專利名稱：電磁換能器和便攜式通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在便攜式通信裝置、例如蜂窩電話或?qū)ず魴C中的電聲換能器，用于響應(yīng)輸入呼叫再生警報聲或旋律聲并用于再生語音等。
背景技術(shù)：


圖12A和12B分別為傳統(tǒng)的電磁型電聲換能器(下文中稱為“電磁換能器”)200的平面圖和剖面圖。傳統(tǒng)的電磁換能器200包括一個圓筒形的殼體107和一個被設(shè)置用來遮蓋殼體107的下表面的盤形的磁軛106。在磁軛106的中心部分設(shè)置了一個中心極103，該中心極103構(gòu)成磁軛106的一個部分。線圈104繞在中心極103上。在與線圈104的外周相間隔的地方設(shè)置了一個環(huán)形的磁鐵105，線圈104與將其整個包圍的環(huán)形磁鐵105的內(nèi)周之間保持一個適當?shù)拈g距。磁鐵105的外周面緊貼殼體107的內(nèi)周面。殼體107的上端支撐一個第一膜片100，使得第一膜片100與磁鐵105、線圈104和中心極103之間存在一個適當?shù)拈g距。在第一膜片100的中心部分設(shè)置了一個由磁性件構(gòu)成的第二膜片101，該第二膜片101與第一膜片100同心。
現(xiàn)在將描述上述的傳統(tǒng)電磁換能器200的操作和效果。在沒有電流流過線圈104的初始狀態(tài)，由磁鐵105、第二膜片101、中心極103和磁軛106構(gòu)成一個磁路。結(jié)果，將第二膜片101朝磁鐵105和中心極103吸引，達到一個與第一膜片100的彈力平衡的點。如果在這種狀態(tài)下交流電流經(jīng)線圈104，則在上述的磁路中產(chǎn)生一個交流磁場，從而在第二膜片101上產(chǎn)生驅(qū)動力。在第二膜片101上產(chǎn)生的這種驅(qū)動力與磁鐵105產(chǎn)生的引力相互作用，使第二膜片101連同固定的第一膜片100從其初始狀態(tài)位移。由這種位移引起的振動發(fā)出聲音。
圖13示出了在電磁換能器200的第二膜片101上產(chǎn)生的驅(qū)動力的特征曲線。圖中的縱軸代表驅(qū)動力，而圖中的橫軸代表中心極103與第二膜片101之間的距離(即“磁隙值”)。如圖13中所示，一旦磁隙值已經(jīng)達到了一特定值(即，在這種示例性情況中約為0.4mm)，此后驅(qū)動力與磁隙值成反比下降。換句話說，盡管需要保證一個較大的振幅(因而需要一個較大的磁隙值)以便獲得較高的聲壓級并能進行低頻范圍的再生，但這樣一個較大的磁隙值必然導(dǎo)致驅(qū)動力下降，不能實現(xiàn)獲得較高聲壓級的目的。另一方面，在圖13中，中心極103附近的驅(qū)動力下降是由發(fā)生磁飽和的第二膜片101造成的。
本發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電磁換能器，包括第一膜片；第二膜片，設(shè)置在第一膜片的中心部分，該第二膜片包括在其中心部分具有一個第一開口的磁性材料；磁軛，設(shè)置成與第一膜片相對；中心極，設(shè)置在磁軛與第一膜片之間，其中中心極的形狀使得其能夠插入第一開口；線圈，設(shè)置成圍繞中心極；和第一磁鐵，設(shè)置成圍繞線圈。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，可以僅通過改變現(xiàn)有元件的結(jié)構(gòu)而不引入其他元件來實現(xiàn)即使在沿高度方向上磁隙增大的情況下也能保持較高的驅(qū)動力。這樣，可以實現(xiàn)較高的聲壓級和低頻范圍的再生。
在本發(fā)明的一個實施例中，第一膜片具有一個第二開口，中心極可以插入其中。
在本發(fā)明的另一個實施例中，中心極的上表面與第二膜片的下表面一樣高或者高于第二膜片的下表面。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，即使在電磁換能器具有振幅的情況下也能在中心極與第二膜片之間保持基本上恒定的距離。結(jié)果，可以獲得穩(wěn)定的驅(qū)動力。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括一個設(shè)置在第一磁鐵與第一膜片之間的第一薄磁板。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，交流磁通可以有效地傳送到第二膜片上。結(jié)果，可以提高驅(qū)動力，從而提供較高的聲壓級。
在本發(fā)明的又一個實施例中，中心極的直徑沿其高度方向改變。
