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JP5527082B2 - Electroacoustic transducer - Google Patents

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JP5527082B2 JP2010166513A JP2010166513A JP5527082B2 JP 5527082 B2 JP5527082 B2 JP 5527082B2 JP 2010166513 A JP2010166513 A JP 2010166513A JP 2010166513 A JP2010166513 A JP 2010166513A JP 5527082 B2 JP5527082 B2 JP 5527082B2
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淳 黒田
元喜 菰田
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Description

本発明は、超音波を利用した電気音響変換器に関する。   The present invention relates to an electroacoustic transducer using ultrasonic waves.

携帯機器などの電気音響変換器として、圧電型電気音響変換器がある。圧電型電気音響変換器は、圧電振動子に電界を印加することにより発生する伸縮運動を利用して、振動振幅を発生させるものである。圧電型電気音響変換器は、振動振幅を発生させるために多数の部材を必要とせず、薄型化に有利である。   As an electroacoustic transducer for a portable device or the like, there is a piezoelectric electroacoustic transducer. Piezoelectric electroacoustic transducers generate vibration amplitude by utilizing the expansion and contraction generated by applying an electric field to a piezoelectric vibrator. Piezoelectric electroacoustic transducers do not require a large number of members in order to generate vibration amplitude, and are advantageous for thinning.

圧電型電気音響変換器は、超音波を利用したパラメトリックスピーカとして用いられる場合がある。パラメトリックスピーカとは、変調した超音波から、空気の疎密現象を利用して可聴音を復調するというものである。超音波を利用しているため、通常のスピーカと比べて高い指向性を実現できる。   A piezoelectric electroacoustic transducer may be used as a parametric speaker using ultrasonic waves. A parametric speaker demodulates audible sound from modulated ultrasonic waves using the phenomenon of air density. Since ultrasonic waves are used, high directivity can be realized as compared with a normal speaker.

上記以外にも、電気音響変換器の性能を向上させるため、その構成について様々な技術が検討されてきた。特許文献1に記載の技術は、スピーカの前面振動板と後面振動板に加わる空気の付加質量を等しくするというものである。特許文献2に記載の技術は、静電型超音波トランスデューサーの背面から放射される音波を効率的に使用するというものである。   In addition to the above, in order to improve the performance of the electroacoustic transducer, various techniques have been studied for its configuration. The technique described in Patent Document 1 is to equalize the additional mass of air applied to the front diaphragm and the rear diaphragm of the speaker. The technique described in Patent Document 2 is to efficiently use sound waves radiated from the back surface of the electrostatic ultrasonic transducer.

特開平7−177593号公報JP 7-177593 A 特開2006−86789号公報JP 2006-86789 A

超音波を利用することにより、高い指向性をもった電気音響変換器の実現が可能となる。一方で、発振装置の両面から発せられた超音波を分離して、実用に適した範囲で有効に利用できるように、音波の発振方向を制御することが可能な電気音響変換器の開発が求められている。   By using ultrasonic waves, an electroacoustic transducer having high directivity can be realized. On the other hand, development of an electroacoustic transducer capable of controlling the direction of sound wave oscillation is required so that ultrasonic waves emitted from both sides of the oscillation device can be separated and used effectively within a practical range. It has been.

本発明の目的は、発振装置の両面から発せられた超音波を分離して、実用に適した範囲で有効に利用できるように、音波の発振方向を制御することが可能な電気音響変換器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electroacoustic transducer capable of controlling the oscillation direction of sound waves so that ultrasonic waves emitted from both surfaces of the oscillation device can be separated and effectively used within a practical range. It is to provide.

本発明によれば、発振装置と、
前記発振装置が有する第1の振動面に設けられ、第1の開口端を有する第1の導波路と、
前記発振装置が有する前記第1の振動面とは逆の面により構成される第2の振動面に設けられ、第2の開口端を有する第2の導波路と、
を備え、
前記発振装置は、前記第1の振動面から前記第1の導波路に向けて、前記第2の振動面から前記第2の導波路に向けて超音波を発し、
前記第1の導波路は、前記発振装置側を構成する第1の内側領域と、前記第1の開口端側を構成する第1の外側領域により構成されており、
前記第2の導波路は、前記発振装置側を構成する第2の内側領域と、前記第2の開口端側を構成する第2の外側領域により構成されており、
前記第1の外側領域と、前記第2の外側領域とがなす角度は、60°以上140°以下である電気音響変換器が提供される。
According to the present invention, an oscillation device;
A first waveguide provided on a first vibration surface of the oscillation device and having a first opening end;
A second waveguide provided on a second vibration surface constituted by a surface opposite to the first vibration surface of the oscillation device, and having a second opening end;
With
The oscillation device emits ultrasonic waves from the first vibration surface toward the first waveguide and from the second vibration surface toward the second waveguide,
The first waveguide is constituted by a first inner region constituting the oscillation device side and a first outer region constituting the first opening end side,
The second waveguide is composed of a second inner region constituting the oscillation device side and a second outer region constituting the second opening end side,
An electroacoustic transducer is provided in which an angle formed by the first outer region and the second outer region is not less than 60 ° and not more than 140 °.

