声音发生器、用于声音发生器的振动部件及声音生成系统的制作方法
【专利说明】声音发生器、用于声音发生器的振动部件及声音生成系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年10月I日提交的第2012-219799号日本专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于使与声音发生器接触的接触表面振动并由此使得该接触表面生成声音的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。
【背景技术】
[0004]例如，在下面列出的专利文献I中描述了一种传统的振动发生器。专利文献I描述了具有电动扬声器结构的振动发生器，其中电动扬声器结构包括容纳磁体的壳体、音圈以及隔膜。另外，下面列出的专利文献2公开了包括由弹性体构成的重物的振动发生器，其中弹性体通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。另外，下面列出的专利文献3公开了包括弹性部件的振动发生器，其中，弹性部件接收重物负荷并通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。此外，下面列出的专利文献4公开了包括弹性部件的振动发生器，其中弹性部件通过压电振动器的振动以弯曲等方式变形，从而使振动部件振动。
[0005]现有技术列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:公开号为5-85192的日本未经审查的实用新型(登记)
[0008]申请
[0009]专利文献2:公开号为2007-74663的日本专利申请
[0010]专利文献3:公开号为2009-27413号日本专利申请
[0011]专利文献4:公开号为2009-27320号日本专利申请
【发明内容】
[0012]因为专利文献I中描述的振动发生器具有电动扬声器结构以及包括容纳磁体的壳体、音圈和隔膜的多个部件，因此不可避免地使用大量部件来构成振动发生器。另外，专利文献2至专利文献4中描述的振动发生器使用压电元件作为振动器，并且这些振动发生器需具有确保弹性体在其中变形的自由度的空间。因此，增大振动发生器的尺寸是不可避免的。
[0013]鉴于以上问题，本发明提供了一种可容易配置的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。
[0014]为了实现以上目的，根据本发明的声音发生器包括:
[0015]具有压电元件的振动单元；以及
[0016]配置成向振动单元施加负荷的重物，其中
[0017]当接收到来自重物的负荷时振动单元根据声音信号变形，引起与声音发生器接触的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。
[0018]压电元件为层压式压电元件并沿层压方向以拉伸方式和收缩方式变形。
[0019]振动单元可具有覆盖部件，该覆盖部件配置成通过将由压电元件的变形引起的振动传输至接触表面而使接触表面振动。
[0020]声音信号可以为高于预定阈值的频率分量的至少一部分被削减或衰减的信号。
[0021]声音信号可以为衰减率随着频率变得高于预定阈值而具有逐渐变高或以阶梯方式变高的信号。
[0022]声音信号可以为高于预定阈值的频率分量的至少一部分通过滤波器削减或衰减的信号。
[0023]接触表面可以为上面放置有声音发生器的放置表面。
[0024]声音信号为音乐或语音的声音信号，并且音乐或语音可从接触表面生成。
[0025]为了实现以上内容，另外，用于根据本发明的声音发生器的振动部件包括配置成根据声音信号变形的压电元件，引起与用于声音发生器的振动部件接触的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。
[0026]此外，为了实现上述内容，根据本发明的声音生成系统包括:声音发生器，具有带压电元件的振动单元以及配置成向振动单元施加负荷的重物；以及接触元件，具有配置成与声音发生器接触的接触表面，其中，当接收到来自重物的负荷时振动单元根据声音信号变形，弓I起接触元件的接触表面振动，其中从接触表面生成声音。
[0027]根据本发明，可以提供可容易配置的声音发生器、用于声音发生器的振动部件以及声音生成系统。
【附图说明】
[0028]图1是根据本发明的一个实施方式的声音发生器的外部立体图；
[0029]图2是图1中的移动电话后侧的一部分的示意性分解立体图；
