▶ シェンチェン ヴォックステック カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-18
(54)【発明の名称】イヤホン
(51)【国際特許分類】
H04R 17/10 20060101AFI20241010BHJP
【ＦＩ】
H04R17/10
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024530018
(86)(22)【出願日】2022-07-27
(85)【翻訳文提出日】2024-05-21
(86)【国際出願番号】 CN2022108205
(87)【国際公開番号】W WO2024020846
(87)【国際公開日】2024-02-01
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521104171
【氏名又は名称】シェンチェン ショックス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ツイ チャオジエ
(72)【発明者】
【氏名】チュー コアンユアン
【テーマコード（参考）】
5D004
【Ｆターム（参考）】
5D004AA02
5D004BB01
5D004BB03
5D004CC03
5D004CD07
5D004FF09
(57)【要約】
本明細書の実施例は、振動素子を含む音響出力装置を開示する。前記振動素子は、長手方向に沿って延在するビーム構造を含む。前記ビーム構造は、電気信号に応答して変形することにより、前記振動素子を振動させる圧電層と、前記ビーム構造の第１の位置に接続された質量素子であって、前記振動素子の振動により前記質量素子を前記長手方向に垂直な方向に振動させる、質量素子と、を含み、前記ビーム構造の長手方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．９５の範囲内にある。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向に沿って延在するビーム構造を含む振動素子を含み、前記ビーム構造は、
電気信号に応答して変形することにより、前記振動素子を振動させる圧電層と、前記ビーム構造の第１の位置に接続された質量素子であって、前記振動素子の振動により前記質量素子を前記長手方向に垂直な方向に振動させる、質量素子と、を含み、前記ビーム構造の長手方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．９５の範囲内にある、音響出力装置。
【請求項2】
５０Ｈｚ～１００００Ｈｚの範囲内に、前記質量素子の振動は、第１の共振ピーク及び第２の共振ピークを有する、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3】
前記第１の共振ピークと前記第２の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第１の共振ピーク又は前記第２の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さい、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】
前記ビーム構造は、固定端及び自由端を含む、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】
前記自由端に接続された第２の質量素子をさらに含む、ことを特徴とする、請求項４に記載の音響出力装置。
【請求項6】
前記第２の質量素子と前記ビーム構造の質量との比は、０～１．２の範囲内にある、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】
前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にある、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】
前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１７よりも大きい、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】
前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有し、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、３０ｄＢよりも小さい、ことを特徴とする、請求項４に記載の音響出力装置。
【請求項10】
前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、４よりも大きい、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11】
前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．６の範囲内にある、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】
前記ビーム構造は、２つの固定端を含む、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13】
前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にある、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２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１３よりも大きい、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】
前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有し、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さい、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16】
前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、２よりも大きい、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】
前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．５の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項１６に記載の音響出力装置。
【請求項18】
前記ビーム構造の幅方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一辺までの距離と前記ビーム構造の幅との比は、０．１５～０．３の範囲内にある、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19】
前記ビーム構造は、固定端及び枢支端を含み、前記振動素子の振動過程において、前記枢支端は、前記ビーム構造の長手方向及び振動方向に垂直な軸に沿って回転する、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20】
前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．５～０．６の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項１９に記載の音響出力装置。
【請求項21】
前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、６よりも大きい、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】
前記ビーム構造は、２つの枢支端を含み、前記振動素子の振動過程において、前記２つの枢支端は、それぞれ前記ビーム構造の長手方向及び振動方向に垂直な軸に沿って回転する、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23】
前記第１の位置から前記２つの枢支端のうちの１つの枢支端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項１１に記載の音響出力装置。
【請求項24】
前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１０よりも大きい、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25】
前記ビーム構造は、２つの弾性端を含み、前記２つの弾性端は、それぞれ弾性部材により前記音響出力装置の固定支持ベースに弾性的に接続される、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26】
前記ビーム構造は、両端対称構造であり、前記２つの弾性端に対応する弾性部材は、前記ビーム構造の長手方向又は幅方向に沿って対称に設置される、ことを特徴とする、請求項２５に記載の音響出力装置。
【請求項27】
前記第１の共振ピークの周波数範囲は、３００Ｈｚ～７００Ｈｚである、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１の位置から前記２つの弾性端のうちの１つの弾性端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．１～０．２５の範囲内にある、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29】
第３のビーム構造を含む第３の振動素子をさらに含み、前記ビーム構造と前記第３のビーム構造は、一端が固定端であり、他端が弾性接続部材により接続される、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30】
前記振動素子の数は、２つ以上であり、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造は、固定端及び自由端を含む、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31】
前記質量素子は、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造の第１の位置にそれぞれ接続され、各ビーム構造の第１の位置と前記ビーム構造の固定端との間の距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項３０に記載の音響出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、音響の分野に関し、特に音響出力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
圧電材料で駆動される音響出力装置は、圧電材料の逆圧電効果を利用して振動を発生させ、音波を外部に放射する。従来の電磁型音響出力装置に比べて、圧電材料で駆動される音響出力装置は、電気機械変換効率が高く、エネルギー消費量が低く、体積が小さく、集積度が高いなどの利点を有する。
【0003】
しかしながら、従来の電磁型音響出力装置に比べて、圧電材料で駆動される音響出力装置は、音質が悪く、その原因は、目標周波数範囲内の振動モードが多く、滑らかな周波数応答曲線を形成できないことを含む。
【0004】
そこで、目標周波数範囲内に、比較的滑らかな周波数応答曲線を形成できる音響出力装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書の実施例は、振動素子を含む音響出力装置を提供する。前記振動素子は、長手方向に沿って延在するビーム構造を含む。前記ビーム構造は、電気信号に応答して変形することにより、前記振動素子を振動させる圧電層と、前記ビーム構造の第１の位置に接続された質量素子であって、前記振動素子の振動により前記質量素子を前記長手方向に垂直な方向に振動させる、質量素子と、を含み、前記ビーム構造の長手方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．９５の範囲内にある。
【0006】
いくつかの実施例において、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚの範囲内に、前記質量素子の振動は、第１の共振ピーク及び第２の共振ピークを有してもよい。
【0007】
いくつかの実施例において、前記第１の共振ピークと前記第２の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第１の共振ピーク又は前記第２の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さくてもよい。
【0008】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、固定端及び自由端を含んでもよい。
【0009】
いくつかの実施例において、前記音響出力装置は、前記自由端に接続された第２の質量素子をさらに含んでもよい。
【0010】
いくつかの実施例において、前記第２の質量素子と前記ビーム構造の質量との比は、０～１．２の範囲内にあってもよい。
【0011】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にあってもよい。
【0012】
いくつかの実施例において、前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１７よりも大きくてもよい。
【0013】
いくつかの実施例において、前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有してもよく、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、３０ｄＢよりも小さくてもよい。
【0014】
いくつかの実施例において、前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、４よりも大きくてもよい。
【0015】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．６の範囲内にあってもよい。
【0016】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、２つの固定端を含んでもよい。
