1.本发明涉及主动噪声控制系统。
背景技术:2.已知有主动噪声控制系统(以下,有时称为anc系统)。在anc系统中,通过反相位的声音来降低噪声。在专利文献1中,记载了anc系统的示例。
3.在专利文献1中,记载了通过anc系统降低在隔音壁的上方衍射传播的噪声。具体而言,在专利文献1的anc系统中,将具有线声源特性的扬声器安装于隔音壁。在专利文献1中,关于线声源特性,说明了所辐射的声波呈以线状的声源为中心轴的圆筒状地传播的特性。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2004
‑
004583号公报
7.专利文献2:日本特开2016
‑
122187号公报
技术实现要素:8.发明所要解决的课题
9.在噪声的传播路径上存在结构物的情况下,在该结构物的相对的第一端部及第二端部中,有可能产生衍射。通过这些端部上的衍射而产生的波阵面以回绕到结构物的背后的方式传播。具体而言,通过在第一端部的衍射而产生的波阵面及通过在第二端部的衍射而产生的波阵面以靠近通过这些端部之间且在远离结构物的方向上延伸的轴的方式传播。专利文献1的线声源特性不适合于降低在第一端部及第二端部这样产生的衍射音。
10.用于解决课题的技术方案
11.本发明提供一种主动噪声控制系统,该主动噪声控制系统具备:
12.结构物;及
13.扬声器,安装于所述结构物,
14.所述扬声器包括辐射面,
15.所述辐射面具有第一区域、第二区域及第三区域,所述第三区域是所述第一区域与所述第二区域之间的区域,
16.在将通过所述第三区域并以从所述辐射面离开的方式延伸的轴定义为基准轴时,所述扬声器形成以从所述第一区域靠近所述基准轴的方式传播的第一波阵面和以从所述第二区域靠近所述基准轴的方式传播的第二波阵面。
17.发明效果
18.在上述的结构物位于噪声的传播路径上的情况下,在结构物的相对的第一端部及第二端部可能产生衍射。通过在第一端部的衍射产生的波阵面及通过在结构物的第二端部的衍射产生的波阵面以靠近基准轴的方式传播。另一方面,在上述的anc系统中,出现以从
第一区域靠近基准轴的方式传播的第一波阵面和以从第二区域靠近基准轴的方式传播的第二波阵面。这样,源自第一端部的衍射的波阵面及源自第二端部的衍射的波阵面和源自anc系统的第一波阵面及第二波阵面在传播方向上具有共通性。这适合于降低噪声在第一端部及第二端部衍射而产生的衍射音。
附图说明
19.图1是anc系统的说明图。
20.图2是衍射波的说明图。
21.图3是anc系统的扬声器形成的波阵面的说明图。
22.图4是以往的动态扬声器形成的波阵面的说明图。
23.图5是以往的平面扬声器形成的波阵面的说明图。
24.图6a是扬声器的辐射面的振动的说明图。
25.图6b是压电膜的支承结构的说明图。
26.图7是用于说明第一及第二边距的立体图。
27.图8是用于说明第一及第二边距的俯视图。
28.图9是用于说明第一及第二边距的俯视图。
29.图10是用于说明第一及第二边距的俯视图。
30.图11是用于说明第一及第二边距的俯视图。
31.图12是用于说明第一及第二边距的俯视图。
32.图13a是前馈控制anc系统的结构图。
33.图13b是单通道anc系统的结构图。
34.图13c是多通道anc系统的结构图。
35.图13d是控制装置的结构图。
36.图14a是反馈anc系统的结构图。
37.图14b是单通道anc系统的结构图。
38.图14c是多通道anc系统的结构图。
39.图14d是控制装置的结构图。
40.图15是压电扬声器的与厚度方向平行的截面的剖视图。
41.图16是从与固定面相反的一侧观察压电扬声器时的俯视图。
42.图17是表示其他结构例的压电扬声器的图。
43.图18是用于说明所制作的样品的结构的图。
44.图19是用于说明用于测定样品的结构的图。
45.图20是用于说明用于测定样品的结构的图。
46.图21是输出系统的框图。
47.图22是评价系统的框图。
48.图23a是表示样品的评价结果的表。
49.图23b是表示样品的评价结果的表。
50.图24是表示中间层的约束度与开始发出声音的频率之间的关系的图表。
51.图25是表示样品e1的声压电平的频率特性的图表。
52.图26是表示样品e2的声压电平的频率特性的图表。
53.图27是表示样品e3的声压电平的频率特性的图表。
54.图28是表示样品e4的声压电平的频率特性的图表。
55.图29是表示样品e5的声压电平的频率特性的图表。
56.图30是表示样品e6的声压电平的频率特性的图表。
57.图31是表示样品e7的声压电平的频率特性的图表。
58.图32是表示样品e8的声压电平的频率特性的图表。
59.图33是表示样品e9的声压电平的频率特性的图表。
60.图34是表示样品e10的声压电平的频率特性的图表。
61.图35是表示样品e11的声压电平的频率特性的图表。
62.图36是表示样品e12的声压电平的频率特性的图表。
63.图37是表示样品e13的声压电平的频率特性的图表。
64.图38是表示样品e14的声压电平的频率特性的图表。
65.图39是表示样品e15的声压电平的频率特性的图表。
66.图40是表示样品e16的声压电平的频率特性的图表。
67.图41是表示样品e17的声压电平的频率特性的图表。
68.图42是表示样品r1的声压电平的频率特性的图表。
69.图43是表示背景噪声的声压电平的频率特性的图表。
70.图44是anc评价系统的结构图。
71.图45a是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
72.图45b是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
73.图45c是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
74.图46是表示扬声器关闭时的波阵面的传播的图。
75.图47a是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
76.图47b是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
77.图47c是表示扬声器关闭时的声压分布的图。
78.图48是表示扬声器关闭时的波阵面的传播的图。
79.图49a是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
80.图49b是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
81.图49c是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
82.图50是表示源自压电扬声器的波阵面的传播的图。
83.图51a是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
84.图51b是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
85.图51c是表示源自压电扬声器的声压分布的图。
86.图52是表示源自压电扬声器的波阵面的传播的图。
87.图53a是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
88.图53b是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
89.图53c是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
90.图54是表示源自动态扬声器的波阵面的传播的图。
91.图55a是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
92.图55b是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
93.图55c是表示源自动态扬声器的声压分布的图。
94.图56是表示源自动态扬声器的波阵面的传播的图。
95.图57a是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
96.图57b是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
97.图57c是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
98.图58是表示源自平面扬声器的波阵面的传播的图。
99.图59a是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
100.图59b是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
101.图59c是表示源自平面扬声器的声压分布的图。
102.图60是表示源自平面扬声器的波阵面的传播的图。
103.图61a是消音效果的说明图。
104.图61b是消音效果的说明图。
105.图61c是消音效果的说明图。
106.图62a是消音效果的说明图。
107.图62b是消音效果的说明图。
108.图62c是消音效果的说明图。
具体实施方式
109.以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明,但以下只不过是本发明的实施方式的例示,并不意图限制本发明。另外,以下,有时对相同或类似的构成要素标注相同的标号,并省略其说明。
110.[主动噪声控制系统]
[0111]
图1中示出实施方式的主动噪声控制系统(anc系统)500。anc系统500具备结构物80及扬声器10。扬声器10安装于结构物80。
[0112]