[0030]图3A和图3B是示出了图2的层压式压电元件的结构的图；
[0031]图4是示出了层压式压电元件的变型的图；
[0032]图5是图1的振动单元的局部放大的截面视图；
[0033]图6是示出了图1的移动电话的部分的功能框图；
[0034]图7是示出了图6的压电元件驱动单元的配置示例的功能框图；
[0035]图8是示出了图7的LPF的频率特性的示例的图；
[0036]图9是示出了图1的声音发生器的振动单元和弹性部件的布置的图；
[0037]图10A、图1OB以及图1OC是示出了图1的移动电话作为声音发生器的功能的示意图；
[0038]图11是示出了根据本发明的另一实施方式的声音发生器的外部立体图；
[0039]图12是示出了图11的声音发生器的振动单元和弹性部件的布置的图；
[0040]图13A、图13B以及图13C是示出了振动单元的支承状态的三个变型的图；以及
[0041]图14是示出了用于示出振动单元的变型的部分结构的示意图。
【具体实施方式】
[0042]在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行描述。
[0043]图1是根据本发明的一个实施方式的声音发生器的外部立体图。根据本实施方式的声音发生器包括移动电话10(如智能电话)、振动单元60以及弹性部件70。如随后所述，移动电话10用作向振动单元60施加负荷的重物(声音发生器的重物)。移动电话10包括外观形状大致为矩形的外壳20。在外壳20中，面板30和输入单元40设置在移动电话10的前侧上。如由图1中的面板30的局部剖视图所示，显示单元50支承在面板30之下。电池组、相机单元等安装在外壳20的后侧上并由电池盖21覆盖。
[0044]面板30具有用于检测接触的触摸面板，或者用于保护显示单元50的覆盖面板等，并且面板30由例如玻璃或合成树脂(例如亚克力等)制成。例如，面板30具有矩形形状。面板30可以为平板或具有平滑倾斜表面的弯曲面板。在用作触摸面板的情况下，面板30检测由用户的手指、笔、手写笔等进行的接触。触摸面板的检测方法可以为静电电容方法、电阻膜方法、表面声波方法(或超声波方法)、红外方法、电磁感应方法、负荷检测方法等中的任一种。根据本实施方式，为了便于说明起见，面板30被假设为触摸面板。
[0045]输入单元40接收由用户输入的操作并且通过使用例如操作按钮(操作键)构成。应注意，面板30还可通过检测由用户进行的接触来接收由用户输入的操作。
[0046]显示单元50为诸如液晶显示器、有机EL显示器或无机EL显示器的显示装置。
[0047]根据本实施方式的声音发生器在侧表面20a上设置有用于声音发生器的振动单元60和弹性部件70，其中，侧表面20a为移动电话10的外壳20的纵向侧之一，弹性部件70为片状部件。例如，弹性部件70由橡胶、硅树脂、聚氨酯等制成。当移动电话10通过侧表面20a面朝下放置在书桌等放置表面(为水平表面)上时，即，当移动电话10在其一侧上直立时，移动电话10通过振动单元60和弹性部件70支承在放置表面上的两个位置处。将在后面详细描述振动单元60和弹性部件70的布置。
[0048]图2是图1的移动电话10的后侧的一部分的不意性分解立体图。在外壳20的后侧上，设置有电池组80、相机单元90等。根据本实施方式的移动电话10在外壳20的后侧上设置有用于容纳并支承振动单元60的支承部100。支承部100具有缝隙101，其中缝隙101具有沿外壳20的短侧延伸并开口至侧表面20a的均匀宽度。
[0049]振动单元60包括压电元件61、用于防水目的的O形环62以及用作覆盖部件的具有绝缘性能的帽63。压电元件为对其施加电信号(电压)后，根据组成材料的机电耦合系数拉伸/收缩或弯曲的元件。例如，压电元件可由陶瓷或水晶制成。压电元件可以为单层压电片、双层压电片或层压式压电元件。层压式压电元件被分类为由层压的双层压电片(例如，16至24层)组成的层压式双层压电片元件，或为具有由多个介电层以及设置在它们之间的电极层组成的多层结构的堆叠类型的层压式压电元件，其中介电层例如由PZT(锆钛酸铅)制成。单层压电片根据施加到其的电信号拉伸/收缩，而双层压电片根据施加到其的电信号弯曲。堆叠类型的层压式压电元件根据施加到其的电信号沿层压方向拉伸/收缩。
[0050]根据本实施方式，压电元件61为堆叠类型的层压式压电元件。如图3A中的放大的截面视图和图3B中的放大的平面图所示，层压式压电元件61具有这样的结构，其中由诸如PZT的陶瓷制成的电介质61a以及具有剖面梳状的内部电极61b交替地层压