施例的电声换能器I相关的部件。
[0057]振动部件20具有向整个电声换能器I传播在压电振动器10上产生的振荡的功能。并且，如图3所示，优选地压电振动器10具有压电物质21被限制在振动部件20的主表面两侧的结构(双压电晶片元件(bimorph)结构)。相较于压电振动器10具有单压电晶片元件(unimorph)结构的情况，当压电振动器10具有双压电晶片元件结构时，压电振动器10的幅度值更大。此外，单压电晶片元件是压电物质21被限制在振动部件20的主表面之一上的结构。
[0058]将电极22限制在压电物质21的两侧。因此，压电物质21沿着朝向厚度的方向被极化。构成压电物质21的材料是具有压电效应的材料，并且可以是无机材料或有机材料。例如，构成压电物质21的材料可以是压电陶瓷，所述压电陶瓷例如是锆钛酸铅、钛酸钡等等。
[0059]此外，对构成电极的22的材料没有限制，例如可以是银、银/钯。银具有低电阻，用作一般电极材料。银/钯具有低电阻，此外对于氧化物具有高电阻。此外，存在多种优选用于电极的材料，然而对优选用于电极的材料的细节没有限制。
[0060]现在，如上所述，优选地压电物质21是压电陶瓷，然而压电陶瓷是易碎的。因此，在压电物质21由压电陶瓷构成的情况下，难以改变压电物质21的形状。因此，优选地通过改变振动部件20的厚度、材料等来改变谐振频率，这限制了压电物质21。
[0061]因此，优选地振动部件20对于压电物质21具有较高的刚度。在振动部件20的刚度过低或过高的情况下，可能降低作为机械振动器的特性或可靠性。例如，振动部件20可以由磷青铜、不锈钢等金属材料构成。或者，振动部件20可以是金属材料和树脂的合成材料。由于使振动部件20由金属材料和树脂的合成材料构成，所以能够有利于布置振动部件20的刚度。存在多种优选用于振动部件20的材料，然而对优选用于振动部件20的材料的细节没有限制。
[0062]此外，可以经由支撑部件24将振动部件20与框架23接合。对于构成框架23的材料没有限制，如果所述材料具有高刚度的话。构成框架23的材料可以是金属材料、有机材料等。例如，构成框架23的材料可以是不锈钢、黄铜等。
[0063]对于构成支撑部件24的材料没有限制，如果所述材料吸收振动的话。例如，构成支撑部件24的材料可以是树脂材料。当压电振动器10振动时，支撑部件24有利于减小应力集中的边缘区域的刚度。那么，支撑部件24有利于增大压电振动器10的幅度。
[0064]此外，当压电振动器10振动时，应力集中在振动部件20与压电物质21之间的接触区域上。因此，优选地在振动部件20的应力集中区域布置弹性部件25。本文中，对于构成弹性部件25的材料没有限制，如果所述材料具有高柔性的话。此外，可以通过在振动部件20形成涂覆膜来布置振动部件20的弹性。通过提供弹性部件25作为振动部件20，改善了对于下落的耐冲击性。
[0065]如上所述，电声换能器I可以抵消具有不必要频率的声波。因此，电声换能器I能够高效地发射具有预定频率的超声波。
[0066][示例实施例2]
[0067]将参考附图更详细描述第二示例实施例。
[0068]在第二示例实施例中，将关于第一示例实施例的电声换能器I并列布置在平面上。注意，在本示例实施例的描述中省略了与第一示例实施例重叠的描述。此外，对于与第一示例实施例中的元件相同的元件给出了相同的标记，在本示例实施例的描述中将省略对这些相同元件的说明。
[0069]图4是关于本示例实施例的电声换能器Ia的结构示例的侧视图。
[0070]经由接合部件12将每个压电振动器10与外壳11接合。此外，经由保持部件16将每个压电振动器10与基板15接合。并且，在声音路径上形成外壳11中的锥台形切口，其中从每个压电振动器10产生的声波在所述声音路径上传播。
[0071]并且，通过在配置本示例实施例的电声换能器Ia的压电振动器10中选择性驱动多个压电振动器10之一，可以改善电声换能器Ia的方向性。也就是说，通过选择性驱动压电振动器10，可以形成朝向特定方向的声场。
[0072]图5是示出了包括压电振动器10和外壳11的比较性结构示例的图。图5(a)是示出了关于本示例实施例的电声换能器Ia的示例的图。图5(b)是没有形成锥台形切口并且不具有声吸收材料14的电声换能器3的示例的图。在图5(a)和图5(b)所示的两个结构中，将包括压电振动器10的电声换能器布置成阵列。在以下描述中，将图5(a)所示的电声换能器Ia的结构称作“本示例实施例的结构”。另一方面，将图5(b)所示的电声换能器3的结构称作“比较性实施例的结构”。
[0073]并且，图6是示出了与本示例实施例的结构和比较性实施例的结构有关的频率和声压级测量结果的示例的图。此外，在图6中，关于本示例实施例的结构和比较性实施例的结构，公共部件的物理特性是一致的。此外，在图6中，关于本示例实施例的结构和比较性实施例的结构，假定包括温度等在内的测量条件是相同的。
