振动装置以及使用该振动装置的便携式终端的制作方法
振动装置以及使用该振动装置的便携式终端的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种薄型化且能够产生强振动的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。作为振动装置及使用该振动装置的便携式终端，至少具有：支撑体(11)；振动板(12)，其通过将周缘与支撑体(11)相接合而被支撑，并具有与支撑体(11)相接合的第1部分(12a)、以及位于第1部分(12a)的内侧且不与支撑体(11)相接合的第2部分(12b)；以及振动元件(14)，其第1方向的一侧的表面与振动板(12)的一个主面的第2部分(12b)相接合，通过接受电信号的输入而以使振幅沿着与第1方向垂直的第2方向进行变化的方式在第1方向上进行弯曲振动；与第1方向以及第2方向垂直的第3方向上的振动元件(14)与第1部分(12a)之间的间隔(d1)比第2方向上的振动元件(14)与第1部分(12a)之间的间隔(d2)大。
【专利说明】振动装置以及使用该振动装置的便携式终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
【背景技术】
[0002]现有技术中，将由板状的双压电晶片元件构成的振动元件固定于振动板(框体)，通过使振动元件振动来使振动板振动的振动装置是已知的(例如，参照专利文献I。)。
[0003]在先技術文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP特开2006-238072号公报
[0006]发明的概要
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，上述现有的振动装置需要在振动元件与振动板之间空开充分的间隔，以便在施加冲击时使振动元件与振动板不相接触，所以存在薄型化困难的问题。此外，根据
【发明者】的研究可以明确，在为了使振动装置薄型化而将振动元件的一个主面与振动板的一个主面直接接合的情况下，存在由于安装振动元件的位置导致振动板的振动减弱的问题。
【发明内容】
[0009]本发明鉴于这样的问题点而提出，其目的在于，提供一种薄型化并且能够产生强振动的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的振动装置的特征在于，至少具有:支撑体；振动板，该振动板通过将周缘与上述支撑体相接合而被支撑，该振动板具有与上述支撑体相接合的第I部分、和位于该第I部分的内侧且不与上述支撑体相接合的第2部分；以及振动元件，其第I方向上的一侧的表面与上述振动板的一个主面的上述第2部分相接合，通过接受电信号的输入，而以使振幅沿着与上述第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在上述第I方向上进行弯曲振动；在将与上述第I方向以及上述第2方向垂直的第3方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第I间隔、且将上述第2方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第2间隔时，上述第I间隔比上述第2间隔大。
[0012]本发明的便携式终端的特征在于，至少具有:上述振动装置；以及生成被输入至上述振动元件的电信号的电子电路。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明的振动装置，能够得到薄型化且能够产生强振动的振动装置。根据本发明的便携式终端，能够得到薄型化且能够清楚地传送声音信息的便携式终端。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示意性地表示本发明的实施方式的第I例的振动装置的立体图。
[0016]图2是图1中的A-A’线截面图。
[0017]图3是图1中的B-B’线截面图。
[0018]图4是示意性地表示透视了图1所示的振动装置的支撑体的状态的俯视图。
[0019]图5是示意性地表示图1所示的振动装置中的振动元件的立体图。
[0020]图6(a)?(e)是用于说明图5所示的振动元件的构造的俯视图。
[0021]图7是用于说明图5所示的振动元件的构造的图。
[0022]图8是示意性地表示本发明的实施方式的第2例的便携式终端的立体图。
[0023]图9是图8中的C-C’线截面图。
[0024]图10是图8中的D-D’线截面图。
[0025]图11是表示由本发明的实施方式的第I例的振动装置以及比较例的振动装置产生的声音的声压的曲线图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图详细说明本发明的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
[0027](实施方式的第I例)
[0028]图1是示意性地表示本发明的实施方式的第I例的振动装置的立体图。图2是图1中的A-A’线截面图。图3是图1中的B-B’线截面图。图4是不意性地表不透视了图1所示的振动装置15的支撑体11的状态的俯视图。另外，图4示出从-Z方向侧观察的状态。此外，在图2?图4中，为了易于作图，省略振动元件14的详细的构造的图示。
[0029]本例的振动装置15具有长方体状的形状，其中，在该长方体状的形状中，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，与第I方向垂直的第2方向(图的X轴方向)为宽度方向，与第I方向以及第2方向垂直的第3方向(图的y轴方向)为长度方向。此外，本例的振动装置15具有:支撑体11、振动板12、振动元件14。
[0030]支撑体11具有I个面开口的箱状的形状。支撑体11虽然能够适于使用刚性以及弹性较大的合成树脂等材料来形成，但是也可以使用金属等其他材料来形成。此外，支撑体11可以是箱状以外的形状，例如可以是框状。此外，支撑体11不必是I个物体。支撑体11也可以由多个物体构成。
[0031]振动板12具有矩形的薄板状的形状，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，第2方向(图的X轴方向)为宽度方向，第3方向(图的y轴方向)为长度方向。此外，振动板12通过使一个主面(图的-Z方向侧的主面)的周缘与支撑体11相接合而被支撑，且该振动板12具有与支撑体11相接合的第I部分12a、和位于第I部分12a的内侧且不与支撑体11相接合的第2部分12b。振动板12能够适于使用丙烯酸树脂、玻璃等刚性以及弹性较大的材料。振动板12的厚度例如设定为0.4mm?1.5mm程度。在支撑体11和振动板12的接合中能够使用例如已有的各种粘合剂。
[0032]振动元件14具有长方体状的形状，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，第2方向(图的X轴方向)为长度方向，第3方向(图的y轴方向)为宽度方向。即，按照使振动元件14的长度方向与振动板12的宽度方向一致，振动元件14的宽度方向与振动板12的长度方向一致的方式，来配置振动元件14。此外，振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面与振动板12的一个主面(图的-Z方向侧的主面)的第2部分12b相接合。另外，振动元件14接合于第2部分12b中的、第2方向(图的X轴方向)的中央且偏第3方向的一侧(图的+y方向侧)的位置处。
[0033]图5是示意性地表示振动元件14的立体图。图6(a)?(e)是示意性地表示振动元件14所具有的电极21?25的形状的俯视图。图7是示意性地表示第I方向(图的z轴方向)上的电极21?25的位置关系、和配置于电极21?25之间的压电体层27的极化的状态的图。另外，图6(a)?(d)示出从第I方向的一侧(图的+z方向侧)观察的状态，图6(e)示出从第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)观察的状态。此外，在图7中，省略层叠体20、第I?第3端子电极以及压电体层27的图示。
[0034]振动元件14具有:层叠体20、第I端子电极41、第2端子电极42、第3端子电极(未图示)。在层叠体20的第2方向的一侧(图的+X方向侧)的端面，按照跨越第I方向(图的z轴方向)上的两端面的方式，配置有第I端子电极41以及第2端子电极42。此外，在层叠体20的第2方向的另一侧(图的-X方向侧)的端面，配置有第3端子电极(未图示)O
[0035]层叠体20构成为，在第I方向(图的z轴方向)上极化的多层的压电体层27和多个扁平状的电极21?25沿着第I方向交替地配置。电极23配置于层叠体20的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面。电极25配置于层叠体20的第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)的表面。电极21、电极22以及电极24在层叠体20的内部分别配置多个。并且，电极21或电极22、以及电极23或电极24或电极25在第I方向(图的z轴方向)上交替地配置。此外，在第I方向的一侧(图的+z方向侧)，电极23或电极24、与电极21交替地配置，在第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)，电极24或电极25、与电极22交替地配置。