【0017】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にあってもよい。
【0018】
いくつかの実施例において、前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１３よりも大きくてもよい。
【0019】
いくつかの実施例において、前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有してもよく、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さくてもよい。
【0020】
いくつかの実施例において、前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、２よりも大きくてもよい。
【0021】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．５の範囲内にあってもよい。
【0022】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造の幅方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一辺までの距離と前記ビーム構造の幅との比は、０．１５～０．３の範囲内にあってもよい。
【0023】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、固定端及び枢支端を含んでもよく、前記振動素子の振動過程において、前記枢支端は、前記ビーム構造の長手方向及び振動方向に垂直な軸に沿って回転してもよい。
【0024】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．５～０．６の範囲内にあってもよい。
【0025】
いくつかの実施例において、前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、６よりも大きくてもよい。
【0026】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、２つの枢支端を含んでもよく、前記振動素子の振動過程において、前記２つの枢支端は、それぞれ前記ビーム構造の長手方向及び振動方向に垂直な軸に沿って回転してもよい。
【0027】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記２つの枢支端のうちの１つの枢支端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にあってもよい。
【0028】
いくつかの実施例において、前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１０よりも大きくてもよい。
【0029】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、２つの弾性端を含んでもよく、前記２つの弾性端は、それぞれ弾性部材により前記音響出力装置の固定支持ベースに弾性的に接続されてもよい。
【0030】
いくつかの実施例において、前記ビーム構造は、両端対称構造であり、前記２つの弾性端に対応する弾性部材は、前記ビーム構造の長手方向又は幅方向に沿って対称に設置されてもよい。
【0031】
いくつかの実施例において、前記第１の共振ピークの周波数範囲は、３００Ｈｚ～７００Ｈｚであってもよい。
【0032】
いくつかの実施例において、前記第１の位置から前記２つの弾性端のうちの１つの弾性端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．１～０．２５の範囲内にあってもよい。
【0033】
いくつかの実施例において、前記音響出力装置は、第３のビーム構造を含んでもよい第３の振動素子をさらに含んでもよく、前記ビーム構造と前記第３のビーム構造は、一端が固定端であり、他端が弾性接続部材により接続されてもよい。
【0034】
いくつかの実施例において、前記振動素子の数は、２つ以上であり、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造は、固定端及び自由端を含んでもよい。
【0035】
いくつかの実施例において、前記質量素子は、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造の第１の位置にそれぞれ接続され、各ビーム構造の第１の位置と前記ビーム構造の固定端との間の距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本明細書のいくつかの実施例に係る例示的な音響出力装置のブロック図である。
【図2】本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略図である。
【図3】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造における異なる位置点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例示的なビーム構造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無負荷状態及び負荷状態でのビーム構造の長手方向における異なる位置点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第２の質量素子とビーム構造との質量の比と、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造の長さとの比との関係図である。
【図7】本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造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枢支端の概略構成図である。
【図9】本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造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例示的なビーム構造の概略構成図である。
【図11A】本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。
【図12】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の長手方向における異なる位置点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ビーム構造の幅方向における異なる位置点の周波数応答曲線図である。
【図14A】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の概略構成図である。
【図15】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造における異なる位置点の周波数応答曲線図である。
【図16A】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の概略構成図である。
【図17】本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造における異なる位置点の周波数応答曲線図である。
【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部分的な概略図である。
【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図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
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願を他の類似するシナリオに応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、同じ符号は同じ構造又は操作を表す。
【0038】
本明細書で使用される「システム」、「装置」、「ユニット」及び／又は「モジュール」が、レベルの異なる様々なアセンブリ、素子、部材、部分又は組立体を区別する方法であることを理解されたい。しかしながら、他の用語が同じ目的を達成することができれば、上記用語の代わりに他の表現を用いることができる。
【0039】
本願及び特許請求の範囲に示すように、文脈が明確に別段の指示をしない限り、「一」、「１つ」、「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。
【0040】
本明細書の実施例は、音響出力装置を説明し、上記音響出力装置は、長手方向に沿って延在するビーム構造を含む振動素子を含んでもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造は、圧電層を含んでもよく、その逆圧電効果により、圧電層は、電気信号に応答して変形することにより、振動素子を振動させてもよい。いくつかの実施例において、音響出力装置は、ビーム構造の第１の位置に接続された質量素子をさらに含んでもよく、振動素子の振動により、質量素子をビーム構造の長手方向に垂直な方向に振動させて、音声を発生させることができる。いくつかの実施例において、質量素子のビーム構造に長手方向に沿って接続された位置が異なり、質量素子を介して出力された振動モードが異なり、それに応じて、音響出力装置の周波数応答曲線が異なるため、音響出力装置の周波数応答曲線を比較的滑らかにするように、ビーム構造において質量素子が接続された適切な第１の位置を決定することができる。本明細書の実施例は、第１の位置を設定する（例えば、第１の位置からビーム構造の一端までの距離とビーム構造の長さとの比を調整する）ことにより、音響出力装置の周波数応答曲線には目標周波数範囲（例えば、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚ）内に共振ディップがないか又は少ないか、又は共振ピークと共振ディップとの振幅差を減少させ、それにより比較的滑らかな周波数応答曲線を取得し、音響出力装置が良い音質を有することを確保することができる。
【0041】
【0042】
音響出力装置１００は、オーディオ信号（例えば、音声情報を含む電気信号）を音声信号に変換してもよい。いくつかの実施例において、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。いくつかの実施例において、音響出力装置１００は、メガネ、スマートブレスレット、イヤホン、補聴器、スマートヘルメット、スマートウォッチ、スマート衣類、スマートバックパック、スマートアクセサリなど又はそれらの任意の組み合わせに応用されてもよい。例えば、音響出力装置１００は、機能型の近視用メガネ、老眼鏡、サイクリング用グラス又はサングラスなどに応用されてもよく、イヤホン機能を有するオーディオメガネなどのスマートメガネであってもよい。いくつかの実施例において、音響出力装置１００は、ヘルメット、拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＡＲ）機器又は仮想現実（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）機器などのヘッドマウント機器に応用されてもよい。いくつかの実施例において、拡張現実装置又は仮想現実装置は、仮想現実ヘルメット、仮想現実メガネ、拡張現実ヘルメット、拡張現実メガネなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。例えば、仮想現実装置及び／又は拡張現実装置は、Ｇｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｏｃｕｌｕｓ Ｒｉｆｔ（登録商標）、Ｈｏｌｏｌｅｎｓ（登録商標）、Ｇｅａｒ ＶＲ（登録商標）などを含んでもよい。
【0043】
振動素子１１０は、オーディオ信号を機械的振動に変換してもよい。いくつかの実施例において、振動素子１１０は、長手方向に沿って延在するビーム構造１１１を含んでもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、一端が固定された片持ちビーム（例えば、図２に示す）であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、一端が固定され、他端が枢支されたビーム（例えば、図７に示す）であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、両端が枢支されたビーム（例えば、図１０に示す）であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、両端が固定されたビーム（例えば、図１１Ａに示す）であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、両端が弾性的に支持されたビーム（図１４Ａに示す）であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、中間が弾性的に支持されたビームであってもよい（例えば、図１６Ａに示す）。いくつかの実施例において、振動素子１１０の数は、２つ以上（図１９に示す）であってもよい。
【0044】
いくつかの実施例において、振動素子１１０は、シート状、ロッド状構造などであってもよい。いくつかの実施例において、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、シリコーンゴム、発泡スポンジ、プラスチック、ゴム、金属など、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、振動素子１１０は、高い弾性を有する（すなわち、弾性変形が発生しやすい）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。
【0045】
