专利名称：平面型音响变换装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及平面型音响变换装置及其驱动方法。
背景技术：
作为现有的平面型音响变换装置(平面扬声器)已知如下的结构，即，将多个永久磁铁以相邻的永久磁铁的极性彼此相反的方式安装在平板状的磁轭的基面上，在与永久磁铁相向的平坦的振动膜上排列设置有多个漩涡状的线圈(参照专利文献1、2)。并且，通过对线圈施加电信号，线圈受到来自永久磁铁的磁极面的磁力，从而在永久磁铁的上方振动。在这样的平面型音响变换装置中，多个永久磁铁的上表面(磁极面)相互构成一个面，该磁极面与线圈间隔规定的间隔。现有技术文献专利文献专利文献1 JP特开2001-33；3493号公报；专利文献2 JP特开2008-141570号公报。
发明内容
在平面扬声器中，在为了使振动膜振动而对线圈施加电流时，线圈与振动膜一起振动。其振幅最大达到例如1.0mm左右。此时，因为磁轭上所配置的多个永久磁铁的上表面处于同一高度，所以线圈位于振动的最低点时和位于最高点时，对线圈作用的磁力的作用程度不同。在此，作用在线圈上的磁力与永久磁铁的磁极面和线圈之间的距离的平方成反比地变小，因而在施加在线圈上的施加电流恒定的情况下，振动膜上产生的驱动力根据进行振动的线圈的位置不同而发生变动。结果存在从平面扬声器发出的声音产生失真而原声的再现性明显损坏的问题。本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够忠实地再现原声的平面型音响变换装置以及平面型音响变换装置的驱动方法。本发明的平面型音响变换装置，具有以规定的间隔彼此相邻配置的永久磁铁及磁性构件、与所述永久磁铁及所述磁性构件相向设置的平坦的振动膜、固定在所述振动膜上的线圈，通过对所述线圈施加电信号，使所述振动膜借助形成在所述永久磁铁的磁极面与所述磁性构件之间的磁通来得到振动力，其特征在于，所述磁极面与所述磁性构件的上表面之间具有落差部，并且，没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分配置在所述落差部的内部。在此，就永久磁铁所形成的静磁场而言，在从永久磁铁的磁极面朝向相邻配置的磁性构件的作为棱线的上表面的区域，其磁通密度最大。因此，通过在永久磁铁的磁极面与磁性构件的上表面之间设置落差部，在该落差部的内部形成磁通密度最大的区域。因而，如上述发明那样，通过将没有施加电信号时的线圈配置在该落差部的内部，能够在振动膜向下方振动的情况下和向上方振动的情况下，使线圈受到的磁力均等。
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另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，可以使没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分，配置在所述磁通中的与所述线圈的线圈面平行的磁通分量的密度最大的高度位置。另外，在本发明的平面型音响变换装置，作为更具体的实施方式，可以使没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分，配置在所述磁极面与所述上表面之间的高度位置上且将所述磁极面和所述上表面的彼此的靠近边缘连接起来的线段的上方。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，所述磁性构件可以是极性与相邻的所述永久磁铁的所述磁极面的极性相反的另外的永久磁铁。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，所述线圈可以设置为从所述振动膜朝向所述永久磁铁或所述磁性构件突出。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，所述线圈的卷绕轴可以与所述磁极面或所述上表面的中心轴一致(相同)。