▶ シェンツェン・ヴォックステック・カンパニー・リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-21
(54)【発明の名称】音響装置
(51)【国際特許分類】
H04R 17/00 20060101AFI20240313BHJP
H04R 1/00 20060101ALI20240313BHJP
H04R 3/00 20060101ALI20240313BHJP
【ＦＩ】
H04R17/00
H04R1/00 317
H04R3/00 310
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521156
(86)(22)【出願日】2022-03-04
(85)【翻訳文提出日】2023-04-05
(86)【国際出願番号】 CN2022079435
(87)【国際公開番号】W WO2023164953
(87)【国際公開日】2023-09-07
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521080118
【氏名又は名称】シェンツェン・ショックス・カンパニー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】朱 光▲遠▼
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼ 磊
(72)【発明者】
【氏名】▲齊▼ 心
(72)【発明者】
【氏名】王 ▲慶▼依
【テーマコード（参考）】
5D004
5D017
5D220
【Ｆターム（参考）】
5D004AA02
5D004AA12
5D004BB01
5D004BB02
5D004BB03
5D004BB04
5D004CD03
5D004DD01
5D017AB11
5D220AA47
(57)【要約】
本明細書の実施例は、音響装置を開示する。前記装置は、駆動電圧の作用で振動する圧電アセンブリと、圧電アセンブリに機械的に接続されて、振動を受け、音声を発生させる振動アセンブリと、圧電アセンブリに直列接続されて振動アセンブリの周波数応答を変化させ、振動アセンブリの振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにする抵抗素子と、を含む。本明細書は、抵抗素子を直列接続することにより、振動アセンブリが中高周波数帯域で振動する振幅を低下させ、全周波数帯の感度差を減少させ、音響装置から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善する。そして、音響装置が中高周波数帯域にある場合、直列接続された抵抗素子は、さらに分圧の方式で、圧電アセンブリを流れる電流を低減することにより、圧電アセンブリにより生成される熱エネルギーを減少させ、温度制御という効果を達成し、音響装置の動作信頼性を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動電圧の作用で振動する圧電アセンブリと、前記圧電アセンブリに機械的に接続されて、前記振動を受け、音声を発生させる振動アセンブリと、
前記圧電アセンブリに直列接続されて前記振動アセンブリの周波数応答を変化させ、前記振動アセンブリの振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにする抵抗素子と、
を含む、音響装置。
【請求項2】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの正極に直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項3】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの正極に溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の音響装置。
【請求項4】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの負極に直列接続されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項5】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの負極に溶接されていることを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項6】
前記圧電アセンブリの正極及び負極は、前記圧電アセンブリの同一側から引き出されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の音響装置。
【請求項7】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリに接続された導線を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項8】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリに接続された導電性接着剤を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項9】
前記抵抗素子は、フレキシブルプリント基板に配置されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項10】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの電極を含むことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項11】
前記圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の材料は、銅、金、アルミニウム、タングステン、鉄、又は白金という材料のうちの１つであることを特徴とする請求項１０に記載の音響装置。
【請求項12】
前記圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の有効断面積は、前記電極の輪郭断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の音響装置。
【請求項13】
前記圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の断面は、網状構造又はＳ字形構造であることを特徴とする請求項１２に記載の音響装置。
【請求項14】
前記抵抗素子は、抵抗値が１Ω～１ｋΩであることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項15】
前記圧電アセンブリは、梁構造であることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項16】
前記圧電アセンブリは、互いに電気的に接続された少なくとも２つの圧電セラミックシートを含むことを特徴とする請求項１５に記載の音響装置。
【請求項17】
前記少なくとも２つの圧電セラミックシートは、前記圧電アセンブリの電極と交互に積層されていることを特徴とする請求項１６に記載の音響装置。
【請求項18】
動作状態で、前記圧電アセンブリは、表面温度がそのキュリー温度よりも低いことを特徴とする請求項１～１７のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項19】
前記振動アセンブリは、弾性素子と、
質量素子と、
を含み、
前記弾性素子は、前記弾性素子の一端が前記圧電アセンブリに接続されており、前記弾性素子の他端が前記質量素子に接続されていることを特徴とする請求項１～１８のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項20】
前記弾性素子は、振動伝達シート、ゴム、ドーム又は基板のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１９に記載の音響装置。
【請求項21】
前記質量素子は、前記圧電アセンブリ及び前記抵抗素子を収容するハウジングを含むことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の音響装置。
【請求項22】
骨伝導音響装置であることを特徴とする請求項１～２１のいずれか一項に記載の音響装置。
【請求項23】
電源から出力される電圧を向上させる電圧昇圧システムをさらに含むことを特徴とする請求項１～２２のいずれか一項に記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、音響の技術分野に関し、特に音響装置に関する。
【背景技術】
【0002】
音響装置は、一般的に、圧電アセンブリに電気エネルギーを印加することにより、圧電アセンブリを変形させて音声を伝達する。例えば、音響装置は、圧電アセンブリの分極方向に駆動電圧を印加して、圧電材料の逆圧電効果で振動することにより、音波を外部に放出することができる。
【0003】
しかしながら、音響装置における圧電アセンブリの共振周波数が一般的に高く、装置の高周波数感度が高く低周波数感度が低いことを引き起こし、それにより音響装置から発した音声が耳障りであり、高低周波数でのユーザ聴感のバランスがよくないことを引き起こす。
【0004】
