特表 2024-518215 音響出力装置

(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】音響出力装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/10 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

H04R17/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023541984

(86)(22)【出願日】2022-04-27

(85)【翻訳文提出日】2023-07-11

(86)【国際出願番号】 CN2022089572

(87)【国際公開番号】W WO2023206143

(87)【国際公開日】2023-11-02

(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

【Ｆターム（参考）】

5D004AA02

5D004CD03

5D004CD09

5D004DD01

(57)【要約】

本明細書の実施例に係る音響出力装置は、長手方向に沿って延在する梁構造を有する振動素子と、電気信号に応答して変形する圧電素子であって、前記変形が振動するように前記振動素子を駆動し、前記圧電素子が前記梁構造の第１位置に貼り付けられ、かつ貼り付け領域の前記長手方向に沿うサイズが前記梁構造の前記長手方向に沿うサイズの８０％を超えない、圧電素子と、前記梁構造の第２位置に接続された質量素子であって、前記第１位置と前記第２位置が前記長手方向に間隔を隔てて分布し、前記振動素子の振動が前記長手方向に垂直な方向に振動するように前記質量素子を駆動する、質量素子と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に沿って延在する梁構造を有する振動素子と、
電気信号に応答して変形する圧電素子であって、前記変形が振動するように前記振動素子を駆動し、前記圧電素子が前記梁構造の第１位置に貼り付けられ、かつ貼り付け領域の前記長手方向に沿うサイズが前記梁構造の前記長手方向に沿うサイズの８０％を超えない、圧電素子と、
前記梁構造の第２位置に接続された質量素子であって、前記第１位置と前記第２位置が前記長手方向に間隔を隔てて分布し、前記振動素子の振動が前記長手方向に垂直な方向に振動するように前記質量素子を駆動する、質量素子と、を含む、音響出力装置。

【請求項2】

前記振動素子は、前記質量素子と共振して第１共振ピークを発生させ、前記第１共振ピークの周波数範囲が５０Ｈｚ～２０００Ｈｚである、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項3】

前記振動素子と前記質量素子の振動は、第２共振ピークを有し、前記第２共振ピークの周波数と前記第１共振ピークの周波数との比は、５より大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の音響出力装置。

【請求項4】

前記振動素子と前記質量素子の振動は、前記第１共振ピークと前記第２共振ピークとの間に、少なくとも１つの共振ディップを発生させ、前記第１共振ピーク又は前記第２共振ピークと前記少なくとも１つの共振ディップとの間の振幅差は、８０ｄＢより小さい、ことを特徴とする請求項３に記載の音響出力装置。

【請求項5】

前記梁構造の長さは、５０ｍｍより小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項6】

前記質量素子の質量は、１０ｇより小さい、ことを特徴とする請求項５に記載の音響出力装置。

【請求項7】

前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向に垂直である、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項8】

前記圧電素子の長さは、３ｍｍ～３０ｍｍの範囲内にある、ことを特徴とする請求項７に記載の音響出力装置。

【請求項9】

前記梁構造の第３位置に貼り付けられた第２圧電素子をさらに含み、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、前記振動素子の長手方向に間隔を隔てて設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の音響出力装置。

【請求項10】

前記圧電素子と前記第２圧電素子との間の距離は、２５ｍｍより小さい、ことを特徴とする請求項９に記載の音響出力装置。

【請求項11】

前記梁構造は、固定端を含み、前記圧電素子又は前記第２圧電素子と前記固定端との間の距離は、３ｍｍより大きい、ことを特徴とする請求項９に記載の音響出力装置。

【請求項12】

前記梁構造の振動方向において、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、前記梁構造の同じ側に位置する、ことを特徴とする請求項９に記載の音響出力装置。

【請求項13】

前記梁構造の振動方向において、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、それぞれ前記梁構造の両側に位置する、ことを特徴とする請求項９に記載の音響出力装置。

【請求項14】

第２質量素子をさらに含み、前記振動素子の長手方向において、前記質量素子と前記第２質量素子は、それぞれ前記圧電素子の両側に位置する、ことを特徴とする請求項７に記載の音響出力装置。

【請求項15】

前記第２質量素子の質量は、前記質量素子の質量より大きい、ことを特徴とする請求項１４に記載の音響出力装置。

【請求項16】

前記第２質量素子の質量と前記質量素子の質量との比は、０～１０の範囲内にある、ことを特徴とする請求項１５に記載の音響出力装置。

【請求項17】

前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向と平行である、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項18】

前記圧電素子は、振動方向に沿う一端が固定され、他端が前記第１位置において前記梁構造に接続される、ことを特徴とする請求項１７に記載の音響出力装置。

【請求項19】

前記梁構造は、固定端を含み、前記第１位置と前記固定端との間の距離と前記梁構造の長さとの比は、０．６より小さい、ことを特徴とする請求項１８に記載の音響出力装置。

【請求項20】

第２振動素子をさらに含み、前記振動素子と前記第２振動素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項21】

前記第２振動素子に接続された第３圧電素子をさらに含み、前記第３圧電素子と前記圧電素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる、ことを特徴とする請求項２０に記載の音響出力装置。

【請求項22】

前記振動素子及び前記第２振動素子の前記質量素子から離れた一端が固定して設けられる、ことを特徴とする請求項２０に記載の音響出力装置。

【請求項23】

前記質量素子に接続された第３振動素子をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項24】

１００Ｈｚより大きい周波数範囲内において、前記第３振動素子は、前記質量素子の振動振幅を増加させる、ことを特徴とする請求項２３に記載の音響出力装置。

【請求項25】

前記第３振動素子の長さと前記振動素子の長さとの比は、０．７より大きい、ことを特徴とする請求項２３に記載の音響出力装置。

【請求項26】

前記第３振動素子の振動方向は、前記振動素子の振動方向と平行である、ことを特徴とする請求項２３に記載の音響出力装置。

【請求項27】

前記第３振動素子に接続された第４圧電素子をさらに含む、ことを特徴とする請求項２６に記載の音響出力装置。

【請求項28】

前記第４圧電素子の変形方向は、前記第３振動素子の振動方向に垂直である、ことを特徴とする請求項２７に記載の音響出力装置。

【請求項29】

前記圧電素子と前記第４圧電素子が受信した電気信号は、１３５°より小さい位相差を有する、ことを特徴とする請求項２７に記載の音響出力装置。

【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、特に音響出力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電型音響出力装置は、圧電材料の逆圧電効果を利用して振動を発生させて外部に音波を放出するものであり、従来の動電型スピーカーと比較して、電気機械エネルギー変換効率が高く、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、圧電型音響出力装置は、極めて大きな将来性がある。しかしながら、圧電型音響出力装置は、低周波応答が低いなどの問題が存在するため、低周波数（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）範囲で感度が低いという問題をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、低周波応答を向上させて、低周波数範囲での感度を向上させる音響出力装置を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書の実施例に係る音響出力装置は、長手方向に沿って延在する梁構造を有する振動素子と、電気信号に応答して変形する圧電素子であって、前記変形が振動するように前記振動素子を駆動し、前記圧電素子が前記梁構造の第１位置に貼り付けられ、かつ貼り付け領域の前記長手方向に沿うサイズが前記梁構造の前記長手方向に沿うサイズの８０％を超えない、圧電素子と、前記梁構造の第２位置に接続された質量素子であって、前記第１位置と前記第２位置が前記長手方向に間隔を隔てて分布し、前記振動素子の振動が前記長手方向に垂直な方向に振動するように前記質量素子を駆動する、質量素子と、を含む。

【0005】

いくつかの実施例では、前記振動素子は、前記質量素子と共振して第１共振ピークを発生させ、前記第１共振ピークの周波数範囲が５０Ｈｚ～２０００Ｈｚである。

【0006】

いくつかの実施例では、前記振動素子と前記質量素子の振動は、第２共振ピークを有し、前記第２共振ピークの周波数と前記第１共振ピークの周波数との比は、５より大きい。

【0007】

いくつかの実施例では、前記振動素子と前記質量素子の振動は、前記第１共振ピークと前記第２共振ピークとの間に、少なくとも１つの共振ディップを発生させ、前記第１共振ピーク又は前記第２共振ピークと前記少なくとも１つの共振ディップとの間の振幅差は、８０ｄＢより小さい。

【0008】

いくつかの実施例では、前記梁構造の長さは、５０ｍｍより小さい。

【0009】

いくつかの実施例では、前記質量素子の質量は、１０ｇより小さい。

【0010】

いくつかの実施例では、前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向に垂直である。

【0011】

いくつかの実施例では、前記圧電素子の長さは、３ｍｍ～３０ｍｍの範囲内にある。

【0012】

いくつかの実施例では、前記梁構造の第３位置に貼り付けられた第２圧電素子をさらに含み、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、前記振動素子の長手方向に間隔を隔てて設けられる。

【0013】

いくつかの実施例では、前記圧電素子と前記第２圧電素子との間の距離は、２５ｍｍより小さい。

【0014】

いくつかの実施例では、前記梁構造は、固定端を含み、前記圧電素子又は前記第２圧電素子と前記固定端との間の距離は、３ｍｍより大きい。

【0015】

いくつかの実施例では、前記梁構造の振動方向において、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、前記梁構造の同じ側に位置する。

【0016】

いくつかの実施例では、前記梁構造の振動方向において、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、それぞれ前記梁構造の両側に位置する。

【0017】

いくつかの実施例では、第２質量素子をさらに含み、前記振動素子の長手方向において、前記質量素子と前記第２質量素子は、それぞれ前記圧電素子の両側に位置する。

【0018】

いくつかの実施例では、前記第２質量素子の質量は、前記質量素子の質量より大きい。

【0019】

いくつかの実施例では、前記第２質量素子の質量と前記質量素子の質量との比は、０～１０の範囲内にある。

【0020】

いくつかの実施例では、前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向と平行である。

【0021】

いくつかの実施例では、前記圧電素子は、振動方向に沿う一端が固定され、他端が前記第１位置において前記梁構造に接続される。

【0022】

いくつかの実施例では、前記梁構造は、固定端を含み、前記第１位置と前記固定端との間の距離と前記梁構造の長さとの比は、０．６より小さい。

【0023】

いくつかの実施例では、第２振動素子をさらに含み、前記振動素子と前記第２振動素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる。

【0024】

いくつかの実施例では、前記第２振動素子に接続された第３圧電素子をさらに含み、前記第３圧電素子と前記圧電素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる。

【0025】

いくつかの実施例では、前記振動素子及び前記第２振動素子の前記質量素子から離れた一端が固定して設けられる。

【0026】

いくつかの実施例では、前記質量素子に接続された第３振動素子をさらに含む。

【0027】

いくつかの実施例では、１００Ｈｚより大きい周波数範囲内において、前記第３振動素子は、前記質量素子の振動振幅を増加させる。

【0028】

いくつかの実施例では、前記第３振動素子の長さと前記振動素子の長さとの比は、０．７より大きい。

【0029】

いくつかの実施例では、前記第３振動素子の振動方向は、前記振動素子の振動方向と平行である。

【0030】

いくつかの実施例では、前記第３振動素子に接続された第４圧電素子をさらに含む。

【0031】

いくつかの実施例では、前記第４圧電素子の変形方向は、前記第３振動素子の振動方向に垂直である。

【0032】

いくつかの実施例では、前記圧電素子と前記第４圧電素子が受信した電気信号は、１３５°より小さい位相差を有する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の構成ブロック図である。

【図2A】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【図2B】図２Ａに示す振動素子の長手方向に垂直な方向に沿う音響出力装置の断面図である。

【図3A】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【図3B】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図4】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【図5】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図6】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力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音響出力装置の概略構成図である。

【図8】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力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音響出力装置の概略構成図である。

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

【図13】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図14】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図15】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図16】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の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音響出力装置の概略構成図である。

【図18】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図19】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【図20】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【図21】本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

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

【発明を実施するための形態】

【0034】

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。言語環境から明らかではないか又は明記しない限り、図面において同じ番号は、同じ構造又は操作を示す。

