JP4536284B2 - 電磁型電気音響変換器および携帯端末装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話、ポケットベル等の携帯端末機に搭載され、着信時におけるアラーム音、メロディ音および音声等の再生に使用される電気音響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁型電気音響変換器の平面図を図１２（ａ）に、また、断面図を図１２（ｂ）に示す。
【０００３】
従来の電磁型電気音響変換器２００は、円筒形の筐体１０７と、この筐体１０７の底面を覆うように配置された円板状のヨーク１０６とを有しており、ヨーク１０６の中央部にヨークと一体に構成されたセンターポール１０３が設けられている。センターポール１０３の周囲にはコイル１０４が巻かれている。コイル１０４の外周には環状のマグネット１０５が設けられており、コイル１０４とマグネット１０５の内周面とは全周に渡って適当な間隔が開けられている。マグネット１０５の外周面は筐体１０７の内周面に突き合わされている。筐体１０７の上端部には円板状をした第１の振動板１００が支持されており、第１の振動板１００と、マグネット１０５、コイル１０４およびセンターポール１０３との間には適当な間隔が設けられている。第１の振動板１００の中央部には円板状の磁性体である第２の振動板１０１が第１の振動板１００と同心状態で設けられている。
【０００４】
以上のように構成された電磁型電気音響変換器２００について、その動作と効果を説明する。
【０００５】
コイル１０４に電流が流れない初期状態では、マグネット１０５、第２の振動板１０１、センターポール１０３、ヨーク１０６によって磁路が形成されており、第２の振動板１０１はマグネット１０５とセンターポール１０３側に吸引され、第１の振動板１００の弾性力と等しくなるところまで変位する。このような初期状態でコイル１０４に交流電流が流れると上記磁路に交流磁界が発生し、第２の振動板１０１に交流駆動力が発生する。そのような交流駆動力が第２の振動板１０１に発生すると、第２の振動板１０１は、マグネット１０５によって発生する静的吸引力と交流駆動力との相互作用によって、固定されている第１の振動板１００とともに初期状態から変位する。その変位による振動は音として放射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に、電磁型電気音響変換器２００の第２の振動板１０１に発生する駆動力特性を示す。縦軸は駆動力、横軸は第２の振動板１０１のセンターポール１０３からの距離（即ち磁気ギャップ値）を示している。図１３から、磁気ギャップ値が一定の値以上になると、磁気ギャップ値に比例して駆動力が小さくなっていくことが分かる。そのため高音圧および低域再生を実現するために必要な振幅を確保すると駆動力の低下につながるため、高音圧を実現することが難しい。なお図１３において、センターポール１０３近接で駆動力が小さくなっているのは第２の振動板１０１が磁気飽和しているためである。
【０００７】
上記のような問題を鑑みて、本発明は、従来と比較し実質的な磁気ギャップ値が小さく且つ第２の振動板上に生じる駆動力が大きい、高音圧および低域再生が可能な電磁型電気音響変換器およびそれを内蔵する携帯端末装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁型電気音響変換器は、第１の振動板と、第１の振動板の中央に設けられ、中心部に第１の穴が形成された磁性体である第２の振動板と、第１の振動板に対向して設けられたヨークと、ヨークに対して第１の振動板側に設けられ、第１の穴に挿入可能な形状を有するセンターポールと、センターポールを囲むように配置されたコイルと、コイルを囲むように配置された第１のマグネットと、を備え、そのことにより上記目的が達成される。
【０００９】
上記電磁型電気音響変換器によれば、高さ方向の磁気ギャップを大きくしても、構成要素の形状変更のみで新しい部品を追加することなく交流駆動力を高く維持することができ、高音圧且つ低域再生を可能にする。
【００１０】
第１の振動板は、センターポールが挿入可能な第２の穴を有してもよい。
【００１１】
センターポール上面の高さが第２の振動板の下面以上であってもよい。
【００１２】
上記電磁型電気音響変換器によれば、振幅時においてもセンターポールと振動板との距離をほぼ一定に保てるために、安定した交流駆動力を得ることができる。
【００１３】
第１のマグネットと第１の振動板との間に設けられた第１の磁性体薄板を更に備えてもよい。
【００１４】
上記電磁型電気音響変換器によれば、第２の振動板上に効率的に交流磁束を流すことができるために、交流駆動力が大きくなり音圧を高くできる。
