特許 6861680 超音波スピーカ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6861680

(24)【登録日】2021年4月1日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】超音波スピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20210412BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   H04R17/00 332A

   H04R3/00 310

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-199968(P2018-199968)

(22)【出願日】2018年10月24日

(65)【公開番号】特開2020-68449(P2020-68449A)

(43)【公開日】2020年4月30日

【審査請求日】2018年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100101133

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 初音

(74)【代理人】

【識別番号】100199749

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 成

(74)【代理人】

【識別番号】100188880

【弁理士】

【氏名又は名称】坂元 辰哉

(74)【代理人】

【識別番号】100197767

【弁理士】

【氏名又は名称】辻岡 将昭

(74)【代理人】

【識別番号】100201743

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 和真

(72)【発明者】

【氏名】吉田 俊治

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１４９３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８６６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１１３６３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ １７／００

Ｈ０４Ｒ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波を空気中に放射する超音波スピーカであって、
振動膜と、
主面に矩形状の溝から成る開口を有し、主面に前記振動膜が搭載されたフレームと、
前記振動膜に電気信号を印加する印加部とを備え、
前記振動膜は、
分極した第１の圧電性膜と、
一面が前記第１の圧電性膜の一面に対向し、分極方向が当該第１の圧電性膜と同じ方向である第２の圧電性膜と、
前記第１の圧電性膜の他面に設けられた第１の電極膜と、
前記第１の圧電性膜の一面と前記第２の圧電性膜の一面との間に設けられた第２の電極膜と、
前記第２の圧電性膜の他面に設けられた第３の電極膜とを有し、
前記印加部は、前記第１の電極膜及び前記第３の電極膜と前記第２の電極膜との間に電気信号を印加し、
前記第１の電極膜、前記第２の電極膜及び前記第３の電極膜のうちの１つ以上の電極膜は、スリットを有することで、前記振動膜の面内において、前記開口における一方の一対の辺には対向せず、当該開口における他方の一対の辺から各々突出した凸部を有する形状に構成され、
前記第１の圧電性膜及び前記第２の圧電性膜は、高分子樹脂圧電材から構成された
ことを特徴とする超音波スピーカ。

【請求項2】

前記第１の圧電性膜は、スリットを有することで、前記振動膜の面内において、前記開口における一方の一対の辺には対向せず、当該開口における他方の一対の辺から各々突出した凸部を有する形状に構成され、
前記第２の圧電性膜は、スリットを有することで、前記振動膜の面内において、前記開口における一方の一対の辺には対向せず、当該開口における他方の一対の辺から各々突出した凸部を有する形状に構成された
ことを特徴とする請求項１記載の超音波スピーカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、超音波を空気中に放射する超音波スピーカに関する。

【背景技術】

【0002】

超音波スピーカを利用する産業分野としては、超音波が非線形伝搬する特性を利用し、空気中に狭いビームを作り出すパラメトリックスピーカがある。この産業分野では、高い音圧の超音波を出力する超音波スピーカが求められる。

【0003】

これに対し、従来から、振動膜に圧電性膜を利用した超音波スピーカが知られている。振動膜に圧電性膜を利用した超音波スピーカでは、空気中に超音波を放射するため、圧電性膜の面方向の伸縮を面方向に垂直な方向への振幅運動に変換する必要がある。
そこで、特許文献１に開示された超音波スピーカでは、振動膜のうちの超音波を放射する部分が、円弧状に突き出した形状とされている。具体的には、振動膜が、複数の穴を有するスペーサで挟み込まれ、穴に空気圧又はグラスウールが充填されて圧力が加えられることで、円弧状に突き出した形状とされている。

【0004】

また、特許文献２に開示された超音波スピーカでは、振動膜のうちの超音波を放射する部分が、凹んだ形状とされている。具体的には、電極膜を有する振動膜が、電極膜に直流バイアスが印加されることで、凹んだ形状とされている。

【0005】

これらの超音波スピーカは、交流のオーディオ信号が印加されると、その電圧の強さに応じて圧電性膜が面方向に伸縮する。特許文献１に開示された超音波スピーカでは、圧電性膜の伸縮が円弧状に突き出した高さの変化となる。また、特許文献２に開示された超音波スピーカでは、振動膜の伸縮が直流バイアスによる凹みの深さの変化となる。このように、特許文献１，２に開示された超音波スピーカでは、圧電性膜の面方向の伸縮が面方向に垂直な方向への振幅運動となり、音波が空気中に放射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６１−２１４９００号公報

