CN1512818A

CN1512818A - 电声变换器和电子设备

Info

Publication number: CN1512818A
Application number: CNA2003101239539A
Authority: CN
Inventors: 薄木佐和子; 二; 佐伯周二
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: KR20040060820A; US20040136558A1; EP1434463A3; US20070206830A1; US7231058B2; EP1434463A2; CN100553368C

Abstract

在本发明的电声变换器中，机壳支承膜片，驱动线圈设置在膜片上，第一磁性结构具有其在中心的第一空间并在机壳内如此设置，使中心轴线穿过第一空间，而第二磁性结构具有在中心的第二空间并如此设置在机壳内，对于膜片相反于第一磁性结构的一侧，使中心轴线穿过第二空间。第一磁性结构的方位如此，使其磁化方向平行于中心轴线。第二磁性结构的方位如此，使其磁化方向相反于第一磁性结构的磁化方向。

Description

电声变换器和电子设备

技术领域

本发明涉及电声变换器和包括电声变换器的电子设备。更具体地说，本发明涉及具有一种构造的电声变换器，其中在膜片的上面和下面均设置磁铁，并且也涉及包括这样电声变换器的电子设备。

背景技术

最近，在便携式电子设备(诸如移动电话和个人数字助理(PDA))领域，电子设备厚度和功率消耗的减少已经在加速进行。如在电子设备情况，包括在电子设备中的电声变换器要求减少其厚度并且达到更有效的功率消耗。相应地，为实现厚度和功率的减少，曾提出如下所说的电声变换器。

图16阐明一种传统电声变换器的构造。在图16所示传统电声变换器中，机匣20包括圆盖1和连接于圆盖1的圆框2。各圆盖1和圆框2在一端开放。圆盖1包括多个设置在一个圆上并用于发射声音的孔11。磁铁3固定在圆盖1内平面，使圆盖1的中心轴线通过磁铁3的中心。在机匣20内设置圆盘形膜片4，使其可以在磁铁3下表面和膜片4之间提供空间G。膜片4在其外圆周部分固定并夹入圆盖1和圆框2之间。驱动线圈5固定在膜片4的下表面上，并使其具有与磁铁相同的中心轴线。施加电流于驱动线圈5的电极6固定在圆框2的底面。从驱动线圈5延伸的引线(未示)连接在电极6的端头。

在图16所示传统电声变换器中，磁铁从其下表面发射磁通量，使从磁铁3中心附近发射的磁通量基本上垂直地通过驱动线圈5，而从磁铁3外圆周部分发射的磁通量从磁铁3的下表面辐射，以至于对角地通过驱动线圈5。在由上述磁通量形成的磁场中，当有电流施加于驱动线圈5时，在驱动线圈中产生一个方向垂直于膜片4的驱动力。这样的驱动力造成膜片上下振动，由此产生声音。图16所示传统电声变换器配置成为可以直接从磁铁发射磁通量。相应地，该传统电声变换器既不需要磁轭也不要中心磁极，并因此其整个厚度可以减少。此外，驱动线圈5在可能绕线宽度范围具有高度自由，并因此在可能阻抗值范围具有高度自由。相应地通过增加驱动线圈5的阻抗，可能达到减少传统电声变换器的功率消耗。

此外，在图16所示传统电声变换器中，驱动线圈5中所产生驱动力的增加与垂直于流过驱动线圈5的电流和膜片振动方向的磁通量强度成正比。在图16中，平行于膜片4振动方向的磁通量高于垂直于膜片4振动方向的磁通量。相应地，图16所示传统电声变换器不能够获得满意的驱动力，并因此只能提供低的复制声压。

再说，从磁铁3发射的磁通量强度与从离磁铁3的距离成正比。相应地，驱动线圈5中产生的驱动力在两种情况之间变化。在情况1中膜片位于离开其如图16所示最初位置的向下方向(即离开磁铁方向)，而在情况2中膜片位于其最初位置的向上方向(既趋向磁铁方向)。这样驱动力的变化促使如图16所示传统电声变换器中驱动力的扭曲，结果导致复制声音的恶化。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够高效地复制高质量声音的电声变换器，和使用这样电声变换器的电子设备。

本发明具有下列特征以达到上述目的。

本发明的第一方面指向一种电声变换器，它包括：一膜片；一机壳；一驱动线圈，第一磁性结构；以及第二磁性结构。机壳支承膜片。驱动线圈设置在膜片上。第一磁性结构在其中间具有第一空间并如此设置在机壳内，使是垂直于膜片平面的直线的中心轴线通过驱动线圈中心和穿过第一空间。第二磁性结构在其中间具有第二空间，并设置在机壳内相对膜片在第一磁性结构相对两侧，使中心轴线穿过第二空间。在这种情况下，第一磁性结构的方位如此，使其磁化方向平行于中心轴线，而第二磁性结构的方位如此，使其磁化方向相反于第一磁性结构。

各第一和第二磁性结构可具有同样环形的形状，并且可如此放置使中心轴线通过其中心。

此外，第一和第二磁性结构具有同样的圆柱外形。其中，驱动线圈为圆形并位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构外周边的直线投影在膜片上。

当第一和第二磁性结构具有相同的圆柱外形时，驱动线圈可为圆形并可位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构内周边的直线投影在膜片上。

此外，当第一和第二磁性结构具有同样的圆柱外形时，驱动线圈可包括：圆形内周线圈；和圆形外周线圈，其设置在圆形内周线圈外面并具有相反于圆形内周线圈的绕制方向。

此外，圆形内周线圈可位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构内周边的直线投影在膜片上，和圆形外周线圈位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构外周边的直线投影在膜片上。

此外，第一磁性结构可包括对于中心轴线互相相反的两磁铁件并可在两磁铁件之间设置有第一空间。在这种情况下，包括在第一磁性结构内的两磁铁件如此布置，使其磁化方向互相相同。第二磁性结构包括两磁铁件，它们对于膜片相反于包括在第一磁性结构中的两磁铁件，包括在第二磁性结构中的两磁铁件对于中心轴线互相相反，以及第二磁性结构具有在两磁铁件之间的第二空间。包括在第二磁性结构中的两磁铁件如此布置，使其磁化方向互相相同。

此外，包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件可具有同样的矩形立体形状。在这种情况下，驱动线圈为矩形，平行于包括在第一磁性结构中的两磁铁件的驱动线圈的相对部分位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上。注意，“包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘”对应于第一磁性结构的边缘，该边缘位于远离中心轴线的远侧，该中心轴线在包括第一磁性结构和中心轴线的电声变换器的截面内。特别是，在下面描述的图10中，“包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘”对应于边缘420和421。

当包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件具有同样矩形立体的形状时，驱动线圈可为矩形，而平行于包括在第一磁性结构中的两磁铁件的驱动线圈的相对部分可位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的内边缘的直线投影在膜片上。

此外，当包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件具有同样矩形立体的形状时，驱动线圈可包括：一矩形内周线圈；和一矩形外周线圈，它设置在矩形内周线圈外侧，并具有与矩形内周线圈不同的绕线方向。

此外，矩形内周线圈可位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的内边缘的直线投影在膜片上，和矩形外周线圈可位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上。放置在包括在第一磁性结构中的两磁铁件的外边投影在膜片上的位置。

此外，较佳的是，驱动线圈设置在由第一和第二磁性结构产生在膜片平面上的磁通量密度绝对值为最大的位置。注意，这里所述的“磁通量密度绝对值”涉及在垂直于膜片振动方向的方向上的磁通量密度分量的大小的绝对值。

本发明的第二方面涉及一种电声变换器，它包括：一膜片；一机壳；一第一磁性结构；和一第二磁性结构。机壳支承膜片。驱动线圈设置在膜片上。第一磁性结构中间具有第一空间，并如此设置在机壳内，使是垂直于膜片的平面的一直线的中心轴线通过驱动线圈的中心和穿过该第一空间。第二磁性结构在其中间具有第二空间，并如此设置在机壳内，相对膜片在第一磁性结构的相反两侧上，使中心轴线穿过第二空间。在这种情况下，第一磁性结构如此磁化，使其磁化方向垂直于中心轴线，并且磁化方向的指向相对于中心轴线和包括中心轴线的截面之一互相对称。第二磁性结构具有与第一磁性结构同样的磁化方向。

注意，各第一和第二磁性结构可具有径向地磁化的环形形状并如此放置，使中心轴线通过其中心。

此外，第一磁性结构可包括对于中心轴线互相相反的两磁铁件，并可在两磁铁件之间具有第一空间。在这种情况下，包括在第一磁性结构件中的两磁铁件如此布置，使其磁化方向互相相反。第二磁性结构包括两磁铁件，它们对于膜片相反于包括在第一磁性结构中的两磁铁件，包括在第二磁性结构中的两磁铁件对于中心轴线互相相反，第二磁性结构具有在两磁铁件之间的第二空间。包括在第二磁性结构中的两磁铁件如此布置，使它们的磁化方向互相相反。