[0036]电极21具有将矩形形状的引出部21b的一端与和层叠体20的侧面隔开间隔而形成的矩形形状的主体部21a的一端相连接的构造。引出部21b的另一端与第I端子电极41相连接。电极22具有将矩形形状的引出部22b的一端与和层叠体20的侧面隔开间隔而形成的矩形形状的主体部22a的一端相连接的构造。引出部22b的另一端与第2端子电极42相连接。电极23、24、25各自具有仅长度方向的一端露出层叠体20的侧面的矩形形状的形状。并且，电极23、24、25各自的长度方向的一端与第3端子电极(未图示)相连接。
[0037]此外，配置于电极21?25之间的压电体层27在图7中箭头所示的方向上被极化。即，在第I方向的一侧(图的+z方向侧)，在从电极21朝向电极23、24的方向上被极化，在第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)，在从电极24、25朝向电极22的方向上被极化。并且,在使振动元件14振动时，按照使例如电极21、22成为相同电位，电极23、24、25成为相同电位，并且在电极21、22和电极23、24、25之间产生电位差的方式，来施加交流电压。由此，以使振动元件14，相对于某瞬间施加的电场的方向，极化的方向在第I方向(图的z轴方向)上的一侧和另一侧进行反转。
[0038]由此，施加电信号，以使在某瞬间，第I方向的一侧(图的+Z方向侧)在第2方向(图的X轴方向)上伸展时，第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)在第2方向上收缩。由此，振动元件14通过接受电信号的输入，从而按照振幅沿着与第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在第I方向上进行弯曲振动。这样，振动元件14是由具有双压电晶片构造的压电体(双压电晶片元件)构成的压电振动元件。
[0039]在振动兀件14中，层叠体20能够设为例如长度18mm?28mm程度、宽度Imm?6mm程度、厚度0.2mm?1.0mm程度。此外，电极21?25的长度能够设为例如17mm?25mm程度，电极21?25的宽度能够设为例如0.5mm?1.5mm程度。
[0040]构成层叠体20的压电体层27能够适于使用例如钛酸铅(PT)、钛酸锆酸铅(PZT)、Bi层状化合物、钨青铜型结构化合物等非铅系压电体材料等来形成，但是也可以使用其他的压电材料。压电体层27的I层的厚度能够设定为例如0.01?0.1mm程度。电极21、22、24除了例如银、银和钯的合金等金属成分以外，也能够适于使用包含陶瓷成分、玻璃成分的物质来形成，但是也可以使用其他的已知的金属材料来形成。电极23、25以及第I?第3端子电极优选含有由银构成的金属成分以及玻璃成分，但是也可以是银以外的金属。
[0041]这样的振动元件14能够通过例如下面的方法来制作。首先，在压电材料的粉末中添加粘接剂、分散剂、可塑剂、溶剂搅拌混合，制作浆料，使得到的浆料成形为片状，制作生片。接着，在生片上印刷导体膏而形成作为电极21、22、24的电极图案，层叠形成了该电极图案的生片，使用压制装置进行压制来制作层叠成形体。之后，进行脱脂以及煅烧，切割为规定尺寸，由此得到层叠体。接着，印刷用于形成电极23、25以及第I端子电极41、第2端子电极42及第3端子电极(未图示)的导体膏，在规定的温度下烘焙后，通过第I?第3端子电极来施加直流电压进行压电体层27的极化。这样，能够得到振动元件14。此外，在振动元件14和振动板12的接合中，能够使用例如已有的各种粘合剂。
[0042]另外，例如，当发生在层叠体20的第I方向(图的z轴方向)上的端面上露出电极的问题的情况下，也可以设置由压电体等构成的保护层。在该情况下，优选使保护层的厚度充分薄。
[0043]具有这样的构成的本例的振动装置15作为通过施加电信号而使振动元件14进行弯曲振动从而使振动板12进行振动的振动装置起作用。此外，在本例的振动装置15中，振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面与振动板12的一个主面(图的-Z方向侧的主面)的第2部分12b相接合。由此，本例的振动装置15能够薄型化。此外，在本例的振动装置15中，由于振动元件14具有在第2方向(图的X轴方向)上长的形状，所以能够闻效使振动板12广生弟2方向的弯曲振动。
[0044]此外，在本例的振动装置15中，如果将第3方向(图的y轴方向)上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔设为第I间隔dl,将第2方向(图的x轴方向)上的振动兀件14与第I部分12a之间的间隔设为第2间隔d2，则第I间隔dl比第2间隔d2大。由此，本例的振动装置15能够使振动板12较强地振动。此外，在本例的振动装置15中，在第I间隔dl和第2间隔d2之间，dl/d2彡1.5的关系成立。由此，本例的振动装置15能够进一步使振动板12较强地振动。
[0045]另外，关于第3方向(图的y轴方向)上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔，在该间隔在第3方向上的振动元件14的两侧为不同的情况下，将较小的间隔设为第I间隔dl。同样地,关于第2方向(图的X轴方向)上的振动兀件14与第I部分12a之间的间隔，在该间隔在第2方向上的振动元件14的两侧为不同的情况下，将较小的间隔设为第2间隔d2。即，第I间隔dl是第3方向上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔的最小值，第2间隔d2是第2方向上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔的最小值。
[0046]根据
【发明者】使安装振动元件14的位置发生各种变化来调查振动板12的振动的强度的变化的结果可知，如果使振动元件14过于接近第I部分12a，则振动板12的振动会变得极其弱。此外，可知，为了使振动板12较强地振动，特别重要的是第I间隔dl，为了使振动板12较强地振动，需要使第I间隔dl至少比第2间隔d2大。并且，可知，通过使第I间隔dl为第2间隔d2的1.5倍以上，能够使振动板12以与在第2部分12b的第3方向(图的y轴方向)上的中央处配置振动元件14的情况相同程度来进行振动。另外，由于如果第2间隔d2也过于小则振动板12的振动会变弱，所以第2间隔d2优选设定为振动元件14的第2方向(图的X轴方向)的长度的0.3倍以上。
[0047]此外，在本例的振动装置15中，由于按照各个长度方向相正交的方式来配置振动元件14和振动板12，所以能够在防止振动板12的振动变弱的同时将振动元件14配置在振动板12的周缘部，并且能够减少使振动板12的振动在特定的频率下急剧变强的情况。
[0048](实施方式的第2例)
[0049]图8是示意性地表示本发明的实施方式的第2例的便携式终端的立体图。图9是图8中的C-C’线截面图。图10是图8中的D-D’线截面图。另外，在图9以及图10中，省略振动元件14的详细的构造的图示。此外，在本例中，说明与前述实施方式的第I例不同的点，针对相同的构成要素附加相同的参照符号并省略重复的说明。本例的便携式终端具有前述实施方式的第I例的振动装置15、电子电路17、显示器18。
[0050]电子电路17生成被输入至振动兀件14的电信号。另外，在该电信号中包含声音信息。此外，在电子电路17中，也可以包含对显示于显示器18的图像信息进行处理的电路、通信电路等其他的电路。另外，电子电路17和振动元件14经由未图示的布线相连接。
[0051]显示器18是具有显示图像信息的功能的显示装置，例如，能够适于使用液晶显示器、等离子显示器、以及有机EL显示器等已知的显示器。此外，显示器18也可以具有触摸面板这样的输入装置。
[0052]在本例的便携式终端中，振动板12配置于显示器18的外侧并与显示器18 —体化，作为保护显示器18的盖板来起作用。此外，振动板12可以具有触摸面板这样的输入装置。
[0053]具有这样的构成的本例的便携式终端通过使振动元件14振动，能够使振动板12振动而产生音响。并且，通过该音响能够将声音信息传达给人。此外，也可以通过使振动板12或支撑体11直接或经由其他的物体而与耳朵等人体的一部分相接触来传递振动，从而来传达声音信息。
[0054]本例的便携式终端，由于使用薄型且能够产生强振动的振动装置15来传达声音信息，所以能够得到薄型化且能够清楚传达声音信息的便携式终端。
[0055]并且，本例的便携式终端优选使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异，最大值与最小值之比为60dB以下。即，通过向振动元件14给出具有声音信息的电信号而使振动板12振动，将振动板12的第I面12c的振幅与使耳朵接近振动板12的第I面12c时的听觉状况相比较的结果是，声音过大而感觉痛苦的振幅相对于能够获取声音信息(听取对话的内容)的最小振幅之比为60dB。另外，该60dB这样的值和听取到安静的对话的听力即40dB与听取到耳边的叫喊声的听力即10dB之差相一致。此外，振动板12的第I面12c的振幅与接近于振动板12的第I面12c的空间中的声压存在正比关系。
