专利名称：压电扬声器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电扬声器装置，特别是涉及具备由有机高分子构成的压电膜作为驱动源的压电扬声器装置。
背景技术：
例如日本特开2003 - 244792号公报(专利文献I)记载有在移动电话机的显示器上弯曲状地配置的透明的压电扬声器。压电扬声器具有具备挠性的压电膜，在该压电膜的两面形成有用于施加驱动用信号电压的透明的驱动用电极，而且用保护薄膜覆盖压电膜的构造。该专利文献I还记载有作为压电扬声器所具备的压电膜，使用PVDF (聚偏氟乙烯)薄膜的例子。上述的PVDF那样的有机高分子的压电常量比较小，在d33高40pC/N左右。因此，为了输出实用的声压，需要施加数十伏特 数百伏特的电压。另一方面，如果为透明的压电扬声器，则由于透明而引起使用者的兴趣，作为其结果，可以认为用手触摸的机会增加，并且由于好奇心而划伤表面的可能性也高。因此，上述的保护薄膜被划伤，处于其下的驱动用电极显露，作为其结果，有可能导致能够直接触摸驱动用电极的状况。在该情况下，由于对驱动用电极，如上所述那样，施加比较高的电压，所以认为会引起触电事故。专利文献1:日本特开2003 - 244792号公报
发明内容
于是，本发明的目的在于要提供能够解决上述那样的问题的压电扬声器装置。本发明面向压电扬声器装置，其具备扬声器主体，该扬声器主体具有由有机高分子构成的压电膜和为了向压电膜施加用于驱动压电膜的驱动电压而设置成与压电膜接触的至少I对驱动用电极。上述的驱动用电极包括被设置在压电膜上的使用者的手能够触摸的一侧的使用者侧驱动用电极。本发明所涉及的压电扬声器装置的特征在于，为了解决上述的技术课题，扬声器主体还具备形成在使用者侧驱动用电极上的绝缘层和形成在该绝缘层上的损伤检测用电极线，上述压电扬声器装置还具有:用于检测损伤检测用电极线是否处于正常的电导通状态的检测电路；以及用于根据检测电路的检测结果，控制施加给驱动用电极的驱动电压的驱动电压控制单元。本发明所涉及的压电扬声器装置，优选扬声器主体还具有以覆盖损伤检测用电极线的方式形成在绝缘层上的保护层。另外，本发明所涉及的压电扬声器装置优选还具有用于在由检测电路确认到损伤检测用电极线的损伤时，通知使用者扬声器主体产生了异常这一情况的报告单元。作为报告单元的报告的方式，存在显示器上的显示、警告音的输出等。上述的损伤检测用电极线优选在绝缘层上，具有沿至少相互不同的2个方向延伸的部分。此外，作为损伤检测用电极线具有沿至少相互不同的2个方向延伸的部分的例子，有损伤检测用电极线具有曲折状地延伸的部分，或具有漩涡状地延伸的部分的情况。另外，作为上述的损伤检测用电极线，优选具有相互电性独立的多个损伤检测用电极线。在通过检测电路确认到损伤检测用电极线的损伤时，上述的驱动电压控制单元通过降低施加到驱动用电极的驱动电压而减少触电的危险性。优选地，使驱动电压低于42.4V，更优选地，为0V。根据本发明，即使用手触碰扬声器主体，从而划伤表面，在驱动用电极显露之前，驱动电压被降低，因此能够防止由于使用者与露出的驱动用电极接触而产生的触电事故。在本发明中，扬声器主体所具备的压电膜由有机高分子构成，所以经由驱动用电极施加到压电膜的驱动电压必须高到数十伏特 数百伏特。由此，上述那样的触电事故防止的意义重大。在本发明的压电扬声器装置中，若扬声器主体还具有形成在绝缘层上的保护层，则保护层不仅承担对损伤检测用电极线以及绝缘层的保护功能，还承担对驱动用电极的保护功能，所以驱动用电极更难以露出，更不易产生触电事故。本发明的压电扬声器装置若还具备用于通知使用者产生异常的报告单元，则能够可靠地通知使用者产生异常。在本发明的压电扬声器装置中，若损伤检测用电极线具有沿至少相互不同的2个方向延伸的部分，则对相互不同的2个方向中任意一个的方向的损伤，损伤检测用电极线都能够为损伤状态，因此不增加损伤检测用电极线的根数，就能够提高损伤检测的精度。另外，若作为上述的损伤检测用电极线，具备相互电性独立的多根损伤检测用电极线，则能够实现仅在规定量的损伤检测用电极线同时处于损伤状态时，判断为产生了损伤的控制方法。由此，能够在功能上没有问题那样的轻微损伤、随时间变化导致的损伤检测用电极线的部分断线的程度下，不进行立即进入故障模式这样的判断。本发明中，在确认到损伤检测用电极线的损伤时，如果使施加到驱动用电极的驱动电压低于42.4V，则能够充分地防止触电事故。原因是在交流电压的情况下，42.4V以上对人体被认为是危险的。另外，若使施加到驱动用电极的驱动电压为0V，则能够全面防止触电事故。
