聲音發(fā)生器、用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件及聲音生成系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】聲音發(fā)生器、用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件及聲音生成系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年10月I日提交的第2012-219799號(hào)日本專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于使與聲音發(fā)生器接觸的接觸表面振動(dòng)并由此使得該接觸表面生成聲音的聲音發(fā)生器、用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件以及聲音生成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，在下面列出的專(zhuān)利文獻(xiàn)I中描述了一種傳統(tǒng)的振動(dòng)發(fā)生器。專(zhuān)利文獻(xiàn)I描述了具有電動(dòng)揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)的振動(dòng)發(fā)生器，其中電動(dòng)揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)包括容納磁體的殼體、音圈以及隔膜。另外，下面列出的專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了包括由彈性體構(gòu)成的重物的振動(dòng)發(fā)生器，其中彈性體通過(guò)壓電振動(dòng)器的振動(dòng)以彎曲等方式變形，從而使振動(dòng)部件振動(dòng)。另外，下面列出的專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了包括彈性部件的振動(dòng)發(fā)生器，其中，彈性部件接收重物負(fù)荷并通過(guò)壓電振動(dòng)器的振動(dòng)以彎曲等方式變形，從而使振動(dòng)部件振動(dòng)。此外，下面列出的專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)了包括彈性部件的振動(dòng)發(fā)生器，其中彈性部件通過(guò)壓電振動(dòng)器的振動(dòng)以彎曲等方式變形，從而使振動(dòng)部件振動(dòng)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)列表
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:公開(kāi)號(hào)為5-85192的日本未經(jīng)審查的實(shí)用新型(登記)
[0008]申請(qǐng)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:公開(kāi)號(hào)為2007-74663的日本專(zhuān)利申請(qǐng)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:公開(kāi)號(hào)為2009-27413號(hào)日本專(zhuān)利申請(qǐng)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:公開(kāi)號(hào)為2009-27320號(hào)日本專(zhuān)利申請(qǐng)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因?yàn)閷?zhuān)利文獻(xiàn)I中描述的振動(dòng)發(fā)生器具有電動(dòng)揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)以及包括容納磁體的殼體、音圈和隔膜的多個(gè)部件，因此不可避免地使用大量部件來(lái)構(gòu)成振動(dòng)發(fā)生器。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2至專(zhuān)利文獻(xiàn)4中描述的振動(dòng)發(fā)生器使用壓電元件作為振動(dòng)器，并且這些振動(dòng)發(fā)生器需具有確保彈性體在其中變形的自由度的空間。因此，增大振動(dòng)發(fā)生器的尺寸是不可避免的。
