专利名称：电－机－声转换器及采用该转换器的电－机－声转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电—机—声转换器及采用该转换器的电—机—声转换装置，它用作输入呼叫告警，在移动终端包括移动电话、寻呼机和PHS(个人手持电话机)中产生寻呼声和振动。
背景技术：
移动终端，包括移动电话、寻呼机和PHS(个人手持电话机)常规采用电—机—声转换装置，它通常具有一电—机—声转换器作为它的关键部件产生蜂鸣声，以及利用电动机的旋转产生振动，允许用户选择蜂鸣声或振动通知输入呼叫。然而，用单一的电—机—声转换装置既产生蜂鸣声又产生振动目前还只是设想。
图7至
图11表示常规的电—机—声转换装置。
首先描述作为该装置的关键部件的电—机—声转换器。参照号1为壳体，其两端具有开口。参照号2为活动部件，它具有通过悬挂体3安装在壳体1上的轭体2a、磁体2b和板2c。参照号4为连接到音圈5顶端的振动板，它包括线轴以及绕在线轴上的线圈，插入到活动部件2的磁隙2d内。振动板4也安装在壳体1的另一开口上。
接下来描述该电—机—声转换器的操作。含有悬挂体3的活动部件2通过其质量和悬挂体3的刚性产生一机械共振系统，并具有其内在的共振频率。连接到音圈5的振动板4通过其刚性和质量也具有其内在共振频率。
加到音圈5的电信号在音圈5和活动部件2之间产生一作用和反作用。电信号与活动部件2的固有共振频率匹配强烈振动活动部件2。其振动功率通过悬挂体3传递给壳体1，并通过振动感通知用户。当电信号与连接到音圈5的振动板4的固有共振频率匹配时，振动板4强烈振动并发出蜂鸣声。
从图9所示的电气阻抗频率特性来看，活动部件2的固有共振频率f01为100赫兹左右，振动板4的固有共振频率f02为2千赫兹左右。通过产生使活动部件2和振动板4分别谐振的频率而达到以下优点。
尤其是，组装在移动电话6内的电—机—声装置A根据移动电话6主体给出的指令产生具有一预定频率的信号至电信号发生器7。该电信号输入电—机—声转换器A，通过振动振动板4发声。该电信号还振动活动部件2以振动移动电话6的主体，以通知用户输入呼叫已到。
如果或活动部件2或振动板4的固有共振频率被选择作为上述预定频率的信号，活动部件2或振动板4共振并产生强烈的振动或蜂鸣声。如果选择两个共振频率，强烈振动和蜂鸣声均被发出。
就振动和蜂鸣声两者描述上述常规的电—机—声转换器。然而，某些常规的电—机—声转换器仅仅产生振动或蜂鸣声。
如图10所示，活动部件2因其具有较大的质量而在共振频率f01达到最大振动功率。振动板4的共振频率f02可以产生很高的蜂鸣声，但它的振动功率事实上极小。
如上所述，电信号发生器7产生与固有共振频率匹配的共振频率，以在电—机—声转换器A产生很高的蜂鸣声或振动。然而，固有共振频率可以因环境条件诸如电—机—声转换器A的周围温度的变化而改变。或者，电信号发生器7的振荡频率可能稍有改变。如图9所示，频率的稍微改变可能引起振荡输出的很大改变，尤其当产生振动时更是如此。不稳定的输出可能导致不能通过振动为用户提供输入呼叫告警。
本发明的目的在于提供一种产生稳定振荡输出的电—机—声转换器以及采用该转换器的电—机—声转换装置。
发明概述为了解决上述问题，本发明的电—机—声转换器包括具有开口的壳体；通过悬挂体安装在壳体开口形成一个磁路的活动部件；安装在壳体开口处但远离活动部件的振动板；其顶端连接到振动板，底部插入活动部件的磁隙内的音圈；设置在活动部件附近，通过活动部件的振动产生激励电压的检测线圈。这种构造可以使检测线圈在与激励电压共振及反馈期间检测到活动部件的强烈振动。从而，本发明提供了一种电—机—声转换器，即便共振频率因包括环境温度在内的各种条件的变化而改变，也可以实现非常稳定的振动。