[0056]通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下，无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分靠近耳朵，都能够获取声音信息。由此，根据本例的便携式终端，能够得到不必特别注意而仅仅接近耳朵或与耳朵相接触就能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0057]此外，进一步优选，振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下。S卩，通过对振动元件14给出具有声音信息的电信号来使振动板12振动，将振动板12的第I面12c的振幅与使耳朵接近振动板12的第I面12c时的听觉状况相比较的结果是，通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下，从而无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分靠近耳朵，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。另外，听取安静的对话的听力为40dB，听取较大声音的对话的听力为80dB。即，在对话中的较小声音与较大声音中存在40dB的级差。如果从60dB中减去40dB，则成为20dB，其中，60dB是声音过大而感觉痛苦的振幅相对于能够获取声音信息(听取对话的内容)的最小振幅之比，40dB是对话中的较小声音与较大声音之间的级差。由此，也可知，通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下，无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分接近耳朵，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。
[0058]另外，为了减小振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异，将振动板12的周围与支撑体11牢固地接合即可。由此，振动板12的振幅虽然变小，但是能够减小第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异。为了使振动板12与支撑体11牢固地接合，例如，使对振动板12和支撑体11相接合的构件(粘合剂等)的弹性率变大即可，此外，也可以使振动板12的与支撑体11相接合的第I部分12a的面积增大。
[0059]此外，关于本例的便携式终端，优选地，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，关于对A点施加1N(牛)的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异，使未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比为60dB以下。即，对在通话时使便携式终端接触耳朵时施加至便携式终端的加重进行测量的结果是，在推压较强的情况下为大约10N。由此，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，通过使对A点施加1N的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异为，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比成为60dB以下，能够得到不必特别注意而仅仅接近或接触耳朵就能够良好地获取声音信息的便携式终端。即，能够得到无论在接近耳朵，较弱地接触耳朵，较强地接触耳朵的情况下，都能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0060]进一步地，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，通过使对A点施加1N的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异为，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比成为20dB以下，不必特别注意而仅仅接近或接触耳朵，就能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。即，能够得到无论在接近耳朵，较弱地接触耳朵，较强地接触耳朵的情况下，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话的便携式终端。
[0061]另外，为了减小对振动中的振动板12的第I面12c施加加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异，如前所述，可以减小对振动板12和振动元件14进行接合的构件的弹性率。此外，由于将振动板12牢固地与支撑体11相接合也具有效果，所以增大对振动板12和支撑体11进行接合的构件的弹性率是有效的，也可以增大振动板12和支撑体11之间的接合面积。
[0062]此外，本例的便携式终端优选地，使振动中的振动板12的第I面12c内的任意的部位处的、对该部位施加1N的加重时的振幅因第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下。即，优选地，在进行振动的振动板12的第I面12c内的任意的部位处，在测量对该部位施加1N的加重时的该部位的振幅时，使第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下。由此，无论将振动板12的第I面12c中的哪个部分向耳朵推压，都能够获取声音信息。由此，能够得到不必特别注意而仅仅接触耳朵就能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0063]进一步地，还优选，使振动中的振动板12的第I面12c内的任意的部位处的、对该部位施加1N的加重时的振幅因第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下。由此，无论将振动板12的第I面12c中的哪个部分向耳朵推压，都能够听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。
[0064]另外，为了实现容易获取良好的声音信息的便携式终端，对声音信息的获取没有影响的振动板12的微小区域的振幅的变化不是问题。成问题的是，对声音信息的获取有影响的、振动板12的第I面12c中的宏观的振幅的变化。由此，在测量振幅时，优选将具备规定的大小的加速度传感器粘贴于振动板12的第I面12c，根据由加速度传感器检测到的加速度来计算出振幅。此外，虽然人类的对话的频率可以说是500Hz?2kHz程度，但是由于振动板12的第I面12c内的宏观的振幅由于频率而导致的变化较小，所以只要测量将IkHz的电信号输入至振动元件14的情况下的振幅即可。
[0065](变形例)
[0066]本发明不限定为上述的实施方式的例子，在不脱离本发明的要旨的范围中能够进行各种变更、改良。
[0067]例如，在前述的实施方式的第I例中，示出了将振动元件14配置于第2部分12b的第2方向(图的X轴方向)上的中央处的例子，但是不限定于此。也可以将振动元件14配置于第2部分12b的第2方向上偏一方的位置处。
[0068]此外，在前述的实施方式的第I例中，示出了振动元件14具有16层的压电体层27的例子，但是不限定于此。压电体层27的数目至少可以比这更多。
[0069]此外，在前述的实施方式的第2例中，示出了具有实施方式的第I例的振动装置15的例子，但是不限定于此，也可以是具有其他方式的振动装置。
[0070]此外，在前述的实施方式的第2例中，示出了显示器18的盖板作为振动板12起作用的例子，但是不限定于此。例如，显示器18其本身也可以作为振动板12起作用。
[0071]实施例
[0072](第I实施例)
[0073]接着，说明本发明的振动装置的具体例。制作前述的本发明的实施方式的第I例的振动装置以及比较例的振动装置，测量其特性。
[0074]在制作的振动装置中，支撑体11使用铝制的框状的物件。振动板12使用长度为96mm、宽度为49mm、厚度为0.7mm的玻璃板,采用4mm的宽度将第I方向的另一侧(图的_z方向侧)的主面的周缘与支撑体11相粘合进行固定。即，使振动板12的周缘的4mm宽度的部分成为第I部分12a,其内侧的长度88mm且宽度41mm的部分成为第2部分12b。振动板12和支撑体11之间的粘合使用厚度0.2mm的双面胶带。
[0075]振动兀件14设为长度为23.5mm、宽度为3.3mm、厚度为0.5mm的长方体。此外,振动元件14设为厚度为30 μ m程度的压电体层27和内部电极21?25交替地层叠而成的构造，压电体层27的总数设为16层。压电体层27由以Sb置换Zr的一部分后得到的钛酸锆酸铅(PZT)形成。振动板12和振动元件14之间的粘合使用在无纺布的基材的两面涂敷丙烯酸系粘着剂后得到的厚度为0.2mm的双面胶带。并且，将振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面整体粘贴于振动板12。此外，使振动元件14位于第2部分12b的第2方向(图的X轴方向)上的中央处。
