CN1411313A - 电声转换器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电声转换器和电子设备。一个第一磁铁提供在一个上部壳体中并且一个第二磁铁提供在一个下部壳体中，从而这些磁铁彼此面对着。这些磁铁在相反方向上磁化。一个带有驱动线圈的隔膜放置在这些磁铁之间。因而，从各个磁铁发射的磁通在与磁通发射的初始方向近似垂直的方向上弯曲。在磁场中，在辐射方向上与驱动力成比例的磁通分量占优势，并且相对于振动方向是对称的。因此，增大再现声音的声压，并且能减小由驱动力的非对称性引起的二次谐波失真。

Description

电声转换器和电子设备

技术领域

本发明涉及一种安装到例如蜂窝电话或寻呼机上、并且在接收呼叫时用来产生警报声、乐曲声和语音声的电声转换器，并且也涉及一种其内部装有这样一种电声转换器的电子设备，如蜂窝电话、PDA(个人数字助手)、电视、个人计算机、汽车导航系统等。

技术背景

由蜂窝电话、PDA等代表的电子设备的厚度减小和消耗功率量的减小一直在进步，并且也希望安装到这样的电子设备上的电声转换器的厚度能进一步减小和效率能进一步提高。因此，为了实现厚度减小和效率提高已经发明了图1中所示的一种电声转换器(日本未审查专利出版物No.H8(1996)-140185)。

在这种电声转换器中，一个壳体20由一个其一端打开的圆柱形盖1、和一个其一端也打开的圆柱支架2形成，圆柱形盖1和圆柱支架2彼此连接。在盖1中以圆形形式提供用于声音释放的多个小孔11。一个磁铁3以与盖1的同轴方式固定在盖1内。

一个盘形的隔膜4放置在壳体20内以便在隔膜4与磁铁3的下表面之间具有一个间隙G，其中隔膜4的外周缘部分放置和固定在盖1与支架2之间。一个驱动线圈5固定在隔膜4的下表面上，以便与磁铁3同轴。一个允许电流流过驱动线圈5的电极6固定在支架2的底表面处。一根来自驱动线圈5的引线(未表示)连接到电极6的一个边缘部分上。

在这样一种电声转换器中，磁通从磁铁3在近似垂直于磁铁表面的方向上从磁铁的中心部分发射，以便穿透驱动线圈5。另一方面，磁通从磁铁周缘部分的表面以径向形式传播，以便对角地穿透驱动线圈5。当电流流过在这样一种磁场中的驱动线圈5时，产生一个驱动力，以便在垂直于隔膜4的方向上施加到驱动线圈5上，从而隔膜上下振动，导致声音的产生。在这种电声转换器的情况下，由于磁通从磁铁的直接发射，一个磁轭或中心磁极就变得没有必要，因此能减小换能器的厚度。另外，因为能自由地确定驱动线圈5的缠绕宽度，所以能控制阻抗值，结果由于高阻抗，功率消耗量就能够减小。

然而，在驱动线圈5中产生的驱动力与垂直于流经驱动线圈5的电流方向和垂直于隔膜4的振动方向的磁通成比例。由于在常规电声转换器中占优势的是平行于振动方向的磁通，而不是垂直于振动方向的磁通。因此足够的驱动力较低，并且所再现声音的声压变得较低。

另外，从磁铁发射的磁通与离开磁铁的距离成比例地减小。即，在驱动线圈中产生的驱动力在其中隔膜从中位到向上方向，即在离开磁铁的方向上，振动的情况、与其中隔膜从中位到向下方向，即在接近磁铁的方向上，振动的情况之间不同。有这样一个问题：这种不对称引起对于驱动力的失真，从而导致所再现声音变坏。

另外，在一般电动型电声转换器的情况下，一个驱动线圈插入在由磁铁、磁轭和中心磁极形成的磁路中的磁隙中。因此，在与圆形形状比较具有不等形状，如椭圆或矩形形状的驱动线圈插入在磁隙中的情况下，驱动线圈在振动时容易与磁隙接触。这在某些情况下可能引起异常声音。为了避免这种现象而加宽磁隙会导致所再现声音的声压减小。因此，当把这样一种电动型电声转换器的形状制成椭圆形或矩形时，会使纵横比受到限制。

发明内容

本发明的一个目的在于，实现一种电声转换器，此电声转换器增大在驱动线圈中产生的驱动力并且使其相对于振动方向对称从而增大所再现声音的声压，并且从而能以较低失真再现声音、和使用此种电声转换器的电子设备。

本发明的一种电声转换器包括：一个隔膜；一个支撑隔膜的外壳；一个第一和第二磁铁，此两磁铁放置成彼此面对着和面对着隔膜的每个表面，以致把隔膜放置在磁铁之间，并且磁铁在平行于隔膜振动方向的彼此相反的方向上磁化；及一个提供在隔膜上的驱动线圈，其中驱动线圈提供成包括连接第一和第二磁铁的外周缘的线。