本発明によれば、発振装置の両面から発せられた超音波を分離して、実用に適した範囲で有効に利用できるように、音波の発振方向を制御することが可能な電気音響変換器を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an electroacoustic transducer capable of controlling the oscillation direction of sound waves so that ultrasonic waves emitted from both surfaces of the oscillation device can be separated and effectively used within a range suitable for practical use. Can be provided.

第1の実施形態に係る電気音響変換器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electroacoustic transducer which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す電気音響変換器の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the electroacoustic transducer shown in FIG. 図1に示す発振装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oscillation apparatus shown in FIG. 図2に示す圧電振動子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric vibrator shown in FIG. 第2の実施形態に係る電気音響変換器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electroacoustic transducer which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る電気音響変換器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electroacoustic transducer which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る電気音響変換器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electroacoustic transducer which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

図1は、第1の実施形態に係る電気音響変換器100を示す断面図である。電気音響変換器100は、発振装置10と、導波路30と、導波路32と、を備えている。電気音響変換器100は、例えば電子機器(携帯電話、ラップトップ型コンピュータ、小型ゲーム機器等)の音源として用いられる。図2は、図1に示す電気音響変換器100の変形例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electroacoustic transducer 100 according to the first embodiment. The electroacoustic transducer 100 includes an oscillation device 10, a waveguide 30, and a waveguide 32. The electroacoustic transducer 100 is used, for example, as a sound source of an electronic device (a mobile phone, a laptop computer, a small game device, etc.). FIG. 2 is a sectional view showing a modification of the electroacoustic transducer 100 shown in FIG.

導波路30は、発振装置10が有する第1の振動面に設けられている。また導波路30は、開口端50を有している。導波路32は、第1の振動面とは逆の面により構成される第2の振動面に設けられている。また導波路32は、開口端52を有している。発振装置10は、第1の振動面から導波路30に向けて超音波を発する。また発振装置10は、第2の振動面から導波路32に向けて超音波を発する。   The waveguide 30 is provided on the first vibration surface of the oscillation device 10. The waveguide 30 has an open end 50. The waveguide 32 is provided on a second vibration surface constituted by a surface opposite to the first vibration surface. The waveguide 32 has an open end 52. The oscillation device 10 emits an ultrasonic wave from the first vibration surface toward the waveguide 30. The oscillation device 10 emits an ultrasonic wave from the second vibration surface toward the waveguide 32.

導波路30は、発振装置10側を構成する内側領域110と、開口端50側を構成する外側領域120により構成されている。導波路32は、発振装置10側を構成する内側領域112と、開口端52を構成する外側領域122により構成されている。外側領域120と外側領域122がなす角度は、60°以上140°以下となるように構成されている。以下図1〜図4を用いて、電気音響変換器100の構成について詳細に説明する。   The waveguide 30 includes an inner region 110 that forms the oscillation device 10 side and an outer region 120 that forms the opening end 50 side. The waveguide 32 includes an inner region 112 that constitutes the oscillation device 10 side and an outer region 122 that constitutes the opening end 52. An angle formed by the outer region 120 and the outer region 122 is configured to be 60 ° or more and 140 ° or less. Hereinafter, the configuration of the electroacoustic transducer 100 will be described in detail with reference to FIGS.

図1に示すように、電気音響変換器100は、筐体20をさらに有している。筐体20は、発振装置10を内部に有している。開口端50と開口端52は、筐体20の表面に設けられている。なおこの場合の開口端50、52とは、それぞれ導波路30、32の少なくとも一部が筐体20の外部へ開放され始める部分を示している。   As shown in FIG. 1, the electroacoustic transducer 100 further includes a housing 20. The housing 20 has the oscillation device 10 inside. The opening end 50 and the opening end 52 are provided on the surface of the housing 20. Note that the open ends 50 and 52 in this case indicate portions where at least a part of the waveguides 30 and 32 starts to be opened to the outside of the housing 20.