附图简述图1(a)是根据本发明的典型实施例的电—机—声转换器的侧视截面图，图1(b)是电—机—声侧视截面图，图2是检测线圈的输出电压—频率特性图，它是电—机—声转换器的关键部件，图3表示检测线圈的输出电压相位—频率特性图，它是电—机—声转换器的关键部件，图4是电—机—声转换装置的方框图，图5是根据本发明另一典型实施例的电—机—声转换装置的方框图。
图6是安装在印刷电路板上的电—机—声转换装置的截面图，它是本发明的关键部件。
图7是常规电—机—声转换装置的总体方框图。
图8是作为常规电—机—声转换装置关键部件的电—机—声转换器的侧视截面图。
图9表示常规电—机—声转换装置的电—机—声转换器的电气阻抗—频率特性。
图10表示常规电—机—声转换装置的电—机—声转换器的振动功率—频率特性。
图11是采用常规电—机—声转换装置的一种移动终端，即移动电话的透视图。
以下参照图1(a)至图6描述本发明的典型实施例。
(实施例1)参照图1(a)至图3描述本发明的第一个典型实施例。其中，与现有技术相同的部件用相同的参照号表示，故省略了对它们的描述。
图1(a)至图3中，壳体1a的两端具有开口，槽口凹进处1a1设置在其外面。通过将导线绕着壳体1a的凹进处1a1绕几次而形成一个检测线圈11。上述结构中，活动部件2的漏磁通与检测线圈11连结。
因此，当活动部件2因输入信号加入音圈5而共振时，活动部件2产生强烈的振动，上述连结的漏磁通同样有大幅度的波动，从而在检测线圈11内产生大的激励电压，如图2的f01所示。换句话说，检测线圈11检测以激励电压形式产生的活动部件2的共振频率。
由图3可见，以图2所示共振频率的检测线圈11的输出电压的相位与输入信号的相位同相匹配。因此，第二个典型实施例中的电—机—声转换装置通过将该检测线圈11的输出输入电—机—声转换装置的放大器21而产生自激振动，这将在以后描述。
第一个典型实施例具有潜在的附加的优点，即在按照要求的特性装配电—机—声转换器之后再设定检测线圈11的圈数和导线型号。
图1(b)是第一个典型实施例的另一例。检测线圈11通过夹物模压与壳体1b整体模压。检测线圈11被埋入壳体1b，防止其在装配期间例如因松开而掉落。通过夹物模压还可以保持检测线圈11与活动部件2的位置关系，确保可靠性。
(实施例2)图4是本发明的一个典型实施例的电—机—声转换装置的方框图。根据图4，开关SW1响应于接收信号C在寻呼振动发生器B与音频信号(包括蜂鸣声)之间切换。放大器21覆盖了比之与活动部件2共振的低频(100赫兹)足以低的频率，直至能听见的频带，并对来自开关SW1的输出信号进行放大。此外，放大器21设置成使输出的相位与上述低频的至少共振点周围的输入相匹配，由此防止因输出与输入之间的相位偏移而停止自激振荡。放大器21的输出输入到第一个典型实施例中描述的电—机—声转换器22的音圈5。检测器23形成具有电—机—声转换器22的检测线圈11的检测装置。该检测器23具有一个放大单元对检测线圈11的输出进行放大，其中输入信号与输出信号的相位在活动部件2的共振频率周围(不要求高到能听见的频带)匹配，与放大器21相似。其输出经由开关SW1反馈到放大器21。
接下来描述上述电—机—声转换装置的操作。当接收信号C要求寻呼振荡时，开关SW1被驱动，包括检测器23在内的作为一个反馈电路的寻呼振动发生器B被驱动。寻呼振动发生器B内的噪声(白噪声)首先输入电—机—声转换器22。该噪声含有宽范围的频率成分，电—机—声转换器22以其活动部件2的固有共振频率强烈振动。检测器23以检测线圈11的激励电压的形式检测和放大该振动，并将其反馈到放大器21作进一步的放大。经放大的激励电压再次被输入至电—机—声转换器22，然后由检测器23作进一步检测和放大。电—机—声转换器22产生所谓的自激振荡，最后产生明显的振动。