另外，根据本发明的一种电声转换器包括：一个隔膜；一个外壳，支撑隔膜；一个第一和第二磁铁，此两磁铁放置成彼此面对着和面对着隔膜的每个表面，以致把隔膜放置在磁铁之间，并且磁铁在具有中心轴穿过作为中心的隔膜中心的径向上磁化；及一个提供在隔膜上的驱动线圈。

本发明的电子设备是具有任一种这些电声转换器的电子设备。

附图的简要说明

图1是根据先有技术的电声转换器的截面图；

图2A是根据本发明实施例1的电声转换器的截面图；

图2B是根据实施例1的第一和第二磁铁的平面图；

图2C是根据实施例1的驱动线圈的平面图；

图3是根据实施例1的电声转换器的装配配置图；

图4表明根据实施例1由于第一和第二磁铁产生的磁通向量；

图5是曲线图，表示根据实施例1在径向离开中心轴的距离与磁通密度之间的关系；

图6是曲线图，表示根据实施例1在振动方向上离开间隙中心的距离与磁通密度之间的关系；

图7表明实施例1的边缘的例子；

图8是根据本发明实施例2的电声转换器的截面图；

图9表明根据实施例2由于第一和第二磁铁产生的磁通向量；

图10是曲线图，表示根据实施例2在径向离开中心轴的距离与磁通密度之间的关系；

图11是根据本发明实施例3的电声转换器的截面图；

图12是根据实施例3的电声转换器的立体图；

图13A是示意图(1)，表示根据实施例3在磁铁与磁轭之间的关系；

图13B是示意图(2)，表示根据实施例3在磁铁与磁轭之间的关系；

图13C是示意图(3)，表示根据实施例3在磁铁与磁轭之间的关系；

图13D是示意图(4)，表示根据实施例3在磁铁与磁轭之间的关系；

图13E是示意图(5)，表示根据实施例3在磁铁与磁轭之间的关系；

图14A是根据本发明实施例4的隔膜和驱动线圈的平面图；

图14B是根据实施例4的隔膜和驱动线圈的截面图；

图14C是根据实施例4的隔膜和驱动线圈的部分放大截面图；

图15A是根据实施例4另一个例子的隔膜和驱动线圈的侧视图；

图15B是根据实施例4另一个例子的隔膜和驱动线圈的部分放大截面图；

图16A是根据本发明实施例5的电声转换器的立体图；

图16B是根据实施例5的电声转换器的截面图；

图17A是根据实施例5的第一和第二磁铁的平面图；

图17B是根据实施例5的驱动线圈的平面图；

图17C是根据实施例5的隔膜的平面图；

图18A是根据本发明实施例6的蜂窝电话的主视图；

图18B是根据本发明实施例6的蜂窝电话的侧视图；

图19是方块图，表示根据本发明实施例6的蜂窝电话的示意配置。

最佳实施例的详细描述

(实施例1)

现在将参照图2至7描述本发明实施例1的电声转换器。图2A是电声转换器的截面图，图2B是第一和第二磁铁的平面图，及图2C是驱动线圈的平面图。图3是这种电声转换器的装配配置图，及图4表明由于第一和第二磁铁产生的磁通向量。图5是曲线图，表示在径向在间隙G的中心部分中离开中心轴107的距离与磁通密度之间的关系。图6是曲线图，表示在驱动线圈的位置处在振动方向上离开间隙G的中心部分的距离与磁通密度之间的关系。

本实施例的电声转换器按如下形成。一个第一磁铁101和一个第二磁铁102分别保持在一个上部壳体103和一个下部壳体104中，如图2和3中所示。上部壳体103和下部壳体104是圆柱形构件，并且在装配时形成一个外壳。另外，它们在其中心部分处保持一个带有一个驱动线圈105的隔膜106，从而隔膜106自由地振动。第一和第二磁铁101和102是圆柱形的，并且是例如具有44MGOe的能量乘积的钕磁铁。此外，它们在相反方向上磁化。例如在一种情况下，在向上方向上，即在从第二磁铁到第一磁铁的方向，磁化第一磁铁101，而在向下方向上，即在从第一磁铁到第二磁铁的方向上，磁化第二磁铁102。

第一和第二磁铁101和102分别固定在上部壳体103和下部壳体104上，从而通过各个中心的中心轴107彼此重合。上部壳体103和下部壳体104由非磁性材料，例如诸如PC(聚碳酸酯)之类的树脂材料制成。通气孔108提供在上部壳体103和下部壳体104的上和下表面中，如图中所示。另外，驱动线圈105附着到隔膜106上，以便与第一和第二磁铁101和102同轴。驱动线圈105例如使用粘合剂粘结到隔膜106上。然后，隔膜106的周缘部分插入在上部壳体103与下部壳体104之间，并且由它们固定，从而把驱动线圈105在振动方向上定位在第一和第二磁铁101和102之间的中心处。这里，其中提供驱动线圈105的位置包括连接第一和第二磁铁101和102的外周缘的线。