また、圧電アセンブリは、交流電圧信号が導入された後、圧電アセンブリ材料の内部抵抗の作用で発熱し、特に共振周波数の近傍で、発熱がより深刻であり、３００℃に近いか又はそれを超えることがある。一方、圧電アセンブリは、圧電性を有するため、その動作温度がその材料のキュリー温度よりも低くなければならない。したがって、圧電アセンブリの交流電圧信号での動作温度をどのように効果的に制御するかは、圧電アセンブリにより駆動される音響出力装置の動作信頼性を向上させるキーとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、高低周波数での感度のバランスがよく、同時に中高周波数の発熱を効果的に制御する音響装置を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書の一実施例は、音響装置を提供する。該装置は、駆動電圧の作用で振動する圧電アセンブリと、圧電アセンブリに機械的に接続されて、振動を受け、音声を発生させる振動アセンブリと、圧電アセンブリに直列接続されて振動アセンブリの周波数応答を変化させ、振動アセンブリの振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにする抵抗素子と、を含む。
【0007】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリの正極に直列接続される。
【0008】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリの正極に溶接される。
【0009】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリの負極に直列接続される。
【0010】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリの負極に溶接される。
【0011】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリの正極及び負極は、圧電アセンブリの同一側から引き出される。
【0012】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリに接続される導線を含む。
【0013】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリに接続される導電性接着剤を含む。
【0014】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、フレキシブルプリント基板に配置される。
【0015】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、圧電アセンブリの電極を含む。
【0016】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の材料は、銅、金、アルミニウム、タングステン、鉄、又は白金という材料のうちの１つである。
【0017】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の有効断面積は、電極の輪郭断面積よりも小さい。
【0018】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の断面は、網状構造又はＳ字形構造である。
【0019】
いくつかの実施例では、抵抗素子は、抵抗値が１Ω～１ｋΩである。
【0020】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリは、梁構造である。
【0021】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリは、互いに電気的に接続される少なくとも２つの圧電セラミックシートを含む。
【0022】
いくつかの実施例では、少なくとも２つの圧電セラミックシートは、圧電アセンブリの電極と交互に積層される。
【0023】
いくつかの実施例では、動作状態で、圧電アセンブリは、表面温度がそのキュリー温度よりも低い。
【0024】
いくつかの実施例では、振動アセンブリは、弾性素子と、質量素子と、を含み、弾性素子は、一端が圧電アセンブリに接続され、他端が質量素子に接続される。
【0025】
いくつかの実施例では、弾性素子は、振動伝達シート、ゴム、ドーム又は基板のうちの１つを含む。
【0026】
いくつかの実施例では、質量素子は、圧電アセンブリ及び抵抗素子を収容するハウジングを含む。
【0027】
いくつかの実施例では、音響装置は、骨伝導音響装置である。
【0028】
いくつかの実施例では、音響装置は、電源から出力される電圧を向上させる電圧昇圧システムをさらに含む。
【0029】
本明細書の実施例は、抵抗素子を設けて圧電アセンブリに直列接続して分圧することにより、圧電アセンブリの両端の電圧を低下させ、それにより振動アセンブリが中高周波数帯域で振動する振幅を低下させ、全周波数帯の感度差を減少させ、音響装置から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善することができる。
【0030】
そして、音響装置が中高周波数帯域にある場合、直列接続された抵抗素子は、さらに分圧の方式で、圧電アセンブリを流れる電流を低減することにより、圧電アセンブリにより生成される熱エネルギーを減少させ、温度制御という効果を達成し、音響装置の動作信頼性を向上させることができる。
【0031】
例示的な実施例によって本明細書をさらに説明し、これらの例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。これらの実施例は、限定的なものではなく、これらの実施例では、同じ番号が同じ構造を示す。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本明細書のいくつかの実施例に係る音響装置の構成ブロック図である。
【図2】本明細書のいくつかの実施例に係る音響装置の概略構成図である。
【図3】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの回路概略図である。
【図4】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリのインピーダンス－周波数曲線概略図である。
【図5】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電流－周波数曲線概略図である。
【図6】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの概略構成図である。
【図7】本明細書のいくつかの実施例に係る抵抗素子及び圧電アセンブリの回路概略図である。
【図8】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電圧－周波数曲線概略図である。
【図9】本明細書のいくつかの実施例に係る振動アセンブリの周波数応答曲線の概略図である。
【図10】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電流－周波数曲線概略図である。
【図11A】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図11B】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図11C】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図11D】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図11E】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図11F】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリと抵抗素子の接続構造の概略図である。
【図12】本明細書のいくつかの実施例に係るプリント基板の概略構成図である。
【図13A】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【図13B】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【図13C】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【図13D】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【図13E】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【図13F】本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリの電極の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
本明細書の実施例の技術手段をより明確に説明するために、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下に説明される図面は、本明細書のいくつかの例又は実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて本明細書を他の類似するシナリオに適用することができる。言語環境から明らになっているか又は別に説明されていない限り、図中の同じ番号は、同じ構造又は操作を示す。
【0034】
本明細書で使用される「システム」、「装置」、「ユニット」及び／又は「モジュール」が、レベルの異なる様々なアセンブリ、素子、部品、部分又は組立体を区別する方法であることを理解されたい。しかしながら、他の用語が同じ目的を達成することができれば、上記用語の代わりに他の表現を用いることができる。
【0035】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるように、文脈が明確に別段の指示をしない限り、「１つ」、「１個」、「１種」及び／又は「該」などの用語は、特に単数形を意味するものではなく、複数形を含んでもよい。一般的に、用語「含む」及び「含有」は、明確に特定されたステップ及び素子を含むことを提示するものに過ぎず、これらのステップ及び要素は、排他的な羅列ではなく、方法又は機器がまた他のステップ又は要素を含む可能性がある。