図3に示すように、発振装置10は、圧電振動子60と、振動部材80と、支持部材70とを有している。振動部材80は、圧電振動子60を拘束している。支持部材70は、振動部材80を支持している。また発振装置10は、制御部90と、信号生成部92と、をさらに備えている。信号生成部92は、圧電振動子60と接続しており、圧電振動子60に入力する電気信号を生成する。制御部90は、信号生成部92と接続しており、外部から入力された情報に基づいて、信号生成部92による信号の生成を制御する。発振装置10はスピーカとして使用されるため、制御部90に入力される情報は音声信号である。   As illustrated in FIG. 3, the oscillation device 10 includes a piezoelectric vibrator 60, a vibration member 80, and a support member 70. The vibration member 80 restrains the piezoelectric vibrator 60. The support member 70 supports the vibration member 80. The oscillation device 10 further includes a control unit 90 and a signal generation unit 92. The signal generation unit 92 is connected to the piezoelectric vibrator 60 and generates an electric signal input to the piezoelectric vibrator 60. The control unit 90 is connected to the signal generation unit 92 and controls signal generation by the signal generation unit 92 based on information input from the outside. Since the oscillation device 10 is used as a speaker, information input to the control unit 90 is an audio signal.

本実施形態において、発振装置10は、パラメトリックスピーカとして使用される。このため、制御部90は信号生成部92を介してパラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する。パラメトリックスピーカとして用いる場合、圧電振動子60は、20kHz以上、例えば100kHzの音波を信号の輸送波として用いる。発振装置10において、例えば圧電振動子60及び振動部材80は、アレイ状に複数組設けられている。これにより、発振装置10が発する超音波40、45の指向性を向上させることができる。   In the present embodiment, the oscillation device 10 is used as a parametric speaker. Therefore, the control unit 90 inputs a modulation signal as a parametric speaker via the signal generation unit 92. When used as a parametric speaker, the piezoelectric vibrator 60 uses a sound wave of 20 kHz or more, for example, 100 kHz, as a signal transport wave. In the oscillation device 10, for example, a plurality of piezoelectric vibrators 60 and vibration members 80 are provided in an array. Thereby, the directivity of the ultrasonic waves 40 and 45 emitted from the oscillation device 10 can be improved.

図4は、図3に示す圧電振動子60を示す断面図である。図4に示すように、圧電振動子60は、圧電体62、上部電極64、下部電極66からなる。また圧電振動子60は、例えば円形、楕円形、又は矩形を有する。圧電体62は、上部電極64と下部電極66に挟まれている。圧電体62は、圧電効果を有する材料により構成され、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、又はチタン酸バリウム(BaTiO)等により構成される。また圧電体62の厚みは、10um〜1mmであることが好ましい。厚みが10um未満である場合、圧電体62は脆性材料により構成されるため、破損等が生じやすい。一方、厚みが1mmを超える場合、圧電体62の電界強度が低減する。従ってエネルギー変換効率の低下を招く。 4 is a cross-sectional view showing the piezoelectric vibrator 60 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the piezoelectric vibrator 60 includes a piezoelectric body 62, an upper electrode 64, and a lower electrode 66. The piezoelectric vibrator 60 has, for example, a circle, an ellipse, or a rectangle. The piezoelectric body 62 is sandwiched between the upper electrode 64 and the lower electrode 66. The piezoelectric body 62 is made of a material having a piezoelectric effect, and is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO 3 ), or the like. The thickness of the piezoelectric body 62 is preferably 10 um to 1 mm. When the thickness is less than 10 μm, the piezoelectric body 62 is made of a brittle material, and thus is easily damaged. On the other hand, when the thickness exceeds 1 mm, the electric field strength of the piezoelectric body 62 is reduced. Therefore, the energy conversion efficiency is reduced.

上部電極64、及び下部電極66は、例えば銀、又は銀/パラジウム合金等によって構成される。上部電極64、及び下部電極66の厚みは、1〜50umであることが好ましい。厚みが1um未満の場合、均一に成形することが難しくなる。一方、50umを超える場合、上部電極64、又は下部電極66が圧電体62に対して拘束面となり、エネルギー変換効率の低下を招く。   The upper electrode 64 and the lower electrode 66 are made of, for example, silver or a silver / palladium alloy. The thickness of the upper electrode 64 and the lower electrode 66 is preferably 1 to 50 um. When the thickness is less than 1 μm, it becomes difficult to form the film uniformly. On the other hand, when it exceeds 50 um, the upper electrode 64 or the lower electrode 66 becomes a constraining surface with respect to the piezoelectric body 62 and causes a decrease in energy conversion efficiency.