いくつかの実施例において、ビーム構造１１１は、圧電層１１１２を含んでもよい。圧電層１１１２は、電気信号（例えば、オーディオ情報を含む電気信号）に応答して変形することにより、ビーム構造１１１を振動させてもよい。例えば、逆圧電効果により、圧電層１１１２は、電気信号に応答して変形できることにより、ビーム構造１１１（又は振動素子１１０）を圧電層１１１２の分極方向に沿って振動させることができる。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１の振動方向は、ビーム構造１１１の長手方向（すなわち、ビーム構造１１１の長軸方向）と垂直であってもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、圧電効果（逆圧電効果）を有する材料で構成されてもよく、例示的な圧電材料は、圧電セラミックス、圧電結晶、圧電ポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル）など又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、任意の形状、例えば、フィルム状、シート状、ブロック状、柱状など又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、ビーム構造１１１の形状に適応するシート形状であってもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、接着又は堆積などの方式でビーム構造１１１に直接的に貼り付けられてもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、係止、スナップフィットなどの方式でビーム構造１１１に接続されてもよい。いくつかの実施例において、圧電層１１１２は、物理堆積又は化学堆積の方式でビーム構造１１１に付着されてもよい。振動素子に関するより多くの説明については、本明細書の他の部分、例えば、図２、図５、図７など及びそれらの関連説明を参照することができる。
【0046】
質量素子１２０は、質量を有する部材であってもよい。いくつかの実施例において、音響出力装置１００が質量素子１２０を介して振動を出力できるように、質量素子１２０は、振動板、振動膜などを含んでもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、任意の形状、例えば、円柱体、直方体、円錐、円錐台、球体などの規則的な構造体又は不規則的な構造体であってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０の材質は、プラスチック、木質、金属などの一定の剛性を有する材質を含むが、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の材質は、音響出力装置１００のオーディオ帯域の拡大に役立つ負剛性材料、立方剛性材料などの様々なメタマテリアルをさらに含んでもよい。いくつかの実施例において、質量素子１２０は、ビーム構造１１１の第１の位置に接続されてもよい。ビーム構造１１１における第１の位置の振動により、質量素子１２０を振動素子１１０と同じ方向（すなわち、ビーム構造１１１の長手方向に垂直な方向）において振動させる。質量素子１２０は、ビーム構造１１１の第１の位置に直接的に接続されてもよく、接続ロッドを介してビーム構造１１１の第１の位置に接続されてもよい（例えば、質量素子１２０が振動膜である場合、振動膜の中心は、接続ロッドを介してビーム構造１１１の第１の位置に接続されてもよい）。説明の便宜上、上記接続ロッドは、質量素子１２０の一部と見なされてもよい。
【0047】
いくつかの実施例において、質量素子１２０のビーム構造１１１に接続された第１の位置を調整することにより、共振ピークの位置を変化させずに又は基本的に変化させずに、音響出力装置１００の周波数応答曲線の共振ディップの位置を調整して、音響出力装置１００の周波数応答曲線における共振ピークに対応する周波数位置と共振ディップに対応する周波数位置とを近接させるか又は同一にすることにより、共振ピークと共振ディップによる周波数応答曲線における平坦ではない範囲を減少させ、又は共振ピークと共振ディップの周波数位置が同一である場合にピークとディップとの相殺を実現し、周波数帯域の広い平滑曲線を取得して、音響出力装置の音質を向上させることができる。ここでの共振ピークとは、ビーム構造１１１（又は第１の位置）に対応する周波数応答曲線において、高い振幅を有するピークを指し、上記共振ピークは、ビーム構造がその共振周波数付近に共振することによって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、ビーム構造１１１は、複数の共振周波数を有してもよく、それに応じて、周波数応答曲線において複数次の共振ピークを有してもよい。共振ディップとは、ビーム構造１１１（又は第１の位置）に対応する周波数応答曲線において、低い振幅を有するディップを指し、上記共振ディップの形成原因は、ビーム構造１１１の圧電層が分割振動を発生させることにより、ビーム構造１１１の放射音圧が第１の位置で逆位相で相殺し、振動を出力しにくくなることを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、圧電層は、複数の周波数付近に分割振動を発生させることができ、それに応じて、周波数応答曲線において複数次の共振ディップを有することができる。質量素子１２０のビーム構造１１１に接続された第１の位置を調整することにより、音響出力装置１００の周波数応答曲線の共振ピークと共振ディップとの相殺を実現し、周波数帯域の広い平滑曲線を取得して、音響出力装置の音質を向上させることができる。いくつかの実施例において、第１の位置からビーム構造１１１の一端までの距離とビーム構造１１１の長さとの比は、０．１～０．９９の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置からビーム構造１１１の一端までの距離とビーム構造１１１の長さとの比は、０．２～０．９５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置からビーム構造１１１の一端までの距離とビーム構造１１１の長さとの比は、０．３～０．９５の範囲内にあってもよい。例えば、１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺される第１の位置を決定することにより、音響出力装置１００の周波数応答曲線が第１の共振ピーク及び第２の共振ピークを有し、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間の周波数範囲の比が１７よりも大きく、かつ第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、第１の共振ピーク又は第２の共振ピークとの振幅差が４０ｄＢよりも小さく、それにより音響出力装置１００の周波数応答曲線の低い周波数での周波数帯域の広い平滑曲線を取得してもよい。また例えば、１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺される第１の位置を決定することにより、音響出力装置１００の周波数応答曲線が第１の共振ピーク、第２の共振ピーク及び第３の共振ピークを有し、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間の周波数範囲の比が４よりも大きく、それにより音響出力装置１００の周波数応答曲線の高い周波数での周波数帯域の広い平滑曲線を取得してもよい。第１の位置の決定に関するより多くの説明については、図３、図７、図１０～図１６Ｂ及びそれら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。なお、説明の便宜上、本明細書では、共振ピークと共振ディップの周波数位置が近接するか又は同一である場合に達成された、振幅を向上させるという効果をいずれもピークとディップとの相殺と称する。又は、本明細書に記載のピークとディップとの相殺は、共振ピークと共振ディップの周波数位置が同一である場合に共振ピークと共振ディップとが相殺されることを含んでもよく、共振ピークと共振ディップの周波数位置が近接する場合に共振ピークと共振ディップによる周波数応答曲線における平坦ではない範囲が縮小されること、又は共振ピーク付近の振幅が低下すること及び／又は共振ディップ付近の振幅が上昇することを含んでもよい。
【0048】
いくつかの実施例において、音響出力装置１００は、第２の振動素子をさらに含んでもよく、第２の振動素子は、第２のビーム構造を含み、第２のビーム構造は、ビーム構造１１１に接続されてもよい。いくつかの実施例において、第２のビーム構造の長手方向は、ビーム構造１１１の長手方向の振動素子１１０の振動方向に沿った投影と垂直である。音響出力装置１００が第２の振動素子をさらに含んでもよいことに関するより多くの説明については、図１８及び／又は図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。
【0049】
いくつかの実施例において、音響出力装置１００は、第３の振動素子をさらに含んでもよく、第３の振動素子は、第３のビーム構造を含んでもよく、ビーム構造１１１の振動方向に垂直な平面内に、第３のビーム構造は、ビーム構造１１１にフレキシブルに接続される。いくつかの実施例において、第３のビーム構造は、ビーム構造１１１の長手方向に沿って延在し、ビーム構造１１１と第３のビーム構造は、一端が固定端であり、他端が弾性接続部材により接続される。第３の振動素子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。
【0050】
なお、以上の図１に関する説明は、単に説明の目的で提供されたものであり、本願の範囲を限定するものではない。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、いくつかの実施例において、音響出力装置１００は、１つ以上の部材（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。いくつかの実施例において、音響出力装置１００の１つ以上の部材は、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。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。
【0051】
図２は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略図である。図２に示すように、ビーム構造２１１は、片持ちビームであってもよく、ビーム構造２１１は、一端が固定端２１１１であり、長手方向（図２に示すｘ方向）において固定端２１１１から離れた他端が自由端２１１２である。
【0052】
固定端２１１１とは、動作状態のビーム構造２１１における振動加速度又は加速度レベルが振動加速度閾値又は加速度レベル閾値よりも小さく、かつその横断面の回転角が回転角閾値よりも小さい位置を指す。単なる例として、固定端２１１１は、振動加速度レベルが５ｄＢ、３ｄＢ、１ｄＢ、０．８ｄＢ、０．６ｄＢ、０．４ｄＢ、０．２ｄＢ又は０．０５ｄＢなどよりも小さくてもよく、かつ横断面の回転角が３°、２°、１°、０．５°、０．２°又は０．０５°などよりも小さくてもよい。いくつかの実施例において、固定端２１１１は、音響出力装置の固定位置又は構造（例えば、ハウジング）に接続される。ここでの固定位置又は構造とは、音響出力装置における振動加速度又は加速度レベルが振動加速度閾値又は加速度レベル閾値よりも小さい位置又は構造を指してもよい。いくつかの実施例において、固定端２１１１は、固定支持ベース２１２に固定されてもよく、固定支持ベース２１２は、音響出力装置の固定位置又は構造に接続される。例えば、音響出力装置は、ハウジング（図２に示されていない）を含んでもよく、ビーム構造２１１は、ハウジング内に設置されてもよく、固定支持ベース２１２は、ハウジングに固定され、ビーム構造２１１の固定端２１１１は、ハウジング上の固定支持ベース２１２に固定的に接続されてもよい。自由端２１１２とは、ビーム構造２１１において自由に振動する一端である。いくつかの実施例において、自由端２１１２は、宙吊り状態又は無拘束状態にあってもよい。
【0053】
いくつかの実施例において、ビーム構造２１１は、圧電層２１１３及びベース層２１１４を含んでもよい。いくつかの実施例において、圧電層２１１３及びベース層２１１４は、ビーム構造２１１の長手方向に沿って延在する。振動素子がその厚さ方向（図２に示すｚ方向）に沿った電界の作用を受けると、圧電層２１１３は、長手方向に沿って変形することにより、ベース層２１１４（又は振動素子）をビーム構造２１１の長手方向に垂直な方向に沿って振動させる。いくつかの実施例において、圧電層２１１３は、圧電材料で製造されてもよい。いくつかの実施例において、ベース層２１１４の材料は、金属、合金、ガラス繊維及び炭素繊維など、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例において、圧電層２１１３及びベース層２１１４は、ビーム構造２１１の厚さ方向において重ねて設置されてもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造２１１は、多層圧電層２１１３及びベース層２１１４を含んでもよく、多層圧電層２１１３及びベース層２１１４は、厚さ方向において重ねて設置される。
【0054】
質量素子は、ビーム構造２１１の第１の位置に接続されてもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造２１１の第１の位置は、ビーム構造２１１における長手方向に沿った異なる位置、例えば、図２に示すａ点、ｂ点、ｃ点、ｄ点、ｅ点、ｆ点、ｇ点などであってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造２１１における異なる第１の位置の振動モードが異なり、第１の位置に接続された質量素子に出力された振動モードもそれに応じて異なり、それにより音響出力装置の周波数応答曲線が異なり、具体的には、図３及びその関連説明を参照する。
【0055】
図３は、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造における異なる位置点の周波数応答曲線図である。図３に示すように、曲線３１、曲線３２、曲線３３、曲線３４、曲線３５、曲線３６及び曲線３７は、それぞれ、図２に示すビーム構造２１１（すなわち、片持ちビーム）が振動するときのその上のａ点、ｂ点、ｃ点、ｄ点、ｅ点、ｆ点及びｇ点の周波数応答曲線である。いくつかの実施例において、質量素子のビーム構造２１１の振動に与える影響が小さい又は０であり、上記曲線３１～３７は、それぞれ、質量素子が上記７つの第１の位置に接続されたときの音響出力装置（例えば、音響出力装置１００）の周波数応答曲線を表してもよい。
【0056】
