電聲轉換器和電子設備的製作方法
2023-10-18 02:30:54 3
專利名稱：電聲轉換器和電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種安裝到例如蜂窩電話或尋呼機上、並且在接收呼叫時用來產生警報聲、樂曲聲和語音聲的電聲轉換器，並且也涉及一種其內部裝有這樣一種電聲轉換器的電子設備，如蜂窩電話、PDA(個人數字助手)、電視、個人計算機、汽車導航系統等。
背景技術：
由蜂窩電話、PDA等代表的電子設備的厚度減小和消耗功率量的減小一直在進步，並且也希望安裝到這樣的電子設備上的電聲轉換器的厚度能進一步減小和效率能進一步提高。因此，為了實現厚度減小和效率提高已經發明了
圖1中所示的一種電聲轉換器(日本未審查專利出版物No.H8(1996)-140185)。
在這種電聲轉換器中，一個殼體20由一個其一端打開的圓柱形蓋1、和一個其一端也打開的圓柱支架2形成，圓柱形蓋1和圓柱支架2彼此連接。在蓋1中以圓形形式提供用於聲音釋放的多個小孔11。一個磁鐵3以與蓋1的同軸方式固定在蓋1內。
一個盤形的隔膜4放置在殼體20內以便在隔膜4與磁鐵3的下表面之間具有一個間隙G，其中隔膜4的外周緣部分放置和固定在蓋1與支架2之間。一個驅動線圈5固定在隔膜4的下表面上，以便與磁鐵3同軸。一個允許電流流過驅動線圈5的電極6固定在支架2的底表面處。一根來自驅動線圈5的引線(未表示)連接到電極6的一個邊緣部分上。
在這樣一種電聲轉換器中，磁通從磁鐵3在近似垂直於磁鐵表面的方向上從磁鐵的中心部分發射，以便穿透驅動線圈5。另一方面，磁通從磁鐵周緣部分的表面以徑向形式傳播，以便對角地穿透驅動線圈5。當電流流過在這樣一種磁場中的驅動線圈5時，產生一個驅動力，以便在垂直於隔膜4的方向上施加到驅動線圈5上，從而隔膜上下振動，導致聲音的產生。在這種電聲轉換器的情況下，由於磁通從磁鐵的直接發射，一個磁軛或中心磁極就變得沒有必要，因此能減小換能器的厚度。另外，因為能自由地確定驅動線圈5的纏繞寬度，所以能控制阻抗值，結果由於高阻抗，功率消耗量就能夠減小。
然而，在驅動線圈5中產生的驅動力與垂直於流經驅動線圈5的電流方向和垂直於隔膜4的振動方向的磁通成比例。由於在常規電聲轉換器中佔優勢的是平行于振動方向的磁通，而不是垂直于振動方向的磁通。因此足夠的驅動力較低，並且所再現聲音的聲壓變得較低。
另外，從磁鐵發射的磁通與離開磁鐵的距離成比例地減小。即，在驅動線圈中產生的驅動力在其中隔膜從中位到向上方向，即在離開磁鐵的方向上，振動的情況、與其中隔膜從中位到向下方向，即在接近磁鐵的方向上，振動的情況之間不同。有這樣一個問題這種不對稱引起對於驅動力的失真，從而導致所再現聲音變壞。
另外，在一般電動型電聲轉換器的情況下，一個驅動線圈插入在由磁鐵、磁軛和中心磁極形成的磁路中的磁隙中。因此，在與圓形形狀比較具有不等形狀，如橢圓或矩形形狀的驅動線圈插入在磁隙中的情況下，驅動線圈在振動時容易與磁隙接觸。這在某些情況下可能引起異常聲音。為了避免這種現象而加寬磁隙會導致所再現聲音的聲壓減小。因此，當把這樣一種電動型電聲轉換器的形狀製成橢圓形或矩形時，會使縱橫比受到限制。
發明內容
本發明的一個目的在於，實現一種電聲轉換器，此電聲轉換器增大在驅動線圈中產生的驅動力並且使其相對于振動方向對稱從而增大所再現聲音的聲壓，並且從而能以較低失真再現聲音、和使用此種電聲轉換器的電子設備。
本發明的一種電聲轉換器包括一個隔膜；一個支撐隔膜的外殼；一個第一和第二磁鐵，此兩磁鐵放置成彼此面對著和面對著隔膜的每個表面，以致把隔膜放置在磁鐵之間，並且磁鐵在平行於隔膜振動方向的彼此相反的方向上磁化；及一個提供在隔膜上的驅動線圈，其中驅動線圈提供成包括連接第一和第二磁鐵的外周緣的線。
另外，根據本發明的一種電聲轉換器包括一個隔膜；一個外殼，支撐隔膜；一個第一和第二磁鐵，此兩磁鐵放置成彼此面對著和面對著隔膜的每個表面，以致把隔膜放置在磁鐵之間，並且磁鐵在具有中心軸穿過作為中心的隔膜中心的徑向上磁化；及一個提供在隔膜上的驅動線圈。
本發明的電子設備是具有任一種這些電聲轉換器的電子設備。
附圖的簡要說明圖1是根據先有技術的電聲轉換器的截面圖；圖2A是根據本發明實施例1的電聲轉換器的截面圖；圖2B是根據實施例1的第一和第二磁鐵的平面圖；圖2C是根據實施例1的驅動線圈的平面圖；圖3是根據實施例1的電聲轉換器的裝配配置圖；圖4表明根據實施例1由於第一和第二磁鐵產生的磁通向量；圖5是曲線圖，表示根據實施例1在徑向離開中心軸的距離與磁通密度之間的關係；圖6是曲線圖，表示根據實施例1在振動方向上離開間隙中心的距離與磁通密度之間的關係；圖7表明實施例1的邊緣的例子；圖8是根據本發明實施例2的電聲轉換器的截面圖；圖9表明根據實施例2由於第一和第二磁鐵產生的磁通向量；圖10是曲線圖，表示根據實施例2在徑向離開中心軸的距離與磁通密度之間的關係；圖11是根據本發明實施例3的電聲轉換器的截面圖；圖12是根據實施例3的電聲轉換器的立體圖；圖13A是示意圖(1)，表示根據實施例3在磁鐵與磁軛之間的關係；圖13B是示意圖(2)，表示根據實施例3在磁鐵與磁軛之間的關係；