振動部材80は、セラミック材料に対して高い弾性率を持つ材料によって構成され、例えばリン青銅、又はステンレス等によって構成される。振動部材80の厚みは、5〜500umであることが好ましい。また振動部材80の縦弾性係数は、1〜500GPaであることが好ましい。振動部材80の縦弾性係数が過度に低い、又は高い場合、機械振動子としての特性や信頼性を損なうおそれがある。   The vibration member 80 is made of a material having a high elastic modulus with respect to the ceramic material, and is made of, for example, phosphor bronze or stainless steel. The thickness of the vibration member 80 is preferably 5 to 500 μm. The longitudinal elastic modulus of the vibration member 80 is preferably 1 to 500 GPa. When the longitudinal elastic modulus of the vibration member 80 is excessively low or high, the characteristics and reliability as a mechanical vibrator may be impaired.

導波路30は、図1に示すように内側領域110と外側領域120の接合部において折れ曲がっている。この場合、内側領域110と外側領域120がなす角度は、120°以上160°以下である。また導波路30は、図2に示すように内側領域110と外側領域120を合わせた全体において湾曲している形状とすることもできる。導波路32は、図1に示すように内側領域112と外側領域122の接合部において折れ曲がっている。この場合、内側領域112と外側領域122がなす角度は、120°以上160°以下である。また導波路32は、図2に示すように内側領域112と外側領域122を合わせた全体において湾曲している形状とすることもできる。   As shown in FIG. 1, the waveguide 30 is bent at the junction between the inner region 110 and the outer region 120. In this case, the angle formed by the inner region 110 and the outer region 120 is not less than 120 ° and not more than 160 °. Moreover, the waveguide 30 can also be made into the shape curved in the whole which match | combined the inner side area | region 110 and the outer side area | region 120, as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the waveguide 32 is bent at the junction between the inner region 112 and the outer region 122. In this case, the angle formed by the inner region 112 and the outer region 122 is not less than 120 ° and not more than 160 °. In addition, the waveguide 32 may have a curved shape as a whole in which the inner region 112 and the outer region 122 are combined as shown in FIG.

次に、電気音響変換器100を用いた音波の発振方向を制御する原理について説明する。超音波40は、外側領域120を通過して開口端50から放射される。また超音波45は、外側領域122を通過して開口端52から放射される。そして外側領域120と外側領域122がなす角度は、60°以上140°以下である。よって、超音波40と超音波45がなす角度も、60°以上140°以下となる。超音波40と超音波45は、高い指向性をもって進行する。このため超音波40と超音波45の角度が60°以上あれば、音波の分離を図ることができる。また、液晶ディスプレイの視野角は約160°である。このため、例えば携帯電話の左右両側から音を発生させるとした場合でも、液晶ディスプレイを見ながら音を聞くには、超音波40と超音波45の角度は140°あれば十分である。   Next, the principle of controlling the oscillation direction of sound waves using the electroacoustic transducer 100 will be described. The ultrasonic wave 40 is emitted from the open end 50 through the outer region 120. Further, the ultrasonic wave 45 is emitted from the opening end 52 through the outer region 122. The angle formed by the outer region 120 and the outer region 122 is not less than 60 ° and not more than 140 °. Therefore, the angle formed by the ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45 is also 60 ° or more and 140 ° or less. The ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45 travel with high directivity. For this reason, if the angle between the ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45 is 60 ° or more, the sound waves can be separated. The viewing angle of the liquid crystal display is about 160 °. For this reason, for example, even when sound is generated from both the left and right sides of the mobile phone, it is sufficient that the angle of the ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45 is 140 ° in order to hear the sound while watching the liquid crystal display.