在本發(fā)明的又一個實施例中，中心極的直徑以這樣一種方式改變，即，相對于中心極的高度呈二次曲線。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，與第二膜片的位置相關(guān)的磁路的磁阻的變化可以被最小化。
在本發(fā)明的又一個實施例中，第二膜片內(nèi)周處的厚度大于其外周處的厚度。
在本發(fā)明的又一個實施例中，第二膜片在其內(nèi)周處向上或向下彎折，從而具有大致呈L形的橫截面。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，第二膜片與中心極彼此相對的面積更大，從而可以提高在第二膜片上產(chǎn)生的驅(qū)動力。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括一個用于遮蓋第二膜片中的第一開口的蓋子。
在本發(fā)明的又一個實施例中，所述蓋子與第一膜片形成一個整體。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，可以避免由于空氣逸出而造成聲壓級下降。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括一個第二磁鐵，設(shè)置在第二膜片的與磁軛相反的一側(cè)。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，第二磁鐵用來減小由第一磁鐵在第二膜片內(nèi)產(chǎn)生的磁通的密度，從而更多的交流磁通可以有效地傳送到第二膜片中。也可以抵消在第二膜片內(nèi)產(chǎn)生的引力，從而將第一膜片置于平衡狀態(tài)。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括一個第二薄磁板，設(shè)置在第二磁鐵的與磁軛相反的一側(cè)。
根據(jù)這樣一個電磁換能器，第二磁鐵可以有效地工作，從而能夠減小第二磁鐵的尺寸。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括用于支撐第一膜片的第一殼體。
在本發(fā)明的又一個實施例中，該電磁換能器還包括用于支撐第二磁鐵的第二殼體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種裝有上述任何一種電磁換能器的便攜式通信裝置。
在本發(fā)明的一個實施例中，該便攜式通信裝置還包括一個用于接收無線電波的天線和一個用于將無線電波轉(zhuǎn)換為語音信號的發(fā)射/接收電路，其中該電磁換能器再生該語音信號。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)一種能夠再生警報聲或旋律聲、語音等的便攜式通信裝置。
根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器，設(shè)置了一個在其中心部分具有一個開口的環(huán)形的第二膜片，從而可以減小整個振動系統(tǒng)的質(zhì)量。由于第二膜片的形狀為環(huán)形，防止了第二膜片在振動中與中心極相接觸，中心極可以具有更高的高度。這樣本發(fā)明可以提供一種電磁換能器，該電磁換能器能夠產(chǎn)生較高聲壓級并再生低頻范圍，同時能實現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)中顯著減小的磁隙值并在第二膜片上產(chǎn)生更強的驅(qū)動力。
因而，這里描述的本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠(1)提供一種電磁換能器，該電磁換能器能產(chǎn)生較高的聲壓級并再生低頻范圍，同時能實現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)中顯著減小的磁隙值并在第二膜片上產(chǎn)生更強的驅(qū)動力；(2)提供一種裝有該電磁換能器的便攜式通信裝置。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀并理解了以下參照附圖的詳細描述后，將很清楚本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點。
附圖的簡要說明圖1A是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器的剖面圖。
圖1B是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器中的第一膜片的平面圖。
