本發(fā)明涉及包括壓電膜的振蕩器設(shè)備和使用該振蕩器設(shè)備的電子儀器。

背景技術(shù)：
在蜂窩式電話中，需要增強(qiáng)諸如音樂再現(xiàn)或免提的聲音功能。相應(yīng)地，對被制造得小且薄并具有高質(zhì)量聲音的蜂窩式電話的需求日益增加。作為對此需求進(jìn)行響應(yīng)的手段，已經(jīng)開發(fā)了使用壓電元件作為振蕩源的壓電電聲換能器。由于壓電電聲換能器使用壓電元件的自我膨脹和收縮運(yùn)動，所以壓電電聲換能器比由磁電路組成的電動力學(xué)（electrodynamic）電聲換能器更薄。目前，已經(jīng)提出了各種類型的電聲換能器（例如，專利文獻(xiàn)1）。相關(guān)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)1]日本未審查專利公開號2006-287480。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一般而言，使用作為易碎材料的壓電陶瓷作為壓電元件。壓電陶瓷具有許多問題，諸如處理成本和機(jī)械強(qiáng)度，以便被用作用于蜂窩式電話的音頻部件。作為用于解決這些問題的手段，使用由聚合物材料形成的壓電膜。由于壓電膜由具有柔性的樹脂材料形成，所以壓電膜具有高跌落沖擊穩(wěn)定性。然而，壓電膜的轉(zhuǎn)換效率比壓電陶瓷的低。因此，在使用壓電膜的電聲換能器中，需要用以實(shí)現(xiàn)高聲壓級的技術(shù)。鑒于這種情況設(shè)計(jì)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠在使用壓電膜的同時增加聲壓級的壓電振蕩器設(shè)備以及使用該振蕩器設(shè)備的電子儀器。本發(fā)明的振蕩器設(shè)備包括壓電振子，其包括具有多個通孔的彈性構(gòu)件和設(shè)置在該彈性構(gòu)件的一個表面上并由聚合物材料形成的壓電膜、以及支撐壓電振子的外圍部分的支撐構(gòu)件。本發(fā)明的第一電子儀器包括本發(fā)明的振蕩器設(shè)備以及使得該振蕩器設(shè)備輸出被解調(diào)成可聽區(qū)的聲波的超聲波的振蕩驅(qū)動單元。本發(fā)明的第二電子儀器包括本發(fā)明的振蕩器設(shè)備、使得振蕩器設(shè)備輸出超聲波的振蕩驅(qū)動單元、檢測具有與超聲波相同的頻率的聲波的超聲波檢測單元以及基于所檢測的超聲波來測量到待測量的對象的距離的距離測量單元。根據(jù)本發(fā)明的振蕩器設(shè)備，可能在使用壓電膜的同時增加聲壓級。附圖說明根據(jù)下面描述的優(yōu)選實(shí)施例和如下附圖，上述目的、其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將進(jìn)一步清楚。圖1是圖示出作為本發(fā)明的實(shí)施例的振蕩器設(shè)備的電聲換能器的結(jié)構(gòu)的示意性垂直橫截面前視圖。圖2是圖示出電聲換能器的結(jié)構(gòu)的示意性分解透視圖。圖3是圖示出根據(jù)修改示例的電聲換能器的結(jié)構(gòu)的示意性分解透視圖。圖4是圖示出根據(jù)修改示例的電子儀器的配置的圖。具體實(shí)施方式在下文中，將參考圖1和2來描述作為實(shí)施例的振蕩器設(shè)備的電聲換能器100。實(shí)施例的電聲換能器100包括壓電振子130和支撐構(gòu)件140。壓電振子130包括彈性構(gòu)件110和壓電膜120。彈性構(gòu)件110包括多個孔111。孔111垂直地穿透彈性構(gòu)件110。壓電膜120被設(shè)置在彈性構(gòu)件110的一個表面上，并且通過電場的施加膨脹且收縮地移動。支撐構(gòu)件140支撐壓電振子130的外圍部分。在圖1和2中所示的示例中，支撐構(gòu)件140具有框架形狀并支撐彈性構(gòu)件110的整個外圍。彈性構(gòu)件110是例如磷青銅或不銹鋼。彈性構(gòu)件110的厚度優(yōu)選地等于或超過5μm且等于或小于1000μm。當(dāng)彈性構(gòu)件110的厚度小于5μm時，機(jī)械強(qiáng)度是低的，并且因此存在可能損壞作為約束構(gòu)件的功能的可能性。另外，存在由于處理準(zhǔn)確度的降低而在生產(chǎn)批次之間發(fā)生振子的機(jī)械振動特性的變化的可能性。另外，優(yōu)選的是彈性構(gòu)件110具有縱向彈性模量，其為指示剛性的指數(shù)，等于或超過1Gpa且等于或小于500Gpa?？?11中的至少一個與壓電膜120重疊。例如，在圖1和2中所示的示例中，壓電膜120基本上覆蓋彈性構(gòu)件110的整個表面。因此，所有孔111與壓電膜120重疊。根據(jù)孔111的大小、數(shù)量和位置來調(diào)整彈性構(gòu)件110相對于壓電膜120的剛性阻抗。響應(yīng)于各種條件來確定孔111的直徑。另外，也響應(yīng)于各種條件而確定孔111的總面積與彈性構(gòu)件110的主表面的面積的比。當(dāng)彈性構(gòu)件110的平面表面具有圓形形狀時，孔111中的至少某些被沿著相同圓形環(huán)以相等間隔布置。例如，孔111被相等地分散在彈性構(gòu)件110的整個表面上，但是可以將孔111形成為從而向特定區(qū)域偏置。