电声换能器、电子装置、电声变换方法及电子装置的声波输出方法制造方法及图纸

提供了具有压电元件的振动膜(21)；基于第一电信号生成磁力并通过该磁力使振动膜(21)振动的磁回路(20)；以及基于第一电信号生成第二电信号并将基于该第二电信号的电压施加在压电元件的两个表面之间的调节单元(31)。通过使由从磁回路(20)生成的磁力引起的振动和通过向压电元件施加电压生成的振动彼此同步来扩展整个振动膜(21)的幅度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过基于电信号使振动膜振动来输出声波的电声换能器、电子装置、电声变换方法以及电子装置的声波输出方法。
技术介绍
电动力学电声换能器被用作诸如移动电话之类的电子装置的声音组件。电动力学电声换能器被配置为包括永磁体、音圈和振动膜。电动力学电声换能器通过使用磁体的固定片的磁回路的操作，来使诸如有机膜之类的固定到音圈的振动膜振动，从而生成声波。除了电动力学电声换能器以外，还知道将压电陶瓷用于振动膜的电声换能器。在该电声换能器中，当电信号被施加时，具有压电特性的压电陶瓷振动，从而生成声波。电动力学电声换能器中的高频范围限制频率较低，而使用压电陶瓷的电声换能器的使用受限于高音调声音的再现。因此，在专利文献I至3中公开了通过组合这两种电声换能器形成的电声换能器的示例。专利文献I中公开的电声换能器具有这样的结构，其中，压电元件被贴附在隔膜的中央。由于压电元件具有ー质量，因此惯性力作用来减小了隔膜的基本模式频率。另外，由于隔膜中贴附有压电元件的中央部分和其外围具有不同的硬度，因此二次振动模式的频率由于压电元件的活塞运动而变高。因此，专利文献I公开的电声换能器实现了输出声波带宽的增加。专利文献2公开的电声换能器也具有压电元件被贴附在隔膜中央的结构。通过将压电元件用于高音区并将电动力学电声换能器用于低音区，专利文献2公开的电声换能器实现了输出声波带宽的增加。专利文献3公开的电声换能器具有这样的结构，其中，压电体被设置在电动力学电声换能器的管帽(duct cap)中。专利文献3公开的电声换能器通过将压电体用于高音区并将电动力学电声换能器用于低音区也实现了输出声波带宽的増加。另外，专利文献4公开了合成压电扬声器的ー个示例。专利文献4公开的合成压电扬声器是具有通过将电极形成在片状合成压电体(由柔性树脂和压电元件形成)的上下表面上而获得的隔膜的合成压电扬声器，并且电极由与导电粉混合的树脂形成。通过形成具有与合成压电体相同材料的电极本身，改善了高频带中的特性。相关文献专利文献[专利文献I]日本未实审专利申请第S56-149900号公报[专利文献2]日本未实审专利申请第S57-99899号公报[专利文献3]日本未实审专利申请第S62-221300号公报 [专利文献4]日本未实审专利申请第H08-088898号公报
技术实现思路
顺便提及，近年来对诸如移动电话或膝上型个人计算机之类的便携式终端的需求不断増加。因此，对电声换能器的小型化的需求也不断増加。作为电声换能器的声音性能的重要指标值的声压水平是通过振动膜相对于空气的体积排斥来确定的。因此，如果电声换能器被做得较小则振动膜的辐射表面面积被减小，因此存在的问题在于声压水平被减小。另ー方面，为了提高声压水平，存在一种通过增加磁回路所生成的カ来增加振动膜的幅度的方法。然而，在该方法中，需要增加磁通密度或者增加驱动电流。在此情况中，存在的问题在于由于永磁体的体积增大或者音圈的厚度增加而使磁回路的厚度増加。另外，还存功耗随着电流量的増加而增大的问题。因此，曾存在的问题在于难以提高小型电动力学电声换能器中的声压水平。专利文献I至3公开的电声换能器通过组合压电体与电动力学电声换能器仅实现了输出声波带宽的増加。因此，小型电动力学电声换能器的声压水平未得到提高。专利文献4公开的合成压电扬声器改善了高频特性,但未提高小型电动力学电声换能器的声压水 平。因此，本专利技术的ー个目的是提供能够提高声压水平的小型电声换能器(即，上面描述的问题)。与本专利技术有关的电声换能器包括振动膜，具有压电元件；磁回路，该磁回路基于第一电信号生成磁力并通过该磁力使振动膜振动；以及调节单元，该调节単元基于第一电信号生成第二电信号并将基于第二电信号的电压施加在压电元件的两个表面之间。与本专利技术有关的电子装置包括安装在其中的上述电声换能器。与本专利技术有关的电声变换方法包括通过基于第一电信号生成的磁力来使具有压电元件的振动膜振动；基于第一电信号生成第二电信号；以及将基于第二电信号的电压施加在压电元件的两个表面之间。与本专利技术有关的电子装置的电声变换方法使用上述声波输出方法。本专利技术的效果本专利技术可提供能够提高声压水平的小型电声换能器。