在第一和第二方面中，第一和第二磁性结构可具有同样形状和构造。

此外，膜片通常具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

此外，机壳通常具有圆柱形、椭圆柱形和矩形立体之一的形状。

电声变换器还可包括：第一磁轭，设置在第一磁性结构周边的至少一部分上；和第二磁轭，设置在第二磁性结构周边的至少一部分上。

此外，可在第一磁性结构的一部分和第一磁轭的一部分之间设置空隙；和可在第二磁性结构的一部分和第二磁轭的一部分之间设置空隙。

此外，第一和第二磁轭可与机壳一部分形成整体。

驱动线圈具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

此外，驱动线圈可与膜片形成整体。

此外，驱动线圈可形成在膜片的相反面上。

机壳通常至少具有一个孔。

本发明可提供如第一或第二方面所述的电声变换器的电子设备。

如此，在第一和第二方面，两磁铁，即，第一和第二磁性结构设置在膜片的相对两侧，使磁性分量在垂直于膜片振动的方向显著高于在膜片平面上的诸磁通向量。相应地，有可能实现高效的电声变换器，其中在驱动线圈中产生的驱动力，与如图16所示传统电声变换器相比，有所增加。此外，通过在膜片两对面设置两磁铁，有可能克服在膜片振动中的驱动力的不对称性，并由此有可能实现能够复制高质量声音的电声变换器。

更进一步说，在第一方面，各第一和第二磁性结构的构造使其在中心具有空间，并因此与在中心没有空间形状(例如，硬币形状的磁铁)的磁铁相比，有可能改善磁性运行点，就是说，有可能增加磁导性系数。例如，考虑一种具有环形形状的磁铁，这是在中间具有空间的典型构造。具有外直径9.6mm的环形磁铁的磁导性系数是具有同样外直径硬币形状磁铁的磁导性系数的3又1/2倍。

在第一磁铁是环形的情况下，当圆形驱动线圈位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上时，磁通量密度在设置驱动线圈的位置较高。相应地，在驱动线圈中产生高驱动力，并且因此有可能达到改进电声变换器复制声压水平的效果。通过在一垂直于第一磁性结构的内周边的一直线的位置设置圆形驱动线圈可以获得同样的效果。

可替代地，在各第一和第二磁铁用两个矩形立体磁铁件形成的情况中，当平行于包括在第一磁性结构里的两磁铁件的驱动线圈的相对部分位于一地方、该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上时，在驱动线圈中产生高驱动力，并且因此有可能达到改进电声变换器复制声压水平的效果。通过提供第一磁性结构，使平行于包括在第一磁性结构里的两磁铁件的驱动线圈的相对部分位于位于一地方、该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的内边缘的直线投影在膜片上，可以获得同样的效果。

可替代地，当驱动线圈包括内和外周边线圈等两个线圈、即内周和外周线圈时，有可能改进电声变换器的复制声压水平。此外，通过在最佳位置设置两线圈，有可能进一步改进电声变换器的复制声压水平。

如此，最好驱动线圈设置在由第一和第二磁性结构产生在膜片平面上的磁通量密度绝对值为最大的位置。通过在这样的位置设置驱动线圈，就有可能改进电声变换器复制声压的水平。

在第二方面，第一和第二磁性结构在垂直于中心轴线的方向磁化，并因此有可能在磁铁形状投影在膜片上的位置附近提供均匀的磁通量密度。在该情况中，与第一方面相比设计驱动线圈位置的自由度增加。在第二方面，磁性运行点、即磁导性系数、基本上与第一方面相同，并因此第二方面的磁性运行点与图16所示传统电声变换器相比有所改进。

再说，通过在电声变换器中提供磁轭，从磁铁发射出的磁通量被磁轭所聚集，因此增加驱动线圈中产生的驱动力。

此外，通过使磁轭与机壳的一部分成为整体，有可能减少电声变换器的装配零件数量。

再说，通过使驱动线圈与膜片成为整体，有可能防止驱动线圈的破损(这是绕制线圈的典型问题)。此外，当驱动线圈与膜片形成整体时，就不必把膜片和驱动线圈联结在一起或者在电声变换器生产过程中连接引线，这样可导致电声变换器容易生产。例如，可能容易地提供一种双结构驱动线圈，它不容易用传统的绕制线圈实现。

在如上所说电声变换器中，磁性运行点可以改进，并因此即使当各磁铁厚度与图16中所示传统电声变换器相比减少时，电声变换器也可以运行。相应地，就有可能减少电声变换器本身的厚度，因此当按照本发明的第一和第二方面的电声变换器应用与电子设备(诸如移动电话、PDA、电视机、个人计算机和汽车导航系统)时，有可能以更紧凑形式提供电子设备。

本发明这些和其它目的、特征、方面和优点从下列本发明的详细描述并与附图一起将变得更加明显。

附图简要说明

图1A为按照本发明第一实施方案的电声变换器的剖面图；

图1B为在按照第一实施方案的电声变换器中使用的磁铁的立体图；

图1C为按照第一实施方案电声变换器中使用的驱动线圈的顶视图；

图1D为按照第一实施方案电声变换器的立体图；

图2为显示图1A中所示第一和第二磁铁产生的磁通向量示意图；

图3为显示磁通量密度和从在图1A中所示膜片平面上中心轴线的径向距离之间关系的曲线图；

图4A到4D为显示在第一实施方案中各膜片104变化的示意图；

图5为按照本发明第二实施方案的电声变换器剖面图；

图6为显示在第二实施方案中磁铁产生的磁通量向量示意图；

图7A为按照本发明第三实施方案电声变换器的剖面图；

图7B为按照第三实施方案电声变换器的立体图；

图7C为包括在按照第三实施方案电声变换器中驱动线圈的顶视图；

图8为显示磁通量密度和从在图7A中所示膜片平面上中心轴线的径向距离之间关系的曲线图；

图9A到9E为第三实施方案中各显示磁铁和磁轭之间关系的视图；

图10A为按照本发明第四实施方案电声变换器的剖面图；

图10B为按照第四实施方案电声变换器的立体图；

图11A为按照第四实施方案电声变换器的立体图；

图11B为包括在按照第四实施方案电声变换器中的驱动线圈的顶视图；

图11C为包括在按照第四实施方案电声变换器中的膜片的顶视图；

图12A为按照本发明第五实施方案电声变换器的剖面图；

图12B为按照第五实施方案的电声变换器立体图；

图13A为阐明第一到第五实施方案中变化例子的驱动线圈和膜片顶视图；

图13B为显示图13A中膜片沿I-J线的剖面图；

图13C为在图13B中所示圆圈部分的放大图；

图14A为第一到第五实施方案应用的例子中的移动电话的前视图；

图14B为第一到第五实施方案应用的例子中的移动电话的部分剖视图；

图15为示意地阐明第一到第五实施方案应用的例子中所描述的移动电话结构的方框图；

图16阐明传统电声变换器结构。

具体的实施方式

(第一实施方案)

现在将描述按照本发明第一实施方案电声变换器。图1A到1D为用来解释按照第一实施方案电声变换器的结构。具体地说，图1A为电声变换器的剖面图，图1B为电声变换器中使用的第一磁铁立体图；图1C为电声变换器中使用的驱动线圈顶视图，而图1D为电声变换器的立体图。图2为显示图1A所示第一和第二磁铁产生磁通向量的示意图。图3为显示磁通量密度和从在图1A中所示膜片平面上中心轴线的径向距离之间关系的曲线图。

在图1A中，显示图1D中电声变换器沿A-B线的剖面图。在图1A中阐明的电声变换器包括：第一磁铁101；第二磁铁102；驱动线圈103；膜片104；和机匣105和106。

各机匣105和106由非磁性物质(例如，树脂材料和聚碳酸酯(PC))制成。如从图1A和1D可见，机匣105具有圆形并在一端开放。机匣105包括在另一端上表面中心的空气孔109。空气孔108设置在空气孔109周围。空气孔108和109设置用于发射声音。机匣106具有与机匣105一样的构造，并包括各自对应于空气孔108和109的空气孔110和111。机匣105和106在开放端连接在一起。在这样连接的机匣105和106中，设置第一和第二磁铁101及102、驱动线圈103和膜片104。此后，诸如机匣105和106连接在一起的机匣也集体地称为“机壳”以便简化描述。

