特表 2024-518213 振動装置

(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】2024-05-01

(54)【発明の名称】振動装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20240423BHJP

   B06B 1/06 20060101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

H04R17/00

B06B1/06 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023535922

(86)(22)【出願日】2022-04-07

(85)【翻訳文提出日】2023-06-13

(86)【国際出願番号】 CN2022085557

(87)【国際公開番号】W WO2023193186

(87)【国際公開日】2023-10-12

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

２．ＰＹＴＨＯＮ

３．ＶＩＳＵＡＬ ＢＡＳＩＣ

(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

【テーマコード（参考）】

5D004

5D107

【Ｆターム（参考）】

5D004AA03

5D004DD01

5D004FF08

5D107BB08

5D107CC02

5D107CD03

5D107DD03

5D107DD12

5D107FF10

(57)【要約】

本明細書の１つ又は複数の実施例は、振動装置に関する。該振動装置は、質量素子と、電気信号に基づいて振動を発生させるように構成された１つ又は複数の圧電素子と、少なくとも１つが前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子に接続された１つ又は複数の弾性素子とを含み、１つ又は複数の前記圧電素子は、環形構造を含み、電気信号に基づいて振動する方向が前記環形構造の軸線方向と平行であるように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量素子と、
電気信号に基づいて振動を発生させるように構成された１つ又は複数の圧電素子と、
少なくとも１つが前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子に接続された１つ又は複数の弾性素子と、
を含み、
１つ又は複数の前記圧電素子は、環形構造を含み、電気信号に基づいて振動する方向が前記環形構造の軸線方向に平行であるように構成される、振動装置。

【請求項2】

１つ又は複数の前記圧電素子は、軸線方向に沿った一端が固定された第１圧電素子を含み、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子の前記一端以外の位置に接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項3】

前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以内にある、請求項２に記載の振動装置。

【請求項4】

前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以外にある、請求項２に記載の振動装置。

【請求項5】

前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿って前記第１圧電素子から離れた側には、カバープレートが設置される、請求項４に記載の振動装置。

【請求項6】

前記質量素子と前記第１圧電素子とを接続する弾性素子は、複数であり、複数の前記弾性素子は、前記環形構造の周方向に沿って分布する、請求項２に記載の振動装置。

【請求項7】

複数の前記弾性素子は、前記第１圧電素子の軸線方向に垂直な同一の平面内に位置する、請求項６に記載の振動装置。

【請求項8】

複数の前記弾性素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、互いに垂直な少なくとも２つの対称軸を有する、請求項７に記載の振動装置。

【請求項9】

１つ又は複数の前記弾性素子の形状は、折れ線形、Ｓ字形、スプライン曲線形、円弧形及び直線形のうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の振動装置。

【請求項10】

１つ又は複数の前記弾性素子のそれぞれは、複数の湾曲部を有し、複数の前記湾曲部の湾曲方向が逆である、請求項９に記載の振動装置。

【請求項11】

１つ又は複数の前記弾性素子は、前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子にそれぞれ接続された第１螺旋構造及び第２螺旋構造を含み、前記第１螺旋構造及び前記第２螺旋構造は、軸線が同じであり、螺旋方向が逆である、請求項１に記載の振動装置。

【請求項12】

１つ又は複数の前記圧電素子は、第１環形構造を含む第１圧電素子と、第２環形構造を含む第２圧電素子とを含み、前記第２圧電素子は、前記第１環形構造の内側に設置される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項13】

前記第１圧電素子の前記軸線方向に沿った一端は、固定され、前記第２圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子の前記一端以外の位置に接続され、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第２圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以内にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される、請求項１２に記載の振動装置。

【請求項14】

前記第２圧電素子の前記軸線方向に沿った一端は、固定され、前記第１圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第２圧電素子の前記一端以外の位置に接続され、前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以外にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第１圧電素子に接続される、請求項１２に記載の振動装置。

【請求項15】

前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との前記軸線方向に沿った投影の間にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子に接続され、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される、請求項１２に記載の振動装置。

【請求項16】

前記第１圧電素子又は前記第２圧電素子は、前記軸線方向に沿った固定端を有する、請求項１５に記載の振動装置。

【請求項17】

１つ又は複数の前記弾性素子は、湾曲方向が逆である１つ又は複数の内環弾性素子及び１つ又は複数の外環弾性素子を含む、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の振動装置。

【請求項18】

前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子が受信した電気信号は、位相差を有する、請求項１２に記載の振動装置。

【請求項19】

前記位相差の範囲は、４５°～１８０°である、請求項１８に記載の振動装置。

【請求項20】

１つ又は複数の前記圧電素子は、少なくとも２つの第１圧電素子を含み、少なくとも２つの前記第１圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項21】

前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子により少なくとも２つの前記第１圧電素子にそれぞれ接続される、請求項２０に記載の振動装置。

【請求項22】

前記第１圧電素子の数は、２つであり、２つの前記第１圧電素子は、振動過程において軸線方向に沿った変位の変化が逆である、請求項２１に記載の振動装置。

【請求項23】

２つの前記第１圧電素子の接続面は、極性が同じであり、電位が逆である、請求項２２に記載の振動装置。

【請求項24】

２つの前記第１圧電素子の接続面は、極性が逆であり、電位が同じである、請求項２２に記載の振動装置。

【請求項25】

１つ又は複数の前記圧電素子は、少なくとも２つの第２圧電素子を含み、少なくとも２つの前記第２圧電素子の軸線は、少なくとも２つの前記第１圧電素子の軸線と重なり、少なくとも２つの前記第２圧電素子の軸線方向に沿った投影は、少なくとも２つの前記第１環形構造の軸線方向に沿った投影以内にあり、少なくとも２つの前記第２圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続される、請求項２０に記載の振動装置。

【請求項26】

少なくとも２つの前記第２圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第１圧電素子に接続される、請求項２５に記載の振動装置。

【請求項27】

前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第１圧電素子にそれぞれ接続され、或いは、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第２圧電素子にそれぞれ接続される、請求項２６に記載の振動装置。

【請求項28】

前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子により少なくとも２つの前記第１圧電素子及び少なくとも２つの前記第２圧電素子にそれぞれ接続される、請求項２５に記載の振動装置。

【請求項29】

前記振動装置は、電気信号に基づいて前記環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させるように構成された圧電ビームをさらに含み、前記圧電ビームは、前記質量素子に接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項30】

前記圧電ビームは、少なくとも１つの第１圧電シート及び少なくとも１つの第２圧電シートを含み、少なくとも１つの前記第１圧電シート及び少なくとも１つの前記第２圧電シートは、それぞれ前記圧電ビームの前記環形構造の軸線方向に沿った両側に設置され、少なくとも１つの前記第１圧電シート及び少なくとも１つの前記第２圧電シートは、分極方向が前記環形構造の軸線方向に沿って逆方向に設定される、請求項２９に記載の振動装置。

【請求項31】

前記質量素子は、第１質量素子及び第２質量素子を含み、前記第１質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記圧電ビームの中部に接続され、前記圧電ビームの両端にそれぞれ第２質量素子が接続される、請求項３０に記載の振動装置。

【請求項32】

１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つと前記質量素子は、共振して第１共振ピークが発生し、１つ又は複数の前記圧電素子は、共振して第２共振ピークが発生する、請求項１に記載の振動装置。

【請求項33】

前記第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚである、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項34】

前記第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～１０００Ｈｚである、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項35】

前記第２共振ピークの周波数範囲は、１０００Ｈｚ～５００００Ｈｚである、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項36】

前記第２共振ピークの周波数範囲は、１０００Ｈｚ～２００００Ｈｚである、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項37】

前記第２共振ピークの周波数範囲は、２０００Ｈｚ～１００００Ｈｚである、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項38】

前記第２共振ピークと前記第１共振ピークとの周波数比の範囲は、２０～２００である、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項39】

少なくとも２つの前記圧電素子が互いに接続されることにより、前記振動装置は、振動するときに、第３共振ピークが発生し、前記第３共振ピークの周波数は、前記第１共振ピークの周波数と前記第２共振ピークの周波数との間にある、請求項３２に記載の振動装置。

【請求項40】

２つの前記圧電素子は、少なくとも１つの前記弾性素子により接続されて二重環形構造を構成し、前記二重環形構造は、共振して前記第３共振ピークが発生する、請求項３９に記載の振動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、音響の技術分野に関し、特に振動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電式スピーカは、一般的に圧電セラミック材料の逆圧電効果により振動を発生させて外部に音波を放出するものである。従来の電磁式スピーカと比較して、圧電式スピーカは、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。現在のデバイスの小型化及び集積化の傾向で、圧電式スピーカは、極めて広い将来性を有する。しかし、従来の電磁式スピーカと比較して、圧電式スピーカは、圧電音響素子の低周波応答が悪いため、低周波音質が悪い。また、圧電式スピーカは、可聴帯域（例えば、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）内の振動モードが多いため、平らな周波数応答曲線を形成することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、可聴帯域内の振動モードを低減するとともに、低周波応答を向上させることができる振動装置を提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書の実施例に係る振動装置は、質量素子と、電気信号に基づいて振動を発生させるように構成された１つ又は複数の圧電素子と、少なくとも１つが前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子に接続された１つ又は複数の弾性素子とを含み、１つ又は複数の前記圧電素子は、環形構造を含み、電気信号に基づいて振動する方向が前記環形構造の軸線方向と平行であるように構成される。

【0005】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記圧電素子は、軸線方向に沿った一端が固定され、他端が１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記質量素子に接続された第１圧電素子を含む。

【0006】

いくつかの実施例において、前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以内にある。

【0007】

いくつかの実施例において、前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以外にある。

【0008】

いくつかの実施例において、前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿って前記第１圧電素子から離れた側には、カバープレートが設置される。

【0009】

いくつかの実施例において、前記質量素子及び前記第１圧電素子を接続する弾性素子は、複数であり、複数の前記弾性素子は、前記環形構造の周方向に沿って分布する。

【0010】

いくつかの実施例において、複数の前記弾性素子は、前記第１圧電素子の軸線方向に垂直な同一の平面内に位置する。

【0011】

いくつかの実施例において、複数の前記弾性素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、互いに垂直な少なくとも２つの対称軸を有する。

【0012】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記弾性素子の形状は、折れ線形、Ｓ字形、スプライン曲線形、円弧形及び直線形のうちの少なくとも１種を含む。

【0013】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記弾性素子のそれぞれは、複数の湾曲セグメントを有し、複数の前記湾曲セグメントの湾曲方向が逆である。

【0014】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記弾性素子は、前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子にそれぞれ接続された第１螺旋構造及び第２螺旋構造を含み、前記第１螺旋構造及び前記第２螺旋構造は、軸線が同じであり、螺旋方向が逆である。

【0015】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記圧電素子は、第１環形構造を含む第１圧電素子と、第２環形構造を含む第２圧電素子とを含み、前記第２圧電素子は、前記第１環形構造の内側に設置される。

【0016】

いくつかの実施例において、前記第１圧電素子は、前記軸線方向に沿った一端が固定され、他端が１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第２圧電素子に接続され、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第２圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以内にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される。

【0017】

いくつかの実施例において、前記第２圧電素子は、前記軸線方向に沿った一端が固定され、他端が１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子に接続され、前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以外にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第１圧電素子に接続される。

【0018】

いくつかの実施例において、前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との前記軸線方向に沿った投影の間にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子に接続され、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される。

【0019】

いくつかの実施例において、前記第１圧電素子又は前記第２圧電素子は、前記軸線方向に沿った固定端を有する。

【0020】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記弾性素子は、湾曲方向が逆である１つ又は複数の内環弾性素子及び１つ又は複数の外環弾性素子を含む。

【0021】

いくつかの実施例において、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子が受信した電気信号は、位相差を有する。

【0022】

いくつかの実施例において、前記位相差の範囲は、４５°～１８０°である。

【0023】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記圧電素子は、少なくとも２つの第１圧電素子を含み、少なくとも２つの前記第１圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続される。

【0024】

いくつかの実施例において、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子により少なくとも２つの前記第１圧電素子にそれぞれ接続される。

【0025】

いくつかの実施例において、前記第１圧電素子の数は、２つであり、２つの前記第１圧電素子は、振動過程において軸線方向に沿った変位の変化が逆である。

【0026】

いくつかの実施例において、２つの前記第１圧電素子の接続面は、極性が同じであり、電位が逆である。

【0027】

いくつかの実施例において、２つの前記第１圧電素子の接続面は、極性が逆であり、電位が同じである。

【0028】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記圧電素子は、少なくとも２つの第２圧電素子を含み、少なくとも２つの前記第２圧電素子の軸線は、少なくとも２つの前記第１圧電素子の軸線と重なり、少なくとも２つの前記第２圧電素子の軸線方向に沿った投影は、少なくとも２つの前記第１環形構造の軸線方向に沿った投影以内にあり、少なくとも２つの前記第２圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続される。

【0029】

いくつかの実施例において、少なくとも２つの前記第２圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第１圧電素子に接続される。

【0030】

いくつかの実施例において、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第１圧電素子にそれぞれ接続され、或いは、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより少なくとも２つの前記第２圧電素子にそれぞれ接続される。

【0031】

いくつかの実施例において、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子により少なくとも２つの前記第１圧電素子及び少なくとも２つの前記第２圧電素子にそれぞれ接続される。

【0032】

いくつかの実施例において、前記振動装置は、電気信号に基づいて前記環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させるように構成された圧電ビームをさらに含み、前記圧電ビームは、前記質量素子に接続される。

【0033】

いくつかの実施例において、前記圧電ビームは、少なくとも１つの第１圧電シート及び少なくとも１つの第２圧電シートを含み、少なくとも１つの前記第１圧電シート及び少なくとも１つの前記第２圧電シートは、それぞれ前記圧電ビームの前記環形構造の軸線方向に沿った両側に設置され、少なくとも１つの前記第１圧電シート及び少なくとも１つの前記第２圧電シートは、分極方向が前記環形構造の軸線方向に沿って逆方向に設定される。

【0034】

いくつかの実施例において、前記質量素子は、第１質量素子及び第２質量素子を含み、前記第１質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記圧電ビームの中部に接続され、前記圧電ビームの両端にそれぞれ第２質量素子が接続される。

【0035】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つと前記質量素子は、共振して第１共振ピークが発生し、１つ又は複数の前記圧電素子は、共振して第２共振ピークが発生する。