[0076]并且，通过改变第2方向(图的X轴方向)上的振动元件14的位置来改变第I间隔dl相对于第2间隔d2之比即dl/d2，由此制作dl/d2分别为1.5,2.6,4.8的3个本发明的第I实施方式的例子的振动装置15和dl/d2分别为0.4、1.0的2个比较例的振动装置。另外，dl/d2 = 4.8的振动装置15将振动元件14配置于第2部分12b的第3方向(图的y轴方向)上的中央处。
[0077]并且，测量从制作的振动装置的振动板12产生的声音的声压。在进行测量时，在距振动板12的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面为1mm的位置处设置麦克风，将电压为30Vp-p的正弦波信号输入至振动元件14并测量由麦克风检测的声压。另外，使输入至振动元件14的正弦波信号的频率变化为lkHz、l.5kHz,2kHz这3个级别，采用各自的频率进行测量。
[0078]其测量结果如图11的曲线图所示。在图11的曲线图中，横轴表示第I间隔dl相对于第2间隔d2之比即dl/d2，纵轴表示声压。此外，输入至振动元件14的正弦波信号的频率为IkHz时的测量结果由〇标记表示,频率为1.5kHz时的测量结果由Λ标记表示,频率为2kHz时的测量结果由□标记表示。根据图11所示的曲线图可知，通过使dl大于d2，从而增强振动板12的振动，能够产生充分的声压的音响。此外，可知，通过设为dl/d2> 1.5，能够产生具有与将振动元件14配置于振动板12的第3方向(图的y轴方向)上的中央处时相同程度的声压的音响。由此，能够确认本发明的有效性。
[0079](第2实施例)
[0080]接着，说明本发明的便携式终端的具体例。制作图8?10所示的本发明的实施方式的第2例的便携式终端，进行了其评价。
[0081]首先，制作图8?10所示的本发明的实施方式的第2例的便携式终端。振动板12设为长度为95_、宽度为48_、厚度为0.7mm的玻璃板。振动元件14设为长度为25.0mm,宽度为4.0mm、厚度为0.75mm的长方体状。此外，振动元件14设为厚度为30 μ m程度的压电体层和电极层交替地层叠而成的构造，压电体层的总数设为24层。压电体层由以Sb置换Zr的一部分后得到的钛酸锆酸铅(PZT)形成。振动板12和振动元件14之间的接合使用在无纺布的基材的两面涂敷了丙烯酸系粘着剂后得到的厚度为0.16mm的双面胶带，粘贴于振动元件14的+z方向侧的表面的整面。振动板12和支撑体11之间的接合使用在无纺布的基材的两面涂敷了丙烯酸系粘着剂后得到的厚度0.15mm的双面胶带，将振动板12的与第I面12c相反的一侧的表面的周围的整体与支撑体11相接合。支撑体11使用合成树脂制。
[0082]并且，向振动兀件14输入电信号,测量振动板12的第I面12c内的各部分的振幅。在振幅的测量中，首先，在第I面12c内的测量点设置加速度传感器，根据该位置处的加速度的测量值来计算出振幅。接着，在从加速度传感器的上方进行按压而施加1N的加重的状态下，同样地进行振幅的测量。并且，变更测量点，在振动板12的第I面12c内的各部分中进行这些作业。
[0083]另外，输入至振动元件14的电信号作为IkHz且30Vpp的正弦波，通过利用功率放大器(松定精密株式会社制的P0P120-2.5)对由合成函数产生器(横河仪表仪器株式会社制的FG110)产生的信号进行放大，来生成。
[0084]加速度传感器使用NEC Av1红外线技术株式会社制的SVl 109，利用粘合剂将加速度传感器的直径8_的圆形的面粘贴于振动板12的第I表面12c的规定的位置处。并且，由电荷放大器(NEC Av1红外线技术株式会社制的AG2101)将从加速度传感器输出的电荷信号变换为电压信号，使用数字示波器(横河电机制的DL1540)来读取电压值，使用附加于电荷放大器的电压值和加速度的变换式来求取加速度。并且,将输入至振动元件14的电信号的角频率设为ω，将加速度设为α，将振幅设为β，使用由β =2α/ω2表示的式子来求取振幅β。
[0085]在从加速度传感器的上方施加的加重的测量中使用测压元件(美蓓亚(Minebea)株式会社制的C2G1-6K-A)，读取显示于与测压元件连接的数字峰值保持器(美蓓亚株式会社制CSD-819C)的荷重的值。另外，测压元件配置于便携式终端的下方。
[0086]S卩，在设置于测压元件的上方的台体之上，按照使振动板12的第I面12c成为上侧的方式来放置便携式终端，在振动板12的第I面12c上的测量点处粘贴加速度传感器。并且，首先，在该状态下向加速度传感器输入电信号，测量未施加加重的状态下的振幅。接着，从加速度传感器的上方施加1N的加重，在该状态下向加速度传感器输入电信号，测量施加了加重的状态下的振幅。
[0087]测量的结果是，在与未施加加重的状态的比较中，在第I面12c中，振幅最小的位直的振幅为0.58 μ m,振幅最大的位直的振幅为2.98 μ m。最大值的振幅2.98 μ m相对于最小值的振幅0.58 μ m之比为14.2dB。另外，在第I面12c中振幅最大的位置是在相反侧的表面安装了振动元件14的部位，在第I面12c中振幅最小的位置是在振动板12的长边方向上与安装了振动元件14的一侧相反的一侧的端部。即使使输入至振动元件14的电信号的频率发生变化，这也是同样的。
[0088]此外，在第I面12c中，在未施加荷重的情况和施加了 1N的加重的情况下振幅发生最大的变化的部位是，在相反侧的表面安装了振动元件14的部位，施加了 1N的加重的情况下的振幅为0.57 μ m。未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比为14.3dB。
[0089]此外，针对施加了 1N的加重时的、该部位的振幅，在第I面12c内振幅最小的部位的振幅为0.15 μ m,在第I面12c内振幅最大的部位的振幅为0.57 μ m。最大值的振幅
0.57 μ m相对于最小值的振幅0.15 μ m之比为11.6dB。
[0090]接着，向振动元件14输入通常的声音信号，使振动板12的第I面12c接近或接触耳朵来评价听觉状况。其结果是，不特别注意而仅仅使第I面12C接近或接触耳朵，就能够良好地听取较小声音乃至较大声音，并能够良好地获取声音信息。在第I面12c不与耳朵相接触的状态下，在将第I面12c推压至耳朵的状态下，这都是同样的。此外，无论使第I面12c的哪个部分位于耳朵的中央处，都是同样的。进一步地，如果使第I面12c与耳朵相接触，则在噪声环境下也能够良好地获取声音信息。
[0091]符号说明
[0092]11:支撑体
[0093]12:振动板
[0094]12a:第 I 部分
[0095]12b:第 2 部分
[0096]12c:第 I 面
[0097]14:振动元件
[0098]15:振动装置
[0099]17:电子电路
[0100]21，22，23，24，25:电极
[0101]27:压电体层
[0102]dl:第 I 间隔
[0103]d2:第 2 间隔
【权利要求】
1.一种振动装置，其特征在于，至少具有: 支撑体； 振动板，该振动板通过将周缘与上述支撑体相接合而被支撑，该振动板具有与上述支撑体相接合的第I部分、以及位于该第I部分的内侧且不与上述支撑体相接合的第2部分；以及 振动兀件，该振动兀件的第I方向的一侧的表面与上述振动板的一个主面的上述第2部分相接合，并通过接受电信号的输入而以使振幅沿着与上述第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在上述第I方向上进行弯曲振动， 在将与上述第I方向以及上述第2方向垂直的第3方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第I间隔、且将上述第2方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第2间隔时，上述第I间隔比上述第2间隔大。
2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于， 上述振动元件具有在上述第2方向上长的形状。
3.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于， 在将上述第I间隔设为dl、且将上述第2间隔设为d2时，dl/d2彡1.5的关系成立。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的振动装置，其特征在于， 上述振动板的另一主面即第I面露出到外部，通过使上述振动元件基于上述电信号进行振动，从而上述振动板进行振动， 在振动中的上述振动板的上述第I面内的任意的位置即A点处，在测量对该A点施加了 10牛的加重的情况下和未施加加重的情况下的振幅时，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 10牛的加重的情况下的振幅之比为60dB以下。
5.根据权利要求4所述的振动装置，其特征在于， 针对振动中的上述振动板的上述第I面内的任意的部位，对该部位施加了 10牛的加重时的振幅因上述第I面内的位置不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比为60dB以下。