【００１５】
センターポールの径が高さ方向に変化してもよい。
【００１６】
センターポールの径が、センターポールの高さを変数とした２次曲線を描くように変化してもよい。
【００１７】
上記電磁型電気音響変換器によれば、振動板の位置による磁路の磁気抵抗値の変化を少なくすることができる。
【００１８】
第２の振動板の内周縁部の厚さが第２の振動板の外周縁部の厚さよりも厚くてもよい。
【００１９】
第２の振動板は、内周縁部の断面が略Ｌ字形状である立ち上げもしくは立ち下げ形状を有してもよい。
【００２０】
上記電磁型電気音響変換器によれば、センターポールと第２の振動板との対向面積が広くなるために第２の振動板に生じる交流駆動力を大きくできる。
【００２１】
第２の振動板に設けられた第１の穴を覆うカバ−を更に備えてもよい。
【００２２】
カバーが第１の振動板と一体であってもよい。
【００２３】
上記電磁型電気音響変換器によれば、空気の回り込みによる音圧低下を避けることができる。
【００２４】
第２の振動板に対してヨークの反対側に設けられた第２のマグネットを更に備えてもよい。
【００２５】
上記電磁型電気音響変換器によれば、第２のマグネットを配置することで、第１のマグネットにより第２の振動板内に生じる磁束密度を抑え、コイルによる交流磁束をより多く第２の振動板内に流すことができる。また、第２の振動板内に生じる静的吸引力も相殺され、第１の振動板を平衡状態にできる。
【００２６】
第２のマグネットに対してヨークの反対側に設けられた第２の磁性体薄板を更に備えてもよい。
【００２７】
上記電磁型電気音響変換器によれば、効率的に第２のマグネットを作用させることができ、第２のマグネットのサイズを小さくすることができる。
【００２８】
第１の振動板を支持する第１の筐体を更に備えてもよい。
【００２９】
第２のマグネットを支持する第２の筐体を更に備えてもよい。
【００３０】
本発明によれば、上記に記載の電磁型電気音響変換器を備えた携帯端末装置が提供される。
【００３１】
上記携帯端末装置が、電波を受信するアンテナと電波を音声信号に変換する送受信回路とを更に備え、上記に記載の電磁型電気音響変換器が音声信号を再生してもよい。
【００３２】
本発明によれば、アラーム音、メロディ音および音声などを再生できる携帯端末装置を実現することができる。
【００３３】
本発明の電磁型電気音響変換器において、第２の振動板は中心部に穴が形成されたリング形状をしており、振動系質量の軽量化が図られている。さらに、第２の振動板をリング形状にしたことで、振動時にセンターポールと第２の振動板が接触することがなく、そのためセンターポールの高さを高くすることができる。その結果、従来と比較し実質的な磁気ギャップ値が小さく且つ第２の振動板上に生じる駆動力が大きくなり、高音圧および低域再生可能な電磁型電気音響変換器が実現される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器１０００について、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図１（ｄ）および図２を用いて説明する。
【００３６】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器１０００の断面図である。また、図２は、電磁型電気音響変換器１０００の磁束ベクトル図である。図２に示される磁束ベクトル図は、電磁型電気音響変換器１０００の中心軸に対して片側半分のみを表示している。
【００３７】
図１（ａ）に示されるように、電磁型電気音響変換器１０００は、円筒形の第１の筐体７と、この第１の筐体７の底面を覆うように配置された円板状のヨーク６とを有しており、ヨーク６の中央部にヨークと一体に構成されたセンターポール３が設けられている。センターポール３の周囲にはコイル４が巻かれている。コイル４の外周には環状の第１のマグネット５が設けられており、コイル４と第１のマグネット５の内周面とは全周に渡って適当な間隔が開けられている。また、第１のマグネット５の外周面と第１の筐体７の内周面とは全周に渡って適当な間隔が開けられている。第１の筐体７の上端部には、図１（ｂ）に平面図として示されるような環状の非磁性体である第１の振動板１が振動可能に支持されており、第１の振動板１と、コイル４およびセンターポール３との間には適当な間隔が設けられている。第１の振動板１の中央部には環状の磁性体である第２の振動板２が第１の振動板１と同心状態で設けられている。第２の振動板２は、図１（ｃ）に平面図として示すように中央部に穴が形成されている。第２の振動板２の中央部には、カバー１３（図１（ａ））が第２の振動板２に形成された穴を覆うように設けられている。センターポール３は、第２の振動板２に形成された穴に挿入可能な形状を有している。