在图示的示例中,结构物80是板状体。作为板状体的结构物80例如,纵向尺寸为20cm~600cm(也可以是20cm~200cm),横向尺寸为20cm~600cm(也可以是20cm~200cm),宽度方向尺寸为0.1cm~15cm。在此,纵向、横向以及宽度方向相互正交。纵向尺寸与横向尺寸可以相同,也可以不同。
[0113]
结构物80的具体例是隔板。
[0114]
扬声器10具有辐射面15。辐射面15通过振动而辐射声波。通过该声波降低噪声。在图示的示例中,辐射面15是连在一起的辐射面。
[0115]
具体而言,结构物80具有相对的端部81及82。anc系统500适于降低在端部81及82产生的衍射音。以下,关于这一点,参照图2及图3进行说明。
[0116]
如图2所示,来自噪声源200的噪声朝向结构物80传播。在该情况下,在第一端部81及第二端部82上可能产生衍射。由端部81及82上的衍射产生的波阵面以回绕到结构物80的背后的方式传播。具体而言,由第一端部81上的衍射产生的波阵面81w及由第二端部82上的衍射产生的波阵面82w以靠近轴80x的方式传播。在此,轴80x是通过第一端部81及第二端部
82之间并在从结构物80离开的方向上延伸的轴。具体而言,轴80x与结构物80上的扬声器10的安装面正交。轴80x也可以通过安装面的中心。
[0117]
anc系统500适于降低在端部81及82这样产生的衍射音。具体而言,如图3所示,辐射面15具有第一区域15a、第二区域15b及第三区域15c。第三区域15c是第一区域15a与第二区域15b之间的区域。扬声器10形成以从第一区域15a靠近基准轴10x的方式传播的第一波阵面16a及以从第二区域15b靠近基准轴10x的方式传播的第二波阵面16b。具体而言,在本实施方式中,通过辐射面15振动,形成这样的第一波阵面16a及第二波阵面16b。在此,基准轴10x是通过第三区域15c并以从辐射面15离开的方式延伸的轴。需要说明的是,波阵面是指将波的相位相等的点连接而成的面。
[0118]
也可以说第一端部81上的源自衍射的波阵面81w及第二端部82上的源自衍射的波阵面82w以靠近图3所示的基准轴10x的方式传播。因此,第一端部81的源自衍射的波阵面81w及第二端部82的源自衍射的波阵面82w与源自anc系统500的第一波阵面16a及第二波阵面16b在传播方向上具有共通性。这适于降低噪声在第一端部81及第二端部82衍射而产生的衍射音。
[0119]
将相互分离的2个扬声器安装于结构物80,并通过一个扬声器形成相当于第一波阵面16a的波阵面,通过另一个扬声器形成相当于第二波阵面16b的波阵面,这并不是不可能的。但是,在这样的情况下,需要从2个扬声器输出的声音的相位差的调整等。与此相对,在本实施方式中,能够通过1个扬声器10上的辐射面15(在图示的示例中,是连在一起的辐射面)形成第一波阵面16a及第二波阵面16b。这从简化扬声器10的控制的观点来看是有利的。
[0120]
在本实施方式中,基准轴10x与非振动时的第三区域15c正交。第一波阵面16a的传播方向相对于基准轴10x的偏移角θ1例如在5
°
~85
°
的范围内,可以在15
°
~75
°
的范围内,也可以在25
°
~65
°
的范围内。第二波阵面16b的传播方向相对于基准轴10x的偏移角θ2例如在5
°
~85
°
的范围内,可以在15
°
~75
°
的范围内,也可以在25
°
~65
°
的范围内。第三区域15c在非振动时也可以是平面。另外,辐射面15整体在非振动时也可以是平面。基准轴10x也可以是通过辐射面15的中心的轴。
[0121]
图4所示的以往的动态扬声器610从其辐射面辐射大致半球面波。该大致半球面波的波阵面610w也是大致半球面状。在图4中,轴610x是通过动态扬声器610的辐射面并以从其辐射面离开的方式延伸的轴。
[0122]
图5所示的以往的平面扬声器620从其辐射面辐射大致平面波。该大致平面波的波阵面620w也是大致平面状。在图5中,轴620x是通过平面扬声器620的辐射面并以从其辐射面离开的方式延伸的轴。
[0123]
由图3、图4以及图5可知,本实施方式的以从第一区域15a靠近基准轴10x的方式传播的第一波阵面16a与以从第二区域15b靠近基准轴10x的方式传播的第二波阵面16b的组合在以往的扬声器610及710中无法得到。如图6a所示,本实施方式的扬声器10构成为辐射面15的端部也能够良好地振动。辐射面15整体的振动的自由度高。关于详细情况,需要等待今后的研究,但这可能有助于第一波阵面16a及第二波阵面16b的形成。另外,辐射面15有可能以在某种程度上接近自由端振动模式的模式振动。具体而言,辐射面15有可能以在某种程度上接近1次自由端振动模式的模式振动。
[0124]
与以往的扬声器610及710相比的扬声器10的消音效果的优越性有在来自噪声源200的噪声的频率高时容易显现的倾向。
[0125]
在典型例中,在第一区域15a形成有辐射面15的端部的一部分。在第二区域15b形成有辐射面15的端部的一部分。
[0126]
在此,考虑扬声器10不振动,anc系统500不发挥其消音功能的状况。在该状况下,虽然也取决于结构物80的尺寸及来自噪声源200的噪声的波长,但通过来自噪声源200的噪声在结构物80的第一端部81及第二端部82衍射,由此,能够出现第一区域15a上的声波的相位与第二区域15b上的声波的相位的正负相同、第一区域15a上的声波的相位与第三区域15c上的声波的相位的正负相反、且第二区域15b上的声波的相位与第三区域15c上的声波的相位的正负相反的期间。
[0127]
这一点,在本实施方式中,出现第一声波的相位与第二声波的相位的正负相同、第一声波的相位与第三声波的相位的正负相反、且第二声波的相位与第三声波的相位的正负相反的期间。在此,第一声波是扬声器10形成的第一区域15a上的声波。第二声波是扬声器10形成的第二区域15b上的声波。第三声波是扬声器10形成的第三区域15c上的声波。根据本实施方式,在第一区域15a、第二区域15b以及第三区域15c中,能够通过源自anc系统500的声音降低具有上述的相位分布的源自噪声源200的噪声。
[0128]
如上所述,第一声波是扬声器10形成的第一区域15a上的声波。第一声波是包含面向第一区域15a的空间中无限靠近第一区域15a的位置的声波的概念。因此,第一声波的测定能够通过该“无限靠近的位置”的声波的测定来实现。关于第二声波及第三声波,也是同样的。
[0129]
此外,能够得到上述的第一声波、第二声波以及第三声波的相位分布的事实与使辐射面15以在某种程度上接近1次自由端振动模式的模式振动的假设相匹配。
[0130]
在本实施方式中,anc系统500具备控制装置110。在控制装置110中,设定有某个频率范围。控制装置110将从扬声器10输出的声音的频率控制为上述频率范围内的值。上述频率范围例如为20hz~20000hz,也可以为20hz~6000hz。
[0131]
在本实施方式中,俯视观察辐射面15时,辐射面15具有相对的第一端部15j及第二端部15k。俯视观察辐射面15时,第一端部15j与结构物80的端部之间的第一边距m1为零以上且基准波长的1/10以下。俯视观察辐射面15时,第二端部15k与结构物80的端部之间的第二边距m2为零以上且基准波长的1/10以下。在此,基准波长是上述频率范围的上限的声音的波长。这适于降低噪声在第一端部81及第二端部82衍射而产生的衍射音。此外,1/10的比率源于一般的anc的消音区域为成为控制对象的噪声的波长的1/10。
[0132]
此外,在现实中,为了产品化的方便,也存在应该将第一边距m1及第二边距m2增大某种程度的情况。考虑到这一点,也可以将第一边距m1及第二边距m2的上限设定得比基准波长的1/10大。从在获得降低衍射音的效果并且进行合理的产品化的观点出发,例如,能够将第一边距m1设为零以上且基准波长的1/3以下。另外,俯视观察辐射面15时,可以将第二边距m2设为零以上且基准波长的1/3以下。
[0133]
第一边距m1例如为0cm~50cm,也可以为0cm~10cm。第二边距m2例如为0cm~50cm,也可以为0cm~10cm。
[0134]
第一边距m1是俯视观察辐射面15时的第一端部15j与结构物80的端部之间的距离
(具体而言,是最短距离)。第二边距m2是俯视观察辐射面15时的第二端部15k与结构物80的端部之间的距离(具体而言,是最短距离)。在本实施方式中,第一边距m1是俯视观察辐射面15时的第一端部15j与第一端部81之间的距离。在本实施方式中,第二边距m2是俯视观察辐射面15时的第二端部15k与第二端部82之间的距离。
[0135]
参照图7~图12,对第一边距m1及第二边距m2进一步进行说明。在图8~图12中,示出了俯视观察辐射面15时的结构物80的长边方向80l及短边方向80s。在图8~图12中,省略了控制装置110的图示。
[0136]
在图7及图8所示的示例中,在俯视观察辐射面15时,辐射面15的周缘部与结构物80的周缘部在整周上完全一致。因此,第一边距m1及第二边距m2为零。
[0137]
在图9~图12所示的示例中,第一边距m1及第二边距m2比零大。
[0138]
在图9的示例中,在俯视观察辐射面15时,在辐射面15的外周缘的任意部分,该部分与结构物80的端部之间的距离为基准波长的1/3以下。具体而言,在俯视观察辐射面15时,在辐射面15的外周缘的任意部分,该部分与结构物80的端部之间的距离为基准波长的1/10以下。
[0139]
在图10的示例中,在俯视观察辐射面15时,辐射面15的长边方向与结构物80的短边方向80s相同。第一边距m1及第二边距m2是短边方向80s的边距。另一方面,在图10的示例中,在俯视观察辐射面15时,长边方向80l上的结构物80的端部与辐射面15的端部之间的边距比基准波长的1/3大。
[0140]
在图11的示例中,在俯视观察辐射面15时,辐射面15的长边方向与结构物80的长边方向80l相同。第一边距m1及第二边距m2是长边方向80l的边距。另一方面,在图11的示例中,在俯视观察辐射面15时,短边方向80s上的结构物80的端部与辐射面15的端部之间的边距比基准波长的1/3大。