如图1B所示，第一磁铁101为环形并具有矩形截面。具体地说，第一磁铁101具有带有圆柱形空腔的圆柱形的外形，而圆柱性空腔具有对应于圆柱形第一磁铁101中心轴线的中心轴线。如以上描述，第一磁铁101的形状使其在中间部分具有空间。通过使第一磁铁101的形状在其中间部分具有空间，与在中间部分无空间的磁铁(例如，在图16中所示圆柱形磁铁)比较，有可能增加平行于第一磁铁磁化方向(即，在图1A中向下箭头所指垂直方向)的磁铁截面的垂直长度对水平长度之比，因此可能增加磁性运行点，即可能增加磁导性系数。虽然没有在图1B中显示，第二磁铁102具有与图1B阐明的磁铁101同样的形状。例如，各第一和第二磁铁101和102由具有能量乘积为39兆高斯奥斯特(MG0e)的钕磁铁形成。

参见图1C，驱动线圈103为具有预定半径的圆形。驱动线圈103的半径大约等于各第一和第二磁铁101和102的外半径。驱动线圈103细节将在以后描述。

参见图1A，第一磁铁101如此固定在机匣105上，使第一磁铁101的中心轴线和机匣105的中心轴线二者均对应于中心轴线107。中心轴线107通过图1D阐明的圆柱形电声变换器的中心。第二磁铁102如此固定在机匣106上，使第二磁铁的中心轴线和机匣106的中心轴线二者均对应于中心轴线107。驱动线圈103如此设置在膜片上，使其与各第一和第二磁铁101和102同中心，即驱动线圈103的中心对应于中心轴线107。在第一实施方案中，驱动线圈103胶合在膜片104上。例如，驱动线圈103胶合在具有圆形形状的膜片104上。膜片104在其外周边部分固定并夹入机匣105和106之间，使驱动线圈103处于第一和第二磁铁101和102之间的中间。在这样的方式下，第一和第二磁铁、膜片104、和机匣105和106如此设置，使中心轴线107通过它们各自的中心。

如上所述，膜片104在其外周边部分被具有同样形状的机匣105和106固定。相应地，设置在膜片104表面上的驱动线圈103如此被支撑，使其位于第一和第二磁铁101和102之间的中间。换言之，驱动线圈103设置在一个位于离开各第一和第二磁铁等距离的平面上(即，设置膜片104的平面)。相应地，当有电气信号施加于驱动线圈103时，从第一磁铁101产生的磁场施加于驱动线圈103的力相当于从第二磁铁产生磁场施加于驱动线圈103的力。

在第一实施方案中，各第一和第二磁铁101和102的磁化方向相当于环形形状的垂直方向，即，在图1A中所示粗体箭头指示的向上或向下的方向。第一和第二磁铁101和102如此固定，使其磁化方向互相相反。例如，当第一磁铁101被磁化向下时(即，从第一磁铁101向第二磁铁102的方向)，第二磁铁102被磁化向上(即，从第二磁铁102向第一磁铁101的方向) (见图1A中粗体箭头)。如上所描述，两个环形磁铁101和102如此设置，使它们对于膜片104互相相反，并在垂直于膜片104方向磁化，使各磁铁101和102具有相反于另一个磁化方向的磁化方向。

当没有电气信号施加于驱动线圈103时，如图1A所示第一和第二磁铁101和102产生如图2所阐明的磁通量。由于第一和第二磁铁101和102具有相反的磁化方向，在由第一和第二磁铁101和102发射的磁通量之间发生互斥，使磁通量向量曲线在第一和第二磁铁101和102之间的中间附近基本上为垂直的。结果，在设置膜片104和驱动线圈103位置附近，这相当于第一和第二磁铁101和102之间的中间附近，由磁通量形成的磁场垂直于膜片104的振动方向(即，图1A所示中心轴线方向)。由于各第一和第二磁铁为环形，在第一和第二磁铁101和102内周边上磁通量向量的方向(接近于中心轴线107的边，即，图2的左侧)相反于在第一和第二磁铁101和102的外周边上磁通量向量的方向(远离中心轴线107的边，即，图2的右侧)。

图3的曲线图显示，当产生如图2所示静磁场时，磁通量密度和在膜片平面上径向方向从中心轴线107距离之间的关系。在第一实施方案中，各第一和第二磁铁101和102为环形，并且因此如图3所示，磁通量密度的绝对值在位于离中心轴线107约2mm或5mm的处为极值。具体地说，磁通量密度在离中心轴线107约2mm处为最小，而在离中心轴线约5mm处为最大。为使驱动线圈103产生最有效的驱动力，最好驱动线圈103设置在磁通量密度的绝对值在如图3所示磁通量密度分布为极值的位置。相应地，在第一实施方案中，驱动线圈103设置在图3所示方框范围内，它包括离中心轴线107距离为5mm的位置。

磁通量密度绝对值在第一磁铁101外周边投影在膜片上的位置附近最佳化，并且在第一磁铁内周边投影在膜片上位置附近也最佳化。相应地，在第一实施方案中，驱动线圈103设置在第一磁铁101外周边投影在膜片的位置上。参见图1A，驱动线圈103的位置包括在第一和第二磁铁101和102外周边之间绘制的垂直线。具体地说，驱动线圈103如此设置，使中心轴线107通过驱动线圈103的中心，而驱动线圈103具有一个大于第一和第二磁铁101和102外半径的外半径。此外，驱动线圈103具有小于第一和第二磁铁101和102外半径的内半径。

其次将描述如此构造电声变换器当交流电信号施加于驱动线圈103时的运行。当交流电信号施加于驱动线圈103时，产生驱动力，从而使其与垂直于通过驱动线圈103的电流方向和膜片104的振动方向的磁通量密度成正比。具有驱动线圈103粘合在其上的膜片104被驱动力促使其振动，而膜片104的振动发射成为声音。

从图2显而易见，在设置驱动线圈103的位置，垂直于流过驱动线圈103的电流方向和膜片104振动方向的磁通量在第一和第二磁铁101和102发出的诸磁通量中间占优势。此外，如在与图3一起描述中，驱动线圈103设置于磁通量密度绝对值为最大的位置。相应地，驱动线圈103的驱动力与图16中所示传统电声变换器中使用的驱动线圈驱动力比较已经增加。如此，按照第一实施方案的电声变换器能够提供高水平的复制声压。

在图16所示传统电声变换器中，磁铁3具有硬币形状，并因此当企图减少磁铁3的厚度以便减少整个传统电声变换器的厚度时，磁铁3的运行点被降低，使其难以有效地利用磁铁3。另一方面，在第一实施方案中，各第一和第二磁铁101和102为环形，因此有可能即使在各磁铁厚度减少时防止磁性运行点被降低。例如，当各磁铁直径为约6mm时，环形磁铁的磁导性系数为硬币形磁铁磁导性系数的3又1/2倍。相应地，按照第一实施方案的电声变换器比图16所示传统电声变换器更加耐热，并能够运行在较高的温度环境下。

再说，图16所示传统电声变换器只包括一个磁铁3，因此当膜片4振动时，磁通量密度依照膜片4和磁铁3之间距离而变化。具体地说，磁通量密度当膜片4移动到较接近磁铁3时增加，而当膜片4移动离开磁铁3时磁通量密度减少。相应地，当膜片4振动时，驱动线圈5产生的驱动力在磁铁3对于振动中心的远近侧之间是不对称的，即，膜片4的位置不产生振动。如此驱动力的不对称性造成二次畸变，导致声音质量的恶化。另一方面，在第一实施方案中，第一和第二磁铁101和102如此设置，使其互相垂直地相对于驱动线圈103对称，因此当膜片104振动时，在驱动线圈103中产生的驱动力在磁铁3的远近侧之间对于振动中心是对称的。相应地，在第一实施方案中，通过应用采用两个磁铁(即，第一和第二磁铁101和102)的磁回路构造减少二次畸变，由此有可能改进声音质量。

在第一实施方案中，虽然驱动线圈103，已经描述为设置于第一磁铁101的外周边投影于膜片104的位置(见图1A)，驱动线圈103也可以设置在第一磁铁101的内周边投影于膜片104上的位置。在这样位置的附近，磁通量密度的绝对值也为最大(见图3)，因此驱动线圈103能够产生如与图1一起描述的情况中产生的驱动力同样高的驱动力。此外，通过在第一磁铁的内周边投影在膜片104的位置上设置驱动线圈103，有可能减少机匣的内部直径，相当于第一和第二磁铁101和102的外直径，由此可能减少电声变换器的尺寸。

再说，在第一实施方案中，虽然各第一和第二磁铁101和102已经描述为钕磁铁，铁氧体磁铁或钐钴磁铁按照目标声压水平或各第一和第二磁铁101和102形状也可以使用。如在第一实施方案情况，在以后描述的第二到第五实施方案中使用的磁铁可以用任何材料制成。