【００３８】
また、図１（ｄ）に平面図として示されるような環状の第１の磁性体薄板１１が、第１のマグネット５の第１の振動板１に対向する面に設けられている。第１のマグネット５の内周側部分には、第１の磁性体薄板１１を設けるための凹部が設けられている。また、ヨーク６には、第１の振動板１とヨーク６との間の空間とその空間外部とを連通する複数の空気穴８が、周方向に適当な間隔を開けて設けられている。各空気穴８は、第１の振動板１とヨーク６との間の空間の空気を外部に放出し、第１の振動板１に加わる音響負荷を小さくするために設けられている。
【００３９】
本実施の形態では、第１の振動板１の材料として非磁性体であるＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が用いられ、その厚みは例えば３８μｍである。第２の振動板２の材料としてはパーマロイが用いられ、その厚みは例えば５０μｍである。また、センターポール３上面と第２の振動板２の上面とが同じ高さとなっている。センターポール３上面の高さは第２の振動板２の下面より高くてもよい。
【００４０】
以上のように構成された電磁型電気音響変換器１０００について、その動作と効果を説明する。
【００４１】
本実施の形態において、コイル４に電流が流れない初期状態では、図２に示されるように、第１のマグネット５、第１の磁性体薄板１１、第２の振動板２、センターポール３およびヨーク６によって第１の磁路が形成される。なお、本実施の形態では第１の振動板１は非磁性体である樹脂材料が用いられているために、図２では第１の振動板１は図示されていない。
【００４２】
このような構成において、第２の振動板２上では、下向きの静的吸引力が働き、第２の振動板２および第１の振動板１（図１（ａ））は変位する。
【００４３】
次にコイル４に交流電流が流れると交流磁界が発生し、第２の振動板２上に交流駆動力が発生する。そのような交流駆動力が第２の振動板２に発生すると、第２の振動板２は固定されている第１の振動板１とともに初期状態から変位する。その変位による振動は音として放射される。
【００４４】
電磁型電気音響変換器１０００では、第２の振動板２の中央部の穴を貫通するようにセンターポール３が設けられている（第２の振動板２に発生する交流駆動力のピークをゼロ点とほぼ一致させるためには、センターポール３の上面と第２の振動板２の上面とが同じ高さであることが好ましい）ため、図１２（ｂ）に示される従来の電磁型電気音響変換器２００における第２の振動板１０１とセンターポール１０３間の磁気ギャップと比較し、図１（ａ）および図２に示される電磁型電気音響変換器１０００の第１の磁路における第２の振動板２とセンターポール３との間の磁気ギャップは狭い。これにより、電磁型電気音響変換器１０００では、第１の磁路全体の磁気抵抗が低減される。従って、電磁型電気音響変換器１０００では、従来の電磁型電気音響変換器２００と比較して交流駆動力が低下する割合が小さい。この結果、電磁型電気音響変換器１０００では、振幅範囲を大きくするために第１のマグネット５と第２の振動板２との間の距離を大きくしても、音圧を得るための十分な交流駆動力を確保することが可能である。また第２の振動板２を環状にすることで振動系質量が軽くなり、さらに音圧の向上が促進される。
【００４５】
なお、本実施の形態では、第２の振動板２の穴部分をカバー１３が覆い、センターポール３と第２の振動板２との間から音が放射されることを完全に遮断している。しかし、センターポール３と第２の振動板２との間の隙間と空気穴８との関係により、センターポール３と第２の振動板２との間からの音がほぼ遮断される場合は、カバー１３は設けられなくてもよい。また、カバー１３は第１の振動板１の一部として一体成形されていてもよく、また独立した部品であってもよい。
【００４６】
なお、本実施の形態では、成形しやすいということから第１の振動板１に樹脂材料を用いたが、耐熱性の面から金属材料（例えばチタン）が用いられてもよい。
また、第１の振動板１として磁性体が用いられてもよい。また、第１の振動板１は円板形状であってもよい。
【００４７】
なお、本実施の形態では第１のマグネット５上に第１の磁性体薄板１１が設けられたが、第１のマグネット５のみで十分な交流駆動力が得られる場合、またはスペース的に設置困難の場合は設けられなくてもよい。
【００４８】
なお、本実施の形態ではセンターポール３の径は一定としたが、高さ方向の径を変化させてもよい。一例として、図３に、高さ方向の径がヨーク６に近づくにつれて小さくなっているセンターポール３’を備えた電磁型電気音響変換器１００１の断面図を示す。電磁型電気音響変換器１００１の構成要素は、センターポール３’以外は電磁型電気音響変換器１０００（図１（ａ））と共通である。
