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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，而是以鏈接網絡和各種應用操作為前提，向信息處理終端不斷轉變。因此，不僅要提高智能手機的通話質量及連網速度，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操作。 以此為背景，各手機生產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發售的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：產品輕薄化、在狹窄空間中確保良好的音質、易于防水。 村田制作所自2007年起開始量產以超薄為特長的壓電揚聲器“VSLBP1913E”系列，并于2011年將改善音質的“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的壓電揚聲器的特長、優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，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。 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，適當的抑制了壓電陶瓷的共振特性，實現了頻率的平穩化。 本次，已商品化的“VSLBP2115E”和“VSLBG2216E”系列，對使用的樹脂薄膜材料繼續進行研究，實現了比傳統產品更低的共振頻率，及提高了1kHz以下的聲壓級。同時，抑制壓電揚聲器內部振動板不必要的高階振動模式也可能實現。比起我公司傳統產品，壓電揚聲器的失真特性在1kHz以上的帶寬中實現了大幅度的改善。（圖1） 
圖1-1：聲壓級—頻率數特性(VSLBP2115E1100-T1)
圖1-2: 失真－頻率特性 (VSLBP2115E1100-T1) 最適合的產品結構 “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，采用了最適合的產品尺寸，保持振動板原有結構，實現了共振頻率的低頻率化以及提高了低頻區域的聲壓。 金屬框的大型化（僅限防水揚聲器） 使用動態揚聲器實現防水結構時，必須在揚聲器和框體間加上特殊的防水網格，這樣一來，使用防水網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格，就能確保其防水性能（IPX-7），也不會對聲學性能產生影響（圖2）。
圖2：防水壓電揚聲器的安裝方法及產品截面圖 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），除了產品本身的耐水性外，在產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。 壓電揚聲器的優越性 導入上述的特有技術，實現了以往的壓電揚聲器難以達成的，具有高聲壓、高音質的壓電揚聲器“VSLBP2115E”系列，“VSLBG2216E”系列還實現了防水性（圖3）。
圖3：矩形壓電揚聲器產品外觀 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：矩形壓電揚聲器產品外形圖 現有的動態揚聲器產品厚度一般為3.0mm左右，用于手機的產品背部會較高。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 根據我公司特有技術，不僅能實現以前無法達成的高聲壓、高音質的壓電揚聲器，但為了確保十分充足的安裝空間，也有對動態揚聲器聲學性能有影響的產品。今后，以開發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，必須用高電壓來驅動，由于驅動動態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商的協力合作體制，共同合作以尋求從開發階段至全面的解決方案。 |