[0074]如图6所示，关于本示例实施例的结构和比较性实施例的结构，声压级在大约60kHz达到峰值。然而本示例实施例结构的声压级的峰值比比较性实施例结构的声压级峰值高。因此，可以认识到，本示例实施例的结构相较于比较性实施例的结构改善了声压级。
[0075]此外，在本示例实施例的结构中，声压的改变造成了单一峰。另一方面，在比较性实施例的结构中，声压级的改变造成了多个峰。具体地，在比较性实施例的结构中，声压级在大约40kHz、大约60kHz和大约95kHz处增大。因此，如图6所示，可以承认，本示例实施例的结构能够抵消具有冗余频率的超声波。此外，图6是示出了本示例实施例的比较性结构和比较性实施例的结构的示例的图。因此，声压级达到峰值时的频率、声音电平等根据每个元件的特征(figure)、每个元件的物理特性以及测量条件而变化是合理的。
[0076]在以上示例实施例中，关于双压电晶片元件结构说明了将压电物质21限制在振动部件20的主表面的两侧。然而将压电物质21限制在振动部件20的主表面之一上的结构(单压电晶片元件结构)能够应用于示例实施例。
[0077]以上专利文献和非专利文献的公开通过参考合并于此。在本发明的全部公开(包括权利要求在内)的范围内，基于本发明的基本技术构思，可以对示例实施例和示例做成修改和调整。也就是说，本发明必然包括本领域技术人员根据包括权利要求和技术构思在内的全部公开能够做出的各种变形和修改。
[0078]附图标记列表
[0079]I,Ia,3,100 电声换能器
[0080]10，101压电振动器
[0081]11，102，111 外壳
[0082]12接合部件
[0083]13，103 声孔
[0084]14，104声吸收材料
[0085]15 基板
[0086]16保持部件
[0087]20振动部件
[0088]21压电物质
[0089]22 电极
[0090]23 框架
[0091]24支撑部件
[0092]25弹性部件
【主权项】
1.一种电声换能器，包括: 压电振动器； 外壳，设置为与所述压电振动器相距预定空间，并且在外壳的内壁中包括锥台形切口 ；以及 声吸收材料，装配在所述切口中； 其中， 沿着压电振动器的振荡方向在压电振动器前方在外壳中形成声孔；并且所述切口形成在所述外壳中，使得声音路径的孔直径沿着压电振动器的振荡方向朝向前端而减小。
2.根据权利要求1所述的电声换能器，其中，所述外壳具有包括多角锥台形状或圆锥台形状的切口。
3.根据权利要求1或2所述的电声换能器，其中，所述声吸收材料包括多孔材料。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的电声换能器，其中，所述声孔形成在与压电振动器的振荡表面相距振荡波波长的1/4和1/2之间的距离处。
5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的电声换能器，其中，所述压电振动器发送具有大于20kHz频率的超声波。
6.一种电声换能器，包括并列布置在平面上的多个根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的电声换能器。
7.一种电子设备，包括根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的电声换能器，其中，所述电子设备配置为使压电振动器振荡，使得发射具有大于20kHz频率的超声波。
8.—种电声换能器的制造方法，所述电声换能器包括压电振动器和外壳，所述制造方法包括: 设置与压电振动器相距的预定空间； 在外壳的内壁中形成锥台形切口； 布置装配在所述切口中的声吸收材料；以及 沿着压电振动器的振荡方向在压电振动器前方在外壳中形成声孔； 其中，所述切口形成在所述外壳中，使得声音路径的孔直径沿着压电振动器的振荡方向朝向前端而减小。
9.根据权利要求8所述的电声换能器的制造方法，其中，形成包括多角锥台形状或圆锥台形状的切口。
10.根据权利要求8或9所述的电声换能器的制造方法，其中，所述声孔形成在与压电振动器的振荡表面相距振荡波波长的1/4和1/2之间的距离处。
【专利摘要】本发明有利于高效地发送高方向性超声波。一种电声换能器包括：压电振动器；外壳，设置与压电振动器相距预定空间，并且在外壳的内壁中包括锥台形切口；以及声吸收材料，装配在所述切口中；其中，沿着压电振动器的振荡方向在压电振动器前方在外壳中形成声孔；并且所述切口形成在所述外壳中，使得声音路径的孔直径沿着压电振动器的振荡方向朝向前端而减小。
【IPC分类】H04R31-00, H04R17-00, H04R3-00
【公开号】CN104718768
【申请号】CN201380053835
【发明人】大西康晴
【申请人】Nec卡西欧移动通信株式会社
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年10月11日
【公告号】EP2908552A1, US20150264488, WO2014061584A1...