圖13C是示意圖(3)，表示根據實施例3在磁鐵與磁軛之間的關係；圖13D是示意圖(4)，表示根據實施例3在磁鐵與磁軛之間的關係；圖13E是示意圖(5)，表示根據實施例3在磁鐵與磁軛之間的關係；圖14A是根據本發明實施例4的隔膜和驅動線圈的平面圖；圖14B是根據實施例4的隔膜和驅動線圈的截面圖；圖14C是根據實施例4的隔膜和驅動線圈的部分放大截面圖；圖15A是根據實施例4另一個例子的隔膜和驅動線圈的側視圖；圖15B是根據實施例4另一個例子的隔膜和驅動線圈的部分放大截面圖；圖16A是根據本發明實施例5的電聲轉換器的立體圖；圖16B是根據實施例5的電聲轉換器的截面圖；圖17A是根據實施例5的第一和第二磁鐵的平面圖；圖17B是根據實施例5的驅動線圈的平面圖；圖17C是根據實施例5的隔膜的平面圖；圖18A是根據本發明實施例6的蜂窩電話的主視圖；圖18B是根據本發明實施例6的蜂窩電話的側視圖；圖19是方塊圖，表示根據本發明實施例6的蜂窩電話的示意配置。
最佳實施例的詳細描述(實施例1)現在將參照圖2至7描述本發明實施例1的電聲轉換器。圖2A是電聲轉換器的截面圖，圖2B是第一和第二磁鐵的平面圖，及圖2C是驅動線圈的平面圖。圖3是這種電聲轉換器的裝配配置圖，及圖4表明由於第一和第二磁鐵產生的磁通向量。圖5是曲線圖，表示在徑向在間隙G的中心部分中離開中心軸107的距離與磁通密度之間的關係。圖6是曲線圖，表示在驅動線圈的位置處在振動方向上離開間隙G的中心部分的距離與磁通密度之間的關係。
本實施例的電聲轉換器按如下形成。一個第一磁鐵101和一個第二磁鐵102分別保持在一個上部殼體103和一個下部殼體104中，如圖2和3中所示。上部殼體103和下部殼體104是圓柱形構件，並且在裝配時形成一個外殼。另外，它們在其中心部分處保持一個帶有一個驅動線圈105的隔膜106，從而隔膜106自由地振動。第一和第二磁鐵101和102是圓柱形的，並且是例如具有44MGOe的能量乘積的釹磁鐵。此外，它們在相反方向上磁化。例如在一種情況下，在向上方向上，即在從第二磁鐵到第一磁鐵的方向，磁化第一磁鐵101，而在向下方向上，即在從第一磁鐵到第二磁鐵的方向上，磁化第二磁鐵102。
第一和第二磁鐵101和102分別固定在上部殼體103和下部殼體104上，從而通過各個中心的中心軸107彼此重合。上部殼體103和下部殼體104由非磁性材料，例如諸如PC(聚碳酸酯)之類的樹脂材料製成。通氣孔108提供在上部殼體103和下部殼體104的上和下表面中，如圖中所示。另外，驅動線圈105附著到隔膜106上，以便與第一和第二磁鐵101和102同軸。驅動線圈105例如使用粘合劑粘結到隔膜106上。然後，隔膜106的周緣部分插入在上部殼體103與下部殼體104之間，並且由它們固定，從而把驅動線圈105在振動方向上定位在第一和第二磁鐵101和102之間的中心處。這裡，其中提供驅動線圈105的位置包括連接第一和第二磁鐵101和102的外周緣的線。
下面將描述按以上形成的電聲轉換器的操作。在交變電流電信號沒有輸入到驅動線圈105中的情況下，由於第一和第二磁鐵101和102而產生在圖4中表示的磁通。由於第一和第二磁鐵101和102在相反方向上磁化，所以從各個磁鐵發射的磁通彼此排斥，並且結果，磁通向量彎曲，以便近似垂直於發射方向和形成一個由垂直于振動方向的磁通組成的磁場。
在這樣一種靜態磁場中，在徑向離開間隙G的中心，即離開中心軸107，的距離與磁通密度之間的關係例如如成圖5的曲線A所示。如圖5中所示，第一和第二磁鐵101和102的外周緣與磁通密度的波峰重合，此磁通密度是在磁通密度分布的最大值處的磁通密度。因而，放置驅動線圈105，從而驅動線圈105在徑向的近似中心位於連接第一和第二磁鐵101和102的外周緣的線上，以便以最有效的方式得到驅動力。
其次，在一個交變電流信號輸入到驅動線圈105中的情況下，與垂直於流經驅動線圈105的電流方向和垂直於隔膜106的振動方向的磁通成比例地產生驅動力。這種驅動力使粘結到驅動線圈105上的隔膜106振動，從而這種振動作為聲音發射。
如圖4和5中所示，從第一和第二磁鐵101和102發射的磁通向量由垂直於流經驅動線圈105的電流方向和垂直於隔膜106的振動方向的磁通支配。此外，放置驅動線圈105，從而使磁通密度變得具有最大值，並因此得到一個較大驅動力。結果，再現聲音的聲壓變得較高。
圖5作為曲線B表示在其中一個磁鐵具有第一和第二磁鐵之和的相同能量乘積和相同體積的常規配置中在徑向的磁通密度分量。從圖中可以清楚的看出，常規配置具有較低的磁通密度波峰，而與之相比，本實施例的配置具有比常規配置的聲壓近似高2dB的再現聲音聲壓。