図３から分かるように、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚの範囲内に、ビーム構造２１１における異なる第１の位置の振動は、いずれも複数の共振ピーク（例えば、１次共振ピークＡ、２次共振ピークＢ、３次共振ピークＣなど）を生成し、異なる第１の位置で生成された共振ピークの位置は、ほぼ同一であり、第１の位置がビーム構造２１１の固定端２１１１に徐々に近接するにつれて、対応する周波数応答曲線の共振ディップは、高周波数に徐々に移動する。単なる例として、曲線３４、曲線３５及び曲線３６に比べて分かるように、第１の位置がｆ点からｄ点まで固定端２１１１に徐々に移動するにつれて、ｆ点に対応する１次共振ディップ３６１、ｅ点に対応する１次共振ディップ３５１及びｄ点に対応する１次共振ディップ３４１は、高周波数に徐々に移動する。さらに、ａ点～ｃ点に対応する曲線３１～３３を参照して分かるように、第１の位置がビーム構造２１１の固定端２１１１に徐々に近接するにつれて、音響出力装置の周波数応答曲線は、１次共振ピークＡと２次共振ピークＢとの間及び／又は２次共振ピークＢと３次共振ピークＣとの間で比較的滑らかであり、具体的には、１次共振ピークＡと２次共振ピークＢとの間及び／又は２次共振ピークＢと３次共振ピークＣとの間は、滑らかに遷移し、低い共振ディップが現れず、２つの共振ピークの間の曲線がＵ字形を呈する。例えば、ｄ点に対応する曲線３４は、１次共振ピークＡと２次共振ピークＢとの間の曲線が滑らかに遷移し、また例えば、ｃ点に対応する曲線３３は、１次共振ピークＡと２次共振ピークＢとの間の曲線が滑らかに遷移し、２次共振ピークＢと３次共振ピークＣとの間の曲線が滑らかに遷移する。また、曲線３１～３６を参照すると、第１の位置がビーム構造２１１の固定端２１１１に徐々に近接するにつれて、音響出力装置の中低周波数（例えば、図３における５０Ｈｚ～５００Ｈｚ）の振幅が徐々に低下し、それにより音響出力装置の中低周波数における感度を低下させる。これにより、適切な第１の位置を選択することができ、それにより人間の耳の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚ）における音響出力装置の共振ピークの間の周波数応答曲線が滑らかに遷移し、音響出力装置の中低周波数における感度を過度に低下させない。いくつかの実施例において、ｃ点付近の範囲内の位置を第１の位置とすることにより、音響出力装置の音質を向上させるとともに、音響出力装置が中低周波数においても高い感度を有することを確保することができる。いくつかの実施例において、ｃ点付近から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．４５～０．５５の範囲内にあってもよい。
【0057】
さらに、ｇ点に対応する曲線３７を参照すると、曲線３７は、５００Ｈｚ～１００００Ｈｚの範囲内に滑らかに遷移し、具体的には、１次共振ピークＡと３次共振ピークＣとの間は、小さい共振ピーク及び／又は共振ディップを有するか又は共振ピーク及び／又は共振ディップを有さず、１次共振ピークＡと３次共振ピークＣとの間の周波数応答の最低点（例えば、図３に示すＰ点）と、第１の共振ピーク又は第２の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さい。これは、曲線３７の対応する１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺されることにより、曲線３７が２次共振ピークＢの対応する周波数付近に共振ピーク及び／又は共振ディップを有さないためである。これにより、適切な第１の位置（例えば、ｇ点）を選択することができ、それにより音響出力装置の１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺され、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚ）内に第１の共振ピーク（すなわち、１次共振ピークＡ）及び第２の共振ピーク（すなわち、３次共振ピークＣ）を有し、上記第２の共振ピークと第１の共振ピークの周波数の比は、１７よりも大きく、曲線３７における平滑曲線に対応する周波数範囲を増大させて、音響出力装置の音質をさらに向上させる。いくつかの実施例において、ｇ点から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７５～０．９５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、ｇ点から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７８～０．８５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、ｇ点から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．８１であってもよい。
【0058】
図３及びその説明を参照すると、適切な第１の位置を選択することができ、それにより音響出力装置の周波数応答曲線は、特定の周波数範囲（例えば、５００Ｈｚ～１００００Ｈｚ）内にピークとディップとが相殺されて、特定の周波数範囲の周波数応答が悪い共振ディップを除去し、音響出力装置の周波数応答曲線における平滑曲線の対応する周波数範囲を増大させて、音響出力装置の音質を向上させる。いくつかの実施例において、該第１の位置での音響出力装置の周波数応答曲線のピークとディップとの相殺を実現するように、計算によって第１の位置（又は第１の位置とビーム構造の長さとの比）を決定することができる。いくつかの実施例において、ビーム構造における各位置点の変位は、以下のように表すことができる。
【0059】
ｕ(ｘ，ｔ)＝Ｙ(ｘ)＊φ (ｔ) （１）
【0060】
式中、Ｙ(ｘ)は、モード関数であり、φ(ｔ)は時間に関する調和関数であり、ｘは、ビーム構造における位置点からビーム構造の一端（例えば、ビーム構造２１１の固定端２１１１）までの距離を表し、ｕ(ｘ，ｔ)は、運動微分方程式を満たし、
【0061】
【数1】
【0062】
式中、Ｅは、ビーム構造の弾性率であり、Ｉは、ビーム構造の横断面の慣性モーメントであり、ρは、ビーム構造の材料密度であり、Ａは、ビーム構造の横断面積であり、Ｆは、ビーム構造の受けた外力である。外力をＦ＝０とし、変数を分離してビーム構造の固有モード関数Ｙ(ｘ)が求められ、
【0063】
Ｙ(ｘ)＝Ｃ１ｓｉｎβｘ＋Ｃ２ｃｏｓβｘ＋Ｃ３ｓｈβｘ＋Ｃ４ｃｈβｘ
φ(ｔ)＝Ｃ５ｓｉｎｗｔ＋Ｃ６ｃｏｓｗｔ) （３）
φ(ｔ)＝Ｃ５ｓｉｎｗｔ＋Ｃ６ｃｏｓｗｔ) （３）
【0064】
式中、Ｃ１～Ｃ６は、定数であり、
であり、ｗは、角周波数である。
【数2】
【0065】
上記式（３）に基づいて、異なるビーム構造の異なる境界条件を代入することができる。これにより、異なるビーム構造に対応する固有モード関数を決定する。例えば、図２に示すビーム構造２１１は、その固定端部の変位がゼロであり、回転角（変位の１次導関数に比例する）がゼロであるとともに、自由端の曲げモーメントとせん断力（それぞれ変位の２次導関数、３次導関数に比例）がゼロであり、その境界条件が、Ｙ(０)＝Ｙ’(０)＝Ｙ’’(ｌ)＝Ｙ’’’(ｌ)＝０であってもよく、上記境界条件を式（３）に代入してビーム構造２１１（すなわち、片持ちビーム）の固有モード関数を以下のように取得することができ、
【0066】
【数3】
【0067】
式中、ｉは、固有モードに対応する次数であり、βｉは、ｃｈ(βｉｌ)・ｃｏｓ(βｉｌ)＋１＝０を満たし、β１ｌ＝１．８７５,β２ｌ＝４．６９４,β３ｌ＝７．８５５,…が得られる。
【0068】
図３及びその説明を参照すると、異なる第１の位置を選択するとき、音響出力装置の共振ピークの位置は、相対的に固定され、第１の位置がビーム構造の固定端に徐々に近接するにつれて、共振ディップは、高周波数に徐々に移動し、共振ピークと同一であるか又は近接する周波数位置に移動するとき、該共振ピークと相殺することができる。これにより、ビーム構造の固有モード関数の該共振ピークでの振動節点は、ビーム構造の周波数応答曲線のピークとディップとの相殺を実現できる第１の位置となる。ビーム構造２１１について、式（４）におけるＹｉ(ｘ)＝０とすると、その解は、ｉ（ｉ＝１,２,３,…）次共振ピークにピークとディップとが相殺される第１の位置である。
【0069】
単なる例として、式（４）を参照すると、Ｙ２(ｘ)＝０として求められた解ｘは、ビーム構造２１１の１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺される第１の位置からビーム構造２１１の固定端２１１１までの距離であり、該第１の位置からビーム構造２１１の固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、約０．７７４である。同様に、ビーム構造２１１の１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺されるとき、第１の位置からビーム構造２１１の固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比が約０．５０１であることを求めることができ、ビーム構造２１１の２次共振ディップと３次共振ピークとが相殺されるとき、第１の位置からビーム構造２１１の固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比が約０．８６８であることが求められる。
【0070】
いくつかの実施例において、音響出力装置が特定の周波数範囲内（例えば、５００Ｈｚ～１００００Ｈｚ）にピークとディップとの相殺を実現するように、１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺できる第１の位置を音響出力装置の振動出力位置として選択してもよい。それに応じて、音響出力装置は、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚ）に、第１の共振ピーク（例えば、１次共振ピークＡ）及び第２の共振ピーク（例えば、３次共振ピークＣ）を有し、上記第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間は、比較的滑らかな曲線を有することにより、音響出力装置の該特定の周波数範囲における音質を向上させる。上記理論解に基づくとともに、実際の応用の誤差を考慮して、いくつかの実施例において、ビーム構造２１１の１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺され、音響出力装置の第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が周波数帯域の広い平滑曲線を有するようにするために、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７５～０．９５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７５～０．９の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７５～０．８６の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．７７～０．８４の範囲内にあってもよい。
【0071】
いくつかの実施例において、音響出力装置が特定の周波数範囲内（例えば、２０００Ｈｚ～２００００Ｈｚ）にピークとディップとの相殺を実現するように、１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺できる第１の位置を音響出力装置の振動出力位置として選択することができる。それに応じて、音響出力装置は、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１５０００Ｈｚ）に、第１の共振ピーク（例えば、１次共振ピークＡ）、第２の共振ピーク（例えば、２次共振ピークＢ）及び第３の共振ピーク（例えば、４次共振ピークＤ）を有する。第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、第２の共振ピーク又は第３の共振ピークとの振幅差は、３０ｄＢよりも小さく、かつ第３の共振ピークと第２の共振ピークの周波数との比は、４よりも大きく、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間は、周波数帯域の広い平滑曲線を有し、それにより音響出力装置の特定の周波数範囲内（２０００Ｈｚ～１５０００Ｈｚ）の音質を向上させる。また、１次共振ディップが高周波数に移動し、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間は、滑らかに遷移するため、音響出力装置の低周波数範囲内（例えば、５００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）の音質をさらに向上させることができる。いくつかの実施例において、ビーム構造２１１の１次共振ディップと３次共振ピークとを相殺して、音響出力装置の音質を向上させるために、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．４５～０．６の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．４７～０．５５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端２１１１までの距離とビーム構造２１１の長さとの比は、０．４９～０．５１の範囲内にあってもよい。
【0072】
なお、上記実施例に記載の第１の位置及びその範囲は、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。いくつかの実施例において、異なる第１の位置を選択して、異なる次数の共振ピークと共振ディップとを相殺し（例えば、１次共振ディップと３次共振ピークとを相殺し、２次共振ディップと３次共振ピークとを相殺するなど）、それにより音響出力装置は、異なるシーンのニーズに適応するように、異なる周波数において周波数帯域の広い平滑曲線を有する。
【0073】
図４は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。図４に示すビーム構造４１１は、図２に示すビーム構造２１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図４に示すビーム構造４１１が第２の質量素子４３０をさらに含むことである。図４に示すように、ビーム構造４１１は、固定端４１１１及び自由端４１１２を含み、第２の質量素子４３０は、自由端４１１２に接続される。いくつかの実施例において、第２の質量素子４３０は、質量素子と類似してもよい。いくつかの実施例において、第２の質量素子４３０は、ビーム構造４１１の組み立てなどの過程に導入された付加質量であってもよい。いくつかの実施例において、第２の質量素子４３０の質量が大きすぎてビーム構造４１１の振動モードに影響を与えることを防止するために、第２の質量素子４３０の質量とビーム構造の質量との比は、０～１．２の範囲内にあってもよい。