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，可以还具有由磁性材料形成且设置有阶梯部的磁轭，该阶梯部用于安装所述永久磁铁或所述磁性构件。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，所述磁轭可以具有侧壁部，该侧壁部在所述永久磁铁及所述磁性构件的排列方向上沿着所述永久磁铁及所述磁性构件的侧方延伸。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，多个所述永久磁铁和多个所述磁性构件可以沿一维方向或二维方向配置为重复的图案。另外，在本发明的平面型音响变换装置中，作为更具体的实施方式，所述永久磁铁或所述磁性构件的至少一方可以形成为环状，并且，所述永久磁铁和所述磁性构件可以配置成同心状。本发明的平面型音响变换装置的驱动方法，该平面型音响变换装置具有平坦的振动膜，所述振动膜固定有被分别施加电信号的线圈，其特征在于，形成与所述线圈的线圈面平行的磁通分量的密度在所述振动膜的振动方向上进行变化的静磁场，并且，对配置在所述磁通分量的密度最大的位置的所述线圈施加所述电信号来使所述振动膜振动。此外，本发明的各种构成要素不需要每个独立的存在，可以包括如下的情况下等， 即，多个构成要素形成为一个构件；一个构成要素由多个构件形成；某个构成要素是另外的构成要素的一部分；某个构成要素的一部分和另外的构成要素的一部分重复(即，某个构成要素的一部分就是另外的构成要素的一部分)。另外，在本发明中规定了上下方向，但是这是为了便于说明本发明的构成要素的相对关系而适当地规定的，不是对实施本发明时的制造和使用时的方向进行限定。根据本发明的平面型音响变换装置及其驱动方法，在位于振动中心的线圈向下方振动时和向上方振动时，从永久磁铁受到的磁力均等，因而无论线圈的振动位置如何，都能够忠实地再现原声。上述的目的、其他的目的、特征和优点通过下面叙述的优选实施方式及其附图进
一步明确。
图1是表示第一实施方式的平面型音响变换装置的立体图。图2的(a)是图1的II-II剖视图，(b)是(a)的虚线区域X的放大图，(c)是平面型音响变换装置的作用说明图。图3的(a)是磁轭的侧视图，(b)是表示磁轭的变形例的侧视图。图4是表示第二实施方式的平面型音响变换装置的立体图。图5是表示第三实施方式的平面型音响变换装置的立体图。图6是表示第三实施方式的变形例的平面型音响变换装置的立体图。图7的(a)是第四实施方式的平面型音响变换装置的纵剖视图，(b)是(a)的虚线区域Y的放大图。图8是第五实施方式的平面型音响变换装置的立体分解图。图9是图8的IX-IX剖视图。
具体实施例方式下面，基于
本发明的实施方式。此外，在全部附图中，同样的构成要素标注同样的附图标记，并适当地省略说明。<第一实施方式>图1是表示本发明的第一实施方式的平面型音响变换装置100的立体图。其中， 在图1中，为了说明，用双点化线表示安装在磁轭60上的状态下的振动膜30，并且用实线图示振动膜30的下面侧的状态。图2的(a)是图1的II-II剖视图。图2的(b)是图2的(a)的虚线区域X的放大图。图2的(c)是本实施方式的平面型音响变换装置100的作用说明图。另外，图2的各图所示的线圈40表示没有施加电信号时的位置。首先，说明本实施方式的平面型音响变换装置100的概要。平面型音响变换装置100具有永久磁铁10和磁性构件20，配置成以规定的间隔相互相邻；平坦的振动膜30，设置成与永久磁铁10和磁性构件20相向；线圈40，固定在振动膜30上；通过向线圈40施加电信号，借助形成在永久磁铁10的磁极面12与磁性构件20 之间的磁通Φ，在振动膜30上得到振动力F(参照图2的(b))。并且，关于平面型音响变换装置100，磁极面12与磁性构件20的上表面22之间具有落差部50，并且，没有施加电信号时的线圈40的绕线42的至少一部分配置在落差部50 的内部。