圖1C是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器的第二膜片的平面圖。
圖1D是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器中的第一薄磁板的平面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器的磁通矢量圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器的剖面圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器的剖面圖。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器中的第二磁鐵的平面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器的磁通矢量圖。
圖6示出了在根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器中的第二膜片上產(chǎn)生的引力的特征。
圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器中的第二膜片上產(chǎn)生的驅(qū)動力的特征。
圖8A是根據(jù)本發(fā)明例3的電磁換能器的剖面圖。
圖8B是根據(jù)本發(fā)明例3的電磁換能器中的第二薄磁板的平面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明例3的電磁換能器的磁通矢量圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明例4的裝有一個電磁換能器的蜂窩電話的局剖立體圖。
圖11中的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明例4的裝有一個電磁換能器的蜂窩電話的結(jié)構(gòu)。
圖12A是傳統(tǒng)的電磁換能器的平面圖。
圖12B是傳統(tǒng)的電磁換能器的剖面圖。
圖13示出了在傳統(tǒng)的電磁換能器中的第二膜片上產(chǎn)生的驅(qū)動力的特征。
本發(fā)明的最佳實施例下面，將參照附圖通過示例的方式描述本發(fā)明。
(例1)下面將參照圖1A、1B、1C、1D和2描述根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器1000。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器1000的剖面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器1000的磁通矢量圖。圖2的磁通矢量圖僅示出了電磁換能器1000相對于中心軸線(在圖左側(cè)示出)的一半。
如圖1A中所示，根據(jù)本發(fā)明例1的電磁換能器1000包括一個圓筒形的第一殼體7和一個被設(shè)置用來遮蓋第一殼體7的下表面的磁軛6(其形狀為盤形)。在磁軛6的中心部分設(shè)置了一個中心極3，該中心極3可以構(gòu)成磁軛6的一個部分。線圈4圍繞在中心極3上。在與線圈4的外周相間隔的地方設(shè)置了一個環(huán)形的第一磁鐵5，線圈4與將其整個包圍的環(huán)形第一磁鐵5的內(nèi)周之間保持一個適當?shù)拈g距。第一磁鐵5的外周面與將其整個包圍的第一殼體7的內(nèi)周面之間保持一個適當?shù)拈g距。第一殼體7的上端支撐一個如圖1B的平面圖中所示的由環(huán)形非磁性件構(gòu)成的第一膜片1，使得第一膜片1能夠振動。第一膜片1與線圈4之間、第一膜片1與中心極3之間存在一個適當?shù)拈g距。在第一膜片1的中心部分設(shè)置了一個由環(huán)形磁性件構(gòu)成的第二膜片2，該第二膜片2與第一膜片1同心。如圖1C的平面圖中所示，第二膜片2的中心部分具有一個開口。在第二膜片2的中心部分設(shè)置了一個蓋子13(圖1A)，以便遮蓋第二膜片2中的開口。將中心極3的形狀制成使得它能插入第二膜片2中的開口。
在第一磁鐵5的與第一膜片1相對的表面上設(shè)置了一個如圖1D的平面圖中所示的環(huán)形的第一薄磁板11。在第一磁鐵5的內(nèi)周面上，設(shè)置了一個用于容納第一薄磁板11的凹入部分。在磁軛6中，沿圓周方向以預(yù)定間隔形成多個氣孔8，使得第一膜片1與磁軛6之間的空間能夠和位于第一膜片1與磁軛6之間的空間外的外部空間相通。每個氣孔8使第一膜片1與磁軛6之間的空氣能被釋放到外部，以便降低第一膜片1上的聲負荷。