图1是表示本发明的第一实施方式的压电扬声器装置的框图。图2是表示图1所示的压电扬声器装置所具备的扬声器主体的外观的立体图。图3是放大地表示图2所示的扬声器主体的剖面构造的图。图4是表示图3所示的绝缘层上的损伤检测用电极线的分布状态的俯视图。图5是表示由于扬声器主体上产生损伤而损伤了损伤检测用电极线的状态的、与图4对应的图。图6是表示本发明的第二实施方式的与图4相当的图。图7是表示本发明的第三实施方式的与图4相当的图。
具体实施例方式在说明本发明的第一实施方式的压电扬声器装置时，首先，参照图2以及图3，对压电扬声器装置所具备的扬声器主体2进行说明。如图2所示，扬声器主体2为薄的平板状，整体的厚度为0.2 Imm左右。在使用时，扬声器主体2可以为保持图1所示那样的平面不变的状态，也可以形成为专利文献I所述那样的弯曲状。扬声器主体2具有图3所示那样的剖面构造。此外，在图3中，构成扬声器主体2的各要素的厚度被夸张地表示。扬声器主体2具备由有机高分子构成的压电膜3。在此，作为有机高分子，例如优选使用PVDF (聚偏氟乙烯)或者PLLA (L型聚乳酸)。前者的PVDF作为在表示压电性的有机高分子中示出比较高的压电性的材料而被公知。后者的PLLA具有透明度高、处于碳中和、存在生物降解性之类的优点。在压电膜3的各主面上形成有用于施加驱动压电膜3用的驱动电压的驱动用电极4以及5。在扬声器主体2被要求透明性的情况下，驱动用电极4以及5由氧化铟锡、氧化铟.氧化锌、或氧化锌等无机系材料、或者以聚噻吩或聚苯胺等为主成分的有机系材料构成。在扬声器主体2未被特别要求透明性的情况下，驱动用电极4以及5也可以由银、金、铝、铜或者镍等金属构成。虽通过压电膜3和驱动用电极4以及5来构成压电扬声器的振动部分，但该振动部分并不局限于图3所示那样的3层构造，也可以为层叠多个压电膜而成的构造，另外还可以为使所层叠的2个压电膜的伸缩动作相互颠倒的双压电晶片构造。上述的驱动用电极4以及5中位于图3的上方的驱动用电极5为设置在压电膜3上的使用者的手能够触摸侧的使用者侧驱动用电极。在该使用者侧驱动用电极5上形成电绝缘性的绝缘层6。绝缘层6在扬声器主体2被要求透明性的情况下，由具有透明性和挠性的树脂构成。作为构成绝缘层6的树脂，例如由聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯之类的具有透明性的树脂构成。在绝缘层6上形成有损伤检测用电极线7。对于损伤检测用电极线7，能够使用与上述的驱动用电极4以及5同样的材料形成。即，在扬声器主体2被要求透明性的情况下，损伤检测用电极线7由氧化铟锡、氧化铟.氧化锌、或氧化锌等无机系材料、或者以聚噻吩或聚苯胺等为主成分的有机系的材料构成，在扬声器主体2未特别要求透明性的情况下，也可以由银、金、铝、铜或者镍等金属构成。对损伤检测用电极线7的形态的详细内容参照图4进行后述。优选在绝缘层6上以覆盖上述损伤检测用电极线7的方式形成有保护层8。保护层8在扬声器主体2被要求透明性的情况下，例如，由聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯之类的具有透明性的树脂构成。此外，为了上述的各要素间的接合，对所需的界面赋予粘合剂等，但在图3中，省略这样的粘合剂的图示。不过，为了各要素间的接合，在应用热压等的情况下，不需要粘合剂。在扬声器主体2与平板显示器、有机EL显示器、电子纸张等显示器装置结合的情况下，显示器装置配置在扬声器主体2上的驱动用电极4的图3的下表面侧。
