發明的實施方式。
[0029](實施方式I)
[0030]圖1是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的分解立體圖。圖2A示出本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的俯視圖，圖2B示出本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的振動時的立體圖。圖3是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的組裝立體圖。圖4?圖6分別是本發明的實施方式I的指向性揚聲器的振動部的其它結構的俯視圖。
[0031]如圖1所示,指向性揚聲器具備振動部11、保持體23及基體25。振動部11包括具有圓板形狀的振動板13、壓電元件15、多個梁17及固定部19。將相鄰的梁17的間隙稱為狹縫21。而且，振動板13定義在振動部11中的由圖1的內側的細虛線表示的圓的范圍內，固定部19定義在振動部11中的由圖1的外側的細虛線表示的圓至最外周的范圍內。
[0032]在此，梁17存在多個(在圖1中為八個)，它們沿著振動板13的外周而設置在振動板13的外周的至少一部分上。而且，多個梁17沿著振動板13的面方向、即與振動板13的面同一面的方向延伸。
[0033]另外，梁17的另一端固定于固定部19。具體而言，振動板13、多個梁17及固定部19通過對鋁等金屬板進行沖壓加工而一體形成。由此，振動板13與梁17、以及梁17與固定部19的結合變得牢固，而且不需要使用絕緣性粘接劑等，因此不會發生剝離而可靠性提高。需要說明的是，一體形成的加工方法并未限定為沖壓加工，也可以是基于蝕刻的加工。這種情況下，在梁17小或形狀復雜時能夠高精度地進行加工。
[0034]在如此得到的振動板13的上表面形成壓電元件15。需要說明的是，如圖2A所示，壓電元件15為圓形，其直徑比振動板13的直徑稍小。
[0035]在此，說明梁17的詳細情況。梁17為了得到高可靠性而牢固地保持振動板13。而且，在因向壓電元件15輸入信號而使振動板13發生了振動時，梁17自身也會撓曲，由此使振動板13的位移進一步擴大。即，梁17具有提高聲壓的作用。因而，通過設置梁17，能夠實現振動板13的位移擴大，為了得到更有效的位移擴大，在本實施方式中，使梁17的長度比振動板13與固定部19的間隔即兩者的最短距離長。因此，如圖2A所示，梁17從振動板13至固定部19沿傾斜方向呈渦卷狀形成。由此，梁17變長，而且振動板13借助梁17還能向扭轉方向位移，因此能夠實現整體上位移的擴大。需要說明的是，在聲壓增大為必要以上時，也可以通過改變梁17的角度或者在振動板13與固定部19的最短距離處設置梁17，來調整聲壓。
[0036]接下來，驅動振動部11時的立體圖如圖2B所示。需要說明的是，振動板13和壓電元件15的鼓起、及梁17的撓曲比實際情況夸大示出。可知當振動板13向圖2B的上方鼓起時，對應于此，梁17也向上方撓曲。其結果是，梁17的撓曲使得振動板13的位移擴大，能得到高聲壓。
[0037]而且，梁17還具有如下的特征。在多個梁17中，相鄰的梁17的固定于固定部19的部分的距離、即圖2A的箭頭所示的固定部19處的狹縫21的寬度在各梁17向固定部19的固定精度內實質上為O。在此所說的固定精度是指沖壓加工或蝕刻加工的精度。
[0038]如圖2A所示，這樣的梁17的形狀相當于:狹縫21的形狀形成為在振動板13側具有沿著振動板13的外周(圖2A的內側的虛線)的部分，相對于此不具有沿著固定部19的內周(圖2A的外側的虛線)的部分。
[0039]由此，對于固定部19而言，幾乎不存在狹縫21，因此能夠提高梁17的固定部19處的剛性。因此，即使振動板13的振動所引起的梁17的撓曲被反復施加，也能夠減少梁17在固定部19處發生斷裂的可能性，從而使可靠性進一步提高。