根據(jù)本發(fā)明的這個例子，非磁性材料PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)可以用作第一膜片1的材料，第一膜片1的厚度例如可以約為38μm。坡莫合金用作第二膜片2的材料，第二膜片2的厚度例如可以約為50μm。中心極3的上表面與第二膜片2的上表面一樣高。或者，中心極3的上表面可以高于第二膜片2的下表面。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的電磁換能器1000的操作和效果。
在沒有電流流過線圈4的初始狀態(tài)，如圖2中所示，由第一磁鐵5、第一薄磁板11、第二膜片2、中心極3和磁軛6構(gòu)成一個第一磁路。從圖2中省略了第一膜片1，因為根據(jù)本發(fā)明的這個例子將非磁性的樹脂材料用作第一膜片1。
在上述結(jié)構(gòu)中，在第二膜片2上產(chǎn)生向下的引力，使第二膜片2和第一膜片1(圖1A)發(fā)生位移。
接著，如果在該狀態(tài)下交流電流經(jīng)線圈4，則產(chǎn)生一交流磁場，從而在第二膜片2上產(chǎn)生驅(qū)動力。在第二膜片2上產(chǎn)生的這種驅(qū)動力使第二膜片2連同固定的第一膜片1從其初始狀態(tài)位移。由這種位移引起的振動發(fā)出聲音。
根據(jù)電磁換能器1000，設(shè)置了穿過第二膜片2的中心部分中的開口的中心極3。為了保證在第二膜片2上產(chǎn)生的驅(qū)動力的峰值基本上與零點(即，當沒有電流流經(jīng)線圈4時第二膜片2的位置)重合，中心極3的上表面最好與第二膜片2的上表面一樣高。因此，在圖1A和2中所示的電磁換能器1000的第一磁路中第二膜片2與中心極3之間的磁隙比圖12B中所示的傳統(tǒng)電磁換能器200中第二膜片101與中心極103之間的磁隙窄。結(jié)果，減小了電磁換能器1000的整個第一磁路中的磁阻，使得電磁換能器1000與傳統(tǒng)的電磁換能器200相比，驅(qū)動力下降得比較小，或者根本就不下降。因此，即使在增加第一磁鐵5與第二膜片2之間的距離以獲得較大的振幅范圍的情況下，仍可以保證一個足夠的驅(qū)動力來獲得較高的聲壓級。另外，第二膜片2的環(huán)形結(jié)構(gòu)減小了振動系統(tǒng)的質(zhì)量，從而進一步提高了聲壓級。
在本例中，蓋子13遮蓋了第二膜片2中的開口，從而完全防止了聲音通過中心極3與第二膜片2間的空隙發(fā)出。但是，在中心極3與第二膜片2間的空隙和氣孔8之間的關(guān)系使得基本上沒有聲音從中心極3與第二膜片2間的空隙散出的情況下，可以省去蓋子13。蓋子13可以構(gòu)成為第一膜片1的一個部分，或者構(gòu)成為一個單獨的部件。
盡管根據(jù)本發(fā)明的這個例子將樹脂材料用作第一膜片1以便于成型，也可以從熱阻的角度考慮采用金屬材料(例如鈦)?？梢詫⒋判圆牧嫌糜诘谝荒て?。第一膜片1可以為盤形。
盡管根據(jù)本發(fā)明的這個例子將第一薄磁板11設(shè)置在第一磁鐵5上，在僅使用第一磁鐵5就可以獲得足夠的驅(qū)動力的情況下或者在有嚴格的空間限制的情況下，可以省去第一薄磁板11。
盡管根據(jù)本發(fā)明的這個例子將中心極3描述為具有恒定的直徑，中心極3的直徑可以沿其高度方向變化。作為一個例子，在圖3中給出了一個剖面圖，示出了包括一個其直徑朝磁軛6的方向減小的中心極3’的電磁換能器1001。除了中心極3’，該電磁換能器1001的元件與電磁換能器1000(在圖1A中示出)的相同。
根據(jù)電磁換能器1001，當?shù)诙て?在向下的方向上位移時，第二膜片2與中心極3’之間的磁隙增加，從而可以減小由磁飽和造成的驅(qū)動力的下降(該狀況已參照圖13進行了描述)。中心極3’的直徑以這樣一種方式沿其高度改變，即，相對于高度呈二次曲線，如圖3中所示。
(例2)下面將參照圖4A、4B和5描述根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器2000。
圖4A和5分別是根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器2000的剖面圖和磁通矢量圖。圖5的磁通矢量圖僅示出了電磁換能器2000相對于中心軸線(在圖左側(cè)示出)的一半。
根據(jù)圖4A中所示的電磁換能器2000，將一個如圖4B的平面圖中所示的環(huán)形第二磁鐵9設(shè)置到第二膜片2上方，二者之間具有一個磁隙。第二磁鐵9由一個第二殼體10支撐。在第二殼體10中設(shè)置了用于使第一和第二膜片1和2和蓋子13產(chǎn)生的聲音傳播到位于第二殼體10外的外部空間的多個孔12。第二磁鐵9沿其高度方向磁化，如第一磁鐵5那樣。除此之外，電磁換能器2000的結(jié)構(gòu)與圖1中所示的電磁換能器1000相同。