6.一种便携式终端，其特征在于， 至少具有: 权利要求1?权利要求5中任一项所述的振动装置；以及 生成被输入至上述振动元件的电信号的电子电路。
【文档编号】H04M1/02GK104170406SQ201280071596
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】岩崎悟, 高桥彻, 藤井靖人, 林春美 申请人:京瓷株式会社
【专利摘要】本发明提供一种薄型化且能够产生强振动的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。作为振动装置及使用该振动装置的便携式终端，至少具有：支撑体(11)；振动板(12)，其通过将周缘与支撑体(11)相接合而被支撑，并具有与支撑体(11)相接合的第1部分(12a)、以及位于第1部分(12a)的内侧且不与支撑体(11)相接合的第2部分(12b)；以及振动元件(14)，其第1方向的一侧的表面与振动板(12)的一个主面的第2部分(12b)相接合，通过接受电信号的输入而以使振幅沿着与第1方向垂直的第2方向进行变化的方式在第1方向上进行弯曲振动；与第1方向以及第2方向垂直的第3方向上的振动元件(14)与第1部分(12a)之间的间隔(d1)比第2方向上的振动元件(14)与第1部分(12a)之间的间隔(d2)大。
【专利说明】振动装置以及使用该振动装置的便携式终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
【背景技术】
[0002]现有技术中，将由板状的双压电晶片元件构成的振动元件固定于振动板(框体)，通过使振动元件振动来使振动板振动的振动装置是已知的(例如，参照专利文献I。)。
[0003]在先技術文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP特开2006-238072号公报
[0006]发明的概要
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，上述现有的振动装置需要在振动元件与振动板之间空开充分的间隔，以便在施加冲击时使振动元件与振动板不相接触，所以存在薄型化困难的问题。此外，根据
【发明者】的研究可以明确，在为了使振动装置薄型化而将振动元件的一个主面与振动板的一个主面直接接合的情况下，存在由于安装振动元件的位置导致振动板的振动减弱的问题。
【发明内容】
[0009]本发明鉴于这样的问题点而提出，其目的在于，提供一种薄型化并且能够产生强振动的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的振动装置的特征在于，至少具有:支撑体；振动板，该振动板通过将周缘与上述支撑体相接合而被支撑，该振动板具有与上述支撑体相接合的第I部分、和位于该第I部分的内侧且不与上述支撑体相接合的第2部分；以及振动元件，其第I方向上的一侧的表面与上述振动板的一个主面的上述第2部分相接合，通过接受电信号的输入，而以使振幅沿着与上述第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在上述第I方向上进行弯曲振动；在将与上述第I方向以及上述第2方向垂直的第3方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第I间隔、且将上述第2方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第2间隔时，上述第I间隔比上述第2间隔大。
[0012]本发明的便携式终端的特征在于，至少具有:上述振动装置；以及生成被输入至上述振动元件的电信号的电子电路。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明的振动装置，能够得到薄型化且能够产生强振动的振动装置。根据本发明的便携式终端，能够得到薄型化且能够清楚地传送声音信息的便携式终端。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示意性地表示本发明的实施方式的第I例的振动装置的立体图。
[0016]图2是图1中的A-A’线截面图。
[0017]图3是图1中的B-B’线截面图。
[0018]图4是示意性地表示透视了图1所示的振动装置的支撑体的状态的俯视图。
[0019]图5是示意性地表示图1所示的振动装置中的振动元件的立体图。
[0020]图6(a)?(e)是用于说明图5所示的振动元件的构造的俯视图。
[0021]图7是用于说明图5所示的振动元件的构造的图。
[0022]图8是示意性地表示本发明的实施方式的第2例的便携式终端的立体图。
[0023]图9是图8中的C-C’线截面图。
[0024]图10是图8中的D-D’线截面图。
[0025]图11是表示由本发明的实施方式的第I例的振动装置以及比较例的振动装置产生的声音的声压的曲线图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图详细说明本发明的振动装置以及使用该振动装置的便携式终端。
[0027](实施方式的第I例)
[0028]图1是示意性地表示本发明的实施方式的第I例的振动装置的立体图。图2是图1中的A-A’线截面图。图3是图1中的B-B’线截面图。图4是不意性地表不透视了图1所示的振动装置15的支撑体11的状态的俯视图。另外，图4示出从-Z方向侧观察的状态。此外，在图2?图4中，为了易于作图，省略振动元件14的详细的构造的图示。
[0029]本例的振动装置15具有长方体状的形状，其中，在该长方体状的形状中，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，与第I方向垂直的第2方向(图的X轴方向)为宽度方向，与第I方向以及第2方向垂直的第3方向(图的y轴方向)为长度方向。此外，本例的振动装置15具有:支撑体11、振动板12、振动元件14。
[0030]支撑体11具有I个面开口的箱状的形状。支撑体11虽然能够适于使用刚性以及弹性较大的合成树脂等材料来形成，但是也可以使用金属等其他材料来形成。此外，支撑体11可以是箱状以外的形状，例如可以是框状。此外，支撑体11不必是I个物体。支撑体11也可以由多个物体构成。
[0031]振动板12具有矩形的薄板状的形状，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，第2方向(图的X轴方向)为宽度方向，第3方向(图的y轴方向)为长度方向。此外，振动板12通过使一个主面(图的-Z方向侧的主面)的周缘与支撑体11相接合而被支撑，且该振动板12具有与支撑体11相接合的第I部分12a、和位于第I部分12a的内侧且不与支撑体11相接合的第2部分12b。振动板12能够适于使用丙烯酸树脂、玻璃等刚性以及弹性较大的材料。振动板12的厚度例如设定为0.4mm?1.5mm程度。在支撑体11和振动板12的接合中能够使用例如已有的各种粘合剂。
[0032]振动元件14具有长方体状的形状，第I方向(图的z轴方向)为厚度方向，第2方向(图的X轴方向)为长度方向，第3方向(图的y轴方向)为宽度方向。即，按照使振动元件14的长度方向与振动板12的宽度方向一致，振动元件14的宽度方向与振动板12的长度方向一致的方式，来配置振动元件14。此外，振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面与振动板12的一个主面(图的-Z方向侧的主面)的第2部分12b相接合。另外，振动元件14接合于第2部分12b中的、第2方向(图的X轴方向)的中央且偏第3方向的一侧(图的+y方向侧)的位置处。
[0033]图5是示意性地表示振动元件14的立体图。图6(a)?(e)是示意性地表示振动元件14所具有的电极21?25的形状的俯视图。图7是示意性地表示第I方向(图的z轴方向)上的电极21?25的位置关系、和配置于电极21?25之间的压电体层27的极化的状态的图。另外，图6(a)?(d)示出从第I方向的一侧(图的+z方向侧)观察的状态，图6(e)示出从第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)观察的状态。此外，在图7中，省略层叠体20、第I?第3端子电极以及压电体层27的图示。
[0034]振动元件14具有:层叠体20、第I端子电极41、第2端子电极42、第3端子电极(未图示)。在层叠体20的第2方向的一侧(图的+X方向侧)的端面，按照跨越第I方向(图的z轴方向)上的两端面的方式，配置有第I端子电极41以及第2端子电极42。此外，在层叠体20的第2方向的另一侧(图的-X方向侧)的端面，配置有第3端子电极(未图示)O
[0035]层叠体20构成为，在第I方向(图的z轴方向)上极化的多层的压电体层27和多个扁平状的电极21?25沿着第I方向交替地配置。电极23配置于层叠体20的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面。电极25配置于层叠体20的第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)的表面。电极21、电极22以及电极24在层叠体20的内部分别配置多个。并且，电极21或电极22、以及电极23或电极24或电极25在第I方向(图的z轴方向)上交替地配置。此外，在第I方向的一侧(图的+z方向侧)，电极23或电极24、与电极21交替地配置，在第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)，电极24或电极25、与电极22交替地配置。