圖6表示在振動時在驅動線圈的位置處在振動方向上離開間隙G的中心部分的距離與磁通密度之間的關係。表示為間隙中心的點指示沒有輸入交變電流信號的初始位置。通過輸入交變電流信號，隔膜106開始從初始位置到向上和向下方向振動，並且在圖6中的向左和向右方向上移動。如圖6中曲線C所示，所得對稱性與振幅相關，在第一和第二磁鐵101和102存在的情況下把間隙中心作為基準。然而，在具有一個磁鐵的常規結構中，所得非對稱性與振幅相關，如曲線D所示。驅動力的這種非對稱性，作為二次失真，引起聲音質量的下降。即，根據本實施例，採用一種使用第一和第二磁鐵101和102的磁路結構，並因此能減小二次失真，並且實現較高聲音質量。
這裡，儘管在本實施例中把釹磁鐵用於第一和第二磁鐵101和102，但按照目標聲壓、形式等能使用諸如鐵氧體、釤鈷那些等之類的磁鐵。
另外，儘管在圖2中隔膜106的形式近似是平的，但能提供一個邊緣部分110，以便滿足最小諧振頻率和最大振幅要求。邊緣部分110能具有半圓形邊緣110A、橢圓形邊緣110B、錐形邊緣110C、波浪形邊緣110D等的橫截面，如圖7中所示。
這裡，在本實施例中，儘管把非磁性材料用於上部殼體103和下部殼體104，但也能使用磁性材料。通過使用磁性材料，能減小第一和第二磁鐵到外殼側的磁通洩漏。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁鐵101和102是圓柱形的，但它們能是其它形式的，如長方體形或橢圓體形。
在這樣一種情況下，使電聲轉換器的外形是矩形或橢圓形的，並且能使隔膜相應地是矩形或橢圓形的。另外，由於結構不要求把驅動線圈插入到磁隙中，所以能實施具有較大縱橫比的長形電聲轉換器。
這裡，在本實施例中，儘管通氣孔108提供在上部殼體103和下部殼體104的上和下表面中，但它們能提供在側表面中，從而橫向發射再現聲音。
如上所述，至少一個聲音孔以這樣一種方式提供在外殼的上和下表面及側壁的至少一個中，從而配置允許由隔膜產生的聲音從聲音孔發射。由此藉助於聲音孔能防止在由隔膜和外殼形成的空間中歸因於引起的空氣壓力增大的隔膜最小諧振頻率的增大。特別是，在外殼是長方體的配置中能使附著所要求的寬度相當窄，其中聲音孔在縱向提供在側壁中，從而從這些聲音孔發射聲音。
(實施例2)圖8是根據本發明實施例2的電聲轉換器的截面圖，而圖9表明由第一和第二磁鐵產生磁通向量。實施例2的電聲轉換器按如下形成。一個上部殼體103和一個下部殼體104與實施例1中的相同，並且一起形成一個外殼。一個第一磁鐵201和一個第二磁鐵202分別附著到上部殼體103和下部殼體104上。第一和第二磁鐵201和202是圓柱形的，並且固定到上部殼體103和下部殼體104上，從而其各個中心與中心軸203重合。另外，一個驅動線圈204附著在隔膜205上，以便相對於中心軸203與隔膜205同心。此外，隔膜205的周緣放置在上部殼體103與下部殼體104之間，以便以與實施例1相同的方式固定。隔膜205是一個薄板形的構件，並且其外周緣部分裝有一個邊緣部分206。
隔膜205僅在中心部分具有扁平形，並且其橫截面是半圓形的邊緣部分206提供在外周緣部分中，由此與扁平形的隔膜相比能增大振幅。另外，通氣孔207提供在上部殼體103和下部殼體104的側面中。由此，能把電聲轉換器在與實施例1中不同的方向上附著到電子設備上。
對於第一和第二磁鐵201和202的磁化方向，在從中心軸203到磁鐵外周緣的方向上，即在徑向，都磁化這些磁鐵，如圖8中所示。下文，這種磁化稱作徑向磁化。
圖9表明磁通向量。徑向磁化第一和第二磁鐵201和202，以便在相應外周緣中具有相同磁極。由於以這樣一種方式磁化的第一和第二磁鐵201和202放置成彼此面對著，所以從相應磁鐵發射的磁通彼此排斥，並且作為結果，一個徑向分量佔優勢的磁場形成在磁隙中。驅動線圈204放置在其中磁通密度在該磁隙中成為最大的位置處。當把一個交變電流信號輸入到驅動線圈204時，產生一個驅動力，從而隔膜205由於該驅動力而振動，並且以與實施例1中相同的方式發射聲音。
圖10表示在徑向離開中心軸203的距離與磁通密度之間的關係。一個其中徑向分量佔優勢的近似均勻磁場形成在離開中心軸203一段距離的預定範圍中，並因此一個寬扁平部分存在，如曲線E所示。因而，能保證驅動線圈204安裝的寬範圍。因此，通過增大驅動線圈的匝數、長度等，能增強驅動力。另外，由於磁通密度近似均勻地分布，並且在振動方向的磁通密度在驅動線圈204的位置處變化很小。這裡，在圖10中的曲線F是根據先有技術的曲線。
由於提供在隔膜兩側的第一和第二磁鐵的磁化在垂直於隔膜振動方向的方向上，並且隔膜具有以上述方式穿過作為基準的隔膜中心的中心軸，所以能高效地利用磁鐵。另外，由於保證了驅動線圈安裝的寬範圍，所以能自由地設計驅動線圈和隔膜的形式。