下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的電磁換能器2000的操作和效果。
如例1的情況(圖2)那樣，由第一磁鐵5、第一薄磁板11、第二膜片2、中心極3和磁軛6構(gòu)成一個第一磁路，如圖5中所示。另外，根據(jù)本發(fā)明的這個例子，由第二磁鐵9和第二膜片2構(gòu)成第二磁路。
在沒有電流流過線圈4的初始狀態(tài)，通過第一磁路產(chǎn)生的向下的引力和通過第二磁路產(chǎn)生的向上的引力在第二膜片2上處于平衡狀態(tài)。因此，第一膜片1基本上不因為第一磁路的作用而產(chǎn)生位移。
接著，如果在這種狀態(tài)下交流電流經(jīng)線圈4，則產(chǎn)生一個交流磁場，從而在第二膜片2上產(chǎn)生驅(qū)動力。在第二膜片2上產(chǎn)生的這種驅(qū)動力使第二膜片2連同固定的第一膜片1從其初始狀態(tài)位移。由這種位移引起的振動發(fā)出聲音。
圖6示出了在設(shè)置了第二磁鐵9的情況下和未設(shè)置第二磁鐵9的情況下在第二膜片2上產(chǎn)生的引力。縱軸表示引力，而橫軸表示從零點至第二膜片2的距離。在此處，“零點”指當由第一和第二磁鐵5和9分別施加在第二膜片2上的向下的和向上的引力處于平衡狀態(tài)時第二膜片2所處的位置。圖中的實線表示設(shè)置了第二磁鐵9的情況；而圖中的虛線表示未設(shè)置第二磁鐵9的情況。
如圖6中所示，在未設(shè)置第二磁鐵9的情況下，引力總是正值，因為第二膜片2被吸引到第一磁鐵5。
另一方面，在設(shè)置了第二磁鐵9的情況下，在與第一磁鐵5相反的方向上產(chǎn)生另一個引力。結(jié)果，引力相對于零點可以相應(yīng)地取正值或負值，其中在該零點處，作用在第二膜片2上的向上的和向下的引力處于平衡狀態(tài)。
根據(jù)本例，第二膜片2僅為50μm厚，以便于磁飽和。結(jié)果，克服了當?shù)诙て?接近第一磁鐵5時引力會劇增的問題。由于這樣一種結(jié)構(gòu)，引力相對于距零點的距離基本上呈現(xiàn)線性特征曲線，如圖6中所示。
結(jié)果，能夠降低可以計算為第一膜片1的彈力與引力之差的整個系統(tǒng)的剛度。因此，也可以降低取決于剛度的系統(tǒng)共振頻率。
如果第一膜片1的彈力特征與引力特征相似(即，如果第一膜片1具有線性彈力特征)，則整個系統(tǒng)具有恒定的剛度，而不管第二膜片2的位置如何。結(jié)果，防止了由于施加不同的電壓電平而造成共振頻率的波動，從而使諧波失真被最小化。
圖7示出了在設(shè)置了第二磁鐵9的情況下和未設(shè)置第二磁鐵9的情況下在第二膜片2上產(chǎn)生的驅(qū)動力?？v軸表示驅(qū)動力，而橫軸表示第二膜片2距第一磁鐵5的距離。在圖6中，實線表示設(shè)置了第二磁鐵9的情況；而圖中的虛線表示未設(shè)置第二磁鐵9的情況。
如圖7中所示，在未設(shè)置第二磁鐵9的情況下，由于使用了比較薄的第二膜片2，發(fā)生了磁飽和，從而不能獲得足夠的驅(qū)動力。
因此，通過加入第二磁鐵9，由第一磁鐵5產(chǎn)生并作用在第二膜片2上的磁通可以被抵消，從而減輕了磁飽和現(xiàn)象。因此，提供驅(qū)動力的交流磁通可以有效地流入第二膜片2，由此產(chǎn)生較大的驅(qū)動力。這樣，盡管使用了比較薄的第二膜片2，也可以獲得足夠的驅(qū)動力，否則該第二膜片2會受到磁飽和的影響。第二膜片2的厚度減小也會帶來振動系統(tǒng)質(zhì)量的減小，從而可以進一步提高聲壓級。
盡管根據(jù)本發(fā)明的這個例子的第二膜片2僅有約50μm厚，以有利于磁飽和，也可以不考慮磁飽和而采用比較厚的第二膜片2。在這種情況下，不會發(fā)生由于磁飽和而造成的在第一磁鐵5附近的驅(qū)動力的下降(在圖7中示出)；因此，在將第二膜片2用在第一磁鐵5附近的本發(fā)明的實施例中，使用比較厚的第二膜片2是有效的。通過利用具有比較高的飽和磁化程度的材料、例如純鐵來構(gòu)成第二膜片2也可以獲得相似的效果。
盡管根據(jù)本發(fā)明的這個例子設(shè)置第二殼體10來支撐第二磁鐵9，在將電磁換能器2000裝入蜂窩電話的情況下，例如可以將第二磁鐵9鑲嵌在蜂窩電話的殼體內(nèi)。這樣，電磁換能器2000與蜂窩電話可以共用同一殼體。
(例3)
下面將參照圖8A、8B和9描述根據(jù)本發(fā)明例3的電磁換能器3000。