[0036]电极21具有将矩形形状的引出部21b的一端与和层叠体20的侧面隔开间隔而形成的矩形形状的主体部21a的一端相连接的构造。引出部21b的另一端与第I端子电极41相连接。电极22具有将矩形形状的引出部22b的一端与和层叠体20的侧面隔开间隔而形成的矩形形状的主体部22a的一端相连接的构造。引出部22b的另一端与第2端子电极42相连接。电极23、24、25各自具有仅长度方向的一端露出层叠体20的侧面的矩形形状的形状。并且，电极23、24、25各自的长度方向的一端与第3端子电极(未图示)相连接。
[0037]此外，配置于电极21?25之间的压电体层27在图7中箭头所示的方向上被极化。即，在第I方向的一侧(图的+z方向侧)，在从电极21朝向电极23、24的方向上被极化，在第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)，在从电极24、25朝向电极22的方向上被极化。并且,在使振动元件14振动时，按照使例如电极21、22成为相同电位，电极23、24、25成为相同电位，并且在电极21、22和电极23、24、25之间产生电位差的方式，来施加交流电压。由此，以使振动元件14，相对于某瞬间施加的电场的方向，极化的方向在第I方向(图的z轴方向)上的一侧和另一侧进行反转。
[0038]由此，施加电信号，以使在某瞬间，第I方向的一侧(图的+Z方向侧)在第2方向(图的X轴方向)上伸展时，第I方向的另一侧(图的-Z方向侧)在第2方向上收缩。由此，振动元件14通过接受电信号的输入，从而按照振幅沿着与第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在第I方向上进行弯曲振动。这样，振动元件14是由具有双压电晶片构造的压电体(双压电晶片元件)构成的压电振动元件。
[0039]在振动兀件14中，层叠体20能够设为例如长度18mm?28mm程度、宽度Imm?6mm程度、厚度0.2mm?1.0mm程度。此外，电极21?25的长度能够设为例如17mm?25mm程度，电极21?25的宽度能够设为例如0.5mm?1.5mm程度。
[0040]构成层叠体20的压电体层27能够适于使用例如钛酸铅(PT)、钛酸锆酸铅(PZT)、Bi层状化合物、钨青铜型结构化合物等非铅系压电体材料等来形成，但是也可以使用其他的压电材料。压电体层27的I层的厚度能够设定为例如0.01?0.1mm程度。电极21、22、24除了例如银、银和钯的合金等金属成分以外，也能够适于使用包含陶瓷成分、玻璃成分的物质来形成，但是也可以使用其他的已知的金属材料来形成。电极23、25以及第I?第3端子电极优选含有由银构成的金属成分以及玻璃成分，但是也可以是银以外的金属。
[0041]这样的振动元件14能够通过例如下面的方法来制作。首先，在压电材料的粉末中添加粘接剂、分散剂、可塑剂、溶剂搅拌混合，制作浆料，使得到的浆料成形为片状，制作生片。接着，在生片上印刷导体膏而形成作为电极21、22、24的电极图案，层叠形成了该电极图案的生片，使用压制装置进行压制来制作层叠成形体。之后，进行脱脂以及煅烧，切割为规定尺寸，由此得到层叠体。接着，印刷用于形成电极23、25以及第I端子电极41、第2端子电极42及第3端子电极(未图示)的导体膏，在规定的温度下烘焙后，通过第I?第3端子电极来施加直流电压进行压电体层27的极化。这样，能够得到振动元件14。此外，在振动元件14和振动板12的接合中，能够使用例如已有的各种粘合剂。
[0042]另外，例如，当发生在层叠体20的第I方向(图的z轴方向)上的端面上露出电极的问题的情况下，也可以设置由压电体等构成的保护层。在该情况下，优选使保护层的厚度充分薄。
[0043]具有这样的构成的本例的振动装置15作为通过施加电信号而使振动元件14进行弯曲振动从而使振动板12进行振动的振动装置起作用。此外，在本例的振动装置15中，振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面与振动板12的一个主面(图的-Z方向侧的主面)的第2部分12b相接合。由此，本例的振动装置15能够薄型化。此外，在本例的振动装置15中，由于振动元件14具有在第2方向(图的X轴方向)上长的形状，所以能够闻效使振动板12广生弟2方向的弯曲振动。
[0044]此外，在本例的振动装置15中，如果将第3方向(图的y轴方向)上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔设为第I间隔dl,将第2方向(图的x轴方向)上的振动兀件14与第I部分12a之间的间隔设为第2间隔d2，则第I间隔dl比第2间隔d2大。由此，本例的振动装置15能够使振动板12较强地振动。此外，在本例的振动装置15中，在第I间隔dl和第2间隔d2之间，dl/d2彡1.5的关系成立。由此，本例的振动装置15能够进一步使振动板12较强地振动。
[0045]另外，关于第3方向(图的y轴方向)上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔，在该间隔在第3方向上的振动元件14的两侧为不同的情况下，将较小的间隔设为第I间隔dl。同样地,关于第2方向(图的X轴方向)上的振动兀件14与第I部分12a之间的间隔，在该间隔在第2方向上的振动元件14的两侧为不同的情况下，将较小的间隔设为第2间隔d2。即，第I间隔dl是第3方向上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔的最小值，第2间隔d2是第2方向上的振动元件14与第I部分12a之间的间隔的最小值。
[0046]根据
【发明者】使安装振动元件14的位置发生各种变化来调查振动板12的振动的强度的变化的结果可知，如果使振动元件14过于接近第I部分12a，则振动板12的振动会变得极其弱。此外，可知，为了使振动板12较强地振动，特别重要的是第I间隔dl，为了使振动板12较强地振动，需要使第I间隔dl至少比第2间隔d2大。并且，可知，通过使第I间隔dl为第2间隔d2的1.5倍以上，能够使振动板12以与在第2部分12b的第3方向(图的y轴方向)上的中央处配置振动元件14的情况相同程度来进行振动。另外，由于如果第2间隔d2也过于小则振动板12的振动会变弱，所以第2间隔d2优选设定为振动元件14的第2方向(图的X轴方向)的长度的0.3倍以上。
[0047]此外，在本例的振动装置15中，由于按照各个长度方向相正交的方式来配置振动元件14和振动板12，所以能够在防止振动板12的振动变弱的同时将振动元件14配置在振动板12的周缘部，并且能够减少使振动板12的振动在特定的频率下急剧变强的情况。
[0048](实施方式的第2例)
[0049]图8是示意性地表示本发明的实施方式的第2例的便携式终端的立体图。图9是图8中的C-C’线截面图。图10是图8中的D-D’线截面图。另外，在图9以及图10中，省略振动元件14的详细的构造的图示。此外，在本例中，说明与前述实施方式的第I例不同的点，针对相同的构成要素附加相同的参照符号并省略重复的说明。本例的便携式终端具有前述实施方式的第I例的振动装置15、电子电路17、显示器18。
[0050]电子电路17生成被输入至振动兀件14的电信号。另外，在该电信号中包含声音信息。此外，在电子电路17中，也可以包含对显示于显示器18的图像信息进行处理的电路、通信电路等其他的电路。另外，电子电路17和振动元件14经由未图示的布线相连接。
[0051]显示器18是具有显示图像信息的功能的显示装置，例如，能够适于使用液晶显示器、等离子显示器、以及有机EL显示器等已知的显示器。此外，显示器18也可以具有触摸面板这样的输入装置。
[0052]在本例的便携式终端中，振动板12配置于显示器18的外侧并与显示器18 —体化，作为保护显示器18的盖板来起作用。此外，振动板12可以具有触摸面板这样的输入装置。
[0053]具有这样的构成的本例的便携式终端通过使振动元件14振动，能够使振动板12振动而产生音响。并且，通过该音响能够将声音信息传达给人。此外，也可以通过使振动板12或支撑体11直接或经由其他的物体而与耳朵等人体的一部分相接触来传递振动，从而来传达声音信息。
[0054]本例的便携式终端，由于使用薄型且能够产生强振动的振动装置15来传达声音信息，所以能够得到薄型化且能够清楚传达声音信息的便携式终端。
[0055]并且，本例的便携式终端优选使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异，最大值与最小值之比为60dB以下。即，通过向振动元件14给出具有声音信息的电信号而使振动板12振动，将振动板12的第I面12c的振幅与使耳朵接近振动板12的第I面12c时的听觉状况相比较的结果是，声音过大而感觉痛苦的振幅相对于能够获取声音信息(听取对话的内容)的最小振幅之比为60dB。另外，该60dB这样的值和听取到安静的对话的听力即40dB与听取到耳边的叫喊声的听力即10dB之差相一致。此外，振动板12的第I面12c的振幅与接近于振动板12的第I面12c的空间中的声压存在正比关系。