【0036】
本明細書では、フローチャートを使用して本明細書の実施例に係るシステムが実行する操作を説明する。先行及び後続の操作が必ずしも順序に従って正確に実行されるとは限らないことを理解されたい。その代わりに、各ステップを逆の順序で、又は同時に処理してもよい。また、他の操作をこれらのプロセスに追加してもよく、これらのプロセスから１つ以上の操作を除去してもよい。
【0037】
本明細書の１つ以上の実施例の音響装置は、圧電アセンブリの振動で音声を出力することにより、オーディオを再生する必要のある様々なシーンに適用され、例えば、音響装置は、ユーザ命令に基づいてオーディオを再生できる独立したオーディオ出力装置（例えば、サウンドボックス、イヤホンなど）であってもよく、また、音響装置は、端末命令に基づいてオーディオを再生できる端末装置（例えば、携帯電話、コンピュータなど）中のモジュール又はアセンブリであってもよい。いくつかの実施例では、音響装置は、出力すべき音声の周波数、大きさなどのパラメータに基づいて、圧電アセンブリの変形を調整して異なる振動を発生させ、異なる振動に基づいて異なる音声を振動アセンブリに出力させることができる。
【0038】
いくつかの実施例では、音響装置は、骨伝導音響装置であってもよく、骨伝導音響装置における振動アセンブリは、ユーザの人体組織にフィットして、ユーザの骨により振動アセンブリが発する音波をユーザの内耳に伝達することができる。いくつかの実施例では、音響装置は、空気伝導音響装置、助聴器、補聴器、メガネ、ヘルメット、拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＡＲ）装置、仮想現実（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）装置などの他のタイプの音響装置であってもよく、あるいは、好ましくは、音響装置は、車載オーディオシステム又は室内オーディオシステムの一部として、音声を出力するために用いられてもよい。
【0039】
現在、音響装置における圧電アセンブリの共振周波数が一般的に高く、装置の高周波数感度が高く低周波数感度が低いことを引き起こし、それにより音響装置から発した音声が耳障りであり、高低周波数でのユーザ聴感のバランスがよくないことを引き起こす。
【0040】
本明細書の実施例では、音響装置が説明される。いくつかの実施例では、音響装置は、圧電アセンブリ、振動アセンブリ及び抵抗素子を含んでもよい。圧電アセンブリは、駆動電圧の作用で振動することができ、振動アセンブリは、圧電アセンブリからの振動を受け、音声を発生させることができ、抵抗素子は、圧電アセンブリに直列接続されて、上記振動アセンブリの周波数応答を変化させることにより、振動アセンブリの振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにすることができる。
【0041】
本明細書の実施例は、抵抗素子を設けて圧電アセンブリに直列接続して分圧することにより、圧電アセンブリの両端の電圧を低下させ、それにより振動アセンブリが中高周波数帯域で振動する振幅を低下させ、全周波数帯の感度差を減少させ、音響装置から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善することができる。
【0042】
そして、本明細書の実施例に係る音響装置が中高周波数帯域にある場合、直列接続された抵抗素子は、さらに分圧の方式で、圧電アセンブリを流れる電流を低減することにより、圧電アセンブリにより生成される熱エネルギーを減少させ、温度制御という効果を達成し、音響装置の動作信頼性を向上させることができる。
【0043】
図１は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響装置１００の構成ブロック図である。
【0044】
図１に示すように、音響装置１００は、振動アセンブリ１１０、圧電アセンブリ１２０、及び抵抗素子１３０を含んでもよい。圧電アセンブリ１２０は、駆動電圧の作用で振動する。振動アセンブリ１１０は、圧電アセンブリ１２０に機械的に接続されて、振動を受け、音声を発生させる。抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に直列接続されて上記振動アセンブリ１１０の周波数応答を変化させ、かつ、振動アセンブリ１１０の振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにする。
【0045】
振動アセンブリ１１０は、振動を伝達して音声を発生させるアセンブリとして構成されてもよい。いくつかの実施例では、振動アセンブリ１１０は、弾性素子を含んでもよく、弾性素子は、振動に応答して変形し、それ自体の周囲の音圧を変化させることにより、音波を発生させ、音声の出力を実現することができる。例示的には、弾性素子は、それ自体の変形（例えば、それ自体の振動など）により周囲の空気に疎密変化を発生させ、疎密相間の縦波を形成し、それにより音波を生成することができる。いくつかの実施例では、弾性素子は、振動伝達シート、ゴム、ドーム、基板など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例では、弾性素子の材料は、振動伝達性能を有する任意の材料であってもよい。例えば、上記弾性素子の材料は、シリカゲル、プラスチックゴム、ゴム、金属など、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例では、上記振動アセンブリ１１０は、質量素子をさらに含む。上記弾性素子は、一端が上記圧電アセンブリ１２０に接続され、他端が上記質量素子に接続されてもよい。いくつかの実施例では、上記圧電アセンブリ１２０の少なくとも一部は、上記弾性素子に接続されてもよく、上記質量素子の一部は、上記弾性素子に接続されてもよい。いくつかの実施例では、上記質量素子は、質量ブロック、ハウジングなどを含んでもよい。例えば、上記ハウジングは、上記圧電アセンブリ１２０及び上記抵抗素子１３０を収容し、圧電アセンブリ１２０及び上記抵抗素子１３０を保護し、音響装置１００の耐用年数を延長することができる。いくつかの実施例では、ハウジングの材料は、緩衝衝撃吸収の作用を達成するように、金属、シリカゲル、ゴム、プラスチックなどのうちの１種以上の材料を含んでもよい。いくつかの実施例では、振動アセンブリ１１０は、膜状構造（例えば、空気伝導振動膜など）であってもよく、板状構造（例えば、骨伝導振動パネルなど）であってもよく、網状構造又は層状構造などの他の構造であってもよい。
【0046】
以下、振動アセンブリ１１０の具体的な実施方式を説明するために、例示的な音響装置１００を提供する。
【0047】
図２は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響装置１００の概略構成図である。
【0048】
図２に示すように、振動アセンブリ１１０の一端は、振動を受けるために、圧電アセンブリ１２０の振動出力端１２１に接続されてもよい。振動アセンブリ１１０の他端は、音声を出力することができる。例示的には、振動アセンブリ１１０は、１種以上の媒質（例えば、空気、ユーザの骨など）を介してユーザに音波を伝達することができ、それにより音響装置１００から出力された音声をユーザに聞かせる。
【0049】
圧電アセンブリ１２０は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気エネルギー変換装置として構成されてもよい。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、異なる駆動電圧に基づいて、異なる程度の変形を発生させることにより、振動することができる。圧電アセンブリ１２０の具体的な実施方式について、以下の図６、図１１Ａ～図１１Ｆ、図１２、及び図１３Ａ～図１３Ｆにおける関連説明を参照することができるため、ここでは、説明を省略する。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、シート状、環状、菱形、直方体形、円筒形、球形などの形状、又はそれらの任意の組み合わせであってもよく、他の不規則な形状であってもよい。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の材料は、圧電結晶、圧電セラミック、圧電ポリマーなどの圧電材料、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例では、圧電結晶は、水晶、閃亜鉛鉱、方ホウ石、電気石、紅亜鉛鉱、ＧａＡｓ、チタン酸バリウム及びその誘導体結晶、ＫＨ２ＰＯ４、ＮａＫＣ４Ｈ４Ｏ６・４Ｈ２Ｏ（ロッシェル塩）など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。圧電セラミックは、異なる材料の粉末間の固相反応と焼結により得られた微細結晶粒がランダムに集合して得られた圧電多結晶体である。いくつかの実施例では、圧電セラミック材料は、チタン酸バリウム（ＢＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸鉛バリウムリチウム（ＰＢＬＮ）、改質チタン酸鉛（ＰＴ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例では、圧電ポリマー材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含んでもよい。
【0050】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０に印加する駆動電圧の大きさを調整することにより、圧電アセンブリ１２０の振動の振幅を調整することができる。例えば、圧電アセンブリ１２０から出力される振動の振幅は、印加された電圧の大きさに関連し、両者の関係式は、式（１）であってもよい。
【0051】
【数1】
【0052】