【0036】

いくつかの実施例において、前記第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚである。

【0037】

いくつかの実施例において、前記第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～１０００Ｈｚである。

【0038】

いくつかの実施例において、前記第２共振ピークの周波数範囲は、１０００Ｈｚ～５００００Ｈｚである。

【0039】

いくつかの実施例において、前記第２共振ピークの周波数範囲は、１０００Ｈｚ～２００００Ｈｚである。

【0040】

いくつかの実施例において、前記第２共振ピークの周波数範囲は、２０００Ｈｚ～１００００Ｈｚである。

【0041】

いくつかの実施例において、前記第２共振ピークと前記第１共振ピークとの周波数比の範囲は、２０～２００である。

【0042】

いくつかの実施例において、少なくとも２つの前記圧電素子が互いに接続されることにより、前記振動装置は、振動するときに、第３共振ピークが発生し、前記第３共振ピークの周波数は、前記第１共振ピークの周波数と前記第２共振ピークの周波数との間にある。

【0043】

いくつかの実施例において、２つの前記圧電素子は、少なくとも１つの前記弾性素子により接続されて二重環形構造を構成し、前記二重環形構造は、共振して前記第３共振ピークが発生する。

【0044】

例示的な実施例により本願をさらに説明し、これらの例示的な実施例を図面により詳細に説明する。これらの実施例は、限定的なものではなく、これらの実施例において、同じ番号は同じ構造を示す。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的なモジュール図である。

【図2】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図3】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図4A】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図4B】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図5】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図6】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図7】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図8】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図9】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図10】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図11】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図12】本明細書のいくつかの実施例に係る弾性素子の例示的な構造図である。

【図13A】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図13B】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図14A】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図14B】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図14C】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図14D】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図15A】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図15B】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図16】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な周波数応答曲線図である。

【図17】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図18】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図19】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図20A】本明細書のいくつかの実施例に係る第１圧電素子の例示的な回路図である。

【図20B】本明細書のいくつかの実施例に係る第１圧電素子の他の例示的な回路図である。

【図21】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図22】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。

【図23】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【図24】本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

本願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、本願の例又は実施例の一部に過ぎず、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願を他の類似するシナリオに適用することができる。言語環境から明らかではないか又は別に説明しない限り、図面において、同じ符号は、同じ構造又は操作を示す。

【0047】

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」は、異なるレベルの様々なアセンブリ、素子、部材、部分又は組立体を区別するための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。

【0048】

本願及び特許請求の範囲で使用されるように、文脈を通して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。一般的には、用語「含む」及び「含有」は、明確に特定されたステップ及び要素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、方法又は機器は、他のステップ又は要素を含む可能性がある。

【0049】

本願では、フローチャートを用いて本願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で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処理してもよく、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。

【0050】

本明細書の実施例に係る振動装置は、音響出力装置に適用されてもよい。音響出力装置は、骨伝導スピーカ、空気伝導スピーカ、骨伝導補聴器、空気伝導補聴器などを含んでもよいが、これらに限定されない。本明細書の実施例に係る振動装置は、圧電素子を含んでもよい。圧電素子は、逆圧電効果の作用で入力された電圧を変位に変換して出力することができるため、圧電素子により変位を出力する振動装置は、圧電式振動装置とも呼ばれる。圧電式振動装置内の圧電素子の動作モードは、一般的にｄ３３動作モード及びｄ３１動作モードを用いる。圧電素子は、ｄ３３動作モードで、分極方向が変位出力方向と同じである。圧電素子は、ｄ３１動作モードで、分極方向が変位出力方向と垂直である。圧電素子は、一般的に高い共振周波数を有するため、圧電式振動装置は、一般的に高周波出力を提供することができるが、圧電素子の低周波応答が悪く、可聴帯域内（例えば、２０Ｈｚ～２０ＫＨｚ）に一般的に多くの振動モードを有し、平らな周波数応答曲線を形成しにくいため、振動装置を音響出力装置に適用する場合に出力された音声音質に影響を与える。

【0051】

圧電式振動装置の低周波応答が悪く、可聴帯域の周波数範囲内のモードが多いという問題を解決するために、本明細書の実施例に係る振動装置は、質量素子及び弾性素子をさらに含み、弾性素子と質量素子との組み合わせ構造を利用して低周波数範囲（例えば、２０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内に第１共振ピークを構築するとともに、圧電素子を利用して高周波数範囲（例えば、１０００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内に第２共振ピークを構築することにより、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に平らな曲線を形成することができる。いくつかの実施例において、圧電素子は、ｄ３３動作モードを用いることができ、ｄ３３動作モードの圧電素子は、高い共振周波数を有し、圧電素子の可聴帯域の周波数範囲内での動作モードを低減することができ、異なる境界条件（例えば、固定接続境界を有するか又は固定接続境界を有さない）でのｄ３３動作モードの圧電素子を利用して、振動装置の高周波応答の損失を補償することもできる。

【0052】

図１は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的なモジュール図である。いくつかの実施例において、振動装置１００は、圧電素子１１０、質量素子１２０及び弾性素子１３０を含んでもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、弾性素子により圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、１つであってもよく、質量素子１２０は、１つの弾性素子１３０により圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、複数であってもよく、質量素子１２０は、１つ又は複数の弾性素子１３０により圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、１つであってもよく、複数であってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、１つの圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、それぞれ複数の圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、複数の圧電素子１１０は、互いに接続されてもよい。いくつかの実施例において、複数の圧電素子１１０は、直接接続されてもよい。いくつかの実施例において、複数の圧電素子１１０は、１つ又は複数の弾性素子１３０により接続されてもよい。

【0053】

圧電素子１１０は、圧電効果を有する部品であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、圧電セラミック、圧電ポリマーなどの、圧電効果を有する材料で構成されてもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、電気信号に基づいて振動を発生させるように構成されてもよい。例えば、圧電素子１１０に交流電気信号を印加する場合、圧電素子１１０は、往復変形して振動を発生させることができる。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、振動方向が分極方向と同じであってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、振動方向が分極方向と互いに垂直であってもよい。

【0054】

いくつかの実施例において、圧電素子１１０の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０の数が複数である場合、複数の圧電素子１１０は、弾性素子１３０により接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０により互いに接続された圧電素子１１０のうちのいずれか１つは、さらに、他の弾性素子１３０により質量素子１２０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、複数の圧電素子１１０は、複数の圧電素子１１０の振動方向に沿って一体に直列接続されてもよく、直列接続された圧電素子１１０は、弾性素子１３０により質量素子１２０に接続されてもよい。

【0055】

いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、単一環形構造であってもよく、単一環形構造は、圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影の形状が単一環形形状である構造を指す。例えば、圧電素子１１０の数が１つである場合、圧電素子１１０は、単一環形構造である。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、多重環形構造（例えば、二重環形構造、三重環形構造など）であってもよく、多重環形構造は、圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影の形状が多重環形形状である構造を指す。例えば、圧電素子１１０の数が２つである場合、２つの圧電素子１１０の環形構造は、異なる環形外径を有し、２つの圧電素子１１０は、１つ又は複数の弾性素子１３０により接続されてもよく、このとき、２つの圧電素子１１０とこれらの２つの圧電素子１１０を接続する弾性素子１３０とは、二重環形構造を構成する。環形構造（例えば、単一環形構造又は二重環形構造）を有する圧電素子は、高い共振周波数を有し、圧電素子の可聴帯域内でのモード数を低減することができ、構造設計（例えば、弾性素子及び質量素子を接続する）により低周波数ピークを構築した後、低周波数ピークと圧電素子の共振ピークとの間に平らな曲線を形成することができ、振動装置１００を音響出力装置に適用する場合、振動装置１００又は音響出力装置の出力音声の音質を向上させることができる。

【0056】

いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、単層環形構造であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、さらに二層環形構造であってもよい。例えば、１つ又は複数の圧電素子１１０は、少なくとも２つの圧電素子を含んでもよく、少なくとも２つの圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続されて二層環形構造を形成する。質量素子１２０は、１つ又は複数の弾性素子１３０により少なくとも２つの圧電素子にそれぞれ接続される。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、より多くの圧電素子により軸線方向に沿って互いに接続された多層環形構造であってもよい。

【0057】

いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、分極方向が変位出力方向と同じであってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０の変位出力端を振動端とすることにより、圧電素子１１０の分極方向が圧電素子１１０の振動方向と同じになり、理解されるように、圧電素子１１０は、電気信号の作用で圧電素子１１０の分極方向に沿って振動を発生させることができる。いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子１１０は、環形構造を含んでもよく、環形構造は、環形端面を有する柱状構造であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０の分極方向は、環形構造の軸線方向と平行であってもよく、電気信号の作用で、圧電素子１１０は、圧電素子１１０の環形構造の軸線方向に沿って振動を発生させることができる。環形構造の軸線は、柱状構造の２つの環形端面の幾何中心と、環形端面と平行な任意の断面の幾何中心とを結ぶ仮想線であってもよい。例えば、環形構造は、円環柱状構造である場合、軸線は、２つの円環端面の円心を結ぶ直線である。また例えば、環形構造は、台形環形柱状構造である場合、軸線は、２つの台形環形端面の幾何中心を結ぶ直線である。いくつかの実施例において、環形構造の軸線方向は、環形構造の環形表面と垂直である。いくつかの実施例において、環形構造の環形端面の形状は、円環形、楕円環形、曲線環形、多角環形などを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、圧電素子１１０の分極方向は、環形構造の軸線方向と平行であり、電気信号の作用で、圧電素子１１０は、圧電素子１１０の環形構造の軸線方向に沿って振動を発生させることができる。

【0058】

質量素子１２０は、一定の質量を有する素子であってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０を振動装置１００の振動板又は振動膜とすることにより、振動装置１００は、質量素子１２０により振動を出力することができる。いくつかの実施例において、質量素子１２０の材料は、金属材料であってもよく、非金属材料であってもよい。金属材料は、鋼材（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼など）、軽量合金（例えば、アルミニウム合金、ベリリウム銅、マグネシウム合金、チタン合金など）など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。非金属材料は、高分子材料、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維などを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、質量素子１２０の振動方向に沿った投影は、円形、環形、矩形、五角形、六角形などの規則及び／又は不規則な多角形であってもよい。

【0059】

いくつかの実施例において、質量素子１２０は、弾性素子１３０により圧電素子１１０に接続されてもよく、圧電素子１１０から出力された振動は、弾性素子１３０により質量素子１２０に伝達されてもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０とそれに接続された弾性素子１３０が共振することにより、振動装置１００が第１共振ピークを発生させることができる。第１共振ピークに対応する第１共振周波数の大きさは、質量素子１２０の質量と弾性素子１３０の弾性係数の影響を受ける。いくつかの実施例において、第１共振ピークの周波数（第１共振周波数とも呼ばれる）は、式（１）で表されてもよい。

【0060】

【数1】

【0061】

式中、ｆは、第１共振周波数を表し、ｍは、質量素子１２０の質量を表し、ｋは、弾性素子１２０の弾性係数を表す。式（１）から分かるように、質量素子１２０の質量及び／又は弾性素子１２０の弾性係数を調整することにより、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の大きさを調整して、第１共振ピークを所望の周波数範囲内にさせることができる。

【0062】

いくつかの実施例において、質量素子１２０は、弾性素子１３０により圧電素子１１０の内側に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０が電気信号に基づいて振動を発生させる場合、該振動は、弾性素子１３０により質量素子１２０に伝達されて、質量素子１２０は、圧電素子１１０の振動方向と平行な振動を発生させる。いくつかの実施例において、質量素子１２０のその振動方向に沿った投影は、圧電素子１１０のその振動方向に沿った投影以内にあってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、圧電素子１１０の内側に位置する場合、中実の柱状構造であってもよく、例えば、中実の円柱状構造である。他のいくつかの実施例において、質量素子１２０は、圧電素子１１０の内側に位置する場合、他の形状構造であってもよく、例えば、外径が圧電素子１１０の内径よりも小さい環形構造である。

【0063】

いくつかの実施例において、質量素子１２０は、圧電素子１１０の外側に位置してもよい。質量素子１２０は、圧電素子１１０の外側に位置する場合、形状が環形であってもよく、該環形の内径は、圧電素子１１０の環形構造の外径よりも大きくてもよいため、質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影は、圧電素子１１０のその軸線方向に沿った投影以外にあってもよい。

【0064】

いくつかの実施例において、質量素子１２０は、複数の圧電素子１１０の間に位置してもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、直径が異なる第１圧電素子及び第２圧電素子を含んでもよく、第２圧電素子は、第１圧電素子の内側に設置され、質量素子１２０は、第１圧電素子と第２圧電素子との間に位置する。いくつかの実施例において、質量素子１２０の形状は、環形であってもよく、質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子と第２圧電素子との圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影の間にあってもよい。

【0065】

いくつかの実施例において、質量素子１２０の形状が環形である場合、質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿って圧電素子１１０から離れた側には、カバープレートが設置されてもよい。カバープレートは、質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿って圧電素子１１０から離れた側を封止することができる。例えば、質量素子１２０の形状が円環形である場合、カバープレートは、円形構造であってもよく、カバープレートの周側は、質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿って圧電素子１１０から離れた側に接続される。質量素子１２０の圧電素子１１０の軸線方向に沿って圧電素子１１０から離れた側にカバープレートを設置することにより、カバープレートを振動板として振動信号を伝達することができる。いくつかの実施例において、振動装置１００を音響装置に適用する場合、カバープレートは、質量素子１２０と音響装置の他の構造、例えば、振動膜とを接続することにより、振動装置１００が質量素子１２０により振動膜を振動させるように駆動する。

【0066】

弾性素子１３０は、外部荷重の作用で弾性変形可能な素子であってもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、それに接続された質量素子１２０が良好な振動応答能力を有するように、高い弾性を有する（すなわち、弾性変形が発生しやすい）材料であってもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０の材質は、金属材料、高分子材料、ゴム系材料などのうちの１種又は複数種を含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、弾性素子１３０の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、１つの弾性素子１３０により圧電素子１１０に接続されてもよい。例えば、弾性素子１３０の形状は、環形であってもよく、質量素子１２０と圧電素子１１０とは、環形の弾性素子１３０により接続されてもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、複数の弾性素子１３０により圧電素子１１０に接続されてもよい。例えば、弾性素子１３０は、棒状構造を含んでもよく、複数の弾性素子１３０は、圧電素子１１０の円周に沿って分布するとともに質量素子１２０に接続される。