下面将描述按以上形成的电声转换器的操作。在交变电流电信号没有输入到驱动线圈105中的情况下，由于第一和第二磁铁101和102而产生在图4中表示的磁通。由于第一和第二磁铁101和102在相反方向上磁化，所以从各个磁铁发射的磁通彼此排斥，并且结果，磁通向量弯曲，以便近似垂直于发射方向和形成一个由垂直于振动方向的磁通组成的磁场。

在这样一种静态磁场中，在径向离开间隙G的中心，即离开中心轴107，的距离与磁通密度之间的关系例如如成图5的曲线A所示。如图5中所示，第一和第二磁铁101和102的外周缘与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处的磁通密度。因而，放置驱动线圈105，从而驱动线圈105在径向的近似中心位于连接第一和第二磁铁101和102的外周缘的线上，以便以最有效的方式得到驱动力。

其次，在一个交变电流信号输入到驱动线圈105中的情况下，与垂直于流经驱动线圈105的电流方向和垂直于隔膜106的振动方向的磁通成比例地产生驱动力。这种驱动力使粘结到驱动线圈105上的隔膜106振动，从而这种振动作为声音发射。

如图4和5中所示，从第一和第二磁铁101和102发射的磁通向量由垂直于流经驱动线圈105的电流方向和垂直于隔膜106的振动方向的磁通支配。此外，放置驱动线圈105，从而使磁通密度变得具有最大值，并因此得到一个较大驱动力。结果，再现声音的声压变得较高。

图5作为曲线B表示在其中一个磁铁具有第一和第二磁铁之和的相同能量乘积和相同体积的常规配置中在径向的磁通密度分量。从图中可以清楚的看出，常规配置具有较低的磁通密度波峰，而与之相比，本实施例的配置具有比常规配置的声压近似高2dB的再现声音声压。

图6表示在振动时在驱动线圈的位置处在振动方向上离开间隙G的中心部分的距离与磁通密度之间的关系。表示为间隙中心的点指示没有输入交变电流信号的初始位置。通过输入交变电流信号，隔膜106开始从初始位置到向上和向下方向振动，并且在图6中的向左和向右方向上移动。如图6中曲线C所示，所得对称性与振幅相关，在第一和第二磁铁101和102存在的情况下把间隙中心作为基准。然而，在具有一个磁铁的常规结构中，所得非对称性与振幅相关，如曲线D所示。驱动力的这种非对称性，作为二次失真，引起声音质量的下降。即，根据本实施例，采用一种使用第一和第二磁铁101和102的磁路结构，并因此能减小二次失真，并且实现较高声音质量。

这里，尽管在本实施例中把钕磁铁用于第一和第二磁铁101和102，但按照目标声压、形式等能使用诸如铁氧体、钐钴那些等之类的磁铁。

另外，尽管在图2中隔膜106的形式近似是平的，但能提供一个边缘部分110，以便满足最小谐振频率和最大振幅要求。边缘部分110能具有半圆形边缘110A、椭圆形边缘110B、锥形边缘110C、波浪形边缘110D等的横截面，如图7中所示。

这里，在本实施例中，尽管把非磁性材料用于上部壳体103和下部壳体104，但也能使用磁性材料。通过使用磁性材料，能减小第一和第二磁铁到外壳侧的磁通泄漏。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁铁101和102是圆柱形的，但它们能是其它形式的，如长方体形或椭圆体形。

在这样一种情况下，使电声转换器的外形是矩形或椭圆形的，并且能使隔膜相应地是矩形或椭圆形的。另外，由于结构不要求把驱动线圈插入到磁隙中，所以能实施具有较大纵横比的长形电声转换器。

这里，在本实施例中，尽管通气孔108提供在上部壳体103和下部壳体104的上和下表面中，但它们能提供在侧表面中，从而横向发射再现声音。

如上所述，至少一个声音孔以这样一种方式提供在外壳的上和下表面及侧壁的至少一个中，从而配置允许由隔膜产生的声音从声音孔发射。由此借助于声音孔能防止在由隔膜和外壳形成的空间中归因于引起的空气压力增大的隔膜最小谐振频率的增大。特别是，在外壳是长方体的配置中能使附着所要求的宽度相当窄，其中声音孔在纵向提供在侧壁中，从而从这些声音孔发射声音。

(实施例2)

图8是根据本发明实施例2的电声转换器的截面图，而图9表明由第一和第二磁铁产生磁通向量。实施例2的电声转换器按如下形成。一个上部壳体103和一个下部壳体104与实施例1中的相同，并且一起形成一个外壳。一个第一磁铁201和一个第二磁铁202分别附着到上部壳体103和下部壳体104上。第一和第二磁铁201和202是圆柱形的，并且固定到上部壳体103和下部壳体104上，从而其各个中心与中心轴203重合。另外，一个驱动线圈204附着在隔膜205上，以便相对于中心轴203与隔膜205同心。此外，隔膜205的周缘放置在上部壳体103与下部壳体104之间，以便以与实施例1相同的方式固定。隔膜205是一个薄板形的构件，并且其外周缘部分装有一个边缘部分206。