ここで、Ｆは、圧電アセンブリ１２０から出力される振動幅であり、Ｖは、圧電アセンブリ１２０の駆動電圧であり、ｄは、圧電アセンブリ１２０の圧電定数であり、Ａは、圧電アセンブリ１２０の面積であり、ｔは、圧電アセンブリ１２０の厚さであり、ＳＥは、圧電アセンブリ１２０の弾性コンプライアンス定数である。式（１）によれば、圧電アセンブリ１２０から出力される振動幅は、圧電アセンブリ１２０の駆動電圧に正比例する。
【0053】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０に印加する駆動電圧の周波数の大きさを調整することにより、圧電アセンブリ１２０の振動周波数を調整してもよい。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０が発生させる振動は、さらに圧電材料の圧電定数に関連する。例えば、駆動電圧が同じである場合、圧電定数が大きいほど、圧電アセンブリ１２０により生成された変形が大きくなり、振動が強くなる。いくつかの実施例では、圧電定数の違いにより、圧電アセンブリ１２０に発生した変形の方向が違う。例えば、圧電アセンブリ１２０の圧電定数は、Ｄ３３定数又はＤ３１定数であってもよく、他の圧電定数であってもよい。ここで、Ｄ３３定数は、圧電アセンブリ１２０の電気的方向（すなわち、電界の方向）と力学的方向（すなわち、変形の方向）が同じであることを示し、Ｄ３１定数は、圧電アセンブリ１２０の変形が主に１つの方向に発生することを示す。
【0054】
図３は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０の回路概略図である。
【0055】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、容量特性を有する部品と見なすことができる。図３に示すように、圧電アセンブリ１２０は、容量値を有するコンデンサＣｐであってもよく、これに対応して、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスＺｐは、式（２）により決定することができる。
【0056】
【数2】
【0057】
ここで、Ｚｐは、圧電アセンブリ１２０の等価インピーダンス値であり、ωは、駆動電圧の角周波数であり、Ｃｐは、圧電アセンブリ１２０の等価容量値である。式（２）によれば、抵抗素子１３０が設けられていない場合、駆動電圧の角周波数ωの増加に伴い、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスＺｐが低下する。
【0058】
図４は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０のインピーダンス－周波数曲線概略図である。
【0059】
図４に示すように、曲線１は、圧電アセンブリ１２０のインピーダンス－周波数曲線である。曲線１によれば、駆動電圧の周波数の増加（例えば、１００Ｈｚから１ｋＨｚまで上昇する）に伴い、駆動電圧の角周波数ωも上昇するが、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスが低下する（例えば、インピーダンス値Ｚｐ１からインピーダンス値Ｚｐ２まで低下する）。
【0060】
さらに図３に示すように、抵抗素子１３０が直列接続されておらず、駆動電圧の電圧Ｖが変化しない場合、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスＺｐが低下することは、圧電アセンブリ１２０を流れる電流がそれに伴って増加することを引き起こすことができる。すなわち、駆動電圧の角周波数ωの増加に伴い、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスＺｐが低下し、圧電アセンブリ１２０を流れる電流が増加することを引き起こす。
【0061】
図５は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線概略図である。
【0062】
図５に示すように、曲線２は、圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線である。曲線２によれば、駆動電圧の周波数の増加（例えば、１ｋＨｚから１０ｋＨｚまで上昇する）に伴い、駆動電圧の角周波数ωも上昇し、圧電アセンブリ１２０を流れる電流が増加する（例えば、電流値Ｉ１から電流値Ｉ２まで上昇する）。ジュールの法則、すなわち、式（３）によれば、抵抗が一定である場合、電子デバイスの発熱出力Ｐは、電流Ｉの二乗に正比例する。
【0063】
【数3】
【0064】
したがって、抵抗素子１３０が直列接続されていない場合、駆動電圧の周波数の増加に伴い、圧電アセンブリ１２０の電流が増加し、圧電アセンブリ１２０は、駆動電圧の周波数が中高周波数（例えば、１ＫＨｚより大きい）の場合に発熱出力が徐々に増大し、それにより圧電アセンブリ１２０の動作温度が高く、深刻になればキュリー温度よりも高くなり、圧電アセンブリ１２０の圧電性を低下させて音響装置１００の正常な動作に影響を与える可能性もある。
【0065】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、梁構造（例えば、一端が音響装置に固定接続され、他端が自由に振動する梁構造であり、片持ち梁構造と見なすことができる）を有してもよい。いくつかの実施例では、片持ち梁構造の圧電アセンブリ１２０（以下、圧電梁と略称する）の固定端が電圧信号を受信することができ、圧電梁全体は、振動し、かつ、圧電梁上の任意の位置（例えば、自由端）により振動を振動アセンブリに伝達し、ユーザの耳で感知させる。ここで、圧電梁上の振動を出力する位置は、振動出力端と称する。いくつかの実施例では、振動出力端は、空気伝導音声を直接出力してもよく、いくつかの実施例では、振動出力端は、振動膜に接続されて空気伝導音声を直接出力してもよく、いくつかの実施例では、振動出力端は、振動伝達シートなどの構造に接続され、振動をユーザの皮膚、骨などの組織により聴覚神経に伝達し、骨伝導音声を出力してもよい。
【0066】
例示的には、図２に示すように、片持ち梁構造の固定端は、圧電アセンブリ１２０の駆動端１２２であってもよく、駆動端１２２は、駆動電圧を受けることができ、片持ち梁構造の自由端は、圧電アセンブリ１２０の振動出力端１２１であってもよく、振動出力端１２１は、振動を発生させ出力することができる。
【0067】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、互いに電気的に接続される少なくとも２つの圧電セラミックシートを含んでもよい。圧電セラミックシートは、シート状で、圧電特性を有する部品であってもよい。いくつかの実施例では、圧電セラミックシートは、駆動電圧の大きさ及び周波数に応じて機械的に変形することができる。例えば、圧電セラミックシートは、駆動電圧が正方向である場合に伸長し、駆動電圧が負方向である場合に収縮することができる。いくつかの実施例では、異なる圧電セラミックシートの分極方向は異なってもよく、それにより同じ駆動電圧の作用で発生した変形の方向が異なってもよい。例えば、駆動電圧が正方向である場合、圧電セラミックシートＡと圧電セラミックシートＢの分極方向が異なる時、圧電セラミックシートＡは伸長することができ、圧電セラミックシートＢは短縮することができる。いくつかの実施例では、異なる圧電セラミックシートの分極方向は同じであってもよく、それにより同じ駆動電圧の作用で発生した変形の方向が同じであってもよい。
【0068】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０は、層状構造であってもよい。いくつかの実施例では、少なくとも２つの圧電セラミックシートは、積層するように設けられてもよい。例えば、複数の圧電セラミックシートは、重ねて設けられ、かつ、それらの位置が空間的に対応する。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の振動は、圧電セラミックシートの層数に関連してもよい。例示的には、圧電セラミックシートの層数が多いほど、圧電アセンブリ１２０の振動幅が大きくなる。
【0069】
いくつかの実施例では、少なくとも２つの圧電セラミックシートが互いに電気的に接続された方式は、圧電セラミックシートの間の分極方向に関連してもよい。例えば、異なる層の圧電セラミックシートの分極方向が同方向である場合、複数の圧電セラミックシートは、異なる圧電セラミックシートの変形方向が異なるように、直列接続されてもよい。例えば、分極方向が同方向である２つの圧電セラミックシートは、積層されて直列接続されてもよく、かつ、２層の圧電セラミックシートの駆動電圧が逆方向であることで２層の圧電セラミックシートの変形方向が逆方向であり、それにより圧電アセンブリ１２０の変形強度を増大させ、さらに圧電アセンブリ１２０の振動幅を増加させることができる。
【0070】
いくつかの実施例では、異なる層の圧電セラミックシートの分極方向が逆方向である場合、複数の圧電セラミックシートは、異なる圧電セラミックシートの変形方向が異なるように、並列接続の形態で接続されてもよい。例えば、分極方向が逆方向である２つの圧電セラミックシートは、積層されて並列接続されてもよく、かつ、２層の圧電セラミックシートの駆動電圧が逆方向であることで２層の圧電セラミックシートの変形方向が逆方向であり、それにより圧電アセンブリ１２０の変形強度を増大させ、さらに圧電アセンブリ１２０の振動幅を増加させることができる。以下、並列接続された圧電セラミックシートの具体的な実施方式を説明するために、例示的な圧電アセンブリ１２０を提供する。
【0071】
図６は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０の概略構成図である。
【0072】