此外，在第一实施方案中，虽然在图1A所示膜片104已经描述为具有平坦的表面，膜片104也可以有如图4A到4D的边缘部分。图4A到4D为显示按照第一实施方案膜片104的变化剖面图。边缘部分如此设置使其既满足对于要求最小共振频率又满足要求膜片104的最大振幅的需要。边缘部分剖面的例子包括如图4A显示的半圆或弧形剖面112a，如图4B显示的半椭圆形剖面112b，如图4C显示的剖面112c，和图4D显示的波浪形剖面。如在第一实施方案情况，使用在以下描述的第二到第五实施方案的膜片可以具有任何剖面形状。

再说，在第一实施方案中，虽然各机匣105和106已经描述为非磁性材料制成，也可以使用磁性材料。通过利用磁性材料，有可能减少从第一和第二磁铁101和102趋向机匣的磁通量泄漏。

再说，在第一实施方案中，虽然各第一和第二磁铁101和102已经描述为具有圆柱外形，它们也可以具有其它外形，诸如椭圆柱形的形状和矩形立体形状，按照电声变换器的外形。在其他不同于圆柱的外形情况，膜片104可以按照磁铁的外形决定其形状。就是说，当各第一和第二磁铁101和102具有椭圆柱形的形状时，膜片104可以是卵形，而当各第一和第二磁铁101和102具有矩形立体的形状时，膜片104可以为矩形。

应该注意，在第一实施方案中，不像内磁铁型扩音器，不必把驱动线圈放置在磁铁和磁轭之间形成的磁性空隙内。相应地，驱动线圈只需要放置在第一和第二磁铁101和102之间的空间内，因此驱动线圈103不必实现均匀的绕线宽度。总之，为生产技术的原因，在提供一般由绕制铜线形成的驱动线圈成为高纵横比形状(例如，卵形或矩形)与圆形驱动线圈比较是有困难的。特别是，在驱动线圈形成高纵横比的情况，很难实现均匀的绕组宽度。另一方面，在第一实施方案中，驱动线圈103不需要具有均匀的绕组宽度，因此驱动线圈103容易地形成高纵横比。相应地，第一实施方案在驱动线圈设计方面提供很大的自由度，因此有可能容易地使电声变换器实现长条形。

此外，在第一实施方案中，通过在至少机壳的顶面、底面和侧面中之一设置至少一个声孔，有可能防止由于膜片和机壳形成的空气腔影响引起的最低共振频率。在第一实施方案中，虽然已经描述为只有在机壳的顶面和底面具有空气孔，在机壳的侧面也可以设置空气孔以便发射复制声音。此外，在空气孔上可以设置震动阻尼布以便控制最低共振频率的Q因素。相似于第一实施方案，在以后描述的第二到第五实施方案中，空气孔可以设置在机壳的任何位置，而振动阻尼布可以设置在空气孔上。

(第二实施方案)

按照本发明第二实施方案的电声变换器现在将参照图5和图6描述。图5是按照第二实施方案电声变换器的剖面。图6为包括在按照第二实施方案电声变换器中的磁铁所产生的磁通量向量示意图。按照第二实施方案电声变换器的外观与按照第一实施方案电声变换器的外观除去空气孔位置以外其余均相同。

图5中剖面图显示具有圆柱形状的电声变换器剖面，这是沿通过电声变换器中心的中心轴线207剖取。图5中阐明的电声变换器包括；第一磁铁201；第二磁铁202；驱动线圈203；膜片204；和机匣205和206。按照第二实施方案电声变换器的形状相似于按照第一实施方案电声变换器的形状，除去下列第一至第三差别。以下描述第一和第二实施方案之间的第一至第三差别。

第一差别为膜片204不是平坦形状，并且在中间部分具有弧形或半圆形截面和外周边部分。具体地说，膜片204在粘合于膜片204的驱动线圈203的内和外周边一侧具有弧形截面。通过使膜片204形成具有弧形截面，有可能使膜片204与平坦形状的膜片相比具有较大的振幅。此外，还有可能增加膜片204中间部分的刚度。第二差别是空气孔208设置在机匣205的侧面，空气孔209设置在机匣206的侧面。这使按照第二实施方案的电声变换器可如此放置在电子设备上，使其面对的方向不同于按照第一实施方案电声变换器中可面对的方向。

第三差别是各第一和第二磁铁201和202具有的磁化方向不同于各第一和第二磁铁101和102磁化的方向。如图5所示，各第一和第二磁铁201和202是从环形的中心向外边的方向，即，径向的方向(如图5中粗体箭头所示)磁化，(此后，称为“径向磁化”)。注意径向磁化的方向可以是环形磁铁从内周到外周的方向或为环形磁铁从外周到内周的方向，只要第一和第二磁铁201和202的磁化方向互相相同。

其次描述的是这样构造的电声变换器的运行。如在第一实施方案的情况，由第一和第二磁铁201和202在驱动线圈203附近形成磁场，因此当交流信号施加于驱动线圈203时产生驱动力。具有粘合在其上的驱动线圈203的膜片204被驱动力所促使振动，而膜片204的振动发射为声音。关于上述各点第二实施方案的运行相似于第一实施方案。

如上所述由第一和第二磁铁201和202产生的磁通向量径向地磁化的情况显示在图6中。在第二实施方案中，位于膜片204上面和下面的第一和第二磁铁201和202已经如此进行磁化，使它们在内周边上的极性互相相同。相应地，从第一和第二磁铁201和202发射的诸磁通量之间发生互斥，结果导致图6所示磁场，其中在径向方向的磁场分量在磁性空隙G中占优势，如图5中双箭头所示。

在第二实施方案中，由于磁场如此形成，即磁性分量在径向方向占优势，磁通量密度在两垂直线之间的空间中均匀地很高，其中一条线为在第一和第二磁铁201和202内边之间画出，而另一条在第一和第二磁铁201和202外周之间画出。相应地，在第二实施方案中，磁通量密度和从通过磁性空隙G中心轴线207的径向距离具有这样的关系，即在从第一和第二磁铁201和202的内周到外周的广大范围内磁通量很高。具体地说，在膜片204的平面上，在具有内周边和外周边的环形区域内磁通量密度很高，上述内、外周边各自相应等于第一和第二磁铁201和202的内、外周边。此外，在膜片204平面上在该环形区域内磁通量密度是均匀的。注意“膜片平面”涉及膜片204的平坦的平面部分，而不涉及平坦平面部分以外的部分，例如具有弧形截面段。

在上述第一实施方案中，各第一和第二磁铁101和102磁化方向为趋向环形中心的方向(即，趋向图1A中中心轴线107的方向)，因此在磁铁101和102的内周和外周部分上磁通量密度较高，而在其它部分较低(见图3)。另一方面，在第二实施方案中，磁通量密度在磁铁101和102的从内周到外周范围内均匀地较高。相应地，在第二实施方案中，驱动线圈203设置的范围与第一实施方案相比较为广泛。如此，就有可能，例如，与第一方案相比增加驱动线圈203的圈数和长度，并由此增加驱动线圈203的驱动力。此外，由于磁通量密度基本上分布均匀，在振动方向的磁通量密度变化(依赖于驱动线圈203的位置)减少。相应地，有可能尽量减少在诸电声变换器中声压水平由于装配造成的不均匀度。如上所述，驱动线圈203与第一实施方案相比可以设置在广泛的区域，因此在设计驱动线圈203和膜片204中具有较高的自由度。

应该注意，在第二实施方案中，第一磁铁是由径向地磁化一个磁铁质量而实现。在其它实施方案中，径向磁化可以通过重新联结磁化后的分立磁铁而实现。第二磁铁可以用相似于第一磁铁的方式径向磁化。

(第三实施方案)

现在将描述按照本发明第三实施方案的电声变换器。图7A到7C为用于解释按照第三实施方案电声变换器构造的视图。具体地说，图7A为按照第三实施方案电声变换器的剖面图，图7B为按照第三实施方案电声变换器的立体图，而图7C为包括在按照第三实施方案电声变换器中的驱动线圈的顶视图。图8为显示磁通量密度和在图7A所示在膜片平面上从中心轴线的径向距离之间关系的曲线图。图9A到9E各为显示按照第三实施方案磁铁和磁轭之间关系的视图。

在图7A显示按图7B中沿C-D线的电声变换器的剖面。在图7A中阐明的电声变换器包括；第一磁铁301；第二磁铁302；第一驱动线圈303；第二驱动线圈311；膜片304；机匣305和306；第一磁轭309；和第二磁轭310。第一和第二磁铁301和302与在第一实施方案中描述的第一和第二磁铁101和102相同。膜片304与在第二实施方案中描述的膜片204相同。图7A中显示的电声变换器与第一和第二实施方案描述的电声变换器相同，除去下列第一和第二差别。