【0067】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、振動伝達シートであってもよい。弾性素子１３０が質量素子１２０及び圧電素子１１０を接続する場合、弾性素子１３０が、圧電素子１１０により発生した振動を質量素子１２０に伝達することにより、質量素子１２０は、振動を発生させることができる。いくつかの実施例において、振動装置１００の加工過程をより簡単で迅速にするように、弾性素子１３０は、振動伝達シートに設置された接続ロッドであってもよい。

【0068】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、単層構造であってもよく、単層構造は、１つ又は複数の弾性素子１３０が圧電素子１１０の軸線方向に垂直な同一の平面内に位置することを指す。いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、多層構造であってもよく、多層構造は、複数の弾性素子が圧電素子１１０の軸線方向に垂直な異なる平面内に位置することを指す。

【0069】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０の形状は、折れ線形、Ｓ字形、スプライン曲線形、円弧形及び直線形のうちの少なくとも１種を含んでもよいが、これらに限定されない。弾性素子１３０の形状は、振動装置１００の需要（例えば、第１共振ピークの位置、振動装置１００を加工する難易度など）に応じて設定されてもよい。

【0070】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、複数の湾曲セグメントを有してもよい。いくつかの実施例において、複数の湾曲セグメントの湾曲方向は、同じであってもよい。いくつかの実施例において、複数の湾曲セグメントの湾曲方向は、異なってもよい。いくつかの実施例において、複数の湾曲セグメントの湾曲方向は、逆であってもよい。例えば、弾性素子１３０の形状が折れ線形である場合、折れ線形は、第１湾曲セグメント及び第２湾曲セグメントを含んでもよく、第１湾曲セグメントの湾曲方向は、最初に第１方向に折り曲げられてもよく、第２湾曲セグメントの湾曲方向は、最初に第２方向に折り曲げられてもよく、第２方向は、第１方向とは逆方向に設定される。弾性素子の湾曲方向及びその設定に関するより多くの説明について、本明細書の図１２の関連説明を参照することができる。

【0071】

いくつかの実施例において、振動装置１００の振動過程において、弾性素子１３０は、湾曲形状を有するため、質量素子１２０にせん断応力を提供する可能性があり、複数の弾性素子１３０が質量素子１２０に提供するせん断応力の方向が同じである場合、質量素子１２０は、その中心軸を中心として回転する傾向が存在する可能性がある。該せん断応力は、弾性素子１３０が質量素子１２０（及び／又は圧電素子１１０）に提供され質量素子１２０の振動方向に垂直な任意の断面に接する応力であってもよく、該せん断応力により、質量素子１２０は、その中心軸を中心として回転する傾向が生じることができる。いくつかの実施例において、弾性素子１３０の湾曲方向が異なる湾曲セグメントは、弾性素子１３０に接続された質量素子１２０にカールが異なるせん断応力を提供することができる。カールは、せん断応力というベクトル場の回転特性を評価するためのベクトル演算子であってもよく、該ベクトル演算子の大きさは、せん断応力というベクトル場の回転程度を評価してもよく、該ベクトル演算子の方向は、せん断応力というベクトル場の回転方向を評価してもよい。カールの方向は、回転方向に基づいて、右手の法則を用いて判断されてもよく、例えば、質量素子１２０は、弾性素子１３０が提供するせん断応力を受けて回転（又は回転の傾向）を生成する場合、右手の法則に基づいて、４本の指の湾曲方向は、環形構造の回転（又は回転の傾向）方向と一致し、このときに親指の指向は、カールの方向である。いくつかの実施例において、弾性素子１３０の湾曲方向が逆である湾曲セグメントは、弾性素子１３０に接続された質量素子１２０にカールが逆であるせん断応力を提供することができる。カールが逆であるせん断応力を有する湾曲セグメントを設置することにより、該弾性素子１３０の異なる部分が質量素子１２０に提供するせん断応力を互いに相殺することができるため、該弾性素子１３０全体が質量素子１２０にせん断応力を提供せず、質量素子１２０に回転の傾向が存在することを回避する。

【0072】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０の数が複数である場合、隣接する弾性素子１３０の湾曲方向が異なる。いくつかの実施例において、弾性素子１３０の数が複数である場合、隣接する弾性素子１３０の湾曲方向が逆である。いくつかの実施例において、弾性素子１３０が単層構造である場合、複数の弾性素子１３０の圧電素子１１０の軸線方向に沿った投影が互いに垂直な２つの対称軸を有することにより、隣接する弾性素子１３０の湾曲方向が逆である。例えば、弾性素子１３０は、Ｘ字形を呈してもよく、Ｘ字形の弾性素子は、互いに垂直な２つの対称軸を有する。湾曲方向が逆である弾性素子１３０を設置することにより、湾曲方向が逆である複数の弾性素子１３０が質量素子１２０に提供するせん断応力のカール方向を逆にすることができるため、湾曲方向が逆である複数の弾性素子１３０が質量素子１２０に提供するせん断応力を互いに相殺することができ、さらに質量素子１２０に回転の傾向が存在することを回避する。

【0073】

いくつかの実施例において、弾性素子１３０が多層構造である場合、隣接する層の弾性素子１３０は、異なる湾曲方向を有してもよい。いくつかの実施例において、弾性素子１３０は、二層構造であってもよく、圧電素子１１０の軸線方向に垂直な異なる平面内に質量素子１２０及び１つ又は複数の圧電素子１１０にそれぞれ接続された第１螺旋構造及び第２螺旋構造を含んでもよい。いくつかの実施例において、第１螺旋構造及び第２螺旋構造は、軸線が同じであり、螺旋方向が逆であってもよい。螺旋方向が逆である第１螺旋構造及び第２螺旋構造を設置することにより、異なる層の弾性素子１３０が質量素子１２０に提供するせん断応力のカール方向を逆にすることができるため、異なる層の弾性素子１３０が質量素子１２０に提供するせん断応力を互いに相殺することができ、さらに質量素子１２０に回転の傾向が存在することを回避する。

【0074】

いくつかの実施例において、振動装置１００は、可聴帯域の周波数範囲内に少なくとも２つの共振ピークを形成することができる。いくつかの実施例において、１つ又は複数の弾性素子１３０のうちの少なくとも１つと質量素子１２０は、共振して第１共振ピークが発生することができ、１つ以上の圧電素子１１０は、共振して第２共振ピークが発生することができる。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する周波数（第１共振周波数とも呼ばれてもよい）は、低周波数範囲（例えば、２０００Ｈｚよりも小さい）内にあってもよく、第２共振ピークに対応する周波数（第２共振周波数とも呼ばれてもよい）は、中高周波数（例えば、１０００Ｈｚよりも大きい）範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数は、第１共振ピークに対応する第１共振周波数よりも高くてもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークと第１共振ピークとの間に共振谷が現れず、平らな曲線を形成することにより、振動装置１００の出力音声の音質を向上させることができる。

【0075】

いくつかの実施例において、式（１）から分かるように、質量素子１２０の質量及び／又は弾性素子１３０の弾性係数を調整することにより、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲を調整することができる。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲は、５０Ｈｚ～１５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲は、５０Ｈｚ～１０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲は、５０Ｈｚ～５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の周波数範囲は、５０Ｈｚ～２００Ｈｚであってもよい。

【0076】

いくつかの実施例において、圧電素子１１０の構造パラメータ（例えば、寸法、形状、質量、材質など）を調整することにより、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲を調整することができる。いくつかの実施例において、第２共振周波数は、圧電素子１１０の固有周波数であってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、１０００Ｈｚ～５００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、１０００Ｈｚ～４００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、１０００Ｈｚ～３００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、１０００Ｈｚ～２００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、１０００Ｈｚ～１００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、２０００Ｈｚ～１００００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の周波数範囲は、３０００Ｈｚ～１００００Ｈｚであってもよい。

【0077】

いくつかの実施例において、振動装置１００の周波数応答曲線が第１共振ピークと第２共振ピークとの間に広い範囲の平らな区間を有し、振動装置１００の低周波応答と出力音声の音質を保証するために、第２共振ピークに対応する第２共振周波数と第１共振ピークに対応する第１共振周波数との周波数比の範囲は、２０～２００であってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数と第１共振ピークに対応する第１共振周波数との周波数比の範囲は、３０～１８０であってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数と第１共振ピークに対応する第１共振周波数との周波数比の範囲は、４０～１６０であってもよい。いくつかの実施例において、第２共振ピークに対応する第２共振周波数と第１共振ピークに対応する第１共振周波数との周波数比の範囲は、５０～１５０であってもよい。

【0078】

いくつかの実施例において、振動装置１００は、振動するときに、第３共振ピークをさらに有してもよく、第３共振ピークに対応する周波数（第３共振周波数とも呼ばれてもよい）は、第１共振ピークに対応する第１共振周波数と第２共振ピークに対応する第２共振周波数との間にあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置１００は、二重環形構造を有してもよく、第３共振ピークは、二重環形構造の共振により発生してもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０は、二重環形構造であり、かつ質量素子１２０は、最も内側に位置する場合、内側の圧電素子（例えば、第２圧電素子）及び質量素子１２０（並びに内側の圧電素子及び質量素子１２０を接続する弾性素子１３０）は、全体の質量を構成してもよく、該全体の質量は、質量素子１２０の質量よりも大きい（すなわち、振動質量が増加する）ため、振動装置１００の低周波数ピークの共振周波数が低下し、振動装置１００の周波数応答曲線における第１共振ピークが低周波数に移行すると表現し、かつ二重環形構造を有する振動装置１００は、振動するときに、第１共振ピークと第２共振ピークとの間にある第３共振ピークが発生することもできる。いくつかの実施例において、第３共振ピークの形成は、高周波共振ピーク（例えば、第２共振ピーク）の位置に影響を与えず、また、高周波共振谷を高め、振動装置１００の高周波応答を向上させる。

【0079】

いくつかの実施例において、デバイスの小型化の需要を満たすために、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、６０ｍｍ以下である。振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、該投影の外輪郭のいずれか２点の距離のうちの最大値を指す。例えば、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大輪郭が円形である場合、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、該円形の直径である。また例えば、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大輪郭が楕円形である場合、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、該楕円形の長軸である。また例えば、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大輪郭が正方形である場合、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、該正方形の対角線である。いくつかの実施例において、質量素子１２０が振動装置１００の最外側に設置された場合、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、質量素子１２０の振動方向に沿った投影の最大寸法であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１１０が振動装置１００の最外側に設置された場合、振動装置１００の振動方向に沿った投影の最大寸法は、圧電素子１１０の振動方向に沿った投影の最大寸法であってもよい。

【0080】

いくつかの実施例において、振動装置１００は、質量素子１２０に直接的に接続されるか又は間接的に接続された圧電ビームを含んでもよい。例えば、圧電ビームは、質量素子１２０の圧電素子１１０から離れた側に位置するとともに質量素子１２０に直接的に接続されてもよい。また例えば、圧電ビームは、弾性素子１３０により質量素子１２０に間接的に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビームは、電気信号に基づいて圧電素子１１０の環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビームは、少なくとも１つの第１圧電シート及び少なくとも１つの第２圧電シートを含んでもよく、少なくとも１つの第１圧電シート及び少なくとも１つの第２圧電シートは、それぞれ圧電ビームの圧電素子１１０の環形構造の軸線方向に沿った両側に設置される。いくつかの実施例において、少なくとも１つの第１圧電シート及び少なくとも１つの第２圧電シートは、分極方向が環形構造の軸線方向に沿って逆方向に設定されてもよい。すなわち、圧電素子１１０の環形構造の軸線方向において、第１圧電シートと第２圧電シートは、分極方向が逆である。いくつかの実施例において、第１圧電シートと第２圧電シートは、変位出力方向が分極方向と垂直であってもよい。いくつかの実施例において、第１圧電シートと第２圧電シートは、分極方向が逆であるため、同じ方向の電圧信号が同時に印加されるとき、方向が逆である変位が発生することにより、圧電ビームは、振動を発生させることができる。例えば、第１圧電シートは、環形構造に垂直な軸線方向に沿って収縮することができ、第２圧電シートは、環形構造に垂直な軸線方向に沿って伸長することができるため、圧電ビームは、環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させることができる。

【0081】

いくつかの実施例において、質量素子１２０は、第１質量素子及び第２質量素子を含んでもよく、第１質量素子は、１つ又は複数の弾性素子１３０のうちの少なくとも１つにより圧電ビームの中部に接続されてもよい。いくつかの実施例において、第１質量素子は、弾性素子１３０により１つ又は複数の圧電素子１１０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビームの両端にそれぞれ第２質量素子が接続されてもよい。いくつかの実施例において、第１質量素子は、１つ又は複数の弾性素子１３０のうちの少なくとも１つにより圧電ビームの他の位置（例えば、圧電ビームの端部に近接する位置）に接続されてもよい。いくつかの実施例において、振動装置１００の振動は、圧電ビームの端部にある第２質量素子により出力することができる。いくつかの実施例において、振動装置１００の振動は、第１質量素子により出力することもできる。

【0082】

図２は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図２に示すように、振動装置２００は、１つ又は複数の圧電素子２１０、質量素子２２０及び１つ又は複数の弾性素子２３０を含んでもよい。１つ又は複数の弾性素子２３０のうちの少なくとも１つは、質量素子２２０及び圧電素子２１０を接続してもよい。

【0083】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子２１０は、第１圧電素子２１１を含んでもよく、第１圧電素子２１１は、環形構造であってもよく、軸線方向に沿った一端が固定され（固定端とも呼ばれる）、質量素子２２０は、弾性素子２３０により第１圧電素子２１１のこの一端以外の他の位置に接続される。本明細書の実施例において、圧電素子（例えば、第１圧電素子、第２圧電素子など）の一端は、該圧電素子の環形構造における１つの環形端面から、環形構造の軸線方向に沿って一定の厚さ（例えば、環形構造の総厚さの０．１％、５％又は０．１％～３０％を占める範囲内の任意の厚さ）を有する全ての領域を指す。例えば、第１圧電素子２１１の軸線方向に沿った一端の固定は、第１圧電素子２１１の１つの環形端面の固定であってもよい。また例えば、第１圧電素子２１１の軸線方向に沿った一端の固定は、第１圧電素子２１１の１つの環形端面の近傍にある、一定の厚さ領域の環形構造の内側面及び／又は外側面の固定であってもよい。いくつかの実施例において、弾性素子２３０は、固定端の環形端面に対向する他の環形端面に接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子２３０は、環形構造の内側面に接続されてもよく、かつ内側面での接続位置は、固定端の領域に属しない。