[0141]
虽然省略图示,但在另一示例中,在俯视观察辐射面15时,辐射面15的长边方向与结构物80的长边方向80l和短边方向80s都不同。第一边距m1及第二边距m2是短边方向80s的边距。另一方面,在该另一示例中,在俯视观察辐射面15时,长边方向80l上的结构物80的端部与辐射面15的端部之间的边距比基准波长的1/3大。
[0142]
在一个具体例中,图7~11的示例及上述另一示例的结构物80及扬声器10的组件配置为,短边方向80s与水平方向平行,长边方向80l与铅垂方向平行。在另一具体例中,组件配置为,短边方向80s与铅垂方向平行,长边方向80l与水平方向平行。在又一具体例中,组件配置为,短边方向80s与从水平方向及铅垂方向倾斜的方向平行,长边方向80l也与从水平方向及铅垂方向倾斜的方向平行。作为参考,图12中示出将该倾斜配置应用于图10的组件的情况。在图12中,符号hd是指水平方向,符号vd是指铅垂方向。
[0143]
第一边距m1及第二边距m2可以相同,也可以不同。也可以是第一边距m1及第二边距m2的一方为零,另一方比零大。
[0144]
俯视时的辐射面15的纵向的尺寸及横向的尺寸可以相同。在该情况下,能够将上述说明中的“辐射面15的长边方向”及“辐射面15的短边方向”理解为“辐射面15的第一方向”及“辐射面15的第二方向”。在进行该理解的情况下,第一方向和第二方向可以是相互正交的方向。
[0145]
在俯视观察辐射面15时,结构物80的纵向的尺寸及横向的尺寸可以相同。在该情
况下,能够将上述说明中的“结构物80的长边方向”及“结构物80的短边方向”理解为“结构物80的第三方向”及“结构物80的第四方向”。在进行该理解的情况下,第三方向和第四方向可以是相互正交的方向。
[0146]
从参照图7~图12的说明可知,扬声器10相对于结构物80的安装方向没有特别限定。当然,这一点在结构物80为隔板的情况下,也是同样的。
[0147]
[前馈控制anc系统]
[0148]
在一个具体例中,anc系统500进行前馈控制。以下,有时将进行前馈控制的anc系统500记为前馈控制anc系统500a或anc系统500a。另外,有时将anc系统500a中的控制装置110记为控制装置110a。参照图13a~图13d对一个示例的anc系统500a进行说明。
[0149]
如图13a所示,前馈控制anc系统500a具备参考麦克风130、误差麦克风140及控制装置110a。
[0150]
如图13a所示,应抵消的声波从噪声源200到达区域300,在区域300中具有波形290。扬声器10在到达区域300时辐射具有与波形290相位相反的波形90的声波。这些声波在区域300相互抵消。换言之,这些声波在区域300被合成,生成具有振幅降低到零或小的水平的波形390的合成声波。在anc系统500a中,这样实现消音。
[0151]
在图13a所示的anc系统500a中,进行使用参考麦克风130、误差麦克风140以及控制装置110a的前馈控制。具体而言,参考麦克风130从扬声器10观察,配置于噪声源200侧。参考麦克风130感测来自噪声源200的声音。误差麦克风140配置于区域300,感测区域300中的声音。控制装置110a根据由参考麦克风130及误差麦克风140感测的声音,调整从扬声器10辐射的声波。
[0152]
在图13a的示例中,anc系统500a所具有的误差麦克风140的数量为1个。可以将这样的anc系统500a称为单通道anc系统500a。
[0153]
anc系统500a所具有的误差麦克风140的数量可以是多个。可以将这样的anc系统500a称为多通道anc系统500a。
[0154]
图13b中示意性地表示单通道anc系统500a。图13c中示意性地表示多通道anc系统500a。单通道anc系统500a从实现简单的控制的观点来看是有利的。另一方面,根据多通道anc系统500a,能够在各误差麦克风140的点上降低噪声。设置多个能够通过多个误差麦克风140降低噪声的点(控制点)从实现宽阔空间的消音的观点来看是有利的。
[0155]
图13d中表示一个示例的控制装置110a的结构图。控制装置110a具有前置放大器(以下,有时将放大器称为放大器)111、低通滤波器112、模拟数字转换器(以下,有时称为ad转换器)113、功率放大器114、低通滤波器115、数字模拟转换器(以下,有时称为da转换器)116、前置放大器117、低通滤波器118、ad转换器119及运算部120a。
[0156]
前置放大器111放大参考麦克风130的输出信号。低通滤波器112使前置放大器111的输出信号的低频成分通过。ad转换器113将低通滤波器112的输出信号转换为数字信号。由此,从ad转换器113示出时刻n的参照信号x(n)。
[0157]
前置放大器117放大误差麦克风140的输出信号。低通滤波器118使前置放大器117的输出信号的低频成分通过。ad转换器119将低通滤波器118的输出信号转换为数字信号。由此,从ad转换器119输出时刻n的误差信号e(n)。
[0158]
运算部120a根据参照信号x(n)及误差信号e(n)生成时刻n的控制信号y(n)。运算
部120a例如由dsp(digital signal processor:数字信号处理器)或fpga(field
‑
programmable gate array:现场可编程门阵列)等构成。运算部120a例如基于filtered
‑
x算法进行动作。
[0159]
da转换器116将控制信号y(n)转换为模拟信号。低通滤波器115使da转换器116的输出信号的低频成分通过。功率放大器114放大低通滤波器115的输出信号。从功率放大器114输出的信号作为控制信号被发送到扬声器10。根据该信号,从辐射面15输出声音。
[0160]
由以上的说明可知,anc系统500a具备误差麦克风140、参考麦克风130及控制装置110a。参考麦克风130、结构物80、扬声器10及误差麦克风140依次排列。控制装置110a根据参考麦克风130的输出信号及误差麦克风140的输出信号,执行对从扬声器10输出的声音进行控制的前馈控制。根据前馈控制,不仅能够实现周期信号的消音,还能够实现非周期信号的消音。
[0161]
[反馈anc系统]
[0162]
在一个具体例中,anc系统500进行反馈控制。以下,有时将进行反馈控制的anc系统500记作反馈anc系统500b或anc系统500b。另外,有时将anc系统500b中的控制装置110记作控制装置110b。参照图14a~图14d对一个示例的anc系统500b进行说明。
[0163]
如图14a所示,反馈anc系统500b具备误差麦克风140及控制装置110b。
[0164]
如图14a所示,应抵消的声波从噪声源200到达区域300,在区域300中具有波形290。扬声器10在到达区域300时辐射具有与波形290相位相反的波形90的声波。这些声波在区域300相互抵消。换言之,这些声波在区域300被合成,生成具有振幅降低为零或小的水平的波形390的合成声波。在anc系统500b中,这样实现消音。
[0165]
在图14a所示的anc系统500b中,进行使用误差麦克风140及控制装置110b的反馈控制。具体而言,误差麦克风140配置于区域300,感测区域300中的声音。控制装置110b根据由误差麦克风140感测的声音,调整从扬声器10辐射的声波。
[0166]
在图14a的示例中,anc系统500b所具有的误差麦克风140的数量为1个。可以将这样的anc系统500b称为单通道anc系统500b。
[0167]
anc系统500b所具有的误差麦克风140的数量可以是多个。可以将这样的anc系统500b称为多通道anc系统500b。
[0168]
图14b中示意性地表示单通道anc系统500b。图14c中示意性地表示多通道anc系统500b。单通道anc系统500b从实现简单的控制的观点来看是有利的。另一方面,根据多通道anc系统500b,在各误差麦克风140的点上能够降低噪声。通过多个误差麦克风140设置多个控制点从实现宽阔空间的消音的观点来看是有利的。
[0169]
图14d中表示一个示例的控制装置110b的结构图。控制装置110b具有功率放大器114、低通滤波器115、da转换器116、前置放大器117、低通滤波器118、ad转换器119及运算部120b。
[0170]
前置放大器117放大误差麦克风140的输出信号。低通滤波器118使前置放大器117的输出信号的低频成分通过。ad转换器119将低通滤波器118的输出信号转换为数字信号。由此,从ad转换器119输出时刻n的误差信号e(n)。
[0171]
运算部120b根据误差信号e(n)生成时刻n的控制信号y(n)。运算部120b例如由dsp或fpga等构成。运算部120b例如基于filtered
‑
x算法进行动作。
[0172]
da转换器116将控制信号y(n)转换为模拟信号。低通滤波器115使da转换器116的输出信号的低频成分通过。功率放大器114放大低通滤波器115的输出信号。从功率放大器114输出的信号作为控制信号,被发送到扬声器10。根据该信号,从辐射面15输出声音。
[0173]
由以上的说明可知,anc系统500b具备误差麦克风140及控制装置110b。结构物80、扬声器10及误差麦克风140依次排列。控制装置110b根据误差麦克风140的输出信号,执行对从扬声器10输出的声音进行控制的反馈控制。根据反馈控制,不需要图13a的参考麦克风130,就能够对周期信号进行消音。
[0174]
由关于anc系统500a及500b的说明可知,anc系统500的控制装置110可以具有至少1个放大器。控制装置110可以具有至少1个低通滤波器。控制装置110可以具有至少1个ad转换器。控制装置110可以具有至少1个da转换器。这些要素有助于控制从扬声器10输出的声音。
[0175]