【0074】
ビーム構造４１１に第２の質量素子４３０が接続されている場合、その第１の位置の振動モードは、ビーム構造２１１が第２の質量素子４３０に接続されていない場合の同一の第１の位置の振動モードと異なり、詳細は、図５を参照する。
【0075】
図５は、本明細書のいくつかの実施例に係る、無負荷状態及び負荷状態でのビーム構造の長手方向における異なる位置点の周波数応答曲線図である。無負荷状態は、ビーム構造（又は片持ちビーム）において付加質量がない（例えば、第２の質量素子４３０がないビーム構造２１１）ことであり、負荷状態とは、ビーム構造４１１に第２の質量素子４３０が接続されていることを指し、単なる例として、図５に記載の周波数応答曲線に対応する第２の質量素子４３０は、０．２８ｇである。図５に示すように、曲線５１１、曲線５１２及び曲線５１３は、それぞれ、無負荷状態でのビーム構造における自由端から１／３の位置（すなわち、第１の位置から自由端までの距離がビーム構造の長さの１／３である）、１／２の位置及び２／３の位置での周波数応答曲線であり、曲線５２１、曲線５２２及び曲線５２３は、それぞれ、負荷状態でのビーム構造における自由端から１／３の位置、１／２の位置及び２／３の位置の周波数応答曲線である。無負荷状態でのビーム構造の振動の曲線５１１、曲線５１２及び曲線５１３は、負荷状態でのビーム構造の振動の曲線５２１、曲線５２２及び曲線５２３の形状とほぼ同一であり、無負荷状態に比べて、負荷状態でのビーム構造の共振ピークは、低周波数に移動する。これにより、第２の質量素子は、ピークとディップとの相殺が存在する第１の位置から固定端までの距離とビーム構造の長さとの比に影響を与える。具体的には、図６を参照する。
【0076】
図６は、本明細書のいくつかの実施例に係る、第２の質量素子とビーム構造の質量の比と、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造（又は片持ちビーム）の長さの比との関係図である。ここでいう第１の位置は、ピークとディップ（例えば、１次共振ディップと２次共振ピーク）とが相殺される第１の位置である。図６に示す曲線は、横座標ｍ／ｍ０が第２の質量素子の質量ｍとビーム構造の質量ｍ０との比を表し、縦座標ｘ／ｌが第１の位置から固定端までの距離ｘとビーム構造の長さｌとの比を表す。図６から分かるように、第２の質量素子とビーム構造の質量との比が大きくなるにつれて、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造の長さとの比は、徐々に大きくなる。これにより、第２の質量素子の質量とビーム構造の質量との比に基づいて、第１の位置を決定することができ、それにより音響出力装置の周波数応答曲線が人の耳の可聴域内にピークとディップとの相殺を実現する。例えば、第２の質量素子の質量とビーム構造の質量との比は、０～１．２の範囲内にあってもよく、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造（又は片持ちビーム）の長さとの比は、０．７５～０．９５の範囲内にあってもよい。また例えば、第２の質量素子の質量とビーム構造の質量との比は、０～０．５の範囲内にあってもよく、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造（又は片持ちビーム）の長さとの比は、０．７５～０．９２の範囲内にあってもよい。さらに例えば、第２の質量素子の質量とビーム構造の質量との比は、０．２～１の範囲内にあってもよく、第１の位置から固定端までの距離とビーム構造（又は片持ちビーム）の長さとの比は、０．８～０．９５の範囲内にあってもよい。
【0077】
図７は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。図７に示すビーム構造７１１は、図２に示すビーム構造２１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図７に示すビーム構造７１１が枢支端７１１２を含むことである。図７に示すように、ビーム構造７１１は、固定端７１１１及び枢支端７１１２を含み、固定端７１１１と枢支端７１１２は、それぞれ、ビーム構造７１１の長手方向（例えば、図７に示すｘ方向）に沿って互いに離れた両端であり、固定端７１１１は、固定端２１１１と類似する。
【0078】
枢支端７１１２は、回転可能な一端である。いくつかの実施例において、枢支端７１１２は、ビーム構造７１１の長手方向及び振動方向（例えば、図７に示すｚ方向）に垂直な軸（例えば、図７に示すｙ方向に平行な軸）を有し、枢支端７１１２は、該軸の周りに回転することができる。図８は、本明細書のいくつかの実施例に係る枢支端の概略構成図である。いくつかの実施例において、図８に示すように、枢支端７１１２は、その長さ（すなわち、ｙ方向）方向の両側に沿って枢支ピン７１３に相対的に固定的に接続されてもよく、枢支ピン７１３が位置する軸（図８に示すｙ方向）は、ビーム構造７１１の長手方向（図８に示すｘ方向）及び振動方向（図８に示すｚ方向）と垂直である。ビーム構造７１１（又は音響出力装置）は、枢支座７１４をさらに含み、枢支座７１４は、音響出力装置（例えば、ハウジング）に固定され、枢支孔７１４１を含んでもよい。枢支ピン７１３は、枢支孔７１４１内に設置され、枢支孔７１４１内で自転することができる。ビーム構造７１１がその振動方向に沿って振動するとき、枢支端７１１２は、枢支ピン７１３が位置する軸に沿って枢支座７１４に対して回転することができる。いくつかの実施例において、枢支ピン７１３は、枢支端７１１２に物理的に接続されてもよい。いくつかの実施例において、枢支ピン７１３は、枢支端７１１２と一体構造であってもよい。
【0079】
いくつかの実施例において、本明細書に記載の片持ちビーム（例えば、ビーム構造２１１、ビーム構造４１１など）と同様に、図７に示すようなビーム構造７１１について、その上の第１の位置を決定することができ、それにより音響出力装置の周波数応答曲線のピークとディップとが相殺されて、音響出力装置の周波数応答曲線の人間の耳の可聴域における平滑曲線の範囲を増加させ、音響出力装置の音質を向上させる。いくつかの実施例において、固定端７１１１及び枢支端７１１２を含むビーム構造７１１の固有モード関数Ｙｉ(ｘ)は、ビーム構造２１１の固有モード関数（すなわち、式（４））と類似してもよく、ビーム構造７１１の固有モード関数について、βｉは、ｃｈ(βｉｌ)＊ｓｉｎ(βｉｌ)－ｃｏｓ(βｉｌ)＊ｓｈ(βｉｌ)＝０を満たし、これにより各次に対応するβｉｌ値が得られ、それを式（４）に代入した後、式（４）におけるＹｉ(ｘ)＝０とする解は、ｉ（ｉ＝１,２,３,…）次共振ピークにピークとディップとが相殺される第１の位置からビーム構造７１１の固定端７１１１までの距離である。
【0080】
単なる例として、式（４）を参照すると、Ｙ２(ｘ)＝０として求められた解ｘは、ビーム構造７１１の１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺される第１の位置からビーム構造７１１の固定端７１１１までの距離であり、該第１の位置からビーム構造７１１の固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、約０．５６である。同様に、ビーム構造７１１の１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺されるとき、第１の位置からビーム構造７１１の固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比が約０．３９と０．６９であることが求められる。
【0081】
いくつかの実施例において、１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺できる第１の位置をビーム構造７１１における振動出力位置として選択することにより、音響出力装置は、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１００００Ｈｚ）に、第１の共振ピーク（例えば、図３に示す１次共振ピークＡ）及び第２の共振ピーク（例えば、図３に示す３次共振ピークＣ）を有し、上記第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間は、比較的滑らかな曲線を有することにより、音響出力装置の該特定の周波数範囲における音質を向上させる。上記理論解に基づくとともに、実際の応用の誤差を考慮して、いくつかの実施例において、ビーム構造７１１の１次共振ディップと２次共振ピークとが相殺され、第２の共振ピークの周波数範囲と第１の共振ピークの周波数範囲との比が６よりも大きく、音響出力装置の第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が平滑曲線を有するようにするために、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．５～０．６の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．５２～０．５９の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．５４～０．５８の範囲内にあってもよい。
【0082】
いくつかの実施例において、音響出力装置がピークとディップとの相殺を実現するように、１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺できる第１の位置をビーム構造７１１における振動出力位置として選択してもよい。それに応じて、音響出力装置は、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１５０００Ｈｚ）に、第１の共振ピーク（例えば、図３に示す１次共振ピークＡ）、第２の共振ピーク（例えば、図３に示す２次共振ピークＢ）及び第３の共振ピーク（例えば、図３に示す４次共振ピークＤ）を有する。この場合、１次共振ディップが高周波数に移動し、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、平滑曲線の周波数範囲がより広くなるため、音響出力装置の音質が向上する。いくつかの実施例において、ビーム構造７１１の１次共振ディップと３次共振ピークとを相殺して、音響出力装置の音質を向上させるために、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．３５～０．４５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．３６～０．４３の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．３７～０．４１の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造７１１の１次共振ディップと３次共振ピークとを相殺して、音響出力装置の音質を向上させるために、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．６５～０．７５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．６７～０．７２の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から固定端７１１１までの距離とビーム構造７１１の長さとの比は、０．６８～０．７の範囲内にあってもよい。
【0083】
図９は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。図９に示すビーム構造９１１は、図７に示すビーム構造７１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図９に示すビーム構造９１１が弾性端９１１２を含むことである。図９に示すように、ビーム構造９１１は、固定端９１１１及び弾性端９１１２を含み、固定端９１１１と弾性端９１１２は、それぞれ、ビーム構造９１１において互いに離れた両端である。固定端９１１１は、固定端７１１１と類似する。弾性端９１１２は、ビーム構造９１１における、音響出力装置の他のアセンブリ（例えば、ハウジング）に弾性的に接続された一端である。いくつかの実施例において、境界条件を代入して求められたビーム構造９１１の固有モード関数は、ビーム構造２１１の固有モード関数（すなわち、式（４））と類似してもよく、ビーム構造９１１の固有モード関数について、βｉは、
【0084】
【数4】
【0085】
図１０は、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。図１０に示すビーム構造１０１１は、図７に示すビーム構造７１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図１０に示すビーム構造１０１１が２つの枢支端１０１１１及び１０１１２を含むことである。図１０に示すように、２つの枢支端１０１１１と１０１１２は、それぞれ、ビーム構造１０１１において互いに離れた両端であり、枢支端１０１１１及び１０１１２は、枢支端７１１２と類似してもよい。
【0086】
いくつかの実施例において、図１０に示すビーム構造１０１１について、その上の第１の位置を決定することができ、それにより音響出力装置の周波数応答曲線のピークとディップとが相殺されて、音響出力装置の周波数応答曲線の人間の耳の可聴域における平滑曲線の範囲を増大させ、音響出力装置の音質を向上させる。いくつかの実施例において、境界条件を代入して求められたビーム構造１０１１の固有モード関数は、以下のように表すことができ、
【0087】
Ｙｉ(ｘ)＝ｓｉｎ(βｉｘ) （５）
【0088】
式中、βｉは、ｓｉｎ(βｉｌ)＝０を満たし、各次βｉｌの値が得られ、それを式（５）に代入して、式（５）におけるＹｉ(ｘ)＝０とする解は、ｉ（ｉ＝１,２,３,…）次共振ピークにピークとディップとが相殺される第１の位置である。
【0089】
単なる例として、式（５）を参照すると、いくつかの実施例において、ビーム構造１０１１は、両端（すなわち枢支端１０１１１及び１０１１２）対称構造であってもよく、実際に圧電によって駆動される場合、偶数次の共振モードが消え、奇数次の共振ピークのみが残る。ビーム構造１０１１の１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺される場合、第１の位置からビーム構造１０１１の枢支端１０１１１までの距離とビーム構造１０１１の長さとの比が約０．３３又は０．６７であることが求められる。
【0090】