【0035】

本明細書の実施例に係る音響出力装置は、逆圧電効果を利用して圧電素子により振動を発生させて音声を出力することができる。通常、圧電素子は、ｄ３３及びｄ３１の２種類の動作モードを用いてもよい。ｄ３３動作モードでは、圧電素子の変形方向（変位出力方向と呼ばれてもよい）は、電気的方向（分極方向と呼ばれてもよい）と同じであり、その共振周波数が高く、出力振幅が小さく、低周波応答が低い。ｄ３１動作モードでは、圧電素子の変形方向は、電気的方向に垂直である。ｄ３１動作モードでは、圧電素子の長さを長くすることで周波数が十分に低い低周波数ピークを提供することができ、出力振幅も顕著に増加するが、このような場合で、圧電素子は、可聴域内（例えば、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）に多くの振動モードを有し、周波数応答曲線に多くのピークとディップが現れると表現されるため、音響出力装置（又は圧電型スピーカー）の音質は、依然として低い。

【0036】

圧電型スピーカーの低周波応答が低く、可聴域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音響出力装置は、振動素子、圧電素子及び質量素子を含んでもよい。振動素子は、長手方向に沿って延在する梁構造を有する。圧電素子は、電気信号に応答して変形することができ、前記変形は、振動するように振動素子を駆動することができる。圧電素子は、梁構造の第１位置に貼り付けられ、かつ貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの８０％を超えない。質量素子は、梁構造の第２位置に接続されてもよい。第１位置と第２位置は、梁構造の長手方向に間隔を隔てて分布し、圧電素子の振動は、梁構造の長手方向に垂直な方向に振動するように質量素子を駆動することができる。圧電素子と質量素子との共振により音響出力装置の周波数応答曲線は、低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で第１共振ピークを有することができることにより、音響出力装置の低周波数帯域内での感度が向上する。また、圧電素子及び質量素子の振動により高周波数帯域（例えば、２０００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内で第２共振ピークを有し、かつ第１共振ピークと第２共振ピークとの間に少なくとも１つの共振ディップを有し、前記第１共振ピーク又は第２共振ピークと前記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差が８０ｄＢより小さいことにより、低周波数から高周波数までの範囲内の平坦な振動応答曲線が取得され、さらに音響出力装置の音質が向上する。

【0037】

本明細書の実施例に係る音響出力装置は、圧電素子により梁構造を有する振動素子に貼り付けられ、一定の長さを有する梁構造が提供する弾性と質量素子が提供する質量とで構成された弾性質量システムを利用して振動を出力することにより、音響出力装置の周波数応答曲線は、低周波数帯域内で共振ピークを有し、これにより、音響出力装置の低周波数帯域内での感度が効果的に向上する。いくつかの実施例では、本明細書の実施例に係る音響出力装置は、さらに人間の耳の可聴域内に存在する振動モードを減少させ、例えば、周波数応答曲線に共振ディップがない又は少ないこと、又は共振ピークと共振ディップとの振幅差を減少させることにより、音響出力装置の可聴域内での周波数応答曲線が平坦になり、音響出力装置が高い音質を有することが保証される。

【0038】

以下、図面を参照しながら本明細書の実施例に係る音響出力装置を詳細に説明する。

【0039】

図１は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の構成ブロック図である。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、骨伝導音響出力装置、空気伝導音響出力装置又は骨伝導と空気伝導とを組み合わせた音響出力装置であってもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、サウンドボックス、ヘッドホン、メガネ、補聴器、拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＡＲ）デバイス、仮想現実（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）デバイスなど、又はオーディオ再生機能を有する他のデバイス（例えば、携帯電話、コンピュータなど）を含んでもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、振動素子１１０、圧電素子１２０及び質量素子１３０を含んでもよい。

【0040】

振動素子１１０は、圧電素子１２０の変形に基づいて振動することができることにより、音響出力装置１００は、質量素子１３０により振動を出力することができる。例えば、圧電素子１２０は、電気信号に応答して変形することができ、圧電素子１２０の変形により、圧電素子１２０の分極方向に沿って振動するように振動素子１１０を駆動し、さらに圧電素子１２０の分極方向に沿って振動するように質量素子１３０を駆動することができる。いくつかの実施例では、質量素子１３０の振動方向は、振動素子１１０の長手方向と垂直である。いくつかの実施例では、振動素子１１０は、長手方向に沿って延在する梁構造を有してもよく、圧電素子１２０は、梁構造の第１位置に貼り付けられてもよく、質量素子１３０は、梁構造の第２位置に接続されてもよい。第１位置と第２位置は、振動素子１１０（又は梁構造と呼ばれる）の長手方向に間隔を隔てて分布する。例えば、第１位置と第２位置は、それぞれ梁構造の長手方向の両端に位置してもよい。また、例えば、第１位置は、梁構造の長手方向の中心に位置してもよく、第２位置は、梁構造の長手方向の任意の一端に位置してもよい。さらに、例えば、第１位置と第２位置は、それぞれ梁構造の長手方向の任意の２つの位置に位置してもよく、かつ第１位置と第２位置との間に所定の距離が存在する。

【0041】

いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、直接的に接着の方式で振動素子１１０の第１位置に貼り付けられてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、係着、締結などの方式で振動素子１１０の第１位置に接続されてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、物理的堆積又は化学的堆積の方式で振動素子１１０の第１位置に付着されてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０は、接着、係着、溶接、螺合などの方式で振動素子１１０の第２位置に接続されてもよい。

【0042】

いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域（すなわち、圧電素子１２０と振動素子１１０との実際の接触面）の梁構造の長手方向に沿うサイズを調整することにより、人間の耳の可聴域内での音響出力装置１００の周波数応答曲線における平坦な曲線の範囲が増大して、音響出力装置１００の音質が効果的に向上することができる。いくつかの実施例では、音響出力装置１００の音質を保証し、人間の耳の可聴域内での音響出力装置１００の高次モード（又は振動モード）を減少させ、音響出力装置１００の周波数応答曲線における平坦な曲線範囲を増大させるために、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズを減少させることにより実現することができる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、１ｍｍ～５０ｍｍの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、１ｍｍ～４５ｍｍの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、２ｍｍ～４０ｍｍの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、３ｍｍ～３０ｍｍの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、５ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にあってもよい。

【0043】

いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの８０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの８０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの７０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの６０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造の第１位置との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの５０％以下であってもよい。

【0044】

いくつかの実施例では、さらに音響出力装置１００のうちの１つ以上の素子に減衰を付加して、音響出力装置１００の減衰係数を増大させて、音響出力装置１００の周波数応答曲線を人間の耳の可聴域内でより滑らかにさせることにより（例えば、図６に示す曲線Ｌ６３）、音響出力装置１００の音質が向上することができる。例えば、減衰効果を有する材料（例えば、シリカゲル、ゴム、スポンジなど）を用いて振動素子１１０を製造してもよい。また、例えば、圧電素子１２０に減衰材料を塗布してもよい。さらに、例えば、振動素子１１０及び／又は質量素子１３０に減衰材料又は電磁減衰を充填してもよい。

【0045】

いくつかの実施例では、振動素子１１０は、さらに、シート状、ロッド状構造などであってもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０の材料は、振動伝達能力を有する材料であってもよい。例えば、振動素子１１０の材料は、シリカゲル、スポンジ、プラスチック、ゴム、金属等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、振動素子１１０は、高い弾性（すなわち弾性変形が発生しやすい）を有する部品であってもよい。例えば、振動素子１１０は、ばね（例えば、空気ばね、機械ばね、電磁ばねなど）、振動伝達シート、ばね板、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。

【0046】

圧電素子１２０は、逆圧電効果を利用して電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる電気エネルギー変換デバイスであってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、圧電セラミック、圧電石英、圧電結晶、圧電ポリマーなど、圧電効果（逆圧電効果）を有する材料で構成されてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、シート状、環状、菱形、直方体形、柱状、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、他の不規則的な形状であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、その長手方向に沿う梁構造又はシート状構造及びブロック状構造などであってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と振動素子１１０は、同じ幅を有する梁構造であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、一体構造であってもよく、圧電素子１２０は、振動素子１１０の一側に位置し、圧電素子１２０が圧電素子１２０の分極方向に沿って変形する場合、同じ方向に振動するように振動素子１１０を駆動することができ、すなわち圧電素子１２０は、ｄ３３動作モードであってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、振動素子の対向する両側にそれぞれ貼り付けられた２層の圧電シートを含んでもよい。圧電素子１２０が圧電素子１２０の分極方向に垂直な方向に沿って変形する場合、振動素子１１０は、２層の圧電シートの変形に基づいて圧電素子１２０の分極方向に沿う振動を発生させることができ、すなわち圧電素子１２０は、ｄ３１動作モードであってもよい。圧電素子１２０に関するより多くの説明については、図２Ａ、図２Ｂ及びその説明を参照することができる。

【0047】

質量素子１３０は、一定の質量を有する質量ブロックであってもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０は、振動板、振動膜などを含んでもよいことにより、音響出力装置１００は、質量素子１３０により振動を出力することができる。いくつかの実施例では、質量素子１３０の材質は、金属（例えば、銅、鉄、マグネシウム、アルミニウム、タングステンなど）、合金（アルミニウム合金、チタン合金、タングステン合金など）、高分子材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴムなど）などの材質を含むが、これらに限定されない。

【0048】

圧電素子１２０は、駆動電圧（又は電気信号）の作用で変形することができる。該変形により、振動するように振動素子１１０を駆動することにより、振動するように質量素子１３０を駆動することができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０と質量素子１３０とは、共振して第１共振ピーク（例えば、図６に示す第１共振ピーク６２１）を発生させることができる。

【0049】

いくつかの実施例では、振動素子１１０と質量素子１３０との共振により発生した第１共振ピークに対応する共振周波数は、式（１）に基づいて決定することができる。

【0050】

【数1】

【0051】

ここで、ｆ_０は、共振周波数を示し、ｋは、振動素子１１０の弾性係数を示し、ｍは、質量素子１３０の質量を示す。

【0052】

いくつかの実施例では、式（１）から分かるように、質量素子１３０の質量及び／又は振動素子１１０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。いくつかの実施例では、第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピークの周波数範囲は、５０Ｈｚ～１５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピークの周波数範囲は、１００Ｈｚ～１０００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピークの周波数範囲は、１５０Ｈｚ～５００Ｈｚであってもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピークの周波数範囲は、１５０Ｈｚ～２００Ｈｚであってもよい。

【0053】

いくつかの実施例では、振動素子１１０と質量素子１３０の振動は、第２共振ピーク（例えば、図６に示す第２共振ピーク６２２）を有することができる。いくつかの実施例では、上記第２共振ピークは、振動素子１１０と質量素子１３０との共振（例えば、第１共振ピークを発生させる共振よりも高次の共振）により発生することができる。いくつかの実施例では、第２共振ピークの周波数と第１共振ピークの周波数との比は、５より大きくてもよい。例えば、第１共振ピークの周波数は、５０Ｈｚ～２００Ｈｚの間にあってもよく、第２共振ピークの周波数は、５００Ｈｚ～２０００Ｈｚの間にあってもよい。さらに、例えば、第１共振ピークの周波数は、１００Ｈｚ～５００Ｈｚの間にあってもよく、第２共振ピークの周波数は、５００Ｈｚ～５０００Ｈｚの間にあってもよい。さらに、例えば、第１共振ピークの周波数は、１００Ｈｚ～１０００Ｈｚの間にあってもよく、第２共振ピークの周波数は、６００Ｈｚ～２００００Ｈｚの間にあってもよい。さらに、例えば、第１共振ピークの周波数は、１００Ｈｚ～２０００Ｈｚの間にあってもよく、第２共振ピークの周波数は、８００Ｈｚ～２００００Ｈｚの間にあってもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に、振動素子１１０と質量素子１３０の振動は、少なくとも１つの共振ディップを発生させることができる。いくつかの実施例では、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、所定の閾値より小さくてもよい。例えば、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、２００ｄＢより小さくてもよい。さらに、例えば、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、１５０ｄＢより小さくてもよい。さらに、例えば、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、８０ｄＢより小さくてもよい。さらに、例えば、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、５０ｄＢより小さくてもよい。さらに、例えば、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差は、３０ｄＢより小さくてもよい。いくつかの実施例では、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの振幅差が所定の閾値より小さいため、第１共振ピーク又は第２共振ピークと上記少なくとも１つの共振ディップとの間の平坦な周波数応答曲線を取得することにより、音響出力装置１００の音質が向上することができる。