图1中以框图示出具备上述的扬声器主体2以及用于控制和驱动其的电路的扬声器装置I。参照图1，控制IClO经由信号线11与检测电路12连接，另外经由信号线13与放大器14连接。检测电路12是用于检测上述的损伤检测用电极线7 (参照图3)是否处于正常的电导通状态的装置，通过检测信号线15连接于损伤检测用电极线7。在驱动扬声器主体2时，从声源得到的数字声学信号被经由信号线13送到放大器14，在此进行放大，接着，被放大的声学信号作为驱动电压，被经由信号线16送到驱动用电极4以及5 (参照图3)，并经由这些驱动用电极4以及5施加到压电膜3 (参照图3)。这样一来，扬声器主体2被驱动。控制线17用于通过从控制IClO给予的控制信号,控制放大器14的输出。图4示出通过保护层8而被透视的、绝缘层6上的损伤检测用电极线7的分布状态。损伤检测用电极线7由在相互平行延伸并且相互电性独立的状态下等间隔地配置的η根直线状的线7 — I 7 — η构成。线7 — I 7 — η分别通过由晶体管等构成的开关元件(未图示。)而与上述的检测信号线15连接，并经由检测信号线15连接于检测电路12。在扬声器主体2的驱动之前，或驱动的过程中定期地，控制IClO驱动检测电路12，检测扬声器主体2表面有无损伤。假设由于一些外力，而在扬声器主体2产生图5所示那样的损伤9，导致例如线7 — 5以及7 — 6损伤，产生断线或者电阻的增大。此时，根据在控制IClO中预先设定的判断基准，检测电路12检测线7 — 5以及7 — 6上的断线或者电阻的增大。相应地，作为驱动电压控制单元的控制IClO通过控制线17，控制放大器14的输出，并以降低施加到驱动用电极4以及5 (参照图3)的驱动电压的方式进行控制。在该情况下，在交流电压的情况下，由于根据IEC标准定为42.4V以上对人体是危险的，因此如果使驱动电压低于42.4V，则能够充分地防止触电事故。另外，若使驱动电压为0V，则能够全面防止触电事故。此外，为了控制驱动电压，如上所述除了通过控制线17控制放大器14的输出之夕卜，还可以切断输出给信号线13的信号自身，或者缩小源电平。若设置用于与上述的处理并行地，通知使用者扬声器主体2产生了异常的异常报告单元，则能够更可靠地通知使用者异常。作为由该异常报告单元进行的报告的方式，存在显示器上的显示、警告音的输出等。更具体地说，在显示器上显示“扬声器破损。为了避免危险，降低了扬声器驱动电压。”之类的消息。在该扬声器装置I与显示器装置复合的情况下，可以从控制IClO向控制图像的IC发送信号，在显示器上实现如上述那样的显示。在该情况下，控制IClO自身也可以与控制图像的IC为一体。在构成损伤检测用电极线7的线7 — I 7 — η如图4所示那样，以相互电性独立的状态形成有多个的情况下，也可以采用例如仅在2根以上这样的规定根数的线同时处于损伤状态时，判断为产生了损伤的控制方法。根据该控制方法，能够在功能上没有问题的轻微的损伤、随时间变化引起的损伤检测用电极线7的部分断线程度下不进行立即进入故障模式这样的判断。损伤检测用电极线的形成方式能够根据需要进行各种变更。例如，图6所示的损伤检测用电极线7a由相互电性独立的多根、例如4根曲折状的线7a — I 7a — 4构成。根据图6所示的损伤检测用电极线7a，与图4所示的损伤检测用电极线7相比，能够减少覆盖相同的面积所需的线的数量。由此，能够使电路构成更简单。另外，在图4所示的损伤检测用电极线7的情况下，虽然有时难以检测到以与线7 — I 7 — η的延伸方向平行地延伸的方式产生的损伤的情况，但根据图6所示的损伤检测用电极线7a，由于线7a — I 7a — 4分别具有向相互不同的2个方向延伸的部分，所以不增加线的根数、或不提高线的配置密度，就能够提高损伤检测的精度以及可靠性。此夕卜，图4所示的线7 — I 7 — η以及图6所示的线7a — I 7a — 4都因为图解上的问题，被简化图不。实际上，线7 — I 7 — η以及图6所不的线7a — I 7a —4采用更致密的配置，各自的线宽以及各自间的间隔为数百μ m 数mm的数量级。构成损伤检测用电极线的线的形状以及根数没有被特别限定。对于线的形状而言，例如可以存在漩涡状等的变形例。将这种情况下的变形在图7示出。图7所示的损伤检测用电极线7b仅由I根线构成，在一部分为曲折状，整体为漩涡状。