図６に示すように、圧電アセンブリ１２０は、積層して設けられた複数の圧電セラミックシート１２３を含んでもよい。いくつかの実施例では、複数の圧電セラミックシート１２３は、それぞれ圧電アセンブリ１２０の第１層、第２層、第３層及び第４層に設けられてもよい。第１層及び第２層の圧電セラミックシート１２３の極化方向は、第３層及び第４層の圧電セラミックシート１２３の極化方向と異なってもよく（すなわち、第１層と第２層の極化方向が同じであり、第３層と第４層の極化方向が同じである）、圧電アセンブリ１２０に駆動電圧が印加される場合、第１層及び第２層の変形方向は、第３層及び第４層の変形方向と逆であってもよく、それにより圧電アセンブリ１２０の振動幅を増加させる。
【0073】
いくつかの実施例では、正負電極は、それぞれ少なくとも２つの圧電セラミックシートの両端に設けられて、少なくとも２つの圧電セラミックシートが互いに並列接続され、それにより圧電セラミックシートに同じ駆動電圧を提供する。いくつかの実施例では、少なくとも２つの圧電セラミックシートは、圧電アセンブリ１２０の電極と交互に積層されてもよい。圧電アセンブリ１２０の正負電極は、圧電セラミックシートと互いに接触する面積を増大させ、駆動効率を向上させるために、複数の圧電セラミックシートの間に延伸してもよい。
【0074】
例示的には、図６に示すように、複数の圧電セラミックシート１２３の並列接続が実現されるように、正電極は、複数の圧電セラミックシート１２３の第１端１２３１に接触し、負電極は、複数の圧電セラミックシート１２３の第２端１２３２に接触する。正電極は、複数の圧電セラミックシート１２３の第１層と第２層との間に、第３層と第４層との間に設けられてもよい。負電極は、複数の圧電セラミックシート１２３の表面に、第２層と第３層との間に設けられてもよい。
【0075】
本明細書の実施例では、音響装置１００は、圧電アセンブリ１２０の逆圧電効果により振動して外部に音波を放出し、従来の動電型スピーカーと比較して、音響装置１００は、電気機械変換効率が高く、エネルギー消費が低く、体積が小さく、集積度が高いなどの利点を有する。なお、図６は、例に過ぎず、圧電アセンブリ１２０は、他の数の圧電セラミックシートを含み又は他の形態で電極に接続されてもよい。
【0076】
抵抗素子１３０は、抵抗特性を有するか又はバンドパス調整制御効果を実現できる任意の電気デバイスとして構成されてもよい。例えば、抵抗素子１３０は、抵抗性質を有する部品、材料、コーティング、接着剤などのデバイス、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。また例えば、抵抗素子１３０は、バンドパス調整制御効果を有する抵抗－コンデンサ（ＲＣ）フィルタ、例えば、直列接続形態のＲＣフィルタ、並列接続形態のＲＣフィルタ、直並列接続形態のＲＣフィルタ、カスケード又は多次元ＲＣフィルタ、パッシブ又はアクティブＲＣフィルタなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【0077】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に直列接続されて、振動アセンブリ１１０の振幅差を調整することができる。例えば、抵抗素子１３０は、直列接続分圧の原理により圧電アセンブリ１２０の両端の電圧又は帯域幅を調整制御することにより、振動アセンブリ１１０の高低周波数での振幅差を変化させる。
【0078】
図７は、本明細書のいくつかの実施例に係る抵抗素子１３０及び圧電アセンブリ１２０の回路概略図である。
【0079】
図７に示すように、抵抗素子１３０は、抵抗Ｒｔに等価することができ、圧電アセンブリ１２０は、コンデンサＣｐに等価することができ、抵抗Ｒｔは、コンデンサＣｐに直列接続することができ、駆動電圧Ｖは、同時に抵抗Ｒｔ及びコンデンサＣｐに電圧を提供することができる。駆動電圧Ｖの電圧が変化せず、駆動電圧Ｖの周波数が継続的に上昇する場合、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスが低下するため、抵抗素子１３０の両端の電圧が増加し、それにより圧電アセンブリ１２０の両端の電圧が低下する。
【0080】
図８は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０の電圧－周波数曲線概略図である。
【0081】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することにより、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧を調整することができる。図８に示すように、曲線３は、抵抗素子１３０が直列接続されていない（すなわち、抵抗値がＲ１＝０の抵抗素子１３０が直列接続された）場合、圧電アセンブリ１２０の電圧－周波数曲線であり、曲線４は、抵抗値がＲ２の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電圧－周波数曲線であり、曲線５は、抵抗値がＲ３の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電圧－周波数曲線であり、曲線６は、抵抗値がＲ４の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電圧－周波数曲線である。ここで、０＝Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４である。
【0082】
いくつかの実施例では、駆動電圧Ｖの周波数が低い（例えば、周波数１０Ｈｚ～１００Ｈｚ）場合、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスが大きいため、直列接続された抵抗素子１３０のインピーダンス全体に対する作用が明らかではなく、圧電アセンブリ１２０の電圧に対する影響が小さい。駆動電圧Ｖの周波数が中高周波数（例えば、周波数１ｋ～１０ｋＨｚ）に徐々に上昇する場合、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧が低下する。例えば、駆動電圧Ｖの周波数が１０ｋＨｚに上昇する場合、曲線３の圧電アセンブリ１２０の電圧がＵ３であり、曲線４の圧電アセンブリ１２０の電圧がＵ４であり、曲線５の圧電アセンブリ１２０の電圧がＵ５であり、曲線６の圧電アセンブリ１２０の電圧がＵ６であり、ここで、Ｕ３＞Ｕ４＞Ｕ５＞Ｕ６である。
【0083】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０の抵抗値の増加に伴い、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧が低下し始める周波数点は、徐々に上昇する。図８における曲線３～４に示すように、抵抗素子の抵抗値の増加に伴い、電圧が低下し始める周波数点は、徐々に上昇する。これに対応して、いくつかの実施例では、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することにより、音響装置１００の音響出力特性の調整制御を実現して、音響装置１００の周波数応答特性及び適用に対する需要を満たすことができる。
【0084】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に直列接続されることにより、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧又は帯域幅を調整制御し、振動アセンブリ１１０の周波数応答を変化させることができる。いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に直列接続され、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧を調整することにより、振動アセンブリ１１０の高低周波数での振幅差を変化させることができる。以下、抵抗素子１３０の具体的な実施方式を説明するために、例示的な振動アセンブリ１１０の周波数応答曲線を提供する。
【0085】
図９は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動アセンブリの周波数応答曲線の概略図である。図９に示すように、曲線７は、圧電アセンブリ１２０に抵抗素子１３０が直列接続されていない場合の振動アセンブリ１１０の周波数応答曲線であり、曲線８は、圧電アセンブリ１２０に抵抗素子１３０が直列接続される場合の振動アセンブリ１１０の周波数応答曲線である。いくつかの実施例では、抵抗素子１３０が直列接続される作用は、高周波数の出力を抑圧することにある。例えば、図９に示すように、抵抗素子１３０が直列接続された後、周波数応答曲線のピーク谷の位置が変化せず、低周波数の振幅に対する影響も大きくないが、ある周波数（例えば、６００Ｈｚ）から、周波数の増加に伴い、対応する周波数振幅の低下が多くなり、高低周波数曲線の振幅差の減少を示し、主観的な聴感上の「耳障り感」が緩和され、高低周波数でのバランスが改善される。図９に示すように、曲線８の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差Ｄ１は、曲線７の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差Ｄ２よりも小さい。いくつかの実施例では、上記差Ｄ２は、特定の閾値（例えば、３０ｄＢ、２０ｄＢ、１５ｄＢなど）を超えなくてもよい。本明細書の実施例は、抵抗素子１３０を設けて圧電アセンブリ１２０に直列接続されることにより、音響装置１００の全周波数帯での感度差を小さくし、それにより音響装置１００から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善する。
【0086】