第一差别为，如从图7A和7B可见，第一磁轭309设置成为包围第一磁铁301，而第二磁轭设置成为包围第二磁铁302。各第一和第二磁轭309和310，例如，由诸如铁之类的磁性材料形成。机匣305联结到第一磁轭309的外周边上，而机匣306联结到第二磁轭310的外周边上。第一磁轭309包括发射声音用的空气孔308和312。相似地，第二磁轭310包括空气孔313和314。

第二差别为，如从图7C可见，按照第三实施方案的电声变换器具有一种双线圈构造，其中两驱动线圈，即第一和第二驱动线圈303和311，如此设置，使第一驱动线圈303的位置包围第二驱动线圈311。具体地说，第一驱动线圈303设置在第一磁铁301的外周边投影在膜片304上的位置，而第二驱动线圈311设置在第一磁铁的内周边投影在膜片304上的位置。换言之，第一驱动线圈303具有基本上等于各第一和第二磁铁301和302外半径的半径，并且设置在膜片304的平面上，而第二驱动线圈311具有基本上等于各第一和第二磁铁内半径的半径，并且设置在膜片304的平面上。第一驱动线圈303的绕线方向相反于第二驱动线圈311的绕线方向。

其次将描述如此构造的电声变换器的运行。第一和第二磁铁301和302以及第一和第二磁轭309和310产生磁场。如第一实施方案的情况，该磁场由垂直于膜片304振动方向的磁通量形成。图8的曲线图显示当上述磁场产生时磁通量密度和在膜片304平面上从中心轴线307的径向距离之间关系。为使各第一和第二驱动线圈303和311最有效地产生驱动力，它们各设置在图8中所示磁通量密度分布中最大磁通量密度绝对值的位置。相应地，如在图7A明显可见，第一驱动线圈303设置在磁铁301和302外周边之间垂直线通过的位置，而第二驱动线圈311设置在磁铁301和302的内周边之间垂直线通过的位置。当对于如上所述位置设置的各第一和第二驱动线圈303和311施加交流电信号时，在各第一和第二驱动线圈303和311中产生驱动力。这样的驱动力促使有第一和第二驱动线圈粘合在其上的膜片304振动，由此发射声音。注意流过驱动线圈303的电流方向相反于流过驱动线圈311的电流方向。

在按照具有第一和第二磁轭309和310的第三实施方案的电声变换器中，由第一磁铁301和第一磁轭309形成磁通路，而另一磁通路由第二磁铁302和第二磁轭310形成。相应地，从第一磁铁301发出的磁通量由第一磁轭309引导到磁空隙G中，而从第二磁铁311发出的磁通量由第二磁轭310引导到磁空隙G中，使磁空隙G中的磁通量密度增加。结果，在磁空隙G中，磁通量密度在设置第一和第二驱动线圈303和311的位置上增加，因此在各驱动线圈303和311中产生的驱动力与磁通量密度成正比增加，由此改进复制声压水平。此外，设置第一和第二磁轭309和310减少泄漏到电声变换器外部的磁通量。

这样，通过提供第一和第二磁轭309和310以各自包围第一和第二磁铁301和302，从第一和第二磁铁301和302发射的磁通量集中在第一和第二磁轭309和310，由此增加在各第一和第二驱动线圈303和311中产生的驱动力。此外，通过在磁通量密度最大的位置设置两驱动线圈303和311，有可能增加促使膜片304振动的总驱动力。此外，由于膜片304被放置在不同位置上的驱动线圈303和311驱动，在膜片304的震动中比较容易控制所产生振动的模式。

在第三实施方案中，在第一磁轭309内侧面和第一磁铁301侧面之间设置狭缝，而在第二磁轭310内侧面和第二磁铁302侧面之间也设置狭缝。在图7A所示各第一和第二磁轭309和310可以按图9A到9E所示形式设置。图9A阐明图7A所示第二磁轭310构造。图9B到9E阐明图7A所示第二磁轭310的变化。第二磁轭310的构造可以如图9B所示，以减少电声变换器的外径和或增加膜片304外周边部分中弧形截面的面积。在图9B所示构造中没有狭缝存在，而第二磁铁302侧面与第二磁轭310的内侧面密切接触。可替代地，如图9C所示，可以设置环形磁轭315以仅仅覆盖第二磁铁302的侧面，或如图9D所示，设置磁轭315以便与第二磁铁302的侧面密切接触。还有可替代地，如图9E所示，可以在第二磁铁302底面上设置圆盘形磁轭316。注意在各第一和第二磁铁301和302具有矩形立体截面形状的情况，磁轭不需要完全覆盖第一和第二磁铁301和302的侧面，因此可以部分地设置为覆盖第一和第二磁铁301和302的侧面。虽然图9A到9E阐明第二磁轭310的构造的例子，第一磁轭309也可以构造成为如图9A到9E的方式。

在电声变换器包括以上所述磁轭的情况，最好驱动线圈303和311位于磁轭外周边以内。具体地说，在图7A中，驱动线圈303较佳地位于包括在第一和第二磁铁301和302外周边之间的垂直线的位置，但不横过在第一和第二磁轭309和310外周边之间的垂直线(即，相对于各第一和第二磁轭309和310之间的诸直线，驱动线圈303的位置在较接近中心轴线307的一侧)。

在第三实施方案中，电声变换器包括两个驱动线圈，即第一和第二驱动线圈303和311。不过，在其它实施方案中，电声变换器可以只包括第一驱动线圈303和第二驱动线圈311中的一个。具体地说，如在第一实施方案中描述的电声变换器可包括如第三实施方案描述的第一和第二磁轭309和310。注意在磁轭不覆盖磁铁侧面的情况(见图9E)，当电声变换器只包括一个驱动线圈时，例如第二驱动线圈311，有可能把磁铁加长到机壳内直径的长度。

虽然按照第三实施方案电声变换器已经描述成为包括磁轭，也可以不包括磁轭。具体地说，如第一实施方案描述的电声变换器可包括如第三实施方案包括的第一和第二驱动线圈303和311。即使在这样的情况，有可能增加总驱动力以促使膜片304振动。再说，由于膜片304被放置在不同位置的两驱动线圈所驱动，比较容易控制在膜片304振动中产生的振动模式。注意最好各驱动线圈设置在磁通量密度绝对值最高的位置。在膜片上磁通量方向在各磁铁的外和内边缘之间的中心变化。具体地说，在图2和3的例子，在膜片上的磁通量向外指向在外边和内边之间中心的外侧，并向内在中心的内侧。在磁铁的磁化方向相反于图2和3例子中的磁化方向情况时，膜片上磁通量向内指向在外边和内边之间中心的外侧，并向外在中心的内侧。相应地，在使用两具有相反绕线方向的驱动线圈的情况时，在外周边上驱动线圈位于外边和内边之间中心的外侧，而另一在内周边上的驱动线圈位于中心的内侧。

注意在第三实施方案中，磁轭由不同于机匣(磁轭联结于其上)的材料形成。不过，磁轭可以用磁性材料制成并与机匣成为整体，以便减少电声变换器装配零件的数量。

(第四实施方案)

现在将描述按照本发明第四实施方案的电声变换器。图10A和10B为解释按照本发明第四实施方案构造的视图。具体地说，图10A为按照第四实施方案电声变换器的剖面图。图10B为按照本发明第四实施方案电声变换器的立体图。图11A到11C为各自阐明按照第四实施方案电声变换器的磁铁、驱动线圈和膜片的视图。具体地说，图11A为磁铁401的立体图，图11B为显示第一和第二驱动线圈403和411的顶视图，而图11C为膜片404的顶视图。

在图10A中，显示按图10B中E-F线剖切的电声变换器的剖面。在图10A中阐明的电声变换器包括：第一磁铁401；第二磁铁402；第三磁铁412；第四磁铁413；第一驱动线圈403；第二驱动线圈411；膜片404；和机匣405和406。注意图10A中显示的中心轴线407为平行于图10B中所示z-轴(它通过电声变换器的中心)的直线。

按照第四实施方案的电声变换器不同于按照第一实施方案的电声变换器，在于按照第四实施方案的电声变换器具有矩形立体外形。相应于这样的外形差别，各膜片404、驱动线圈403和411和第一到第四磁铁401、402、412和413具有不同于按照第三实施方案的电声变换器相应的元件。