【0054】

いくつかの実施例では、振動素子１１０（梁構造）の長さを調整することにより振動素子１１０の弾性係数を調整して、第１共振ピークに対応する共振周波数の周波数範囲の調整を実現することができる。例えば、梁構造は、長さが大きいほど、その弾性係数が小さくなり、質量素子１３０の質量が一定である場合、第１共振ピークに対応する共振周波数が低くなる。しかしながら、梁構造の長さが大きすぎると、音響出力装置１００の小型化設計に不利である。音響出力装置１００が低周波数帯域内で第１共振ピークを発生させることができることにより、該周波数帯域内の感度を向上させるとともに、デバイスの小型化を実現することを保証するために、いくつかの実施例では、梁構造の長さは、２０ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、３０ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、４０ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、５０ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、６０ｍｍより小さくてもよい。

【0055】

いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量を調整することにより第１共振ピークに対応する共振周波数の周波数範囲を調整することができる。例えば、梁構造の長さが一定である場合、質量素子１３０の質量が大きいほど、第１共振ピークに対応する共振周波数が小さくなる。しかしながら、質量素子１３０の質量が大きすぎると、音響出力装置１００の小型化設計に不利である。音響出力装置１００が低周波数帯域内で第１共振ピークを発生させることができることにより、該周波数帯域内の感度を向上させるとともに、デバイスの小型化を実現することを保証するために、いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、５ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、６ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、８ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、１０ｇより小さくてもよい。

【0056】

いくつかの実施例では、振動素子１１０（音響出力装置１００）の振動は、質量素子１３０により骨伝導の方式でユーザに伝達することができる。例示的な説明として、振動素子１１０の振動は、質量素子１３０によりユーザの顔部の骨格及び／又は筋肉に伝達され、最後にユーザの耳部に伝達される。また、例えば、質量素子１３０は、人体と直接接触しなくてもよく、振動素子１１０の振動は、質量素子１３０により音響出力装置のハウジングに伝達されてから、ハウジングによりユーザの顔部の骨格及び／又は筋肉に伝達され、最後にユーザの耳部に伝達されてもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０の振動は、質量素子１３０により空気伝導の方式でユーザに伝達されてもよい。例示的には、質量素子１３０は、直接的に、振動するようにその周囲の空気を駆動することにより、空気を介して振動をユーザの耳部に伝達することができる。また、例えば、質量素子１３０は、さらに、振動膜に接続されてもよく、質量素子１３０の振動は、振動膜に伝達されてから、振動膜により振動するように空気を駆動することにより、空気によりユーザの耳部に伝達されてもよい。

【0057】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、さらに、第２圧電素子１４０を含んでもよい。第２圧電素子１４０は、圧電素子１２０（又は第１圧電素子１２０と呼ばれる）と類似した構造、材質などを有してもよい。第２圧電素子１４０は、梁構造の第３位置に貼り付けられ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、振動素子の長手方向に間隔を隔てて設けられてもよく、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０が入力した電気信号が同じであり、このように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０とが直列接続されると見なすことができる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０は、ｄ３１動作モードにあってもよく、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の変形方向は、振動素子１１０の振動方向と垂直であってもよい。例えば、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０は、分極方向に垂直な方向に沿って往復変形し、分極方向に沿って振動するように振動素子１１０を駆動する。いくつかの実施例では、梁構造は、固定端及び自由端（すなわち振動素子１１０は、片持ち梁構造である）を含んでもよく、固定端が音響出力装置１００の他の部品（例えば、ハウジングの内壁）に固定されてもよく、自由端が質量素子１３０に接続されてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向における距離を調整することにより、振動素子１１０と質量素子１３０が振動する時に発生した高次モードを減少させるか又は除去することができる。例えば、振動素子１１０と質量素子１３０が圧電素子１２０の駆動で行った振動が中高周波数帯域内（例えば、５００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）で発生した共振ピーク（又は共振ディップ）と、振動素子１１０と質量素子１３０が第２圧電素子１４０の駆動で行った振動が中高周波数帯域内（例えば、５００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）で発生した共振ディップ（又は共振ピーク）とが重なり合うことができるため、音響出力装置１００の中高周波数帯域内での高次モードが除去できることにより、周波数応答曲線がより滑らかになり、音響出力装置１００の音質を向上させることができることが保証される。いくつかの実施例では、重なり合い可能な共振ディップ及び共振ピークは、近い又は同じ周波数を有する共振ディップ及び共振ピークを指してもよい。音響出力装置１００の第２圧電素子１４０に関するより多くの説明については、図９及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0058】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、第２質量素子１５０をさらに含んでもよい。振動素子１１０の長手方向において、質量素子１３０（第１質量素子１３０とも呼ばれる）と第２質量素子１５０は、それぞれ圧電素子１２０の両側に位置してもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量を質量素子１３０より大きくすることにより、梁構造が第２質量素子１５０の一側に向かって固定され（すなわち上記固定端に相当）、これにより、梁構造の固定端が音響出力装置１００（例えば、ハウジング）内に固定境界を見つけにくく、固定されにくいという問題を解決する。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比を調整することにより、第１共振ピークに対応する共振周波数の調整を実現することができる。音響出力装置１００が第２質量素子１５０をさらに含むことに関するより多くの説明については、図７及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0059】

いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、ｄ３３の動作モードにあってもよく、圧電素子１２０の変形方向は、振動素子１１０の振動方向と平行であってもよい。例えば、圧電素子１２０が圧電素子１２０の分極方向に沿って変形する場合、上記変形は、分極方向に沿って振動するように振動素子１１０を駆動することもできる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、振動方向に沿う一端が固定され（例えば、音響出力装置１００の他の部品、例えば、ハウジングに固定され）、他端が第１位置に梁構造に接続される（例えば、梁構造に貼り付けられる）。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の梁構造における位置を調整することにより、例えば、第１位置から梁構造の固定端までの距離と梁構造の長さとの比を調整することにより、音響出力装置１００の低周波数帯域内での共振ピークに対応する共振周波数を調整することができるため、音響出力装置１００の異なる周波数帯域内での感度が向上して、より多くの使用シーンに適用することができる。音響出力装置１００における圧電素子１２０の変形方向と振動素子１１０の振動方向とが平行であることに関するより多くの説明については、図４及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0060】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、第２振動素子１６０をさらに含んでもよく、振動素子１１０（第１振動素子１１０とも呼ばれる）と第２振動素子１６０は、質量素子１３０の両側に対称に設けられる。振動素子１１０及び第２振動素子１６０の質量素子１３０から離れた一端は、それぞれ固定的に設けられる。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、第２振動素子１６０に接続された第３圧電素子１７０をさらに含んでもよく、第３圧電素子１７０と圧電素子１２０は、質量素子１３０の両側に対称に設けられ、このように、第３圧電素子１７０が圧電素子１２０に並列接続されると見なすことができる。該設定により、音響出力装置１００の周波数応答曲線の人間の耳の可聴域内での共振ディップが減少するか又は除去され、音響出力装置１００の周波数応答曲線が滑らかになり、高い音質を有することが保証される。音響出力装置が第２振動素子１６０及び第３圧電素子１７０をさらに含むことに関するより多くの説明については、図１７及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0061】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、質量素子１３０に接続された第３振動素子１８０を含んでもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さと振動素子１１０の長さとの比は、０．７より大きくてもよく、第３振動素子１８０の振動方向は、振動素子１１０の振動方向と平行である。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、第３振動素子１８０に接続された第４圧電素子１９０をさらに含んでもよい。第４圧電素子１９０がｄ３１動作モードにある場合、第４圧電素子１９０の変形方向は、第３振動素子１８０の振動方向と垂直である。これにより、第３振動素子１８０と質量素子１３０の振動による低周波数帯域での共振ピークが振動素子１１０と質量素子１１０の振動による共振ディップを補うことにより、音響出力装置１００の周波数応答曲線がより滑らかになり、音質がより高くなることができ、また、第３振動素子１８０は、質量素子１３０の低周波数帯域内での振動振幅を増加させることにより、音響出力装置１００の低周波数帯域内での感度を向上させることができる。音響出力装置が第３振動素子１８０及び第４圧電素子１９０を含むことに関するより多くの説明については、図１９及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0062】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、ハウジング構造２１０をさらに含んでもよい。ハウジング構造２１０は、音響出力装置１００の他の部品（例えば、振動素子１１０、第２振動素子１６０、第３振動素子１８０、圧電素子１２０、第２圧電素子１４０、第３圧電素子１７０、第４圧電素子１９０、質量素子１３０、第２質量素子１５０など、又はこれらの組み合わせ）を載置するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、ハウジング構造２１０は、内部が中空の密閉型又は半密閉型構造であってもよく、音響出力装置１００の他の部品は、ハウジング構造内又は上に位置する。いくつかの実施例では、ハウジング構造の形状は、直方体、円柱体、円錐台などの規則的な形状又は不規則な形状の立体構造であってもよい。ユーザが音響出力装置１００を装着している場合、ハウジング構造は、ユーザの耳の付近に位置してもよい。例えば、ハウジング構造は、ユーザの耳介の周側（例えば、前側又は後側）に位置してもよい。また、例えば、ハウジング構造は、ユーザの耳道を塞がないか又は覆わないように、ユーザの耳に位置してもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、骨伝導イヤホンであってもよく、ハウジング構造の少なくとも一側は、ユーザの皮膚に接触してもよい。骨伝導イヤホン内の音響ドライバアセンブリ（例えば、圧電素子１２０、振動素子１１０及び質量素子１３０の組み合わせ）は、オーディオ信号を機械的振動に変換し、該機械的振動は、ハウジング構造及びユーザの骨格によりユーザの聴覚神経に伝達することができる。いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、空気伝導イヤホンであってもよく、ハウジング構造の少なくとも一側は、ユーザの皮膚に接触してもよく、接触しなくてもよい。ハウジング構造の側壁は、少なくとも１つの音導孔を含み、空気伝導イヤホン内の音響ドライバアセンブリは、オーディオ信号を空気伝導音声に変換し、該空気伝導音声は、音導孔によりユーザの耳の方向に放出することができる。

【0063】

いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、固定構造２２０を含んでもよい。固定構造２２０は、音響出力装置１００をユーザの耳の付近に掛けるように構成されてもよい。いくつかの実施例では、固定構造２２０は、音響出力装置１００のハウジング構造２１０に物理的に接続（例えば、接着、係着、螺合など）されてもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置１００のハウジング構造２１０は、固定構造２２０の一部であってもよい。いくつかの実施例では、固定構造２２０は、音響出力装置１００をユーザの耳の付近の位置により安定的に掛け、ユーザの使用時に落下することを防止できるように、耳掛け、後掛け、弾性バンド、眼鏡テンプルなどを含んでもよい。例えば、固定構造２２０は、耳掛けであってもよく、耳掛けは、耳部領域の周りに装着するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、耳掛けは、連続的なフック状物であってもよく、弾性的に引っ張られてユーザの耳部に装着されてもよく、同時にユーザの耳介に圧力を印加して、音響出力装置１００をユーザの耳部又は頭部の特定の位置に堅固に固定することができる。いくつかの実施例では、耳掛けは、不連続的な帯状物であってもよい。例えば、耳掛けは、剛性部及び可撓性部を含んでもよい。剛性部は、剛性材料（例えば、プラスチック又は金属）で製造されてもよく、物理的な接続（例えば、係着、螺合など）の方式で音響出力装置１００のハウジング構造２１０に固定されてもよい。可撓性部は、弾性材料（例えば、布地、複合材料又は／及びクロロプレンゴム）で製造されてもよい。また、例えば、固定構造２２０は、首／肩領域の周りに装着するように構成されるネックバンドであってもよい。さらに、例えば、固定構造２２０は、メガネの一部として、ユーザの耳部に掛けられる眼鏡テンプルであってもよい。