隔膜205仅在中心部分具有扁平形，并且其横截面是半圆形的边缘部分206提供在外周缘部分中，由此与扁平形的隔膜相比能增大振幅。另外，通气孔207提供在上部壳体103和下部壳体104的侧面中。由此，能把电声转换器在与实施例1中不同的方向上附着到电子设备上。

对于第一和第二磁铁201和202的磁化方向，在从中心轴203到磁铁外周缘的方向上，即在径向，都磁化这些磁铁，如图8中所示。下文，这种磁化称作径向磁化。

图9表明磁通向量。径向磁化第一和第二磁铁201和202，以便在相应外周缘中具有相同磁极。由于以这样一种方式磁化的第一和第二磁铁201和202放置成彼此面对着，所以从相应磁铁发射的磁通彼此排斥，并且作为结果，一个径向分量占优势的磁场形成在磁隙中。驱动线圈204放置在其中磁通密度在该磁隙中成为最大的位置处。当把一个交变电流信号输入到驱动线圈204时，产生一个驱动力，从而隔膜205由于该驱动力而振动，并且以与实施例1中相同的方式发射声音。

图10表示在径向离开中心轴203的距离与磁通密度之间的关系。一个其中径向分量占优势的近似均匀磁场形成在离开中心轴203一段距离的预定范围中，并因此一个宽扁平部分存在，如曲线E所示。因而，能保证驱动线圈204安装的宽范围。因此，通过增大驱动线圈的匝数、长度等，能增强驱动力。另外，由于磁通密度近似均匀地分布，并且在振动方向的磁通密度在驱动线圈204的位置处变化很小。这里，在图10中的曲线F是根据先有技术的曲线。

由于提供在隔膜两侧的第一和第二磁铁的磁化在垂直于隔膜振动方向的方向上，并且隔膜具有以上述方式穿过作为基准的隔膜中心的中心轴，所以能高效地利用磁铁。另外，由于保证了驱动线圈安装的宽范围，所以能自由地设计驱动线圈和隔膜的形式。

这里，在本实施例中，尽管半圆形的边缘206提供在隔膜205的外边缘部分中，但边缘206的横截面形式不限于此。它能确定以便满足最小谐振频度和最大振幅要求，并且能具有图7中所示的波浪形、椭圆形或锥形。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁铁201和202分别由径向磁化的磁铁制成，但磁铁能在磁化之前划分成几片，以便通过重新组合它们实现径向磁化。

这里，尽管把非磁性材料用于上部壳体103和下部壳体104，但能使用磁性材料。通过使用磁性材料，能减小从第一和第二磁铁到外壳的磁通泄漏。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁铁201和202是圆柱形的，但它们按照电声转换器的外形可以是其它形式的，如椭圆圆柱形或长方体形。

这里，在本实施例中，尽管通气孔207提供在上部壳体103和下部壳体104的侧壁上，但它们能提供在上和下表面上。

(实施例3)

图11是根据本发明实施例3的电声转换器的截面图，而图12是其立体图。本实施例的电声转换器按如下形成。绕第一和第二磁铁301和302提供第一和第二磁轭303和304。第一和第二磁轭303和304由诸如铁之类的磁性材料制成。然后，第一和第二磁轭303和304、上部壳体305和下部壳体306以支架形式形成一个外壳。另外，一个带有驱动线圈307的隔膜308保持在外壳的中心部分中，从而隔膜能自由地振动。一个弧形边缘309提供在隔膜308的外周缘部分中。第一和第二磁铁301和302是圆柱形的，并且由其能量乘积是例如44MGOe的钕磁铁制成。此外，磁化方向彼此相反，并且在例如在向上方向上，即在从第二磁铁到第一磁铁的方向上，磁化第一磁铁301的情况下，在向下方向上，即在从第一磁铁到第二磁铁的方向上，磁化第二磁铁302。

第一和第二磁铁301和302分别固定到磁轭303和304上，从而穿过磁铁各个中心的轴310彼此重合。通气孔311提供在磁轭303和304的上表面和下表面上，如图中所示。另外，驱动线圈307附着到隔膜308上，以便与第一和第二磁铁301和302同心。驱动线圈307例如使用粘合剂粘结到隔膜308上。然后，隔膜308的周缘部分放置和固定在上部壳体305与下部壳体306之间，从而驱动线圈307布置在第一和第二磁铁301和302之间在振幅方向上的中心处。通气孔311提供在磁轭303和304中。

下面描述按以上形成的电声转换器的操作和效果。当把交变电流信号输入到驱动线圈307中时，以与实施例1中相同的方式产生驱动力，并且粘结到驱动线圈307上的隔膜308由于这种驱动力而振动，以便发射声音。

添加第一和第二磁轭303和304以围绕第一和第二磁铁301和302，从而第一磁铁301和第一磁轭303、以及第二磁铁302和第二磁轭304分别形成磁路径。因此，从第一和第二磁铁301和302发射的磁通借助于第一和第二磁轭303和304引导到磁隙G，从而在磁隙G内的磁通密度变高。在本实施例的情况下，把驱动线圈307放置在其中磁通密度在该磁隙G内变得最大的位置处，即放置驱动线圈307，从而位置包括连接第一和第二磁铁301和302的外周缘的线。