[0040]需要說明的是，梁17的具體形狀根據梁17所使用的材料、厚度、輸入的信號特性、需要的可靠性、聲壓等而變化，因此只要通過模擬或試制來適當決定即可。
[0041]在此，返回圖1，如上述那樣構成的振動部11通過固定部19而固接在保持體23的一端。在此，保持體23具有金屬制的圓筒形狀。而且，固定部19是振動板13所產生的振動幾乎不會傳遞到的部分，因此即使牢固地固接于保持體23，聲壓下降的可能性也極少。因而，為了得到高可靠性，將固定部19焊接接合于保持體23。需要說明的是，兩者的接合并未限定于焊接，也可以通過例如釬焊或確保了高可靠性的粘接劑等來進行。
[0042]保持體23的另一端固接于金屬制的圓板形狀的基體25。在此，兩者的固接可以如上述那樣適用焊接或粘接的方法。在基體25上經由絕緣體27而固定有兩根電極29。兩根電極29貫通基體25，通過對電極29的基體25側的前端進行平板加工來形成端子31A、31B。需要說明的是，作為這樣的基體25，可以使用例如市場售賣的基于金屬殼體(罐)的金屬封裝體的基體部分。
[0043]如此組裝而成的指向性揚聲器的立體圖如圖3所示。在壓電元件15的表面接合有引線33A。引線33A的另一端與端子31A連接。而且，由于壓電元件15形成在金屬制的振動板13的上表面，因此壓電元件15的背面(與振動板13接觸的接觸面)通過梁17而與固定部19電連接。因此，在振動板13的振動的影響極少的固定部19上連接引線33B的一端。而且，引線33B的另一端與端子31B連接。上述的連接利用引線接合法來進行。需要說明的是，連接并未限定為引線接合法，只要是例如使用柔性線纜作為引線33A、33B或者并用電線和柔性線纜這樣的不太會妨礙振動板13的振動的結構等即可。
[0044]通過這樣的結構，能夠從電極29向壓電元件15輸入信號。即，通過將可聽聲信號與超聲波域的載波重疊所得到的信號從電極29向壓電元件15輸入，由此能夠使設有壓電元件15的振動板13振動。其結果是，產生指向性銳利的聲波，因此能夠將聲音信息僅向特定的對象傳遞。
[0045]通過以上的結構、動作，振動板13由設置在振動板13的外周的至少一部分上的多個梁17保持，因此無需使用現有的絕緣性粘接劑。由此，不易受到周圍的溫濕度等的影響，能得到高可靠性。而且，通過梁17自身發生撓曲，由此即使振動板13由梁17保持，也能夠實現振動板13整體的振動，因此能夠得到高聲壓。因而，能夠實現具備高可靠性的高聲壓的指向性揚聲器。
[0046]需要說明的是，在本實施方式中，振動板13、多個梁17及固定部19構成為一體形成的結構，但也可以是彼此分體的結構。即，可以將它們分體形成，并通過焊接、釬焊或粘接等將振動板13與梁17的一端、以及梁17的另一端與固定部19牢固地固接。由此，能夠使各自的材質不同，因此能夠最佳設計成例如振動板13使用與壓電元件15密接性優異的材料、梁17使用容易撓曲的材料且固定部19使用高剛性的材料。而且，當利用同一材料一體形成振動板13、多個梁17及固定部19時，相對于輸入的信號特性等，有時無法得到最佳的可靠性和聲壓。這種情況下，通過構成為分體結構，能夠構成同時實現高可靠性和高聲壓的指向性揚聲器。
[0047]另外，在本實施方式中，壓電元件15僅形成在振動板13的上表面，但形成在振動板13的下表面(背面)也能得到與形成在上表面時同樣的效果(高可靠性且高聲壓)。
[0048]而且，可以將壓電元件15形成在振動板13的兩面，也可以將多個壓電元件15以極化方向不同的方式層疊形成。這樣，在形成多個壓電元件15的情況下，通過將彼此以并聯的方式電連接，由此能夠降低用于得到相同聲壓的電壓，并簡化電路結構。而且，當施加相同電壓時，能夠提高聲壓。如此，通過形成多個壓電元件15，除了能得到本實施方式的高可靠性且高聲壓的效果之外，還能得到電路的簡化所帶來的低成本化、進一步的高聲壓化這樣的效果。