【0064】

なお、図１に関する以上の説明は、説明の目的のためのものに過ぎず、本願の範囲を限定することを意図するものではない。当業者であれば、本願の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。例えば、いくつかの実施例では、音響出力装置１００は、１つ以上の部品（例えば、信号送受信機、対話モジュール、電池など）をさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置１００の１つ以上の部品は、類似する機能を実現することができる他の素子により代替されてもよい。例えば、音響出力装置１００は、固定構造２２０を含まなくてもよく、ハウジング構造２１０又はその一部は、ハウジング構造がユーザの耳の付近に掛けることができるように、人体の耳に合わせる形状（例えば、円環形、楕円形、（規則的又は不規則的な）多角形、Ｕ字形、Ｖ字形、半円形）を有するハウジング構造であってもよい。これらの変更及び修正は、本明細書の範囲から逸脱しない。

【0065】

図２Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0066】

図２Ａに示すように、音響出力装置２００は、振動素子１１０、圧電素子１２０及び質量素子１３０を含んでもよい。振動素子１１０は、長手方向（すなわち、Ｘ方向）に沿う梁構造を有する。圧電素子１２０は、梁構造の第１位置に貼り付けられてもよく、質量素子１３０は、梁構造の自由端１１２（すなわち、第２位置）に接続されてもよく、第１位置と第２位置は、梁構造の長手方向に間隔を隔てて分布する。いくつかの実施例では、第１位置は、梁構造の長手方向における任意の位置に位置してもよい。例えば、第１位置は、梁構造の長手方向の中心に位置してもよい。また、例えば、圧電素子１２０は、梁構造の長手方向に沿って梁構造を覆ってもよく、すなわち、第１位置は、梁構造を覆ってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と梁構造との実際の接触面は、圧電素子１２０の貼り付け領域と呼ばれてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズを調整することにより、音響出力装置２００の低周波数帯域で発生する共振ピークに対応する共振周波数及び振幅を調整して、より多くのシーンに適し、音響出力装置２００の低周波数帯域内での感度の向上に役立つことができる。圧電素子１２０の貼り付け領域のサイズを調整することに関するより多くの説明については、図３Ａ、図３Ｂ及びその関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0067】

いくつかの実施例では、振動素子１１０は、固定端１１１及び自由端１１２を有する片持ち梁構造を有してもよい。固定端１１１は、音響出力装置１００の他の部品（例えば、ハウジングの内壁）に固定されてもよく、自由端１１２は、質量素子１３０に接続されて振動を出力してもよい。圧電素子１２０が圧電素子１２０の分極方向（すなわち、Ｚ方向）に沿って振動するように振動素子１１０及び質量素子１３０を駆動することにより、振動素子１１０及び質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で第１共振ピーク（又は低周波数ピークと呼ばれてもよい）を発生させるため、音響出力装置２００の低周波数帯域内での感度が向上することができる。

【0068】

いくつかの実施例では、図２Ａに示すように、梁構造（又は片持ち梁）は、直方体構造であってもよい。上記直方体構造は、Ｘ方向に沿う長さと、Ｙ方向に沿う幅と、Ｚ方向に沿う厚さとを有してもよい。なお、図２Ａに示す直方体梁構造は、例示的な説明のためのものに過ぎず、本明細書の保護範囲を限定することを意図するものではない。当業者であれば、本願の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。いくつかの実施例では、梁構造又はその少なくとも一部の構造、サイズ及び材料パラメータを調整することができる。例えば、本明細書における梁構造は、上記直方体構造に限定されず、他の形状であってもよく、例えば、梁構造の長手方向（すなわち、Ｘ方向）に沿う断面形状は、三角形、半円形、菱形、五角形、六角形などの規則的又は不規則な形状であってもよい。また、例えば、梁構造における異なる位置での幅及び／又は厚さは、同じであってもよく、異なってもよい。また、例えば、梁構造における異なる位置での形状は、同じであってもよく、異なってもよい。

【0069】

図２Ｂは、図２Ａに示す振動素子の長手方向に垂直な方向（すなわち、Ｙ方向）に沿う音響出力装置の断面図である。

【0070】

いくつかの実施例では、音響出力装置２００における圧電素子１２０の変形方向は、振動素子１１０の長手方向と平行であってもよく、これにより、圧電素子１２０の分極方向に沿う振動を発生させるように振動素子１１０を駆動し、すなわち、振動素子１１０の振動方向は、圧電素子１２０の分極方向と平行であってもよい。具体的には、図２Ｂに示すように、圧電素子１２０は、２つの圧電シート（すなわち、圧電シート１２１及び圧電シート１２２）を含んでもよい。圧電シート１２１と圧電シート１２２は、振動素子１１０（の第１位置）の対向する両側にそれぞれ貼り付けられてもよく、圧電シート１２１及び圧電シート１２２の分極方向は、貼り付け面と垂直である。振動素子１１０は、圧電シート１２１及び圧電シート１２２の変形に応答して、貼り付け面に垂直な振動を発生させることができる。

【0071】

いくつかの実施例では、圧電シート１２１及び圧電シート１２２は、圧電効果及び／又は逆圧電効果を提供するように構成されるアセンブリであってもよい。いくつかの実施例では、圧電シートは、振動素子１１０の１つ以上の表面を覆い、駆動電圧の作用下で変形して、反りを発生させるように振動素子１１０を駆動することにより、圧電素子１２０が振動を出力することを実現することができる。例えば、圧電素子１２０の分極方向（図の矢印ＢＢ’に示すように）に沿って、圧電シート１２１と圧電シート１２２は、それぞれ振動素子１１０の対向する両側に貼り付けられ、振動素子１１０は、圧電シート１２１と圧電シート１２２の圧電素子１２０の長手方向（図の矢印ＡＡ’に示すように）に沿う伸縮に基づいて振動を発生させることができる。具体的には、振動素子１１０の一側に位置する圧電シート（例えば、圧電シート１２１）は、その長手方向に沿って収縮することができ、振動素子１１０の一側に位置する圧電シート（例えば、圧電シート１２２）は、その長手方向に沿って伸長することができることにより、その表面に垂直な方向（すなわち、厚さ方向ＢＢ’）に沿って反らせて振動を発生させるように振動素子１１０を駆動する。いくつかの実施例では、圧電シート１２１及び／又は圧電シート１２２の材質は、圧電セラミックス、圧電石英、圧電結晶、圧電ポリマーなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

【0072】

なお、図２Ｂに示す圧電素子１２０は、例示的な説明のためのものに過ぎず、本明細書の保護範囲を限定することを意図するものではない。いくつかの実施例では、圧電素子１２０における圧電シートの数は、図２Ｂに示す２つに限定されなくてもよい。例えば、圧電素子１２０は、１つの圧電シートを含んでもよく、上記圧電シートは、振動素子１１０（の第１位置）の一側に貼り付けられ、駆動電圧の作用下で変形することができ、これにより、反りを発生させるように振動素子１１０を駆動し、圧電素子１２０が振動を出力することを実現する。

【0073】

いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズを調整することにより、音響出力装置の低周波数帯域で発生する共振ピークに対応する共振周波数及び振幅を調整して、より多くのシーンに適し、音響出力装置の低周波数帯域内での感度の向上に役立つことができる。単なる例として、図３Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。図３Ａに示すように、音響出力装置３００において、圧電素子１２０は、固定端１１１から、梁構造の長手方向に沿って、梁構造（すなわち、振動素子１１０）の少なくとも一部を覆う（貼り付ける）。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比は、梁構造の弾性に影響を与えることができる。例えば、梁構造における圧電素子１２０が貼り付けられた部分（被覆部分と略称する）の長手方向（すなわち、Ｘ方向）に沿う断面の高さが、圧電素子１２０が貼り付けられていない部分（非被覆部分と略称する）の長手方向に沿う断面の高さより大きい場合、被覆部分の曲げ弾性率は、非被覆部分の曲げ弾性率より大きく、すなわち、被覆部分は、非被覆部分より弾性係数が高く、より曲げにくいと示される。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が増加するに連れて、梁構造全体の弾性係数が増加することにより、音響出力装置３００の周波数応答曲線における低周波数ピークに対応する共振周波数も増加する。

【0074】

図３Ｂは、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。図３Ｂに示すように、曲線Ｌ３１は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比（図３Ｂにおいてｐｅｒで示す）が０．２である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ３２は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が０．４である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ３３は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が０．６である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ３４は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が０．８である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ３５は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が０．９である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ３６は、音響出力装置３００の圧電素子１２０の貼り付け領域の、梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が１である場合の周波数応答曲線である。破線円Ｃ内の共振ピークは、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとが異なる比を有する場合、音響出力装置３００が低周波数帯域内で発生する第１共振ピークである。

【0075】

図３Ｂから分かるように、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が増加するに連れて、音響出力装置（例えば、音響出力装置３００）の低周波数帯域内での第１共振ピークに対応する共振周波数は、徐々に増加する（例えば、曲線Ｌ３１～Ｌ３６における第１共振ピークに対応する共振周波数は、徐々に増加する）。圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が９０％に達する場合、曲線Ｌ３５における第１共振ピークに対応する共振周波数は、曲線Ｌ３６における第１共振ピークに対応する共振周波数とほぼ同じであり、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が８０％以下である場合、曲線Ｌ３４、曲線Ｌ３３、曲線Ｌ３２及び曲線Ｌ３１における第１共振ピークに対応する共振周波数は、比が小さくなるに連れて低下する。音響出力装置（例えば、音響出力装置３００）が低い周波数帯域内で共振ピーク（すなわち、第１共振ピーク）を発生させることができることにより、音響出力装置の低周波数帯域での感度が向上するという目的を達成することを保証するために、いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの８０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの６０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの５０％以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの４０％以下であってもよい。

【0076】

また、図３Ｂから分かるように、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズと梁構造の長さとの比が小さくなるに連れて、曲線Ｌ３６～Ｌ３１における第１共振ピークに対応するピーク値が低下し、これは、圧電素子１２０の梁構造の長手方向に沿うサイズが減少し、それに伴ってその出力力も低下して、共振ピークのピーク値も小さくなるためである。音響出力装置の低周波数帯域での共振ピークが高いピーク値を有することができることにより、該周波数帯域での感度が向上することを保証するために、いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの５％より大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの１０％より大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの２０％より大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズは、梁構造の長手方向に沿うサイズの３０％より大きくてもよい。

【0077】

図４は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0078】

図４に示すように、音響出力装置４００と音響出力装置２００とは、音響出力装置４００における圧電素子１２０と音響出力装置２００における圧電素子１２０との設定方式及び動作モードが異なる以外、類似の構造を有する。音響出力装置４００において、圧電素子１２０がｄ３３動作モードにある場合、圧電素子１２０の変形方向は、振動素子１１０の振動方向と平行であってもよい。具体的には、音響出力装置４００において、圧電素子１２０は、振動素子１１０の振動方向に沿う振動素子１１０の一側に貼り付けられる。さらに、圧電素子１２０は、分極方向に沿う一端が固定され、他端が第１位置で梁構造に接続される（貼り付けられる）。このように設定することで、圧電素子１２０がその分極方向に沿って変形する場合、同方向に振動するように振動素子１１０を駆動することができる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０は、積層型構造を有してもよい。例示的な説明として、圧電素子１２０は、多層圧電シートを含み、多層圧電シートは、圧電シートの分極方向に沿って積層されて圧電素子１２０となってもよい。