anc系统500可以设置于办公室等。在一个具体例中,扬声器10安装于作为隔板的结构物80。噪声源200是某会议空间的人。区域300是其他会议空间。
[0176]
[扬声器10的第一结构例]
[0177]
使用图15及图16对第一结构例的扬声器10进行说明。在第一结构例中,扬声器10是包括压电膜的压电扬声器。以下,有时将第一结构例的扬声器10称为压电扬声器10。
[0178]
压电扬声器10具备压电膜35、第一接合层51、中间层40及第二接合层52。第一接合层51、中间层40、第二接合层52及压电膜35依次层叠。
[0179]
压电膜35包括压电体30、第一电极61及第二电极62。
[0180]
压电体30具有薄膜形状。压电体30通过施加电压而振动。作为压电体30,可以使用陶瓷膜、树脂膜等。作为陶瓷膜即压电体30的材料,可举出锆酸铅、锆钛酸铅、锆钛酸镧铅、钛酸钡、bi层状化合物、钨青铜结构化合物、钛酸钡与铋铁氧体的固溶体等。作为树脂膜即压电体30的材料,可举出聚偏氟乙烯、聚乳酸等。作为树脂膜即压电体30的材料,也可以是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。另外,压电体30可以是无孔体,也可以是多孔体。
[0181]
压电体30的厚度例如在10μm~300μm的范围内,也可以在30μm~110μm的范围内。
[0182]
第一电极61及第二电极62以夹着压电体30的方式与压电体30接触。第一电极61及第二电极62具有薄膜形状。第一电极61及第二电极62分别与未图示的引线连接。第一电极61及第二电极62可以通过蒸镀、镀敷、溅射等形成在压电体30上。作为第一电极61及第二电极62,可以使用金属箔。金属箔可以通过双面胶带、粘合剂、粘接剂等粘贴在压电体30上。作为第一电极61及第二电极62的材料,可举出金属,具体而言,可举出金、铂、银、铜、钯、铬、钼、铁、锡、铝、镍等。作为第一电极61及第二电极62的材料,也可举出碳、导电性高分子等。作为第一电极61及第二电极62的材料,也可举出它们的合金。第一电极61及第二电极62也可以包含玻璃成分等。
[0183]
第一电极61及第二电极62的厚度例如分别在10nm~150μm的范围内,也可以在20nm~100μm的范围内。
[0184]
在图15及图16的示例中,第一电极61覆盖压电体30的一个主面整体。但是,第一电极61也可以仅覆盖压电体30的该一个主面的一部分。第二电极62覆盖压电体30的另一个主面整体。但是,第二电极62也可以仅覆盖压电体30的该另一个主面的一部分。
[0185]
在第一结构例中,中间层40配置在压电膜35与第一接合层51之间。中间层40可以
是粘接层及粘合层以外的层,也可以是粘接层或粘合层。在第一结构例中,中间层40是多孔体层和/或树脂层。在此,树脂层是包括橡胶层及弹性体层的概念,因此,作为树脂层的中间层40也可以是橡胶层或弹性体层。作为树脂层即中间层40,可举出乙丙橡胶层、丁基橡胶层、丁腈橡胶层、天然橡胶层、丁苯橡胶层、硅酮层、聚氨酯层、丙烯酸树脂层等。作为多孔体层即中间层40,可举出发泡体层等。具体而言,作为多孔体层及树脂层即中间层40,可举出乙丙橡胶发泡体层、丁基橡胶发泡体层、丁腈橡胶发泡体层、天然橡胶发泡体层、丁苯橡胶发泡体层、硅酮发泡体层、聚氨酯发泡体层等。作为不是多孔体层而是树脂层的中间层40,可举出丙烯酸树脂层等。作为不是树脂层而是多孔体层的中间层40,可举出金属的多孔体层等。在此,树脂层是指包含树脂的层,是指可以包含30%以上树脂、可以包含45%以上树脂、可以包含60%以上树脂、可以包含80%以上树脂的层。关于橡胶层、弹性体层、乙丙橡胶层、丁基橡胶层、丁腈橡胶层、天然橡胶层、丁苯橡胶层、硅酮层、聚氨酯层、丙烯酸树脂层、金属层等,也是同样的。另外,关于作为压电体30可采用的树脂膜、陶瓷膜等,也是同样的。中间层40可以是2种以上的材料的混合层。
[0186]
中间层40的弹性模量例如为10000n/m2~20000000n/m2,也可以是20000n/m2~100000n/m2。
[0187]
在一个示例中,作为多孔体层的中间层40的孔径为0.1mm~7.0mm,也可以是0.3mm~5.0mm。在另一示例中,作为多孔体层的中间层40的孔径例如为0.1mm~2.5mm,可以是0.2mm~1.5mm,也可以是0.3mm~0.7mm。作为多孔体层的中间层40的孔隙率例如为70%~99%,可以为80%~99%,也可以为90%~95%。
[0188]
作为发泡体层即中间层40,可以使用公知的发泡体(例如,可以使用专利文献2的发泡体)。作为发泡体层的中间层40可以具有连续气泡结构,也可以具有独立气泡结构,也可以具有半独立半连续气泡结构。连续气泡结构是指连续气泡率为100%的结构。独立气泡结构是指连续气泡率为0%的结构。半独立半连续气泡结构是指连续气泡率为大于0%且小于100%的结构。在此,连续气泡率例如可以通过进行将发泡体层沉入水中的试验,使用式:连续气泡率(%)={(吸水的水的体积)/(气泡部分体积)}
×
100进行计算。在一个具体例中,“吸水的水的体积”是通过将发泡体层沉入水中并在
‑
750mmhg的减压下放置3分钟后,测量发泡体层的气泡中的与空气置换的水的质量,将水的密度作为1.0g/cm3而换算为体积所得到的。“气泡部分体积”是使用式:气泡部分体积(cm3)={(发泡体层的质量)/(发泡体层的表观密度)}-{(发泡体层的质量)/(材料密度)}计算的值。“材料密度”是形成发泡体层的母材(实心体)的密度。
[0189]
作为发泡体层的中间层40的发泡倍率(发泡前后的密度比)例如是5~40倍,也可以是10~40倍。
[0190]
非压缩状态下的中间层40的厚度例如在0.1mm~30mm的范围内,可以在1mm~30mm的范围内,可以在1.5mm~30mm的范围内,也可以在2mm~25mm的范围内。典型地,在非压缩状态下,中间层40比压电膜35厚。在非压缩状态下,中间层40的厚度相对于压电膜35的厚度的比率例如为3倍以上,可以为10倍以上,也可以为30倍以上。另外,典型地,在非压缩状态下,中间层40比第一接合层51厚。
[0191]
第一接合层51由其表面形成固定面17。第一接合层51是与结构物80接合的层。在图15的示例中,第一接合层51与中间层40接合。
[0192]
在第一结构例中,第一接合层51是粘合性或粘接性的层。换言之,第一接合层51是粘接层或粘合层。固定面17是粘接面或粘合面。第一接合层51可以粘贴于结构物80。在图1的示例中,第一接合层51与中间层40接触。
[0193]
作为第一接合层51,可举出具有基材、涂布在基材的两面的粘合剂的双面胶带。作为用作第一接合层51的双面胶带的基材,可举出无纺布等。作为用作第一接合层51的双面胶带的粘合剂,可举出丙烯酸树脂的粘合剂等。但是,第一接合层51也可以是不具有基材的粘合剂的层。
[0194]
第一接合层51的厚度例如为0.01mm~1.0mm,也可以为0.05mm~0.5mm。
[0195]
第二接合层52配置在中间层40与压电膜35之间。在第一结构例中,第二接合层52是粘合性或粘接性的层。换言之,第二接合层52是粘接层或粘合层。具体而言,第二接合层52与中间层40和压电膜35接合。
[0196]
作为第二接合层52,可举出具有基材、涂布在基材的两面的粘合剂的双面胶带。作为用作第二接合层52的双面胶带的基材,可举出无纺布等。作为用作第二接合层52的双面胶带的粘合剂,可举出包含丙烯酸树脂的粘合剂等。但是,第二接合层52也可以是不具有基材的粘合剂的层。
[0197]
第二接合层52的厚度例如为0.01mm~1.0mm,也可以为0.05mm~0.5mm。
[0198]
在第一结构例中,通过粘接面或粘合面与压电膜35接触,压电膜35与固定面17侧的层一体化。具体而言,在第一结构例中,该粘接面或粘合面是由第二粘合层或粘接层52的表面形成的面。
[0199]
压电扬声器10可以适用于anc系统500。压电扬声器10与动态扬声器相比,从电信号到达自身到发出声音为止花费的时间(以下,有时称为延迟时间)短。因此,压电扬声器10不仅在自身的尺寸小这一点上,而且在能够缩短参考麦克风130与压电扬声器10的距离的这一点上,也适于小型的anc系统的结构。例如,也可以将参考麦克风130、控制装置110以及压电扬声器10安装于1个隔板。
[0200]
在压电扬声器10固定于结构物80的状态下,电压经由引线施加于压电膜35。由此,压电膜35振动,从压电膜35辐射声波。
[0201]
关于压电扬声器10及应用了压电扬声器10的anc系统500,进一步进行说明。
[0202]
压电扬声器10可通过固定面17固定于结构物80。这样,能够构成使用压电扬声器10的anc系统500。在anc系统500中,中间层40配置在压电膜35与结构物80之间。
[0203]
关于作用的详细情况,需要等待今后的研究,但通过利用中间层40适度地约束压电膜35的一个主面,有可能容易从压电膜35产生可听音域中的低频侧的声音。考虑到这一点,在俯视观察压电膜35时,能够在压电膜35的面积的25%以上的区域中配置中间层40。在俯视观察压电膜35时,可以在压电膜35的面积的50%以上的区域中配置中间层40,可以在压电膜35的面积的75%以上的区域中配置中间层40,也可以在压电膜35的整个区域中配置中间层40。另外,能够由压电膜35构成压电扬声器10中的与固定面17相反的一侧的主面38的50%以上。也可以由压电膜35构成主面38的75%以上,也可以由压电膜35构成主面38整体。
[0204]
在第一结构例中,通过第二接合层52防止压电膜35与中间层40的分离。从上述的“适度的约束”的观点出发,在俯视观察压电膜35时,能够在压电膜35的面积的25%以上的
区域中配置第二接合层52及中间层40。在俯视观察压电膜35时,可以在压电膜35的面积的50%以上的区域中配置第二接合层52及中间层40,可以在压电膜35的面积的75%以上的区域中配置第二接合层52及中间层40,也可以在压电膜35的整个区域中配置第二接合层52及中间层40。
[0205]