如从图10A和10B可见，机匣405具有矩形立体形状并在一端开放。在另一相反于开放端的一端，在中间部分设置空气孔415，而空气孔408和414设置在空气孔415的相对两侧。空气孔408、414和415设置用于发射声音。机匣406具有相似于机匣405的构造，并包括空气孔416、417和418。机匣405和406在开放端互相联结在一起。注意各机匣405和406用非磁性材料制造，例如，诸如PC的树脂材料。

如图11A所示，第一磁铁401具有矩形立体形状。如图11A所示各第二到第四磁铁402、412和413具有第一磁铁401的同样形状。第一到第四磁铁401、402、412和413互相具有同样的磁化方向。在图11A中，第一到第四磁铁401、402、412和413在z-轴方向磁化。今后，在各磁铁诸边中最长一边的方向称作“纵向”。在图11A中，x-轴方向对应于纵向。

第一到第四磁铁401、402、412和413的位置使它们的纵向互相平行。第一磁铁401固定在机匣405上的空气孔414和415之间部分。第二磁铁402的位置使其对于膜片404与第一磁铁401相反。具体地说，第二磁铁固定在机匣406上的空气孔416和417之间部分。第三磁铁412固定在机匣405的空气孔408和415之间部分。第四磁铁413的位置使其对于膜片404与第三磁铁412相反。具体地说，第四磁铁413固定在机匣406上的空气孔416和418之间部分。第一和第三磁铁401和412如此设置使其对于中心轴线407互相对称。相似地，第二和第四磁铁402和413如此设置使其对于中心轴线407互相对称。

第一到第四磁铁401、402、412和413如此布置使它们的磁化方向平行于膜片的振动方向。具体地说，第一和第三磁铁401和412具有互相相同的磁化方向，而第二和第四磁铁402和413具有互相相同的磁化方向。第一和第三磁铁401和412的磁化方向相反于第二和第四磁铁402和413的磁化方向。例如，当第一和第三磁铁401和412向下磁化时，即从第一磁铁401向第二磁铁402的方向，第二和第四磁铁402和413向上磁化，即从第二磁铁402向第一磁铁401的方向(见图10A中所示粗体箭头)。

如上所描述，在第四实施方案中，两磁铁件，即第一和第三磁铁401和412，用来代替如第一实施方案中描述的第一磁铁101，而第二和第四磁铁402和413用来代替如第一实施方案中描述的第二磁铁102。在第四实施方案中，在一对对于中心轴线407互相相反的磁铁之间设置空间(即，第一和第三磁铁401和412之间具有空间，而第二和第四磁铁402和413之间具有空间)。注意，这种成对的磁铁也相应地叫做“磁性结构”。这种磁性结构的概念包括由一块磁铁形成的结构，如在第一实施方案中所述的第一磁铁101。如此通过在一对磁铁之间设置空间，与没有空间的磁铁比较，有可能增加磁铁平行于磁铁磁化方向(即，在图10A中用向下箭头表示的垂直方向)截面的水平和垂直长度之比，由此有可能改进磁性运行点。矩形立体形状的磁铁可通过把第一和第三磁铁401和412联结在一起获得，这是没有空间磁铁的可以想象到的例子。

如图11B所示，各驱动线圈403和411为矩形。相似于第三实施方案，按照第四实施方案的电声变换器具有双线圈构造，其中第一驱动线圈403的位置使其包围第二驱动线圈411。第一和第二驱动线圈403和411如此设置在膜片404上，使其纵向平行于第一到第四磁铁401、402、412和413的纵向。而中心轴线407通过第一和第二驱动线圈403和411的中心。第一和第二驱动线圈403和411粘合在膜片404上。

各第一和第二驱动线圈403和411设置在膜片404平面上磁通量密度绝对值最大的位置。参照图10A，第一驱动线圈403如此设置使第一驱动线圈403的矩形相对两边设置在第一和第二磁铁401和412外周边投影在膜片404上的位置。“第一磁铁401的外周边”涉及位于在电声变换器(包括第一磁铁401和中心轴线407)截面上的远离中心轴线407的第一磁铁401的边缘。具体地说，在图10A中，第一磁铁401的外周边涉及边缘420或421。在第四实施方案中，“两相对边缘”对应于第一驱动线圈403矩形的四边中较长的两边(见图11B)。驱动线圈411如此设置使驱动线圈411矩形的两相对边设置在第一或第三磁铁内边投影在膜片404上的位置。

参照图10A和11B，第一驱动线圈403如此设置，第一和第二磁铁401和402外边之间的垂直线通过第一驱动线圈403的两条长边之一，而第三和第四磁铁412和413外边之间的垂直线通过第一驱动线圈403的另一长边。这里，磁铁的外边用来意味着位于中心轴线远侧的磁铁的侧边(或平面)。另一方面，第二驱动线圈411如此设置，第一和第二磁铁401和402内边之间的垂直线通过第二驱动线圈411的两条长边之一，而第三和第四磁铁412和413内边之间垂直线通过第二驱动线圈另外的长边。这里，磁铁的内边用来意味着位于中心轴线近侧磁铁的侧边(或平面)。

如图11C所示，膜片404从上面观看时为卵形。如图10A所示，膜片404包括第一和第二弧形部分404a和404c，各具有弧形截面。膜片404包括第一和第二弧形部分404a和404c之间的部分404b，和在第二弧形部分外周边侧的部分404d。各部分404b和404d为平坦面。第一和第二驱动线圈403和411设置在部分404b上。

从图10A可见，膜片404的部分404d夹持在机匣405和406之间，以使膜片404固定。在该情况中，膜片404的部分404d的位置使各第一和第二驱动线圈403和411与第一和第二磁铁401和402等距离，也与第三和第四磁铁412和413等距离。

其次将描述如此构造的电声变换器的运行。第一到第四磁铁401、402、412和413产生磁场。如在第一实施方案情况中，该磁场由垂直于膜片404振动方向的磁通量形成。在这样的磁场中，各第一和第二驱动线圈403和411设置在磁性空隙G内磁通量密度绝对值为最大的位置。当有交流信号施加于各第一和第二驱动线圈403和411时，在各第一和第二驱动线圈403和411中产生驱动力。这样的驱动力促使具有第一和第二驱动线圈403和411粘合在其上的膜片404振动，由此发出声音。

如上所描述，在第四实施方案中，有可能提供一种具有矩形立体形状的电声变换器。通过利用两对磁铁形成磁回路，可能防止磁性运行点由于磁铁厚度的减少而被降低。此外，通过使电声变换器为矩形立体形状，当把电声变换器固定在诸如移动电话或PDA之类的便携式信息终端设备时可改进空间因数，即，可能减少电声变换器在终端设备中占用的空间。

此外，在第四实施方案中，电声变换器具有双电声变换器构造，因此增加促使膜片404振动的总驱动力。此外，由于膜片404被放置在不同位置的两驱动线圈303和311所驱动，在膜片404振动时较容易控制振动模式。

如在第三实施方案的情况，按照第四实施方案的电声变换器可包括磁轭。具体地说，可以设置分别包围第一到第四磁铁401、402、412和413的各磁轭。当设置磁轭时，由磁轭和第一到第四磁铁401、402、412和413形成磁通路。相应地，相似于第三实施方案，有可能在磁性空隙G内达到高磁通量密度。磁轭可想象的例子包括如图9A到9E的形状。磁轭可以用不同于机匣的材料形成或用与机匣相同的磁性材料与机匣形成整体。

在第四实施方案中，电声变换器包括两个驱动线圈，即第一和第二驱动线圈403和411。不过，在其他实施方案中，电声变换器可以只包括第一驱动线圈403和第二驱动线圈411中之一。

在第四实施方案中，当从上面观看时，膜片404为卵形。不过，在其他实施方案中，膜片可以是矩形。此外，膜片404的各第一和第三弧形部分404a和404c具有弧形截面。不过，这些部分可以是波浪形、卵形或锥形截面以便既满足膜片404振动最低共振频率又满足其最大振幅要求。

在第四实施方案中，在电声变换器中设置两对磁铁。不过，可以采用六个或更多磁铁，即三对或更多磁铁。在这样的情况中，必须增加驱动线圈。例如，在采用三对磁铁的情况，需要两个驱动线圈。

(第五实施方案)

现在将描述按照本发明第五实施方案的电声变换器。图12A和12B为用于解释按照第五实施方案电声变换器构造的视图。具体地说，图12A为按照第五实施方案电声变换器的剖面图。图12B为按照第五实施方案电声变换器的立体图。

在图12A中，显示按图12B中G-H线剖取的电声变换器的剖面。在图12A中阐明的电声变换器包括：第一磁铁501；第二磁铁502；第三磁铁512；第四磁铁513；驱动线圈503；膜片504；和机匣505及506。注意图12A和12B中显示的中心轴线是一条通过机匣505及506和驱动线圈503的中心的直线。在图12A中阐明的按照第五实施方案的电声变换器相似于按照第四实施方案的电声变换器，除去下列第一和第二差别。