【特許文献2】特開２０００−０５０３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように、振動膜に圧電性膜を利用した超音波スピーカでは、空気中に超音波を放射するため、圧電性膜の面方向の伸縮を面方向に垂直な方向への振幅運動に変換する必要がある。そのため、従来の超音波スピーカでは、振動膜のうちの音を放射する部分を円弧状に突き出した形状又は凹んだ形状としている。

【0008】

しかしながら、特許文献１に開示された超音波スピーカでは、長期間に渡って空気が漏れないようにすること及び精密で均一なグラスウールの充填は難しく、振動膜の形状の保持が困難である。
また、特許文献２に開示された超音波スピーカでは、オーディオ信号を印加するための交流回路に加え、直流バイアスを印加するための電気回路が別途必要になる。

【0009】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧電性膜を有する平坦な振動膜を用い、圧電性膜の面方向の伸縮を面方向に垂直な方向への振幅運動に変換可能な超音波スピーカを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この発明に係る超音波スピーカは、超音波を空気中に放射する超音波スピーカであって、振動膜と、主面に矩形状の溝から成る開口を有し、主面に振動膜が搭載されたフレームと、振動膜に電気信号を印加する印加部とを備え、振動膜は、分極した第１の圧電性膜と、一面が第１の圧電性膜の一面に対向し、分極方向が当該第１の圧電性膜と同じ方向である第２の圧電性膜と、第１の圧電性膜の他面に設けられた第１の電極膜と、第１の圧電性膜の一面と第２の圧電性膜の一面との間に設けられた第２の電極膜と、第２の圧電性膜の他面に設けられた第３の電極膜とを有し、印加部は、第１の電極膜及び第３の電極膜と第２の電極膜との間に電気信号を印加し、第１の電極膜、第２の電極膜及び第３の電極膜のうちの１つ以上の電極膜は、スリットを有することで、振動膜の面内において、開口における一方の一対の辺には対向せず、当該開口における他方の一対の辺から各々突出した凸部を有する形状に構成され、第１の圧電性膜及び第２の圧電性膜は、高分子樹脂圧電材から構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、上記のように構成したので、圧電性膜を有する平坦な振動膜を用い、圧電性膜の面方向の伸縮を面方向に垂直な方向への振幅運動に変換可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る超音波スピーカの構成例を示す分解斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る超音波スピーカの構成例を示す外観斜視図である。

【図3】実施の形態１における振動膜の構成例を示す断面図である。

【図4】実施の形態１における電極膜の接続例を示す構成図である。

【図5】実施の形態１における振動膜の動作例を示す断面図である。

【図6】実施の形態１における振動膜の動作例を示す断面図である。

【図7】実施の形態１に係る超音波スピーカの別の構成例を示す分解斜視図である。

【図8】実施の形態１における振動膜の別の構成例を示す断面図である。

【図9】実施の形態２における振動膜の構成例を示す分解斜視図である。

【図10】実施の形態２における振動膜の動作例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１，２は実施の形態１に係る超音波スピーカ１の構成例を示す図であり、図３は実施の形態１における振動膜１２の構成例を示す図であり、図４は実施の形態１における電極膜１２３〜１２５の接続例を示す図である。図１は超音波スピーカ１の組立て前の状態を示す図であり、図２は超音波スピーカ１の組立て後の状態を示す図である。また、図１〜３では、印加部１３の図示を省略している。
超音波スピーカ１は、超音波を空気中に放射する。この超音波スピーカ１は、図１〜４に示すように、フレーム１１、振動膜１２及び印加部１３を備えている。また、振動膜１２は、圧電性膜（第１の圧電性膜）１２１、圧電性膜（第２の圧電性膜）１２２、電極膜（第１の電極膜）１２３、電極膜（第２の電極膜）１２４及び電極膜（第３の電極膜）１２５を有するバイモルフ構造の振動膜である。

【0014】

フレーム１１は、主面に１つ以上の開口１１１を有する板状部材である。図１，２では、開口１１１は、矩形状の溝に構成され、フレーム１１の主面において横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このフレーム１１は、主面に振動膜１２が搭載され、当該振動膜１２を固定する。