【００４９】
電磁型電気音響変換器１００１では、第２の振動板２が下方向に変位するにつれて、第２の振動板２とセンターポール３’との磁気ギャップが拡大するために、図１３で示したような磁気飽和による交流駆動力の低下を緩和することができる。また、図３に示されるように、センターポール３’の高さ方向の径の変化の形状は、その高さを変数とした２次曲線であってもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器２０００について、図４（ａ）、図４（ｂ）および図５を用いて説明する。
【００５１】
図４（ａ）および図５は、実施の形態２における電磁型電気音響変換器２０００の断面図および磁束ベクトル図である。図５に示される磁束ベクトル図は、電磁型電気音響変換器２０００の中心軸に対して片側半分のみを表示している。
【００５２】
図４（ａ）に示される電磁型電気音響変換器２０００では、図４（ｂ）に平面図として示されるような環状の第２のマグネット９が、第２の振動板２の上部に磁気ギャップをはさんで設けられている。第２のマグネット９は第２の筐体１０によって支持されており、第２の筐体１０には、第１および第２の振動板１および２とカバー１３からの音を第２の筐体１０外部に放射するための穴１２が設けられている。また、第２のマグネット９は、第１のマグネットと同様に高さ方向に着磁されている。その他の構成は、図１に示される電磁型電気音響変換器１０００と同様である。
【００５３】
以上のように構成された電磁型電気音響変換器２０００において、その動作と効果を説明する。
【００５４】
図５に示すように、第１のマグネット５、第１の磁性体薄板１１、第２の振動板２、センターポール３、ヨーク６によって第１の磁路が形成される点は実施の形態１（図２）と同様である。さらに本実施の形態では、第２のマグネット９および第２の振動板２によって第２の磁路が形成される。
【００５５】
コイル４に電流が流れていない初期状態では、第２の振動板２上では、第１の磁路によって生じる下向きの静的吸引力と第２の磁路によって生じる上向きの静的吸引力とが打ち消しあっている。従って、第１の振動板１は、第１の磁路によって変位することはほとんど無い。
【００５６】
次にコイル４に交流電流が流れると交流磁界が発生し、第２の振動板２上に交流駆動力が発生する。この交流駆動力によって、第２の振動板２は固定されている第１の振動板１とともに初期状態から変位する。その変位による振動は音として放射される。
【００５７】
図６に、第２のマグネット９がある場合および無い場合とにおける、第２の振動板２上に発生する静的吸引力について示す。縦軸は静的吸引力、横軸に第２の振動板２のゼロ点からの距離を示している。ゼロ点は、第１のマグネット５および第２のマグネット９により第２の振動板２に作用する上下方向の静的吸引力が釣り合うときの第２の振動板２の位置を示している。実線が第２のマグネット９を設けた場合、破線が第２のマグネット９を設けない場合である。
【００５８】
図６において第２のマグネット９を設けない場合、第２の振動板２は第１のマグネット５によって吸引されているために静的吸引力の値は常に正である。
【００５９】
一方、第２のマグネット９を設けた場合、第１のマグネット５と反対方向にも静的吸引力が生じる。従って、第２の振動板２において静的吸引力が釣り合ったゼロ点を基準として、静的吸引力の値は正負ともに取ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態では第２の振動板２の厚みを５０μｍと薄くし、磁気飽和を起こしやすくしたために、第２の振動板２が第１のマグネット５に近づくにつれて急激に静的吸引力が大きくなるという現象を抑えることができる。このような構成により、静的吸引力の変化は図６に示すようにゼロ点からの距離に対してほぼ線形な特性となる。
【００６１】
上記の結果、第１の振動板１の弾性力と静的吸引力との差分で求められる系全体のスティフネスを小さくすることが可能となり、そのスティフネスで決定される共振周波数を低くすることができる。
【００６２】
また、第１の振動板１の弾性力特性と静的吸引力特性とが類似していれば（即ち、第１の振動板１の弾性力が線形であれば）、系全体のスティフネスは距離に寄らず一定であるので、印加電圧の高低による共振周波数の変化がおこらず、また高調波歪も少ない。
【００６３】
図７に、第２のマグネット９がある場合および無い場合とにおける、第２の振動板２上に発生する交流駆動力について示す。縦軸に交流駆動力、横軸に第１のマグネット５からの距離を示している。図６と同様、実線が第２のマグネット９を設けた場合、破線が第２のマグネット９を設けない場合である。