【0084】

いくつかの実施例において、質量素子２２０は、第１圧電素子２１１の内側に位置してもよく、質量素子２２０の第１圧電素子２１１の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子２１１の軸線方向に沿った投影以内にある。圧電素子２１０、弾性素子２３０及び質量素子２２０は、圧電素子２１０の軸線方向に沿った投影が外側から内側へ順に配置される。いくつかの実施例において、質量素子２２０は、第１圧電素子２１１の内側に位置する場合、形状が柱状（図２に示す）、環形などであってもよい。

【0085】

いくつかの実施例において、質量素子２２０及び第１圧電素子２１１を接続する弾性素子２３０は、複数であってもよく、複数の弾性素子２３０は、環形構造の周方向に沿って分布してもよい。いくつかの実施例において、弾性素子２３０の一端は、質量素子２２０の軸線方向に沿ったいずれか１つの表面（例えば、圧電素子２１０に近接する表面）に接続されてもよい。他の実施例において、弾性素子２３０の一端は、質量素子２２０の周側面に接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子２３０の他端は、圧電素子２１０の非固定端のいずれか１つの表面に接続されてもよい。例えば、いくつかの実施例において、弾性素子２３０の他端は、圧電素子２１０の質量素子２２０に近接する環形端面に接続されてもよい。また例えば、いくつかの実施例において、弾性素子２３０の他端は、圧電素子２１０の内周側面に接続されてもよい。弾性素子２３０と質量素子２２０及び／又は圧電素子２１０との接続位置は、振動装置２００の構造の実現可能性に応じて設定されてもよい。

【0086】

いくつかの実施例において、質量素子２２０と弾性素子２３０は、共振して第１共振ピークが発生することができ、第１圧電素子２１１は、共振して第２共振ピークが発生することができる。第１共振ピークの位置、すなわち、第１共振ピークに対応する第１共振周波数の大きさは、質量素子２２０の質量と弾性素子２３０の弾性係数により決定されてもよい。第２共振ピークの位置、すなわち、第２共振ピークに対応する第２共振周波数の大きさは、圧電素子２１０の構造パラメータ（例えば、寸法）により決定されてもよい。

【0087】

図３は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置２００の周波数応答曲線図である。図３に示すように、横軸は、振動装置２００の共振周波数を表し、単位がＨｚであり、縦軸は、振動装置２００の加速度出力強度を表し、単位がｄＢである。いくつかの実施例において、図３に示すように、振動装置２００は、可聴帯域（例えば、２０Ｈｚ～２０ＫＨｚ）の周波数範囲内に少なくとも２つの共振ピークを形成することができ、第１共振ピーク３１０は、質量素子２２０と弾性素子２３０の共振により発生するものであってもよく、第２共振ピーク３２０は、圧電素子２１０の共振により発生するものであってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第１共振ピーク３１０の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第１共振ピーク３１０の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～５００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第１共振ピーク３１０の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～３００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第１共振ピーク３１０の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～２００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第１共振ピーク３１０の周波数ｆ１の範囲は、１００Ｈｚ～２００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、１０００Ｈｚ～２００００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、２０００Ｈｚ～１００００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、２０００Ｈｚ～８０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、２０００Ｈｚ～７０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、３０００Ｈｚ～７０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、４０００Ｈｚ～７０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置２００の第２共振ピーク３２０の周波数ｆ２の範囲は、５０００Ｈｚ～７０００Ｈｚにあってもよい。第１共振ピーク３１０と第２共振ピーク３２０との間の周波数応答曲線は、平らであってもよく、第１共振周波数ｆ１と第２共振周波数ｆ２との間の周波数範囲内に、振動装置２００は、高い出力応答能力を有し、振動装置２００を音響出力装置に適用する場合、音質が高い音声を出力することができる。

【0088】

図４Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。いくつかの実施例において、図４Ａに示すように、質量素子４２０は、第１圧電素子４１１の外側に位置してもよく、質量素子４２０の第１圧電素子４１１の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子４１１の軸線方向に沿った投影以外にあり、質量素子４２０と第１圧電素子４１１とは、弾性素子４３０により接続される。第１圧電素子４１１、弾性素子４３０及び質量素子４２０は、第１圧電素子４１１の軸線方向に沿った投影が内側から外側へ順に配置される。いくつかの実施例において、質量素子４２０が第１圧電素子４１１の外側に位置する場合、質量素子４２０の形状は、環形であってもよい。

【0089】

いくつかの実施例において、質量素子４２０が第１圧電素子４１１の外側に位置する場合、質量素子４２０の第１圧電素子４１１の軸線方向に沿って第１圧電素子４１１から離れた側にカバープレートが設置されてもよい。カバープレートは、質量素子４２０の第１圧電素子４１１の軸線方向に沿って第１圧電素子４１１から離れた側を封止することができる。例えば、カバープレートは、円形構造であってもよく、カバープレートの周側は、質量素子４２０の第１圧電素子４１１の軸線方向に沿って第１圧電素子４１１から離れた側に位置合わせて設置されるとともに緊密に接続される。質量素子４２０の第１圧電素子４１１の軸線方向に沿って第１圧電素子４１１から離れた側にカバープレートを設置することにより、カバープレートを振動板として振動信号を伝達することができる。カバープレートは、質量素子４２０と振動装置４００の他の構造、例えば、振動膜とを接続することもできる。

【0090】

図４Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。質量素子４２０が第１圧電素子４１１の外側に位置する場合、振動装置４００の周波数応答曲線図は、図４Ｂに示すとおりである。いくつかの実施例において、振動装置４００の第１共振ピーク４０１の周波数ｆ１（第１共振周波数とも呼ばれる）の範囲は、５０Ｈｚ～４０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第１共振ピーク４０１の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～５００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第１共振ピーク４０１の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～３００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第１共振ピーク４０１の周波数ｆ１の範囲は、５０Ｈｚ～２００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第１共振ピーク４０１の周波数ｆ１の範囲は、１００Ｈｚ～２００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第２共振ピーク４０２の周波数ｆ２（第２共振周波数とも呼ばれる）の範囲は、１０００Ｈｚ～４００００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第２共振ピーク４０２の周波数ｆ２の範囲は、４０００Ｈｚ～１００００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第２共振ピーク４０２の周波数ｆ２の範囲は、４０００Ｈｚ～８０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第２共振ピーク４０２の周波数ｆ２の範囲は、４０００Ｈｚ～７０００Ｈｚにあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置４００の第２共振ピーク４０２の周波数ｆ２の範囲は、４０００Ｈｚ～６０００Ｈｚにあってもよい。

【0091】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子は、第１圧電素子を含むだけでなく、第２圧電素子を含んでもよく、第２圧電素子は、第１圧電素子の内側に設置されてもよい。いくつかの実施例において、第１圧電素子は、第１環形構造を含んでもよく、第２圧電素子は、第２環形構造を含んでもよく、第２圧電素子は、第１環形構造の内側に設置される。

【0092】

図５は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図５に示すように、振動装置５００は、１つ又は複数の圧電素子５１０、質量素子５２０及び１つ又は複数の弾性素子５３０を含んでもよい。１つ又は複数の弾性素子５３０のうちの少なくとも１つは、質量素子５２０及び圧電素子５１０を接続してもよい。

【0093】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子５１０は、第１環形構造を含む第１圧電素子５１１と、第２環形構造を含む第２圧電素子５１２とを含んでもよく、第２圧電素子５１２は、第１環形構造の内側に設置される。いくつかの実施例において、第１圧電素子５１１の軸線方向に沿った一端（例えば、質量素子５２０から離れた端）は、固定されてもよく、第２圧電素子５１２は、１つ又は複数の弾性素子５３０のうちの少なくとも１つにより第１圧電素子５１１の固定端以外の他の位置に接続され、質量素子５２０の軸線方向に沿った投影は、第２圧電素子５１２の軸線方向に沿った投影以内にあり、質量素子５２０は、１つ又は複数の弾性素子５３０のうちの少なくとももう１つにより第２圧電素子５１２に接続される。いくつかの実施例において、弾性素子５３０は、第１弾性素子５３１及び第２弾性素子５３２を含んでもよい。第１弾性素子５３１は、第１圧電素子５１１と第２圧電素子５１２との間に位置し、第１圧電素子５１１と第２圧電素子５１２とは、第１弾性素子５３１により接続される。第２弾性素子５３２は、第２圧電素子５１２と質量素子５２０との間に位置し、第２圧電素子５１２と質量素子５２０とは、第２弾性素子５３２により接続される。

【0094】

いくつかの実施例において、振動装置５００に第２圧電素子５１２を設置することにより、第２圧電素子５１２及び質量素子５２０（並びに第２圧電素子５１２及び質量素子５２０を接続する弾性素子）は、全体の質量を構成してもよく、該全体の質量が該全体の質量及び第１圧電素子５１１を接続する弾性素子と共振する場合、該全体の質量が質量素子の質量よりも大きいため、振動装置５００の第１共振ピークが低周波数に移行し、かつ振動装置５００は、振動するときに、二重環形構造の共振により、第１共振ピークと第２共振ピークとの間にある第３共振ピークが発生することもでき、振動装置５００の周波数応答曲線において、第１共振ピークと第２共振ピークとの間の位置に他の共振ピーク、すなわち、第３共振ピークを追加形成すると表現することができる。いくつかの実施例において、第３共振ピークに対応する第３共振周波数は、第１共振ピークに対応する第１共振周波数と第２共振ピークに対応する第２共振周波数との間にあってもよい。

【0095】

いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～１０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置７００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～３００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～２００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～１００Ｈｚであってもよい。

【0096】

図６は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置５００の周波数応答曲線図である。曲線６１０は、第１圧電素子のみが設置された振動装置の周波数応答曲線を表してもよく、曲線６２０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が設置され、かつ第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が０°である振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線６１０及び曲線６２０を比較して分かるように、振動装置に第２圧電素子が追加設置された場合、振動装置の周波数応答曲線６２０において第１共振ピーク６０１と第２共振ピーク６０２を形成するだけでなく、他の共振ピーク、すなわち、第３共振ピーク６０３を追加形成することができる。いくつかの実施例において、振動装置に第２圧電素子が追加設置された場合、振動装置の周波数応答曲線６２０において第３共振ピーク６０３を形成するとともに、第１共振ピーク６０１と第３共振ピーク６０３との間に共振谷６０４を形成することができる。共振谷６０４は、第１圧電素子と第２圧電素子の共振谷６０４の周波数位置での振動出力方向が逆であるため、振動出力が相殺されることにより形成されたものである。いくつかの実施例において、共振谷６０４の位置は、第１圧電素子及び第２圧電素子の形状寸法と弾性素子の形状に関連する。いくつかの実施例において、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相を調整することにより、共振谷６０４を埋めてもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波感度は、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相差の増加に伴って増大してもよい。第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相差は、振動装置の高周波特性にほとんど影響を与えない。

【0097】

続いて図６に示すように、曲線６３０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が４５°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表し、曲線６４０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が９０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表し、曲線６５０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が１３５°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表す。曲線６３０、曲線６４０及び曲線６５０を比較して分かるように、他のパラメータが同じである場合、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が大きいほど、第１共振ピークと第３共振ピークとの間に形成された共振谷が浅くなり、振動装置の低周波応答がよくなる。

【0098】

いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、４５°～１８０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、６０°～１８０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、８０°～１８０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、１００°～１８０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、４５°～１２０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波応答を保証するために、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差は、４５°～９０°であってもよい。

【0099】

いくつかの実施例において、振動装置は、第１圧電素子及び第２圧電素子を含む場合、質量素子は、第１圧電素子の外側に位置してもよい。図７は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図７に示すように、１つ又は複数の圧電素子７１０は、第１環形構造を含む第１圧電素子７１１と、第２環形構造を含む第２圧電素子７１２とを含んでもよく、第２圧電素子７１２は、第１環形構造の内側に設置される。いくつかの実施例において、第２圧電素子７１２の環形構造の軸線方向に沿った一端は、固定されてもよく、第１圧電素子７１１は、１つ又は複数の弾性素子７３０のうちの少なくとも１つ（例えば、第２弾性素子７３２）により第２圧電素子７１２の固定端以外の他の位置に接続され、質量素子７２０の形状は、環形であってもよく、質量素子７２０の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子７１１の軸線方向に沿った投影以外にあり、質量素子７２０は、１つ又は複数の弾性素子７３０のうちの少なくとももう１つ（例えば、第１弾性素子７３１）により第１圧電素子７１１に接続される。

【0100】

いくつかの実施例において、振動装置７００は、第１圧電素子７１１及び第２圧電素子７１２を含み、かつ質量素子７２０が第１圧電素子７１１の外側に位置する場合、質量素子７２０の第１圧電素子７１１の軸線方向に沿って第１圧電素子７１１から離れた側にカバープレートが設置されてもよい。

【0101】

いくつかの実施例において、第１圧電素子７１１及び質量素子７２０（並びに第１圧電素子７１１及び質量素子７２０を接続する弾性素子）は、全体の質量を構成してもよく、該全体の質量が該全体の質量及び第２圧電素子７１２を接続する弾性素子と共振する場合、振動装置７００の第１共振ピークが低周波数に移行することができ、かつ振動装置７００の二重環形構造の共振により、第１共振ピークと第２共振ピークとの間にある第３共振ピークが発生することもできる。いくつかの実施例において、二重環形構造を有する振動装置７００の第１共振ピークの周波数範囲は、振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲と類似することができ、ここで説明を省略する。

【0102】

図８は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置７００の周波数応答曲線図である。曲線８１０は、第１圧電素子のみが設置された振動装置の周波数応答曲線を表してもよく、曲線８２０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が設置され、かつ第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が０°である振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線８１０及び曲線８２０を比較して分かるように、振動装置に第２圧電素子が追加設置された場合、振動装置の周波数応答曲線８２０において第１共振ピーク８０１と第２共振ピーク８０２を形成するだけでなく、第３共振ピーク８０３を追加形成することができる。いくつかの実施例において、振動装置に第２圧電素子が追加設置された場合、振動装置の周波数応答曲線８２０において第３共振ピーク８０３を形成するとともに、第１共振ピーク８０１と第３共振ピーク８０３との間に共振谷８０４を形成することができる。共振谷８０４は、第１圧電素子と第２圧電素子の共振谷８０４に対応する周波数位置での振動出力方向が逆であるため、振動出力が相殺されることにより形成されたものである。いくつかの実施例において、共振谷８０４の位置は、第１圧電素子及び第２圧電素子の形状寸法と弾性素子の形状に関連する。いくつかの実施例において、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相を調整することにより、共振谷８０４を埋めてもよい。いくつかの実施例において、振動装置の低周波感度は、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相差の増加に伴って増大してもよい。第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相差は、振動装置の高周波特性にほとんど影響を与えない。