[0013]鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可容易配置的聲音發(fā)生器、用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件以及聲音生成系統(tǒng)。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的聲音發(fā)生器包括:
[0015]具有壓電元件的振動(dòng)單元；以及
[0016]配置成向振動(dòng)單元施加負(fù)荷的重物，其中
[0017]當(dāng)接收到來(lái)自重物的負(fù)荷時(shí)振動(dòng)單元根據(jù)聲音信號(hào)變形，引起與聲音發(fā)生器接觸的接觸表面振動(dòng)，其中從接觸表面生成聲音。
[0018]壓電元件為層壓式壓電元件并沿層壓方向以拉伸方式和收縮方式變形。
[0019]振動(dòng)單元可具有覆蓋部件，該覆蓋部件配置成通過(guò)將由壓電元件的變形引起的振動(dòng)傳輸至接觸表面而使接觸表面振動(dòng)。
[0020]聲音信號(hào)可以為高于預(yù)定閾值的頻率分量的至少一部分被削減或衰減的信號(hào)。
[0021]聲音信號(hào)可以為衰減率隨著頻率變得高于預(yù)定閾值而具有逐漸變高或以階梯方式變高的信號(hào)。
[0022]聲音信號(hào)可以為高于預(yù)定閾值的頻率分量的至少一部分通過(guò)濾波器削減或衰減的信號(hào)。
[0023]接觸表面可以為上面放置有聲音發(fā)生器的放置表面。
[0024]聲音信號(hào)為音樂(lè)或語(yǔ)音的聲音信號(hào)，并且音樂(lè)或語(yǔ)音可從接觸表面生成。
[0025]為了實(shí)現(xiàn)以上內(nèi)容，另外，用于根據(jù)本發(fā)明的聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件包括配置成根據(jù)聲音信號(hào)變形的壓電元件，引起與用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件接觸的接觸表面振動(dòng)，其中從接觸表面生成聲音。
[0026]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，根據(jù)本發(fā)明的聲音生成系統(tǒng)包括:聲音發(fā)生器，具有帶壓電元件的振動(dòng)單元以及配置成向振動(dòng)單元施加負(fù)荷的重物；以及接觸元件，具有配置成與聲音發(fā)生器接觸的接觸表面，其中，當(dāng)接收到來(lái)自重物的負(fù)荷時(shí)振動(dòng)單元根據(jù)聲音信號(hào)變形，弓I起接觸元件的接觸表面振動(dòng)，其中從接觸表面生成聲音。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，可以提供可容易配置的聲音發(fā)生器、用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)部件以及聲音生成系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的聲音發(fā)生器的外部立體圖；
[0029]圖2是圖1中的移動(dòng)電話后側(cè)的一部分的示意性分解立體圖；
[0030]圖3A和圖3B是示出了圖2的層壓式壓電元件的結(jié)構(gòu)的圖；
[0031]圖4是示出了層壓式壓電元件的變型的圖；
[0032]圖5是圖1的振動(dòng)單元的局部放大的截面視圖；
[0033]圖6是示出了圖1的移動(dòng)電話的部分的功能框圖；
[0034]圖7是示出了圖6的壓電元件驅(qū)動(dòng)單元的配置示例的功能框圖；
[0035]圖8是示出了圖7的LPF的頻率特性的示例的圖；
[0036]圖9是示出了圖1的聲音發(fā)生器的振動(dòng)單元和彈性部件的布置的圖；
[0037]圖10A、圖1OB以及圖1OC是示出了圖1的移動(dòng)電話作為聲音發(fā)生器的功能的示意圖；
[0038]圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的聲音發(fā)生器的外部立體圖；
[0039]圖12是示出了圖11的聲音發(fā)生器的振動(dòng)單元和彈性部件的布置的圖；
[0040]圖13A、圖13B以及圖13C是示出了振動(dòng)單元的支承狀態(tài)的三個(gè)變型的圖；以及