【００６４】
図７において第２のマグネット９を設けない場合、厚みの薄い第２の振動板２を用いたために磁気飽和が生じ、十分な交流駆動力を得ることができない。
【００６５】
そこで第２のマグネット９を付加し、第１のマグネット５によって第２の振動板２に発生する磁束を打ち消すことにより磁気飽和を緩和させる。その結果、駆動力となる交流磁束が第２の振動板２に効率良く流入することができ、得られる交流駆動力が大きくなる。つまり磁気飽和が生じやすい厚みの薄い振動板を用いても十分な交流駆動力を得ることができる。また厚みを薄くすることで振動系重量も小さくなるために再生音圧をさらに大きくすることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では第２の振動板２の厚みを磁気飽和が生じやすいように５０μｍと薄くしたが、磁気飽和を考慮せず厚くしてもよい。その場合、図７に示される第１のマグネット近傍での磁気飽和による交流駆動力の低下がおこらないために、第２の振動板２が第１のマグネット近傍で用いられる場合有効である。同様の効果が第２の振動板２の材料として純鉄等の飽和磁化の大きな材料を用いることで得られる。
【００６７】
なお、本実施の形態では第２のマグネット９を支持するために第２の筐体１０を設けたが、電磁型電気音響変換器２０００が例えば携帯電話に取りつけられる場合は、携帯電話の筐体側に第２のマグネット９を埋め込み、電磁型電気音響変換器２０００と携帯電話とで筐体の共有化を図ってもよい。
【００６８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における電磁型電気音響変換器３０００について図８（ａ）、図８（ｂ）および図９を用いて説明する。
【００６９】
図８（ａ）および図９は、実施の形態３における電磁型電気音響変換器３０００の断面図および磁束ベクトル図である。図９に示される磁束ベクトル図は、電磁型電気音響変換器３０００の中心軸に対して片側半分のみを表示している。
【００７０】
図８（ａ）に示される電磁型電気音響変換器３０００は、断面形状がＬ字型である第２の振動板２２と、第２の振動板２２の上方に磁気ギャップをはさんで設けられた環状の第２のマグネット２９と、第２のマグネット２９の上部に設けられた図８（ｂ）に平面図として示されるような環状の第２の磁性体薄板２４とを備える。第２のマグネット２９は第２の筐体２０によって支持されており、第２の筐体２０には、第２の磁性体薄板２４を収めるための凹部が設けられている。また、第２の筐体２０には、第１の振動板１および第２の振動板２２からの音を第２の筐体２０外部に放射するための複数の空気穴３２が設けられている。その他の構成は、図４（ａ）に示される本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器２０００と同様である。
【００７１】
第２の磁性体薄板２４を第２のマグネット２９の上面に設けることにより、図９に示されるように、第２の磁路が第２のマグネット２９、第２の磁性体薄板２４および第２の振動板２２によって構成される。第１のマグネット５および第２のマグネット２９は、効果作用は実施の形態２に示した第１のマグネット５および第２のマグネット９（図４（ａ））と同じであるが、第２のマグネット２９の磁束が第２の磁性体薄板２４に導かれ、適切な磁路を形成するためにエネルギー積が調整されている。
【００７２】
また、第２の振動板２２の断面形状が図８（ａ）に示すようなＬ字型であるので、第２の振動板２２の内周縁部に磁束が集中し、第２の振動板２２とセンターポール３との間で効率良く磁束を導くことが出来る。第２の振動板２２の断面形状は、第２の振動板２２の内周縁部の厚みが外周縁部の厚みよりも厚くなるような形状であればよく、例えば断面形状が三角形または台形等であってもよい。また、外径の異なる２枚以上の振動板を積層し、第２の振動板２２としてもよい。また、第２の振動板２２の内周縁部を厚くすることにより、第２の振動板２２とセンターポール３との対向面積が増加するので、第２の振動板２２とセンターポール３との間の空気抵抗を大きくすることができる。この場合は、電磁型電気音響変換器３０００からカバー１３を省略することが出来る。
【００７３】
図８（ａ）に示すように、第２の磁性体薄板２４を設けることにより、第２のマグネット２９の磁束が第２の磁性体薄板２４によって導かれるために第２の磁路の磁気抵抗値が小さくなる。そのため、第２の磁性体薄板２４がない場合と比較し、第２のマグネット２９のエネルギー積を小さくすることが可能になる。更に、第２のマグネット２９の磁束が第２の磁性体薄板２４内に導かれるために、電磁型電気音響変換器３０００外部への漏れ磁束が低減される。
【００７４】