第一差别为第一到第四磁铁501、502、512和513设置的方向。在第五实施方案中，第一到第四磁铁501、502、512和513在图12A和12B中所示的y-轴方向磁化。第一到第四磁铁501、502、512和513如此布置，使各磁铁具有与对于中心轴线相反的磁铁的磁化方向相反的磁化方向。具体地说，第一磁铁501的磁化方向相反于第三磁铁512的磁化方向，而第二磁铁的磁化方向相反于第四磁铁513的磁化方向。如此布置的磁铁相对于中心轴线在驱动线圈503相对两侧产生具有同样方向的驱动力。在第一到第四磁铁501、502、512和513的如此布置中，各磁铁如相对于膜片504相反的磁铁那样具有同样磁化方向。具体地说，第一磁铁501的磁化方向与第二磁铁502的磁化方向相同，而第三磁铁512的磁化方向与第四磁铁513相同。在图12A中，第一和第二磁铁501和502的磁化方向是向右的，而第三和第四磁铁512和513的磁化方向是向左的。如在第二实施方案的情况，在第五实施方案中，第一到第四磁铁501、502、512和513的磁化方向平行于膜片504平面并且垂直于电流通过驱动线圈503的方向。如此，所产生的磁通量的方位在膜片504附近平行于膜片504振动方向。

在第五实施方案中，第一到第四磁铁501、502、512和513的磁化方向对应于图12A和12B中所示y-轴方向。不过，只要它们垂直于膜片504振动方向，磁化方向可以对应于x-轴方向。注意为增加驱动线圈503产生的驱动力，最好第一到第四磁铁501、502、512和513的磁化方向对应于驱动线圈503短边的方向，即，y-轴方向。

第二差别是在机匣505侧面设置空气孔509。这使按照第五实施方案的电声变换器可以不同于第四实施方案电声变换器的方位放置在电子设备上。注意空气孔508设置在机匣506的底面。

其次描述这样构造的电声变换器运行。通过第一到第四磁铁501、502、512和513在驱动线圈503附近产生磁场，因此当交流信号施加于驱动线圈503时，在驱动线圈503中产生驱动力。该驱动力促使具有驱动线圈503粘合于其上的膜片504振动，由此发射声音。

如上所描述，在第五实施方案中，第一到第四磁铁501、502、512和513如图12A和12B所示在y-方向上磁化。如同第二实施方案的情况，在诸磁铁发射的磁通量之间发生排斥力而在磁性空隙G中产生如此磁场，使驱动线圈503在径向的磁场分量占优势。结果，磁通量密度在第一和第二501和502之间的空间和在第三和第四磁铁512和513之间的空间变得较高。相应地，与第四实施方案比较驱动线圈503可以设置在较广泛的区域。如此，有可能增加，例如，驱动线圈503的圈数和长度，由此增加驱动线圈503驱动力。此外，由于在各上述空间中磁通量密度基本上可均匀地分布，依赖于驱动线圈503位置的磁通量密度的变化在振动方向可以减少。相应地，有可能尽量减少由于装配引起的电声变换器中声压不均匀度。如上所描述，与第四实施方案比较驱动线圈503可以设置在广泛的区域，因此在设计驱动线圈503和膜片504的形状时可有较高的自由度。

此外，相似于第四实施方案，按照第五实施方案的电声变换器具有矩形立体的形状，因此当把电声变换器固定到便携式信息终端设备(如移动电话或PDA)时有可能改进空间因素。

此外，相似于在第四实施方案中描述的膜片，在第五实施方案中的膜片当从上观看时为卵形。不过，这些部分也可以为波浪形、卵形或锥形截面，以便全部满足膜片504最低共振频率和最大振幅的要求。

其次描述上述第一到第五实施方案变化的例子。第一到第五实施方案对于使用传统绕组线圈作为驱动线圈并且驱动线圈与膜片分开的情况已经进行描述。另一方面，变化的例子的特征在于膜片和驱动线圈互相形成整体。

图13A到13C为用来解释第一到第五实施方案变化例子中的膜片和驱动线圈。具体地说，图13A为阐明变化例子中膜片和驱动线圈的顶视图，图13B为膜片的剖面图，而图13C为驱动线圈的剖面图。注意图13B显示按图13A中I-J线剖取的膜片剖面图，而13C为图13B中圆圈部分的放大图。

如从图13A到13C可见，膜片601和驱动线圈602互相形成整体。膜片601具有圆形形状。相应地，按照变化例子电声变换器中采用的其他元件与在任何从第一到第三实施方案中描述的电声变换器中采用的相同。如同第一实施方案的情况膜片601为平坦形状。在图13A到13C中变化例子中，驱动线圈602由内线圈和外线圈等两线圈形成。不过驱动线圈可以由单个线圈形成。在图13A到13C的变化例子中，虽然膜片601和驱动线圈602为圆形，它们也可以是矩形或卵形。在这样情况中，在电声变换器中采用的其它元件可以与在任何第四和第五实施方案之一中描述的电声变换器采用的相同。

变化例子与第一到第五实施方案的差别在于驱动线圈602与膜片601整体地形成。例如，驱动线圈602可以用蚀刻方法与膜片601整体地形成。以下描述如何用蚀刻方法使驱动线圈602与膜片601整体地形成。首先，用铜料粘合并层压在诸如聚酰亚胺的膜片基底材料上。其次，在层压铜材料上形成一层光阻材料，此后光阻层暴露在光下并显影而在铜料上形成抗蚀刻层。然后，通过除去抗蚀刻层在膜片基底材料上形成铜轨迹。注意驱动线圈602可以在膜片601的一面或两面上形成。如从图13B和13C可见，第一和第二线圈602a和602b形成在膜片601的相对两面。就是，在图13A到13C显示的驱动线圈602为包括第一和第二线圈602a和602b的双层驱动线圈。

通过以上述方式使膜片602与驱动线圈601形成整体，有可能当膜片601振动时减少驱动线圈602中产生的应力。相应地，有可能防止驱动线圈602的断裂，保证电声变换器的可靠性。此外，没有必要在电声变换器的生产中把膜片和驱动线圈粘合在一起或连接导线，从而导致电声变换器容易生产。此外，有可能在设计驱动线圈的式样时增加其自由度，由此可容易地提供一种用传统绕组线圈不易实现的双构造驱动线圈(见图13A)。

注意可以用蚀刻法以外的过程使膜片与驱动线圈形成整体。虽然对于具有双层构造的驱动线圈情况已经描述变化例子，在双层上还可以设置附加层。

其次描述的是一个应用例子，其中第一到第五实施方案描述的电声变换器使用在作为电子设备的应用例子的便携式电话上。图14A到14B为显示按照第一到第五实施方案应用例子的便携式电话的外观。具体地说，图14A为便携式电话的顶视图，而图14B为便携式电话部分剖视图。图15为示意地阐明在应用例子中描述便携式电话构造的方程图。

参照图14A和14B，便携式电话包括：主体71；设置在主体71上的声孔72；和在第一到第五实施方案之一中描述的电声变换器73。电声变换器73如此设置在主体上，使其空气孔面向声孔72。

参照图15，便携式电话还包括：天线81；发生器/接收器线路82；呼叫信号发生器线路83；和传声器84。发生器/接收器线路82包括解调段821、调制段822、信号切换段823和自动应答/记录段824。

天线82可接受从最近基站输出的调制无线电波。解调段821可解调由天线接收的调制的无线电波成为信号，并把信号供给信号切换段823。信号切换段823为可以按照信号的细节切换信号处理过程。具体地说，当信号为进入的呼叫信号时，该信号被供给到呼叫信号发生器线路83。另外，当信号为声频信号时，该信号被供给到电声变换器73。还有，当信号是自动应答/记录的声频型号时，该信号被供给到自动应答/记录段824。自动应答/记录段824由，例如，半导体存储器形成。当便携式电话开启时，自动应答/记录段的声频信号作为呼叫者信息，被记录到自动应答/记录段824中，而当便携式电话处于服务区域以外或便携式电话关机时，呼叫者信息被记录在最近基站的存储设备中。呼叫信号发生器线路可产生呼叫信号并供给所产生的信号到电声变换器73。传声器84为传统便携式电话所常用的小型形式。调制段822可调制拨号信号或传声器84所转换的语音信号，并输出调制信号到天线。以下描述如此构造便携式电话的运行。当从基站输出的调制的无线电波被天线81接收时，所接收的无线电波被解调段821解调进入基本频带信号。在探测到从基本频带进来的呼叫信号时，信号切换段823输出进来的呼叫信号到呼叫信号发生器线路83以便通知用户出现进来的呼叫。在受到从信号切换段823的进来呼叫信号，呼叫信号发生器线路83输出在可听频带的纯音呼叫信号或这样纯音复合音呼叫信号到电声变换器73。电声变换器73变换呼叫信号成为声音，并输出铃声的声音。用户通过听到从便携式电话(经由电声变换器73)声孔72输出的铃声警觉到发生进来的呼叫。