接着，详细说明本实施方式的平面型音响变换装置100。本发明中使用的磁性构件20是由磁性体形成的构件，能够使用作为被磁化了的磁性体的永久磁铁或未被磁化的磁性体。其中，在本实施方式中，磁性构件20采用使相邻的永久磁铁10的磁极面12的极性翻转所获得的其他永久磁铁。即，磁性构件20的上表面22是极性与永久磁铁10的磁极面12的极性相反的N极或S极的磁极面。下面，将永久磁铁10称为第一磁铁，将磁性构件20称为第二磁铁，标注通用的附图标记进行说明。本实施方式的平面型音响变换装置100还具有由磁性材料形成的磁轭60，该磁轭60上设置有用于安装第一磁铁(永久磁铁)10或第二磁铁(磁性构件)20的阶梯部62。在图1中，示出了磁轭60形成为阶梯部62从图1的相当于上表面的基面64突出的情况。但是，可以使阶梯部62的凹凸相反，形成为使阶梯部62从基面64下沉。第一磁铁10安装在磁轭60的基面64上。并且，第二磁铁20安装在磁轭60的阶梯部62上。因为磁轭60由磁性材料形成，所以第一磁铁10和第二磁铁20能够借助磁力吸附安装在磁轭60上。第一磁铁10和第二磁铁20可以使用粘接剂等接合材料来粘接固定在磁轭60上，或并用借助磁力进行吸附和通过粘接进行固定这两种方法。第一磁铁10的上侧的磁极面12和与之相邻的第二磁铁20的上表面(磁极面)22 极性相反地安装在磁轭60上。此外，关于第一磁铁10，在如无特殊说明而称为“磁极面12”的情况下，指第一磁铁10的上表面侧的磁极面。本实施方式的第一磁铁10和第二磁铁20的形状彼此相同且尺寸相等。由此，安装在阶梯部62上的第二磁铁20位于比安装在基面64上的第一磁铁10 高的位置。并且，第二磁铁20的上表面22位于比第一磁铁10的上表面侧的磁极面12高出阶梯部62的突出高度(图2的(b)所示的距离L3)的位置上。此外，在本实施方式中，以磁轭60的基面64为基准定义上下方向和高低。这不一定与重力方向上的上下一致。磁轭60的阶梯部62用于使第一磁铁10的磁极面12与第二磁铁20的上表面(磁极面)22之间形成高低差。因而，在使第一磁铁10和第二磁铁20的高度尺寸不同的情况下，不需要阶梯部62，所以能够将磁轭60形成为平坦的平板状。换言之，通过在磁轭60上凹凸地形成阶梯部62，能够将第一磁铁10和第二磁铁20形成为相同的尺寸，从而减少部件种类。此外，在磁性构件20不使用本实施方式那样的永久磁铁而使用未磁化的磁性体的情况下，可以将磁轭60和磁性构件20构成为不同的构件，或构成为一体。在将磁轭60和磁性构件20构成为一体的情况下，可以在分散配置的永久磁铁10彼此之间，从基面64突出形成相当于磁性构件20的突起部。在磁轭60的基面64上以规定的间隔形成有多个阶梯部62。并且，本实施方式的平面型音响变换装置100的多个第一磁铁(永久磁铁)10和多个第二磁铁(磁性构件)20在一维方向上配置成重复的图案。如图2的(c)所示，第一磁铁10和第二磁铁20在重复的方向(图2的(c)的左右方向)上配置成彼此隔开间隔。在本实施方式的平面型音响变换装置100中，第一磁铁(永久磁铁)10和与之相邻的第二磁铁(磁性构件)20之间的间隔是指两者在基面64的面内方向(图2的左右方向)上的距离。另外，在本实施方式中，第一磁铁10与第二磁铁20之间的间隔在重复的每个图案之间相等。但是，如后所述，可以使基面64的中央附近的磁铁彼此的间隔与周边附近的磁铁彼此的间隔相互不同。另外，对于第一磁铁10的磁极面12与第二磁铁20的上表面22之间的落差部50 的高度，每对相邻的磁铁对可以相等，也可以相互不等。在磁轭60上，在第一磁铁10和第二磁铁20的重复的方向(长度方向)上的两端，