换句话说，即使有低电平的噪声信号，上述振动发生器B也能产生明显的振动。
电—机—声转换器22还以如现有技术中描述的振动板4的固有共振频率(约2千赫兹)共振(图2和图3中的电压f02)。然而，如图3所示，由于检测线圈11的输出电压的相位相对输入信号偏移90°，故在此情况下，自激振荡是不可行的。
检测器23的放大单元的特性是可选择的，可以将低通滤波器插入检测器23的输出侧，以确保仅有振动感被接收。
在第二个典型实施例中，以检测线圈11的激励电压的形式检测电—机—声转换器22的共振点。此举可以使放大器21的电路结构得到简化。由于达到了相对较高的电压，检测器23的放大单元也可以按要求被省略或简化。
再者，可以将一个限制器加到检测器23的输出侧，使电—机—声转换器22产生的振动稳定，或限制振动以防止对装置本身的任何损害。
(实施例3)图5是本发明另一个典型实施例的方框图。按照图5，振荡器25为电—机—声转换器22产生一扫描信号。该扫描信号中，此频率连续以含有电—机—声转换器22的活动部件2的共振频率的一个频带扫描。同时，振荡器25产生一个由控制器32(以下将作描述)指定的频率。连接到电—机—声转换器22的检测线圈11的检测器28形成具有检测线圈11的检测装置。电压比较器29检测检测器28的输出电压与预定参考电位之间的电位差。控制器32根据电压比较器29的输出向振荡器25提供指令，是产生扫描信号还是指定的频率。
以下描述上述结构的电—机—声转换装置的操作。首先，控制器32指使振荡器25以相对低的电平产生具有一频带的信号作为扫描信号，它包含电—机—声转换器22的共振频率。检测器28检测以检测线圈11的激励电压形式的扫描信号，并将其输入到电压比较器29。
在这方面，如第一个典型实施例中所述，活动部件2在活动部件2的共振点强烈振动，检测线圈11内的激励电压变得较大。电压比较器28比较含有共振点激励电压的输出电压与预定参考电位之间的电位差。如果电位差超过参考电位，控制器32将该点的频率认作为共振频率，并通过指定的输出在该认可的频率使振荡器25振荡，并将其输出到电—机—声转换器22，后者在该振荡频率操作。然后，活动部件2强烈运动产生明显的振动。
尤其是，在控制器32内预置好产生扫描信号的电压比较器29中的电位差以及以视为共振频率的频率上的振荡为基础的电位差。当基于视为共振频率的频率上的振荡的电位差变得低于预定值时，控制器32根据前述的操作指使振荡器25再次产生扫描信号，以检测电—机—声转换器22中活动部件2的共振点。
如上所述，与第二个典型实施例不同，第三个典型实施例检测电—机—声转换器22的活动部件2的共振点，并采用振荡器25产生明显的振动。这样就可以达到令人满意的响应，直至产生明显的振动。
第三个典型实施例中的振荡器25被描述为具有两种功能在预定的共振点产生1)扫描信号以及2)共振频率。然而，可以为每一种功能采用各个振荡器，根据控制器32提供的指令由选择器切换。
再者，可以向振荡器提供产生扫描信号和共振频率信号，至少用于振动的功能(也可以加入用以产生蜂鸣声信号的功能)，共振频率可以由控制器32以时分多路复用为基础连续检测，以实现振动和/或蜂鸣声(在同时实施振动和蜂鸣声时，振动和蜂鸣声是交替进行的)。
此外，在第三个典型实施例中，至少检测线圈11后面的振荡器25、控制器32、电压比较器29和检测器28都可以集成到微计算机内。
按照要求可以将第一个典型实施例中的电—机—声转换器与第二个或第三个典型实施例中的电—机—声转换装置结合起来。