[0049]另外，在想要進一步提高聲壓時，可以在壓電元件15上設置圖12中說明的現有結構的共振子。但是，需要考慮引線33的位置以避免共振子與弓丨線33抵接。
[0050]另外，在本實施方式中，梁17的形狀形成為從振動板13向固定部19的渦卷狀，但并未限定于此。例如圖4即振動部11的俯視圖所示，也可以利用直線構成梁17。這種情況下，狹縫21的形狀變得簡單，因此即便是沖壓加工也能夠確保精度。因而，除了高可靠性和高聲壓化之外，還能實現低成本化。
[0051]需要說明的是，在圖4的結構中，構成為沿著固定部19的內周(圖4的外側的虛線)和振動板13的外周(圖4的內側的虛線)這雙方形成狹縫21。即，成為與圖2A所示的沿著固定部19的內周(圖2A的外側的虛線)的部分幾乎不存在那樣的狹縫21不同的形狀。然而，根據需要的可靠性或聲壓的不同，有時可以不必構成為圖2A的狹縫21的結構，在能確保可靠性和聲壓的范圍內，構成為圖4的結構反而能夠實現低成本化。因此，除了可靠性和聲壓之外，還考慮低成本化而綜合性地決定形成為何種梁17的形狀為好。
[0052]同樣地，如圖5所示的振動部11那樣，也可以使直線狀的梁17的角度交替翻轉。這種情況下，與圖2A或圖4相比，形成大面積的狹縫21。因此，除了圖4的結構所得到的效果之外，還能將與壓電元件15的上表面和固定部19接合的兩根引線33從狹縫21向下面取出。因此，能夠在圖1的固接于基體25的保持體23的內部設置兩個端子31A、31B，能夠使指向性揚聲器小型化。
[0053]而且，如圖6所示的振動部11那樣，也可以構成為將梁17的一部分沿著振動板13和固定部19的圓周形成。這種情況下，由于梁17成為曲柄狀，因此與圖2A、圖4及圖5相t匕，能夠增長梁17。因此，能夠進一步增大振動板13振動時的梁17的撓曲。該結構在需要更高聲壓時有效。
[0054](實施方式2)
[0055]圖7A示出本發明的實施方式2的指向性揚聲器的振動部的俯視圖，圖7B示出本發明的實施方式2的指向性揚聲器的振動部的振動時的立體圖。在本實施方式中，對與實施方式I相同的結構標注同一符號而省略詳細的說明。
[0056]本實施方式的特征結構在于，在多個梁17中，相鄰的梁17的固定于振動板13的部分的距離、即圖7A的箭頭所示的振動板13處的狹縫21的寬度在各梁17向振動板13的固定精度內實質上為O。需要說明的是，與實施方式I同樣，在此所說的固定精度是指沖壓加工或蝕刻加工的精度。
[0057]如圖7A所示，這樣的梁17的形狀相當于:狹縫21的形狀形成為在固定部19側具有沿著固定部19的內周(圖7A的外側的虛線)的部分，相對于此不具有沿著振動板13的外周(圖7A的內側的虛線)的部分。此形狀與實施方式I敘述過的圖2A的狹縫21的形狀相反。
[0058]通過形成這樣的形狀，對于振動板13而言，幾乎不存在狹縫21，因此能夠最為提高梁17的振動板13處的剛性。因此，在需要的指向性揚聲器的驅動特性中，在因振動板13的振動而在振動板13處的梁17的根部產生應力集中時，通過構成為圖7A的結構，能夠減少梁17的根部發生斷裂的可能性，能夠得到更高的可靠性。即，在使振動板13振動時，如圖7B所示，若壓電元件15和振動板13向上方鼓起，則對應于此梁17也向上方撓曲，由于梁17的寬度在相對于振動板13的根部最寬，因此即便是在根部產生應力集中的驅動特性，也能夠提高可靠性。
[0059]需要說明的是，在本實施方式中，與實施方式I同樣，梁17的具體形狀根據梁17所使用的材料、厚度、輸入的信號特性、需要的可靠性或聲壓等而變化，因此只要通過模擬或試制來適當決定即可。
[0060]根據以上的結構、動作，能夠減少振動板13處的梁17的根部發生斷裂的可能性，因此能夠實現具有更高可靠性的高聲壓指向性揚聲器。