【0103】

いくつかの実施例において、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号に位相差が存在してもよく、位相差の存在により、共振谷８０４の振幅値に影響を与える。続いて図８に示すように、曲線８３０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が４５°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表し、曲線８４０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が９０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表し、曲線８５０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が１３５°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表す。曲線８３０、曲線８４０及び曲線８５０を比較して分かるように、他のパラメータが同じである場合、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が大きいほど、第１共振ピークと第３共振ピークとの間に形成された共振谷が浅くなり、振動装置の低周波応答がよくなる。いくつかの実施例において、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差の具体的な設定範囲について、本明細書の他の箇所の説明を参照することができる。

【0104】

いくつかの実施例において、振動装置は、第１圧電素子及び第２圧電素子を含む場合、質量素子は、第１圧電素子と第２圧電素子との間に位置してもよい。図９は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図９に示すように、いくつかの実施例において、質量素子９２０の形状は、環形であってもよく、質量素子９２０は、第１圧電素子９１１の第１環形構造と第２圧電素子９１２の第２環形構造との間に位置する。質量素子９２０の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子９１１と第２圧電素子９１２との軸線方向に沿った投影の間にある。質量素子９２０は、１つ又は複数の弾性素子９３０のうちの少なくとも１つ（例えば、第１弾性素子９３１）により第１圧電素子９１１に接続され、１つ又は複数の弾性素子のうちの少なくとももう１つ（例えば、第２弾性素子９３２）により第２圧電素子９１２に接続される。いくつかの実施例において、弾性素子９３０（例えば、第１弾性素子９３１及び／又は第２弾性素子９３２）の形状は、Ｓ字形であってもよく、隣接するＳ字形の弾性素子９３０の湾曲方向が逆であってもよいため、隣接するＳ字形の弾性素子９３０は、質量素子９２０にカールが逆であるせん断応力を提供することができ、質量素子９２０が軸線方向を中心として回転する回転の傾向が生じることを回避し、さらに振動装置９００が回転モードを生成することを回避する。いくつかの実施例において、図９に示すように、隣接するＳ字形の弾性素子９３０の質量素子９２０又は圧電素子９１０（例えば、第１圧電素子９１１及び／又は第２圧電素子９１２）での接続位置は、同じであってもよい。他のいくつかの実施例において、隣接するＳ字形の弾性素子９３０の質量素子９２０又は圧電素子９１０（例えば、第１圧電素子９１１及び／又は第２圧電素子９１２）での接続位置は、異なってもよい。

【0105】

いくつかの実施例において、第１圧電素子９１１又は第２圧電素子９１２は、軸線方向に沿った固定端を有してもよい。いくつかの実施例において、第１圧電素子９１１の軸線方向に沿った一端が固定される場合、第２圧電素子９１２の軸線方向に沿った２つの端面は、自由に設置され、第２圧電素子９１２は、圧電自由リングとしてもよく、第１圧電素子９１１は、圧電固定リングとしてもよい。或いは、第２圧電素子９１２の軸線方向に沿った一端が固定される場合、第１圧電素子９１１の軸線方向に沿った２つの端面は、自由に設置され、第１圧電素子９１１は、圧電自由リングとしてもよく、第２圧電素子９１２は、圧電固定リングとしてもよい。いくつかの実施例において、少なくとも１つの圧電素子９１０のうちの異なる圧電素子が軸線方向に沿った固定端を有する場合、振動装置９００は、異なる周波数応答曲線を有してもよい。圧電自由リング及び質量素子９２０（並びに圧電自由リング及び質量素子９２０を接続する弾性素子）で構成された全体質量は、この全体質量及び圧電固定リングを接続する弾性素子と共振することができ、第１共振ピークを低周波数に移行させることができ、かつ圧電自由リングと圧電固定リングとが間接的に接続される（すなわち、第１弾性素子９３１、質量素子９２０及び第２弾性素子９３２により接続される）ことにより、振動装置９００は、振動するときに、圧電自由リングと圧電固定リングが共振して周波数応答曲線において第３共振ピークを形成することができる。第３共振ピークに対応する第３共振周波数は、第１共振ピークに対応する第１共振周波数と第２共振ピークに対応する第２共振周波数との間にあってもよい。いくつかの実施例において、振動装置９００の第１共振ピークの周波数範囲は、振動装置５００の第１共振ピークの周波数範囲と類似することができ、ここで説明を省略する。

【0106】

図１０は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。図１０における曲線１０１０以外の周波数応答曲線は、第１圧電素子（例えば、第１圧電素子９１１）が軸線方向に沿った固定端を有する振動装置（例えば、振動装置９００）の周波数応答曲線であってもよい。図１０に示すように、曲線１０１０は、第１圧電素子のみが設置された振動装置（例えば、振動装置２００）の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１０２０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が設置され、かつ第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１０１０及び曲線１０２０を比較して分かるように、振動装置に第１圧電素子及び第２圧電素子が設置された場合、振動装置の周波数応答曲線１０２０において第１共振ピーク１００１及び第２共振ピーク１００２以外の第３共振ピーク１００３を形成することもできる。いくつかの実施例において、第３共振ピーク１００３は、第１圧電素子及び第２圧電素子が共振することにより発生するものである。いくつかの実施例において、質量素子が第１圧電素子の外側に位置する（或いは、質量素子が第２圧電素子の内側に位置する）ことと比較して、質量素子が第１圧電素子と第２圧電素子との間に位置する場合、振動装置の周波数応答曲線１０２０において形成された共振谷１００４は、第１共振ピーク１００１の前にあってもよい。いくつかの実施例において、共振谷１００４について、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相を調整することにより、共振谷１００４を埋めてもよい。

【0107】

続いて図１０に示すように、曲線１０３０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が９０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１０４０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が１８０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１０３０及び曲線１０４０を比較して分かるように、他のパラメータが同じである場合、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が大きいほど、第１共振ピークの前に形成された共振谷が浅くなり、振動装置の低周波応答がよくなる。いくつかの実施例において、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差の具体的な設定範囲について、本明細書の他の箇所の説明を参照することができる。

【0108】

図１１は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。図１１における曲線１１１０以外の周波数応答曲線は、第２圧電素子（例えば、第２圧電素子９１２）が軸線方向に沿った固定端を有する振動装置の周波数応答曲線であってもよい。曲線１１１０は、第１圧電素子のみが設置された振動装置（例えば、振動装置２００）の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１１２０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が設置され、かつ第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が０°である場合の振動装置（例えば、振動装置９００）の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１１１０及び曲線１１２０を比較して分かるように、振動装置に第１圧電素子及び第２圧電素子が設置された場合、振動装置の周波数応答曲線１１２０において第１共振ピーク１１０１及び第２共振ピーク１１０２以外の第３共振ピーク１１０３を形成することもできる。いくつかの実施例において、第３共振ピーク１１０３は、第１圧電素子及び第２圧電素子が共振することにより発生するものであってもよい。いくつかの実施例において、質量素子が第１圧電素子の外側に位置する（或いは、質量素子が第２圧電素子の内側に位置する）ことと比較して、質量素子が第１圧電素子と第２圧電素子との間に位置する場合、振動装置の周波数応答曲線１１２０において形成された共振谷１１０４は、第１共振ピーク１１０１の前にあってもよい。共振谷１１０４について、第１圧電素子と第２圧電素子との間の電気信号の位相を調整することにより、共振谷１１０４を埋めてもよい。

【0109】

続いて図１１に示すように、曲線１１３０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が９０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１１４０は、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が１８０°である場合の振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１１３０及び曲線１１４０を比較して分かるように、他のパラメータが同じである場合、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差が大きいほど、第１共振ピークの前に形成された共振谷が浅くなり、振動装置の低周波応答がよくなる。いくつかの実施例において、第１圧電素子及び第２圧電素子が受信した電気信号の位相差の具体的な設定範囲について、本明細書の他の箇所の説明を参照することができる。

【0110】

いくつかの実施例において、圧電式振動装置（例えば、振動装置２００、振動装置４００、振動装置５００、振動装置７００及び振動装置９００）において、質量素子が振動することができるように、弾性素子は、弾性を提供してもよい。したがって、弾性素子の構造設計は、振動装置の振動特性に影響を与えることができる。いくつかの実施例において、弾性素子の弾性係数に対する需要を満たすために、弾性素子を曲線形に設計して、弾性素子の長さを増加させ、弾性素子の弾性係数を低下させることができる。このような設定方式で、弾性素子の形状に回転構造又は非対称構造が存在すると、振動装置の質量素子が振動するときに回転モードを生成することにより、振動装置の出力（周波数応答曲線において共振谷として表現される可能性がある）に影響を与え、さらに振動装置の振動性能に影響を与える可能性がある。したがって、弾性素子の構造を合理的に設計して、振動装置の振動性能を保証することができる。

【0111】

いくつかの実施例において、質量素子及び圧電素子を接続する弾性素子の数は、複数であってもよく、複数の弾性素子は、圧電素子の環形構造の周方向に沿って分布してもよい。いくつかの実施例において、複数の弾性素子は、圧電素子の周方向に対称的に分布してもよいため、振動装置は、回転モードを生成する可能性がある場合、弾性素子の対称性（例えば、弾性素子の回転方向が逆である）を利用して回転モードを逆相で相殺して、回転モードにより発生した共振谷を減少させるか又は相殺することができる。

【0112】

いくつかの実施例において、弾性素子の形状は、折れ線形、Ｓ字形、スプライン曲線形、円弧形及び直線形のうちの少なくとも１種を含んでもよい。いくつかの実施例において、弾性素子が異なる形状である場合、弾性素子は、異なる湾曲セグメント及び湾曲方向を有してもよい。いくつかの実施例において、弾性素子の両端を結ぶ線を基準線とし、弾性素子は、基準線の両側に交互に接続されてサブセグメントを形成することができ、複数のサブセグメントが同じ交互規則で構成されたセグメントは、弾性素子の湾曲セグメントである。いくつかの実施例において、湾曲方向は、基準線の両側での複数のサブセグメントの交互規則を表現する方向であってもよい。弾性素子の形状が折れ線形であることを例として、折れ線形は、まず基準線の第１側に向かって折り曲げ、次に基準線の第２側に向かって折り曲げ、そして第１側に向かって折り曲げ、このように循環往復すれば、該折れ線の折り曲げ始める側が位置する方向を折れ線形の湾曲方向と記してもよく、該循環規則が破られると、折れ線セグメントの湾曲セグメントが終了する。

【0113】

図１２は、本明細書のいくつかの実施例に係る弾性素子の例示的な構造図である。いくつかの実施例において、１つ又は複数の弾性素子１２００のそれぞれは、複数の湾曲セグメントを有してもよく、複数の湾曲セグメントのうちの隣接する湾曲セグメントの湾曲方向が逆であってもよい。例えば、図１２における複数の弾性素子１２００のそれぞれは、２つの湾曲セグメントを含んでもよく、この２つの湾曲セグメントは、それぞれ第１湾曲セグメント１２１０及び第２湾曲セグメント１２２０であり、第１湾曲セグメント１２１０及び第２湾曲セグメント１２２０は、始点と終点が接続されて弾性素子１２００を構成する。第１湾曲セグメント１２１０の湾曲方向は、第１方向であり、第２湾曲セグメント１２２０の湾曲方向は、第２方向であり、第１方向と第２方向は、弾性素子１２００の基準線（図１２の破線で示す）に対して、向きが逆である。いくつかの実施例において、第１方向は、圧電素子の軸線方向に沿った投影平面における、弾性素子の投影の幾何中心に対する反時計回り方向であってもよく、第２方向は、圧電素子の軸線方向に沿った投影平面における、弾性素子の投影の幾何中心に対する時計回り方向であってもよい。

【0114】

弾性素子１２００の複数の湾曲セグメントのうちの隣接する湾曲セグメントの湾曲方向を逆に設定することにより、隣接する湾曲セグメントの振動時の回転モードを逆相で相殺して、回転モードにより発生した共振谷を減少させるか又は相殺することができる。

【0115】

図１３Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１３Ａに示す振動装置１３００－１の構造は、図２に示す振動装置２００の構造とほぼ同じであるが、弾性素子の構造が異なるという点で相違する。

【0116】

図１３Ａに示すように、いくつかの実施例において、複数の弾性素子１３３０は、第１圧電素子１３１１の軸線方向に垂直な同一の平面内に位置してもよい。例えば、弾性素子１３３０は、振動伝達シート又は振動伝達ロッド構造であってもよく、複数の振動伝達シートが同一の平面内に位置し、かつ該平面が環形構造の軸線方向と垂直である。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１３３０は、一定の方式で配列されてもよく、配列された複数の弾性素子１３３０の第１圧電素子１３１１の軸線方向に沿った投影は、互いに垂直な少なくとも２つの対称軸を有してもよい。

【0117】

いくつかの実施例において、質量素子１３２０及び第１圧電素子１３１１を接続する弾性素子１３３０の数は、偶数（例えば、４つ、８つなど）であってもよい。図１３Ａに示すように、いくつかの実施例において、質量素子１３２０及び第１圧電素子１３１１を接続する弾性素子１３３０の数は、４つであってもよく、４つの弾性素子は、配列されてＸ字形を構成してもよい。４つの弾性素子のうちの隣接する弾性素子の湾曲方向は、逆であってもよく、対向する弾性素子の湾曲方向は、同じであってもよい。４つの弾性素子１３３０がＸ字形に配列される場合、４つの弾性素子１３３０の第１圧電素子１３１１の軸線方向に沿った投影は、互いに垂直な２つの第１対称軸１３０１及び第２対称軸１３０２を有してもよい。

【0118】

いくつかの実施例において、Ｘ字形の弾性素子１３３０において、単一の弾性素子と対称軸（例えば、第１対称軸１３０１又は第２対称軸１３０２）との間に夾角を形成することができ、例えば、弾性素子と第１対称軸１３０１との間に夾角θを形成することができる。夾角θの角度を調整することにより、振動装置が振動するときの異なる対称軸に沿った転動モードを制御することができる。いくつかの実施例において、振動装置が振動するときの転動モードを可能な限り低減するために、夾角θの角度範囲は、１０°～３０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置が振動するときの転動モードを可能な限り低減するために、夾角θの角度範囲は、３０°～６０°であってもよい。いくつかの実施例において、振動装置が振動するときの転動モードを可能な限り低減するために、夾角θの角度範囲は、６０°～８０°であってもよい。