【0079】

いくつかの実施例では、梁構造の長手方向に沿って、固定端１１１と圧電素子１２０（又は第１位置）との間の距離が異なり、音響出力装置４００の周波数応答曲線の低周波数帯域内での共振ピークに対応する共振周波数が異なる。ここでの第１位置とは、固定端１１１に近接する圧電素子１２０のエッジの所在する位置を指してもよい。したがって、固定端１１１と圧電素子１２０との間の、梁構造の長手方向における距離を調整して、音響出力装置４００の周波数応答曲線の低周波数帯域内での共振ピークに対応する共振周波数を変更することにより、音響出力装置の異なる周波数帯域内での感度の向上に役立ち、より多くのシーンに適用することができる。以下、音響出力装置の周波数応答曲線を参照して詳細に説明する。

【0080】

図５は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0081】

図５において、曲線Ｌ５１は、音響出力装置４００の固定端１１１と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比（図５においてｐで示す）が０．２である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ５２は、音響出力装置４００の固定端１１１と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比が０．４である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ５３は、音響出力装置４００の固定端１１１と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比が０．６である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ５４は、音響出力装置４００の固定端１１１と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比が０．８である場合の周波数応答曲線である。破線円Ｙ内の共振ピークは、音響出力装置４００が低周波数帯域内で発生する第１共振ピークである。

【0082】

図５から分かるように、音響出力装置（例えば、音響出力装置４００）における圧電素子と固定端との間の距離が大きくなる場合、音響出力装置の低周波数帯域内での共振ピークに対応する共振周波数も増加する（例えば、曲線Ｌ５１、曲線Ｌ５２、曲線Ｌ５３及び曲線Ｌ５４における共振ピークに対応する共振周波数は、徐々に増加する）。音響出力装置（例えば、音響出力装置４００）が低周波数帯域内で第１共振ピークを発生させることができることにより、該周波数帯域内の感度が向上することを保証するために、いくつかの実施例では、第１位置と固定端との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．８より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第１位置と固定端との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．６より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第１位置と固定端との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．４より小さくてもよい。

【0083】

図６は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0084】

図６に示すように、曲線Ｌ６１は、音響出力装置（例えば、音響出力装置４００）の減衰係数（図６においてｅｔａで示す）が０であり、音響出力装置の固定端（例えば、固定端１１１）と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比（図６においてｐで示す）が０．２であり、かつ圧電素子１２０がｄ３３動作モードにある場合の音響出力装置の周波数応答曲線である。曲線Ｌ６２は、音響出力装置（例えば、音響出力装置２００）の減衰係数が０であり、音響出力装置の固定端と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比が０．２であり、圧電素子１２０がｄ３１動作モードにあり、かつ圧電素子１２０の幅が２ｍｍである場合の音響出力装置の周波数応答曲線である。曲線Ｌ６３は、音響出力装置（例えば、音響出力装置２００）の減衰係数が１であり、音響出力装置の固定端と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比が０．２であり、圧電素子１２０がｄ３１動作モードにあり、かつ圧電素子１２０の幅が２ｍｍである場合の音響出力装置の周波数応答曲線である。いくつかの実施例では、圧電素子１２０の幅は、梁構造の幅と同じであってもよい。破線円Ｘにおける第１共振ピーク（又は低周波数ピークと呼ばれる）は、振動素子１１０と質量素子１３０との共振によって発生してもよい。該第１共振ピークは、音響出力装置２００の低周波数帯域内での感度の向上に役立つ。

【0085】

図６に示すように、いくつかの実施例では、振動素子１１０及び質量素子１３０は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚの範囲内に第１共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０及び質量素子１３０は、１００Ｈｚ～２０００Ｈｚの範囲内に第１共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０及び質量素子１３０は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚの範囲内に第１共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０及び質量素子１３０は、５００Ｈｚ～１５００Ｈｚの範囲内に第１共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０及び質量素子１３０は、５００Ｈｚ～１０００Ｈｚの範囲内に第１共振ピークを発生させることができる。

【0086】

曲線Ｌ６１と曲線Ｌ６２を参照して分かるように、圧電素子１２０がｄ３３動作モードにある場合に比べて、圧電素子１２０がｄ３１動作モードにある場合、音響出力装置は、低周波数帯域内でピーク値が高い第１共振ピークを発生させることができる。これにより、いくつかの実施例では、圧電素子１２０をｄ３１動作モードにすることにより、音響出力装置の低周波数帯域での感度が向上することができる。

【0087】

いくつかの実施例では、音響出力装置に減衰構造を追加して、音響出力装置の減衰係数を増加させて、音響出力装置の振動応答曲線を比較的滑らかにさせることにより、音響出力装置の音質がさらに向上することができる。例えば、減衰材料（例えば、ブチロニトリル）を用いて振動素子１１０を製造することができる。また、例えば、振動素子１１０に減衰材料を追加し、例えば、減衰塗料を振動素子１１０の表面に塗布するか、又は振動素子１１０の内部に浸透させることができる。曲線Ｌ６２と曲線Ｌ６３を参照して分かるように、Ｌ６３は、Ｌ６２に対してより滑らかであるが、曲線Ｌ６１の第１共振ピークのピーク値は、Ｌ６３の第１共振ピークのピーク値より明らかに小さい。これにより、いくつかの実施例では、音響出力装置の減衰係数を適切に増加させることにより、その周波数応答曲線が平坦になり、それが高い音質を有することができる。しかしながら、音響出力装置の減衰係数が大きすぎると、音響出力装置の低周波数帯域内での第１共振ピークのピーク値が小さくなり、音響出力装置の低周波数帯域内での感度を低下させる。音響出力装置が高い音質を有し、かつ低周波数帯域内で高い感度を有することを保証するために、いくつかの実施例では、音響出力装置の減衰係数は、０～１であってもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置の減衰係数は、０～０．８であってもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置の減衰係数は、０．１～０．７であってもよい。いくつかの実施例では、音響出力装置の減衰係数は、０．２～０．５であってもよい。

【0088】

図７は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0089】

図７に示すように、音響出力装置７００の構造は、音響出力装置２００の構造を基に変化している構造とみなすことができる。具体的には、音響出力装置７００と音響出力装置２００とは、音響出力装置２００における固定端１１１が音響出力装置７００において自由端１１１’として設けられ、また、音響出力装置７００が第２質量素子１５０をさらに含んでもよいという点で相違する。振動素子１１０の長手方向において、質量素子１３０と第２質量素子１５０は、それぞれ圧電素子１２０の両側に位置してもよい。例示的な説明として、質量素子１３０と第２質量素子１５０は、それぞれ梁構造の長手方向の両端に接続されてもよく、例えば、第２質量素子１５０が自由端１１１’に接続され、質量素子１３０が自由端１１２に接続される。

【0090】

いくつかの実施例では、質量素子１３０と第２質量素子１５０の質量は、同じであってもよく、異なってもよい。図１に示すように、質量素子１３０の質量を調整することにより、第１共振ピークに対応する共振周波数の周波数範囲を調整することができる。梁構造の長さが一定である場合、質量素子１３０の質量が大きいほど、第１共振ピークに対応する共振周波数が小さくなる。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、５ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、６ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、８ｇより小さくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０の質量は、１０ｇより小さくてもよい。

【0091】

図８は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0092】

図８において、曲線Ｌ８１は、音響出力装置７００の第２質量素子１５０の質量が質量素子１３０の質量よりはるかに小さい（近似的には、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比（図８においてｎｐで示す）が０であると見なすことができる）場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ８２は、音響出力装置７００の第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比が２である場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ８３は、音響出力装置７００の第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比が１００である場合の周波数応答曲線である。

【0093】

図８から分かるように、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比が大きくなるに連れて、曲線Ｌ８１における第１共振ピーク８１１、曲線Ｌ８２における第１共振ピーク８２１及び曲線Ｌ８３における第１共振ピーク８３１にそれぞれ対応する共振周波数は、徐々に減少する。例示的な説明として、図８に示すように、第１共振ピーク８１１に対応する共振周波数は、約３５０Ｈｚであり、第１共振ピーク８２１に対応する共振周波数は、約２５０Ｈｚであり、第１共振ピーク８３１に対応する共振周波数は、約７５Ｈｚである。これにより、いくつかの実施例では、音響出力装置７００がより低い周波数帯域内で第１共振ピークを発生させることを保証するために、第２質量素子１５０の質量は、質量素子１３０の質量より大きくてもよい。さらに、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比を調整することにより、音響出力装置７００の共振ピークに対応する共振周波数を変化させることができる。具体的には、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比が大きいほど、音響出力装置７００の共振ピークに対応する共振周波数が小さくなる。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比は、０～５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比は、０～１０の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比は、０～２０の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比は、０～５０の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比は、０～１００の範囲内にあってもよい。

【0094】

いくつかの実施例では、音響出力装置７００において、第２質量素子１５０の質量が質量素子１３０の質量よりはるかに大きい（例えば、第２質量素子１５０の質量と質量素子１３０の質量との比が１００以上である）場合、振動素子１１０（梁構造）は、第２質量素子１５０の一端に固定される傾向があってもよく、梁構造の第２質量素子１５０に接続された一端は、固定端と見なすことができ、この場合、音響出力装置７００は、音響出力装置２００と等価であってもよい。このように設定することにより、第２質量素子１５０を梁構造の固定境界（固定端）とすることにより、梁構造の固定端が音響出力装置（例えば、ハウジング構造内）において固定境界を見つけにくく、固定されにくいという問題を解決することができる。

【0095】

いくつかの実施例では、音響出力装置７００において、第２質量素子１５０の質量が質量素子１３０の質量よりはるかに大きい場合、音響出力装置７００は、音響出力装置２００と等価であってもよい。したがって、音響出力装置２００の関連説明から分かるように、音響出力装置７００が低周波数帯域内で第１共振ピークを発生させることができることを保証するために、第２質量素子１５０と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．８より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．６より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第２質量素子１５０と圧電素子１２０との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．４より小さくてもよい。

【0096】

図９は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0097】

図９に示すように、音響出力装置９００の構造は、音響出力装置２００の構造を基に変化している構造とみなすことができる。具体的には、音響出力装置９００と音響出力装置２００とは、音響出力装置９００が第２圧電素子１４０をさらに含んでもよいという点で相違する。第２圧電素子１４０は、梁構造の第３位置に貼り付けられてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、振動素子１１０（又は梁構造と呼ばれる）の長手方向に間隔を隔てて設けられてもよい。

【0098】

いくつかの実施例では、第２圧電素子１４０と圧電素子１２０は、同じ又は類似の構造、材質などを有してもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、振動素子１１０（又は梁構造と呼ばれる）の長手方向に間隔を隔てて設けられ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０が入力した電気信号は、同じであってもよく、このように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０とが直列接続されると見なすことができる。いくつかの実施例では、第２圧電素子１４０及び圧電素子１２０は、ｄ３１動作モードにあってもよく、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の変形方向は、振動素子１１０の振動方向と垂直であってもよい。

【0099】

いくつかの実施例では、振動素子１１０の振動方向において、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、梁構造の同じ側に位置してもよい。例えば、図９に示すように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、それぞれ梁構造の第１位置と第３位置に貼り付けられ、かつ梁構造の同じ側に位置してもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０の振動方向において、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、梁構造の対向する両側に位置してもよい。例えば、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、それぞれ梁構造の第１位置と第３位置に貼り付けられ、かつ梁構造の対向する両側に位置してもよい。

【0100】

なお、図９に示す圧電素子の数は、例示的な説明のためのものに過ぎず、本明細書の保護範囲を限定することを意図するものではない。いくつかの実施例では、音響出力装置９００は、例えば、３つ、４つ、５つなどの２つ以上の圧電素子をさらに含んでもよい。２つ以上の圧電素子は、梁構造の長手方向に間隔を隔てて設けられてもよい。いくつかの実施例では、２つ以上の圧電素子のうちの隣接する２つの圧電素子の梁構造の長手方向における距離は、同じであっても異なってもよい。いくつかの実施例では、図９に示すように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、質量素子１３０の同じ側に位置してもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０は、それぞれ質量素子１３０の両側に位置してもよい。例えば、梁構造の長手方向において、圧電素子１２０、質量素子１３０及び第２圧電素子１４０が順に配置される。