【0015】

圧電性膜１２１は、フィルム状に構成された分極した圧電素子である。図１，２では、圧電性膜１２１は、フレーム１１の主面と略同一の大きさに構成されている。

【0016】

圧電性膜１２２は、フィルム状に構成された分極した圧電素子である。圧電性膜１２２は、一面（上面）が圧電性膜１２１の一面（下面）に対向し、分極方向が圧電性膜１２１と同じ方向である。図１，２では、圧電性膜１２２は、圧電性膜１２１と同一（略同一の意味を含む）の大きさ及び厚みに構成されている。

【0017】

圧電性膜１２１，１２２は、例えば、高分子樹脂圧電材又は複合物圧電材から構成される。高分子樹脂圧電材は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の部材である。また、複合物圧電材は、硬質である無機質圧電材の粉末が高分子樹脂に混合された部材である。

【0018】

電極膜１２３は、導電性を有する膜であり、圧電性膜１２１の他面（上面）に設けられている。電極膜１２３は、１つ以上のスリット１２３１を有している。図１，２では、スリット１２３１は、上辺からＴ字状に形成され、横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このスリット１２３１により、図２，３に示すように、電極膜１２３は、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、開口１１１における左右一対の辺から各々突出した凸部１２３２，１２３３を有する形状に構成される。
図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、電極膜１２３の下辺がフレーム１１の下辺に位置し、電極膜１２３の上辺が開口１１１の上辺よりも下側に位置するように、電極膜１２３の長さが設計されている。また、図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、スリット１２３１のうちのＴ字の縦棒部分が開口１１１内に位置し、Ｔ字の横棒部分が開口１１１の下辺に位置するように、電極膜１２３上でのスリット１２３１の位置が設計されている。

【0019】

電極膜１２４は、導電性を有する膜であり、圧電性膜１２１の一面（下面）と圧電性膜１２２の一面（上面）との間に設けられている。電極膜１２４は、１つ以上のスリット１２４１を有している。図１，２では、スリット１２４１は、下辺からＴ字状に形成され、横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このスリット１２４１により、図３に示すように、電極膜１２４は、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、開口１１１における左右一対の辺から各々突出した凸部１２４２，１２４３を有する形状に構成される。
図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、電極膜１２４の上辺がフレーム１１の上辺に位置し、電極膜１２４の下辺が開口１１１の下辺よりも上側に位置するように、電極膜１２４の長さが設計されている。また、図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、スリット１２４１のうちのＴ字の縦棒部分が開口１１１内に位置し、Ｔ字の横棒部分が開口１１１の上辺に位置するように、電極膜１２４上でのスリット１２４１の位置が設計されている。

【0020】

電極膜１２５は、導電性を有する膜であり、圧電性膜１２２の他面（下面）に設けられている。電極膜１２５は、１つ以上のスリット１２５１を有している。図１，２では、スリット１２５１は、上辺からＴ字状に形成され、横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このスリット１２５１により、図３に示すように、電極膜１２５は、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、開口１１１における左右一対の辺から各々突出した凸部１２５２，１２５３を有する形状に構成される。また、図４に示すように、電極膜１２５は、電極膜１２３と電気的に接続されている。
図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、電極膜１２５の下辺がフレーム１１の下辺に位置し、電極膜１２５の上辺が開口１１１の上辺よりも下側に位置するように、電極膜１２５の長さが設計されている。また、図１，２では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、スリット１２５１のうちのＴ字の縦棒部分が開口１１１内に位置し、Ｔ字の横棒部分が開口１１１の下辺に位置するように、電極膜１２５上でのスリット１２５１の位置が設計されている。

【0021】

このように、電極膜１２３〜１２５は、圧電性膜１２１，１２２を挟み込むように配置されている。そして、電極膜１２３〜１２５は、圧電性膜１２１，１２２に対する導電性パターンとなる。
なお図１，２では、電極膜１２３〜１２５は全て同一（略同一の意味を含む）形状に構成されている。

【0022】

なお、圧電性膜１２１，１２２に対する導電性パターン（電極膜１２３〜１２５）の成形方法としては、圧電性膜１２１，１２２に対するアルミ等の導電材の真空蒸着又はスパッタリング或いは導電材が混合された銀ペースト等のインクを用いたスクリーン印刷等がある。
また、振動膜１２のうちの導電性パターンのない領域における圧電性膜１２１，１２２同士の接合は、接着又は圧着等により実施される。図３，４では、圧電性膜１２１，１２２間における接着剤の図示を省略している。