[0056]通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下，无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分靠近耳朵，都能够获取声音信息。由此，根据本例的便携式终端，能够得到不必特别注意而仅仅接近耳朵或与耳朵相接触就能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0057]此外，进一步优选，振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下。S卩，通过对振动元件14给出具有声音信息的电信号来使振动板12振动，将振动板12的第I面12c的振幅与使耳朵接近振动板12的第I面12c时的听觉状况相比较的结果是，通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下，从而无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分靠近耳朵，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。另外，听取安静的对话的听力为40dB，听取较大声音的对话的听力为80dB。即，在对话中的较小声音与较大声音中存在40dB的级差。如果从60dB中减去40dB，则成为20dB，其中，60dB是声音过大而感觉痛苦的振幅相对于能够获取声音信息(听取对话的内容)的最小振幅之比，40dB是对话中的较小声音与较大声音之间的级差。由此，也可知，通过使振动中的振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下，无论使振动板12的第I面12c中的哪个部分接近耳朵，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。
[0058]另外，为了减小振动板12的第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异，将振动板12的周围与支撑体11牢固地接合即可。由此，振动板12的振幅虽然变小，但是能够减小第I面12c内的位置的不同所导致的振幅的差异。为了使振动板12与支撑体11牢固地接合，例如，使对振动板12和支撑体11相接合的构件(粘合剂等)的弹性率变大即可，此外，也可以使振动板12的与支撑体11相接合的第I部分12a的面积增大。
[0059]此外，关于本例的便携式终端，优选地，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，关于对A点施加1N(牛)的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异，使未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比为60dB以下。即，对在通话时使便携式终端接触耳朵时施加至便携式终端的加重进行测量的结果是，在推压较强的情况下为大约10N。由此，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，通过使对A点施加1N的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异为，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比成为60dB以下，能够得到不必特别注意而仅仅接近或接触耳朵就能够良好地获取声音信息的便携式终端。即，能够得到无论在接近耳朵，较弱地接触耳朵，较强地接触耳朵的情况下，都能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0060]进一步地，在振动中的振动板12的第I面12c内的任意的位置即A点处，通过使对A点施加1N的加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异为，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比成为20dB以下，不必特别注意而仅仅接近或接触耳朵，就能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。即，能够得到无论在接近耳朵，较弱地接触耳朵，较强地接触耳朵的情况下，都能够良好地听取较小声音的对话乃至较大声音的对话的便携式终端。
[0061]另外，为了减小对振动中的振动板12的第I面12c施加加重的情况与未施加加重的情况之间的振幅的差异，如前所述，可以减小对振动板12和振动元件14进行接合的构件的弹性率。此外，由于将振动板12牢固地与支撑体11相接合也具有效果，所以增大对振动板12和支撑体11进行接合的构件的弹性率是有效的，也可以增大振动板12和支撑体11之间的接合面积。
[0062]此外，本例的便携式终端优选地，使振动中的振动板12的第I面12c内的任意的部位处的、对该部位施加1N的加重时的振幅因第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下。即，优选地，在进行振动的振动板12的第I面12c内的任意的部位处，在测量对该部位施加1N的加重时的该部位的振幅时，使第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为60dB以下。由此，无论将振动板12的第I面12c中的哪个部分向耳朵推压，都能够获取声音信息。由此，能够得到不必特别注意而仅仅接触耳朵就能够良好地获取声音信息的便携式终端。
[0063]进一步地，还优选，使振动中的振动板12的第I面12c内的任意的部位处的、对该部位施加1N的加重时的振幅因第I面12c内的位置的不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比成为20dB以下。由此，无论将振动板12的第I面12c中的哪个部分向耳朵推压，都能够听取较小声音的对话乃至较大声音的对话。
[0064]另外，为了实现容易获取良好的声音信息的便携式终端，对声音信息的获取没有影响的振动板12的微小区域的振幅的变化不是问题。成问题的是，对声音信息的获取有影响的、振动板12的第I面12c中的宏观的振幅的变化。由此，在测量振幅时，优选将具备规定的大小的加速度传感器粘贴于振动板12的第I面12c，根据由加速度传感器检测到的加速度来计算出振幅。此外，虽然人类的对话的频率可以说是500Hz?2kHz程度，但是由于振动板12的第I面12c内的宏观的振幅由于频率而导致的变化较小，所以只要测量将IkHz的电信号输入至振动元件14的情况下的振幅即可。
[0065](变形例)
[0066]本发明不限定为上述的实施方式的例子，在不脱离本发明的要旨的范围中能够进行各种变更、改良。
[0067]例如，在前述的实施方式的第I例中，示出了将振动元件14配置于第2部分12b的第2方向(图的X轴方向)上的中央处的例子，但是不限定于此。也可以将振动元件14配置于第2部分12b的第2方向上偏一方的位置处。
[0068]此外，在前述的实施方式的第I例中，示出了振动元件14具有16层的压电体层27的例子，但是不限定于此。压电体层27的数目至少可以比这更多。
[0069]此外，在前述的实施方式的第2例中，示出了具有实施方式的第I例的振动装置15的例子，但是不限定于此，也可以是具有其他方式的振动装置。
[0070]此外，在前述的实施方式的第2例中，示出了显示器18的盖板作为振动板12起作用的例子，但是不限定于此。例如，显示器18其本身也可以作为振动板12起作用。
[0071]实施例
[0072](第I实施例)
[0073]接着，说明本发明的振动装置的具体例。制作前述的本发明的实施方式的第I例的振动装置以及比较例的振动装置，测量其特性。
[0074]在制作的振动装置中，支撑体11使用铝制的框状的物件。振动板12使用长度为96mm、宽度为49mm、厚度为0.7mm的玻璃板,采用4mm的宽度将第I方向的另一侧(图的_z方向侧)的主面的周缘与支撑体11相粘合进行固定。即，使振动板12的周缘的4mm宽度的部分成为第I部分12a,其内侧的长度88mm且宽度41mm的部分成为第2部分12b。振动板12和支撑体11之间的粘合使用厚度0.2mm的双面胶带。
[0075]振动兀件14设为长度为23.5mm、宽度为3.3mm、厚度为0.5mm的长方体。此外,振动元件14设为厚度为30 μ m程度的压电体层27和内部电极21?25交替地层叠而成的构造，压电体层27的总数设为16层。压电体层27由以Sb置换Zr的一部分后得到的钛酸锆酸铅(PZT)形成。振动板12和振动元件14之间的粘合使用在无纺布的基材的两面涂敷丙烯酸系粘着剂后得到的厚度为0.2mm的双面胶带。并且，将振动元件14的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面整体粘贴于振动板12。此外，使振动元件14位于第2部分12b的第2方向(图的X轴方向)上的中央处。