【0101】

以下、音響出力装置９００の周波数曲線図を参照しながら、音響出力装置９００について詳細に説明する。

【0102】

図１０は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0103】

図１０は、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さ（すなわち、圧電素子１２０と梁構造との貼り付け領域の梁構造の長手方向に沿うサイズ）がいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ（図においてｐ１で示す）離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離（図においてｐ１２で示す）を有する場合の音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離とは、圧電素子１２０の中心点（例えば、重心）と第２圧電素子１４０の中心点との間の距離を指してもよい。曲線Ｌ１０１、曲線Ｌ１０２及び曲線Ｌ１０３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１４ｍｍ、１８ｍｍ及び２２ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｚは、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークを示す。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離とは、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との梁構造の長手方向における間隔領域の長さを指してもよい。

【0104】

図１０から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１８ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１０２）の中高周波数帯域（例えば、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１０２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１４ｍｍ又は２２ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１０１又はＬ１０３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１０に示すように、曲線Ｌ１０１は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ピーク１０１１と共振ディップ１０１２を有し、曲線Ｌ１０３は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１０３１と共振ピーク１０３２を有する。これにより、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、１８ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ピーク１０１１と共振ディップ１０１２、共振ディップ１０３１と共振ピーク１０３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線（例えば、曲線Ｌ１０２）が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0105】

図１１は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0106】

図１１は、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から５ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合の音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１１１、曲線Ｌ１１２及び曲線Ｌ１１３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１２ｍｍ、１４ｍｍ及び１８ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｍは、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークを示す。

【0107】

図１１から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から５ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１４ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１１２）の中高周波数帯域（例えば、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１１２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１０ｍｍ又は１８ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１１１又はＬ１１３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１１に示すように、曲線Ｌ１１１は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１１１１と共振ピーク１１１２を有し、曲線Ｌ１１３は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１１３１と共振ピーク１１３２を有する。これから分かるように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、１４ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１１１１と共振ピーク１１１２、共振ディップ１１３１と共振ピーク１１３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線（例えば、曲線Ｌ１１２）が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0108】

図１２は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0109】

図１２は、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から６ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合に対応する音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１２１、曲線Ｌ１２２及び曲線Ｌ１２３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１０ｍｍ、１２ｍｍ及び１４ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｎは、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークを示す。

【0110】

図１２から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から６ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１２ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１２２）の中高周波数帯域（例えば、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１２２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１０ｍｍ又は１４ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１２１又はＬ１２３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１２に示すように、曲線Ｌ１２１は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１２１１と共振ピーク１２１２を有し、曲線Ｌ１２３は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１２３１と共振ピーク１２３２を有する。これから分かるように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、１２ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１２１１と共振ピーク１２１２、共振ディップ１２３１と共振ピーク１２３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線（例えば、曲線Ｌ１２２）が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0111】

図１０～図１２に示すように、梁構造の長さ、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが変化しない場合、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が増加する（例えば、図１０～図１２において順に４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍである）に連れて、重なり合った共振ピーク及び共振ディップに対応する圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が徐々に減少する（例えば、図１０～図１２において順に１８ｍｍ、１４ｍｍ、１２ｍｍである）。これにより、いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の異なる距離に基づいて、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を調整することができる。単なる例として、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が増加する場合、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を適切に減少させることにより、共振ピークと共振ディップが重なり合うことができるため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になり、音響出力装置９００の音質が向上する。例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．０５より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．５より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．０８より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．４より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．１より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．３より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．１２より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．２５より小さくてもよい。

【0112】

図１３は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0113】

図１３は、音響出力装置９００の梁構造の長さ（図においてｌｂで示す）が３７．５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合に対応する音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１３１、曲線Ｌ１３２及び曲線Ｌ１３３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が８ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｏ内には、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークである。

【0114】

図１３から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが３７．５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が９ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１３２）の中高周波数帯域（例えば、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１３２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が８ｍｍ又は１０ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１３１又はＬ１３３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１３に示すように、曲線Ｌ１３１は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１３１１と共振ピーク１３１２を有し、曲線Ｌ１３３は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１３３１と共振ピーク１３３２を有する。これから分かるように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、９ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１３１１と共振ピーク１３１２、共振ディップ１３３１と共振ピーク１３３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0115】

図１４は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0116】

図１４は、音響出力装置９００の梁構造の長さが３７．５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から５ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合の音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１４１、曲線Ｌ１４２及び曲線Ｌ１４３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が５．６ｍｍ、６．２ｍｍ及び６．８ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｐ内には、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークである。

【0117】

図１４から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが３７．５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から５ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が６．２ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１４２）の中高周波数帯域（例えば、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１４２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が５．６ｍｍ又は６．８ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１４１又はＬ１４３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１４に示すように、曲線Ｌ１４１は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１４１１と共振ピーク１４１２を有し、曲線Ｌ１４３は、２００Ｈｚ～２０００Ｈｚ内で共振ディップ１４３１と共振ピーク１４３２を有する。これから分かるように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、６．２ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１４１１と共振ピーク１４１２、共振ディップ１４３１と共振ピーク１４３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0118】

図１３及び図１４に示すように、梁構造の長さ、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが変化しない場合、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が増加する（例えば、図１３及び図１４において順に４ｍｍ、５ｍｍである）に連れて、重なり合った共振ピーク及び共振ディップに対応する圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が徐々に減少する（例えば、図１３及び図１４において順に９ｍｍ、６．２ｍｍである）。これにより、いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との異なる距離に基づいて、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を調整することができる。単なる例として、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が増加する場合、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を適切に減少させることにより、共振ピークと共振ディップが重なり合うことができるため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になり、音響出力装置９００の音質が向上する。例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．１より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．２５より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離と梁構造の長さとの比は、０．１３より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．２より小さくてもよい。

【0119】

図１５は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0120】

図１５は、音響出力装置９００の梁構造の長さが２５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さがいずれも５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合に対応する音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１５１、曲線Ｌ１５２及び曲線Ｌ１５３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が０．５ｍｍ、１．５ｍｍ及び２．５ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｑ内には、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークである。

【0121】

図１５から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが２５ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が１．５ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１５２）の中高周波数帯域（例えば、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１５２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が０．５ｍｍ又は２．５ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１５１又はＬ１５３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１５に示すように、曲線Ｌ１５１は、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ内で共振ディップ１５１１と共振ピーク１５１２を有し、曲線Ｌ１５３は、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ内で共振ディップ１５３１と共振ピーク１５３２を有する。これから分かるように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離（例えば、１．５ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１５１１と共振ピーク１５１２、共振ディップ１５３１と共振ピーク１５３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0122】

図１０、図１３及び図１５に示すように、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さ、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が変化しない場合、梁構造の長さが減少する（例えば、図１０、図１３及び図１５において順に５０ｍｍ、３７．５ｍｍ、２５ｍｍである）に連れて、重なり合った共振ピーク及び共振ディップに対応する圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が徐々に減少する（例えば、図１０、図１３及び図１５において順に１８ｍｍ、９ｍｍ、１．５ｍｍである）。これにより、いくつかの実施例では、異なる梁構造の長さに基づいて、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を調整することができる。単なる例として、梁構造の長さが減少する場合、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を適切に減少させることにより、共振ピークと共振ディップが重なり合うことができるため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になり、音響出力装置９００の音質が向上する。例えば、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．６より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．４より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．２より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．１より小さくてもよい。

【0123】

図１６は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0124】

図１６は、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さ（図においてｌｐで示す）がいずれも２５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間に梁構造の長手方向に沿って異なる距離を有する場合に対応する音響出力装置９００の異なる周波数応答曲線を示す。曲線Ｌ１６１、曲線Ｌ１６２及び曲線Ｌ１６３は、それぞれ、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が－４ｍｍ、－２．５ｍｍ及び－１ｍｍである場合の音響出力装置９００の周波数応答曲線である。破線円Ｒ内には、振動素子１１０と質量素子１３０が低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）内で発生する第１共振ピークである。圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離とは、圧電素子１２０の中心点（例えば、重心）と第２圧電素子１４０の中心点との間の距離を指してもよい。なお、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が０である場合、圧電素子１２０の中心点と第２圧電素子１４０の中心点との梁構造の振動方向に沿う投影が重なると理解されてもよい。圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が正数である場合、１つの圧電素子（例えば、第２圧電素子１４０）の位置が変化せず、もう１つの圧電素子（例えば、圧電素子１２０）が梁構造の長手方向に沿って質量素子１３０に向かってずれる場合の、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０の中心点との間の距離として理解されてもよい。圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が負数である場合、１つの圧電素子（例えば、第２圧電素子１４０）の位置が変化せず、もう１つの圧電素子（例えば、圧電素子１２０）が梁構造の長手方向に沿って固定端１１１に向かってずれる場合の、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０の中心点との間の距離として理解されてもよい。

【0125】

図１６から分かるように、音響出力装置９００の梁構造の長さが５０ｍｍであり、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが２５ｍｍであり、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０が固定端から４ｍｍ離れ、かつ圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が－２．５ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１６２）の中高周波数帯域（例えば、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ）内での曲線が比較的滑らかになり、具体的には、曲線Ｌ１６２において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップが小さいか又はなく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が－４ｍｍ又は－１ｍｍである場合、音響出力装置９００の周波数応答曲線（すなわち、曲線Ｌ１６１又はＬ１６３）において、中高周波数帯域内で共振ピーク及び／又は共振ディップを有することが示される。例示的な説明として、図１６に示すように、曲線Ｌ１６１は、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ内で共振ディップ１６１１と共振ピーク１６１２を有し、曲線Ｌ１６３は、３００Ｈｚ～３０００Ｈｚ内で共振ディップ１６３１と共振ピーク１６３２を有する。これから分かるように、梁構造の長手方向に沿う圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離（例えば、－２．５ｍｍ）を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の中高周波数帯域内で発生した共振ディップと共振ピーク（例えば、共振ディップ１６１１と共振ピーク１６１２、共振ディップ１６３１と共振ピーク１６３２）が重なり合うことができる（又は相殺と呼ばれる）ため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になることにより、音響出力装置９００が高い音質を有することが保証される。

【0126】

図１０及び図１６に示すように、梁構造の長さ、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端１１１との間の距離が変化しない場合、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが増加する（例えば、図１０及び図１６において順に５ｍｍ、２５ｍｍである）に連れて、重なり合った共振ピーク及び共振ディップに対応する圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離が徐々に減少する（例えば、図１０及び図１６において順に１８ｍｍ、－２．５ｍｍである）。これにより、いくつかの実施例では、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の異なる長さに基づいて、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を調整することができる。単なる例として、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さが増加する場合、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離を適切に減少させることにより、共振ピークと共振ディップが重なり合うことができるため、音響出力装置９００の周波数応答曲線が比較的平坦になり、音響出力装置９００の音質が向上する。例えば、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さと梁構造の長さとの比は、０．０５より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．４より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さと梁構造の長さとの比は、０．１より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．３より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さと梁構造の長さとの比は、０．２より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０．１より小さくてもよい。また、例えば、圧電素子１２０及び第２圧電素子１４０の長さと梁構造の長さとの比は、０．４より大きく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の、梁構造の長手方向に沿う距離と梁構造の長さとの比は、０より小さくてもよい。

【0127】

図１０～図１６に示すように、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離を合理的に設計することにより、音響出力装置９００の周波数応答曲線（例えば、曲線Ｌ１０２、Ｌ１１２、Ｌ１２２、Ｌ１３２、Ｌ１４２、Ｌ１５２及びＬ１６２）が中高周波数帯域内で滑らかになり、音響出力装置９００が高い音質を有することができる。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、５０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、２５ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、５０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、２２ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、５０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、１８ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、５０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、１４ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、４０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、１０ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、４０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、７ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、４０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、２．５ｍｍより小さくてもよい。いくつかの実施例では、梁構造の長さは、３０ｍｍより小さくてもよく、圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離は、－１ｍｍより小さくてもよい。