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る電気音響変換器100では、発振装置10から外側領域120を通して超音波40が、外側領域122を通して超音波45が放射される。そして外側領域120と外側領域122がなす角度が60°以上140°以下である。従って、発振装置の両面から発せられた超音波を分離して、実用に適した範囲で有効に利用できるように、音波の発振方向を制御することができる。   Next, the effect of this embodiment will be described. In the electroacoustic transducer 100 according to this embodiment, the ultrasonic wave 40 is radiated from the oscillation device 10 through the outer region 120 and the ultrasonic wave 45 is radiated through the outer region 122. The angle formed by the outer region 120 and the outer region 122 is not less than 60 ° and not more than 140 °. Therefore, it is possible to control the oscillating direction of the sound wave so that the ultrasonic waves emitted from both surfaces of the oscillation device can be separated and effectively used within a practical range.

また超音波は、可聴音波に比べて直進性に優れている。このため導波路30、32内において音波が乱れ、音波がキャンセリングされてしまうことを抑制できる。従って、音圧レベルの低減を抑制することができる。   In addition, ultrasonic waves are superior in straightness compared to audible sound waves. For this reason, it is possible to suppress the sound wave from being disturbed in the waveguides 30 and 32 and being canceled. Therefore, it is possible to suppress a reduction in the sound pressure level.

図5は、第2の実施形態に係る電気音響変換器102を示す断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応している。本実施形態に係る電気音響変換器102は、導波路30、32において、それぞれ反射部材54、56を設けている点を除いて、第1の実施形態に係る電気音響変換器100と同様である。   FIG. 5 is a sectional view showing the electroacoustic transducer 102 according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 1 according to the first embodiment. The electroacoustic transducer 102 according to the present embodiment is the same as the electroacoustic transducer 100 according to the first embodiment except that the reflection members 54 and 56 are provided in the waveguides 30 and 32, respectively. .

導波路30は、内側領域110と外側領域120の接合部において折れ曲がっている。導波路32は、内側領域112と外側領域122の接合部において折れ曲がっている。反射部材54は、内側領域110と外側領域120の接合部に位置し、超音波40の進行方向を変える機能を有する。反射部材56は、内側領域112と外側領域122の接合部に位置し、超音波45の進行方向を変える機能を有する。   The waveguide 30 is bent at the junction between the inner region 110 and the outer region 120. The waveguide 32 is bent at the junction between the inner region 112 and the outer region 122. The reflecting member 54 is located at the junction between the inner region 110 and the outer region 120 and has a function of changing the traveling direction of the ultrasonic wave 40. The reflecting member 56 is located at the joint between the inner region 112 and the outer region 122 and has a function of changing the traveling direction of the ultrasonic wave 45.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また導波路30、32の内部には、超音波40、45の進行方向を変更することができる反射部材54、56がそれぞれ設けられている。このため導波路30、32内における音波のキャンセリングを、より効果的に抑制できる。従って、より効果的に音圧レベルの低減を抑制することができる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Reflecting members 54 and 56 that can change the traveling directions of the ultrasonic waves 40 and 45 are provided in the waveguides 30 and 32, respectively. For this reason, the canceling of the sound wave in the waveguides 30 and 32 can be suppressed more effectively. Therefore, it is possible to more effectively suppress the reduction of the sound pressure level.

図6は、第3の実施形態に係る電気音響変換器104を示す断面図であり、第2の実施形態に係る図5に対応している。本実施形態に係る電気音響変換器104は、反射部材54、56を動かす駆動機構98と、駆動機構98を制御する制御部96を有している点を除いて、第2の実施形態に係る電気音響変換器102と同様である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing the electroacoustic transducer 104 according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 5 according to the second embodiment. The electroacoustic transducer 104 according to the present embodiment relates to the second embodiment except that the electroacoustic transducer 104 includes a drive mechanism 98 that moves the reflecting members 54 and 56 and a control unit 96 that controls the drive mechanism 98. This is the same as the electroacoustic transducer 102.

駆動機構98は、反射部材54及び反射部材56と接続している。駆動機構98は、例えばMEMSにより構成される。制御部96は、駆動機構98と接続している。制御部96は、駆動機構98を介して、反射部材54、56の角度を制御することができる。反射部材54、56の角度が変更されることで、超音波40と超音波45の放射角度を制御することができる。なお、超音波40と超音波45の放射角度の範囲に合わせて、開口端50と開口端52の径を大きくしてもよい。   The drive mechanism 98 is connected to the reflecting member 54 and the reflecting member 56. The drive mechanism 98 is configured by, for example, MEMS. The control unit 96 is connected to the drive mechanism 98. The control unit 96 can control the angles of the reflecting members 54 and 56 via the drive mechanism 98. By changing the angles of the reflecting members 54 and 56, the radiation angles of the ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45 can be controlled. Note that the diameters of the opening end 50 and the opening end 52 may be increased in accordance with the range of radiation angles of the ultrasonic wave 40 and the ultrasonic wave 45.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また制御部96と駆動機構98によって、超音波40、45の放射角度を制御することで、音波が伝搬される領域を選択することができる。従って、音波の空間制御を行うことが可能となる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, by controlling the radiation angle of the ultrasonic waves 40 and 45 by the control unit 96 and the drive mechanism 98, it is possible to select a region where the sound wave is propagated. Therefore, it is possible to perform spatial control of sound waves.