這裡，在本實施例中，儘管半圓形的邊緣206提供在隔膜205的外邊緣部分中，但邊緣206的橫截面形式不限於此。它能確定以便滿足最小諧振頻度和最大振幅要求，並且能具有圖7中所示的波浪形、橢圓形或錐形。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁鐵201和202分別由徑向磁化的磁鐵製成，但磁鐵能在磁化之前劃分成幾片，以便通過重新組合它們實現徑向磁化。
這裡，儘管把非磁性材料用於上部殼體103和下部殼體104，但能使用磁性材料。通過使用磁性材料，能減小從第一和第二磁鐵到外殼的磁通洩漏。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁鐵201和202是圓柱形的，但它們按照電聲轉換器的外形可以是其它形式的，如橢圓圓柱形或長方體形。
這裡，在本實施例中，儘管通氣孔207提供在上部殼體103和下部殼體104的側壁上，但它們能提供在上和下表面上。
(實施例3)圖11是根據本發明實施例3的電聲轉換器的截面圖，而圖12是其立體圖。本實施例的電聲轉換器按如下形成。繞第一和第二磁鐵301和302提供第一和第二磁軛303和304。第一和第二磁軛303和304由諸如鐵之類的磁性材料製成。然後，第一和第二磁軛303和304、上部殼體305和下部殼體306以支架形式形成一個外殼。另外，一個帶有驅動線圈307的隔膜308保持在外殼的中心部分中，從而隔膜能自由地振動。一個弧形邊緣309提供在隔膜308的外周緣部分中。第一和第二磁鐵301和302是圓柱形的，並且由其能量乘積是例如44MGOe的釹磁鐵製成。此外，磁化方向彼此相反，並且在例如在向上方向上，即在從第二磁鐵到第一磁鐵的方向上，磁化第一磁鐵301的情況下，在向下方向上，即在從第一磁鐵到第二磁鐵的方向上，磁化第二磁鐵302。
第一和第二磁鐵301和302分別固定到磁軛303和304上，從而穿過磁鐵各個中心的軸310彼此重合。通氣孔311提供在磁軛303和304的上表面和下表面上，如圖中所示。另外，驅動線圈307附著到隔膜308上，以便與第一和第二磁鐵301和302同心。驅動線圈307例如使用粘合劑粘結到隔膜308上。然後，隔膜308的周緣部分放置和固定在上部殼體305與下部殼體306之間，從而驅動線圈307布置在第一和第二磁鐵301和302之間在振幅方向上的中心處。通氣孔311提供在磁軛303和304中。
下面描述按以上形成的電聲轉換器的操作和效果。當把交變電流信號輸入到驅動線圈307中時，以與實施例1中相同的方式產生驅動力，並且粘結到驅動線圈307上的隔膜308由於這種驅動力而振動，以便發射聲音。
添加第一和第二磁軛303和304以圍繞第一和第二磁鐵301和302，從而第一磁鐵301和第一磁軛303、以及第二磁鐵302和第二磁軛304分別形成磁路徑。因此，從第一和第二磁鐵301和302發射的磁通藉助於第一和第二磁軛303和304引導到磁隙G，從而在磁隙G內的磁通密度變高。在本實施例的情況下，把驅動線圈307放置在其中磁通密度在該磁隙G內變得最大的位置處，即放置驅動線圈307，從而位置包括連接第一和第二磁鐵301和302的外周緣的線。
結果，磁通密度也在驅動線圈307的位置處變高，並因此與磁通密度成比例的驅動力變大，導致再現聲音聲壓的增大。在使用具有7mm直徑和0.5mm高度的釹磁鐵的情況下，在驅動線圈307處得到的磁通密度變得比其中第一和第二磁軛不存在的情況大1.5倍，並且聲壓變得高3.8dB。另外，通過提供磁軛，能防止到電聲轉換器外側的磁通洩漏。
分別以上述方式繞第一和第二磁鐵提供第一和第二磁軛，由此來自第一和第二磁鐵的磁通藉助於第一和第二磁軛會聚。因此，進一步增大在驅動線圈處產生的驅動力，從而再現聲音的聲壓變得更高。
這裡，在本實施例中，儘管第一磁軛和上部殼體、以及第二磁軛和下部殼體分別是分離件，但它們能是分別由磁性材料製成的整體件。由此，能減小元件數量。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁鐵301和302是圓柱形的，但它們按照電聲轉換器的外形能具有其它形式，如橢圓圓柱形或長方體形。
這裡，在本實施例中，一個縫隙提供在第一和第二磁軛的內周緣部分與第一和第二磁鐵的外周緣部分之間。圖13A是示意圖，表示在這樣的磁軛與磁鐵之間的關係。與此相反，第一和第二磁鐵301和302的外周緣部分與第二磁軛303和304的內周緣部分能進行直接接觸而沒有縫隙，如在圖13B的示意圖中所示，以便減小電聲轉換器的外徑或以便擴大提供在隔膜外周緣部分中的弧形部分。另外，如圖13C中所示，一個磁軛320隻能提供在磁鐵301和302的側面上，並且在這種情況下，磁軛320也能與磁鐵進行直接接觸，如圖13D中所示。此外，磁軛321能放置在磁鐵的平表面部分上，如圖13E中所示。在這時，在第一和第二磁鐵是長方體形的情況下，圍繞不相對隔膜的至少兩側的延長外周緣提供第一和第二磁軛。磁軛不放置在面對著隔膜的部分中，如圖13A至13E的所有圖中所示。