【0128】

曲線Ｌ１０１、曲線Ｌ１１２及び曲線Ｌ１２３から分かるように、梁構造の長さ、圧電素子１２０の長さ及び圧電素子１２０と第２圧電素子１４０との間の距離が一定である場合、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離（例えば、図９に示す第２圧電素子１４０と固定端との間の距離）が大きくなると、音響出力装置９００が低周波数帯域内で発生する第１共振ピークのピーク値が大きくなる。例示的な説明として、曲線Ｌ１０１の破線円Ｚ内の第１共振ピークのピーク値は、約１７０ｄＢであり、曲線１１２の破線円Ｍ内の第１共振ピークのピーク値は、約１７５ｄＢであり、曲線Ｌ１２３の破線円Ｎ内の第１共振ピークのピーク値は、約１８０ｄＢである。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離を増加させて、音響出力装置９００の低周波数帯域内での第１共振ピークのピーク値を向上させることにより、音響出力装置９００の低周波数帯域内での感度が向上することができる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離は、３ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離は、４ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離は、５ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離は、６ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０又は第２圧電素子１４０と固定端との間の距離は、７ｍｍより大きくてもよい。

【0129】

図１７は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0130】

図１７に示すように、音響出力装置１７００の構造は、音響出力装置２００の構造を基に変化している構造とみなすことができる。具体的には、音響出力装置１７００と音響出力装置２００とは、音響出力装置１７００が第２振動素子１６０をさらに含み、振動素子１１０と第２振動素子１６０が質量素子１３０の両側に対称に設けられるという点で相違する。音響出力装置１７００は、第２振動素子１６０に接続された（又は貼り付けられた）第３圧電素子１７０を含んでもよく、第３圧電素子１７０と圧電素子１２０は、質量素子１３０の両側に対称に設けられる。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第３圧電素子１７０はそれぞれ、質量素子１３０の両側に位置する２つの圧電梁に設けられ、かつ圧電素子１２０と第３圧電素子１７０が入力した電気信号は、同じであってもよく、このように圧電素子１２０が第３圧電素子１７０に並列接続されると見なすことができる。いくつかの実施例では、第２振動素子１６０と振動素子１１０の振動方向は、同じである。いくつかの実施例では、圧電素子１２０及び第３圧電素子１７０は、ｄ３１動作モードにあってもよく、圧電素子１２０及び第３圧電素子１７０の変形方向は、振動素子１１０及び第２振動素子１６０の振動方向と垂直であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０及び第３圧電素子１７０は、ｄ３３の動作モードにあってもよく、圧電素子１２０及び第３圧電素子１７０の変形方向は、振動素子１１０の振動方向と平行であってもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０及び第２振動素子１６０の質量素子１３０から離れた一端は、固定的に設けられる（すなわち、固定端である）。例えば、振動素子１１０及び第２振動素子１６０の質量素子１３０から離れた一端は、音響出力装置１７００の他の部品（例えば、ハウジング）に固定されてもよい。また、例えば、圧電素子１２０と第３圧電素子１７０は、ｄ３３の動作モードにあってもよく、圧電素子１２０と第３圧電素子１７０は、振動素子１１０と第２振動素子１６０の振動方向に沿う一端が固定され、他端が振動素子１１０及び第２振動素子１６０の質量素子１３０から離れた一端にそれぞれ貼り付けられることにより、振動素子１１０及び第２振動素子１６０の質量素子１３０から離れた一端が質量素子１３０に対して固定的に設けられてもよい。第２振動素子１６０と第３圧電素子１７０に関するより多くの説明については、それぞれ振動素子１１０と圧電素子１２０の関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0131】

図１８は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0132】

図１８において、曲線Ｌ１８１は、振動素子１１０と第２振動素子１６０との間に質量素子が接続されない（又は振動素子１１０と第２振動素子１６０の無負荷と呼ばれる）場合の周波数応答曲線である。曲線Ｌ１８２は、振動素子１１０と第２振動素子１６０との間に質量素子が接続される（又は振動素子１１０と第２振動素子１６０の負荷と呼ばれる）場合の周波数応答曲線である。

【0133】

図１８に示すように、曲線Ｌ１８１と曲線Ｌ１８２における隣接する共振ピークの間の曲線は、滑らかであり、共振ディップが存在しない。これからわかるように、圧電シートが並列接続された構造を設けることにより、音響出力装置１７００の周波数応答曲線に共振ディップが発生せず、周波数応答曲線がより滑らかになり、音響出力装置１７００の音質の向上に役立つことができる。加えて、曲線Ｌ１８１の共振ピーク１８１１と曲線Ｌ１８２の共振ピーク１８２１とを比較すると、振動素子１１０と第２振動素子１６０との間に質量素子１３０が接続された場合、共振ピークに対応する共振周波数が小さくなることが分かる。したがって、質量素子１３０の質量を変化させて、音響出力装置１７００が低周波数帯域（例えば、１００Ｈｚ～１０００Ｈｚ）で発生する共振ピークに対応する共振周波数を変化させることができる。

【0134】

図１９は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の概略構成図である。

【0135】

図１９に示すように、音響出力装置１９００の構造は、音響出力装置２００の構造を基に変化している構造とみなすことができる。具体的には、音響出力装置１９００と音響出力装置２００とは、音響出力装置１９００が質量素子１３０に接続された第３振動素子１８０をさらに含んでもよいという点で相違する。なお、第３振動素子１８０の振動方向は、振動素子１１０の振動方向と平行である。さらに、音響出力装置１９００は、第３振動素子１８０に接続されてもよい第４圧電素子１９０をさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、第４圧電素子１９０がｄ３１動作モードにある場合、第４圧電素子１９０の変形方向は、第３振動素子１８０の振動方向と垂直である。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０と振動素子１１０は、同じ又は異なる構造、材質などを有してもよい。いくつかの実施例では、第４圧電素子１９０と圧電素子１２０は、同じ又は異なる構造、材質などを有してもよい。いくつかの実施例では、図１９に示すように、第３振動素子１８０の質量素子１３０の両側に位置する梁構造は、対称に設けられてもよい。いくつかの実施例では、第４圧電素子１９０は、質量素子１３０の両側に位置する２つの圧電シートを含んでもよい。いくつかの実施例では、第４圧電素子１９０は、第３振動素子１８０を完全に覆ってもよいか、又は第３振動素子１８０を部分的に覆ってもよい１つの圧電シートを含んでもよい。第３振動素子１８０及び第４圧電素子１９０に関するより多くの説明については、それぞれ振動素子１１０及び圧電素子１２０の関連説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

【0136】

なお、図１９に示す音響出力装置１９００は、例示的な説明のためのものに過ぎず、本明細書の保護範囲を限定することを意図するものではない。当業者であれば、本願の説明に基づいて様々な変更及び修正を行うことができる。例えば、第４圧電素子１９０は、第３振動素子１８０を完全に覆ってもよいか、又は第３振動素子１８０を部分的に覆ってもよい１つの圧電シートを含んでもよい。また、例えば、圧電素子１２０は、振動素子１１０を完全に覆ってもよい１つの圧電シートを含んでもよい。

【0137】

いくつかの実施例では、振動素子１１０は、片持ち梁構造を有してもよい。上記片持ち梁は、固定端１１１及び自由端１１２を有する。質量素子１３０は、自由端１１２で振動素子１１０に接続される。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０は、梁構造を有してもよい。例えば、第３振動素子１８０は、少なくとも一部（例えば、長手方向の中心領域）が質量素子１３０に接続され、両端が自由端である自由梁であってもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０又は振動素子１１０の振動方向に沿う投影平面において、第３振動素子１８０の長手方向（すなわち、自由梁の長軸方向）と振動素子１１０の長手方向との間の夾角は、９０°であってもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０と第３振動素子１８０との接続位置は、第３振動素子１８０の長手方向における中心に位置してもよく、すなわち、振動素子１１０と第３振動素子１８０は、「Ｔ」形構造（又はＴ形梁と呼ばれる）を形成してもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長手方向と振動素子１１０の長手方向との間の夾角は、９０°より小さくてもよいか、又は９０°より大きくてもよい。いくつかの実施例では、質量素子１３０と第３振動素子１８０との接続位置は、第３振動素子１８０の長手方向における任意の位置に位置してもよい。

【0138】

いくつかの実施例では、振動素子１１０と第３振動素子１８０は、一体成形された「Ｔ」形構造又は他の構成の構造であってもよい。他の構成は、振動素子１１０の長手方向（すなわち、図中のｘ方向）において、振動素子１１０の異なる位置の幅（すなわち、図中のｙ方向）が異なり、例えば、自由端に近いほど幅が大きくなるか、又は自由端に近いほど幅が小さくなるなどを含む。

【0139】

図２０は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0140】

図２０において、曲線Ｌ２０１は、圧電素子１２０が独立して励起された場合に発生する周波数応答曲線（すなわち、振動素子１１０（又は片持ち梁と呼ばれる）が振動するように質量素子１３０を駆動する場合に発生する周波数応答曲線）である。曲線Ｌ２０２は、第４圧電素子１９０が独立して励起された場合に発生する周波数応答曲線（すなわち、第３振動素子１８０（又は自由梁と呼ばれる）と質量素子１３０が振動する場合に発生する周波数応答曲線）である。曲線Ｌ２０３は、音響出力装置１９００における圧電素子１２０と第４圧電素子１９０が同時に励起された場合の周波数応答曲線（すなわち、振動素子１１０、第３振動素子１８０及び質量素子１３０が同時に（又はＴ形梁と呼ばれる）振動する場合に発生する周波数応答曲線）である。

【0141】

図２０に示すように、曲線Ｌ２０１は、人間の耳の可聴域（例えば、２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内で少なくとも２つの共振ピーク（例えば、第１共振ピーク２０１１及び第２共振ピーク２０１２）が存在する。第１共振ピーク２０１１と第２共振ピーク２０１２との間に共振ディップ２０１３が存在する。いくつかの実施例では、第１共振ピーク２０１１の周波数は、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚの範囲内にあってもよい。共振ディップ２０１３の周波数は、約１３３０Ｈｚである。曲線Ｌ２０２は、人間の耳の可聴域（例えば、２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内で少なくとも１つの共振ピーク（例えば、共振ピーク２０２１）が存在する。共振ピーク２０２１の周波数は、約１３３０Ｈｚである。曲線Ｌ２０３は、人間の耳の可聴域（例えば、２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内で少なくとも２つの共振ピーク（例えば、第１共振ピーク２０３１及び第２共振ピーク２０３２）が存在する。図２０から分かるように、曲線Ｌ２０３は、第１共振ピーク２０３１と第２共振ピーク２０３２との間に共振ディップが現れていない。これは、共振ピーク２０２１が、周波数が同じである共振ディップ２０１３を補うため、曲線Ｌ２０３は、第１共振ピーク２０３１と第２共振ピーク２０３２との間に共振ディップが現れていないからである。また、１００Ｈｚより大きい周波数範囲内で、曲線Ｌ２０３の振幅は、曲線Ｌ２０１より向上している。

【0142】

これにより、いくつかの実施例では、第３振動素子１８０及び質量素子１３０が振動して低周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）で発生する共振ピーク（説明の便宜上、以下、第３振動素子１８０に対応する共振ピークと呼ばれる）により、振動素子１１０及び質量素子１３０が振動して発生する第１共振ピークと第２共振ピークとの間の共振ディップ（説明の便宜上、以下、振動素子１１０に対応する共振ディップと呼ばれる）を補うことにより、音響出力装置１９００の周波数応答曲線は、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に共振ディップがなく、第１共振ピークと第２共振ピークとの間の曲線がより滑らかになり、音響出力装置の音質の向上に役立つことができる。

【0143】

いくつかの実施例では、振動素子１１０に対応する第１共振ピークの周波数ｆ_０と第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、５～３０の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０に対応する第１共振ピークの周波数ｆ_０と第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、６～２５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０に対応する第１共振ピークの周波数ｆ_０と第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、８～２０の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例では、振動素子１１０に対応する第１共振ピークの周波数ｆ_０と第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、１０～１８の範囲内にあってもよい。

【0144】

いくつかの実施例では、梁構造（例えば、振動素子１１０に対応する片持ち梁又は第３振動素子１８０に対応する自由梁）の共振周波数は、式（２）に基づいて決定することができる。

