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前言 近幾年隨著智能手機的普及，手機已不僅是通話的機器了，而是以鏈接網(wǎng)絡和各種應用操作為前提，向信息處理終端不斷轉(zhuǎn)變。因此，不僅要提高智能手機的通話質(zhì)量及連網(wǎng)速度，還要重視應用程序的操作性，因此各手機公司都以提高CPU的處理速度來確保這一操作性。 然而CPU的高速化導致了移動終端的電力消耗。另外，為了把手機作為信息處理終端來使用，用戶每天使用時間增加了，需要確保移動終端能長時間的連續(xù)操作。 以此為背景，各手機生產(chǎn)商傾向于在移動終端搭載大型電池來保證必要的電流容量。一方面，從用戶的角度來看，在購買手機時，手機的設計也成為重要的選擇標準之一，使用大塊電池板但又確保機身薄易于操作，這已經(jīng)成為設計智能手機時非常重要的一點。 此外，2011年秋冬季在日本國內(nèi)發(fā)售的46款手機中，35款是帶有防水功能的。防水性也成為了手機的一項必要功能。 (※以上信息來源于NTT DoCoMo、KDDI、SoftBank 2011年11月的網(wǎng)站信息) 正因為有這一背景，對用于智能手機的揚聲器有3點要求，分別為：產(chǎn)品輕薄化、在狹窄空間中確保良好的音質(zhì)、易于防水。 村田制作所自2007年起開始量產(chǎn)以超薄為特長的壓電揚聲器“VSLBP1913E”系列，并于2011年將改善音質(zhì)的“VSLBP2215E”系列及防水壓電揚聲器“VSLBG2216E”系列商品化。 本文將對改善了音質(zhì)的壓電揚聲器的特長、優(yōu)越性及技術動向進行說明。 村田制作所的壓電揚聲器特長 本次壓電揚聲器的開發(fā)，保留了原有矩形壓電揚聲器最大的特長——超薄（t=1.2mm），并采納了以下3點技術，進一步改善了音質(zhì)。 采用新型樹脂薄膜材料 村田制作所的壓電揚聲器的振動板使用樹脂薄膜，在降低共振頻率的同時，適當?shù)囊种屏藟弘娞沾傻墓舱裉匦裕瑢崿F(xiàn)了頻率的平穩(wěn)化。 本次，已商品化的“VSLBP2115E”和“VSLBG2216E”系列，對使用的樹脂薄膜材料繼續(xù)進行研究，實現(xiàn)了比傳統(tǒng)產(chǎn)品更低的共振頻率，及提高了1kHz以下的聲壓級。同時，抑制壓電揚聲器內(nèi)部振動板不必要的高階振動模式也可能實現(xiàn)。比起我公司傳統(tǒng)產(chǎn)品，壓電揚聲器的失真特性在1kHz以上的帶寬中實現(xiàn)了大幅度的改善。（圖1） 
圖1-1：聲壓級—頻率數(shù)特性(VSLBP2115E1100-T1)
圖1-2: 失真－頻率特性 (VSLBP2115E1100-T1) 最適合的產(chǎn)品結構 “VSLBP2115E”系列和“VSLBG2216E”系列除了采用新樹脂薄膜材料，還對貼了壓電元件的薄膜進行振動分析，采用了最適合的產(chǎn)品尺寸，保持振動板原有結構，實現(xiàn)了共振頻率的低頻率化以及提高了低頻區(qū)域的聲壓。 金屬框的大型化（僅限防水揚聲器） 使用動態(tài)揚聲器實現(xiàn)防水結構時，必須在揚聲器和框體間加上特殊的防水網(wǎng)格，這樣一來，使用防水網(wǎng)格對聲學性能的影響及成本的提高成為了需要討論的課題。 一方面，村田的壓電揚聲器一直以來都使用了具有防水性能的樹脂薄膜，因此無需增加特殊防水網(wǎng)格，就能確保其防水性能（IPX-7），也不會對聲學性能產(chǎn)生影響（圖2）。
圖2：防水壓電揚聲器的安裝方法及產(chǎn)品截面圖 另外，為了應對IPX-7的可靠性試驗（在水深1米處放置30分鐘），除了產(chǎn)品本身的耐水性外，在產(chǎn)品與套裝框體間連接處使用防水雙面膠帶，加強耐水性和固定度也是很重要的。 因此我公司的防水壓電揚聲器，用防水雙面膠帶連接，以確保其足夠的固定強度為目的，根據(jù)雙面膠帶的粘貼面，設計了更寬的金屬框，從來能使用1.5mm寬的雙面膠帶。 壓電揚聲器的優(yōu)越性 導入上述的特有技術，實現(xiàn)了以往的壓電揚聲器難以達成的，具有高聲壓、高音質(zhì)的壓電揚聲器“VSLBP2115E”系列，“VSLBG2216E”系列還實現(xiàn)了防水性（圖3）。
圖3：矩形壓電揚聲器產(chǎn)品外觀 不具備防水性的壓電揚聲器“VSLBP2115E”系列的形狀為21.5x15.5mm的狹長型，厚度1.2mm，具備防水性的壓電揚聲器“VSLBG2216E”系列的形狀為22.0x16.5mm的狹長型，厚度0.9mm（圖4）。
圖4：矩形壓電揚聲器產(chǎn)品外形圖 現(xiàn)有的動態(tài)揚聲器產(chǎn)品厚度一般為3.0mm左右，用于手機的產(chǎn)品背部會較高。我公司的壓電揚聲器最大的特長是低背（0.9mm~1.2mm），能在動態(tài)揚聲器也無法安裝的狹小空間中使用。 課題和今后的技術動向、對策 根據(jù)我公司特有技術，不僅能實現(xiàn)以前無法達成的高聲壓、高音質(zhì)的壓電揚聲器，但為了確保十分充足的安裝空間，也有對動態(tài)揚聲器聲學性能有影響的產(chǎn)品。今后，以開發(fā)能做出更大位移的壓電陶瓷材料，追求更高效率的振動原理，提高獨石、薄層化技術來進一步改善聲學性能。 此外，使用壓電揚聲器時，為了獲得高聲壓，必須用高電壓來驅(qū)動，由于驅(qū)動動態(tài)揚聲器的放大器電壓不足而無法獲得足夠的聲學性能，需要使用內(nèi)藏升壓電路的壓電揚聲器用放大器。我公司構建了與各半導體生產(chǎn)商的協(xié)力合作體制，共同合作以尋求從開發(fā)階段至全面的解決方案。 |