结果，磁通密度也在驱动线圈307的位置处变高，并因此与磁通密度成比例的驱动力变大，导致再现声音声压的增大。在使用具有7mm直径和0.5mm高度的钕磁铁的情况下，在驱动线圈307处得到的磁通密度变得比其中第一和第二磁轭不存在的情况大1.5倍，并且声压变得高3.8dB。另外，通过提供磁轭，能防止到电声转换器外侧的磁通泄漏。

分别以上述方式绕第一和第二磁铁提供第一和第二磁轭，由此来自第一和第二磁铁的磁通借助于第一和第二磁轭会聚。因此，进一步增大在驱动线圈处产生的驱动力，从而再现声音的声压变得更高。

这里，在本实施例中，尽管第一磁轭和上部壳体、以及第二磁轭和下部壳体分别是分离件，但它们能是分别由磁性材料制成的整体件。由此，能减小元件数量。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁铁301和302是圆柱形的，但它们按照电声转换器的外形能具有其它形式，如椭圆圆柱形或长方体形。

这里，在本实施例中，一个缝隙提供在第一和第二磁轭的内周缘部分与第一和第二磁铁的外周缘部分之间。图13A是示意图，表示在这样的磁轭与磁铁之间的关系。与此相反，第一和第二磁铁301和302的外周缘部分与第二磁轭303和304的内周缘部分能进行直接接触而没有缝隙，如在图13B的示意图中所示，以便减小电声转换器的外径或以便扩大提供在隔膜外周缘部分中的弧形部分。另外，如图13C中所示，一个磁轭320只能提供在磁铁301和302的侧面上，并且在这种情况下，磁轭320也能与磁铁进行直接接触，如图13D中所示。此外，磁轭321能放置在磁铁的平表面部分上，如图13E中所示。在这时，在第一和第二磁铁是长方体形的情况下，围绕不相对隔膜的至少两侧的延长外周缘提供第一和第二磁轭。磁轭不放置在面对着隔膜的部分中，如图13A至13E的所有图中所示。

这里，尽管图13A至13D表示在面对着隔膜的侧面上的相同平面中的磁铁表面和磁轭表面，但它们能形成以便不在相同平面内，此平面按照隔膜的形式、最大振幅值等带有台阶。

这里，在本实施例中，尽管通气孔311提供在磁轭303和304的上和下表面上，但它们能提供在上部壳体305和下部壳体306中，以便发射再现的声音。

(实施例4)

图14A是根据本发明实施例4的隔膜和驱动线圈的平面图，图14B是沿图14A的线A-B得到的截面图，及图14C是图14B圆圈部分的放大截面图。这些图表示对其附着驱动线圈403的隔膜404。对于其它元件，使用与在实施例1至3中的相同的元件用来形成电声转换器。隔膜404按实施例1中的相同方式是扁平盘形的。

本实施例与其它实施例的不同之处在于，驱动线圈403与隔膜404是集成在一起的。下面将描述是用来整体形成驱动线圈403和隔膜403的一种技术的蚀刻方法。首先，使用粘合剂把铜层粘合到例如由聚酰亚胺制成的隔膜基座上。一个光致抗蚀剂层形成在其顶部上，并且然后曝光和显影，以便在铜上以线圈形式形成防蚀涂层。其次，执行蚀刻，然后除去保护层，由此一根线圈导线形成在隔膜基座上。一个驱动线圈能形成在隔膜404的一个表面上，或者驱动线圈能形成在隔膜404的两个表面上。图14B和14C表示，根据这种方法把第一和第二线圈403A和403B形成在隔膜404的前和后表面上，并且它们连接以形成驱动线圈。

这里，尽管蚀刻方法表示为用于集成的技术，但能使用附加方法。

这里，在本实施例中，尽管驱动线圈具有一种双层结构，但它能具有一种一层结构，或者能层叠三个或多个层。

参照图15解释另一种集成技术。图15A是侧视图，表示对其附着驱动线圈413的隔膜，并且图15B是其多个放大截面图。在这个例子中，在驱动线圈413放置在两个隔膜之间的形成时，使用第一和第二隔膜414A和414B，由此形成隔膜414A-驱动线圈413-隔膜414B的夹持结构。

通过以这样一种方式集成驱动线圈和隔膜，能减小在振动时在驱动线圈中产生的应力。因而，能避免驱动线圈的损坏，并且能提高可靠性。

通过沉积、印刷等方法驱动线圈与隔膜整体地形成，而不用缠绕，并因此耐受力增大。另外，由于省略粘合过程和引出布线，所以自动生产变得可能，并且在较大振动时能提高可靠性。

(实施例5)

参照附图将描述本发明实施例5的电声转换器。图16A是电声转换器的立体图，并且图16B是其截面图。图17A是第一和第二磁铁的平面图，图17B是驱动线圈的平面图，及图17C是隔膜的平面图。