[0061](實施方式3)
[0062]圖8是本發明的實施方式3的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。在本實施方式中，對與實施方式I相同的結構標注同一符號而省略詳細的說明。
[0063]本實施方式中的特征結構如下所述。即，在多個梁17中，相鄰的梁17的固定于固定部19的部分的距離、即固定部19處的狹縫21的寬度在各梁17向固定部19的固定精度內實質上為O。而且，在多個梁17中，相鄰的梁17的固定于振動板13的部分的距離、即振動板13處的狹縫21的寬度在各梁17向振動板13的固定精度內實質上為O。換言之，本實施方式的梁17的形狀形成為同時具有實施方式I和實施方式2的特征的形狀，如圖8的箭頭所示，狹縫21的兩端的寬度實質上為O。因此，狹縫21形成為不具有沿著振動板13的外周(圖8的內側的虛線)的部分且不具有沿著固定部19的內周(圖8的外側的虛線)的部分這樣的形狀。
[0064]通過形成為這樣的結構，在振動板13的外周和固定部19的內周幾乎不存在狹縫21，因此能夠同時提高梁17的振動板13處的剛性及固定部19處的剛性這兩方。其結果是，即使振動板13的振動所引起的梁17的撓曲被反復施加，也能夠減少梁17的根部在振動板13和固定部19處發生斷裂的可能性，從而進一步提高可靠性。
[0065]需要說明的是，在本實施方式中，與實施方式1、實施方式2同樣，梁17的具體形狀根據梁17所使用的材料、厚度、輸入的信號特性、需要的可靠性或聲壓等而變化，因此只要通過模擬或試制來適當決定即可。
[0066]根據以上的結構、動作，能夠減少振動板13和固定部19這兩者處的梁17的根部發生斷裂的可能性，因此能夠實現具有更高可靠性的高聲壓指向性揚聲器。
[0067](實施方式4)
[0068]圖9A表示本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的壓電元件的俯視圖，圖9B表不本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的振動板的俯視圖，圖9C表不本發明的實施方式4的指向性揚聲器的振動部的俯視圖。在本實施方式中,對與實施方式I相同的結構標注同一符號而省略詳細的說明。
[0069]本實施方式的特征結構在于，在振動板13的供梁17固定的部分、即梁17相對于振動板13的根部，壓電元件15形成為接近于梁17的形狀。具體而言形成為如下的結構。首先，在實施方式I?3中，壓電元件15的形狀均為圓形，但是在本實施方式中，如圖9A的細虛線所示，在壓電元件15的一部分(在此為四處)上設有壓電元件突出部35。壓電元件突出部35是相對于實施方式I?3的壓電元件15的圓形形狀(圖9A的粗虛線所示的形狀)更向外側突出的部分。
[0070]接下來，形成壓電元件15之前的振動板13的俯視圖如圖9B所示。在此，與實施方式3的狹縫21不同，形成為沿著振動板13的外周(圖9B的內側的虛線)的部分存在且沿著固定部19的內周(圖9B的外側的虛線)的部分也存在這樣的狹縫21的形狀。這是因為，在本實施方式的結構中使振動板13振動時，在振動板13和固定部19這兩者處的梁17的根部發生斷裂的可能性極低的條件下使振動板13振動。當如此構成時，與圖4、圖5同樣，能夠增大狹縫21，因此形成狹縫21的加工變得容易，能夠實現低成本化。而且，通過將梁17形成為渦卷狀，由此能夠增長梁17，梁17的撓曲增大，因此相應地能夠提高聲壓。
[0071]另一方面，在振動板13的外周(圖9B的內側的虛線)上交替地存在著有梁17的部分和沒有梁17的部分。需要說明的是，在圖9B的結構中，梁17形成有四個，因此有梁17的部分為四處，沒有梁17的部分為四處。