這裡，儘管圖13A至13D表示在面對著隔膜的側面上的相同平面中的磁鐵表面和磁軛表面，但它們能形成以便不在相同平面內，此平面按照隔膜的形式、最大振幅值等帶有臺階。
這裡，在本實施例中，儘管通氣孔311提供在磁軛303和304的上和下表面上，但它們能提供在上部殼體305和下部殼體306中，以便發射再現的聲音。
(實施例4)圖14A是根據本發明實施例4的隔膜和驅動線圈的平面圖，圖14B是沿圖14A的線A-B得到的截面圖，及圖14C是圖14B圓圈部分的放大截面圖。這些圖表示對其附著驅動線圈403的隔膜404。對於其它元件，使用與在實施例1至3中的相同的元件用來形成電聲轉換器。隔膜404按實施例1中的相同方式是扁平盤形的。
本實施例與其它實施例的不同之處在於，驅動線圈403與隔膜404是集成在一起的。下面將描述是用來整體形成驅動線圈403和隔膜403的一種技術的蝕刻方法。首先，使用粘合劑把銅層粘合到例如由聚醯亞胺製成的隔膜基座上。一個光致抗蝕劑層形成在其頂部上，並且然後曝光和顯影，以便在銅上以線圈形式形成防蝕塗層。其次，執行蝕刻，然後除去保護層，由此一根線圈導線形成在隔膜基座上。一個驅動線圈能形成在隔膜404的一個表面上，或者驅動線圈能形成在隔膜404的兩個表面上。圖14B和14C表示，根據這種方法把第一和第二線圈403A和403B形成在隔膜404的前和後表面上，並且它們連接以形成驅動線圈。
這裡，儘管蝕刻方法表示為用於集成的技術，但能使用附加方法。
這裡，在本實施例中，儘管驅動線圈具有一種雙層結構，但它能具有一種一層結構，或者能層疊三個或多個層。
參照圖15解釋另一種集成技術。圖15A是側視圖，表示對其附著驅動線圈413的隔膜，並且圖15B是其多個放大截面圖。在這個例子中，在驅動線圈413放置在兩個隔膜之間的形成時，使用第一和第二隔膜414A和414B，由此形成隔膜414A-驅動線圈413-隔膜414B的夾持結構。
通過以這樣一種方式集成驅動線圈和隔膜，能減小在振動時在驅動線圈中產生的應力。因而，能避免驅動線圈的損壞，並且能提高可靠性。
通過沉積、印刷等方法驅動線圈與隔膜整體地形成，而不用纏繞，並因此耐受力增大。另外，由於省略粘合過程和引出布線，所以自動生產變得可能，並且在較大振動時能提高可靠性。
(實施例5)參照附圖將描述本發明實施例5的電聲轉換器。圖16A是電聲轉換器的立體圖，並且圖16B是其截面圖。圖17A是第一和第二磁鐵的平面圖，圖17B是驅動線圈的平面圖，及圖17C是隔膜的平面圖。
電聲轉換器按如下形成。在圖16A和16B中繞第一和第二磁鐵501和502提供第一和第二磁軛503和504。第一和第二磁軛503和504由諸如例如鐵之類的磁性材料製成。然後，第一和第二磁軛503、504、支架形的一個上部殼體505和一個下部殼體506形成一個外殼。上部殼體505和下部殼體506由非磁性材料製成，並且由諸如例如PC(聚碳酸酯)之類的樹脂材料製成。另外，一個帶有一個驅動線圈507的隔膜508保持在殼體之間在外殼的中心處，從而隔膜508能自由地振動。隔膜508在周緣部分中帶有一個弧形邊緣509。第一和第二磁鐵501和502是長方體形的，並且是具有例如38MGOe能量乘積的釹磁鐵。此外，其磁化方向相對於作為基準的隔膜振動方向彼此相反，並且在例如在向上方向上，即在從第二磁鐵到第一磁鐵的方向上，磁化第一磁鐵501的情況下，在向下方向上，即在從第一磁鐵到第二磁鐵的方向上，磁化第二磁鐵502。
第一和第二磁鐵501和502固定到磁軛503和504上，以便共享穿過相應磁鐵中心的中心軸510、以及長軸和短軸。另外，通氣孔511和512分別提供在上部殼體505的側面上和第二磁軛504的底部上。另外，驅動線圈507以與第一和第二磁鐵501和502相同的方式具有矩形形式，並且附著到隔膜508上，從而長軸和短軸彼此重合。驅動線圈507例如使用粘合劑粘結到隔膜508上。然後，隔膜508的周緣部分放置和固定在上部殼體505和下部殼體506之間，從而驅動線圈507在振動方向上布置在第一和第二磁鐵501和502之間的中心處。另外，隔膜508的外形是橢圓形，並且對其附著驅動線圈507的外部是近似的半圓形。
下面描述按以上形成的電聲轉換器的操作和效果。
第一和第二磁鐵501、502及第一和第二磁軛503、504形成一個磁場。驅動線圈507放置在其磁隙G內，從而磁通密度變得具有最大值。當把交變電流信號輸入到驅動線圈507中時，產生一個驅動力，並且該驅動力使粘結到驅動線圈507上的隔膜508振動，以便以與實施例1中相同的方式發射聲音。另外，第一和第二磁軛503和504圍繞第一和第二磁鐵501和502，從而第一磁鐵501和第一磁軛503、以及第二磁鐵502和第二磁軛504分別形成磁路徑。由此，從第一和第二磁鐵501和502發射的磁通藉助於第一和第二磁軛引導到磁隙G，以便以與實施例3中相同的方式在磁隙G中得到較高磁通密度。