附图说明通过下面描述的优选实施例和附图将更清楚上述目的以及其它目的、特征和优点。图I是不出与第一实施例有关的电声换能器的剖面图。图2是图不出与第一实施例有关的电声变换方法的流程图。图3是示出与第二实施例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图4是示出图3所示的振动膜的剖面图。图5是图示出在振动膜表面生成的分裂振动的示意图。图6是图示出在振动膜表面生成的分裂振动的示意图。图7是图示出安装有电声换能器的电子装置的视图。图8是示出与本专利技术的第二示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图9是示出与本专利技术的第三示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图10是图示出与本专利技术的第六示例有关的电声换能器的振动膜的视图。图11是与本专利技术有关的电声换能器的声学特性示图。图12是图示出与本专利技术的第四示例有关的电声换能器的特性的视图。图13是示出与第三实施例有关的振动膜的剖面图。图14是示出图4所示的振动膜的修改的剖面图。具体实施例方式将參考附图描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是本专利技术的示例，并且本专利技术不限于以下实施例。另外，假设在本说明书和附图中具有相同标号的组件是相同的。与本专利技术有关的电声换能器的振动膜不仅具有传播磁回路的振动的功能，而且还具有扩展振动幅度的功能。例如，通过利用从磁回路生成的磁力进行振动来扩展整个振动膜的幅度，并且通过向压电元件施加电压而生成的振动具有相同相位，以使得能够获得比被配置为包括无压电元件的振动膜的电声换能器中更大的声压水平。将在下面的实施例中对此进行详细描述。(第一实施例)图I是示出与第一实施例有关的电声换能器201的剖面图。该电声换能器201包括具有压电元件50 (參考图4)的振动膜21 ;基于第一电信号生成磁力并通过该磁力使振动膜21振动的磁回路20;以及调节单元31，其基于第一电信号生成第二电信号并且将基于第二电信号的电压施加在压电兀件50的两个表面之间。图2是图示出与第一实施例有关的电声变换方法的流程图。电声换能器201执行如下电声变换方法利用基于第一电信号生成的磁力使具有压电兀件50的振动膜21振动(步骤SOI)，基于第一电信号生成第二电信号(步骤S02)，并且将基于第二电信号的电压施加在压电元件50的两个表面之间(步骤S03)。在图I中，磁回路20包括永磁体24、音圈23和框架25。当第一电信号被输入音圈23时,音圈23响应于由永磁体形成的磁场而振动。音圈23的一端连接到振动膜21,并且振动膜21响应于音圈23的振动而振动。电声换能器201可通过振动膜21的振动来输出声波。振动膜21具有压电元件50，并且因压电カ而伸缩，压电力是由基于所输入第二电信号的电压生成的。通过同时生成从磁回路20传播来的振动和通过向振动膜21施加基于第二电信号的电压而生成的振动(通过压电效应的伸缩运动)，整个振动膜21的幅度扩展了。例如，如果调节単元31输入第二电信号以使得来自磁回路20的振动和因压电效应引起的振动膜21的振动具有相同的相位，则振动膜21的幅度被扩展，并且大的声压水平可被获得。另外，如果调节単本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.24 JP 2009-2934601.ー种电声换能器,包括 振动膜，具有压电元件； 磁回路，该磁回路基于第一电信号生成磁力并通过所述磁力使所述振动膜振动；以及 调节单元，该调节単元基于所述第一电信号生成第二电信号并将基于所述第二电信号的电压施加在所述压电元件的两个表面之间。2.根据权利要求I所述的电声换能器， 其中，所述调节単元向所述压电元件中的多个不同部分施加基于相同或不同第二电信号的电压。3.根据权利要求I或2所述的电声换能器， 其中，所述调节単元生成所述第二电信号以使得由基于所述第二电信号的电压引起的振动与由基于所述第一电信号的所述磁力弓I起的振动具有相同相位。4.根据权利要求I或2所述的电声换能器， 其中，所述调节単元生成所述第二电信号以使得由基于所述第二电信号的电压引起的振动与由基于所述第一电信号的所述磁力引起的振动具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西康晴，佐藤重夫，黑田淳，村田行雄，岸波雄一郎，川岛信弘，菰田元喜，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：