[0041]圖14是示出了用于示出振動(dòng)單元的變型的部分結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的聲音發(fā)生器的外部立體圖。根據(jù)本實(shí)施方式的聲音發(fā)生器包括移動(dòng)電話10(如智能電話)、振動(dòng)單元60以及彈性部件70。如隨后所述，移動(dòng)電話10用作向振動(dòng)單元60施加負(fù)荷的重物(聲音發(fā)生器的重物)。移動(dòng)電話10包括外觀形狀大致為矩形的外殼20。在外殼20中，面板30和輸入單元40設(shè)置在移動(dòng)電話10的前側(cè)上。如由圖1中的面板30的局部剖視圖所示，顯示單元50支承在面板30之下。電池組、相機(jī)單元等安裝在外殼20的后側(cè)上并由電池蓋21覆蓋。
[0044]面板30具有用于檢測(cè)接觸的觸摸面板，或者用于保護(hù)顯示單元50的覆蓋面板等，并且面板30由例如玻璃或合成樹(shù)脂(例如亞克力等)制成。例如，面板30具有矩形形狀。面板30可以為平板或具有平滑傾斜表面的彎曲面板。在用作觸摸面板的情況下，面板30檢測(cè)由用戶的手指、筆、手寫(xiě)筆等進(jìn)行的接觸。觸摸面板的檢測(cè)方法可以為靜電電容方法、電阻膜方法、表面聲波方法(或超聲波方法)、紅外方法、電磁感應(yīng)方法、負(fù)荷檢測(cè)方法等中的任一種。根據(jù)本實(shí)施方式，為了便于說(shuō)明起見(jiàn)，面板30被假設(shè)為觸摸面板。
[0045]輸入單元40接收由用戶輸入的操作并且通過(guò)使用例如操作按鈕(操作鍵)構(gòu)成。應(yīng)注意，面板30還可通過(guò)檢測(cè)由用戶進(jìn)行的接觸來(lái)接收由用戶輸入的操作。
[0046]顯示單元50為諸如液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或無(wú)機(jī)EL顯示器的顯示裝置。
[0047]根據(jù)本實(shí)施方式的聲音發(fā)生器在側(cè)表面20a上設(shè)置有用于聲音發(fā)生器的振動(dòng)單元60和彈性部件70，其中，側(cè)表面20a為移動(dòng)電話10的外殼20的縱向側(cè)之一，彈性部件70為片狀部件。例如，彈性部件70由橡膠、硅樹(shù)脂、聚氨酯等制成。當(dāng)移動(dòng)電話10通過(guò)側(cè)表面20a面朝下放置在書(shū)桌等放置表面(為水平表面)上時(shí)，即，當(dāng)移動(dòng)電話10在其一側(cè)上直立時(shí)，移動(dòng)電話10通過(guò)振動(dòng)單元60和彈性部件70支承在放置表面上的兩個(gè)位置處。將在后面詳細(xì)描述振動(dòng)單元60和彈性部件70的布置。
[0048]圖2是圖1的移動(dòng)電話10的后側(cè)的一部分的不意性分解立體圖。在外殼20的后側(cè)上，設(shè)置有電池組80、相機(jī)單元90等。根據(jù)本實(shí)施方式的移動(dòng)電話10在外殼20的后側(cè)上設(shè)置有用于容納并支承振動(dòng)單元60的支承部100。支承部100具有縫隙101，其中縫隙101具有沿外殼20的短側(cè)延伸并開(kāi)口至側(cè)表面20a的均勻?qū)挾取?br>[0049]振動(dòng)單元60包括壓電元件61、用于防水目的的O形環(huán)62以及用作覆蓋部件的具有絕緣性能的帽63。壓電元件為對(duì)其施加電信號(hào)(電壓)后，根據(jù)組成材料的機(jī)電耦合系數(shù)拉伸/收縮或彎曲的元件。例如，壓電元件可由陶瓷或水晶制成。壓電元件可以為單層壓電片、雙層壓電片或?qū)訅菏綁弘娫?。層壓式壓電元件被分?lèi)為由層壓的雙層壓電片(例如，16至24層)組成的層壓式雙層壓電片元件，或?yàn)榫哂杏啥鄠€(gè)介電層以及設(shè)置在它們之間的電極層組成的多層結(jié)構(gòu)的堆疊類(lèi)型的層壓式壓電元件，其中介電層例如由PZT(鋯鈦酸鉛)制成。單層壓電片根據(jù)施加到其的電信號(hào)拉伸/收縮，而雙層壓電片根據(jù)施加到其的電信號(hào)彎曲。堆疊類(lèi)型的層壓式壓電元件根據(jù)施加到其的電信號(hào)沿層壓方向拉伸/收縮。
[0050]根據(jù)本實(shí)施方式，壓電元件61為堆疊類(lèi)型的層壓式壓電元件。如圖3A中的放大的截面視圖和圖3B中的放大的平面圖所示，層壓式壓電元件61具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中由諸如PZT的陶瓷制成的電介質(zhì)61a以及具有剖面梳狀的內(nèi)部電極61b交替地層壓