电声转换器按如下形成。在图16A和16B中绕第一和第二磁铁501和502提供第一和第二磁轭503和504。第一和第二磁轭503和504由诸如例如铁之类的磁性材料制成。然后，第一和第二磁轭503、504、支架形的一个上部壳体505和一个下部壳体506形成一个外壳。上部壳体505和下部壳体506由非磁性材料制成，并且由诸如例如PC(聚碳酸酯)之类的树脂材料制成。另外，一个带有一个驱动线圈507的隔膜508保持在壳体之间在外壳的中心处，从而隔膜508能自由地振动。隔膜508在周缘部分中带有一个弧形边缘509。第一和第二磁铁501和502是长方体形的，并且是具有例如38MGOe能量乘积的钕磁铁。此外，其磁化方向相对于作为基准的隔膜振动方向彼此相反，并且在例如在向上方向上，即在从第二磁铁到第一磁铁的方向上，磁化第一磁铁501的情况下，在向下方向上，即在从第一磁铁到第二磁铁的方向上，磁化第二磁铁502。

第一和第二磁铁501和502固定到磁轭503和504上，以便共享穿过相应磁铁中心的中心轴510、以及长轴和短轴。另外，通气孔511和512分别提供在上部壳体505的侧面上和第二磁轭504的底部上。另外，驱动线圈507以与第一和第二磁铁501和502相同的方式具有矩形形式，并且附着到隔膜508上，从而长轴和短轴彼此重合。驱动线圈507例如使用粘合剂粘结到隔膜508上。然后，隔膜508的周缘部分放置和固定在上部壳体505和下部壳体506之间，从而驱动线圈507在振动方向上布置在第一和第二磁铁501和502之间的中心处。另外，隔膜508的外形是椭圆形，并且对其附着驱动线圈507的外部是近似的半圆形。

下面描述按以上形成的电声转换器的操作和效果。

第一和第二磁铁501、502及第一和第二磁轭503、504形成一个磁场。驱动线圈507放置在其磁隙G内，从而磁通密度变得具有最大值。当把交变电流信号输入到驱动线圈507中时，产生一个驱动力，并且该驱动力使粘结到驱动线圈507上的隔膜508振动，以便以与实施例1中相同的方式发射声音。另外，第一和第二磁轭503和504围绕第一和第二磁铁501和502，从而第一磁铁501和第一磁轭503、以及第二磁铁502和第二磁轭504分别形成磁路径。由此，从第一和第二磁铁501和502发射的磁通借助于第一和第二磁轭引导到磁隙G，以便以与实施例3中相同的方式在磁隙G中得到较高磁通密度。

本实施例与实施例1和实施例3的不同之处在于，第一和第二磁铁501、502及驱动线圈507具有矩形形式，并且隔膜508的外形近似是椭圆形，而且，表示在本实施例中的电声转换器的外形是长方体形。另外，通气孔511和512提供在表示在本实施例中的电声转换器的下部表面中和侧面中。

由于电声转换器制成长方体形，所以能改进在蜂窝电话中或在诸如PDA之类的可携带信息终端中在装配时的体积因数。

另外，通气孔511提供在上部壳体505中，由此带有通气孔511的表面能用作附着到电子设备上的表面，从而能实现带有长声音孔的电声转换器。

因为处理原因，与形成椭圆或矩形形式的圆形形式相比，形成通过缠绕铜导线制备的驱动线圈是困难的。特别是，在具有大纵横比的情况下，使线圈的缠绕宽度均匀是困难的。

在根据本实施例的电声转换器中，不必像在常规电动型电声转换器中那样把驱动线圈插入在磁隙中，而是，驱动线圈能在第一和第二磁铁501和502之间的空隙中存在。因此，不必使驱动线圈507的缠绕宽度均匀。结果，自由地设计驱动线圈507的纵横比，从而能实现具有大纵横比的椭圆形或矩形电声转换器。

在本实施例中，尽管通气孔511和512提供在侧部和底部表面中，从而把带有通气孔511的表面用于附着，但通气孔能提供在来自形成电声转换器的六个表面中的任何表面中。另外，有可能使用任何表面作为用于附着的表面。

这里，在本实施例中，一个气隙提供在第一和第二磁轭的内周缘部分与第一和第二磁铁的外周缘部分之间。然而，第一和第二磁铁的外周缘部分及第一和第二磁轭的内周缘部分能进行没有气隙的彼此接触，以便减小电声转换器的外形尺寸、或增大在驱动线圈与外壳之间的距离等。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁轭及外壳由分离的构件形成，但能使用由磁性材料制成的整体件。结果，能减小元件数量。

这里，在本实施例中，尽管第一和第二磁铁具有长方体形，并且驱动线圈具有矩形，但它们分别能是椭圆圆柱形和椭圆形。

这里，在本实施例中，尽管钕磁铁用于第一和第二磁铁501和502，但按照目标声压、形式等能使用带有诸如铁氧体或钐钴之类的磁铁。

另外，一块阻尼布能提供在通气孔上，以便控制最低谐振频率的Q因数。

这里，在本实施例中，尽管把缠绕线圈用作驱动线圈，并且隔膜和驱动线圈是分离的构件，但能如实施例4中所示集成隔膜和驱动线圈。

(实施例6)