本実施の形態の電磁型電気音響変換器３０００では、第２の磁性体薄板２４を設けない構成（例えば図４（ａ）に示される電磁型電気音響変換器２０００）において第２のマグネット９をエネルギー積２６ＭＧＯｅ、厚さ０．７ｍｍとしたときに相当する静的吸引力の効果を、第２の磁性体薄板２４を設けることにより、エネルギー積２２ＭＧＯｅ、厚み０．５ｍｍの第２のマグネット２９で実現することができる。
【００７５】
なお、実施の形態１〜３において説明した電磁型電気音響変換器１０００、１００１、２０００および３０００に設けられる第１の振動板１は、環状の形状の一部がその直径方向と垂直な方向に隆起した形状となっている。しかし、第１の振動板１はこのような形状に限定されず、断面形状が平坦であってもよい。
【００７６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４として、本発明の電磁型電気音響変換器を備えた携帯端末機の一例である携帯電話機６１について図１０および図１１を用いて説明する。
【００７７】
図１０は、本発明の実施の形態４における携帯電話機６１の一部破断斜視図である。図１１は携帯電話機６１の概略構成を示すブロック図である。
【００７８】
携帯電話機６１は、携帯電話機の筐体６２と、筐体６２に設けられた音孔６３と、電磁型電気音響変換器６４とを備える。携帯電話機６１に備えられる電磁型電気音響変換器６４としては、本発明の実施の形態１、２および３で示した電磁型電気音響変換器１０００、１００１、２０００および３０００の何れかが適用される。筐体６２内部において電磁型電気音響変換器６４は、振動板が音孔６３に対向するように設けられている。
【００７９】
図１１に示すように、携帯電話機６１は、アンテナ１５０と、送受信回路１６０と、呼出信号発生回路１６１と、マイクロホン１５２とを更に備える。また、送受信回路１６０は、復調部１６０ａ、変調部１６０ｂ、信号切替部１６０ｃおよび留守録音部１６０ｄを備える。
【００８０】
アンテナ１５０は最寄りの基地局より出力された電波を受信するおよび基地局へ電波を送信するために用いられる。復調部１６０ａはアンテナ１５０から入力された変調波を復号して受信信号に変換し、受信信号を信号切替部１６０ｃに出力する。信号切替部１６０ｃは受信信号の内容に応じて信号処理を切り換える回路である。受信信号が着信信号である場合は呼出信号発生回路１６１に出力され、音声信号の場合は電磁型電気音響変換器６４に出力され、留守録音の音声信号の場合は留守録音部１６０ｄに出力される。留守録音部１６０ｄは例えば半導体メモリ（図示せず）で構成される。電源オン時の留守録音メッセージは留守録音部１６０ｄに記憶されるが、携帯電話機６１がサービスエリア外にあるときや電源がオフ時には、留守録音メッセージは基地局の記憶装置に記憶される。呼出信号発生回路１６１は呼出信号を生成し、電磁型電気音響変換器６４に出力する。
【００８１】
従来の携帯電話機と同様に、携帯電話機６１には、電気音響変換器として小型のマイクロホン１５２が設けられている。変調部１６０ｂは、ダイヤル信号や、マイクロホン１５２で変換された音声信号を変調し、アンテナ１５０に出力する。
【００８２】
このような構成の携帯端末装置としての携帯電話機６１の動作を説明する。
【００８３】
基地局から出力された電波はアンテナ１５０で受信され、復調部１６０ａでベースバンドの受信信号に復調される。信号切替回路１６０ｃは、受信信号が着信信号であることを検出すると、着信を携帯電話機６１の使用者に知らせるため、着信信号を呼出信号発生回路１６１に出力する。
【００８４】
呼出信号発生回路１６１は、このような着信信号を受けると、呼出信号を出力する。呼出信号は可聴帯域の純音又はそれらの複合音の信号を含み、呼出信号が電磁型電気音響変換器６４に入力されると、電磁型電気音響変換器６４は着信音を使用者に出力する。
【００８５】
使用者が受話状態に入ると、信号切替部１６０ｃは受信信号のレベル調整を行った後、受信された音声信号を電気音響変換器６４に直接に出力する。電磁型電気音響変換器６４はレシーバ又はスピーカとして動作し、音声信号を再生する。
【００８６】
使用者の音声はマイクロホン１５２で検知され、音声信号に変換されて変調部１６０ｂに入力される。変調部１６０ｂにおいて音声信号は変調され、所定の搬送波に変換されてアンテナ１５０から出力される。
【００８７】
また、携帯電話機６１の使用者が電源がオンの状態で留守録音状態にセットした場合、送話内容は留守録音部１６０ｄに記憶される。また携帯電話機６１の使用者が電源をオフにしている場合、送話内容は基地局に一時記憶される。そして使用者がキー操作により留守録音の再生依頼を行うと、信号切替部１６０ｃはこの依頼を受けて、留守録音部１６０ｄまたは基地局から録音メッセージを取得する。そしてその音声信号を拡声レベルに調整し、電磁型電気音響変換器６４に出力する。このとき、電磁型電気音響変換器６４はレシーバ又はスピーカとして動作し、メッセージを出力する。