(实施例4)图6表示在位于安装常规电—机—声转换器A的位置的印刷电路板30，诸如柔性印制电路板下面，直接提供螺旋形印刷线圈31的情况，以替代如第一个典型实施例中那样将检测线圈11a设置在电—机—声转换器22上的情况。
该结构允许象电路那样将检测线圈11a安装在印刷电路板30上，它不同于如图4所示第二个典型实施例和图5所示第三个典型实施例中所述的电—机—声转换器22。因此，可以采用结构简单的廉价的常规电—机—声转换器A。此外，线圈直接在电—机—声转换器A下面形成可以节省空间。更有甚者，线圈在印刷电路板30形成电路图形的同时形成，可以抑制元件数量的增加。
工业应用性本发明的电—机—声转换器包括具有开口的壳体；形成磁路并通过悬挂体安装在壳体开口上的活动部件；安装在远离该活动部件的壳体开口上的振动板；其顶端连接到该振动板且底部嵌入活动部件的磁隙内的音圈；以及靠近活动部件设置并通过活动部件的振动产生激励电压的检测线圈。该结构可以使检测线圈在以激励电压形式产生共振期间，检测和反馈活动部件的强烈振动。因此，可以提供这样一种电—机—声转换器，即使共振频率因任何环境变化诸如环境温度变化而改变，它也具有非常稳定的振动功能。
再者，检测线圈绕制在壳体上的电—机—声转换器可以连同壳体一起加工检测线圈。这样就实现了紧凑型本体，而且减少了元件装配工时。检测线圈绕组的材料、尺寸和数量也可以根据电路的要求随后加以选择和形成。因此，本发明提供了非常灵活的电—机—声转换器。
其中，将绕在壳体上的检测线圈与壳体一体模压的电—机—声转换器可以连同壳体一起加工检测线圈。这样就实现了紧凑的本体，而且减少了元件的安装工时。检测线圈还可以受到保护免受外部损害。检测线圈与活动部件之间位置偏差也可以受到抑制。由此获得了稳定的质量。
本发明的电—机—声转换装置包括放大器，电—机—声转换器和检测器。其中，电—机—声转换器具有共振频率并由活动部件形成，该活动部件具有将放大器放大的电信号转换为振动或声音的至少一条磁路以及线圈元件；检测器用以检测电—机—声变换器的活动部件的共振频率的频率信号，并将其输出至放大器。由至少含有放大器或检测器的电路所产生的噪声输入到放大器。此允许从检测器反馈共振频率的信息，使其利用电路本身产生的宽范围的噪声，有利地通过共振实现非常稳定的自激振动，而无需采用专门的振荡器。
电—机—声转换装置包括检测器和放大器，其在活动部件的共振频带周围输出与各个输入信号同相的输出信号。这样就保证了自激振动。
该电—机—声转换装置包括至少有检测线圈设置在活动部件附近并通过活动部件的振动产生激励电压的检测器，它使检测线圈在按激励电压形式的共振期间检测和反馈活动部件的强烈振动。即使共振频率因环境温度之类的环境变化而改变，也允许有非常稳定的振动功能。
其中，在检测器的输出侧插入一限制器以限制检测器输出的电—机—声转换装置可以在共振期间，通过限制自激振动的输出实现活动部件的稳定振动。
其中，将检测线圈绕制在电—机—声转换器的壳体上的电—机—声转换装置可以连同电—机—声转换器一起处理检测线圈。这样就防止了元件数的增加，有利于降低装配工时。同时，通过将检测线圈设置在电—机—声转换器一侧来改善检测精度。
其中，在检测线圈绕在电—机—声转换器壳体上的情况下，将检测线圈一体模压的电—机—声转换装置可以与电—机—声转换器一起加工检测线圈。这样就防止了元件数的增加，有利于降低装配工时。同时，通过将检测线圈设置在电—机—声转换器一侧来改善检测精度。一体化模压进一步稳定地维持电—机—声转换器的检测线圈与活动部件的位置关系，有利于性能的稳定。