【0119】

図１３Ａに示す弾性素子１３３０の構造及び接続方式は、前述の環形構造の圧電素子に適用されるだけでなく、他の構造の圧電素子に適用することができる。例えば、図１３Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に示す振動装置の例示的な構造図である。図１３Ｂに示す振動装置１３００－２は、圧電素子１３４０、第１質量素子１３５１、第２質量素子１３５２、接続部材１３４１及び１つ又は複数の弾性素子１３６０を含んでもよい。いくつかの実施例において、圧電素子１３４０は、圧電ビーム構造に構築されてもよく、第２質量素子１３５２は、圧電ビームの中部に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビームの１つの表面又は１組の対向する表面に圧電シート（該１つの表面又は１組の表面は、圧電表面とも呼ばれる）が貼り付けられてもよく、圧電シートが電気信号に基づいて伸縮変形することができるため、圧電ビームは、電気信号に基づいて圧電表面に垂直な振動を発生させることができる。いくつかの実施例において、圧電ビームの両端に接続部材１３４１が設置され、圧電ビームは、両端の接続部材１３４１により複数の弾性素子１３６０の一端に接続される。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１３６０の他端は、第１質量素子１３５１に接続されてもよい。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１３６０は、第１質量素子１３５１の周方向に沿って分布してもよい。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１３６０は、同一の平面内に位置してもよく、弾性素子１３６０が位置する平面は、圧電ビームの圧電平面と平行である。複数の弾性素子１３６０の形状構造は、図１３Ａに示す弾性素子１３３０の形状構造と同じであってもよい。例えば、複数の弾性素子１３６０の数は、４つであってもよく、４つの弾性素子は、配列されてＸ字形を構成してもよい。Ｘ字形に配列されると、４つの弾性素子１３３０は、対称軸１３０１及び対称軸１３０２を有してもよいため、４つの弾性素子１３３０のうちの隣接する弾性素子の湾曲方向が逆であってもよい。

【0120】

図１４Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１４Ａに示す振動装置１４００－１の構造は、図１３Ａに示す振動装置１３００－１の構造とほぼ同じであるが、弾性素子の数及び構造が異なるという点で相違する。

【0121】

図１４Ａに示すように、いくつかの実施例において、質量素子１４２０及び第１圧電素子１４１１を接続する弾性素子１４３０の数は、８つであってもよく、８つの弾性素子は、二重Ｘ字形を構成してもよい。８つの弾性素子のうちの４つの弾性素子は、第１Ｘ字形１４０１を構成してもよく、残りの４つの弾性素子は、第２Ｘ字形１４０２を構成してもよく、第１Ｘ字形１４０１と第２Ｘ字形１４０２は、複数の弾性素子１４３０の二重Ｘ字形構造を構成してもよい。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１４３０で構成された二重Ｘ字形構造は、平行な二重Ｘ字形であっても、垂直な二重Ｘ字形（図１４Ａに示す）であっても、他の形式の反転対称的な形状であってもよい。平行／垂直な二重Ｘ字形は、第１Ｘ字形１４０１の２つの対称軸と第２Ｘ字形１４０２の２つの対称軸がそれぞれ平行／垂直であることを指す。

【0122】

図１４Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１４Ｂに示す振動装置１４００－２の構造は、図１３Ｂに示す振動装置１３００－２の構造とほぼ同じであるが、圧電ビームの数、弾性素子の数及び構造が異なるという点で相違する。

【0123】

図１４Ｂに示すように、いくつかの実施例において、質量素子１４５０及び圧電素子１４４０を接続する弾性素子１４６０の数は、８つであってもよく、８つの弾性素子１４６０は、第１質量素子１４５１の周方向に沿って分布する。いくつかの実施例において、８つの弾性素子は、二重Ｘ字形を構成してもよい。８つの弾性素子のうちの４つの弾性素子は、第１Ｘ字形を構成してもよく、残りの４つの弾性素子は、第２Ｘ字形を構成してもよく、第１Ｘ字形と第２Ｘ字形は、複数の弾性素子１４６０の二重Ｘ字形構造を構成してもよい。いくつかの実施例において、複数の弾性素子１４６０で構成された二重Ｘ字形構造は、平行な二重Ｘ字形（図１４Ｃに示す）であっても、垂直な二重Ｘ字形（図１４Ｂに示す）であっても、他の形式の反転対称的な形状であってもよい。

【0124】

図１４Ｂに示すように、複数の弾性素子１４６０で構成された二重Ｘ字形構造が垂直な二重Ｘ字形構造である場合、第１Ｘ字形を形成する４つの弾性素子は、接続部材１４４１によりそれぞれ２つの圧電素子１４４０（例えば、圧電ビーム構造）のうちの同一の圧電素子に接続され、第２Ｘ字形を形成する４つの弾性素子は、別の圧電素子に接続され、２つの圧電素子は、同一の平面内に互いに垂直に設置される。２つの圧電素子１４４０は、第２質量素子１４５２に同時に接続されてもよい。

【0125】

図１４Ｃは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１４Ｃに示すように、複数の弾性素子１４６０で構成された二重Ｘ字形構造は、平行な二重Ｘ字形構造である。図１４Ｃに示す振動装置１４００－３の弾性素子と圧電素子との接続形態は、図１４Ｂとほぼ同じである。第１Ｘ字形を形成する４つの弾性素子１４６０は、接続部材１４４１により１つの圧電素子１４４０（例えば、圧電ビーム構造）に接続され、第２Ｘ字形を形成する４つの弾性素子１４６０は、接続部材１４４１により別の圧電素子１４４０（例えば、圧電ビーム構造）に接続され、２つの圧電素子１４４０は、同一の平面内に互いに平行に設置される。第１Ｘ字形を形成する４つの弾性素子１４６０と第２Ｘ字形を形成する４つの弾性素子１４６０は、さらに、それぞれ第１質量素子１４５１に接続されるという点で相違する。いくつかの実施例において、第１質量素子１４５１は、１つであってもよく、複数であってもよく、複数の第１質量素子１４５１は、剛性接続部材（図示せず）により互いに接続されてもよい。２つの圧電素子１４４０は、それぞれ第２質量素子１４５２に接続される。いくつかの実施例において、第２質量素子１４５２は、１つであってもよく、複数であってもよく、複数の第２質量素子１４５２は、剛性接続部材１４５３により互いに接続されてもよい。

【0126】

いくつかの実施例において、弾性素子の形状構造が異なる場合、振動装置の振動性能が異なる可能性がある。弾性素子の反転対称性の程度が高いほど、弾性素子の振動による回転モードが少なくなり、振動装置の振動性能が高くなる。図１４Ｄは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。曲線１４０１は、弾性素子が単一Ｘ字形である場合の振動装置（例えば、振動装置１３００－２）の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１４０２は、弾性素子が平行な二重Ｘ字形である場合の振動装置（例えば、振動装置１４００－３）の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１４０３は、弾性素子が非平行な二重Ｘ字形である場合の振動装置（例えば、振動装置１４００－１又は振動装置１４００－２）の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１４０１、曲線１４０２及び曲線１４０３から分かるように、弾性素子の構造が単一Ｘ字形、平行な二重Ｘ字形及び他のタイプの二重Ｘ字形である場合、振動装置の周波数応答効果が高い。なお、弾性素子が単一Ｘ字形である場合、曲線１４０１は、１４１１Ｈｚの近くで共振谷を発生させ、該共振谷は、弾性素子の回転モードにより発生したものではなく、圧電素子に接続された質量素子と該圧電素子で形成された振動システムが出力端の振動を吸収することにより発生したものである。例えば、図１３Ｂに示すように、共振谷は、第２質量素子１３５２及び圧電ビーム１３４０で形成された振動システムが第１質量素子１３５１の振動を吸収することにより発生したものであってもよい。

【0127】

いくつかの実施例において、弾性素子は、二層構造に設定されてもよく、二層の弾性素子は、環形構造の軸線方向に沿って上下に分布する。いくつかの実施例において、弾性素子は、環形構造の軸線方向に沿って設置された第１弾性素子及び第２弾性素子を含んでもよい。第１弾性素子及び第２弾性素子は、湾曲方向が互いに逆であってもよい。例えば、第１弾性素子及び第２弾性素子は、複数の湾曲セグメントの湾曲方向がそれぞれ互いに逆である。

【0128】

いくつかの実施例において、二層に設定された弾性素子の形状は、二層の折れ線形、二層のＳ字形、二層のスプライン曲線形、二層の円弧形などのうちのいずれか１種であってもよい。いくつかの実施例において、二層に設定された弾性素子は、第１層が第１方向に沿って設置された複数の折れ線形弾性素子であり、第２層が第２方向に沿って設置された複数の折れ線形弾性素子である。第１方向及び第２方向は、弾性素子の基準線方向に対して逆である。

【0129】

いくつかの実施例において、弾性素子の構造が二層構造である場合、同一の層に位置する弾性素子のそれぞれに含まれた複数の湾曲セグメントのうちの隣接する湾曲セグメントの湾曲方向が逆であってもよく、また、環形構造の軸線方向に沿って、異なる層面に位置するとともに対向して設置された２つの弾性素子の湾曲方向は、互いに逆であってもよい。

【0130】

図１５Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１５Ａに示す振動装置１５００－１の構造は、図２に示す振動装置２００の構造とほぼ同じであるが、弾性素子の構造が異なるという点で相違する。

【0131】

図１５Ａに示すように、１つ又は複数の弾性素子１５３０は、質量素子１５２０及び１つ又は複数の圧電素子１５１０にそれぞれ接続された第１螺旋構造１５３１及び第２螺旋構造１５３２を含んでもよい。いくつかの実施例において、第１螺旋構造１５３１及び第２螺旋構造１５３２は、圧電素子１５１０の軸線方向に沿って上下に配列されてもよい。第１螺旋構造１５３１と圧電素子１５１０との接続位置は、圧電素子１５１０の質量素子１５２０に近接する側であってもよい。第２螺旋構造１５３２と圧電素子１５１０との接続位置は、圧電素子１５１０の質量素子１５２０から離れた側であってもよい。

【0132】

いくつかの実施例において、第１螺旋構造１５３１及び第２螺旋構造１５３２は、軸線が同じであり、螺旋方向が逆であってもよい。螺旋方向は、螺旋構造がその軸線を中心として回転する方向であってもよい。いくつかの実施例において、少なくとも２つの弾性素子１３０は、同一の軸線に沿って逆の方向に向かって回転して、螺旋方向が逆である第１螺旋構造１５３１及び第２螺旋構造１５３２を形成することができる。

【0133】

いくつかの実施例において、弾性素子１５３０を二層螺旋構造に設定することにより、振動装置１５００の振動過程における弾性素子１５３０の回転幅を減少させることができる。また、二層螺旋構造が弾性素子１５３０の弾性係数を増加させることもできるため、弾性素子１５３０と質量素子１５２０が共振して発生した第１共振ピークが右向きに移行して（すなわち、高周波数へ移行する）、振動装置１５００－１の振動性能の需要を満たす。

【0134】

図１５Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１５Ａに示す弾性素子１５３０の二層螺旋構造は、図１５Ｂに示す振動装置１５００－２にも適用可能である。図１５Ｂに示す振動装置１５００－２の構造は、図１４Ｂの振動装置１４００－２の構造とほぼ同じであるが、弾性素子の構造が異なるという点で相違する。

【0135】

図１５Ｂに示すように、いくつかの実施例において、弾性素子１５６０は、第１質量素子１５５１の厚さ方向に沿って上下に配列された第１螺旋構造１５６１及び第２螺旋構造１５６２を含んでもよい。第１螺旋構造１５６１及び第２螺旋構造１５６２は、それぞれ第１質量素子１５５１及び複数の圧電素子１５４０に接続される。第１螺旋構造１５６１及び第２螺旋構造１５６２は、螺旋方向が逆である。

【0136】

いくつかの実施例において、弾性素子が螺旋構造である場合、螺旋構造の層数が異なり、対応する振動装置の振動性能も異なってもよい。いくつかの実施例において、二層螺旋構造の反転対称性は、単層螺旋構造の反転対称性よりも高いため、弾性素子が二層螺旋構造である振動装置の振動性能は、弾性素子が単層螺旋構造である振動装置の振動性能よりも高い。図１６は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な周波数応答曲線図である。曲線１６１０は、弾性素子が単層螺旋構造である振動装置の周波数応答曲線を表してもよく、曲線１６２０は、弾性素子が二層螺旋構造である振動装置の周波数応答曲線を表してもよい。曲線１６１０及び曲線１６２０を比較して分かるように、弾性素子が単層螺旋構造であることに対して、弾性素子が二層螺旋構造である場合の振動装置の周波数応答曲線１６２０において形成された共振谷のピーク値は、明らかに高くなる。

【0137】

図１７は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１７に示すように、振動装置１７００は、１つ又は複数の圧電素子１７１０、質量素子１７２０及び１つ又は複数の弾性素子１７３０を含んでもよい。１つ又は複数の圧電素子１７１０は、第１圧電素子１７１１と、第１圧電素子１７１１の第１環形構造の内側に位置する第２圧電素子１７１２とを含む。質量素子１７２０は、第２圧電素子１７１２の第２環形構造の内側に位置する。

【0138】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の弾性素子１７３０は、１つ又は複数の内環弾性素子１７３２及び１つ又は複数の外環弾性素子１７３１を含んでもよい。いくつかの実施例において、１つ又は複数の内環弾性素子１７３２及び１つ又は複数の外環弾性素子１７３１は、湾曲方向が逆であってもよい。例えば、内環弾性素子１７３２及び外環弾性素子１７３１は、形状がＳ字形であってもよく、Ｓ字形の湾曲方向が逆である。

【0139】

いくつかの実施例において、内環弾性素子１７３２及び外環弾性素子１７３１は、湾曲方向が逆である場合、振動装置１７００の振動過程において、内環弾性素子１７３２が生成した回転モード及び外環弾性素子１７３１が生成した回転モードは、逆であってもよいため、互いに相殺（又は減衰）することにより、振動装置１７００の振動過程における回転モードを全体的に低減する。