【００８８】
従来の携帯電話に代表されるような携帯端末機に内蔵される電磁型電気音響変換器の多くは共振周波数が高く、呼び出し音再生用のみとして用いられていた。
【００８９】
しかし、本発明の電磁型電気音響変換器は共振周波数を下げることができるので、本発明の電磁型電気音響変換器を携帯端末機に用いれば、音声信号再生も可能となり、呼び出し音再生および音声信号再生の両方を１つの電磁型電気音響変換器で行うことができる。その結果、携帯端末機に複数個内蔵していた音響部品の数を減らすことが可能となる。
【００９０】
なお、携帯電話機６１では、電磁型電気音響変換器６４を直接筐体６２に取り付けたが、携帯電話機６１に内蔵されている基板上に取り付けてもよい。また、呼び出し音の音圧を上げるために音響ポートを付加してもよい。
【００９１】
また、図１０および図１１では携帯端末機の一例として携帯電話機が示されるが、これに限定されず、ポケットベル、ノート型パソコンおよび腕時計等、電磁型電気音響変換器が搭載される携帯端末機に本発明は適用される。
【００９２】
なお、本実施の形態２および３において、第２のマグネット９および２９を支持するための第２の筐体１０および２０を設けたが、本実施の形態２および３における電磁型電気音響変換器２０００および３０００を例えば図１０に示される携帯電話機６１に取りつける場合、携帯電話の筐体６２側に第２のマグネット９および２９を埋め込み、第２の筐体１０および２０を携帯電話の筐体６２に代替してもよい。また、電磁型電気音響変換器３０００における第２の磁性体薄板２４も同様に筐体６２に設けられてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の電磁型電気音響変換器によれば、第２の振動板の中央部に穴が形成され、その穴を貫通するようにセンターポールが配置されることにより、磁路を形成する第２の振動板とセンターポールとの距離を従来よりも小さくすることができる。その結果、第１の振動板を大きく振幅させるのに十分な駆動力を得ることができ、高音圧再生が可能となる。
【００９４】
また、本発明の電磁型電気音響変換器によれば、第１のマグネットにおける第１の振動板に対向した面に第１の磁性体薄板を設けることで、第２の振動板に効率的に交流磁束を流すことができる。このため、交流駆動力が大きくなり音圧を高くすることができる。
【００９５】
また、本発明の電磁型電気音響変換器によれば、第２の振動板の上方に磁気ギャップをはさんで第２のマグネットを配置することで第１の振動板を平衡状態に保持し、第２の振動板に働く交流駆動力を大きくすることができる。また、静的吸引力と第１の振動板の変位特性とがほぼ線形の関係になるために、他の部品を変更することなく高音圧且つ低歪再生を可能にすることができる。さらに第２のマグネットの上方に第２の磁性体薄板を設けることで、効率的に第２のマグネットを作用させることができ、第２のマグネットの形状を小さくすることができる。
【００９６】
また、本発明の携帯端末装置によれば、本発明の電磁型電気音響変換器を内蔵することで、アラーム音、メロディ音および音声などを再生できる携帯端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の断面図
（ｂ）は、本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の第１の振動板の平面図
（ｃ）は、本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の第２の振動板の平面図
（ｄ）は、本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の第１の磁性体薄板の平面図
【図２】本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の磁束ベクトル図
【図３】本発明の実施の形態１における電磁型電気音響変換器の断面図
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器の断面図
（ｂ）は、本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器の第２のマグネットの平面図
【図５】本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器の磁束ベクトル図