【0145】

【数2】

【0146】

ここで、ｌは、梁構造の長さを示し、ＥＩは、梁構造の曲げ剛性を示し、ρ_ｌは、梁構造の単位長さ密度を示し、β_ｉｌは、第ｉ次共振固有値に関する係数を示す。式（２）から分かるように、梁構造の曲げ剛性ＥＩ及びρｌが変化しない場合、梁構造の共振周波数は、β_ｉｌに連れて変化する。

【0147】

いくつかの実施例では、質量素子１３０に接続された振動素子１１０（片持ち梁）の周波数方程式は、以下のように表すことができる。

【0148】

【数3】

【0149】

ここで、αは、質量素子１３０の質量と振動素子１１０の質量との比を示し、β_ｉｌ_１は、片持ち梁に対応する第ｉ次共振固有値に関する係数を示す。式（３）を解いて得られたβ_ｉｌ_１の値は、以下の表１に示される。

【0150】

【表1】

【0151】

いくつかの実施例では、第３振動素子１８０（自由梁）の周波数方程式は、以下のように表すことができる。

【0152】

【数4】

【0153】

ここで、β_ｉｌ_２は、自由梁に対応する第ｉ次共振固有値に関する係数を示す。式（４）を解いて得られたβ_ｉｌ_２の値は、４．７３０、７．８５３…（ｉ＝１、２…）である。

【0154】

第３振動素子１８０に対応する共振ピークが振動素子１１０に対応する共振ディップを補うことができることを保証するために、いくつかの実施例では、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0155】

【数5】

【0156】

と振動素子１１０に対応する第２共振ピークに対応する周波数ｆ_１との比は、２より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0157】

【数6】

【0158】

と振動素子１１０に対応する第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、１．５より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0159】

【数7】

【0160】

と振動素子１１０に対応する第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、１より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0161】

【数8】

【0162】

と振動素子１１０に対応する第２共振ピークの周波数ｆ_１との比は、０．５より小さくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０に対応する共振ピークが振動素子１１０に対応する共振ディップを補うことができることを保証するために、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0163】

【数9】

【0164】

は、振動素子１１０に対応する共振ディップの周波数付近に位置してもよく（例えば、共振ディップ２０１３と共振ピーク２０２１に対応する共振周波数は、いずれも約１３３０Ｈｚである）、これにより、第３振動素子１８０に対応する共振ピークの周波数

【0165】

【数10】

【0166】

は、振動素子１１０に対応する第２共振ピークに対応する共振周波数ｆ_１より小さくてもよく、すなわち、

【0167】

【数11】

【0168】

ここで、β_１ｌ_２の値は、４．７３０であり、式（５）は、以下のように表すことができる。

【0169】

【数12】

【0170】

式（６）及び表１に基づいて、いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さと振動素子１１０の長さとの比は、０．７より大きくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さと振動素子１１０の長さとの比は、１より大きくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さと振動素子１１０の長さとの比は、１．２より大きくてもよい。

【0171】

また、曲線Ｌ２０１及び曲線Ｌ２０３から分かるように、中高周波数帯域（２００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内で、曲線Ｌ２０３の振幅は、いずれも曲線Ｌ２０１の振幅より大きい。これにより、いくつかの実施例では、１００Ｈｚより大きい範囲内で、第３振動素子１８０は、質量素子１３０の振動振幅を増加させることができる。したがって、音響出力装置１９００と同じ又は類似の構造を用いることにより、音響出力装置は、中高周波数帯域内で高い感度を有することができる。

【0172】

図２１は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0173】

図２１において、曲線Ｌ２１１は、圧電素子１２０が独立して励起された場合の周波数応答曲線（すなわち、振動素子１１０（又は片持ち梁と呼ばれる）が振動するように質量素子１３０を駆動する場合に発生する周波数応答曲線）である。曲線Ｌ２１２は、第４圧電素子１９０が独立して励起された場合の周波数応答曲線（すなわち、第３振動素子１８０（又は自由梁と呼ばれる）と質量素子１３０が振動する場合に発生する周波数応答曲線）である。曲線Ｌ２１３、曲線Ｌ２１４、曲線Ｌ２１５及び曲線Ｌ２１６は、それぞれ、音響出力装置１９００における圧電素子１２０と第４圧電素子１９０が同時に励起され、励起信号の位相差（図においてｔｈｅｔａで示す）が０°、４５°、１３５°及び１８０°である場合の周波数応答曲線である。

【0174】

曲線Ｌ２１３、曲線Ｌ２１４、曲線Ｌ２１５及び曲線Ｌ２１６から分かるように、音響出力装置１９００における圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差が１３５°を超えると、音響出力装置１９００の周波数応答曲線は、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に共振ディップ（例えば、曲線Ｌ２１６における共振ディップ２１６１）が現れ、これは、振動素子１１０と第３振動素子１８０の振動が逆相で打ち消し合うことによって引き起こされる。したがって、音響出力装置１９００の周波数応答曲線は、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に共振ディップが現れず、大きな平坦曲線範囲を有することにより、高い音質を有するようにするために、いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、１３５°以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、９０°以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、６０°以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、４５°以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、３０°以下であってもよい。いくつかの実施例では、圧電素子１２０と第４圧電素子１９０との励起信号の位相差は、０°であってもよい。

【0175】

図２２は、本明細書のいくつかの実施例に係る音響出力装置の周波数応答曲線図である。

【0176】

図２２において、曲線Ｌ２２１、曲線Ｌ２２２、曲線Ｌ２２３、曲線Ｌ２２４及び曲線Ｌ２２５は、それぞれ、音響出力装置１９００の第３振動素子１８０の長さ（図においてｌｐ＿ｄ２で示す）が０ｍｍ（すなわち、音響出力装置１９００が第３振動素子１８０を含まず、音響出力装置２００に相当すると見なすことができる）、２０ｍｍ、２２ｍｍ、２４ｍｍ及び３０ｍｍである場合の周波数応答曲線である。振動素子１１０の長さ（図においてｌｐ＿ｄで示す）は、いずれも２０ｍｍである。曲線Ｌ２２１、曲線Ｌ２２２、曲線Ｌ２２３、曲線Ｌ２２４及び曲線Ｌ２２５から分かるように、第３振動素子１８０の長さが２４ｍｍより小さい場合、曲線Ｌ２２１、曲線Ｌ２２２、曲線Ｌ２２３は、２２５０Ｈｚ付近にいずれも共振ディップを有し、第３振動素子１８０の長さの増加により、音響出力装置１９００の周波数応答曲線の中高周波数帯域（例えば、２０００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内での振幅のみが増加し、すなわち、音響出力装置１９００の中高周波数帯域内での感度が増加することができる。第３振動素子１８０の長さが２４ｍｍを超える場合、曲線Ｌ２２４及び曲線Ｌ２２５は、第１共振ピークと第２共振ピークとの間に共振ディップがないため、音響出力装置１９００の周波数応答曲線がより平坦になり、音質の向上に役立つ。また、曲線Ｌ２２４及び曲線Ｌ２２５から分かるように、第３振動素子１８０の長さが増加するに連れて、周波数応答曲線の振幅も増加し、音響出力装置１９００の感度の向上に役立つ。また、第３振動素子１８０の長さが増加するに連れて、音響出力装置１９００の周波数応答曲線は、中高周波数帯域（例えば、２０００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）内での共振ピークが左にシフトする（すなわち、低周波数にシフトする）。これにより、第３振動素子１８０の長さを調整することにより、音響出力装置１９００の振動性能の要件を満たすことができる。

【0177】

以上のことから分かるように、音響出力装置１９００において、第３振動素子１８０の長さを長くすることにより、音響出力装置１９００の感度及び音質が向上することができる。いくつかの実施例では、振動素子１１０の長さは、２０ｍｍであってもよく、第３振動素子１８０の長さは、２４ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さは、２６ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さは、２８ｍｍより大きくてもよい。いくつかの実施例では、第３振動素子１８０の長さは、３０ｍｍより大きくてもよい。

【0178】

以上、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。

【0179】

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。

【0180】

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のものであり、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。

【0181】

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。

【0182】

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「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。

【0183】

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】

【0184】

１００ 音響出力装置
１１０ 振動素子
１１１ 固定端
１１２ 自由端
１２０ 圧電素子
１３０ 質量素子
１４０ 第２圧電素子
１５０ 第２質量素子
１６０ 第２振動素子
１７０ 第３圧電素子
１８０ 第３振動素子
１９０ 第４圧電素子
２００ 音響出力装置
２１０ ハウジング構造
２２０ 固定構造
３００ 音響出力装置
４００ 音響出力装置
６２１ 第１共振ピーク
６２２ 第２共振ピーク
７００ 音響出力装置
９００ 音響出力装置
１７００ 音響出力装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-11

【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】

長手方向に沿って延在する梁構造を有する振動素子と、
電気信号に応答して変形する圧電素子であって、前記変形が振動するように前記振動素子を駆動し、前記圧電素子が前記梁構造の第１位置に貼り付けられ、かつ貼り付け領域の前記長手方向に沿うサイズが前記梁構造の前記長手方向に沿うサイズの８０％を超えない、圧電素子と、
前記梁構造の第２位置に接続された質量素子であって、前記第１位置と前記第２位置が前記長手方向に間隔を隔てて分布し、前記振動素子の振動が前記長手方向に垂直な方向に振動するように前記質量素子を駆動する、質量素子と、を含む、音響出力装置。

【請求項2】

前記振動素子は、前記質量素子と共振して第１共振ピークを発生させ、前記第１共振ピークの周波数範囲が５０Ｈｚ～２０００Ｈｚである、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項3】

前記振動素子と前記質量素子の振動は、第２共振ピークを有し、前記第２共振ピークの周波数と前記第１共振ピークの周波数との比は、５より大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の音響出力装置。

【請求項4】

前記振動素子と前記質量素子の振動は、前記第１共振ピークと前記第２共振ピークとの間に、少なくとも１つの共振ディップを発生させ、前記第１共振ピーク又は前記第２共振ピークと前記少なくとも１つの共振ディップとの間の振幅差は、８０ｄＢより小さい、ことを特徴とする請求項３に記載の音響出力装置。

【請求項5】

前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向に垂直であり、前記音響出力装置は、前記梁構造の第３位置に貼り付けられた第２圧電素子をさらに含み、前記圧電素子と前記第２圧電素子は、前記振動素子の長手方向に間隔を隔てて設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項6】

前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向に垂直であり、前記音響出力装置は、第２質量素子をさらに含み、前記振動素子の長手方向において、前記質量素子と前記第２質量素子は、それぞれ前記圧電素子の両側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項7】

前記第２質量素子の質量は、前記質量素子の質量より大きい、ことを特徴とする請求項６に記載の音響出力装置。

【請求項8】

前記圧電素子の変形方向は、前記振動素子の振動方向と平行であり、前記圧電素子は、振動方向に沿う一端が固定され、他端が前記第１位置において前記梁構造に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項9】

第２振動素子をさらに含み、前記振動素子と前記第２振動素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。

【請求項10】

前記第２振動素子に接続された第３圧電素子をさらに含み、前記第３圧電素子と前記圧電素子は、前記質量素子の両側に対称に設けられる、ことを特徴とする請求項９に記載の音響出力装置。

【請求項11】

前記振動素子及び前記第２振動素子の前記質量素子から離れた一端が固定して設けられる、ことを特徴とする請求項１０に記載の音響出力装置。

【請求項12】

前記質量素子に接続され、振動方向が前記振動素子の振動方向と平行である第３振動素子をさらに含む、ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の音響出力装置。

【請求項13】

前記第３振動素子に接続された第４圧電素子をさらに含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の音響出力装置。

【請求項14】

前記第４圧電素子の変形方向は、前記第３振動素子の振動方向に垂直である、ことを特徴とする請求項１３に記載の音響出力装置。

【請求項15】

前記圧電素子と前記第４圧電素子が受信した電気信号は、１３５°より小さい位相差を有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の音響出力装置。

【国際調査報告】