いくつかの実施例では、駆動電圧Ｖの電圧が変化せず、駆動電圧Ｖの周波数が継続的に上昇する場合、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスが低下するため、直列接続された抵抗素子１３０により、圧電アセンブリ１２０の両端の電圧が低下し、圧電アセンブリ１２０を流れる電流が対応して低下する。また、ジュールの法則（式（３））により、圧電アセンブリ１２０の発熱出力が電流の二乗に正比例し、抵抗素子１３０が直列接続されていない場合と比べて、圧電アセンブリ１２０の発熱も対応して低下し、それによりデバイスの信頼性を向上させる。
【0087】
図１０は、本明細書のいくつかの実施例に係る圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線概略図である。
【0088】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０の抵抗値を調整して、圧電アセンブリ１２０を流れる電流を調整することにより、圧電アセンブリ１２０の発熱を調整し、温度に対する制御を実現することができる。図９に示すように、曲線９は、抵抗素子１３０が直列接続されていない（すなわち、抵抗値がＲ９＝０の抵抗素子１３０が直列接続された）場合、圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線であり、曲線１０は、抵抗値がＲ１０の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線であり、曲線１１は、抵抗値がＲ１１の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線であり、曲線１２は、抵抗値がＲ１２の抵抗素子１３０が直列接続された場合、圧電アセンブリ１２０の電流－周波数曲線である。ここで、０＝Ｒ９＜Ｒ１０＜Ｒ１１＜Ｒ１２である。
【0089】
駆動電圧Ｖの周波数が低い（例えば、周波数１０～１００Ｈｚ）場合、圧電アセンブリ１２０のインピーダンスが大きいため、直列接続された抵抗素子１３０のインピーダンス全体に対する作用が明らかではなく、圧電アセンブリ１２０を流れる電流に対する影響が小さい。駆動電圧Ｖの周波数が中高周波数（例えば、周波数１ｋ～１０ｋＨｚ）に徐々に上昇する場合、圧電アセンブリ１２０を流れる電流が低下する。駆動電圧の同じ周波数で、抵抗素子１３０の抵抗値の増加に伴い、圧電アセンブリ１２０を流れる電流が小さくなる。例えば、駆動電圧Ｖの周波数が１０ｋＨｚに上昇する場合、曲線９の圧電アセンブリ１２０の電流がＩ９であり、曲線１０の圧電アセンブリ１２０の電流がＩ１０であり、曲線１１の圧電アセンブリ１２０の電流がＩ１１であり、曲線１２の圧電アセンブリ１２０の電流がＩ１２であり、ここで、Ｉ９＞Ｉ１０＞Ｉ１１＞Ｉ１２である。
【0090】
いくつかの実施例では、直列接続する抵抗の大きさは、形成された音響装置１００の全体の周波数応答特性に基づいて決定することができる。例えば、圧電アセンブリ１２０の特性に基づいて、高周波振幅が大きいか又は上昇傾向を呈すると仮定し、主観的な聴音に基づいて、直列接続する必要がある抵抗素子１３０の大きさを決定することができる。例えば、圧電アセンブリ１２０の周波数応答曲線に基づいて、どの周波数閾値ｆｃから、周波数の増加に伴い、周波数が高いほど対応する振幅の低下が顕著になるという効果を達成するかを決定することができる。いくつかの実施例では、周波数閾値ｆｃは、具体的な圧電アセンブリ１２０の振動特性に基づいて決定されてもよい。
【0091】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の圧電シートの静電容量は、式（４）により決定されてもよい。
【0092】
【数4】
【0093】
ここで、εは、圧電シートの誘電率であり、Ｓは、電極面積であり、ｔは、正負電極間の距離である。圧電材料を変化させたことで、誘電率εが変化し、それにより静電容量が変化したと仮定すると、式（５）により、マッチングする抵抗を改めて設定する必要がある。電極の幾何学的寸法Ｓ及びｔを変化させれば、音響装置１００の振動特性が影響され、その周波数応答曲線及び主観的な聴音に基づいて、直列接続する抵抗の具体的な値を判定する必要がある。
【0094】
異なる容量値を有する圧電シートＣｐ１及びＣｐ２で構成された音響装置１００に対して、この２つの音響装置がいずれも周波数閾値ｆｃから周波数応答振幅が周波数の上昇に伴って低下するという効果を実現する必要があると仮定し、式（５）により、直列接続する必要がある抵抗素子Ｒ１及びＲ２を決定することができる。
【0095】
【数5】
【0096】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０の抵抗値は、一定の範囲（例えば、１Ω～１０００Ω、１００Ω～１０ｋΩなど）で、振動アセンブリ１１０の振動振幅を周波数閾値ｆｃ（例えば、１００Ｈｚ）から低下し始めさせることで、振動アセンブリ１１０の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにし、それにより音響装置１００の全周波数帯での感度差を小さくし、音響装置１００から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善することができる。同時に、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の発熱を低減して、圧電アセンブリ１２０の動作温度をキュリー温度より低くし、音響装置１００の正常な動作を確保することができる。例えば、６ｋＨｚの単一周波数の励起で、直列接続されていない上記圧電アセンブリ１２０の表面温度（例えば、２３６．９℃）が高く、そのキュリー温度（例えば、上記圧電アセンブリ１２０のキュリー温度が２９０℃である）に近づけることができる。励起時間が増加すると、上記圧電アセンブリ１２０の表面温度はそのキュリー温度を超え、上記圧電アセンブリの故障を引き起こす場合がある。一方、６ｋＨｚの単一周波数信号の励起で、上記抵抗素子１３０が直列接続された圧電アセンブリ１２０の表面温度は、明らかに低下する。いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の表面温度は、６ｋＨｚの単一周波数信号によって励起されてから５ｍｉｎ以内に、そのキュリー温度より低い状態にあることができる。
【0097】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、異なる接続方式で圧電アセンブリ１２０に直列接続されてもよい。以下、上記図６に示す圧電アセンブリを例として、抵抗素子１３０の具体的な実施方式を詳細に説明するために、いくつかの例示的な抵抗素子１３０と圧電アセンブリ１２０の接続方式をそれぞれ提供する。
【0098】
【0099】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の電極に接続されてもよい。いくつかの好ましい実施例では、図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の正極に直列接続されてもよい。これに対応して、駆動電圧は、抵抗素子１３０及び圧電アセンブリ１２０で構成された全体の両端に印加されてもよい。
【0100】
いくつかの好ましい実施例では、図１１Ｄ～図１１Ｆに示すように、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の負極に直列接続されてもよい。これに対応して、駆動電圧は、圧電アセンブリ１２０及び抵抗素子１３０で構成された全体の両端に印加されてもよい。いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、複数であってもよく、複数の抵抗素子１３０は、それぞれ圧電アセンブリ１２０の正極及び／又は負極に直列接続される。例えば、複数の抵抗素子１３０のうちの１つ以上は、圧電アセンブリ１２０の正極に直列接続され、残りの抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の負極に直列接続されてもよい。また例えば、上記複数の抵抗素子１３０は、全て圧電アセンブリ１２０の正極又は負極に直列接続されてもよい。
【0101】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、導線を介して圧電アセンブリ１２０の電極に接続されてもよい。図１１Ａに示すように、抵抗素子１３０は、一端が導線を介して圧電アセンブリ１２０の正極に接続され、他端が駆動電圧を受けてもよい。さらに、図１１Ｄに示すように、抵抗素子１３０は、一端が導線を介して圧電アセンブリ１２０の負極に接続され、他端が駆動電圧を受けてもよい。
【0102】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の電極に溶接されてもよい。いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の正極に溶接されてもよい。図１１Ｂ～図１１Ｃに示すように、抵抗素子１３０は、一端（図に示す溶接点）が導電性接着剤１３１により圧電アセンブリ１２０の正極に溶接され、圧電アセンブリ１２０に電気的に接続されてもよい。これに対応して、駆動電圧は、抵抗素子１３０及び圧電アセンブリ１２０で構成された全体の両端に印加されてもよい。
【0103】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の負極に溶接されてもよい。図１１Ｅ～図１１Ｆに示すように、抵抗素子１３０は、一端が導電性接着剤１３１により圧電アセンブリ１２０の負極に溶接され、圧電アセンブリ１２０に電気的に接続されてもよい。これに対応して、駆動電圧は、圧電アセンブリ１２０及び抵抗素子１３０で構成された全体の両端に印加されてもよい。
【0104】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０及び抵抗素子１３０に駆動電圧を印加するために、圧電アセンブリ１２０の正極と負極は、それぞれ圧電アセンブリ１２０の異なる側から引き出されてもよい。図１１Ａ～図１１Ｂ及び図１１Ｄ～図１１Ｅに示すように、圧電アセンブリ１２０は、正極が圧電アセンブリ１２０の第１側１２０１から引き出され、負極が圧電アセンブリ１２０の第２側１２０２から引き出されてもよい。