其中，检测线圈形成于印刷电路板上，直接位于其中安装电—机—声转换器的印刷电路板下面的本发明允许采用常规的具有简单结构的电—机—声转换器，实现了廉价的装置。此外，检测线圈直接形成于电—机—声转换器下面节约了空间。通过在印刷电路板30上形成电路图形的同时形成检测线圈，也可以抑制元件数。
本发明的电—机—声转换装置包括电—机—声转换器、振荡器、检测器以及控制器。其中，电—机—声转换器具有至少一个共振频率并且包括含有磁路，用以将电信号转换为振动或声音的活动部件以及线圈元件；振荡器用以产生一频带内的频率信号并将其输出到电—机—声转换器，所述频带含有该电—机—声转换器的活动部件的共振频率；检测器用以检测作为共振频率的所述电—机—声转换器的预定输出电平的频率，所述检测器包括根据所述活动部件的振动产生激励电压的检测线圈，所述检测线圈设置在所述活动部件附近；控制器利用时分多路复用控制振荡器，由振荡器产生该频带内的频率信号，该频带含有电—机—声转换器的共振频率以及作为共振频率检测的频率，由此使振荡器在由检测器作为共振频率检测的频率振荡。控制器内时分多路复用的应用可以使振荡器产生该频带内的频率信号，即便共振频率在共振期间因环境温度之类的环境变化而改变也含有共振频率。由此实现了稳定的共振和产生的振动。
本发明的电—机—声转换装置包括电—机—声转换器、振荡器、检测器、电压比较器以及控制器。其中，电—机—声转换器具有至少一个共振频率并且包括含有磁路，用以将电信号转换为振动或声音的活动部件以及线圈元件；振荡器扫描和产生一频带内的频率信号并将电信号输出到电—机—声转换器，所述频带含有该电—机—声转换器的活动部件的共振频率；检测器用以检测所述电—机—声转换器的输出并作为输出电压输出，所述检测器含有通过所述活动部件的振动产生激励电压的检测线圈，所述检测线圈设置在所述活动部件附近；电压比较器用以当检测器的输出电压超出参考电位时，通知控制器电—机—声转换器中活动部件的共振点；控制器用以在收到该通知时将该频率送到振荡器。该结构便于检测共振点的频率，并能够实现稳定的共振及由此产生的振动。
权利要求
1.一种电—机—声转换器，包括具有开口的壳体；含有磁路的活动部件，所述活动部件通过一悬挂体安装在所述壳体的开口上；安装在所述壳体的开口上的振动板，所述振动板远离所述活动部件设置；其顶部连接到所述振动板，其底部插入所述活动部件的磁隙内的音圈；以及靠近所述活动部件设置的检测线圈，所述检测线圈通过所述活动部件的振动产生激励电压。
2.如权利要求1所述的电—机—声转换器，其特征在于所述检测线圈绕制在所述壳体上。
3.如权利要求1所述的电—机—声转换器，其特征在于所述检测线圈在绕制在所述壳体上的状态下由一体化模压而成。
4.一种电—机—声转换装置，其特征在于包括放大器；电—机—声转换器，该电—机—声转换器包含具有共振频率并至少具有一磁路，用以将所述放大器放大的电信号转换为振动和声音之一的活动部件以及线圈元件；以及检测器，它用以检测电—机—声变换器的活动部件的共振频率，并将其输出至所述放大器；其中，将由至少包括所述放大器和所述检测器的电路产生的噪声输入到所述放大器。
5.如权利要求4所述的电—机—声转换装置，其特征在于，所述频率检测器和放大器的每一个输出各个输出信号，该输出信号的相位与接近所述活动部件的共振频率的频带内的各个输入信号同相。
6.如权利要求4所述的电—机—声转换装置，其特征在于，所述检测器检测所述电—机—声转换器的共振频率内的频率信号，并将其输出到至少具有检测线圈的所述放大器，该检测线圈设置在所述活动部件附近，并通过所述活动部件的振动产生激励电压。
7.如权利要求4所述的电—机—声转换装置，其特征在于在所述检测器的输出侧插入一限制器以限制所述检测器的输出。
8.如权利要求6所述的电—机—声转换装置，其特征在于检测线圈绕制在所述电—机—声转换器的壳体上。