[0072]在使這樣的振動板13振動時，在有梁17的部分和沒有梁17的部分中，后者為自由端，相對于此，前者由梁17限制，因此剛性不同。因而，若使用圓形的壓電元件15，則根據指向性揚聲器的規格的不同而可能無法得到所希望的驅動特性。
[0073]因此，在本實施方式中，在振動板13的外周上存在著有梁17的部分和沒有梁17的部分的情況下，使壓電元件15接近梁17所在的部分。S卩，當以圖9A的壓電元件突出部35與梁17所在的部分對應的方式將壓電元件15形成于振動板13時，如圖9C所示，壓電元件15接近于梁17所在的部分。當通過這樣的壓電元件15使振動板13振動時，在梁17所在的部分，通過壓電元件突出部35對梁17施加更多的應力。由此，能夠減少剛性的不同所引起的振動板13的振動的不均勻度，并且與壓電元件突出部35相應地使聲壓上升，因此能夠得到所希望的驅動特性。
[0074]根據以上的結構、動作，能得到實施方式I?3中敘述的高可靠性，并且能夠使與難以振動的梁17接近的振動板13也振動，從而能夠實現得到更高聲壓的指向性揚聲器。
[0075]需要說明的是，本實施方式中敘述的壓電元件突出部35并未限定于圖9C的振動部11的結構，也可以適用于圖2A及圖4?圖8的結構。尤其優選適用于在振動板13的外周上明確地存在著有梁17的部分和沒有梁17的部分這樣的圖2A、圖4?圖6的結構。而且，也可以在圖2A、圖4?圖9C圖示以外的梁17或狹縫21的形狀、配置的結構中設置壓電元件突出部35。由此也能得到與圖9C所示的結構同等的效果。
[0076](實施方式5)
[0077]圖10是本發明的實施方式5的指向性揚聲器的分解立體圖。在本實施方式中，對與實施方式I相同的結構標注同一符號而省略詳細的說明。
[0078]本實施方式的特征結構在于將實施方式I的振動部11和保持體23 —體化。具體而言，如圖10所示，構成為在金屬制的蓋37的上表面一體形成振動板13、梁17、固定部19，并且在振動板13的背面設有壓電元件(在圖10中未圖示)。并且，將上述部件整體作為振動部11。需要說明的是，振動板13、梁17及狹縫21的形狀、配置與圖2A相同。而且，雖然在圖10中未圖示，但是在壓電元件的表面接合有引線33的一端。
[0079]引線33的另一端與端子31A連接。另一方面，端子31B與圖1的結構不同，不經由絕緣體27而直接固定于金屬制的基體25。因此，將蓋37與基體25重疊，并將在蓋37的下端設置的彎曲部分與基體25焊接，由此將蓋37與電極29電連接。而且，如上述那樣，壓電元件形成于在蓋37的上表面一體形成的振動板13的背面。因此，壓電元件的與振動板13接合的接合面和電極29電連接。因而，引線33可以為一根。其結果是，引線33的斷線可能性比實施方式I減半，因此可靠性提高。此外，由于不需要保持體23，因此能夠實現低成本化，而且由于引線33配設在蓋37的內部，因此也能實現小型化。
[0080]需要說明的是，與實施方式I相比，壓電元件的位置不同，但除此以外的結構(梁17或狹縫21的形狀、配置)如上述那樣與圖1相同，因此與實施方式I同樣也能得到梁17所帶來的高聲壓的效果。
[0081]根據以上的結構、動作，正如實施方式I中敘述那樣，能得到高聲壓，并且能實現利用梁17來保持振動板13的結構所帶來的高可靠性，此外引線33的斷線可能性得以減少，由此能夠實現更高可靠的指向性揚聲器。
[0082]需要說明的是，在本實施方式中，引線33僅使用一根，但也可以與實施方式I同樣地使用兩根。這種情況下，第二根引線33只要將固定部19或蓋37的內表面與端子31B之間連接即可。通過形成為這樣的結構，雖然引線33的斷線可能性與實施方式I同樣，但能得到具有高可靠性且能實現高聲壓化的指向性揚聲器。