在此,在中间层40为多孔体的情况下,配置中间层40的区域的比率不是由源自该多孔质结构的细孔的微观的观点来规定,而是由更宏观的观点来规定。例如,在压电膜35、作为多孔体的中间层40以及第二接合层52为在俯视时具有共同的轮廓的板状体的情况下,表现为在压电膜35的面积的100%的区域中配置有第二接合层52及中间层40。
[0206]
在第一结构例中,中间层40的约束度为5
×
109n/m3以下。中间层40的约束度例如为1
×
104n/m3以上。中间层40的约束度优选为5
×
108n/m3以下,更优选为2
×
108n/m3以下,进一步优选为1
×
10 5
~5
×
107n/m3。在此,中间层40的约束度(n/m3)如以下的式子所示,是通过中间层40的弹性模量(n/m2)与中间层40的表面填充率的积除以中间层40的厚度(m)所得的值。中间层40的表面填充率是中间层40的压电膜35侧的主面的填充率(从1减去孔隙率的值)。在中间层40的孔均等地分布的情况下,表面填充率可以视为与中间层40的3维的填充率相等。
[0207]
约束度(n/m3)=弹性模量(n/m2)
×
表面填充率
÷
厚度(m)
[0208]
约束度可以认为是表示中间层40对压电膜35的约束的程度的参数。中间层40的弹性模量越大,则约束的程度越大,由上述的式子表示。中间层40的表面填充率越大,则约束的程度越大由上述的式子表示。中间层40的厚度越小,则约束的程度越大由上述的式子表示。关于中间层40的约束度与从压电膜35产生的声音之间的关系需要等待今后的研究,但在约束度过大的情况下,有可能妨碍发出低频侧的声音所需的压电膜35的变形。相反,在约束度过小的情况下,压电膜35在其的厚度方向上不充分变形,仅在其面内方向(与厚度方向垂直的方向)上伸缩,有可能妨碍低频侧的声音的产生。可以认为,通过将中间层40的约束度设定为适度的范围,压电膜35的面内方向的伸缩适当变换为厚度方向的变形,压电膜35作为整体适当地弯曲,容易产生低频侧的声音。
[0209]
由上述的说明可知,在压电膜35与固定面17之间,也可以是与中间层40不同的层。该不同的层例如是第二粘合层52。
[0210]
与中间层40相比,结构物80可以具有大的约束度。即使在这种情况下,通过中间层40的作用,也可以从压电膜35产生低频侧的声音。但是,结构物80可以具有与中间层40相同的约束度,可以具有比中间层40小的约束度。在此,结构物80的约束度(n/m3)是通过结构物80的弹性模量(n/m2)与结构物80的表面填充率的积除以结构物80的厚度(m)所得的值。结构物80的表面填充率为结构物80的压电膜35侧的主面的填充率(从1减去孔隙率的值)。
[0211]
典型地,与中间层40相比,结构物80具有大的刚性(杨氏模量与截面二次力矩的积)、大的杨氏模量和/或大的厚度。但是,结构物80也可以具有与中间层40相同的刚性、杨氏模量和/或厚度,也可以具有比中间层40小的刚性、杨氏模量和/或厚度。结构物80的杨氏模量例如为1gpa以上,可以是10gpa以上,也可以是50gpa以上。结构物80的杨氏模量的上限没有特别限定,例如为1000gpa。
[0212]
在图示的示例中,压电膜35并非完全被中间层40包围。在图示的示例中,存在依次通过中间层40及压电膜35之后不经由中间层40而到达扬声器10的外部的假想直线。在此,
“
存在假想直线”是指能够画出这样的直线的意思。在图示的示例中,从压电膜35观察,中间层40仅向固定面17侧扩展。
[0213]
在图示的示例中,压电膜35的与固定面17相反的一侧的主面38构成辐射面15。即,压电膜35的与中间层40相反的一侧的主面38构成辐射面15。在该结构中,压电膜35的中间层40侧的主面被中间层40约束,从而压电膜35的面内方向的伸缩可以适度地转换为厚度方向的变形。但是,也可以采用其他方式。
[0214]
具体而言,也可以在压电膜35的与中间层40的相反的一侧设置有第一层。例如,第一层用于压电膜35的保护。在该情况下,第一层的主面可以构成辐射面15。或者,第一层以外的第二层可以构成辐射面15。
[0215]
第一层的厚度例如为0.05mm~5mm。第一层的材料例如是聚酯系的材料。在此,聚酯系的材料是指含有聚酯的材料,是指可以包含30%以上的聚酯、可以包含45%以上的聚酯、可以包含60%以上的聚酯、可以包含80%以上聚酯的材料。在一个示例中,中间层40的材料与第一层的材料不同。在中间层40的材料与第一层的材料不同的情况下,能够使压电膜35的中间层40侧的主面受约束的程度与压电膜35的第一层侧的主面受约束的程度产生差。这能够将压电膜35的面内方向的伸缩适度地转换为厚度方向的变形。中间层40的约束度与第一层的约束度也可以不同。在此,第一层的约束度(n/m3)是第一层的弹性模量(n/m2)与第一层的表面填充率的积除以第一层的厚度(m)所得的值。第一层的表面填充率是第一层的压电膜35侧的主面的填充率(从1减去孔隙率的值)。中间层40的约束度与第一层的约束度不同可以将压电膜35的面内方向的伸缩适度地转换为厚度方向的变形。在一个具体例中,中间层40的约束度比第一层的约束度大。第一层可以具有薄膜形状。第一层可以是无纺布。
[0216]
在第一结构例中,在俯视观察压电膜35时,以压电膜35的至少一部分与固定面17重叠(在图15的示例中,与第一接合层51重叠)的方式,配置有固定面17。从将压电扬声器10稳定地固定于结构物80的观点来看,在俯视观察压电膜35时,能够在压电膜35的面积的50%以上的区域中配置固定面17。在俯视观察压电膜35时,可以在压电膜35的面积的75%以上的区域中配置固定面17,也可以在压电膜35的整个区域中配置固定面17。
[0217]
在第一结构例中,存在于压电膜35与固定面17之间的相互相邻的层被接合。在此,“压电膜35与固定面17之间”包括压电膜35及固定面17。具体而言,第一接合层51与中间层40接合,中间层40与第二接合层52接合,第二接合层52与压电膜35接合。因此,不论向结构物80的安装姿态如何,都能够稳定地配置压电膜35,而且向结构物80的安装也容易。而且,由于中间层40的作用,无论安装姿态如何,都从压电膜35发出声音。因此,在第一结构例中,这些相辅相成,实现使用便利性良好的压电扬声器。此外,“相互相邻的层接合”是指相互相邻的层整体或部分地接合的意思。在图示的示例中,在沿着压电膜35的厚度方向延伸并依次通过压电膜35、中间层40以及固定面17的规定区域中,接合有相互相邻的层。
[0218]
在第一结构例中,压电膜35及中间层40各自的厚度实质上是恒定的。多数情况下,这从压电扬声器10的保管、使用便利性、从压电膜35发出的声音的控制等各种观点来看是有利的。此外,“厚度实质上恒定”例如是指厚度的最小值为最大值的70%以上且100%以下。压电膜35及中间层40也可以分别是厚度的最小值为最大值的85%以上且100%以下。
[0219]
此外,树脂与陶瓷等相比,是难以产生裂纹的材料。在一个具体例中,压电膜35的
压电体30是树脂膜,中间层40是不作为压电膜发挥功能的树脂层。这样设置从不在压电体30或中间层40产生裂纹地用剪刀、人的手等切断压电扬声器10的观点来看是有利的(能够用剪刀、人的手等切断压电扬声器10有助于提高anc系统500的设计自由度,另外,容易构筑anc系统500)。另外,若这样设置,则即使弯曲压电扬声器10,在压电体30或中间层40也难以产生裂纹。另外,压电体30为树脂膜且中间层40为树脂层从在压电体30或中间层40不产生裂纹地将压电扬声器10固定在弯曲面上的观点来看是有利的。
[0220]
在图15的示例中,压电膜35、中间层40、第一接合层51以及第二接合层52在俯视时轮廓一致。但是,这些轮廓也可以错开。
[0221]
在图15的示例中,压电膜35、中间层40、第一接合层51以及第二接合层52是在俯视时具有短边方向及长边方向的长方形。但是,它们也可以是正方形、圆形、椭圆形等。
[0222]
另外,压电扬声器10也可以包含图15所示的层以外的层。图15所示的层以外的层例如是上述的第一层及第二层。
[0223]
[扬声器10的第二结构例]
[0224]
以下,使用图17对第二结构例的压电扬声器110进行说明。以下,对于与第一结构例相同的部分,有时省略说明。
[0225]
压电扬声器110具备压电膜35、固定面117及中间层140。固定面117能够用于将压电膜35固定于结构物80。
[0226]
中间层140配置在压电膜35与固定面117之间(在此,“之间”包含固定面117。关于第一结构例,也是同样的)。固定面117由中间层140的表面(主面)形成。
[0227]
中间层140是多孔体层和/或树脂层。中间层140是粘合层或粘接层。作为中间层140,可以使用包含丙烯酸树脂的粘合剂。作为中间层140,可以使用包含其他的粘合剂、例如包含橡胶、硅酮或聚氨酯的粘合剂。中间层140也可以是2种以上的材料的混合层。
[0228]
中间层140的弹性模量例如为10000n/m2~20000000n/m2,也可以是20000n/m2~100000n/m2。
[0229]
非压缩状态下的中间层140的厚度例如在0.1mm~30mm的范围内,可以在1mm~30mm的范围内,可以在1.5mm~30mm的范围内,也可以在2mm~25mm的范围内。典型地,在非压缩状态下,中间层140比压电膜35厚。在非压缩状态下,中间层140的厚度相对于压电膜35的厚度的比率例如为3倍以上,可以是10倍以上,也可以是30倍以上。
[0230]
在第二结构例中,中间层140的约束度为5
×
109n/m3以下。中间层140的约束度例如为1
×
104n/m3以上。中间层140的约束度优选为5
×
108n/m3以下,更优选为2
×
108n/m3以下,进一步优选为1
×
105~5
×
107n/m 3
。约束度的定义如前面说明的那样。
[0231]
在第二结构例中,通过粘接面或粘合面与压电膜35接触,压电膜35与固定面117侧的层一体化。具体而言,在第二结构例中,该粘接面或粘合面是由中间层140形成的面。