いくつかの実施例において、音響出力装置がピークとディップとの相殺を実現するように、１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺できる第１の位置をビーム構造１０１１における振動出力位置として選択してもよい。それに応じて、音響出力装置は、人間の耳部の可聴域（例えば、５０Ｈｚ～１５０００Ｈｚ）に、第１の共振ピーク、第２の共振ピーク及び第３の共振ピークを有する。この場合、１次共振ディップが高周波数に移動し、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間が滑らかに遷移し、平滑曲線の周波数範囲がより広くなるため、音響出力装置の音質が向上する。単なる例として、第２の共振ピークの周波数範囲と第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１０よりも大きくてもよい。いくつかの実施例において、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が平滑曲線になり、平滑曲線の周波数範囲がより広くなり、すなわち、ビーム構造１０１１の１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺されるようにするために、第１の位置から２つの枢支端のうちの１つの枢支端までの距離とビーム構造１０１１の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から２つの枢支端のうちの１つの枢支端１０１１１までの距離とビーム構造１０１１の長さとの比は、０．３～０．３７の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から２つの枢支端のうちの１つの枢支端１０１１１までの距離とビーム構造１０１１の長さとの比は、０．３１～０．３５の範囲内にあってもよい。
【0091】
図１１Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係る例示的なビーム構造の概略構成図である。図１１Ａに示すビーム構造１１１１は、図２に示すビーム構造２１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図１１Ａに示すビーム構造１１１１が固定端１１１１１及び固定端１１１１２を含むことである。図１１Ａに示すように、２つの固定端は、それぞれ、ビーム構造１１１１において長手方向（例えば、図１１Ａに示すｘ方向）に沿って互いに離れた両端であり、固定端は、固定端２１１１と類似してもよい。
【0092】
いくつかの実施例において、図１１Ａに示すビーム構造１１１１について、その上の第１の位置を決定することができ、それにより音響出力装置の周波数応答曲線のピークとディップとが相殺されて、音響出力装置の周波数応答曲線の人間の耳の可聴域における平滑曲線の範囲を増大させ、音響出力装置の音質を向上させる。いくつかの実施例において、境界条件を代入して求められたビーム構造１１１１の固有モード関数は、以下のように表すことができ、
【0093】
【数5】
【0094】
式中、βｉは、ｃｏｓ(βｉｌ)＊ｃｈ(βｉｌ)＝１を満たし、各次βｉｌの値がβ１ｌ＝４．７３，β２ｌ＝７．８５，β３ｌ＝１０．９９，…であることが得られる。これを式（６）に代入し、式（６）におけるＹｉ(ｘ)＝０とすると、各次のピークとディップとが相殺される第１の位置から固定端１１１１１までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比が得られる。単なる例として、対称境界条件下で実際に圧電によって駆動される場合、偶数次の共振モードが消え、奇数次の共振ピークのみが残り、式（６）を参照すると、ビーム構造１１１１における１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺される第１の位置からそのうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比が約０．３６又は０．６４であることが求められる。
【0095】
いくつかの実施例において、固定端１１１１１及び固定端１１１１２を含むビーム構造１１１１は、両端対称構造であってもよく、すなわち、ビーム構造１１１１は、軸Ｌに沿って対称であり、Ｌは、中点Ｏを通り、かつビーム構造１１１１の幅方向ｙと平行である。いくつかの実施例において、ビーム構造１１１１における圧電層の電極は、軸Ｌに沿って対称であってもよい。これにより、ビーム構造１１１１が振動するとき、軸Ｌの両側のビーム構造１１１１が受ける応力は、対称に分布し、中点Ｏの回転角は、０となる。ここでいう点の回転角とは、ビーム構造が振動（又は変形）した後、ビーム構造における該点が位置する横断面がその中立軸（例えば、図１１Ａに示すｘ軸又はｚ軸）の周りに回転する角変位を指してもよい。図１１Ｂは、図１１Ａに示すビーム構造１１１１の振動モードの概略図である。図１１Ｂに示すように、図１１Ｂ中の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれビーム構造１１１１の１次、３次及び５次振動モード曲線を示す。上記１次、３次及び５次振動モード曲線は、それぞれ式（６）に示す１次、３次及び５次振動モード関数Ｙ１、Ｙ３及びＹ５に対応し、横軸は、ビーム構造１１１１の各点を表し、縦軸は、ビーム構造１１１１の固有モード関数Ｙｉ（ｘ）を表し、振動モード曲線と横軸との交点（すなわち、Ｙｉ（ｘ）＝０）は、ビーム構造１１１１の振動節点である。なお、中点Ｏの両側の受けた応力が対称に分布するため、中点Ｏの回転角は、０であるべきであり、それに応じて、ビーム構造１１１１が圧電によって駆動される場合、偶数次の共振モードが消え、奇数次の共振モードのみが残る。したがって、図１１Ｂに示すように、ビーム構造１１１１の実際の振動は、偶数次の振動モードを含まず（例えば、ビーム構造１１１１の周波数応答曲線は、２次ピーク、２次ディップ、４次ピーク、４次ディップなどを含まない）、図１１Ｂにおける（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）をさらに参照すると、モード関数Ｙｉ（ｘ）は、中点Ｏにおいて横軸と交わらず、これにより、ビーム構造１１１１の中点Ｏは、ビーム構造１１１１の振動節点とすることができず、ピークとディップとの相殺点とすることもできない。
【0096】
図１２は、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の長手方向における異なる位置点の周波数応答曲線図である。図１２に示すように、曲線１２１、曲線１２２、曲線１２３、曲線１２４及び曲線１２５は、それぞれ、図１１Ａに示すビーム構造１１１１における位置点からそのうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比が０．３１、０．３６（すなわち、１次共振ディップと３次共振ピークとが相殺される理論的な第１の位置）、０．４１、０．４５及び０．５である５つの位置点の周波数応答曲線であり、質量素子が上記５つの位置点に接続される場合の音響出力装置の周波数応答曲線をそれぞれ表すことができる。
【0097】
図１２から分かるように、５０Ｈｚ～２００００Ｈｚの範囲内に、上記５つの位置点に対応する周波数応答曲線は、複数の共振ピーク（例えば、共振ピークＥ、共振ピークＦ、共振ピークＧなど）を有し、かつ振動出力点（第１の位置）が中点から固定端に移動する場合、周波数応答曲線は、各共振ピークの周波数位置が基本的に変化せず、共振ディップが高周波数から低周波数に徐々に移動するように表現される。共振ピークＥに対応する周波数ｆＥと、共振ピークＦに対応する周波数ｆＦと、共振ピークＧに対応する周波数ｆＧとの比は、約ｆＥ：ｆＦ：ｆＧ＝１：５．３６：１３．０６である。ビーム構造１１１１における各次数の共振周波数は、以下のように表すことができ、
【0098】
【数6】
【0099】
式（７）によれば、ビーム構造１１１１の１次共振ピークに対応する周波数ｆ１と、３次共振ピークに対応する周波数ｆ３と、５次共振ピークに対応する周波数ｆ５との比は、ｆ１：ｆ３：ｆ５＝(β１ｌ)２：(β３ｌ)２：(β５ｌ)２であってもよく、さらに式（６）を参照して各次βｉｌの値を求めると、ｆ１：ｆ３：ｆ５＝１：５．４０：１３．３５が得られる。ｆ１：ｆ３：ｆ５とｆＥ：ｆＦ：ｆＧとを比較して分かるように、共振ピークＥ、共振ピークＦ及び共振ピークＧは、それぞれ１次共振ピーク、３次共振ピーク及び５次共振ピークであってもよく、ビーム構造１１１１の振動は、偶数次振動モードを含まない。
【0100】
さらに、曲線１２２に示すように、共振ディップが３次共振ピークＦに対応する周波数付近に移動する場合、３次共振ピークＦと、ピークとディップとの相殺を発生させ、１次共振ピークＥから５次共振ピークＧまで（１０００Ｈｚ～１３０００Ｈｚの範囲内）の周波数帯域の広い平滑曲線を形成することができる。これにより、いくつかの実施例において、第１の位置を調整して、ビーム構造１１１１の１次共振ディップと３次共振ピークとを相殺してもよく、この場合、音響出力装置の周波数応答曲線は、第１の共振ピーク（すなわち、１次共振ピークＥ）及び第２の共振ピーク（すなわち、５次共振ピークＧ）を有してもよく、第２の共振ピークと第１の共振ピークとの周波数範囲の比は、１３（例えば、ｆ１：ｆ５＝１：１３．３５）よりも大きく、第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間は、周波数帯域の広い平滑曲線を有し、それにより音響出力装置の音質を向上させる。上記式（６）及び図１２を参照すると、いくつかの実施例において、第１の位置から２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比は、０．３２～０．４の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、第１の位置から２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比は、０．３４～０．３８の範囲内にあってもよい。
【0101】
また、曲線１２３、曲線１２４及び曲線１２５を参照して分かるように、ビーム構造１１１１の中点付近の振動出力点の周波数応答曲線は、大きい共振ディップ（例えば、図１２に示す共振ディップＨ）を有し、その原因は、ビーム構造１１１１が幅方向（例えば、図１１Ａに示すｙ方向）において、周波数応答曲線の共振ディップの振幅に影響を与えるカールモードが発生することである。さらに曲線１２５に示すように、第１の位置をビーム構造１１１１の長手方向の中点付近に調整することができ、この場合、カールモードによる影響を考慮しないと、音響出力装置の周波数応答曲線は、第１の共振ピーク（すなわち、１次共振ピークＥ）、第２の共振ピーク（すなわち、３次共振ピークＦ）及び第３の共振ピーク（すなわち、５次共振ピークＧ）を有し、１次共振ピークＥと３次共振ピークＦとの間、及び３次共振ピークＦと５次共振ピークＧとの間は、滑らかに遷移し、それにより音響出力装置の音質を向上させることができる。単なる例として、図１２に示すように、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、第２の共振ピーク又は第３の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さく、第３の共振ピークと第２の共振ピークの周波数範囲との比は、２よりも大きく、第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間は、滑らかに遷移する。いくつかの実施例において、第１の位置から２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離とビーム構造１１１１の長さとの比は、０．４５～０．５の範囲内にあってもよい。
【0102】
図１３は、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の幅方向における異なる位置点の周波数応答曲線図である。図１３に示すように、曲線１３１、曲線１３２、曲線１３３、曲線１３４、曲線１３５及び曲線１３６は、それぞれ、図１１Ａに示すビーム構造１１１１における位置点から側辺１１１１３までの距離とビーム構造１１１１の幅との比が０．５、０．４、０．３、０．２２、０．１及び０である６つの位置点の周波数応答曲線であり、側辺１１１１３は、ビーム構造１１１１の幅方向に垂直な両側辺のうちの１つの側辺であり、上記６つの位置点は、いずれも長手方向における中点である。上記６つの曲線において、曲線１３４は、他の曲線よりも滑らかであり、１次共振ピークＥと３次共振ピークＦとの間、及び３次共振ピークＦと５次共振ピークＧとの間は、滑らかに遷移する。
【0103】
ビーム構造１１１１における幅方向のカールモードは、両端がいずれも自由端であるビーム構造の１次モードに近似することができ、その１次固有モード関数は、以下のように表すことができ、
【0104】
【数7】
【0105】
式中、ｘ’は、ビーム構造１１１１における点から側辺１１１１３までの距離を表し、Ｌは、ビーム構造の幅を表す。Ｙ(ｘ’)＝０とすると、カールモードの振動節点位置(ｘ’)／Ｌ＝０．２２が得られる。図１３から分かるように、該振動節点において、幅方向におけるカールモードは、除去することができる。
【0106】
以上のことから、幅方向におけるカールモードを除去し、振幅が大きい共振ディップをある程度向上させるために、いくつかの実施例において、ビーム構造の幅方向に沿って、第１の位置からビーム構造１１１１の一辺までの距離とビーム構造１１１１の幅との比は、０．１～０．４の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造の幅方向に沿って、第１の位置からビーム構造１１１１の一辺までの距離とビーム構造１１１１の幅との比は、０．１５～０．３の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造の幅方向に沿って、第１の位置からビーム構造１１１１の一辺までの距離とビーム構造１１１１の幅との比は、０．１８～０．３６の範囲内にあってもよい。
【0107】
図１４Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の概略構成図である。図１４Ａに示すビーム構造１４１１は、図１１Ａに示すビーム構造１１１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図１４Ａに示すビーム構造１４１１が弾性端１４１１１及び弾性端１４１１２を含むことである。図１４Ａに示すように、弾性端１４１１１及び弾性端１４１１２は、それぞれ、ビーム構造１４１１において互いに離れた両端である。いくつかの実施例において、２つの弾性端は、弾性部材１４１２を介して音響出力装置の他のアセンブリ（例えば、ビーム構造の固定支持ベース、ハウジングなど）に接続されてもよい。