圖8A和9分別是根據(jù)本發(fā)明例3的電磁換能器3000的剖面圖和磁通矢量圖。圖9的磁通矢量圖僅示出了電磁換能器3000相對于中心軸線(在圖左側(cè)示出)的一半。
圖8A中示出的電磁換能器3000包括一個在其內(nèi)周處具有L形橫截面的第二膜片22，一個設(shè)置在第二膜片22上方、與第二膜片22之間有一個磁隙的環(huán)形第二磁鐵29，和一個如圖8B的平面圖中所示的環(huán)形第二薄磁板24。
第二磁鐵29由一個第二殼體20支撐。第二殼體10具有一個用于容納第二薄磁板24的凹入部分。在第二殼體20中設(shè)置了用于使第一和第二膜片1和22產(chǎn)生的聲音傳播到位于第二殼體20外的外部空間的多個孔32。除此之外，電磁換能器3000的結(jié)構(gòu)與圖4A中示出的根據(jù)本發(fā)明例2的電磁換能器2000相同。
由于在第二磁鐵29的上表面設(shè)置了第二薄磁板24，由第二磁鐵29、第二薄磁板24和第二膜片22構(gòu)成了第二磁路，如圖9中所示。第一磁鐵5和第二磁鐵29提供與根據(jù)本發(fā)明例2的第一磁鐵5和第二磁鐵9(圖4A)相同的效果。調(diào)整第二磁鐵29的能量積，使得來自第二磁鐵29的磁通能傳送到第二薄磁板24以形成適當?shù)拇怕贰?br> 由于第二膜片22在其內(nèi)周處具有L形橫截面，如圖8A中所示，磁通矢量在第二膜片22的內(nèi)周處集中，從而磁通可以有效地在第二膜片22與中心極3之間穿過。第二膜片22可以具有任何在內(nèi)周處比在外周處厚的橫截面形狀，例如，三角形或梯形橫截面。可以將具有不同外徑的兩個或兩個以上的膜片疊置在一起以構(gòu)成第二膜片22。由于第二膜片22的內(nèi)周處的厚度增加使得第二膜片22與中心極3彼此相對的面積增加，可以提高第二膜片22與中心極3之間的空氣阻力。在這種情況下，可以從電磁換能器3000中省去蓋子13。
設(shè)置如圖8A中所示的第二薄磁板24使得來自第二磁鐵29的磁通能穿過第二薄磁板24，從而減小第二磁路的磁阻。結(jié)果，與未設(shè)置第二薄磁板24的情況相比，可以降低第二磁鐵29的能量積。另外，由于來自第二磁鐵29的磁通能傳送到第二薄磁板24中，可以減少泄露到電磁換能器3000外部的漏磁通。
根據(jù)本例的電磁換能器3000，由于增加了第二薄磁板24，可以在第二磁鐵29的能量積約為22MGOe、厚度約為0.5mm的條件下提供與未設(shè)置第二薄磁板24(例如圖4A中示出的電磁換能器2000)而第二磁鐵9的能量積約為26MGOe、厚度約為0.7mm的結(jié)構(gòu)相同的引力。
在本發(fā)明的例1至3中描述的每個電磁換能器1000、1001、2000和3000中的第一膜片1被構(gòu)成為其環(huán)形的一部分在與其直徑的方向垂直的方向上升起。但是，第一膜片1不限于這種形狀，而可以采用平坦的橫截面。
(例4)下面將參照圖10和11描述作為本發(fā)明例4的蜂窩電話61，作為裝有根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器的便攜式通信裝置的一種實現(xiàn)方式。圖10是本發(fā)明例4的蜂窩電話61的局剖立體圖。圖11中的方框圖大概地示出了蜂窩電話61的結(jié)構(gòu)。
蜂窩電話61具有一個殼體62和一個電磁換能器64，殼體62具有一個聲孔63?？梢詫⒈景l(fā)明的例1至例3中的任一個電磁換能器1000、1001、2000和3000用作裝入蜂窩電話61的電磁換能器64。將電磁換能器64的方向設(shè)置成使其膜片與聲孔63相對。
如圖11中所示，蜂窩電話61還包括一個天線150、一個發(fā)射/接收電路160，一個呼叫信號生成電路161和一個麥克風(fēng)152。發(fā)射/接收電路160包括一個解調(diào)部分160a、一個調(diào)制部分160b、一個信號轉(zhuǎn)接部分160c和一個消息記錄部分160d。
使用天線150來接收從附近基站輸出的無線電波并向基站發(fā)射無線電波。解調(diào)部分160a對通過天線150輸入的調(diào)制信號進行解調(diào)并將其轉(zhuǎn)換為接收信號，并將該接收信號輸出到信號轉(zhuǎn)接部分160c。信號轉(zhuǎn)接部分160c是一個根據(jù)接收信號的內(nèi)容在不同的信號處理過程之間進行轉(zhuǎn)換的電路。如果接收信號是一個指示一接收到的呼叫的信號(后文中稱為“接收到的呼叫”信號)，則將接收信號輸出到電磁換能器64。如果接收信號是一個用于消息記錄的語音信號，則將接收信號輸出到消息記錄部分160d。消息記錄部分160d例如由一半導(dǎo)體存儲器(未示出)構(gòu)成。在蜂窩電話61開著的時候留下的任何記錄消息被存儲在消息記錄部分160d中。在蜂窩電話61不在服務(wù)區(qū)內(nèi)或在蜂窩電話61關(guān)著的時候留下的任何記錄消息被存儲在基站內(nèi)的存儲裝置中。呼叫信號生成電路161生成一個呼叫信號，該信號被輸出到電磁換能器64。