【0023】

印加部１３は、図４に示すように、電極膜１２３及び電極膜１２５と電極膜１２４との間に、電気信号を印加する。印加部１３が電極膜１２３〜１２５に対して電気信号を印加すると、振動膜１２には電極膜１２３〜１２５で挟まれた領域に電界が生じる。
図４に示すように、電極の極性は、電極膜１２３及び電極膜１２５が同じ極性になる。図４において、（＋）及び（−）は極性を示している。

【0024】

次に、図１〜４に示す超音波スピーカ１の動作例について、図５，６を参照しながら説明する。なお、圧電性膜１２１，１２２は、分極方向が同じ向きである。
まず、印加部１３が、電極膜１２３，１２５を＋極とし、電極膜１２４を−極とするように電気信号を印加した場合について説明する。この場合、図５に示すように、振動膜１２の電極膜１２３〜１２５で挟まれた領域に生じた電界による圧電効果によって、上側の圧電性膜１２１は縮み、下側の圧電性膜１２２は伸びる。その結果、振動膜１２は、フレーム１１の開口１１１における一対の辺を固定点として中央に向かって上方向に反り曲り、略台形の断面形状で上方向に突き出る。

【0025】

一方、振動膜１２は、略台形の断面形状に変形するため、上底部分（図５に示す符号５０１部分）である圧電性膜１２１，１２２のみの部分に伸びが生じる。すなわち、圧電性膜１２１，１２２に左右に引っ張られる張力が生じる。しかしながら、この張力は、振動膜１２が開口１１１における一対の辺を固定点として中央に向かって上方向に曲がる構造であり、且つ、圧電材料自体の変位は極めて小さいため、振動膜１２が略台形の断面形状で変形するのに問題ない程度に小さい。

【0026】

また、振動膜１２の上方向への変位の高さは、下式（１）から予測可能である。式（１）において、ΔＬは振動膜１２の上方向への変位の高さを示し、Ｌは開口１１１における凸部１２３２，１２３３，１２４２，１２４３，１２５２，１２５３の突出長さを示し、ｔは圧電性膜１２１，１２２の厚みを示し、ｄ_３１は圧電性膜１２１，１２２の圧電定数を示し、Ｖは印加部１３による印加電圧を示している。そして、ΔＬから振動膜１２の上底の伸びの長さを予測可能である。振動膜１２の上底の伸びの長さは、振動膜１２の動作に影響を与えない上底の伸び代を設定する際に重要な値となる。
ΔＬ＝（３／４）×（Ｌ／ｔ）^２×ｄ_３１×Ｖ （１）

【0027】

次に、印加部１３が、電極膜１２３，１２５を−極とし、電極膜１２４を＋極とするように電気信号を印加した場合について説明する。この場合、図６に示すように、振動膜１２の電極膜１２３〜１２５で挟まれた領域に生じた電界による圧電効果によって、上側の圧電性膜１２１は伸び、下側の圧電性膜１２２は縮む。その結果、振動膜１２は、フレーム１１の開口１１１における一対の辺を固定点として中央に向かって下方向に反り曲り、略逆台形の断面形状で下方向に凹む。

【0028】

また、この場合、圧電性膜１２１，１２２に張力が生じる点、及び、振動膜１２の下方向への変位の高さ及び振動膜１２の上底部分の伸びの長さの予測方法については、上記と同様である。

【0029】

したがって、印加部１３が電極膜１２３〜１２５に交流のオーディオ信号を印加すると、フレーム１１の開口１１１に対向した圧電性膜１２１，１２２は、その電圧の強さに応じて伸縮し、また、電界の極性に応じた方向に曲がる。その結果、振動膜１２は振幅を行い、超音波スピーカ１は音を放射する。

【0030】

なお、圧電性膜１２１，１２２としてＰＶＤＦから成るフィルムを用いた場合、このフィルムは、厚いほど電気インピーダンスが高くなり、また、薄いほどΔＬが大きくなる。よって、この場合には、超音波スピーカ１としては、薄いフィルムのものを選択することが好ましい。