本實施例與實施例1和實施例3的不同之處在於，第一和第二磁鐵501、502及驅動線圈507具有矩形形式，並且隔膜508的外形近似是橢圓形，而且，表示在本實施例中的電聲轉換器的外形是長方體形。另外，通氣孔511和512提供在表示在本實施例中的電聲轉換器的下部表面中和側面中。
由於電聲轉換器製成長方體形，所以能改進在蜂窩電話中或在諸如PDA之類的可攜帶信息終端中在裝配時的體積因數。
另外，通氣孔511提供在上部殼體505中，由此帶有通氣孔511的表面能用作附著到電子設備上的表面，從而能實現帶有長聲音孔的電聲轉換器。
因為處理原因，與形成橢圓或矩形形式的圓形形式相比，形成通過纏繞銅導線製備的驅動線圈是困難的。特別是，在具有大縱橫比的情況下，使線圈的纏繞寬度均勻是困難的。
在根據本實施例的電聲轉換器中，不必像在常規電動型電聲轉換器中那樣把驅動線圈插入在磁隙中，而是，驅動線圈能在第一和第二磁鐵501和502之間的空隙中存在。因此，不必使驅動線圈507的纏繞寬度均勻。結果，自由地設計驅動線圈507的縱橫比，從而能實現具有大縱橫比的橢圓形或矩形電聲轉換器。
在本實施例中，儘管通氣孔511和512提供在側部和底部表面中，從而把帶有通氣孔511的表面用於附著，但通氣孔能提供在來自形成電聲轉換器的六個表面中的任何表面中。另外，有可能使用任何表面作為用於附著的表面。
這裡，在本實施例中，一個氣隙提供在第一和第二磁軛的內周緣部分與第一和第二磁鐵的外周緣部分之間。然而，第一和第二磁鐵的外周緣部分及第一和第二磁軛的內周緣部分能進行沒有氣隙的彼此接觸，以便減小電聲轉換器的外形尺寸、或增大在驅動線圈與外殼之間的距離等。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁軛及外殼由分離的構件形成，但能使用由磁性材料製成的整體件。結果，能減小元件數量。
這裡，在本實施例中，儘管第一和第二磁鐵具有長方體形，並且驅動線圈具有矩形，但它們分別能是橢圓圓柱形和橢圓形。
這裡，在本實施例中，儘管釹磁鐵用於第一和第二磁鐵501和502，但按照目標聲壓、形式等能使用帶有諸如鐵氧體或釤鈷之類的磁鐵。
另外，一塊阻尼布能提供在通氣孔上，以便控制最低諧振頻率的Q因數。
這裡，在本實施例中，儘管把纏繞線圈用作驅動線圈，並且隔膜和驅動線圈是分離的構件，但能如實施例4中所示集成隔膜和驅動線圈。
(實施例6)參照附圖將描述提供有如本發明實施例1至3和5中所示電聲轉換器的一種類型的電子設備的蜂窩電話。圖18A是蜂窩電話的正視圖，圖18B是其斷開的側視圖，及圖19是方塊圖，表示蜂窩電話的示意配置。
在圖18A和18B中，整個蜂窩電話指示為601，其中一個聲音孔603提供在蜂窩電話的外殼602的上部中，並且如上述實施例中所示的一個電聲轉換器604提供在這部分內。提供電聲轉換器604，從而一個提供在其殼體中的聲音孔面對著聲音孔603。
在圖19中，一根天線610連接到發射/接收電路620上。一個呼叫信號發生電路631和一個麥克風632連接到發射/接收電路620上，並且電聲轉換器604連接到呼叫信號發生電路631上。另外，發射/接收電路620帶有一個解調部分621、一個調製部分622、一個信號切換部分623及一個應答機功能部分624。
天線610接收從最近基站輸出的無線電波，並且把無線電波發射到基站。解調部分621是一個解碼已經從天線610輸入的調製波、並且把調製波轉換成一個接收信號的電路，然後把接收信號提供給信號切換部分623。信號切換部分623是一個按照接收信號的內容切換信號過程的電路。在接收信號是呼叫信號的情況下，它提供給呼叫信號發生電路631，在接收信號是語音聲音信號的情況下，它提供給電聲轉換器604，及在接收信號是來自應答機的語音聲音信號的情況下，它提供給應答機功能部分624。應答機功能部分624由例如一個半導體存儲器形成。在通電時用於應答機的消息由應答機功能部分624記錄。在當蜂窩電話在服務區外或當斷電時用於應答機的消息由在基站中的存儲器件記錄。
呼叫信號發生電路631是一個產生提供給電聲轉換器604的呼叫信號的電路。
一個緊湊麥克風632以在常規蜂窩電話中相同的方式作為一個電聲轉換器提供。調製部分622是一個調製已經由麥克風632轉換的撥號信號或語音聲音信號、並且把它們輸出到天線610的電路。
下面將描述蜂窩電話的操作。天線610接收從基站輸出的無線電波。解調部分621解調一個接收的基帶信號。當信號切換電路623檢測到來自到達信號的呼叫信號時，把到達信號輸入到呼叫信號發生電路631，以便通知進來呼叫的蜂窩電話的用戶。
當呼叫信號發生電路631接收到這樣一種到達信號時，它輸出一個用於在可聽波段中的純音調或用於純音調的複合音調的信號的呼叫信號。通過聽到從電聲轉換器604經提供在蜂窩電話中的聲音孔603輸出的這種鈴聲，通知用戶進來呼叫。