[0083]另外，在本實施方式中說明的梁17或狹縫21的形狀、配置并不局限于圖10的情況，也可以是圖4?圖9C中說明的結構。而且，還可以是圖4?圖9C圖示以外的梁17或狹縫21的形狀、配置。由此也能得到與圖10所示的結構同等的效果。
[0084]另外，在本實施方式中，也可以使用實施方式4中敘述的設有壓電元件突出部35的壓電元件。由此，能得到與實施方式4同等的效果。
[0085](實施方式6)
[0086]圖11是本發明的實施方式6的指向性揚聲器的分解立體圖。在本實施方式中，對與實施方式I相同的結構標注同一符號而省略詳細的說明。
[0087]本實施方式的特征結構在于，將多個(在此為七個)振動板13與梁17和狹縫21一起一體形成在作為基板的一張金屬板上，并在各振動板13的上表面設有壓電兀件15。需要說明的是，該金屬板中的振動板13、梁17及狹縫21以外的部分全部為固定部19。因此，在圖11中，成為振動板13與多個梁17的組合在固定部19上設有多個的結構。并且，通過該金屬板和七個壓電元件15來構成振動部11。需要說明的是，每一處的振動板13、梁17及狹縫21的形狀、配置都與圖1相同。
[0088]在振動部11的各壓電兀件15上分別接合有引線33A。這些引線成為一根并與輸入端子39A連接。而且，引線33B的一端與振動部11中的固定部19的一部分電連接。并且，引線33B的另一端與輸入端子39B電連接。通過形成為這樣的結構，將七個壓電元件15以并聯的方式電連接。
[0089]振動部11的固定部19固定于保持部41。在此，具有固定部19的內周(例如圖2A的外側的細虛線)的直徑的有底的空洞部43在保持部41上的與各振動板13對置的位置處設有多個(在圖11中為七個)。需要說明的是，將空洞部43設為有底是為了將聲波僅向一方向(在圖10的情況下為上方)放射。
[0090]根據這樣的結構，在將固定部19固定于保持部41時，振動板13、梁17及狹縫21位于各空洞部43的上面。因此，在本實施方式中，成為將例如實施方式I中敘述的指向性揚聲器七個一體地形成的結構。需要說明的是，保持部41可以為金屬制，但是在本實施方式中，由于不需要保持部41的導電性，因此可以為樹脂制。
[0091]在此，若保持部41為樹脂制，則與固定部19的固定使用粘接劑。這種情況下，從振動板13幾乎不向固定部19傳遞振動，而且能夠將固定部19粘接于保持部41的上表面的不存在空洞部43的整個面積上，因此剝離的可能性減少。因而，即使保持部41為樹脂制，可靠性也高。而且，在樹脂制的情況下，能夠通過注射成型來制作空洞部43，因此能夠實現低成本化。
[0092]另一方面，若保持部41為金屬制，則能夠與振動部11的固定部19進行焊接接合，因此能夠得到更高的可靠性。而且，通過將與固定部19連接的引線33B向例如厚壁的保持部41塞入而牢固地連接，由此能夠減少引線33B的斷線可能性，從這一點來說也能得到高可靠性。因此，從需要的可靠性或成本的觀點出發，只要適當選擇最佳的材料來形成保持部41即可。
[0093]在這樣的指向性揚聲器中，通過從輸入端子39A、39B將可聽聲信號與超聲波域的載波重疊所得到的信號向七個壓電元件15輸入，由此使設有壓電元件15的振動板13分別振動。其結果是，指向性銳利的聲波從七處向同一方向(在圖10中為上方)放射，因此能夠將高聲壓的聲音信息僅向特定的對象傳遞。
[0094]根據以上的結構、動作，通過振動板13的基于梁17的保持結構能得到高可靠性，并且能夠在多個振動板13分別得到梁17的撓曲所帶來的高聲壓化。因此，能夠實現進一步提高了聲壓的指向性揚聲器。
[0095]需要說明的是，在本實施方式中設置了七個振動板13，但并未限定為七個，可以為了得到需要的聲壓而增減振動板13的個數。而且，振動部11和保持部41的外形也并未限定為圖11所示的八邊形，可以設為圓形等任意的形狀。