[0232]
压电扬声器110也可以通过固定面117固定于结构物80。这样,可以构成使用压电扬声器110的anc系统500。
[0233]
实施例
[0234]
通过实施例,对本发明详细地进行说明。但是,以下的实施例表示本发明的一例,本发明不被以下的实施例限定。
[0235]
(样品e1)
[0236]
通过将压电扬声器10的固定面17粘贴在固定的支承部件680上,制作了图18所示的结构。具体而言,作为支承部件680,使用了厚度5mm的不锈钢平板(sus平板)。作为第一接合层51,使用了在无纺布的两面浸渍有丙烯酸系粘合剂的厚度0.16mm的粘合片(双面胶带)。作为中间层40,使用将包含乙丙橡胶和丁基橡胶的混和物以约10倍的发泡倍率发泡而成的、厚度3mm的独立气泡型的发泡体。作为第二接合层52,使用基材为无纺布且在该基材的两面涂布了包含无溶剂型的丙烯酸树脂的粘合剂的厚度0.15mm的粘合片(双面胶带)。作为压电膜35,使用在两面蒸镀有铜电极(包含镍)的聚偏氟乙烯膜(总厚度33μm)。样品e1的第一接合层51、中间层40、第二接合层52以及压电膜35在俯视时具有纵37.5mm
×
横37.5mm的尺寸,具有俯视时轮廓重复的非分割且非框状的板状形状(在后述的样品e2~e17及r1中,也是同样的)。支承部件680俯视时具有纵50mm
×
横50mm的尺寸,整体覆盖第一接合层51。这样,制作了具有图18所示的结构的样品e1。
[0237]
(样品e2)
[0238]
作为中间层40,使用将包含乙丙橡胶的混和物以约10倍的发泡倍率发泡而成的、厚度3mm的半独立半连续气泡型的发泡体。该发泡体包含硫。制作了除此以外与样品e1同样的样品e2。
[0239]
(样品e3)
[0240]
在样品e3中,作为中间层40,使用与样品e2的中间层40相同材料且相同结构的厚度5mm的发泡体。制作了除此以外与样品e2同样的样品e3。
[0241]
(样品e4)
[0242]
在样品e4中,作为中间层40,使用与样品e2的中间层40相同材料且相同结构的厚度10mm的发泡体。制作了除此以外与样品e2同样的样品e4。
[0243]
(样品e5)
[0244]
在样品e5中,作为中间层40,使用与样品e2的中间层40相同材料且相同结构的厚度20mm的发泡体。制作了除此以外与样品e2同样的样品e5。
[0245]
(样品e6)
[0246]
作为中间层40,使用将包含乙丙橡胶的混和物以约10倍的发泡倍率发泡而成的、厚度20mm的半独立半连续气泡型的发泡体。该发泡体不包含硫,比作为样品e2~e5的中间层40所使用的发泡体柔软。制作了除此以外与样品e1同样的样品e6。
[0247]
(样品e7)
[0248]
作为中间层40,使用将包含乙丙橡胶的混和物以约20倍的发泡倍率发泡而成的、厚度20mm的半独立半连续气泡型的发泡体。制作了除此以外与样品e1同样的样品e7。
[0249]
(样品e8)
[0250]
作为中间层40,使用金属多孔体。该金属多孔体的材料为镍,孔径为0.9mm,厚度为2.0mm。作为第二接合层52,使用与样品e1的第一接合层51相同的粘合层。制作了除此以外与样品e1同样的样品e8。
[0251]
(样品e9)
[0252]
省略样品e1的第一接合层51及第二接合层52,在压电膜35与结构物80之间仅夹设中间层140。作为中间层140,使用由丙烯酸系粘合剂构成的厚度3mm的无基材粘合片。制作了除此以外与样品e1同样的具有在图18的支承部件680安装有图17的层叠体的结构的样品
e9。
[0253]
(样品e10)
[0254]
作为中间层40,使用与样品e9的中间层140相同的中间层。制作了除此以外与样品e8同样的样品e10。
[0255]
(样品e11)
[0256]
作为中间层40,使用厚度5mm的聚氨酯泡沫。制作了除此以外与样品e8同样的样品e11。
[0257]
(样品e12)
[0258]
作为中间层40,使用厚度10mm的聚氨酯泡沫。该聚氨酯泡沫与作为样品e11的中间层40所使用的聚氨酯泡沫相比,孔径更小。制作了除此以外与样品e8同样的样品e12。
[0259]
(样品e13)
[0260]
作为中间层40,使用厚度5mm的独立气泡型的丙烯腈丁二烯橡胶的发泡体。制作了除此以外与样品e8同样的样品e13。
[0261]
(样品e14)
[0262]
作为中间层40,使用厚度5mm的独立气泡型的乙丙橡胶的发泡体。制作了除此以外与样品e8同样的样品e14。
[0263]
(样品e15)
[0264]
作为中间层40,使用混合有天然橡胶和丁苯橡胶的厚度5mm的独立气泡型的发泡体。制作了除此以外与样品e8同样的样品e15。
[0265]
(样品e16)
[0266]
作为中间层40,使用厚度5mm的独立气泡型的硅酮的发泡体。制作了除此以外与样品e8同样的样品e16。
[0267]
(样品e17)
[0268]
作为中间层40,使用与样品e1的中间层40相同材料且相同结构的厚度10mm的发泡体。作为第二接合层52,使用与样品e1相同的粘合片。作为压电膜35的压电体30,使用厚度35μm的以源自玉米的聚乳酸为主原料的树脂片。压电膜35的第一电极61及第二电极62分别是厚度0.1μm的铝膜,通过蒸镀形成。这样,得到总厚度为35.2μm的压电膜35。制作了除此以外与样品e1同样的样品e17。
[0269]
(样品r1)
[0270]
将样品e1的压电膜35作为样品r1。在与地面平行的台上不粘接地放置样品r1。
[0271]
以如下方式评价样品e1~e17及r1。
[0272]
<中间层的厚度(非压缩状态)>
[0273]
中间层的厚度使用测厚仪测定。
[0274]
<中间层的弹性模量>
[0275]
从中间层中切出小片。对于所切出的小片,使用拉伸试验机(ta instruments公司制造的“rsa
‑
g2”)在常温下进行压缩试验。由此得到应力
‑
应变曲线。根据应力
‑
应变曲线的初始斜率计算出弹性模量。
[0276]
<中间层的孔径>
[0277]
利用显微镜得到了中间层的放大图像。通过对该放大图像进行图像解析而求出了
中间层的孔径的平均值。将所求出的平均值作为中间层的孔径。
[0278]
<中间层的孔隙率>
[0279]
从中间层中切出长方体的小片。根据所切出的小片的体积和质量求出表观密度。表观密度除以形成中间层的基材(实心体)的密度。由此,计算出填充率。然后,1减去填充率。由此得到了孔隙率。
[0280]
<中间层的表面填充率>
[0281]
对于样品e2~16,将上述的填充率作为表面填充率。在样品e1和17中,由于中间层具有表层,因此将表面填充率设为100%。
[0282]
<样品的声压电平的频率特性>
[0283]
在图19中示出用于测定样品e1~e8和e10~e17的结构。在压电膜35的两面角部安装有厚度70μm、纵5mm
×
横70mm的导电性铜箔胶带70(3m公司制造的cu
‑
35c)。另外,在这些导电性铜箔胶带70上分别安装有鳄鱼夹(
みのむしクリップ
)75。导电性铜箔胶带70和鳄鱼夹75构成用于对压电膜35施加交流电压的电路的一部分。
[0284]
在图20中示出用于测定样品e9的结构。在图20的结构中不具有图19的第一接合层51和第二接合层52。在图20的结构中具有中间层140。
[0285]
用于测定样品r1的结构为仿照图19和图20的结构。具体而言,仿照图19和图20,在压电膜35的两面的角部安装有导电性铜箔胶带70,并且在这些胶带70上安装有鳄鱼夹75。将以这样的方式得到的组件放置在与地面平行的台上而不粘接。
[0286]
在图21和图22中示出用于测定样品的声学特性的框图。具体而言,图21示出输出系统,图22示出评价系统。
[0287]
在图21所示的输出系统中,将声音输出用个人计算机(以下有时将个人计算机简化记载为pc)401、音频接口402、扬声器放大器403以及样品404(样品e1~e17和r1的压电扬声器)依次连接。还将扬声器放大器403与示波器405连接以使得能够确认从扬声器放大器403到样品404的输出。
[0288]
在声音输出用pc 401中安装有wavegene。wavegene是用于产生测试用声音信号的免费软件。作为音频接口402,使用罗兰株式会社制造的quad
‑
capture。音频接口402的采样频率设定为192khz。作为扬声器放大器403,使用安桥株式会社制造的a
‑
924。作为示波器405,使用泰克公司制造的dpo2024。
[0289]
在图22所示的评价系统中,将麦克风501、声学评价装置(pulse)502以及声学评价用pc 503依次连接。
[0290]
作为麦克风501,使用b&k公司制的type4939
‑
c
‑
002。麦克风501配置在距样品404 1m的位置处。作为声学评价装置502,使用b&k公司制造的type3052
‑
a
‑
030。
[0291]
以这样的方式构成输出系统和评价系统,并且从声音输出用pc401经由音频接口402和扬声器放大器403对样品404施加交流电压。具体而言,使用声音输出用pc 401产生在20秒内频率从100hz扫描至100khz的测试用声音信号。此时,通过示波器405确认了从扬声器放大器403输出的电压。另外,利用评价系统评价了从样品404产生的声音。以这样的方式进行了声压频率特性测定试验。
[0292]
输出系统和评价系统的设定的详细情况如下所述。
[0293]
[输出系统的设定]
[0294]
·
频率范围:100hz~100khz
[0295]
·
扫描时间:20秒
[0296]
·
有效电压:10v
[0297]
·
输出波形:正弦波
[0298]
[评价系统的设定]
[0299]
·
测定时间:22秒
[0300]
·
峰值保持
[0301]
·
测定范围:4hz~102.4khz
[0302]
·
线数:6400
[0303]
<开始发出声音的频率的判断>
[0304]
将声压电平比背景噪声高3db以上的频率范围(不包括声压电平保持在背景噪声+3db以上的频率范围不满足峰值频率(声压电平达到峰值的频率)的