【0105】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０及び抵抗素子１３０の占める空間を節約するために、圧電アセンブリ１２０の正極及び負極は、圧電アセンブリ１２０の同一側から引き出されてもよい。図１１Ｃ及び図１１Ｆに示すように、圧電アセンブリ１２０は、正極及び負極がいずれも圧電アセンブリ１２０の第３側１２０３から引き出されてもよい。
【0106】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に直列接続された１つ以上の抵抗を含んでもよい。いくつかの実施例では、抵抗の数及び／又は抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０の大きさを調整することができる。
【0107】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に接続される導線を含んでもよい。導線は、圧電アセンブリ１２０が他のデバイスに電気的に接続される回路デバイスであってもよく、図１１Ａ及び図１１Ｄに示すように、導線は、抵抗素子１３０及び圧電アセンブリ１２０を接続することができる。いくつかの実施例では、導線は、圧電アセンブリ１２０と駆動電圧との間の導線、圧電アセンブリ１２０と抵抗との間の導線、圧電アセンブリ１２０と他のデバイスとの間の導線のうちの１つ又は複数の組み合わせを含んでもよい。
【0108】
いくつかの実施例では、導線の抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することができる。例えば、導線の形態、例えば、導線の断面積、長さ、迂回形状などのパラメータを調整して、導線の抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することができる。
【0109】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０に接続される導電性接着剤を含んでもよい。導電性接着剤は、圧電アセンブリ１２０が他のデバイスに電気的に接続された回路デバイスであってもよく、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｅ又は図１１Ｆに示すように、導電性接着剤１３１は、抵抗素子１３０及び圧電アセンブリ１２０を接続することができる。いくつかの実施例では、導電性接着剤の材料は、金属（例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル）、グラファイト、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリウレタンのうちの１つ又は複数の組み合わせを含んでもよく、他の導電性化合物を含んでもよい。いくつかの実施例では、導電性接着剤の材料及び使用量を調整して、導電性接着剤の抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することができる。
【0110】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、１つ以上の抵抗、圧電アセンブリ１２０を接続する導線、圧電アセンブリ１２０を接続する導電性接着剤のうちの１つ又は複数の組み合わせを含んでもよく、抵抗特性を有する他のデバイスを含んでもよい。いくつかの実施例では、抵抗素子１３０のうちの１つ以上のデバイスの抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０全体の抵抗値を調整してもよい。
【0111】
図１２は、本明細書のいくつかの実施例に係るプリント基板の概略構成図である。
【0112】
いくつかの実施例では、音響装置１００の体積を節約するために、抵抗素子１３０は、フレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣと略称する）に配置されてもよい。図１２に示すように、２つの抵抗Ｒｔは、それぞれ圧電アセンブリ１２０の正負電極に接続され、圧電アセンブリ１２０の電極から引き出された、フレキシブルプリント基板２００における導線に配置されてもよい。抵抗素子１３０は、抵抗Ｒｔ、導線及び導電性接着剤などを含んでもよく、抵抗素子１３０の抵抗値は、抵抗Ｒｔの抵抗値、導線の形態（例えば、断面積、長さ、迂回形状など）及び導電性接着剤の抵抗値に基づいて決定することができる。
【0113】
いくつかの実施例では、抵抗素子１３０は、圧電アセンブリ１２０の電極を含んでもよい。圧電アセンブリ１２０の正負電極及び圧電アセンブリ１２０の設置関係については、上記図６で示す関連内容を参照することができるため、ここでは、説明を省略する。
【0114】
いくつかの実施例では、電極が一定の抵抗性質も有するため、圧電アセンブリ１２０の電極の抵抗値を調整することにより、抵抗素子１３０全体の抵抗値を調整することができる。電極の抵抗値は、式（６）により決定することができる。
【0115】
【数6】
【0116】
ここで、Ｒｐは、電極の抵抗値であり、ρは、電極の抵抗率であり、Ｌは、電極の長さであり、Ｓは、電極の断面積である。いくつかの実施例では、電極の材料、形状、長さなどのパラメータを調整することにより、電極の抵抗値を調整することができる。
【0117】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の電極の少なくとも一部の材料は、銅、金、アルミニウム、タングステン、鉄、又は白金という材料のうちの１つであってもよく、抵抗率が適切な他の材料であってもよい。例えば、圧電アセンブリ１２０の電極における一部の材料を銀から銅に交換することにより、抵抗率が変化し、電極の抵抗値もそれに伴って変化し、それにより抵抗素子１３０の抵抗値を調整することができる。
【0118】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の電極の少なくとも一部の有効断面積が電極の輪郭断面積よりも小さくてもよく、それにより抵抗素子１３０の抵抗値を増大させて、圧電アセンブリ１２０の電圧及び発熱出力を調整する。ここで、電極の有効断面積は、電極が動作する時の実際に使用される断面積であり、輪郭断面積は、電極の最外縁の線で構成された断面積であってもよい。いくつかの実施例では、電極の少なくとも一部の有効断面積を輪郭断面積よりも小さいように制御することによって、電極の抵抗値を増加させて、抵抗素子１３０の抵抗値を調整することができる。いくつかの実施例では、電極の有効断面の形状を調整し、例えば、電極の断面を網状（例えば、格子形状は、三角形、四角形、多角形、円形、楕円形などの他の異形である）を呈するように制御することにより、電極の有効断面積を低減することができる。
【0119】
【0120】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の電極の少なくとも一部の断面は、網状構造又はＳ字形構造であってもよい。図１３Ａ～図１３Ｃに示すように、電極ａは、元の矩形電極であり、電極ｂ及び電極ｃは、網状電極であり、電極ｄは、Ｓ字形電極である。有効断面積は、灰色部分の面積であり、輪郭断面積は、矩形面積である。つまり、電極ａの有効断面積は、電極の輪郭断面積に等しい。電極ｂ及び電極ｃの有効断面積が網状を呈するため、有効断面積が輪郭断面積よりも小さい。電極ｄの有効断面積がＳ字形を呈するため、有効断面積が輪郭断面積よりも小さい。このようにして、同じ材料及び同じ長さの条件で、電極ｄの抵抗値は、電極ｂ及び電極ｃの抵抗値よりも大きく、電極ｂ及び電極ｃの抵抗値は、電極ａの抵抗値よりも大きい。
【0121】
いくつかの実施例では、圧電アセンブリ１２０の電極の局部断面積を変化させて、電極の抵抗値を変化させてもよい。例えば、図１３Ｄに示すように、矩形電極３１０及び３２０の引き出し部分の断面積を円形に減少させることにより、電極の抵抗値を変化させ、さらに抵抗素子１３０の抵抗値を変化させることができる。
【0122】
いくつかの実施例では、電極の長さを変化させることにより、圧電アセンブリ１２０の電極の抵抗値を調整して、抵抗素子１３０の抵抗値を調整してもよい。図１３Ｅに示すように、圧電アセンブリ１２０の正負電極の引き出し部分の長さを増加させることにより、電極の抵抗値を増加させ、さらに抵抗素子１３０の抵抗値を増加することができる。
【0123】
いくつかの実施例では、電極の厚さを変化させることにより、圧電アセンブリ１２０の電極の抵抗値を調整して、抵抗素子１３０の抵抗値を調整してもよい。図１３Ｆに示すように、図６に示す圧電アセンブリ１２０の電極の厚さと比べて、図１３Ｆに示す圧電アセンブリ１２０の電極の厚さが増加することにより、電極の抵抗値を増加させ、さらに抵抗素子１３０の抵抗値を増加させる。
【0124】
いくつかの実施例では、音響装置１００は、骨伝導音響装置であってもよい。これに対応して、振動アセンブリ１１０は、ユーザの人体組織にフィットして、振動アセンブリ１１０が発する音波をユーザの骨によりユーザの内耳に伝達し、音声を伝播することができる。いくつかの実施例では、音響装置１００は、電圧昇圧システムをさらに含んでもよい。上記電圧昇圧システムは、電源（例えば、バッテリー）から出力される電圧を向上させることができる。
【0125】