【0140】

図１８は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１８に示す振動装置１８００は、図１７に示す振動装置１７００の構造とほぼ同じであり、弾性素子の形状が異なる。振動装置１８００の弾性素子１８３０の形状は、円弧形である。内環弾性素子１８３２及び外環弾性素子１８３１は、円弧形の湾曲方向が逆である。

【0141】

いくつかの実施例において、１つ又は複数の弾性素子は、１つ又は複数の内環弾性素子及び１つ又は複数の外環弾性素子を含む場合、内／外環弾性素子の形状は、Ｓ字形及び円弧形に限定されなくてもよく、他の形状であってもよく、例えば、折れ線形、スプライン曲線形などである。

【0142】

図１９は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図１９に示すように、振動装置１９００は、１つ又は複数の圧電素子１９１０、質量素子１９２０及び１つ又は複数の弾性素子１９３０を含んでもよい。いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子１９１０は、軸線方向に沿って上下に分布するとともに互いに接続された２つの第１圧電素子１９１１を含んでもよい。２つの第１圧電素子１９１１は、軸線方向に沿って上下に分布して圧電素子１９１０の二層単一環形構造を形成する。

【0143】

いくつかの実施例において、質量素子１９２０は、１つ又は複数の弾性素子１９３０により２つの第１圧電素子１９１１にそれぞれ接続されてもよい。いくつかの実施例において、１つ又は複数の弾性素子１９３０は、二層に設定されてもよく、二層の弾性素子１９３０は、圧電素子１９１０の軸線方向に沿って上下に配列された二層の第１弾性素子１９３１を含む。いくつかの実施例において、二層の第１弾性素子１９３１は、それぞれ２つの第１圧電素子１９１１の周方向に接続されてもよい。質量素子１９２０は、それぞれ二層の第１弾性素子１９３１により２つの圧電素子１９１１に対応して接続される。いくつかの実施例において、二層の第１弾性素子１９３１は、湾曲方向が逆であってもよい。

【0144】

いくつかの実施例において、第１圧電素子１９１１の数が２つである場合、２つの第１圧電素子１９１１は、振動過程において軸線方向に沿った変位の変化が逆であってもよい。すなわち、２つの第１圧電素子１９１１のうちの１つは、振動過程において軸線方向に沿った変位が大きくなり（すなわち、伸長する）、もう１つは、振動過程において軸線方向に沿った変位が小さくなる（すなわち、収縮する）。いくつかの実施例において、振動過程における第１圧電素子１９１１の軸線方向に沿った変位の変化は、第１圧電素子１９１１の分極方向と電気信号の電極極性により調整されてもよく、具体的には、本明細書の図２０Ａ及び図２０Ｂの関連説明を参照することができる。

【0145】

いくつかの実施例において、圧電素子１９１０に含まれた第１圧電素子１９１１の数は、複数であってもよく、例えば、４つ、６つ、８つなどである。複数の第１圧電素子１９１１は、軸線方向に沿って順に接続されてもよく、質量素子１９２０は、それぞれ複数の弾性素子１９３０（例えば、多層に分けられる）により複数の第１圧電素子１９１１のそれぞれに接続される。いくつかの実施例において、質量素子１９２０の数は、複数であってもよく、複数の質量素子１９２０のそれぞれは、複数の弾性素子１９３０により１つの第１圧電素子１９１１に接続されてもよい。

【0146】

図２０Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る第１圧電素子の例示的な回路図である。図２０Ａに示すように、２つの第１圧電素子１９１１の接続面の極性は、同じであってもよく、接続面の電気信号の電極極性は、同じであってもよい。説明を容易にするために、２つの第１圧電素子１９１１は、それぞれ上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２と記してもよい。いくつかの実施例において、上層圧電素子１９１１１が下層圧電素子１９１１２に接続された場合、上層圧電素子１９１１１は、上層接続面２０１０を有してもよく、下層圧電素子１９１１２は、下層接続面２０２０を有してもよい。いくつかの実施例において、上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２は、分極方向が同じである（図２０Ａの矢印で示す）場合、上層接続面２０１０及び下層接続面２０２０は、印加された電気信号の電極極性（例えば、正極又は負極）が同じであってもよい。このような設定方式で、上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２は、内部の電位方向が逆であってもよい。

【0147】

上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２の分極方向を同じに設定することにより、上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２に逆方向の電位（又は、電気信号）を印加した場合、上層圧電素子１９１１１及び下層圧電素子１９１１２は、逆方向の変位が発生することができる。

【0148】

図２０Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る第１圧電素子の他の例示的な回路図である。図２０Ｂに示すように、２つの第１圧電素子の接続面の極性は、逆であってもよく、接続面の電気信号の電極極性は、逆であってもよい。いくつかの実施例において、上層圧電素子１９１１３が下層圧電素子１９１１４に接続された場合、上層圧電素子１９１１３は、上層接続面２０３０を有してもよく、下層圧電素子１９１１４は、下層接続面２０４０を有してもよい。上層圧電素子１９１１３及び下層圧電素子１９１１４は、分極方向が逆である（図２０Ｂの矢印で示す）場合、上層接続面２０３０及び下層接続面２０４０は、印加された電気信号の電極極性（例えば、正極又は負極）が逆であってもよい。このような設定方式で、上層圧電素子１９１１３及び下層圧電素子１９１１４は、内部の電位方向が同じであってもよい。

【0149】

上層圧電素子１９１１３及び下層圧電素子１９１１４の分極方向を逆に設定することにより、上層圧電素子１９１１３及び下層圧電素子１９１１４に同じ方向の電位（又は、電気信号）を印加した場合、上層圧電素子１９１１３及び下層圧電素子１９１１４は、逆方向の変位が発生することができる。

【0150】

図２１は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図２１に示す振動装置２１００の構造は、図５に示す振動装置５００の構造と類似するが、圧電素子の構造が異なるという点で相違する。振動装置５００の圧電素子５１０は、単層二重環形構造であり、振動装置２１００の圧電素子２１１０は、二層二重環形構造である。

【0151】

図２１に示すように、いくつかの実施例において、１つ又は複数の圧電素子２１１０は、軸線方向に沿って上下に分布するとともに互いに接続された２つの第１圧電素子２１１１と、第１環形構造の内側に位置し、かつ軸線方向に沿って上下に分布するとともに互いに接続された２つの第２圧電素子２１１２とを含んでもよい。２つの第２圧電素子２１１２の軸線は、２つの第１圧電素子２１１１の軸線と重なることができ、２つの第２圧電素子２１１２の軸線方向に沿った投影は、２つの第１圧電素子２１１１の第１環形構造の軸線方向に沿った投影以内にある。

【0152】

いくつかの実施例において、２つの第２圧電素子２１１２は、１つ又は複数の弾性素子のうちの少なくとも１つにより２つの第１圧電素子２１１１に接続されてもよい。いくつかの実施例において、弾性素子は、第１環形構造と第２環形構造との間に位置する外環弾性素子２１３２を含んでもよい。外環弾性素子２１３２は、２つの弾性素子を含んでもよく、２つの第１圧電素子２１１１及び２つの第２圧電素子２１１２は、それぞれ外環弾性素子２１３２の２つの弾性素子により接続される。いくつかの実施例において、外環弾性素子２１３２は、第２環形構造の軸線方向に沿って一定の厚さを有してもよく、２つの第１圧電素子２１１１及び２つの第２圧電素子２１１２は、１つの外環弾性素子２１３２により接続されてもよい。

【0153】

いくつかの実施例において、図２１に示すように、質量素子２１２０は、第２圧電素子２１１２の第２環形構造の内側に位置してもよい（図２１に示す）。質量素子２１２０の軸線方向に沿った投影は、第２圧電素子２１１２の軸線方向に沿った投影以内にある。質量素子２１２０は、１つ又は複数の弾性素子２１３０のうちの少なくとも１つにより２つの第２圧電素子２１１２にそれぞれ接続されてもよい。例えば、弾性素子２１３０は、第２環形構造と質量素子２１２０との間に位置する内環弾性素子２１３１を含んでもよい。内環弾性素子２１３１は、軸線方向に沿って配列された２つの弾性素子を含んでもよく、質量素子２１２０は、内環弾性素子２１３１の２つの弾性素子により２つの第２圧電素子２１１２にそれぞれ接続される。いくつかの実施例において、内環弾性素子２１３１は、第１環形構造の軸線方向に沿って一定の厚さを有してもよく、質量素子２１２０及び２つの第２圧電素子２１１２は、１つの内環弾性素子２１３１により接続されてもよい。

【0154】

いくつかの実施例において、質量素子２１２０が第２圧電素子２１１２の内側に位置する場合、第１圧電素子２１１１の軸線方向に沿った一端が固定されてもよく、他端が外環弾性素子２１３２により第２圧電素子２１１２に接続されてもよい。例えば、外環弾性素子２１３２は、軸線方向に沿って配列された２つの弾性素子を含んでもよく、２つの第１圧電素子２１１１は、外環弾性素子２１３２の２つの弾性素子により２つの第２圧電素子２１１２にそれぞれ接続される。この場合、第２圧電素子２１１２を圧電自由リングとしてもよく、第１圧電素子２１１１を圧電固定リングとしてもよい。

【0155】

いくつかの実施例において、質量素子２１２０は、第１圧電素子２１１１の第１環形構造の外側にも位置してもよい。質量素子２１２０の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子２１２１の軸線方向に沿った投影以外にある。質量素子２１２０は、１つ又は複数の弾性素子２１３０のうちの少なくとも１つにより２つの第１圧電素子２１１１にそれぞれ接続されてもよい。例えば、質量素子２１２０は、外環弾性素子２１３２の２つの弾性素子により２つの第１圧電素子２１１１にそれぞれ接続されてもよい。

【0156】

いくつかの実施例において、質量素子２１２０は、第１圧電素子２１１１の外側に位置する場合、第２圧電素子２１１２の軸線方向に沿った一端が固定されてもよく、他端が内環弾性素子２１３１により第１圧電素子２１１１に接続されてもよい。この場合、第２圧電素子２１１２を圧電固定リングとしてもよく、第１圧電素子２１１１を圧電自由リングとしてもよい。

【0157】

いくつかの実施例において、質量素子２１２０は、第１圧電素子２１１１の第１環形構造と第２圧電素子２１１２の第２環形構造との間にも位置してもよい。質量素子２１２０の軸線方向に沿った投影は、第１圧電素子２１１１と第２圧電素子２１１２との軸線方向に沿った投影の間にある。質量素子２１２０は、１つ又は複数の弾性素子２１３０により２つの第１圧電素子２１１１及び２つの第２圧電素子２１１２にそれぞれ接続されてもよい。例えば、質量素子２１２０は、外環弾性素子２１３２により２つの第１圧電素子２１１１にそれぞれ接続されてもよく、内環弾性素子２１３１により２つの第２圧電素子２１１２にそれぞれ接続されてもよい。

【0158】

いくつかの実施例において、質量素子２１２０は、第２圧電素子２１１２と第１圧電素子２１１１との間に位置する場合、第１圧電素子２１１１又は第２圧電素子２１１２は、軸線方向に沿った固定端を有する。この場合、第１圧電素子２１１１と第２圧電素子２１１２のうちの１つを圧電自由リングとしてもよく、もう１つを圧電固定リングとしてもよい。

【0159】

なお、圧電素子２１１０は、二層構造である場合、軸線方向に沿った固定端を有しなくてもよいため、振動装置２１００は、厳密な固定境界を見つけにくい骨伝導イヤホンにおいて使い勝手がより高い。

【0160】

いくつかの実施例において、振動装置２１００に第１圧電素子２１１１及び第２圧電素子２１１２を設置することにより、質量素子２１２０及び第２圧電素子２１１２が全体の質量を構成することができ、該全体の質量が質量素子２１２０の質量よりも大きいため、振動装置２１００の第１共振ピークが低周波数に移行する。振動装置２１００は、振動するときに、第１圧電素子２１１１及び第２圧電素子２１１２が外環弾性素子２１３２により互いに接続されて構成された二重環形構造の共振により、第１共振ピークと第２共振ピークとの間にある第３共振ピークを発生させることもでき、振動装置２１００の周波数応答曲線において、第１共振ピークと第２共振ピークとの間の位置に他の共振ピーク、すなわち、第３共振ピークを追加形成すると表現することができる。いくつかの実施例において、第３共振ピークに対応する第３共振周波数は、第１共振ピークに対応する第１共振周波数と第２共振ピークに対応する第２共振周波数との間にあってもよい。

【0161】

なお、圧電素子２１１０が二層構造である場合、弾性素子が二層構造であってもよく、かつ弾性素子の二層構造の二層の弾性素子の湾曲方向が逆であってもよい。いくつかの実施例において、圧電素子は、多層多環構造であってもよく、例えば、４層４環構造などである。多層多環構造の圧電素子は、二層二環構造の圧電素子と類似し、ここで説明を省略する。

【0162】

図２２は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の周波数応答曲線図である。曲線２２１０は、圧電素子が二層単一環形構造である場合の振動装置（例えば、振動装置１９００）の周波数応答曲線を表してもよく、曲線２２２０は、圧電素子が単層二重環形構造であり、かつ第１圧電素子が軸線方向に沿った固定端を有する振動装置（例えば、振動装置２１００）の周波数応答曲線を表してもよい。いくつかの実施例において、振動装置に圧電自由リングを設置することにより、振動装置の周波数応答曲線において第１共振ピーク及び第２共振ピーク以外の第３共振ピークを形成することができる。例えば、曲線２２１０及び曲線２２２０を比較すると、曲線２２２０において、第１共振ピーク及び第２共振ピーク以外の第３共振ピークを形成することができ、かつ第３共振ピークの周波数は、第１共振ピークの周波数と第２共振ピークの周波数との間にある。

【0163】

続いて図２２に示すように、曲線２２３０は、圧電素子が二層二重環形構造であり、かつ第１圧電素子が軸線方向に沿った固定端を有する振動装置の周波数応答曲線を表し、曲線２２４０は、圧電素子が二層二重環形構造であり、かつ圧電素子が軸線方向に沿った固定端を有しない振動装置の周波数応答曲線を表す。いくつかの実施例において、二層逆相振動構造の圧電素子を設置することにより、振動装置の可聴帯域の周波数範囲内での感度を向上させることができる。例えば、曲線２２２０及び曲線２２３０を比較すると、曲線２２３０は、曲線２２２０よりも全体が上向きにオフセットし、感度が曲線２２２０の感度よりも高い。いくつかの実施例において、第１圧電素子及び第２圧電素子をいずれも自由リングの形態に設置することにより、第１圧電素子及び第２圧電素子（並びに接続用の弾性素子）は、質量素子と共に全体の質量を構成することにより、振動装置の低周波共振ピークが右向きに移行する。例えば、曲線２２３０及び曲線２２４０を比較すると、曲線２２４０の第１共振ピークが曲線２２３０の第１共振ピークに対して右向きにオフセットすることにより、高周波性能を向上させる。