±
10%这样的陡峭的峰部)的下端判断为开始发出声音的频率。
[0305]
在图23a~图42中示出样品e1~17和样品r1的评价结果。在图43中示出背景噪声的声压电平的频率特性。此外,在图24中,e1~e17对应于样品e1~17。
[0306]
(anc系统的评价)
[0307]
除了将俯视时的尺寸设为纵35cm
×
横50cm以外,使用与样品e1的压电扬声器10同样的压电扬声器10,构成图44所示的anc评价系统800。
[0308]
将压电扬声器10安装于隔板780。将噪声源700、参考麦克风730、隔板780的中心、压电扬声器10的中心、误差麦克风735以依次在直线上排列的方式配置。另外,从隔板780观察,在压电扬声器10侧设定了控制区域790。在控制区域790配置了测定用麦克风740。
[0309]
在图44中,x方向是控制区域790的纵向。y方向是控制区域790的横向。z方向是控制区域790的进深方向。x方向、y方向以及z方向是相互正交的方向。
[0310]
z方向也是噪声源700、参考麦克风730、隔板780的中心、压电扬声器10的中心、误差麦克风735排列的方向。z方向也是压电扬声器10的辐射面15所面对的方向。
[0311]
作为噪声源700,使用富士通天株式会社制造的eclipse td508mk3。作为隔板780,使用有限会社三桥工艺制造的桌面侧屏r。作为参考麦克风730,使用索尼株式会社制造的ecm
‑
pc60。作为误差麦克风735,使用索尼株式会社制造的ecm
‑
pc60。作为测定用麦克风740,使用索尼株式会社制造的ecm
‑
pc60。
[0312]
噪声源700与参考麦克风730的间隔为5cm。参考麦克风730与隔板780的间隔为60cm。压电扬声器10的辐射面15与误差麦克风735的间隔为17.5cm。这些间隔为z方向的尺寸。
[0313]
隔板780在俯视时具有长方形的板状形状。隔板780的尺寸为纵60cm
×
横45cm
×
宽0.5cm。控制区域790的尺寸为纵60cm
×
横45cm
×
进深60cm。这些纵向为x方向。这些横向为y方向。这些宽度方向或进深方向为z方向。
[0314]
在anc评价系统800中,第一边距m1为5cm。第二边距m2为5cm。这些边距为x方向的尺寸。
[0315]
在anc评价系统800中,使用了输出信号pc(个人计算机)750、测定用pc 760、控制装置710。将输出信号pc 750与噪声源700及测定用pc 760连接。
[0316]
输出信号pc 750向噪声源700发送噪声信号。由此,输出信号pc 750使噪声源700辐射正弦波。另外,输出信号pc 750向测定用pc 760发送触发信号。通过触发信号,能够对各测定数据提供共同的基准时间。具体而言,对于后述的176个测定点,能够得到时间轴一致的声压数据。这使得能够进行后述的图45a~图60所示的声压分布的映射。
[0317]
参考麦克风730感测来自噪声源700的声音。参考麦克风730的输出信号被发送到控制装置710。
[0318]
误差麦克风735感测控制区域790中的声音。误差麦克风735的输出信号被发送到控制装置710。
[0319]
控制装置710根据参考麦克风730和误差麦克风735的输出信号向压电扬声器10发送控制信号。由此,控制装置710控制从压电扬声器10辐射的声波。
[0320]
测定用麦克风740感测自身配置的位置上的声音。测定用麦克风740的输出信号被发送到测定用pc 760。
[0321]
测定用pc 760接收来自输出信号pc 750的触发信号、测定用麦克风740的输出信号。
[0322]
控制区域790具有沿x方向及z方向延伸的测定用剖面790cs。在anc评价系统800中,在测定用剖面790cs设置有176个测定点。具体而言,测定用剖面790cs在x方向上均等地分割为11份,在z方向上均等地分割为16份。176个测定点的数量是x方向的分割数11和z方向的分割数16的积。测定用剖面790cs的y方向的位置与辐射面15的y方向的中心位置相同。在测定用剖面790cs上设置有误差麦克风735。
[0323]
在anc评价系统800中,使测定用麦克风740依次移动到176个测定点。这样,麦克风740与测定用pc 760协作,测定176个测定点的声压。具体而言,测定用pc 760映射176个测定点的声压的分布。通过该映射,使测定用剖面790cs的声场可视化。
[0324]
以下,参照图45a~图62c,进行基于实测的数据的说明。此外,在图45a~图62c中,省略了图44所示的控制区域790中的远离隔板780的一部分的图示。在图45a~图45c、图47a~图47c、图49a~图49c、图51a~图51c、图53a~图53c、图55a~图55c、图57a~图57c以及图59a~图59c中,色条的数值是指声压电平,其单位为帕斯卡(pa)。该数值为正意味着声压为正,该数值为负意味着声压为负。
[0325]
(参考例1:衍射音的测定)
[0326]
在压电扬声器10不发出声音且噪声源700辐射正弦波的状况下,测定并映射测定用剖面790cs的176个测定点的声压。在图45a~图48中示出通过映射得到的声压分布。此外,在图45a~48中,为了易于直观地理解正在进行衍射音的测定,省略压电扬声器10的图示。但是,参考例1的测定与后述的实施例1同样地,在压电扬声器10安装于隔板780的状态下进行。
[0327]
具体而言,图45a~图45c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自噪声源700的声压分布。图45a~图45c以时间序列的顺序排列。图46的一系列的线表示由辐射500hz的正弦波的噪声源700产生的随着时间经过的某波阵面的传播。图47a~图47c表示噪声源700辐射的正弦波的周波数为800hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自噪声源700的声压分布。图47a~图47c以时间序列的顺序排列。图48的一系列的线表示由辐射800hz的正弦波的噪声源700产生的随着时间经过的某波阵面
的传播。
[0328]
在图46中,一系列的线分别表示相互不同的时刻的“某波阵面”的位置。概括地说,在图46中,相互相邻的2个线中的更远离隔板78的线表示更超前的时刻的“某波阵面”。图46的块箭头表示波阵面的传播方向。与一系列的线及块箭头相关的这些说明关于图48、图50、图52、图54、图56、图58以及图60也是同样的。
[0329]
此外,图46以如下的步骤制作。首先,取得多个与图45a~图45c同样的基于与相互不同的时刻相关的实测的声压分布图。接着,在这些多个声压分布图的每一个中,用手工作业画出与某波阵面对应的线。接着,将画线后的多个声压分布图重合。由此,得到图46所示的描绘了表示波阵面的传播的一系列的线的图。与图的制作步骤相关的这些说明关于图48、图50、图52、图54、图56、图58以及图60也是同样的。
[0330]
图45a~图48表示在隔板780的相对的端部产生了衍射。另外,图45a~图48表示由这些端部上的衍射产生的波阵面以回绕到隔板780的背后的方式传播的情况。具体而言,图45a~图48表示由这些端部上的衍射产生的波阵面以通过隔板780的中心并靠近沿z方向延伸的轴的方式传播的情况。图45a~图48所示的波阵面的传播的方式与图2相同。
[0331]
(实施例1:压电扬声器10发出的声音的测定)
[0332]
与参考例1同样地,在噪声源700辐射正弦波的状态下,使用控制装置710使压电扬声器10振动,从压电扬声器10产生消音用的声波。此时,使控制装置710存储发送给压电扬声器10的控制信号。然后,在噪声源700没有辐射声音的状态下,使控制装置710将存储的控制信号发送给压电扬声器10。这样,在噪声源700没有辐射声音的状态下,再现压电扬声器10的振动,测定并映射测定用剖面790cs的176个测定点的声压。图49a~图52中示出通过映射得到的声压分布。
[0333]
具体而言,图49a~图49c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自压电扬声器10的声压分布。图49a~图49c以时间序列的顺序排列。图50的一系列的线表示在噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下由压电扬声器10产生的随着时间经过的某波阵面的传播。图51a~51c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自压电扬声器10的声压分布。图51a~图51c以时间序列的顺序排列。图52的一系列的线表示在噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下由压电扬声器10产生的随着时间经过的某波阵面的传播。
[0334]
图49a~图52表示波阵面以从夹着压电扬声器10的辐射面15的中央区域的2个外侧区域通过中央区域并靠近沿着z方向延伸的轴的方式传播的情况。图49a~图52所示的波阵面的传播的方式与图3相同。具体而言,来自噪声源700的噪声在隔板780衍射而产生的衍射波的波阵面与源自压电扬声器10的波阵面在一边靠近上述轴一边传播这一点上是共通的。
[0335]
另外,由图45a~图48可知,通过隔板780上的衍射,出现了第一区域15a中的声波的相位与第二区域15b中的声波的相位的正负相同、第一区域15a中的声波的相位与第三区域15c中的声波的相位的正负相反、且第二区域15b中的声波的相位与第三区域15c中的声波的相位的正负相反的期间(关于区域15a、15b以及15c,请参照图1~3以及相关的说明)。由图49a~图52可知,通过压电扬声器10,出现了第一声波的相位与第二声波的相位的正负相同、第一声波的相位与第三声波的相位的正负相反、且第二声波的相位与第三声波的相