参照附图将描述提供有如本发明实施例1至3和5中所示电声转换器的一种类型的电子设备的蜂窝电话。图18A是蜂窝电话的正视图，图18B是其断开的侧视图，及图19是方块图，表示蜂窝电话的示意配置。

在图18A和18B中，整个蜂窝电话指示为601，其中一个声音孔603提供在蜂窝电话的外壳602的上部中，并且如上述实施例中所示的一个电声转换器604提供在这部分内。提供电声转换器604，从而一个提供在其壳体中的声音孔面对着声音孔603。

在图19中，一根天线610连接到发射/接收电路620上。一个呼叫信号发生电路631和一个麦克风632连接到发射/接收电路620上，并且电声转换器604连接到呼叫信号发生电路631上。另外，发射/接收电路620带有一个解调部分621、一个调制部分622、一个信号切换部分623及一个应答机功能部分624。

天线610接收从最近基站输出的无线电波，并且把无线电波发射到基站。解调部分621是一个译码已经从天线610输入的调制波、并且把调制波转换成一个接收信号的电路，然后把接收信号提供给信号切换部分623。信号切换部分623是一个按照接收信号的内容切换信号过程的电路。在接收信号是呼叫信号的情况下，它提供给呼叫信号发生电路631，在接收信号是语音声音信号的情况下，它提供给电声转换器604，及在接收信号是来自应答机的语音声音信号的情况下，它提供给应答机功能部分624。应答机功能部分624由例如一个半导体存储器形成。在通电时用于应答机的消息由应答机功能部分624记录。在当蜂窝电话在服务区外或当断电时用于应答机的消息由在基站中的存储器件记录。

呼叫信号发生电路631是一个产生提供给电声转换器604的呼叫信号的电路。

一个紧凑麦克风632以在常规蜂窝电话中相同的方式作为一个电声转换器提供。调制部分622是一个调制已经由麦克风632转换的拨号信号或语音声音信号、并且把它们输出到天线610的电路。

下面将描述蜂窝电话的操作。天线610接收从基站输出的无线电波。解调部分621解调一个接收的基带信号。当信号切换电路623检测到来自到达信号的呼叫信号时，把到达信号输入到呼叫信号发生电路631，以便通知进来呼叫的蜂窝电话的用户。

当呼叫信号发生电路631接收到这样一种到达信号时，它输出一个用于在可听波段中的纯音调或用于纯音调的复合音调的信号的呼叫信号。通过听到从电声转换器604经提供在蜂窝电话中的声音孔603输出的这种铃声，通知用户进来呼叫。

当蜂窝电话在接收呼叫时处于使用状态下时，在调节接收信号的电平之后，信号切换部分623直接把一个语音声音信号输出到电声转换器604。电声转换器604作为一个接收器或作为一个扬声器操作，以便再现一个语音声音信号。

另外，用户的语音声音由麦克风632控制，并且转换成一个电信号，以便输入到调制部分622。然后，调制语音声音信号，并且转换成一个预定载波，以便从天线610输出。

在蜂窝电话的用户已经通电并且已经设置蜂窝电话从而应答机处于致动状态的情况下，发射的语音声音记录在应答机功能部分624中。在蜂窝电话的用户已经断电的情况下，发射的语音声音临时记录在基站处。然后，当用户借助于键操作对应答机进行再现请求时，信号切换部分623接收这种请求，并且从应答机功能部分624和从基站获得记录的信息。然后把这种语音声音信号调节成在适用于扬声器的电平下，并且输出到电声转换器604。在这时，电声转换器604作为一个接收器或作为一个扬声器操作，以便输出消息。

这里，在实施例6中，尽管电声转换器直接附着到外壳上，但它能附着到装入蜂窝电话中的基片上，以便经一个声频端口连接到外壳上。另外，当电声转换器附着到诸如PDA、电视、个人计算机、汽车导航系统等之类的另一种类型的电子设备上时，得到相同的操作和效果。

电声转换器能装入各种类型的电子设备中，从而能实现能再现警报声、语音声等的电子设备。

要理解，尽管用最佳实施例描述了本发明，但在本发明的范围和精神内，熟悉本专业的技术人员可以想到各种其它实施例和变更，并且所述其它实施例和变更可由如下权利要求书涵盖。

提出于2001年10月9日和提出于2002年5月10日的日本优先权申请No.2001-310914和No.2002-135152的原文在此引入作为参考。

Claims (35)