【0164】

いくつかの実施例において、圧電素子が二層構造に設定された場合、二層の圧電素子の構造は、同じであってもよい。例えば、圧電素子は、軸線方向に沿って順に配列された２つの第１圧電素子を含んでもよく、２つの圧電素子の構造は、いずれも環形構造である。いくつかの実施例において、圧電素子が二層構造に設置された場合、二層の圧電素子の構造は、異なってもよい。例えば、二層の圧電素子のうちのいずれか一層の圧電素子は、環形構造であってもよく、別の層の圧電素子は、圧電ビーム構造である。

【0165】

図２３は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図２３に示すように、振動装置２３００は、１つ又は複数の圧電素子２３１０、質量素子２３２０及び１つ又は複数の弾性素子２３３０を含むだけでなく、圧電ビーム２３４０を含んでもよい。圧電ビーム２３４０は、電気信号に基づいて、圧電素子２３１０の環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、質量素子２３２０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、質量素子２３２０の圧電素子２３１０の環形構造の軸線方向に沿って圧電素子２３１０から離れた側に位置するとともに質量素子２３２０に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、板状構造であってもよく、板状構造の板面（すなわち、面積が最も大きい面）は、圧電素子２３１０の環形構造の環形端面と平行に設置される。

【0166】

いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、少なくとも１つの第１圧電シート２３４１及び少なくとも１つの第２圧電シート２３４２を含んでもよい。少なくとも１つの第１圧電シート２３４１及び少なくとも１つの第２圧電シート２３４２は、それぞれ圧電ビーム２３４０の圧電素子２３１０の環形構造の軸線方向に沿った両側に設置される。例えば、第１圧電シート２３４１は、圧電ビーム２３４０の軸線方向に沿って圧電素子２３１０から離れた側に設置されてもよく、第２圧電シート２３４２は、圧電ビーム２３４０の軸線方向に沿って圧電素子２３１０に近接する側に設置される。

【0167】

いくつかの実施例において、第１圧電シート２３４１及び第２圧電シート２３４２は、分極方向が環形構造の軸線方向に沿って逆方向に設定されてもよい。すなわち、圧電素子２３１０の環形構造の軸線方向に、第１圧電シート２３４１及び第２圧電シート２３４２は、分極方向が逆である。第１圧電シート２３４１及び第２圧電シート２３４２は、変位出力方向がそれぞれの分極方向と垂直であってもよい。いくつかの実施例において、第１圧電シート２３４１及び第２圧電シート２３４２は、分極方向が逆であり、かつ同じ方向の電圧信号が同時に印加されるように設定された場合、第１圧電シート２３４１及び第２圧電シート２３４２は、逆方向の変位が発生することができるため、圧電ビーム２３４０は、振動を発生させる。例えば、第１圧電シート２３４１は、環形構造に垂直な軸線方向に沿って収縮することができ、第２圧電シート２３４２は、環形構造に垂直な軸線方向に沿って伸長することができるため、圧電ビーム２３４０は、環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させることができる。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、質量素子２３２０に接続され、かつ質量素子２３２０により振動を出力することができる。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０は、質量素子２３２０に直接的に接続されてもよいため、振動装置２３００の共振ピークは、圧電ビーム２３４０の共振により発生した高周波共振ピーク（例えば、周波数範囲が２ｋＨｚ～２０ｋＨｚである）を含み、すなわち、圧電ビーム２３４０は、振動装置２３００の高周波ユニットを構成する。

【0168】

いくつかの実施例において、振動装置２３００の弾性素子２３３０の構造は、図２３に示す二重Ｘ字形構造であってもよく、反転対称性を有する他の構造タイプであってもよく、例えば、単一Ｘ字形、平行な二重Ｘ字形、螺旋構造などである。

【0169】

図２４は、本明細書のいくつかの実施例に係る振動装置の例示的な構造図である。図２４における振動装置２４００の構造は、図２３における振動装置２３００の構造とほぼ同じであるが、質量素子の構造及び数、並びに質量素子と圧電ビームとの接続方式という点で相違する。

【0170】

図２４に示すように、いくつかの実施例において、質量素子は、第１質量素子２４２１及び第２質量素子２４２２を含んでもよい。第１質量素子２４２１は、１つ又は複数の弾性素子２３３０により圧電ビーム２３４０の中部に接続されてもよい。いくつかの実施例において、第１質量素子２４２１は、弾性素子２３３０により１つ又は複数の圧電素子２３１０に接続されてもよく、圧電素子２３１０は、環形構造を含み、かつ振動方向が環形構造の軸線方向と平行である。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０の両端にそれぞれ第２質量素子２４２２が接続されてもよい。振動装置２４００の振動は、圧電ビーム２３４０の端部にある第２質量素子２４２２により出力することができる。いくつかの実施例において、振動装置２４００の振動は、第１質量素子２４２１により出力することもできる。いくつかの実施例において、振動装置２４００の第１質量素子２４２１は、１つ又は複数の弾性素子２３３０により圧電ビーム２３４０に接続されて振動装置２４００の低周波ユニットを構成してもよく、環形構造を有する圧電素子２３１０は、振動装置２４００の高周波ユニットを構成してもよい。

【0171】

いくつかの実施例において、第１質量素子２４２１は、１つ又は複数の弾性素子２３３０により圧電ビーム２３４０の他の位置（例えば、圧電ビーム２３４０の端部に近接する位置）に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電ビーム２３４０の両端は、１つ又は複数の弾性素子２３３０により第２質量素子２４２２に接続されてもよい。

【0172】

以上は基本概念を説明したが、当業者にとって、上記詳細な開示は、例として提示されているものに過ぎず、本願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、本願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、本願によって示唆されることが意図されているため、本願の例示的な実施例の精神及び範囲内にある。

【0173】

また、本願の実施例を説明するために、本願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、本願の少なくとも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」、「１つの実施例」又は「１つの代替的な実施例」の２回以上の言及は、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、本願の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。

【0174】

また、当業者には理解されるように、本願の各態様は、任意の新規かつ有用なプロセス、機械、製品又は物質の組み合わせ、又はそれらへの任意の新規かつ有用な改善を含む、いくつかの特許可能なクラス又はコンテキストで、例示及び説明され得る。よって、本願の各態様は、完全にハードウェアによって実行されてもよく、完全にソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）によって実行されてもよく、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実行されてもよい。以上のハードウェア又はソフトウェアは、いずれも「データブロック」、「モジュール」、「エンジン」、「ユニット」、「アセンブリ」又は「システム」と呼ばれてもよい。また、本願の各態様は、コンピュータ可読プログラムコードを含む１つ以上のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。

【0175】

コンピュータ記憶媒体は、コンピュータプログラムコードを搬送するための、ベースバンド上で伝播されるか又は搬送波の一部として伝播される伝播データ信号を含んでもよい。該伝播信号は、電磁気信号、光信号又は適切な組み合わせ形態などの様々な形態を含んでもよい。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読記憶媒体以外の任意のコンピュータ可読媒体であってもよく、該媒体は、命令実行システム、装置又は機器に接続されることにより、使用されるプログラムの通信、伝播又は伝送を実現することができる。コンピュータ記憶媒体上のプログラムコードは、無線、ケーブル、光ファイバケーブル、ＲＦ若しくは類似の媒体、又は上述した媒体の任意の組み合わせを含む任意の適切な媒体を介して伝播することができる。

【0176】

本願の各部分の操作に必要なコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｃａｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｉｆｆｅｌ、ＪＡＤＥ、Ｅｍｅｒａｌｄ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＶＢ．ＮＥＴ、Ｐｙｔｈｏｎなどのオブジェクト指向プログラミング言語、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ ２００３、Ｐｅｒｌ、ＣＯＢＯＬ ２００２、ＰＨＰ、ＡＢＡＰなどの従来の手続き型プログラミング言語、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ及びＧｒｏｏｖｙなどの動的プログラミング言語、又は他のプログラミング言語などを含む１つ以上のプログラミング言語でコーディングしてもよい。該プログラムコードは、完全にユーザーコンピュータで実行されてもよく、独立したソフトウェアパッケージとしてユーザーコンピュータで実行されてもよく、部分的にユーザーコンピュータで、部分的にリモートコンピュータで実行されてもよく、完全にリモートコンピュータ又はサーバで実行されてもよい。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの任意のネットワーク形態でユーザーコンピュータに接続されてもよく、（例えば、インターネットを介して）外部コンピュータに接続されてもよく、クラウドコンピューティング環境にあってもよく、ソフトウェア・アズ・ア・サービス（ＳａａＳ）などのサービスとして使用されてもよい。

【0177】

また、各請求項に明確に記載されていない限り、本願に記載の処理要素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、本願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たが、そのような詳細は、説明のためのものに過ぎず、添付の請求項は、開示される実施例に限定されないが、逆に、本願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。

【0178】

同様に、本願の実施例の前述の説明では、本願の開示を簡略化して、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すべきではない。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。

【0179】

いくつかの実施例において、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、いくつかの例では修飾語「約」、「ほぼ」又は「概ね」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「概ね」は、上記数字が±２０％の変動が許容されることを示す。よって、いくつかの実施例において、明細書及び各請求項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。いくつかの実施例において、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。本願のいくつかの実施例において、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、具体的な実施例において、このような数値は、可能な限り正確に設定される。

【0180】

本願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、本願の内容と一致しないか又は矛盾する出願経過文書、及び（現在又は後に本願に関連する）本願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願に組み込まれる。なお、本願の添付資料における説明、定義、及び／又は用語の使用が本願に記載の内容と一致しないか又は矛盾する場合、本願における説明、定義、及び／又は用語の使用を優先するものとする。

【0181】

最後に、本願に記載の実施例は、本願の実施例の原理を説明するためのものに過ぎないことを理解されたい。他の変形例も本願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、本願の実施例の代替構成は、本願の教示と一致するように見なされてもよい。よって、本願の実施例は、本願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】

【0182】

１００ 振動装置
１１０ 圧電素子
１２０ 質量素子
１３０ 弾性素子
２００ 振動装置
２１０ 圧電素子
２１１ 第１圧電素子
２２０ 質量素子
２３０ 弾性素子
３１０ 第１共振ピーク
３２０ 第２共振ピーク
４００ 振動装置
４１１ 第１圧電素子
４２０ 質量素子
４３０ 弾性素子
４０１ 第１共振ピーク
４０２ 第２共振ピーク
５００ 振動装置
６１０ 曲線
６２０ 曲線
６３０ 曲線
６４０ 曲線
６５０ 曲線
６０３ 第３共振ピーク
６０４ 共振谷
１０２０ 周波数応答曲線
１２１０ 第１湾曲セグメント
１２２０ 第２湾曲セグメント
１３０１ 第１対称軸
１３０２ 第２対称軸
１３４１ 接続部材
１５３１ 第１螺旋構造
１５３２ 第２螺旋構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-13

【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】

質量素子と、
電気信号に基づいて振動を発生させるように構成された１つ又は複数の圧電素子と、
少なくとも１つが前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子に接続された１つ又は複数の弾性素子と、
を含み、
１つ又は複数の前記圧電素子は、環形構造を含み、電気信号に基づいて振動する方向が前記環形構造の軸線方向に平行であるように構成される、振動装置。

【請求項2】

１つ又は複数の前記圧電素子は、軸線方向に沿った一端が固定された第１圧電素子を含み、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子の前記一端以外の位置に接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項3】

前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以内にある、請求項２に記載の振動装置。

【請求項4】

前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の軸線方向に沿った投影以外にある、請求項２に記載の振動装置。

【請求項5】

前記質量素子と前記第１圧電素子を接続する弾性素子は、複数であり、複数の前記弾性素子は、前記環形構造の周方向に沿って分布する、請求項２に記載の振動装置。

【請求項6】

１つ又は複数の前記弾性素子の形状は、折れ線形、Ｓ字形、スプライン曲線形、円弧形及び直線形のうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の振動装置。

【請求項7】

１つ又は複数の前記弾性素子のそれぞれは、複数の湾曲部を有し、複数の前記湾曲部の湾曲方向が逆である、請求項６に記載の振動装置。

【請求項8】

１つ又は複数の前記弾性素子は、前記質量素子及び１つ又は複数の前記圧電素子にそれぞれ接続された第１螺旋構造及び第２螺旋構造を含み、前記第１螺旋構造及び前記第２螺旋構造は、軸線が同じであり、螺旋方向が逆である、請求項１に記載の振動装置。

【請求項9】

１つ又は複数の前記圧電素子は、第１環形構造を含む第１圧電素子と、第２環形構造を含む第２圧電素子とを含み、前記第２圧電素子は、前記第１環形構造の内側に設置される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項10】

前記第１圧電素子の前記軸線方向に沿った一端は、固定され、前記第２圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子の前記一端以外の位置に接続され、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第２圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以内にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される、請求項９に記載の振動装置。

【請求項11】

前記第２圧電素子の前記軸線方向に沿った一端は、固定され、前記第１圧電素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第２圧電素子の前記一端以外の位置に接続され、前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子の前記軸線方向に沿った投影以外にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第１圧電素子に接続される、請求項９に記載の振動装置。

【請求項12】

前記質量素子の形状は、環形であり、前記質量素子の前記軸線方向に沿った投影は、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との前記軸線方向に沿った投影の間にあり、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つにより前記第１圧電素子に接続され、前記質量素子は、１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとももう１つにより前記第２圧電素子に接続される、請求項９に記載の振動装置。

【請求項13】

１つ又は複数の前記圧電素子は、少なくとも２つの第１圧電素子を含み、少なくとも２つの前記第１圧電素子は、軸線方向に沿って互いに接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項14】

前記振動装置は、電気信号に基づいて前記環形構造の軸線方向に沿った振動を発生させるように構成された圧電ビームをさらに含み、前記圧電ビームは、前記質量素子に接続される、請求項１に記載の振動装置。

【請求項15】

１つ又は複数の前記弾性素子のうちの少なくとも１つと前記質量素子は、共振して第１共振ピークが発生し、１つ又は複数の前記圧電素子は、共振して第２共振ピークが発生する、請求項１に記載の振動装置。

【国際調査報告】