図7は、第4の実施形態に係る電気音響変換器106を示す断面図であり、第2の実施形態に係る図5に対応している。本実施形態に係る電気音響変換器106では、導波路34、36を設けている。また反射部材54、56に加え、反射部材55、57を設けている。さらに反射部材54、56を、半透過型の反射部材としている。他の点については、第2の実施形態に係る電気音響変換器102と同様である。   FIG. 7 is a sectional view showing the electroacoustic transducer 106 according to the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 5 according to the second embodiment. In the electroacoustic transducer 106 according to this embodiment, waveguides 34 and 36 are provided. In addition to the reflecting members 54 and 56, reflecting members 55 and 57 are provided. Further, the reflecting members 54 and 56 are transflective reflecting members. About another point, it is the same as that of the electroacoustic transducer 102 which concerns on 2nd Embodiment.

図7に示すように、電気音響変換器106は、導波路34と、導波路34に形成されている反射部材55を備えている。また導波路36と、導波路36に形成されている反射部材57を備えている。導波路34は、発振装置10が有する第1の振動面に設けられている。また導波路34は、開口端51を有する。導波路36は、発振装置10が有する第2の振動面に設けられている。また導波路36は、開口端53を有する。   As shown in FIG. 7, the electroacoustic transducer 106 includes a waveguide 34 and a reflecting member 55 formed in the waveguide 34. Further, a waveguide 36 and a reflection member 57 formed in the waveguide 36 are provided. The waveguide 34 is provided on the first vibration surface of the oscillation device 10. The waveguide 34 has an open end 51. The waveguide 36 is provided on the second vibration surface of the oscillation device 10. The waveguide 36 has an open end 53.

導波路34は、発振装置10側を構成する内側領域114と、開口端51側を構成する外側領域124により構成されている。導波路36は、発振装置10側を構成する内側領域116と、開口端53側を構成する外側領域126により構成されている。外側領域124は、外側領域120よりも発振装置10から遠くに位置している。外側領域126は、外側領域122よりも発振装置10から遠くに位置している。外側領域124と外側領域126がなす角度は、60°以上140°以下である。外側領域124と内側領域114がなす角度は、120°以上160°以下である。外側領域126と内側領域116がなす角度は、120°以上160°以下である。   The waveguide 34 includes an inner region 114 that forms the oscillation device 10 side and an outer region 124 that forms the opening end 51 side. The waveguide 36 includes an inner region 116 that forms the oscillation device 10 side and an outer region 126 that forms the opening end 53 side. The outer region 124 is located farther from the oscillation device 10 than the outer region 120. The outer region 126 is located farther from the oscillation device 10 than the outer region 122. The angle formed by the outer region 124 and the outer region 126 is not less than 60 ° and not more than 140 °. The angle formed by the outer region 124 and the inner region 114 is not less than 120 ° and not more than 160 °. The angle formed by the outer region 126 and the inner region 116 is not less than 120 ° and not more than 160 °.

反射部材54、56は、発振装置10が発する超音波40、45の一部を透過させるように構成されている。例えば透過孔を形成することで、半透過型の反射部材を構成する。反射部材55は、発振装置10からみて反射部材54の後方に位置する。反射部材57は、発振装置10からみて反射部材56の後方に位置する。   The reflection members 54 and 56 are configured to transmit part of the ultrasonic waves 40 and 45 emitted from the oscillation device 10. For example, a transflective reflection member is formed by forming a transmission hole. The reflection member 55 is located behind the reflection member 54 when viewed from the oscillation device 10. The reflection member 57 is located behind the reflection member 56 when viewed from the oscillation device 10.