1.一种电声转换器，包括：

一个隔膜；

一个外壳，支撑所述隔膜；

一个第一和第二磁铁，放置成彼此面对着和面对着所述隔膜的每个表面，从而隔膜放置在所述磁铁之间，并且磁铁在彼此相反且与其中所述隔膜振动的方向相平行的方向上磁化；及

一个驱动线圈，提供在所述隔膜上，

其中

所述驱动线圈提供在包括连接所述第一和第二磁铁的外周缘的线的一个位置处。

2.根据权利要求1所述的电声转换器，其中

所述隔膜具有从由圆形、矩形、和椭圆形组成的组群中选择的一种形式。

3.根据权利要求1所述的电声转换器，其中

所述第一和第二磁铁具有从由圆柱形、长方体形、和椭圆柱形组成的组群中选择的一种形式。

4.根据权利要求1所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈具有从由圆形、矩形、和椭圆形组成的组群中选择的一种形式。

5.根据权利要求1所述的电声转换器，进一步包括：

一个第一磁轭，在所述第一磁铁周缘的至少一部分中形成一条磁路；和

一个第二磁轭，在所述第二磁铁周缘的至少一部分中形成一条磁路。

6.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

所述第一和第二磁轭相对于所述隔膜放置在所述第一和第二磁铁外。

7.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

提供所述第一和第二磁轭，以便包围除面对着所述隔膜的表面外围绕所述第一和第二磁铁的表面。

8.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈是矩形的，

所述第一和第二磁铁是长方体形的，及

围绕通过延伸所述第一和第二磁铁的每一个的至少两侧得到的外周缘，提供所述第一和第二磁轭。

9.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

气隙提供在所述第一磁轭与所述第一磁铁的外周缘之间和在所述第二磁轭与所述第二磁铁的外周缘之间。

10.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

所述外壳的至少一部分包括所述第一和第二磁轭。

11.根据权利要求5所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈提供在所述第一和第二磁轭的外周缘部分内。

12.根据权利要求1所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈与所述隔膜整体地形成。

13.根据权利要求12所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈沉积或印刷在所述隔膜上。

14.根据权利要求12所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈由第一和第二驱动线圈形成，并且

所述第一和第二驱动线圈分别形成在所述隔膜的上表面上和下表面上。

15.根据权利要求13所述的电声转换器，其中

所述隔膜通过层叠第一和第二隔膜形成，并且

所述驱动线圈通过插入在所述第一和第二隔膜之间提供。

16.根据权利要求1所述的电声转换器，其中

所述电声转换器具有这样一种配置，至少一个声音孔提供在所述外壳的上和下表面及侧壁的至少一个中。

17.一种电声转换器，包括：

一个隔膜；

一个外壳，支撑所述隔膜；

一个第一和第二磁铁，放置成彼此面对着和面对着所述隔膜的每个表面，从而隔膜放置在所述磁铁之间，并且磁铁在一个径向上磁化，该径向的中心轴穿过作为中心的所述隔膜中心；及

一个驱动线圈，提供在所述隔膜上。

18.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈提供在一个其中所述第一和第二磁铁在与所述隔膜的振动方向相垂直的方向上产生最高磁通密度的位置中。

19.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述隔膜具有从由圆形、矩形、和椭圆形组成的组群中选择的一种形式。

20.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述第一和第二磁铁具有从由圆柱形、长方体形、和椭圆柱形组成的组群中选择的一种形式。

21.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈具有从由圆形、矩形、和椭圆形组成的组群中选择的一种形式。

22.根据权利要求17所述的电声转换器，进一步包括：

一个第一磁轭，在所述第一磁铁周缘的至少一部分中形成一条磁路；和

一个第二磁轭，在所述第二磁铁周缘的至少一部分中形成一条磁路。

23.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

所述第一和第二磁轭相对于所述隔膜放置在所述第一和第二磁铁外。

24.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

提供所述第一和第二磁轭，以便包围除面对着所述隔膜的表面外围绕所述第一和第二磁铁的表面。

25.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈是矩形的，

所述第一和第二磁铁是长方体形的，及

围绕通过延伸所述第一和第二磁铁的每一个的至少两侧得到的外周缘，提供所述第一和第二磁轭。

26.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

气隙提供在所述第一磁轭与所述第一磁铁的外周缘之间和在所述第二磁轭与所述第二磁铁的外周缘之间。

27.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

所述外壳的至少一部分包括所述第一和第二磁轭。

28.根据权利要求22所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈提供在所述第一和第二磁轭的外周缘部分内。

29.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈与所述隔膜整体地形成。

30.根据权利要求29所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈沉积或印刷在所述隔膜上。

31.根据权利要求29所述的电声转换器，其中

所述驱动线圈由第一和第二驱动线圈形成，并且

所述第一和第二驱动线圈分别形成在所述隔膜的上表面上和下表面上。

32.根据权利要求30所述的电声转换器，其中

所述隔膜通过层叠第一和第二隔膜形成，并且

所述驱动线圈通过插入在所述第一和第二隔膜之间提供。

33.根据权利要求17所述的电声转换器，其中

所述电声转换器具有这样一种配置，至少一个声音孔提供在所述外壳的上和下表面及侧壁的至少一个中。

34.一种电子设备，包括根据权利要求1所述的电声转换器。

35.一种电子设备，包括根据权利要求17所述的电声转换器。

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