6从基面64向上方立设有立壁66。在立壁66的上端面67上安装有振动膜30，并能够使该振动膜30摆动。振动膜30由薄壁的挠性板构成，该挠性板由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)或液晶聚合物等高分子材料形成。另外，不限于上述情况，还能够使用非磁性的金属板，例如铝等。尤其是，在使用非磁性金属板的情况下，因为质量轻且具有适当的硬度，能够获得原声再现性更高的优点。在振动膜30的一个面或两个面上形成有线圈40。本实施方式的线圈40，只要在施加电信号时接收来自第一磁铁10和第二磁铁20的磁通Φ而在垂直于振动膜30的面的方向上受到磁力，那么，其线材和绕线的图案不加特别限定。本实施方式中所说的电信号是指用于使振动膜30振动而输出声音的输入信号。作为一个例子线圈40适宜使用卷绕金属丝而形成的绕线线圈或在柔性基板上涂敷或覆盖金属材料形成的图形线圈(patterning coil)(薄膜线圈)。在使用绕线线圈的情况下，即可以形成有芯线圈，也可以形成空芯线圈。在本实施方式中，将构成线圈40的金属丝和图案总称为绕线。另外，线圈40的卷绕图案也无特别限定，只要包括沿着如下方向延伸的线区域即可，该方向为横穿形成在第一磁铁10与第二磁铁20之间的磁通Φ的朝向的方向。作为具体的卷绕图案，可以使绕线以同一直径卷绕多层，也可以使绕线直径变化而在同一层内卷绕成漩涡状，也可以不使绕线环绕而曲折地卷绕，或者将这些组合。在将线圈40形成为绕线线圈的情况下，与图形线圈相比，能够使金属丝的截面积变大，所以能够使电阻变小，使得平面型音响变换装置100的输出变高。另一方面，在将线圈40形成为图形线圈的情况下，因为能够将线圈的重量抑制得小，所以振动膜30的振动响应性好，另外，能够使平面型音响变换装置100整体的质量轻。作为本实施方式的线圈40使用卷绕金属丝而成的空芯线圈。如图2的各图所示， 在绕线直径方向、卷绕厚度方向上都卷绕了多圈金属丝。在本实施方式中，在第一磁铁(永久磁铁)10和第二磁铁(磁性构件)20的重复的方向上相互分离地设置有多个线圈40。多个线圈40相互电连接。在本实施方式的平面型音响变换装置100中，绕线42的匝数和卷绕厚度在每个线圈40之间相同。但是，可以如后所述，使配置在振动膜30的中央附近的线圈40的匝数和卷绕厚度与配置在周边附近的线圈40的匝数和卷绕厚度相互不同。线圈40在振动膜30的面内配置在与第一磁铁10或第二磁铁20中的至少一方相对应的区域。换言之，线圈40包围与第一磁铁10或第二磁铁20相向的区域的至少一部分。此外，在本实施方式中，仅在振动膜30的主面的一侧(下表面侧)设置有线圈40， 但是可以在振动膜30的相反侧的主面上或振动膜30的膜厚方向上的振动膜30的内部层叠配置追加的线圈40。本实施方式的线圈40设置为从振动膜30向第一磁铁(永久磁铁)10或第二磁铁 (磁性构件)20突出。线圈40的卷绕轴AX与第一磁铁(永久磁铁)10的磁极面12或第二磁铁(磁性构件)20的上表面(磁极面)22的中心轴一致(相同)。更具体地说，在本实施方式的平面型音响变换装置100中，使线圈40的卷绕轴AX
7与处于比第二磁铁20低的位置的第一磁铁10的中心轴一致(相同)。本实施方式的线圈40的内径比第一磁铁10的磁极面12的外形尺寸小，另一方面，线圈40的外径比第一磁铁10的磁极面12的外形尺寸大。但是，线圈40的外径比从第一磁铁10的中心到第二磁铁20的距离小。换言之， 线圈40的最外周的绕线42处于第一磁铁10与第二磁铁20的间隙V的内部区域。因此， 进行振动的线圈40不会与第二磁铁20干涉。此外，在本实施方式中，有时所说的绕线42 指卷绕金属丝而成的各圈。如图2的(b)所示，磁极面12与第二磁铁20的上表面22彼此的靠近边缘M之间的距离Ll小于磁极面12与磁轭60的基面64的距离L2。另外，如图1所示，第一磁铁 10的上表面侧的磁极面12为N极。由此，第一磁铁10的磁极面12所形成的静磁场H，在第一磁铁10的纵截面(参照图2的(b)、(C))内，在将相互相邻的边缘即磁极面12的周边缘18和上表面22的靠近边缘M连接起来的线段L上或线段L的稍上方，磁通Φ的密度最大。