如傳統(tǒng)的蜂窩電話那樣，蜂窩電話61包括一個小的麥克風(fēng)152作為電磁換能器。調(diào)制部分160b對經(jīng)麥克風(fēng)152換能的撥號信號和/或語音信號進行調(diào)制并將調(diào)制信號輸出到天線150。
現(xiàn)在，將描述作為具有上述結(jié)構(gòu)的便攜式通信裝置的蜂窩電話61的操作。
從基站輸出的無線電波被天線150接收，并被解調(diào)部分160a解調(diào)為基帶接收信號。一旦確定接收信號是一個接收到的呼叫信號，信號轉(zhuǎn)接部分160c就將指示一接收到的呼叫的該信號輸出到呼叫信號生成電路161，以向蜂窩電話61的用戶通知該接收到的呼叫。
一接收到該接收到的呼叫信號，呼叫信號生成電路161輸出一個呼叫信號。該呼叫信號包括與音頻范圍內(nèi)的一個純聲音或由這類純聲音組成的一個復(fù)合聲音相對應(yīng)的一個信號。當該信號被輸入到電磁換能器64，電磁換能器64向用戶輸出一個鈴聲。
一旦用戶輸入了對話模式，信號轉(zhuǎn)接部分160c就對接收信號進行電平調(diào)整，然后將接收到的語音信號直接輸出到電磁換能器64。電磁換能器64作為一個接收器或揚聲器工作，以再生語音信號。
用戶的語音被麥克風(fēng)152檢測到并被轉(zhuǎn)換為一個語音信號，該語音信號被輸入到調(diào)制部分160b。該語音信號被調(diào)制部分160b調(diào)制到一個預(yù)定的載波上，通過天線150輸出。
如果用戶將蜂窩電話61設(shè)定為消息記錄模式并開著蜂窩電話61，則呼叫者留下的任何記錄消息將被存儲在消息記錄部分160d中。如果用戶關(guān)了蜂窩電話61，則呼叫者留下的任何記錄消息將被暫時存儲在基站中。當用戶通過鍵操作請求再生記錄消息時，信號轉(zhuǎn)接部分160c接收這個請求，并從消息記錄部分160d或從基站檢索該記錄消息。語音信號被調(diào)整到一個放大的電平并被輸出到電磁換能器64。然后，電磁換能器64作為一個接收器或揚聲器工作，以再生該記錄消息。
裝在便攜式通信裝置、例如傳統(tǒng)的蜂窩電話中的許多電磁換能器具有較高的共振頻率，因此僅用于再生鈴聲。
但是，根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器可以具有較低的共振頻率。當裝入便攜式通信裝置時，根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器也可用于再生語音信號，從而可以用同一電磁換能器再生鈴聲和語音信號。這樣，可以有效地減少裝在便攜式通信裝置中的聲學(xué)元件的數(shù)目。
在所示的蜂窩電話61中，電磁換能器64直接安裝在殼體62上。但是，電磁換能器64也可以安裝在內(nèi)置于蜂窩電話61中的電路板上?？梢栽侔ㄒ粋€用于提高鈴聲的聲壓級的聲學(xué)端口。
盡管在圖10和11中將一個蜂窩電話示為便攜式通信裝置，本發(fā)明也可適用于任何裝有電磁換能器的便攜式通信裝置，例如，尋呼機、筆記本型個人電腦或手表。
在本發(fā)明的例2或例3中采用了用來支撐第二磁鐵9或29的第二殼體10或20。但是，在要將根據(jù)本發(fā)明例2或例3的電磁換能器2000或3000安裝到圖10中所示的蜂窩電話61中的情況下，例如，可以將第二磁鐵9或29嵌入蜂窩電話61的殼體62中，使得蜂窩電話61的殼體62可以用作第二殼體10或20。另外，可以類似地將電磁換能器3000的第二薄磁板24設(shè)置在蜂窩電話61的殼體62上。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器，在第二膜片的中心部分形成了一個開口，并提供了一個穿過該開口的中心極，使得與傳統(tǒng)的電磁換能器相比，可以減小在第二膜片與中心極之間形成一個磁路的距離。結(jié)果，可以獲得一個使第一膜片具有較大振幅的足夠的驅(qū)動力，從而可以以較高的聲壓級進行再生。
根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器，將第一薄磁板設(shè)置在第一磁鐵的與第一膜片相對的表面上，使得交流磁通能有效地流進第二膜片。結(jié)果，提供了較大的驅(qū)動力，從而帶來了較高的聲壓級。