同時，在圖2中所示的示例中，以盤形式形成彈性構(gòu)件110和壓電膜120，并且以環(huán)形形狀形成支撐構(gòu)件140。然而，可以在彈性構(gòu)件110之后以矩形形狀形成支撐構(gòu)件140，并以矩形形狀形成壓電膜120（例如，長方形形狀或正方形形狀）。在實(shí)施例的壓電振子130中，壓電膜120被設(shè)置在彈性構(gòu)件110的兩個表面上。在壓電膜120的兩個表面上還形成了電極層（未示出），并且因此由電極層、壓電膜120以及彈性構(gòu)件110組成壓電振子130。壓電膜120由例如聚偏二氟乙烯（PVDF）樹脂形成。雖然在壓電膜120中形成的電極層的材料不特別地受限制，但該材料是例如銀或銀/鈀。由于銀被用作低電阻多用電極材料，所以存在制造工藝或成本等方面的優(yōu)點(diǎn)。由于銀/鈀是在抗氧化性方面優(yōu)秀的低電阻材料，所以從可靠性觀點(diǎn)出發(fā)存在優(yōu)點(diǎn)。另外，雖然電極層的厚度不特別地受限制，但該厚度優(yōu)選地為1μm至100μm。在小于1μm的厚度中，由于膜厚度是薄的，所以難以均勻地形成電極層，并且因此存在轉(zhuǎn)換效率減小的可能性。另外，當(dāng)電極層的厚度超過100μm時，不存在特別的制造問題，但是電極層充當(dāng)相對于壓電膜120的約束表面，并且因此存在使得能量轉(zhuǎn)換效率減小的可能性。作為振蕩驅(qū)動單元的驅(qū)動電路150被連接到壓電振子130。驅(qū)動電路150通過輸入振蕩信號而使得壓電振子130輸出聲波。例如，振蕩信號具有與壓電振子130的基本諧振頻率相同的頻率。詳細(xì)地，當(dāng)信號被輸入到壓電振子130的壓電膜120時，在壓電膜120和彈性構(gòu)件110中發(fā)生膨脹和收縮運(yùn)動。通過膨脹和收縮振動生成聲波。當(dāng)使用電聲換能器100作為參數(shù)揚(yáng)聲器時，壓電振子130使超聲波振蕩。超聲波的頻率是例如20kHz或更多。壓電振子130的基本諧振頻率受到壓電膜120的形狀和大小的影響。優(yōu)選的是減小壓電膜120的大小以便調(diào)整高頻頻帶、例如超聲波頻帶中的諧振頻率。因此，可能減小電聲換能器100的大小。同時，當(dāng)振蕩器設(shè)備充當(dāng)參數(shù)揚(yáng)聲器時，驅(qū)動電路150使得壓電膜120使超聲波振蕩，對該超聲波例如執(zhí)行了FM（調(diào)頻）或AM（調(diào)幅）。超聲波通過空中的非線性狀態(tài)（稀疏和密集狀態(tài)）被解調(diào)成可聽聲音。接下來，將描述實(shí)施例的操作和效果。在實(shí)施例的電聲換能器100中，在彈性構(gòu)件110中形成多個孔111。因此，可以通過控制孔111的數(shù)量、位置、面積等來最佳地匹配相對于壓電膜120的剛性阻抗。因此，增加被電聲換能器100振蕩的聲波的聲壓級是可能的。另外，在彈性構(gòu)件110的兩個表面上提供了壓電膜120。換言之，由于壓電振子130具有雙形態(tài)結(jié)構(gòu)，所以被電聲換能器100振蕩的聲波的聲壓級進(jìn)一步增加。同時，本發(fā)明不限于該實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下允許其各種修改。例如，在以上實(shí)施例中，已舉例說明了雙形態(tài)結(jié)構(gòu)，其中，壓電膜120對中的相應(yīng)的一個被設(shè)置在彈性構(gòu)件110的兩個表面上。然而，實(shí)現(xiàn)單形態(tài)結(jié)構(gòu)也是可能的，其中，壓電膜120被設(shè)置在彈性構(gòu)件110的僅單側(cè)面表面上。另外，在以上實(shí)施例中，如圖2中所示，彈性構(gòu)件110和壓電膜120以盤形式形成，并且支撐構(gòu)件140以環(huán)形形狀形成。然而，類似于在圖3中被示為振蕩器設(shè)備的電聲換能器200，可以在彈性構(gòu)件210的平面表面之后以矩形框架性狀形成支撐構(gòu)件230并以矩形形狀、例如長方形形狀或正方形形狀來形成壓電膜220。在電聲換能器200中，在充當(dāng)例如網(wǎng)格點(diǎn)的位置處形成彈性構(gòu)件210的孔211。此外，在以上實(shí)施例中，已設(shè)想了電子儀器，其中作為振蕩驅(qū)動單元的驅(qū)動電路150被連接到電聲換能器100。然而，如圖4中所示，電子儀器可以是包括電聲換能器100的聲納、使得電聲換能器100輸出超聲波的振蕩驅(qū)動單元160、檢測具有與從電聲換能器100振蕩的超聲波相同的頻率的聲波（例如，被待測量對象反射的超聲波）的超聲波檢測單元170以及基于所檢測的超聲波來測量到待測量對象的距離的距離測量單元180。同時，理所當(dāng)然的是，在其內(nèi)容并不相互沖突的范圍內(nèi)可以將上述實(shí)施例和上述修改示例組合。另外，在上述實(shí)施例和上述修改示例中，已詳細(xì)地描述了部件的結(jié)構(gòu)等，但在滿足本發(fā)明的范圍內(nèi)可以以各種方式來修改該結(jié)構(gòu)。本申請要求基于2010年12月20日提交的日本專利申請?zhí)?010-282674的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容被通過引用結(jié)合到本文中。