[0076]并且，通过改变第2方向(图的X轴方向)上的振动元件14的位置来改变第I间隔dl相对于第2间隔d2之比即dl/d2，由此制作dl/d2分别为1.5,2.6,4.8的3个本发明的第I实施方式的例子的振动装置15和dl/d2分别为0.4、1.0的2个比较例的振动装置。另外，dl/d2 = 4.8的振动装置15将振动元件14配置于第2部分12b的第3方向(图的y轴方向)上的中央处。
[0077]并且，测量从制作的振动装置的振动板12产生的声音的声压。在进行测量时，在距振动板12的第I方向的一侧(图的+z方向侧)的表面为1mm的位置处设置麦克风，将电压为30Vp-p的正弦波信号输入至振动元件14并测量由麦克风检测的声压。另外，使输入至振动元件14的正弦波信号的频率变化为lkHz、l.5kHz,2kHz这3个级别，采用各自的频率进行测量。
[0078]其测量结果如图11的曲线图所示。在图11的曲线图中，横轴表示第I间隔dl相对于第2间隔d2之比即dl/d2，纵轴表示声压。此外，输入至振动元件14的正弦波信号的频率为IkHz时的测量结果由〇标记表示,频率为1.5kHz时的测量结果由Λ标记表示,频率为2kHz时的测量结果由□标记表示。根据图11所示的曲线图可知，通过使dl大于d2，从而增强振动板12的振动，能够产生充分的声压的音响。此外，可知，通过设为dl/d2> 1.5，能够产生具有与将振动元件14配置于振动板12的第3方向(图的y轴方向)上的中央处时相同程度的声压的音响。由此，能够确认本发明的有效性。
[0079](第2实施例)
[0080]接着，说明本发明的便携式终端的具体例。制作图8?10所示的本发明的实施方式的第2例的便携式终端，进行了其评价。
[0081]首先，制作图8?10所示的本发明的实施方式的第2例的便携式终端。振动板12设为长度为95_、宽度为48_、厚度为0.7mm的玻璃板。振动元件14设为长度为25.0mm,宽度为4.0mm、厚度为0.75mm的长方体状。此外，振动元件14设为厚度为30 μ m程度的压电体层和电极层交替地层叠而成的构造，压电体层的总数设为24层。压电体层由以Sb置换Zr的一部分后得到的钛酸锆酸铅(PZT)形成。振动板12和振动元件14之间的接合使用在无纺布的基材的两面涂敷了丙烯酸系粘着剂后得到的厚度为0.16mm的双面胶带，粘贴于振动元件14的+z方向侧的表面的整面。振动板12和支撑体11之间的接合使用在无纺布的基材的两面涂敷了丙烯酸系粘着剂后得到的厚度0.15mm的双面胶带，将振动板12的与第I面12c相反的一侧的表面的周围的整体与支撑体11相接合。支撑体11使用合成树脂制。
[0082]并且，向振动兀件14输入电信号,测量振动板12的第I面12c内的各部分的振幅。在振幅的测量中，首先，在第I面12c内的测量点设置加速度传感器，根据该位置处的加速度的测量值来计算出振幅。接着，在从加速度传感器的上方进行按压而施加1N的加重的状态下，同样地进行振幅的测量。并且，变更测量点，在振动板12的第I面12c内的各部分中进行这些作业。
[0083]另外，输入至振动元件14的电信号作为IkHz且30Vpp的正弦波，通过利用功率放大器(松定精密株式会社制的P0P120-2.5)对由合成函数产生器(横河仪表仪器株式会社制的FG110)产生的信号进行放大，来生成。
[0084]加速度传感器使用NEC Av1红外线技术株式会社制的SVl 109，利用粘合剂将加速度传感器的直径8_的圆形的面粘贴于振动板12的第I表面12c的规定的位置处。并且，由电荷放大器(NEC Av1红外线技术株式会社制的AG2101)将从加速度传感器输出的电荷信号变换为电压信号，使用数字示波器(横河电机制的DL1540)来读取电压值，使用附加于电荷放大器的电压值和加速度的变换式来求取加速度。并且,将输入至振动元件14的电信号的角频率设为ω，将加速度设为α，将振幅设为β，使用由β =2α/ω2表示的式子来求取振幅β。
[0085]在从加速度传感器的上方施加的加重的测量中使用测压元件(美蓓亚(Minebea)株式会社制的C2G1-6K-A)，读取显示于与测压元件连接的数字峰值保持器(美蓓亚株式会社制CSD-819C)的荷重的值。另外，测压元件配置于便携式终端的下方。
[0086]S卩，在设置于测压元件的上方的台体之上，按照使振动板12的第I面12c成为上侧的方式来放置便携式终端，在振动板12的第I面12c上的测量点处粘贴加速度传感器。并且，首先，在该状态下向加速度传感器输入电信号，测量未施加加重的状态下的振幅。接着，从加速度传感器的上方施加1N的加重，在该状态下向加速度传感器输入电信号，测量施加了加重的状态下的振幅。
[0087]测量的结果是，在与未施加加重的状态的比较中，在第I面12c中，振幅最小的位直的振幅为0.58 μ m,振幅最大的位直的振幅为2.98 μ m。最大值的振幅2.98 μ m相对于最小值的振幅0.58 μ m之比为14.2dB。另外，在第I面12c中振幅最大的位置是在相反侧的表面安装了振动元件14的部位，在第I面12c中振幅最小的位置是在振动板12的长边方向上与安装了振动元件14的一侧相反的一侧的端部。即使使输入至振动元件14的电信号的频率发生变化，这也是同样的。
[0088]此外，在第I面12c中，在未施加荷重的情况和施加了 1N的加重的情况下振幅发生最大的变化的部位是，在相反侧的表面安装了振动元件14的部位，施加了 1N的加重的情况下的振幅为0.57 μ m。未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 1N的加重的情况下的振幅之比为14.3dB。
[0089]此外，针对施加了 1N的加重时的、该部位的振幅，在第I面12c内振幅最小的部位的振幅为0.15 μ m,在第I面12c内振幅最大的部位的振幅为0.57 μ m。最大值的振幅
0.57 μ m相对于最小值的振幅0.15 μ m之比为11.6dB。
[0090]接着，向振动元件14输入通常的声音信号，使振动板12的第I面12c接近或接触耳朵来评价听觉状况。其结果是，不特别注意而仅仅使第I面12C接近或接触耳朵，就能够良好地听取较小声音乃至较大声音，并能够良好地获取声音信息。在第I面12c不与耳朵相接触的状态下，在将第I面12c推压至耳朵的状态下，这都是同样的。此外，无论使第I面12c的哪个部分位于耳朵的中央处，都是同样的。进一步地，如果使第I面12c与耳朵相接触，则在噪声环境下也能够良好地获取声音信息。
[0091]符号说明
[0092]11:支撑体
[0093]12:振动板
[0094]12a:第 I 部分
[0095]12b:第 2 部分
[0096]12c:第 I 面
[0097]14:振动元件
[0098]15:振动装置
[0099]17:电子电路
[0100]21，22，23，24，25:电极
[0101]27:压电体层
[0102]dl:第 I 间隔
[0103]d2:第 2 间隔
【权利要求】
1.一种振动装置，其特征在于，至少具有: 支撑体； 振动板，该振动板通过将周缘与上述支撑体相接合而被支撑，该振动板具有与上述支撑体相接合的第I部分、以及位于该第I部分的内侧且不与上述支撑体相接合的第2部分；以及 振动兀件，该振动兀件的第I方向的一侧的表面与上述振动板的一个主面的上述第2部分相接合，并通过接受电信号的输入而以使振幅沿着与上述第I方向垂直的第2方向进行变化的方式在上述第I方向上进行弯曲振动， 在将与上述第I方向以及上述第2方向垂直的第3方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第I间隔、且将上述第2方向上的上述振动元件与上述第I部分之间的间隔设为第2间隔时，上述第I间隔比上述第2间隔大。
2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于， 上述振动元件具有在上述第2方向上长的形状。
3.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于， 在将上述第I间隔设为dl、且将上述第2间隔设为d2时，dl/d2彡1.5的关系成立。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的振动装置，其特征在于， 上述振动板的另一主面即第I面露出到外部，通过使上述振动元件基于上述电信号进行振动，从而上述振动板进行振动， 在振动中的上述振动板的上述第I面内的任意的位置即A点处，在测量对该A点施加了 10牛的加重的情况下和未施加加重的情况下的振幅时，未施加加重的情况下的振幅相对于施加了 10牛的加重的情况下的振幅之比为60dB以下。
5.根据权利要求4所述的振动装置，其特征在于， 针对振动中的上述振动板的上述第I面内的任意的部位，对该部位施加了 10牛的加重时的振幅因上述第I面内的位置不同所导致的差异为，最大值相对于最小值之比为60dB以下。
6.一种便携式终端，其特征在于， 至少具有: 权利要求1?权利要求5中任一项所述的振动装置；以及 生成被输入至上述振动元件的电信号的电子电路。
【文档编号】H04M1/02GK104170406SQ201280071596
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】岩崎悟, 高桥彻, 藤井靖人, 林春美 申请人:京瓷株式会社
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