當蜂窩電話在接收呼叫時處於使用狀態下時，在調節接收信號的電平之後，信號切換部分623直接把一個語音聲音信號輸出到電聲轉換器604。電聲轉換器604作為一個接收器或作為一個揚聲器操作，以便再現一個語音聲音信號。
另外，用戶的語音聲音由麥克風632控制，並且轉換成一個電信號，以便輸入到調製部分622。然後，調製語音聲音信號，並且轉換成一個預定載波，以便從天線610輸出。
在蜂窩電話的用戶已經通電並且已經設置蜂窩電話從而應答機處於致動狀態的情況下，發射的語音聲音記錄在應答機功能部分624中。在蜂窩電話的用戶已經斷電的情況下，發射的語音聲音臨時記錄在基站處。然後，當用戶藉助於鍵操作對應答機進行再現請求時，信號切換部分623接收這種請求，並且從應答機功能部分624和從基站獲得記錄的信息。然後把這種語音聲音信號調節成在適用於揚聲器的電平下，並且輸出到電聲轉換器604。在這時，電聲轉換器604作為一個接收器或作為一個揚聲器操作，以便輸出消息。
這裡，在實施例6中，儘管電聲轉換器直接附著到外殼上，但它能附著到裝入蜂窩電話中的基片上，以便經一個聲頻埠連接到外殼上。另外，當電聲轉換器附著到諸如PDA、電視、個人計算機、汽車導航系統等之類的另一種類型的電子設備上時，得到相同的操作和效果。
電聲轉換器能裝入各種類型的電子設備中，從而能實現能再現警報聲、語音聲等的電子設備。
要理解，儘管用最佳實施例描述了本發明，但在本發明的範圍和精神內，熟悉本專業的技術人員可以想到各種其它實施例和變更，並且所述其它實施例和變更可由如下權利要求書涵蓋。
提出於2001年10月9日和提出於2002年5月10日的日本優先權申請No.2001-310914和No.2002-135152的原文在此引入作為參考。
權利要求
1.一種電聲轉換器，包括一個隔膜；一個外殼，支撐所述隔膜；一個第一和第二磁鐵，放置成彼此面對著和面對著所述隔膜的每個表面，從而隔膜放置在所述磁鐵之間，並且磁鐵在彼此相反且與其中所述隔膜振動的方向相平行的方向上磁化；及一個驅動線圈，提供在所述隔膜上，其中所述驅動線圈提供在包括連接所述第一和第二磁鐵的外周緣的線的一個位置處。
2.根據權利要求1所述的電聲轉換器，其中所述隔膜具有從由圓形、矩形、和橢圓形組成的組群中選擇的一種形式。
3.根據權利要求1所述的電聲轉換器，其中所述第一和第二磁鐵具有從由圓柱形、長方體形、和橢圓柱形組成的組群中選擇的一種形式。
4.根據權利要求1所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈具有從由圓形、矩形、和橢圓形組成的組群中選擇的一種形式。
5.根據權利要求1所述的電聲轉換器，進一步包括一個第一磁軛，在所述第一磁鐵周緣的至少一部分中形成一條磁路；和一個第二磁軛，在所述第二磁鐵周緣的至少一部分中形成一條磁路。
6.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中所述第一和第二磁軛相對於所述隔膜放置在所述第一和第二磁鐵外。
7.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中提供所述第一和第二磁軛，以便包圍除面對著所述隔膜的表面外圍繞所述第一和第二磁鐵的表面。
8.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈是矩形的，所述第一和第二磁鐵是長方體形的，及圍繞通過延伸所述第一和第二磁鐵的每一個的至少兩側得到的外周緣，提供所述第一和第二磁軛。
9.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中氣隙提供在所述第一磁軛與所述第一磁鐵的外周緣之間和在所述第二磁軛與所述第二磁鐵的外周緣之間。
10.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中所述外殼的至少一部分包括所述第一和第二磁軛。
11.根據權利要求5所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈提供在所述第一和第二磁軛的外周緣部分內。
12.根據權利要求1所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈與所述隔膜整體地形成。
13.根據權利要求12所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈沉積或印刷在所述隔膜上。
14.根據權利要求12所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈由第一和第二驅動線圈形成，並且所述第一和第二驅動線圈分別形成在所述隔膜的上表面上和下表面上。