いくつかの実施例では、音響装置１００は、上記ハウジング及び人体を接続する接続部品をさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、接続部品は、ハウジングをユーザにフィットさせるウェアラブル装置であってもよい。例示的には、接続部品は、メガネフレームであり、ハウジングがメガネフレームのテンプルに設けられてもよく、ユーザがメガネフレームを装着している時、ハウジングが人体に接触することにより、音響装置１００は、ユーザに音声を伝達することができる。また例えば、接続部品は、ヘッドバンドであり、ハウジングがヘッドバンドの一端に設けられてもよく、ユーザがヘッドバンドを装着している時、ハウジングが人体に接触することにより、音響装置１００は、ユーザに音声を伝達することができる。
【0126】
本明細書の実施例による有益な効果は、以下の（１）～（２）を含むが、これらに限定されない。（１）抵抗素子を設けて圧電アセンブリに直列接続して分圧することにより、圧電アセンブリの両端の電圧を低下させ、それにより振動アセンブリが中高周波数帯域で振動する振幅を低下させ、全周波数帯の感度差を減少させ、音響装置から出力される音声の高低周波数でのバランスを改善することができる。（２）音響装置が中高周波数帯域にある場合、直列接続された抵抗素子は、さらに分圧の方式で、圧電アセンブリを流れる電流を低減することにより、圧電アセンブリにより生成される熱エネルギーを減少させ、温度制御という効果を達成し、音響装置の動作信頼性を向上させることができる。
【0127】
上記で基本概念を説明してきたが、当業者にとっては、上記詳細な開示は、単なる例として提示されているものに過ぎず、本明細書を限定するものではないことは明らかである。本明細書において明確に記載されていないが、当業者は、本明細書に対して様々な変更、改良及び修正を行うことができる。これらの変更、改良及び修正は、本明細書によって示唆されることが意図されているため、本明細書の例示的な実施例の精神及び範囲内にある。
【0128】
さらに、本明細書の実施例を説明するために、本明細書において特定の用語が使用されている。例えば、「１つの実施例」、「一実施例」、及び／又は「いくつかの実施例」は、本明細書の少なくとも１つの実施例に関連した特定の特徴、構造又は特性を意味する。したがって、本明細書の様々な部分における「一実施例」又は「１つの実施例」又は「１つの代替的な実施例」の２つ以上の言及は、必ずしもすべてが同一の実施例を指すとは限らないことを強調し、理解されたい。また、本明細書の１つ以上の実施例における特定の特徴、構造又は特性は、適切に組み合わせられてもよい。
【0129】
また、特許請求の範囲に明確に記載されていない限り、本明細書に記載の処理素子又はシーケンスの列挙した順序、英数字の使用、又は他の名称の使用は、本明細書の手順及び方法の順序を限定するものではない。上記開示において、発明の様々な有用な実施例であると現在考えられるものを様々な例を通して説明しているが、そのような詳細は、単に説明の目的のためであり、添付の特許請求の範囲は、開示される実施例に限定されないが、逆に、本明細書の実施例の趣旨及び範囲内にあるすべての修正及び等価な組み合わせをカバーするように意図されることを理解されたい。例えば、上述したシステムアセンブリは、ハードウェアデバイスにより実装されてもよいが、ソフトウェアのみのソリューション、例えば、既存のサーバ又はモバイルデバイスに説明されたシステムをインストールすることにより実装されてもよい。
【0130】
同様に、本明細書の実施例の前述の説明では、本明細書を簡略化して、１つ以上の発明の実施例への理解を助ける目的で、様々な特徴が１つの実施例、図面又はその説明にまとめられることがあることを理解されたい。しかしながら、このような開示方法は、特許請求される主題が各請求項で列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。実際に、実施例の特徴は、上記開示された単一の実施例のすべての特徴よりも少ない場合がある。
【0131】
いくつかの実施例では、成分及び属性の数を説明する数字が使用されており、このような実施例を説明するための数字は、いくつかの例において修飾語「約」、「ほぼ」又は「実質的」によって修飾されるものであることを理解されたい。特に明記しない限り、「約」、「ほぼ」又は「実質的」は、上記数字が±２０％の変動が許容されることを示す。よって、いくつかの実施例では、明細書及び特許請求の範囲において使用されている数値パラメータは、いずれも個別の実施例に必要な特性に応じて変化し得る近似値である。いくつかの実施例では、数値パラメータについては、規定された有効桁数を考慮すると共に、通常の丸め手法を適用するべきである。本明細書のいくつかの実施例では、その範囲を決定するための数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体的な実施例では、このような数値は可能な限り正確に設定される。
【0132】
本明細書において参照されているすべての特許、特許出願、公開特許公報、及び、論文、書籍、仕様書、刊行物、文書などの他の資料は、本明細書の内容と一致しないか又は矛盾する出願経過文書、及び（現在又は後に本明細書に関連する）本明細書の請求項の最も広い範囲に関して限定的な影響を有し得る文書を除いて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。なお、本明細書の添付資料における説明、定義、及び／又は用語の使用が本明細書に記載の内容と一致しないか又は矛盾する場合、本明細書における説明、定義、及び／又は用語の使用を優先するものとする。
【0133】
最後に、本明細書に記載の実施例は、単に本明細書の実施例の原理を説明するものであることを理解されたい。他の変形例も本明細書の範囲内にある可能性がある。したがって、限定するものではなく、例として、本明細書の実施例の代替構成は、本明細書の教示と一致するように見なされてもよい。よって、本明細書の実施例は、本明細書において明確に紹介して説明された実施例に限定されない。
【符号の説明】
【0134】
１００ 音響装置
１１０ 振動アセンブリ
１２０ 圧電アセンブリ
１２３ 圧電セラミックシート
１３０ 抵抗素子
１２３１ 第１端
１２３２ 第２端
１２０１ 第１側
１２０２ 第２側
１２０３ 第３側
１１０ 振動アセンブリ
１２０ 圧電アセンブリ
１２３ 圧電セラミックシート
１３０ 抵抗素子
１２３１ 第１端
１２３２ 第２端
１２０１ 第１側
１２０２ 第２側
１２０３ 第３側
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動電圧の作用で振動する圧電アセンブリと、前記圧電アセンブリに機械的に接続されて、前記振動を受け、音声を発生させる振動アセンブリと、
前記圧電アセンブリに直列接続されて前記振動アセンブリの周波数応答を変化させ、前記振動アセンブリの振動の１０ｋＨｚでの振幅と１ｋＨｚでの振幅との差が２０ｄＢを超えないようにする抵抗素子と、
を含む、音響装置。
【請求項2】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの正極に直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項3】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの正極に溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の音響装置。
【請求項4】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの負極に直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項5】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの負極に溶接されていることを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項6】
前記圧電アセンブリの正極及び負極は、前記圧電アセンブリの同一側から引き出されていることを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項7】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリに接続された導線を含むことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項8】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリに接続された導電性接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項9】
前記抵抗素子は、フレキシブルプリント基板に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項10】
前記抵抗素子は、前記圧電アセンブリの電極を含むことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項11】
前記圧電アセンブリの電極の少なくとも一部の有効断面積は、前記電極の輪郭断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載の音響装置。
【請求項12】
前記抵抗素子は、抵抗値が１Ω～１ｋΩであることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項13】
動作状態で、前記圧電アセンブリは、表面温度がそのキュリー温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項14】
前記振動アセンブリは、弾性素子と、
質量素子と、
を含み、
前記弾性素子は、前記弾性素子の一端が前記圧電アセンブリに接続されており、前記弾性素子の他端が前記質量素子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項15】
骨伝導音響装置であることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の音響装置。
【国際調査報告】