根據(jù)本發(fā)明的電磁換能器，將第二磁鐵設(shè)置在第二膜片上方，二者之間有一磁隙，使得第一膜片可以保持在平衡狀態(tài)。結(jié)果，可以提供作用在第二膜片上的較大的驅(qū)動力。由于在引力與第一膜片的位移特征之間存在基本上線性的關(guān)系，可以以較高的聲壓級和較低的失真度進行再生。通過在第二磁鐵上方進一步設(shè)置第二薄磁板，可以使第二磁鐵有效地工作并減小尺寸。
根據(jù)裝有本發(fā)明的電磁換能器的便攜式通信裝置，可以用該便攜式通信裝置再生警報聲或旋律聲和語音等。
權(quán)利要求
1.一種電磁換能器，包括第一膜片；第二膜片，設(shè)置在第一膜片的中心部分，該第二膜片包括在其中心部分具有一個第一開口的磁性材料；磁軛，設(shè)置成與第一膜片相對；中心極，設(shè)置在磁軛與第一膜片之間，其中中心極的形狀使得其能夠插入第一開口；線圈，設(shè)置成圍繞中心極；和第一磁鐵，設(shè)置成圍繞線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，其中第一膜片具有一個第二開口，中心極可以插入其中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，其中中心極的上表面與第二膜片的下表面一樣高或者高于第二膜片的下表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，還包括一個設(shè)置在第一磁鐵與第一膜片之間的第一薄磁板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，其中中心極的直徑沿其高度方向改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電磁換能器，其中中心極的直徑以這樣一種方式改變，即，相對于中心極的高度呈二次曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，其中第二膜片內(nèi)周處的厚度大于其外周處的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，其中第二膜片在其內(nèi)周處向上或向下彎折，從而具有大致呈L形的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，還包括一個用于遮蓋第二膜片中的第一開口的蓋子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電磁換能器，其中所述蓋子與第一膜片形成一個整體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，還包括一個第二磁鐵，設(shè)置在第二膜片的與磁軛相反的一側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電磁換能器，還包括一個第二薄磁板，設(shè)置在第二磁鐵的與磁軛相反的一側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的電磁換能器，還包括用于支撐第一膜片的第一殼體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的電磁換能器，還包括用于支撐第二磁鐵的第二殼體。
15.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一個電磁換能器的便攜式通信裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的便攜式通信裝置，還包括一個用于接收無線電波的天線和一個用于將無線電波轉(zhuǎn)換為語音信號的發(fā)射/接收電路，其中電磁換能器再生該語音信號。
全文摘要
一種電磁換能器,包括:第一膜片;第二膜片,設(shè)置在第一膜片的中心部分,該第二膜片包括在其中心部分具有一個第一開口的磁性材料;磁軛,設(shè)置成與第一膜片相對;中心極,設(shè)置在磁軛與第一膜片之間,其中中心極的形狀使得其能夠插入第一開口;線圈,設(shè)置成圍繞中心極;和第一磁鐵,設(shè)置成圍繞線圈。
文檔編號H04R13/02GK1372781SQ01800661
公開日2002年10月2日 申請日期2001年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月22日
發(fā)明者薄木佐和子, 佐伯周二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社