【図６】本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器の第２の振動板に生じる静的吸引力特性を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における電磁型電気音響変換器の第２の振動板に生じる交流駆動力特性を示す図
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態３における電磁型電気音響変換器の断面図
（ｂ）は、本発明の実施の形態３における電磁型電気音響変換器の第２の磁性体薄板の平面図
【図９】本発明の実施の形態３における電磁型電気音響変換器の磁束ベクトル図
【図１０】本発明の実施の形態４における電磁型電気音響変換器を備える携帯電話機の一部破断斜視図
【図１１】本発明の実施の形態４における電磁型電気音響変換器を備える携帯電話機のブロック図
【図１２】（ａ）は従来の電磁型電気音響変換器の平面図
（ｂ）は従来の電磁型電気音響変換器の断面図
【図１３】従来の電磁型電気音響変換器における第２の振動板上に生じる駆動力特性を示した図
【符号の説明】
１、１００ 第１の振動板
２、２２、１０１ 第２の振動板
３、３’、１０３ センターポール
４、１０４ コイル
５、１０５ 第１のマグネット
６、１０６ ヨーク
７、１０７ 第１の筐体
９、２９ 第２のマグネット
１０、２０ 第２の筐体
１１ 第１の磁性体薄板
１３ カバー
２４ 第２の磁性体薄板

Claims (16)

1. 第１の振動板と、
   前記第１の振動板の中央に設けられ、中心部に第１の穴が形成された磁性体である第２の振動板と、
   前記第１の振動板に対向して設けられたヨークと、
   前記ヨークに対して前記第１の振動板側に設けられ、前記第１の穴に挿入可能な形状を有するセンターポールと、
   前記センターポールを囲むように配置されたコイルと、
   前記コイルを囲むように配置された第１のマグネットと、
   を備える、電磁型電気音響変換器。
2. 前記第１の振動板は、前記センターポールが挿入可能な第２の穴を有する、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
3. 前記センターポール上面の高さが前記第２の振動板の下面以上である、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
4. 前記第１のマグネットと前記第１の振動板との間に設けられた第１の磁性体薄板を更に備える、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
5. 前記センターポールの径が高さ方向に変化する、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
6. 前記センターポールの径が、前記センターポールの高さを変数とした２次曲線を描くように変化する、請求項５に記載の電磁型電気音響変換器。
7. 前記第２の振動板の内周縁部の厚さが前記第２の振動板の外周縁部の厚さよりも厚い、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
8. 前記第２の振動板は、内周縁部の断面が略Ｌ字形状である立ち上げもしくは立ち下げ形状を有する、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
9. 前記第２の振動板に設けられた前記第１の穴を覆うカバ−を更に備える、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
10. 前記カバーが前記第１の振動板と一体である、請求項９に記載の電磁型電気音響変換器。
11. 前記第２の振動板に対して前記ヨークの反対側に設けられた第２のマグネットを更に備える請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
12. 前記第２のマグネットに対して前記ヨークの反対側に設けられた第２の磁性体薄板を更に備える、請求項１１に記載の電磁型電気音響変換器。
13. 前記第１の振動板を支持する第１の筐体を更に備える、請求項１に記載の電磁型電気音響変換器。
14. 前記第２のマグネットを支持する第２の筐体を更に備える、請求項１１に記載の電磁型電気音響変換器。
15. 請求項１から１４の何れかに記載の電磁型電気音響変換器を備えた携帯端末装置。
16. 電波を受信するアンテナと、前記電波を音声信号に変換する送受信回路とを更に備え、前記電磁型電気音響変換器が前記音声信号を再生する、請求項１５に記載の携帯端末装置。

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