在图7中，也与图6同样地由于图解上的问题，被简化图示。另外，图7所示的线7b实际上采用更致密的配置，各自的线宽以及各自间的间隔为数百μ m 数mm的数量级。例如，如图7所示的损伤检测用电极线7b那样，根据损伤检测用电极线的形状，也可以存在构成其的线的根数也可以仅I根的情况。在使线的根数仅为I根的情况下，无需以晶体管等开关元件切换多根线来与检测电路12连接，能够使电路构成非常简单。图中符号说明:I压电扬声器装置；2扬声器主体；3压电膜；4驱动用电极；5使用者侧驱动用电极；6绝缘层；7、7a、7b损伤检测用电极线；8保护层；9损伤；10控制IC ;12检测电路；14放大器。
权利要求
1.一种压电扬声器装置，其中， 具备扬声器主体，该扬声器主体具有由有机高分子构成的压电膜、和为了将用于驱动所述压电膜的驱动电压施加给所述压电膜，而设置成与所述压电膜接触的至少I对驱动用电极， 所述驱动用电极包括使用者侧驱动用电极，该使用者侧驱动用电极被设置在所述压电膜上的使用者的手能够触摸的一侧， 所述扬声器主体还具有形成在所述使用者侧驱动用电极上的绝缘层、和形成在所述绝缘层上的损伤检测用电极线， 所述压电扬声器装置还具有: 用于检测所述损伤检测用电极线是否处于正常的电导通状态的检测电路；以及用于根据所述检测电路的检测结果，控制施加到所述驱动用电极的所述驱动电压的驱动电压控制单元。
2.根据权利要求1所述的压电扬声器装置，其中， 所述扬声器主体还具有以覆盖所述损伤检测用电极线的方式形成在所述绝缘层上的保护层。
3.根据权利要求1或者2所述的压电扬声器装置，其中， 还具备报告单元，该报告单元用于在由所述检测电路确认出所述损伤检测用电极线的损伤时，向使用者通知所述扬声器主体产生了异常这一情况。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的压电扬声器装置，其中， 所述损伤检测用电极线在所述绝缘层上，具有至少沿相互不同的2个方向延伸的部分。
5.根据权利要求4所述的压电扬声器装置，其中， 所述损伤检测用电极线包含曲折状地延伸的部分。
6.根据权利要求4或者5所述的压电扬声器装置，其中 所述损伤检测用电极线包括漩涡状地延伸的部分。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的压电扬声器装置，其中， 具备相互电性独立的多个所述损伤检测用电极线。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的压电扬声器装置，其中 在由所述检测电路确认出所述损伤检测用电极线的损伤时，所述驱动电压控制单元使施加到所述驱动用电极的所述驱动电压低于42.4V。
9.根据权利要求8所述的压电扬声器装置，其中， 在由所述检测电路确认出所述损伤检测用电极线的损伤时，所述驱动电压控制单元使施加到所述驱动用电极的所述驱动电压为0V。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的压电扬声器装置，其中， 所述压电膜由聚偏氟乙烯形成。
11.根据权利要求1 9中任一项所述的压电扬声器装置，其中， 所述压电膜由聚乳酸形成。
全文摘要
本发明涉及压电扬声器装置，在以由有机高分子构成的压电膜来构成压电扬声器时，由于有机高分子的压电常量比较小，所以为了输出实用的声压，需要施加数十伏特～数百伏特的电压。另一方面，若压电扬声器被手触摸等导致其表面被划伤，则被施加比较高的电压的驱动用电极显露，有可能引发触电事故。在压电扬声器装置所具备的扬声器主体(2)上的使用者侧驱动用电极(5)上形成电绝缘性的绝缘层(6)，在其上形成损伤检测用电极线(7)。在因损伤产生而确认到损伤检测用电极线(7)的损伤时，降低施加到驱动用电极(4，5)的驱动电压。为了防止触电事故，优选使驱动电压低于42.4V，更优选地为0V。
文档编号H04R29/00GK103155596SQ201180049019
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年10月15日
发明者安藤正道 申请人:株式会社村田制作所