【0031】

なお上記では、電極膜１２３〜１２５のうちの全てに凸部１２３２，１２３３，１２４２，１２４３，１２５２，１２５３を構成した場合を示した。しかしながら、これに限らず、開口１１１における一対の辺から各々突出した凸部の領域で電界が発生すればよく、電極膜１２３〜１２５のうちの一部の電極膜に対してのみ凸部を構成してもよい。

【0032】

図７，８では、電極膜１２４には凸部１２４２，１２４３が構成されず（スリット１２４１が形成されず）、電極膜１２３及び電極膜１２５のみ凸部１２３２，１２３３，１２５２，１２５３が構成された（スリット１２３１，１２５１が形成された）場合を示している。
図７，８では、電極膜１２４には凸部１２４２，１２４３が構成されず、圧電性膜１２１，１２２のほぼ全面が電極とされている。この場合でも、振動膜１２のうちの電極膜１２３〜１２５が対向する領域だけに電界が生じるため、上記と同様に、必要な領域だけに電界が生じることになる。

【0033】

以上のように、この実施の形態１によれば、超音波スピーカ１は、振動膜１２と、主面に開口１１１を有し、主面に振動膜１２が搭載されたフレーム１１と、振動膜１２に電気信号を印加する印加部１３とを備え、振動膜１２は、分極した圧電性膜１２１と、一面が圧電性膜１２１の一面に対向し、分極方向が当該圧電性膜１２１と同じ方向である圧電性膜１２２と、圧電性膜１２１の他面に設けられた電極膜１２３と、圧電性膜１２１の一面と圧電性膜１２２の一面との間に設けられた電極膜１２４と、圧電性膜１２２の他面に設けられた電極膜１２５とを有し、印加部１３は、電極膜１２３及び電極膜１２５と電極膜１２４との間に電気信号を印加し、電極膜１２３、電極膜１２４及び電極膜１２５のうちの１つ以上の電極膜は、スリットを有することで開口１１１における一対の辺から各々突出した凸部を有する形状に構成された。これにより、実施の形態１に係る超音波スピーカ１は、平坦な振動膜１２で、圧電性膜１２１，１２２の面方向の伸縮を面方向に垂直な方向への振幅運動に変換可能となる。その結果、実施の形態１に係る超音波スピーカ１は、高い音圧の超音波が得られる。

【0034】

また、実施の形態１に係る超音波スピーカ１では、振動膜１２が平坦な形状であり、振動膜１２のうちの音を放射する部分を円弧状に突き出した形状又は凹んだ形状とする必要はない。よって、実施の形態１に係る超音波スピーカ１では、空気及びグラスウールの充填が不要となり、また、直流バイアスを印加するための電気回路が不要となる。

【0035】

実施の形態２．
図９，１０は実施の形態２に係る超音波スピーカ１の構成例を示す図である。図９，１０に示す実施の形態２に係る超音波スピーカ１は、図１，２に示す実施の形態１に係る超音波スピーカ１に対し、圧電性膜１２１，１２２の形状を変更している。図９，１０に示す実施の形態２に係る超音波スピーカ１のその他の構成は、図１，２に示す実施の形態１に係る超音波スピーカ１の構成と同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0036】

実施の形態２における圧電性膜１２１は、実施の形態１における圧電性膜１２１に対し、１つ以上のスリット１２１１を有している。図９では、スリット１２１１は、Ｈ字状に形成され、横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このスリット１２１１により、図１０に示すように、圧電性膜１２１は、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、開口１１１における左右一対の辺から各々突出した凸部１２１２，１２１３を有する形状に構成される。
図９では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、スリット１２１１のうちのＨ字の横棒部分が開口１１１内に位置し、Ｈ字の一方の縦棒部分が開口１１１の下辺に位置し、Ｈ字の他方の縦棒部分が開口１１１の上辺に位置するように、圧電性膜１２１上でのスリット１２１１の位置が設計されている。

【0037】

実施の形態２における圧電性膜１２２は、実施の形態１における圧電性膜１２２に対し、１つ以上のスリット１２２１を有している。図９では、スリット１２２１は、Ｈ字状に形成され、横方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このスリット１２２１により、図１０に示すように、圧電性膜１２２は、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、開口１１１における左右一対の辺から各々突出した凸部１２２２，１２２３を有する形状に構成される。
図９では、振動膜１２がフレーム１１に搭載された際に、スリット１２２１のうちのＨ字の横棒部分が開口１１１内に位置し、Ｈ字の一方の縦棒部分が開口１１１の下辺に位置し、Ｈ字の他方の縦棒部分が開口１１１の上辺に位置するように、圧電性膜１２２上でのスリット１２２１の位置が設計されている。