并且，磁通密度的水平方向分量，即线圈40的绕线直径方向(图2的左右方向)分量也大致在线段L上的位置变得最大。并且，没有施加电信号时的线圈40的绕线42的至少一部分配置在磁通Φ中的与线圈40的线圈面44平行的磁通分量的密度最大的高度位置上。由此，该绕线42从第一磁铁10和第二磁铁20受到的磁力在振动的中心(腹部)最大。在图2的(c)中示出了在线段L上产生的磁通Φ的水平分量(Β〃)和垂直分量 (Β±)。水平分量B 〃是与绕线42的卷绕面即线圈面44 一致的磁通分量，垂直分量Β±是与绕线42的卷绕轴AX—致的磁通分量。即，水平分量B 〃和垂直分量Β±是磁通Φ的向量分量。并且，水平分量B 〃垂直于绕线42中流动的电信号。因而，在水平分量B 〃最大的磁通Φ的内部存在振动中心的绕线42，在线圈40从振动的中心向下方移动的情况下和向上方移动的情况下，受到的磁力都减小。因此，在线圈40到达振幅的下止点时和在线圈40到达上止点时，振动膜30从线圈40受到的驱动力都会变得均等，从而提高平面型音响变换装置100的原声再现性，尤其提高线圈40向上侧振动时的再现性。另外，没有施加电信号时的线圈40的绕线42的至少一部分配置在特定的位置上， 该特定的位置既是磁极面12与上表面22之间的高度位置，又是位于将磁极面12与上表面 22彼此的靠近边缘(周边缘18和靠近边缘24)连接起来的线段L的上方的位置。更具体地说，优选在没有施加电信号时，线圈40中的位于卷绕厚度方向上的中央且最外周的绕线42a(参照图2的(b))位于线段L上或线段L的上方。另外，可以使得在没有施加电信号时，线圈40的绕线的一部分处于线段L的下方，另外一部分处于线段L的上方。在图2的(b)、(c)中，就第一磁铁10和第二磁铁20所形成的静磁场H而言，更详细地，相对于连接磁极面12的周边缘18和上表面22的靠近边缘M的线段L，线段L的上方的磁通密度大于线段L的下方的磁通密度。这是因为，通常，永久磁铁在其轴向的外侧所形成的静磁场H比在其两端的磁极面所形成的静磁场H更强。
因而，对于线圈40的绕线的至少一部分，可以使振动的中心高度在上述的线段L 的稍上方。由此，对于线圈40整体来说，能够使在振幅的上止点和下止点受到的磁力均等。线圈40振动的下止点位于第一磁铁10的磁极面12的上方，在此位置线圈40的绕线42和磁极面12不会相干涉。即，线圈40振动的下端位置位于第一磁铁(永久磁铁)10 和第二磁铁(磁性构件)20中的处于更低位置的磁铁的上表面的上方。并且，线圈40在落差部50的内部以及落差部50的上方空间振动。在振动膜30上设置有向振动膜30的下表面侧突出且由非磁性材料形成的基座部 32。线圈40安装在基座部32上。基座部32既可以与振动膜30设置成一体，也可以制造为规定厚度的板状而粘接在振动膜30的下表面侧。而且，可以将板状的基座部32的一部分立设为垂直于振动膜30，形成用于卷绕线圈40的绕线42的线圈骨架部。即，可以由相当于线圈骨架部的柱状部和形成在柱状部的上端的呈凸缘状的板部构成基座部32。基座部32是用于确保振动膜30和线圈40在厚度方向上的距离的间隔件 (spacer)。通过设置该基座部32，防止进行振动的振动膜30与第二磁铁20干涉，并且将第一磁铁10的磁极面12与线圈40的距离调整为所述期望的值。说明上述本实施方式的平面型音响变换装置100的作用效果。在本实施方式的平面型音响变换装置100中，通过在第一磁铁10和第二磁铁20 之间设置落差部50，永久磁铁所形成的磁通的密度最大的区域，即将靠近边缘彼此连接起来的线段L相对于该永久磁铁的磁极面的法线倾斜。并且，在该线段L上，磁通Φ的水平分量B 〃的磁通密度变得最大。因此，在将线圈40的绕线42配置在线段L上的本实施方式的平面型音响变换装置100中，绕线42与磁极面不会相干涉，并且，绕线42在振动中心受到的磁力最大。由此，无论线圈40的振动方向如何，线圈40受到的磁力都大致对称，从而提高平面型音响变换装置100的原声再现性。