【0108】
弾性部材１４１２は、弾性を有する部材であってもよい。いくつかの実施例において、弾性部材１４１２は、弾性構造であってもよく、例示的な弾性構造は、連続曲げ構造、螺旋構造、板ばね構造、機械ばね、空気ばね、電磁ばねなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、弾性部材１４１２は、弾性材料で製造されてもよく、例示的な弾性材料は、発泡スポンジ、ゴム、ラテックス、シリコーンゴム、スポンジなど又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１４１１は、両端対称構造であってもよい。弾性端１４１１１及び弾性端１４１１２に対応する弾性部材１４１２は、ビーム構造の長手方向及び／又は幅方向に沿って対称に設置されてもよい。
【0109】
いくつかの実施例において、構造の安定性を保証するために、弾性端１４１１１は、少なくとも２つの弾性部材１４１２を介して音響出力装置の他のアセンブリに接続される。いくつかの実施例において、少なくとも２つの弾性部材１４１２は、ビーム構造１４１１に沿って対称に分布してもよい。
【0110】
図１４Ｂは、図１４Ａに示すビーム構造１４１１の振動モードの概略図である。図１４Ｂに示すように、（ａ）～（ｅ）は、それぞれビーム構造１４１１の異なる振動モードにおける振動モード曲線を示す。（ａ）は、ビーム構造１４１１の初期振動モードを示し、該初期振動モードにおいて、圧電による駆動を受け始めたビーム構造１４１１は、まず中央部で振動し、両側の弾性部材１４１２を振動させる。周波数の増加につれて、（ｂ）に示すように、弾性部材１４１２及びビーム構造１４１１により形成された弾性質量は、共振することにより、第１の共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例において、上記第１の共振ピークに対応する共振周波数は、３００Ｈｚ～７００Ｈｚであってもよい。単なる例として、図１５に示すビーム構造１４１１の周波数応答曲線は、５００Ｈｚ付近に第１の共振ピークＩを有する。さらに、周波数の増加につれて、（ｃ）に示す振動モード曲線の中央部が沈み、その中点と横軸が交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１４１１の中点に振動節点が発生し、中点に対応する周波数応答曲線は、共振ディップ（例えば、図１５に示す共振ディップＪ）を有することができる。周波数のさらなる増加につれて、ビーム構造１４１１は、その固有共振周波数で共振することにより、第２の共振ピークを発生させることができる。（ｄ）は、ビーム構造１４１１の共振モードを示し、該共振モードにおいて、ビーム構造１４１１は、共振周波数付近に共振することができる。いくつかの実施例において、上記共振周波数は、３３００Ｈｚ～４３００Ｈｚであってもよい。単なる例として、図１５に示すビーム構造１４１１の周波数応答曲線は、３８００Ｈｚ付近に第２の共振ピークＫを有する。該共振モードにおいて、振動モード曲線の中央部は、沈み続け、端部に近接する位置でそれぞれ横軸と２つの交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１４１１は、これらの２つの交点に振動節点が発生し、対応する周波数応答曲線は、共振ディップを有することができる。周波数のさらなる増加につれて、ビーム構造１４１１は、その別の固有共振周波数で共振することにより、第３の共振ピークを発生させることができる。（ｅ）は、ビーム構造１４１１の別の固有共振周波数での共振モードを示し、該共振モードにおいて、ビーム構造１４１１は、他の１つの共振周波数付近に共振することができる。いくつかの実施例において、上記共振周波数は、１２ｋＨｚ～１８ｋＨｚであってもよい。単なる例として、図１５に示すビーム構造１４１１の周波数応答曲線は、１５０００Ｈｚ付近に第３の共振ピークＬを有する。（ｅ）に示す共振モードにおいて、振動モード曲線の中央部及び２つの端部が沈み、横軸と４つの交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１４１１は、これら４つの交点に振動節点が発生し、対応する周波数応答曲線は、共振ディップを有することができる。図１４Ｂから分かるように、（ａ）～（ｅ）に示す振動モードにおいて、ビーム構造１４１１における、弾性端に近接する位置（例えば、破線Ｌ１とＬ２との間の位置、破線Ｌ３とＬ４との間の位置）には、常に節点が存在しなくてもよい。それに応じて、（ａ）～（ｅ）に示す振動モードにおいて、上記弾性端に近接する位置に対応する周波数応答曲線は、常に共振ディップを有しなくてもよく、各共振ピークの間（例えば、第１の共振ピークＩと第２の共振ピークＫとの間、第２の共振ピークＫと第３の共振ピークＬとの間）の曲線は、滑らかに遷移してもよい。これにより、弾性端に近接する該位置を第１の位置として選択することにより、音響出力装置の共振ピークの間の曲線を滑らかに遷移させ、さらに音響出力装置の音質を向上させることができる。いくつかの実施例において、音響出力装置の共振ピークの間の曲線を滑らかに遷移させるために、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１４１１の長さとの比は、０．１～０．２５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１４１１の長さとの比は、０．１５～０．２の範囲内にあってもよい。
【0111】
図１５は、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造における異なる位置点の周波数応答曲線図である。図１５に示すように、曲線１５１は、ビーム構造１４１１における弾性端（例えば、弾性端１４１１１又は１４１１２）での周波数応答曲線であり、曲線１５２は、ビーム構造１４１１における中点での周波数応答曲線であり、曲線１５３は、ビーム構造１４１１における第１の位置での周波数応答曲線であり、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端（例えば、弾性端１４１１１）までの距離とビーム構造１４１１の長さとの比は、０．２である。曲線１５１～１５３から分かるように、出力位置が弾性端又は第１の位置である場合、音響出力装置の周波数応答曲線は、５００Ｈｚ～１５０００Ｈｚの周波数範囲内に共振ディップがなく又は小さく、かつ各共振ピークの間（例えば、第１の共振ピークＩと第２の共振ピークＫとの間、第２の共振ピークＫと第３の共振ピークＬとの間）は、滑らかに遷移し、周波数応答がより良い。また、曲線１５１及び曲線１５３を参照して分かるように、低周波数（例えば、５００Ｈｚよりも小さい）の範囲内に、弾性端に比べて、第１の位置の振動は、高い振幅を有することができる。したがって、第１の位置での低周波数感度は、弾性端での低周波数感度よりも高くなる。これにより、ビーム構造１４１１における質量素子に接続された第１の位置は、弾性端に近接することができ、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１４１１の長さとの比は、０．１５～０．２の範囲内にあり、それにより比較的滑らかな周波数応答曲線を取得するとともに、音響出力装置の低周波数感度を保証する。
【0112】
いくつかの実施例において、弾性部材１４１２及びビーム構造１４１１からなる弾性質量の振動は、低い周波数範囲内に共振ピークを発生させ、それにより音響出力装置の低周波数範囲内の感度を向上させることができる。例えば、図１５に示すように、曲線１５１及び曲線１５２は、低い周波数範囲内（例えば、３００Ｈｚ～７００Ｈｚ）に第１の共振ピークＩを有する。弾性部材１４１２及びビーム構造１４１１の振動に低い周波数範囲内に共振ピークを発生させて、音響出力装置の低周波数範囲内における感度を向上させるために、いくつかの実施例において、弾性端（例えば、弾性端１４１１１及び弾性端１４１１２）に対応する弾性部材１４１２の全体の等価弾性係数は、３５００～４０００Ｎ／ｍの範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、弾性端に対応する弾性部材１４１２の全体の等価弾性係数は、３７００～３９００Ｎ／ｍの範囲内にあってもよい。
【0113】
図１６Ａは、本明細書のいくつかの実施例に係るビーム構造の概略構成図である。図１６Ａに示すビーム構造１６１１は、図１４Ａに示すビーム構造１４１１とほぼ同一であり、その主な相違点は、図１６Ａに示すビーム構造１６１１の両端が自由端（例えば、自由端１６１１１及び自由端１６１１２）であり、その中央部に設置された弾性部材１６１２を介して音響出力装置の固定位置又は構造（例えば、固定支持ベース）に接続されることである。弾性部材１６１２に関する具体的な説明は、図１４Ａにおける弾性部材１４１２に関する説明を参照することができる。図１６Ａに示すように、弾性部材１６１２は、一端がビーム構造の中央部に接続され、他端が音響出力装置の固定位置又は構造に接続される。なお、ビーム構造１６１１の中央部とは、その軸線の中点に近接する一定の領域範囲を指してもよい。
【0114】
いくつかの実施例において、ビーム構造１６１１の構造の安定性を維持するために、ビーム構造１６１１には、その軸線に垂直な両側にいずれも弾性部材１６１２が設置される。いくつかの実施例において、ビーム構造１６１１の両側の弾性部材１６１２の連結線は、ビーム構造１６１１の軸線と垂直であってもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１６１１の両側の弾性部材１６１２は、ビーム構造１６１１の軸線に垂直な中心線（例えば、図１６Ａに示す中心線Ｍ）に沿って対称に設置されてもよい。いくつかの実施例において、ビーム構造１６１１の両側の弾性部材１６１２は、ビーム構造１６１１の軸線に垂直な中心線（例えば、図１６Ａに示す中心線Ｍ）から同一の距離だけ離れてもよい。
【0115】
図１６Ｂは、図１６Ａに示すビーム構造１６１１の振動モードの概略図である。図１６Ｂに示すように、（ａ）～（ｅ）は、それぞれビーム構造１６１１の異なる振動モードにおける振動モード曲線を示す。（ａ）は、ビーム構造１６１１の初期振動モードを示し、該初期振動モードにおいて、圧電による駆動を受け始めたビーム構造１６１１は、まず両端で振動し、振動モード曲線の両端が沈む。周波数の増加につれて、（ｂ）に示すように、弾性部材１６１２及びビーム構造１６１１により形成された弾性質量は、共振することにより、第１の共振ピークを発生させることができる。いくつかの実施例において、上記第１の共振ピークに対応する共振周波数は、４００Ｈｚ～１０００Ｈｚであってもよい。単なる例として、図１７に示すビーム構造１６１１の周波数応答曲線は、６００Ｈｚ付近に第１の共振ピークＮを有する。さらに、周波数の増加につれて、（ｃ）に示す振動モード曲線の両端が上に持ち上がり、その自由端が横軸と交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１６１１の自由端に振動節点が発生し、自由端に対応する周波数応答曲線は、共振ディップ（例えば、図１７に示す共振ディップＱ）を有することができる。周波数のさらなる増加につれて、ビーム構造１６１１は、その固有共振周波数で共振することにより、第２の共振ピークを発生させることができる。（ｄ）は、ビーム構造１６１１の共振モードを示し、該共振モードにおいて、ビーム構造１６１１は、共振周波数付近に共振することができる。いくつかの実施例において、上記共振周波数は、３３００Ｈｚ～４３００Ｈｚであってもよい。単なる例として、図１７に示すビーム構造１６１１の周波数応答曲線は、３６５０Ｈｚ付近に第２の共振ピークＲを有する。該共振モードにおいて、振動モード曲線の両端は、持ち上がり続け、自由端に近接する位置でそれぞれ横軸と２つの交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１６１１は、これらの２つの交点に振動節点が発生し、対応する周波数応答曲線は、共振ディップを有することができる。周波数のさらなる増加につれて、ビーム構造１６１１は、その別の固有共振周波数で共振することにより、第３の共振ピークを発生させることができる。（ｅ）は、ビーム構造１６１１の別の固有共振周波数での共振モードを示し、該共振モードにおいて、ビーム構造１６１１は、別の共振周波数付近に共振することができる。いくつかの実施例において、上記共振周波数は、１２ｋＨｚ～１８ｋＨｚであってもよい。単なる例として、図１７に示すビーム構造１６１１の周波数応答曲線は、１５０００Ｈｚ付近に第３の共振ピークＳを有する。（ｅ）に示す共振モードにおいて、振動モード曲線の中央部及び２つの自由端が沈み、横軸と４つの交点を生じる。それに応じて、ビーム構造１６１１は、これら４つの交点に振動節点が発生し、対応する周波数応答曲線は、共振ディップを有することができる。図１６Ｂから分かるように、（ａ）～（ｅ）に示す振動モードにおいて、ビーム構造１６１１における、中点に近接する位置（例えば、破線Ｌ５とＬ６との間の位置）には、常に節点が存在しなくてもよい。それに応じて、（ａ）～（ｅ）に示す振動モードにおいて、上記弾性端に近接する位置に対応する周波数応答曲線は、常に共振ディップを有しなくてもよく、各共振ピークの間（例えば、第１の共振ピークＮと第２の共振ピークＲとの間、第２の共振ピークＲと第３の共振ピークＳとの間）の曲線は、滑らかに遷移してもよい。これにより、中点に近接する該位置を第１の位置として選択することにより、音響出力装置の共振ピークの間の曲線を滑らかに遷移させ、さらに音響出力装置の音質を向上させることができる。いくつかの実施例において、音響出力装置の共振ピークの間の曲線を滑らかに遷移させるために、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１６１１の長さとの比は、０．３～０．７の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１６１１の長さとの比は、０．４～０．６の範囲内にあってもよい。
【0116】
図１７は、本明細書のいくつかの実施例に係る、ビーム構造における異なる位置点の周波数応答曲線図である。図１７に示すように、曲線１７１は、ビーム構造１６１１における自由端（例えば、自由端１６１１１又は１６１１２）での周波数応答曲線であり、曲線１７２は、ビーム構造１６１１における第１の位置での周波数応答曲線であり、上記第１の位置からそのうちの１つの自由端（例えば、自由端１６１１１）までの距離とビーム構造１６１１の長さとの比は、０．４５である。曲線１７１及び１７２から分かるように、出力位置が第１の位置である場合、音響出力装置の周波数応答曲線は、５００Ｈｚ～１５０００Ｈｚの周波数範囲内に共振ディップがなく又は小さく、かつ各共振ピークの間（例えば、第１の共振ピークＮと第２の共振ピークＲとの間、第２の共振ピークＲと第３の共振ピークＳとの間）は、滑らかに遷移し、周波数応答がより良い。これにより、ビーム構造１６１１における質量素子に接続された第１の位置は、ビーム構造１６１１の中点に近接することができ、上記第１の位置からそのうちの１つの弾性端までの距離とビーム構造１６１１の長さとの比は、０．４～０．６の範囲内にあり、それにより比較的滑らかな周波数応答曲線を取得し、音響出力装置の音質を向上させる。