15.根據權利要求13所述的電聲轉換器，其中所述隔膜通過層疊第一和第二隔膜形成，並且所述驅動線圈通過插入在所述第一和第二隔膜之間提供。
16.根據權利要求1所述的電聲轉換器，其中所述電聲轉換器具有這樣一種配置，至少一個聲音孔提供在所述外殼的上和下表面及側壁的至少一個中。
17.一種電聲轉換器，包括一個隔膜；一個外殼，支撐所述隔膜；一個第一和第二磁鐵，放置成彼此面對著和面對著所述隔膜的每個表面，從而隔膜放置在所述磁鐵之間，並且磁鐵在一個徑向上磁化，該徑向的中心軸穿過作為中心的所述隔膜中心；及一個驅動線圈，提供在所述隔膜上。
18.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈提供在一個其中所述第一和第二磁鐵在與所述隔膜的振動方向相垂直的方向上產生最高磁通密度的位置中。
19.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述隔膜具有從由圓形、矩形、和橢圓形組成的組群中選擇的一種形式。
20.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述第一和第二磁鐵具有從由圓柱形、長方體形、和橢圓柱形組成的組群中選擇的一種形式。
21.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈具有從由圓形、矩形、和橢圓形組成的組群中選擇的一種形式。
22.根據權利要求17所述的電聲轉換器，進一步包括一個第一磁軛，在所述第一磁鐵周緣的至少一部分中形成一條磁路；和一個第二磁軛，在所述第二磁鐵周緣的至少一部分中形成一條磁路。
23.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中所述第一和第二磁軛相對於所述隔膜放置在所述第一和第二磁鐵外。
24.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中提供所述第一和第二磁軛，以便包圍除面對著所述隔膜的表面外圍繞所述第一和第二磁鐵的表面。
25.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈是矩形的，所述第一和第二磁鐵是長方體形的，及圍繞通過延伸所述第一和第二磁鐵的每一個的至少兩側得到的外周緣，提供所述第一和第二磁軛。
26.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中氣隙提供在所述第一磁軛與所述第一磁鐵的外周緣之間和在所述第二磁軛與所述第二磁鐵的外周緣之間。
27.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中所述外殼的至少一部分包括所述第一和第二磁軛。
28.根據權利要求22所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈提供在所述第一和第二磁軛的外周緣部分內。
29.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈與所述隔膜整體地形成。
30.根據權利要求29所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈沉積或印刷在所述隔膜上。
31.根據權利要求29所述的電聲轉換器，其中所述驅動線圈由第一和第二驅動線圈形成，並且所述第一和第二驅動線圈分別形成在所述隔膜的上表面上和下表面上。
32.根據權利要求30所述的電聲轉換器，其中所述隔膜通過層疊第一和第二隔膜形成，並且所述驅動線圈通過插入在所述第一和第二隔膜之間提供。
33.根據權利要求17所述的電聲轉換器，其中所述電聲轉換器具有這樣一種配置，至少一個聲音孔提供在所述外殼的上和下表面及側壁的至少一個中。
34.一種電子設備，包括根據權利要求1所述的電聲轉換器。
35.一種電子設備，包括根據權利要求17所述的電聲轉換器。
全文摘要
本發明提供一種電聲轉換器和電子設備。一個第一磁鐵提供在一個上部殼體中並且一個第二磁鐵提供在一個下部殼體中，從而這些磁鐵彼此面對著。這些磁鐵在相反方向上磁化。一個帶有驅動線圈的隔膜放置在這些磁鐵之間。因而，從各個磁鐵發射的磁通在與磁通發射的初始方向近似垂直的方向上彎曲。在磁場中，在輻射方向上與驅動力成比例的磁通分量佔優勢，並且相對于振動方向是對稱的。因此，增大再現聲音的聲壓，並且能減小由驅動力的非對稱性引起的二次諧波失真。
文檔編號H04R9/04GK1411313SQ0214574
公開日2003年4月16日 申請日期2002年10月8日 優先權日2001年10月9日
發明者薄木佐和子, 佐伯周二 申請人:松下電器產業株式會社