次に本実施形態に係る電気音響変換器106の動作について説明する。発振装置10から発せられた超音波40、45は、それぞれ反射部材54、56に到達する。反射部材54、56は半透過型の反射部材であるため、超音波40、45の一部は反射部材54、56を透過する。反射部材54、56を透過した超音波40、45の成分は、反射部材54、56の後方に位置する反射部材55、57によって反射され、開口端51、53からそれぞれ放射される。一方、反射部材54、56によって反射された超音波40、45の成分は、開口端50、52からそれぞれ放射される。すなわち、電気音響変換器106からは4つの超音波成分が放射される。なお、導波路の数と反射部材の数は適宜増減することができる。導波路と反射部材を3つ以上有する場合、最も外側に位置する2つの反射部材以外の反射部材が、半透過型の反射部材となる。   Next, the operation of the electroacoustic transducer 106 according to this embodiment will be described. The ultrasonic waves 40 and 45 emitted from the oscillation device 10 reach the reflecting members 54 and 56, respectively. Since the reflecting members 54 and 56 are transflective reflecting members, some of the ultrasonic waves 40 and 45 are transmitted through the reflecting members 54 and 56. The components of the ultrasonic waves 40 and 45 transmitted through the reflecting members 54 and 56 are reflected by the reflecting members 55 and 57 located behind the reflecting members 54 and 56 and are emitted from the open ends 51 and 53, respectively. On the other hand, the components of the ultrasonic waves 40 and 45 reflected by the reflecting members 54 and 56 are emitted from the open ends 50 and 52, respectively. That is, four ultrasonic components are radiated from the electroacoustic transducer 106. The number of waveguides and the number of reflecting members can be increased or decreased as appropriate. When there are three or more waveguides and reflection members, the reflection members other than the two reflection members located on the outermost side are transflective reflection members.

次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態における電気音響変換器106では、3つ以上の超音波成分を放射することができるため、音波が伝搬する領域を広く有することができる。従って、より高度な音波の空間制御を行うことが可能となる。   Next, the effect of this embodiment will be described. In the electroacoustic transducer 106 according to the present embodiment, since three or more ultrasonic components can be radiated, it is possible to have a wide region in which sound waves propagate. Accordingly, it is possible to perform more advanced sound wave spatial control.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

10 発振装置
20 筐体
30 導波路
32 導波路
34 導波路
36 導波路
40 超音波
45 超音波
50 開口端
51 開口端
52 開口端
53 開口端
54 反射部材
55 反射部材
56 反射部材
57 反射部材
60 圧電振動子
62 圧電体
64 上部電極
66 下部電極
70 支持部材
80 振動部材
90 制御部
92 信号生成部
96 制御部
98 駆動機構
100 電気音響変換器
102 電気音響変換器
104 電気音響変換器
106 電気音響変換器
110 内側領域
112 内側領域
114 内側領域
116 内側領域
120 外側領域
122 外側領域
124 外側領域
126 外側領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Oscillator 20 Case 30 Waveguide 32 Waveguide 34 Waveguide 36 Waveguide 40 Ultrasonic 45 Ultrasonic 50 Open end 51 Open end 52 Open end 53 Open end 54 Reflective member 55 Reflective member 56 Reflective member 57 Reflective member 60 Piezoelectric Vibrator 62 Piezoelectric body 64 Upper electrode 66 Lower electrode 70 Support member 80 Vibration member 90 Control unit 92 Signal generation unit 96 Control unit 98 Drive mechanism 100 Electroacoustic transducer 102 Electroacoustic transducer 104 Electroacoustic transducer 106 Electroacoustic transducer 110 Inner region 112 Inner region 114 Inner region 116 Inner region 120 Outer region 122 Outer region 124 Outer region 126 Outer region

Claims (9)