【0117】
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部分的な概略図である。図１８に示すように、音響出力装置は、ビーム構造１８１１及び第２のビーム構造１８２１を含む。いくつかの実施例において、ビーム構造１８１１は、第２のビーム構造１８２１と同一又は同様であってもよい。ビーム構造１８１１及び第２のビーム構造１８２１は、図２に示すビーム構造２１１と類似してもよく、ビーム構造１８１１及び第２のビーム構造１８２１に関するより多くの説明は、図２を参照することができる。
【0118】
図１８に示すように、ビーム構造１８１１と第２のビーム構造１８２１は、一端が固定端であり、他端が接続部材１８３０を介して互いに接続される。いくつかの実施例において、接続部材１８３０は、弾性接続部材であってもよい。いくつかの実施例において、弾性接続部材は、弾性構造であってもよい。
【0119】
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図である。図１９に示すように、音響出力装置は、２つ以上の振動素子を含んでもよく、各振動素子は、いずれもビーム構造１９１１を含み、ビーム構造１９１１は、固定端１９１１１及び自由端１９１１２を含む。複数のビーム構造１９１１は、質量素子１９２０の周側に間隔をあけて分布することができ、質量素子１９２０は、複数のビーム構造１９１１の第１の位置１９１１３にそれぞれ接続される。いくつかの実施例において、質量素子１９２０は、音響出力装置が質量素子１９２０を介して振動を出力できるように、振動板、振動膜などを含んでもよい。ビーム構造１９１１は、図２に示すビーム構造２１１と類似し、ビーム構造１９１１に関するより多くの説明は、図２を参照することができる。
【0120】
いくつかの実施例において、複数のビーム構造１９１１は、質量素子１９２０の中点に沿って質量素子１９２０の周側に対称に分布してもよい。いくつかの実施例において、複数のビーム構造１９１１は、質量素子１９２０の周側に平均に間隔をあけて分布してもよい。いくつかの実施例において、質量素子１９２０に接続された複数のビーム構造１９１１における第１の位置とビーム構造１９１１の固定端１９１１１との間の距離とビーム構造の長さとの比は、等しくてもよい。いくつかの実施例において、本明細書の他の実施例（例えば、図３など）の説明に基づいて第１の位置１９１１３を決定することにより、質量素子１９２０（又は音響出力装置）の周波数応答曲線のピークとディップとの相殺を実現し、周波数帯域の広い平滑曲線を取得し、音響出力装置の音質をさらに向上させることができる。いくつかの実施例において、質量素子１９２０の周波数応答曲線の１次共振ディップと２次共振ピークとの相殺を実現し、音響出力装置の第１の共振ピークと第２の共振ピークとの間が周波数帯域の広い平滑曲線を有し、さらに音響出力装置の音質を向上させるようにするために、質量素子１９２０に接続された各ビーム構造１９１１における第１の位置とビーム構造１９１１の固定端１９１１１との間の距離とビーム構造の長さとの比は、０．７５～０．９５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１９２０に接続された各ビーム構造１９１１における第１の位置とビーム構造１９１１の固定端１９１１１との間の距離とビーム構造の長さとの比は、０．８～０．８５の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１９２０の周波数応答曲線の１次共振ディップと３次共振ピークとの相殺を実現し、音響出力装置の第２の共振ピークと第３の共振ピークとの間が周波数帯域の広い平滑曲線を有し、音響出力装置の音質をさらに向上させるようにするために、質量素子１９２０に接続された各ビーム構造１９１１における第１の位置とビーム構造１９１１の固定端１９１１１との間の距離とビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．６の範囲内にあってもよい。いくつかの実施例において、質量素子１９２０に接続された各ビーム構造１９１１における第１の位置とビーム構造１９１１の固定端１９１１１との間の距離とビーム構造の長さとの比は、０．５～０．５５の範囲内にあってもよい。
【0121】
なお、図２～図１９に示す振動素子又はビーム構造は、例示的な説明に過ぎず、それを限定するものではない。実施例によって達成可能な有益な効果が異なるが、異なる実施例では、達成可能な有益な効果は、以上のいずれかの１つ又は複数の組み合わせであってもよく、他の任意の達成可能な有益な効果であってもよい。
【0122】
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、依然として本願の例示的な実施例の精神及び範囲内にある。
【0123】
さらに、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」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。
【0124】
また、特許請求の範囲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に限定されない。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、単に説明のためであり、添付の特許請求の範囲は、開示される実施例に限定されないが、逆に、本願の実施例の趣旨及び範囲内にある全ての修正及び同等の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。
【0125】
同様に、本願の実施例の前述の説明では、本願を簡略化して、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。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解釈されるべきではない。実際に、実施例の特徴は、上記開示された単一の実施例の全ての特徴より少ない場合がある。
【0126】
いくつかの実施例で成分及び属性の数を記述する数字が使用されており、このような実施例を記述するための数字は、いくつかの例において修飾語「約」、「ほぼ」又は「実質的」によって修飾されるものとして理解されよう。特に明記しない限り、「約」、「ほぼ」又は「実質的」は、数字が±２０％の変動が許容されることを示す。それに応じて、いくつかの実施例において、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、いずれも特定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。
【0127】
本願において参照される全ての特許、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記述、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、本願における記述、定義、及び／又は用語の使用を優先するものとする。
【0128】
最後に、本願における実施例は、単に本願の実施例の原理を説明するためのものであることが理解されよう。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、例示として、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。それに応じて、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】
【0129】
１００ 音響出力装置
１１０ 振動素子
１２０ 質量素子
１１１２ 圧電層
２１１ ビーム構造
２１２ 固定支持ベース
２１１１ 固定端
２１１２ 自由端
２１１３ 圧電層
２１１４ ベース層
４１１ ビーム構造
４３０ 第２の質量素子
４１１１ 固定端
４１１２ 自由端
７１１ ビーム構造
７１１１ 固定端
７１１２ 枢支端
７１３ 枢支ピン
７１４１ 枢支孔
９１１ ビーム構造
９１１１ 固定端
９１１２ 弾性端
１１０ 振動素子
１２０ 質量素子
１１１２ 圧電層
２１１ ビーム構造
２１２ 固定支持ベース
２１１１ 固定端
２１１２ 自由端
２１１３ 圧電層
２１１４ ベース層
４１１ ビーム構造
４３０ 第２の質量素子
４１１１ 固定端
４１１２ 自由端
７１１ ビーム構造
７１１１ 固定端
７１１２ 枢支端
７１３ 枢支ピン
７１４１ 枢支孔
９１１ ビーム構造
９１１１ 固定端
９１１２ 弾性端
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-21
【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ビーム構造を含む振動素子を含み、前記ビーム構造は、
電気信号に応答して変形することにより、前記振動素子を振動させる圧電層と、前記ビーム構造の第１の位置に接続された質量素子であって、前記振動素子の振動により前記質量素子を前記長手方向に垂直な方向に振動させる、質量素子と、を含み、前記ビーム構造の長手方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．９５の範囲内にある、音響出力装置。
【請求項2】
５０Ｈｚ～１００００Ｈｚの範囲内に、前記質量素子の振動は、第１の共振ピーク及び第２の共振ピークを有し、前記第１の共振ピークと前記第２の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第１の共振ピーク又は前記第２の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さい、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3】
前記ビーム構造は、固定端及び自由端を含み、前記音響出力装置は、前記自由端に接続された第２の質量素子をさらに含む、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】
前記第２の質量素子と前記ビーム構造の質量との比は、０～１．２の範囲内にある、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】
前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項４に記載の音響出力装置。
【請求項6】
前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有し、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、３０ｄＢよりも小さい、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7】
前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、４よりも大きい、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】
前記第１の位置から前記固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．６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】
前記ビーム構造は、２つの固定端を含み、前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．３～０．４の範囲内にある、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10】
前記第２の共振ピークの周波数範囲と前記第１の共振ピークの周波数範囲との比は、１３よりも大きい、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11】
前記ビーム構造は、２つの固定端を含み、前記質量素子の振動は、第３の共振ピークを有し、前記第２の共振ピークと前記第３の共振ピークとの間の周波数応答の最低点と、前記第２の共振ピーク又は前記第３の共振ピークとの振幅差は、４０ｄＢよりも小さく、前記第３の共振ピークの周波数範囲と前記第２の共振ピークの周波数範囲との比は、２よりも大きい、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12】
前記第１の位置から前記２つの固定端のうちの１つの固定端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．４５～０．５の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項１１に記載の音響出力装置。
【請求項13】
前記ビーム構造は、２つの固定端を含み、前記ビーム構造の幅方向に沿って、前記第１の位置から前記ビーム構造の一辺までの距離と前記ビーム構造の幅との比は、０．１５～０．３の範囲内にある、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14】
前記ビーム構造は、２つの弾性端を含み、前記２つの弾性端は、それぞれ弾性部材により前記音響出力装置の固定支持ベースに弾性的に接続され、前記ビーム構造は、両端対称構造であり、前記２つの弾性端に対応する弾性部材は、前記ビーム構造の長手方向又は幅方向に沿って対称に設置され、前記第１の位置から前記２つの弾性端のうちの１つの弾性端までの距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．１～０．２５の範囲内にある、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15】
前記振動素子の数は、２つ以上であり、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造は、固定端及び自由端を含み、前記質量素子は、前記２つ以上の振動素子のうちの各振動素子のビーム構造の第１の位置にそれぞれ接続され、各ビーム構造の第１の位置と前記ビーム構造の固定端との間の距離と前記ビーム構造の長さとの比は、０．７～０．９５の範囲内にある、ことを特徴とする、請求項１に記載の音響出力装置。
【国際調査報告】