位的正负相反的期间(关于第一声波、第二声波以及第三声波,请参照通过参照图1~3而进行的说明)。关于第一区域15a、第二区域15b以及第三区域15c中的相位分布,在源自噪声源700的噪声与源自压电扬声器10的声音中也能看到共通性。
[0336]
(比较例1:动态扬声器610发出的声音的测定)
[0337]
将实施例1的压电扬声器10置换为动态扬声器610。该动态扬声器610是丰达电机株式会社制造的fostex p650k。除了进行该置换以外,与实施例1同样地,测定并映射源自动态扬声器610的测定用剖面790cs的176个测定点的声压。图53a~图56中示出通过映射得到的声压分布。此外,动态扬声器610埋入隔板780。
[0338]
具体而言,图53a~图53c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自动态扬声器610的声压分布。图53a~图53c以时间序列的顺序排列。图54的一系列的线表示在噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下由动态扬声器610产生的随着时间经过的某波阵面的传播。图55a~图55c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自动态扬声器610的声压分布。图55a~图55c以时间序列的顺序排列。图56的一系列的线在噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下由动态扬声器610产生的随着时间经过的某波阵面的传播。
[0339]
图53a~图56表示从动态扬声器610的辐射面辐射大致半球面波,该大致半球面波的波阵面也是大致半球面状的情况。图53a~图56所示的波阵面的传播的方式与图4相同。
[0340]
(比较例2:平面扬声器620发出的声音的测定)
[0341]
将实施例1的压电扬声器10置换为平面扬声器620。该平面扬声器620是株式会社fps制造的fps2030m3p1r。除了进行该置换以外,与实施例1同样地,测定并映射源自平面扬声器620的测定用剖面790cs的176个测定点的声压。图57a~图60中示出通过映射得到的声压分布。
[0342]
具体而言,图57a~图57c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自平面扬声器620的声压分布。图57a~图57c以时间序列的顺序排列。图58的一系列的线表示在噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下由平面扬声器620产生的随着时间经过的某波阵面的传播。图59a~图59c表示噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下的与相互不同的时刻相关的源自平面扬声器620的声压分布。图59a~图59c以时间序列的顺序排列。图60的一系列的线表示在噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下由平面扬声器620产生的随着时间经过的某波阵面的传播。
[0343]
图57a~图60表示从平面扬声器620的辐射面辐射大致平面波,该大致平面波的波阵面也为大致平面状的情况。图57a~图60所示的波阵面的传播的方式与图5相同。
[0344]
(消音效果)
[0345]
使用图61a~62c,对实施例1与比较例2的消音效果的不同进行说明。在以下的说明中,有时使用扬声器开启时及扬声器关闭时这样的术语。扬声器开启时是指从扬声器辐射消音用的声音时。扬声器关闭时是指没有从扬声器辐射消音用的声音时。
[0346]
图61a及图62a的色图表示从噪声源700辐射正弦波的某时刻的消音状态。在图61a及图62a中,左侧的色图表示实施例1的压电扬声器10的消音状态。右侧的色图表示比较例2的平面扬声器620的消音状态。图61a表示噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下的某时刻的声压分布。图62a表示噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下的某时
刻的声压分布。
[0347]
在图61a及图62a中,色条的右侧的数值是指放大率,其单位为db。放大率为x表示以扬声器关闭时为基准,扬声器开启时的声压放大xdb的情况。放大率为负表示出现了消音效果。放大率为正表示相反地,噪声被放大的情况。减少区域(r.a)表示在测定用剖面790cs中放大率为
‑
6db以下的区域(即消音效果良好地出现的区域)所占的比例。放大区域(a.a)表示在测定用剖面790cs中放大率大于0db的区域(即噪声被放大的区域)所占的比例。
[0348]
图61b是对图61a中的放大率小于0db的区域附加细阴影,对放大率大于0的区域附加粗阴影的图。图62b是对图62a中的放大率小于0db的区域附加细阴影,对放大率大于0的区域附加粗阴影的图。即,在图61b及图62b中,对噪声降低的区域附加细阴影,对放大区域附加粗阴影。此外,图61b及图62b中的阴影是基于图61a及图62a的目视通过手工作业附加的大致的阴影。这一点对后述的图61c及图62c来说,也是同样的。
[0349]
图61c是对图61a中的放大率为
‑
6db以下的区域附加细阴影,对放大率大于0的区域附加粗阴影的图。图62c是对图62a中的放大率为
‑
6db以下的区域附加细阴影,对放大率比0大的区域附加粗阴影的图。即,在图61c及图62c中,对减少区域附加细阴影,对放大区域附加粗阴影。
[0350]
如图61a~图62c所示,在使用实施例1的压电扬声器10的情况下,与使用比较例2的平面扬声器620的情况相比,噪声降低的区域及减少区域大,放大区域小。
[0351]
具体而言,在使用实施例1的压电扬声器10的情况下,在噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下,减少区域约为58%,放大区域约为18%。在噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下,减少区域约为27%,放大区域约为18%。
[0352]
另一方面,在使用比较例2的平面扬声器620的情况下,在噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz的情况下,减少区域约为38%,放大区域约为21%。在噪声源700辐射的正弦波的频率为800hz的情况下,减少区域约为13%,放大区域约为61%。
[0353]
根据图61a~图62c,压电扬声器10相对于平面扬声器620的消音效果的优越性与噪声源700辐射的正弦波的频率为500hz时相比,800hz时表现的更显著。
[0354]
此外,在使用比较例1的动态扬声器610的情况下,可以预想,与使用比较例2的平面扬声器620的情况相比,噪声降低的区域及减少区域变小,放大区域变大。
[0355]
[压电膜的支承结构与振动的自由度]
[0356]
参照本发明的压电扬声器的支承结构的一例。由图6a、图15、图17、图18以及与它们相关联的说明可知,在压电扬声器10中,压电膜35的整面经由接合层51、52以及中间层40固定于结构物80。
[0357]
为了使压电膜35的振动不被结构物80阻碍,也可以考虑支承压电膜35的一部分而使其从结构物80离开。图6b中例示了基于该设计思想的支承结构。在图6b所示的假想的压电扬声器108中,框体88在从结构物80离开的位置支承压电膜35的周缘部。
[0358]
从预先向一方弯曲而弯曲的朝向被固定的压电膜容易确保足够的音量。因此,考虑例如在压电扬声器108中,在被压电膜35、框体88以及结构物80包围的空间48配置上表面为凸面的厚度不恒定的夹杂物,将压电膜35的中央部向上方上推。但是,这样的夹杂物不会以阻碍压电膜35的振动的方式与压电膜35接合。因此,即使在空间48中配置有夹杂物,以规定其振动的方式支承压电膜35的仅是框体88。
[0359]
如上所述,在图6b所示的压电扬声器108中,采用了压电膜35的局部的支承结构。与此相对,在图6a等的压电扬声器10中,压电膜35没有被特定的部分支承。意外的是,压电扬声器10尽管压电膜35的整面固定于结构物80,但显示出实用的声学特性。具体而言,在压电扬声器10中,到压电膜35的周缘部都能上下振动。压电膜35的整体也能够上下振动。因此,与压电扬声器108相比,压电扬声器10的振动的自由度高,在实现良好的发音特性上,是相对地有利的。
[0360]
如参照图6a所说明的那样,振动的自由度的高度有可能有助于第一波阵面16a及第二波阵面16b的形成。此外,在图6a中,描绘了扬声器10为图15所示的压电扬声器10的情况。在图6a中,省略了第一接合层51及第二接合层52的图示。在扬声器10为图17所示的压电扬声器110的情况下,也能够得到振动高的自由度。
[0361]
根据本发明人的研究,中间层为多孔体层和/或树脂层适于确保振动的自由度。事实上,如图25~图41所示,在中间层为多孔体层和/或树脂层的样品e1~e17中,尽管压电膜35的整面固定于支承部件680,但发挥了实用的声学特性。因此,可以认为,在anc评价系统800中,即使将压电扬声器10从样品e1的尺寸不同品变更为样品e2~e17的尺寸不同品,也会出现与图49a~图52相同倾向的声压分布。
[0362]
也可以将本发明的anc系统500以如下方式进行解释,
[0363]
anc系统500具备:
[0364]
结构物80;及
[0365]
扬声器10,安装于结构物80,
[0366]
其中,
[0367]
扬声器10包括辐射面15、压电膜35及中间层40(或140),
[0368]
中间层40配置在结构物80与压电膜35之间,
[0369]
中间层40是多孔体层和/或树脂层。