発振装置と、
前記発振装置が有する第1の振動面に設けられ、第1の開口端を有する第1の導波路と、
前記発振装置が有する前記第1の振動面とは逆の面により構成される第2の振動面に設けられ、第2の開口端を有する第2の導波路と、
を備え、
前記発振装置は、前記第1の振動面から前記第1の導波路に向けて、前記第2の振動面から前記第2の導波路に向けて、それぞれ超音波を発し、
前記第1の導波路は、前記発振装置側を構成する第1の内側領域と、前記第1の開口端側を構成する第1の外側領域により構成されており、
前記第2の導波路は、前記発振装置側を構成する第2の内側領域と、前記第2の開口端側を構成する第2の外側領域により構成されており、
前記第1の外側領域と前記第2の外側領域がなす角度は、60°以上140°以下である電気音響変換器。
An oscillation device;
A first waveguide provided on a first vibration surface of the oscillation device and having a first opening end;
A second waveguide provided on a second vibration surface constituted by a surface opposite to the first vibration surface of the oscillation device, and having a second opening end;
With
The oscillation device emits ultrasonic waves from the first vibration surface toward the first waveguide and from the second vibration surface toward the second waveguide, respectively.
The first waveguide is constituted by a first inner region constituting the oscillation device side and a first outer region constituting the first opening end side,
The second waveguide is composed of a second inner region constituting the oscillation device side and a second outer region constituting the second opening end side,
The electroacoustic transducer having an angle between the first outer region and the second outer region of 60 ° or more and 140 ° or less.
請求項1に記載の電気音響変換器において、
前記発振装置と接続する信号生成部と、
前記信号生成部と接続し、前記信号生成部による信号の生成を制御する制御部と、
をさらに備える電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to claim 1,
A signal generator connected to the oscillation device;
A control unit connected to the signal generation unit and controlling generation of a signal by the signal generation unit;
An electroacoustic transducer further comprising:
請求項1または2に記載の電気音響変換器において、
前記発振装置は、圧電振動子と、前記圧電振動子を拘束する振動部材と、前記振動部材を支持する支持部材と、を有している電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to claim 1 or 2,
The oscillation device is an electroacoustic transducer having a piezoelectric vibrator, a vibration member that restrains the piezoelectric vibrator, and a support member that supports the vibration member.
請求項1ないし3いずれか1項に記載の電気音響変換器において、
前記第1の内側領域と前記第1の外側領域がなす角度は、120°以上160°以下であり、
前記第2の内側領域と前記第2の外側領域がなす角度は、120°以上160°以下である電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 3,
The angle formed by the first inner region and the first outer region is 120 ° or more and 160 ° or less,
An electroacoustic transducer in which an angle formed by the second inner region and the second outer region is 120 ° or more and 160 ° or less.
請求項1ないし4いずれか1項に記載の電気音響変換器において、
内部に前記発振装置を有する筐体をさらに備え、
前記第1の開口端と前記第2の開口端は、前記筐体の表面に設けられている電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a housing having the oscillation device inside,
The first opening end and the second opening end are electroacoustic transducers provided on a surface of the casing.
請求項1ないし5いずれか1項に記載の電気音響変換器において、
前記第1の導波路は、前記第1の内側領域と前記第1の外側領域の接合部において折れ曲がっており、
前記第1の導波路の前記接合部において、前記超音波の進行方向を変える第1の反射部材が形成されている電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 5,
The first waveguide is bent at a junction between the first inner region and the first outer region,
The electroacoustic transducer in which the 1st reflective member which changes the advancing direction of the said ultrasonic wave is formed in the said junction part of a said 1st waveguide.
請求項6に記載の電気音響変換器において、
前記第1反射部材を動かす駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と、
をさらに備える電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to claim 6,
A drive mechanism for moving the first reflective member,
A control unit for controlling the drive mechanism;
An electroacoustic transducer further comprising:
請求項7に記載の電気音響変換器において、
前記駆動機構は、MEMSである電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to claim 7,
The drive mechanism is an electroacoustic transducer that is a MEMS.
請求項6ないし8いずれか1項に記載の電気音響変換器において、
前記発振装置が有する前記第1の振動面に設けられ、第3の開口端を有する第3の導波路と、
前記第3の導波路に形成されている第2の反射部材と、
をさらに備え、
前記第3の導波路は、前記発振装置側を構成する第3の内側領域と、前記第3の開口端側を構成する第3の外側領域により構成されており、
前記第3の外側領域は、前記第1の外側領域よりも前記発振装置から遠くに位置しており、
前記第1の反射部材は、前記発振装置が発する前記超音波の一部を透過させるように構成されており、
前記第2の反射部材は、前記発振装置からみて前記第1の反射部材の後方に位置している電気音響変換器。
The electroacoustic transducer according to any one of claims 6 to 8,
A third waveguide provided on the first vibration surface of the oscillation device and having a third opening end;
A second reflecting member formed in the third waveguide;
Further comprising
The third waveguide is composed of a third inner region constituting the oscillation device side and a third outer region constituting the third opening end side,
The third outer region is located farther from the oscillation device than the first outer region;
The first reflecting member is configured to transmit a part of the ultrasonic wave emitted from the oscillation device,
The electroacoustic transducer, wherein the second reflecting member is positioned behind the first reflecting member as viewed from the oscillation device.
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