[0096]另外，本實施方式的梁17和狹縫21的形狀、配置并未限定于圖11的結構，可以是圖4?圖9C中說明的結構。而且，也可以是圖4?圖9C圖示以外的梁17或狹縫21的形狀、配置。由此也能得到與圖11所示的結構同等的效果。
[0097]另外，在本實施方式中，也可以使用實施方式4中敘述的設有壓電元件突出部35的壓電元件15。由此，能得到與實施方式4同等的效果。
[0098]另外，在實施方式2?6中，也可以如實施方式I中敘述那樣，將壓電元件15形成在振動板13的兩面或者將壓電元件15層疊。由此，能夠實現進一步的高聲壓化及壓電元件15的低電壓驅動。
[0099]根據以上說明的實施方式，能得到振動板13的剝離可能性得以減少且具備高可靠性的高聲壓的指向性揚聲器。即，通過構成為振動板13經由在振動板13的外周的至少一部分上設置的多個梁17而固定于固定部19，由此振動板13由多個梁17保持。因此，能夠與振動板13的振動對應而使梁17也發生撓曲。因此，無需像現有技術那樣使用絕緣性粘接劑來獲得振動板13的自由端的撓曲及聲壓，由于不使用絕緣性粘接劑，因此可靠性提高。此外，通過梁17自身發生撓曲，由此即使振動板13保持于梁17，也能實現振動板13整體的振動，從而能夠得到高聲壓。因而，能夠實現具備高可靠性的高聲壓的指向性揚聲器。
[0100]工業實用性
[0101]根據本發明，能得到高可靠性、高聲壓的指向性揚聲器，因此特別是作為僅向特定的對象傳遞聲音信息的指向性揚聲器等是有用的。
[0102]符號說明
[0103]11振動部
[0104]13振動板
[0105]15壓電元件
[0106]17 梁
[0107]19固定部
[0108]21 狹縫
[0109]23保持體
[0110]25 基體
[0111]27絕緣體
[0112]29 電極
[0113]31A、3IB 端子
[0114]33、33A、33B 引線
[0115]35壓電元件突出部
[0116]37 蓋
[0117]39A、39B 輸入端子[0118]41保持部
[0119]43空洞部。
【權利要求】
1.一種指向性揚聲器,其中， 具備振動部，所述振動部具有: 振動板； 在所述振動板的上表面及下表面中的至少一方形成的壓電元件； 在所述振動板的外周的至少一部分上設置的多個梁； 在所述多個梁的外側設置的固定部。
2.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 所述振動板、多個梁及固定部一體地形成。
3.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 所述梁的長度比所述振動板與所述固定部的間隔長。
4.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 在多個所述梁中，相鄰的所述梁的固定于所述振動板的部分的距離在各所述梁向所述振動板的固定精度內實質上為O。
5.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 在多個所述梁中，相鄰的所述梁的固定于所述固定部的部分的距離在各所述梁向所述固定部的固定精度內實質上為O。
6.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 與所述振動板的供所述梁固定的部分對應，在所述壓電元件上設有突出部。
7.根據權利要求1所述的指向性揚聲器，其中， 在同一基板上形成有多組所述振動板和所述多個梁的組合， 所述基板是所述固定部。
【文檔編號】H04R1/40GK103814586SQ201280045554
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年8月28日 優先權日:2011年9月22日
【發明者】今野文靖, 武田克 申請人:松下電器產業株式會社