【0038】

なお図９，１０では、圧電性膜１２２は圧電性膜１２１と同一（略同一の意味を含む）形状に構成されている。

【0039】

ここで、実施の形態１に係る超音波スピーカ１では、圧電スピーカとしての防水効果を高めるため、振動膜１２が密閉状態となるように、圧電性膜１２１，１２２を隙間のないフィルム状としている。一方、実施の形態２に係る超音波スピーカ１では、圧電性膜１２１，１２２にスリット１２１１，１２２１を形成している。これによっても、実施の形態２に係る超音波スピーカ１は、実施の形態１に係る超音波スピーカ１と同様の効果が得られる。また、実施の形態２に係る超音波スピーカ１は、振動膜１２にスリット１２１１，１２２１による隙間ができるため、防水効果は無くなるが、実施の形態１に係る超音波スピーカ１と同等以上の音圧が得られる。

【0040】

次に、図９に示す超音波スピーカ１の動作例について、図１０を参照しながら、実施の形態１と異なる動作を主に説明する。なお、圧電性膜１２１，１２２は、分極方向が同じ向きである。
印加部１３が、電極膜１２３，１２５を＋極とし、電極膜１２４を−極とするように電気信号を印加すると、振動膜１２の電極膜１２３〜１２５で挟まれた領域に生じた電界による圧電効果によって、上側の圧電性膜１２１は縮み、下側の圧電性膜１２２は伸びる。その結果、振動膜１２は、フレーム１１の開口１１１における一対の辺を固定点として中央に向かって上方向に反り曲り、略台形の断面形状で上方向に突き出る。この際、振動膜１２における略台形の断面形状の上底部分（図１０に示す符号１００１部分）はスリット１２１１，１２２１により隙間があるため、実施の形態１では生じた張力が、実施の形態２では生じない。すなわち、実施の形態２に係る超音波スピーカ１では、振動膜１２が上方向に曲がるのを抑制する力が発生しない。印加部１３が、電極膜１２３，１２５を−極とし、電極膜１２４を＋極とするように電気信号を印加した場合についても同様である。よって、実施の形態２に係る超音波スピーカ１では、実施の形態１に係る超音波スピーカ１に対し、振動膜１２が振幅し易くなり、より高い音圧を得ることができる。

【0041】

以上のように、この実施の形態２によれば、圧電性膜１２１は、スリット１２１１を有することで開口１１１における一対の辺から各々突出した凸部１２１２，１２１３を有する形状に構成され、圧電性膜１２２は、スリット１２２１を有することで開口１１１における一対の辺から各々突出した凸部１２２２，１２２３を有する形状に構成された。これにより、実施の形態２に係る超音波スピーカ１は、実施の形態１に係る超音波スピーカ１に対し、防水効果はなくなるものの、同等以上の音圧が得られる。

【0042】

また図１，２，７，９では、開口１１１が直線状に配列されている。しかしながら、これに限らず、開口１１１が、例えば超音波スピーカ１の外形形状に応じて同心円状又は曲線状に配列されていてもよく、上記と同様の効果が得られる。

【0043】

なお実施の形態１，２では、超音波スピーカ１は、音を放射する送信用のものを想定して説明を行った。しかしながら、これに限らず、超音波スピーカ１は、超音波帯域を使用した超音波センサの受信用としても利用可能である。

【0044】

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組合わせ、或いは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0045】

１ 超音波スピーカ、１１ フレーム、１２ 振動膜、１３ 印加部、１１１ 開口、１２１ 圧電性膜（第１の圧電性膜）、１２２ 圧電性膜（第２の圧電性膜）、１２３ 電極膜（第１の電極膜）、１２４ 電極膜（第２の電極膜）、１２５ 電極膜（第３の電極膜）、１２１１ スリット、１２１２，１２１３ 凸部、１２２１ スリット、１２２２，１２２３ 凸部、１２３１ スリット、１２３２，１２３３ 凸部、１２４１ スリット、１２４２，１２４３ 凸部、１２５１ スリット、１２５２，１２５３ 凸部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】