当用户应答电话时，信号切换段823调节基本频带信号的电平，然后直接输出声频信号到电声变换器73。电声变换器73用来作为接受机/扩音机以复制声音信号。用户的语音由传声器84收集，并变换成为电信号。电信号输入调制段822，并且然后调制和变换成为预定载波。载波从天线81输出。

在便携式电话开启并由用户设置为自动应答/接收模式时，呼叫者的信息记录在自动应答/记录段824中。注意在便携式电话关机时，呼叫者的信息暂时储存在基站中。当用户操作便携式电话的键以要求复制储存的信息时，信号切换段823响应用户复制信息的要求，从自动应答/记录段823或基站获得储存信息的声音信号。然后，信号切换段823调节声音信号的电平到预定的电平，并输出声音信号到电声变换器73。在这样的情况中，电声变换器73用作接收机/扩音机输出信息。

在以上应用例子中，虽然电声变换器73直接固定在主体71上，电声变换器73也可以装在便携式电话的线路版上并通过孔穴连接到主体上。即使设置在便携式电话以外的电子设备上，电声变换器73也以如上所描述形式运行，并获得相似的效果。在便携式电话之外，电声变换器可以包括在，例如，传呼机中，并且可以用作复制警报声、曲调或其它声音。可替代地，电声变换器73可以包括在电视机中以复制声音和音乐。还有，电声变换器73可以包括在其它电子设备中，诸如PDA、个人计算机和汽车导航系统。如上所描述，通过在电子设备中设置电声变换器73，电子设备能够复制警报声、语音等。

虽然本发明已经详细描述，前面的描述在各方面均为说明性的而不是限制性的。应该理解可以作出无数其它改变或变化而不必偏离本发明的范围。

Claims

1.一种电声变换器，包括：

膜片；

机壳，以便支承膜片；

驱动线圈，设置在膜片上；

第一磁性结构，其中间具有第一空间并如此设置在机壳内，使是垂直于膜片平面的直线的中心轴线通过驱动线圈中心和穿过第一空间；和

第二磁性结构，其中间具有第二空间，并设置在机壳内相对膜片在第一磁性结构相对两侧，使中心轴线穿过第二空间，

其中第一磁性结构的方位如此，使其磁化方向平行于中心轴线，和

其中第二磁性结构的方位如此，使其磁化方向相反于第一磁性结构。

2.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，各第一和第二磁性结构具有同样环形的形状，并且如此放置使中心轴线通过其中心。

3.按照权利要求2所述的电声变换器，其特征在于，

其中第一和第二磁性结构具有同样的圆柱外形，和

其中驱动线圈为圆形并位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构外周边的直线投影在膜片上。

4.按照权利要求2所述的电声变换器，其特征在于，

其中第一和第二磁性结构具有同样的圆柱外形，和

其中驱动线圈为圆形并位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构内周边的直线投影在膜片上。

5.按照权利要求2所述的电声变换器，其特征在于，

其中第一和第二磁性结构具有同样的圆柱外形，和

其中驱动线圈包括：

圆形内周线圈；和

圆形外周线圈，设置在圆形内周线圈外面并具有相反于圆形内周线圈的绕制方向。

6.按照权利要求5所述的电声变换器，其特征在于，

其中圆形内周线圈位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构内周边的直线投影在膜片上，和

其中圆形外周线圈位于一地方，该地方一垂直于第一磁性结构外周边的直线投影在膜片上。

7.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，

其中第一磁性结构包括对于中心轴线互相相反的两磁铁件并在两磁铁件之间设置有第一空间，

其中包括在第一磁性结构内的两磁铁件如此布置使其磁化方向互相相同，

其中第二磁性结构包括两磁铁件，它们对于膜片相反于包括在第一磁性结构中的两磁铁件，包括在第二磁性结构中的两磁铁件对于中心轴线互相相反，第二磁性结构具有在两磁铁件之间的第二空间，和

其中包括在第二磁性结构中的两磁铁件如此布置使其磁化方向互相相同。

8.按照权利要求7所述的电声变换器，其特征在于，

其中包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件具有同样的矩形立体形状，

其中驱动线圈为矩形，和

平行于包括在第一磁性结构中的两磁铁件的驱动线圈的相对部分位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上。

9.按照权利要求7所述的电声变换器，其特征在于，

其中包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件具有同样矩形立体的形状，

其中驱动线圈为矩形，和

其中平行于包括在第一磁性结构中的两磁铁件的驱动线圈的相对部分位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的内边缘的直线投影在膜片上。

10.按照权利要求7所述的电声变换器，其特征在于，

其中包括在第一和第二磁性结构中的两磁铁件具有同样矩形立体的形状，和

其中驱动线圈包括：

一矩形内周线圈，和

一矩形外周线圈，它设置在矩形内周线圈外侧，并具有与矩形内周线圈不同的绕线方向。

11.按照权利要求10所述的电声变换器，其特征在于，

其中矩形内周线圈位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的内边缘的直线投影在膜片上，和

其中矩形外周线圈位于一地方，该地方垂直于包括在第一磁性结构内的两磁铁件的外边缘的直线投影在膜片上。放置在包括在第一磁性结构中的两磁铁件的外边投影在膜片上的位置。

12.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈设置在由第一和第二磁性结构产生在膜片平面上的磁通量密度绝对值为最大的位置。

13.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，第一和第二磁性结构具有同样形状和构造。

14.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，膜片具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

15.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，机壳具有圆柱形、椭圆柱形和矩形立体之一的形状。

16.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，还包括：

第一磁轭，设置在第一磁性结构周边的至少一部分上；和

第二磁轭，设置在第二磁性结构周边的至少一部分上。

17.按照权利要求16所述的电声变换器，其特征在于，

其中在第一磁性结构的一部分和第一磁轭的一部分之间设置空隙；和

其中在第二磁性结构的一部分和第二磁轭的一部分之间设置空隙。

18.按照权利要求16所述的电声变换器，其特征在于，第一和第二磁轭与机壳的一部分形成整体。

19.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

20.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈与膜片形成整体。

21.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈形成在膜片相对两面上。

22.按照权利要求1所述的电声变换器，其特征在于，机壳具有至少一个孔。

23.一种包括如权利要求1所述的电声变换器的电子设备。

24.一种电声变换器，包括：

膜片；

机壳，用于支承膜片；

驱动线圈，设置在膜片上；

第一磁性结构，其中间具有第一空间，并如此设置在机壳内，使是垂直于膜片平面的一直线的中心轴线通过驱动线圈的中心和穿过该第一空间；和

第二磁性结构，其中间具有第二空间，并如此设置在机壳内，相对膜片在第一磁性结构的相反两侧上，使中心轴线穿过第二空间；

其中第一磁性结构如此磁化，使其磁化方向垂直于中心轴线，并且磁化方向的指向相对于中心轴线和包括中心轴线的截面之一互相对称，和

其中第二磁性结构具有与第一磁性结构同样的磁化方向。

25.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，各第一和第二磁性结构具有径向地磁化的环形形状并如此放置，使中心轴线通过其中心。

26.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，

其中第一磁性结构包括对于中心轴线互相相反的两磁铁件，并在两磁铁件之间具有第一空间，

其中包括在第一磁性结构件中的两磁铁件如此布置，使其磁化方向互相相反，

其中包括在第二磁性结构中的两磁铁件如此布置，使它们的磁化方向互相相反。

27.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，第一和第二磁性结构具有同样形状和构造。

28.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，膜片具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

29.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，机壳具有圆柱形、椭圆柱形和矩形立体之一的形状。

30.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，还包括：

第一磁轭，设置在第一磁性结构周边的至少一部分上；和

第二磁轭，设置在第二磁性结构周边的至少一部分上。

31.按照权利要求30所述的电声变换器，其特征在于，

其中在第一磁性结构的一部分和第一磁轭的一部分之间设置空隙；

32.按照权利要求30所述的电声变换器，其特征在于，第一和第二磁轭与机壳一部分形成整体。

33.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈具有圆形、卵形和矩形之一的形状。

34.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈与膜片形成整体。

35.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，驱动线圈形成在膜片的相反面上。

36.按照权利要求24所述的电声变换器，其特征在于，机壳至少具有一个孔。

37.一种包括如权利要求24所述的电声变换器的电子设备。