9.如权利要求6所述的电—机—声转换装置，其特征在于在所述检测线圈绕在所述电—机—声转换器的所述壳体上的状态下，将检测线圈一体化模压。
10.如权利要求6所述的电—机—声转换装置，其特征在于所述检测线圈形成于印刷电路板上，直接位于其中安装电—机—声转换器的印刷电路板下面。
11.一种电—机—声转换装置，其特征在于包括；电—机—声转换器，它包括具有至少一个共振频率并且含有磁路，用以将电信号转换为振动和声音之一的活动部件以及线圈元件；振荡器，它用以产生一频带内的频率信号并将其输出到电—机—声转换器，所述频带含有该电—机—声转换器的活动部件的共振频率；检测器，它用以检测作为共振频率的所述电—机—声转换器的预定输出电平的频率，所述检测器包括根据所述活动部件的振动产生激励电压的检测线圈，所述检测线圈设置在所述活动部件附近；控制器，它利用时分多路复用控制所述振荡器，由振荡器产生该频带内的频率信号，该频带含有所述电—机—声转换器的共振频率以及由所述检测器作为共振频率检测的频率，由此使振荡器在由检测器作为共振频率检测的频率振荡。
12.如权利要求11所述的电—机—声转换装置，其特征在于，所述检测线圈绕制在所述电—机—声转换器的所述壳体的周围。
13.如权利要求11所述的电—机—声转换装置，其特征在于在所述检测线圈被绕制在所述电—机—声转换器的所述壳体周围的状态下，所述检测线圈被一体化模压。
14.如权利要求11所述的电—机—声转换装置，其特征在于所述检测线圈形成于印刷电路板上，直接位于其中安装电—机—声转换器的印刷电路板下面。
15.一种电—机—声转换装置，其特征在于包括电—机—声转换器，它包括具有至少一个共振频率并且包括含有磁路，用以将电信号转换为振动和声音之一的活动部件以及线圈元件；振荡器，它扫描和振荡一频带内的频率信号并将电信号输出到所述电—机—声转换器，所述频带含有该电—机—声转换器的共振频率；检测器，用以检测所述电—机—声转换器的输出并作为输出电压输出，所述检测器含有通过所述活动部件的振动产生激励电压的检测线圈，所述检测线圈设置在所述活动部件附近；电压比较器，用以当检测器的输出电压超出参考电位时，通知一控制器所述电—机—声转换器的共振点；以及控制器，用以在收到所述通知时将所述频率送到所述振荡器。
16.如权利要求15所述的电—机—声转换器，其特征在于，所述检测线圈绕制在所述电—机—声转换器的所述壳体上。
17.如权利要求15所述的电—机—声转换装置，其特征在于在所述检测线圈被绕制在所述电—机—声转换器的所述壳体周围的状态下，所述检测线圈被一体化模压。
18.如权利要求15所述的电—机—声转换装置，其特征在于所述检测线圈形成于印刷电路板上，直接位于其中安装电—机—声转换器的印刷电路板下面。
全文摘要
一种应用于移动电话之类的移动终端,用以产生寻呼振动实现稳定的振动功能的电—机—声转换器和采用该转换器的电—机—声转换装置。该电—机—声转换器包括壳体(1a),形成磁路、通过悬挂体(3)安装在壳体(1a)的开口上的活动部件(2),设置在活动部件(2)附近,用以通过活动部件(2)的振动产生激励电压的检测线圈(11)。共振期间,活动部件(2)的强烈振动由检测线圈(11)作为激励电压检测并反馈。由此实现即便共振频率因环境温度之类的环境变化而改变时,也具有非常稳定的振动功能的电—机—声转换器及采用该转换器的电—机—声转换装置。
文档编号G10K9/12GK1273541SQ99801047
公开日2000年11月15日 申请日期1999年6月29日 优先权日1998年6月29日
发明者榎本光高, 平田雅国, 福山敬则, 久世光一 申请人:松下电器产业株式会社