另外，如图1所示，能够减小将第一磁铁10和第二磁铁20配置成一列而构成的平面型音响变换装置100的宽度尺寸。因此，例如能够在如薄型电视机的框部那样的放置空间受制限的空间中使用。另外，本实施方式的线圈40设置成从振动膜30向第一磁铁10突出。由此，能够在作为振动空间的落差部50内部使用线圈40，并且防止第一磁铁10或第二磁铁20与振动膜30干涉，从而能够得到整体薄的平面型音响变换装置100。在此，说明本实施方式的平面型音响变换装置100的概略的驱动方法(下面有时也称为本方法)。本方法涉及一种平面型音响变换装置100的驱动方法，该平面型音响变换装置 100具有固定有分别被施加电信号的线圈40的平坦的振动膜30。并且，在本方法中，形成与线圈40的线圈面44平行的磁通分量(水平分量Β〃)的密度在振动膜30的振动方向上发生变化的静磁场H，向配置在磁通密度最大的位置的线圈 40施加电信号，使振动膜30振动。 根据本方法，通过施加电信号而线圈40从静磁场H受到的磁力，在线圈40的配置位置最大。因而，无论从该配置位置向振动方向上的哪个方向移动，施加在振动膜30上的驱动力对称，因而能够降低平面型音响变换装置100中的声音失真而提高原声再现性。
此外，本实施方式允许进行各种变形。
图3的(a)是在图2的各图中所示的本实施方式的磁轭60的侧视图。在本实施方式的磁轭60的长度方向(图3的(a)中的左右方向)的两端设置有用于固定振动膜30 (在图3的(a)中未图示)的立壁66。另一方面，图3的(b)是表示磁轭60的变形例的侧视图。变形例的磁轭60没有立壁，除了阶梯部62之外，整体是平坦的。本变形例的磁轭60可以安装在框体70上来使用。框体70由磁性材料或非磁性材料形成，并具有安装磁轭60的平坦的底面72和立设在底面72的长度方向上的两端的立壁74。能够将振动膜30的边缘部固定安装在立壁74的上端面76上。另外，可以在框体70上设置用于向线圈供给电信号的电路部(未图示)。通过将该框体70形成为与磁轭60分开的构件，不会破坏相对于磁轭60高精度地定位第一磁铁和第二磁铁时的操作性。〈第二实施方式〉图4是表示本实施方式的平面型音响变换装置100的立体图。但是，省略了振动膜和线圈的图示。本实施方式的磁轭60具有侧壁部68，该侧壁部68在第一磁铁(永久磁铁)10和第二磁铁(磁性构件)20的排列方向上沿着所述第一磁铁10和第二磁铁20的侧方延伸。侧壁部68与在磁轭60的上述排列方向的两端上设置的立壁66连接，包围磁轭60 的周围。侧壁部68由与磁轭60的材料相同或不同的磁性材料形成。由此，在与振动膜平行的方向中的与第一磁铁10和第二磁铁20的排列方向垂直的方向上也形成磁路，穿过线圈的磁场变强且整体均勻。因此，根据本实施方式的平面型音响变换装置100，与第一实施方式相比，输出效率高，能够再现稳定的原声。此外，立壁66、74和侧壁部68可以相互组合， 或者可以分别单独设置。〈第三实施方式〉图5是表示本实施方式的平面型音响变换装置100的立体图。其中，在图5中，为了说明，与图1同样，使振动膜30和磁轭60分离，图示了振动膜30的下表面侧的状态。本实施方式的平面型音响变换装置100的多个第一磁铁(永久磁铁)10和多第二磁铁(磁性构件)20沿二维方向配置成重复的图案。S卩，在本实施方式的平面型音响变换装置100中，第一磁铁10和第二磁铁20配置成窗格状或锯齿状。能够使如本实施方式那样将第一磁铁10和第二磁铁20构成为多列的平面型音响变换装置100的宽度尺寸大。因此，本实施方式的平面型音响变换装置100，适于作为大型平面型音响变换装置，例如在电影院和大厅中使用，或在将房间的墙壁形成扬声器的情况下使用等。另外，图6示出了本实施方式的变形例。省略了振动膜30的图示。本变形例，在将第一磁铁10和第二磁铁20沿二维方向配置成重复的图案的磁轭 60的整周上，形成由磁性材料构成的侧壁部68。由此，在配置于最外周的第一磁铁10和第二磁铁20与侧壁部68之间形成磁路，所以能够提高振动膜30的驱动力并使其在面内变得均勻。〈第四实施方式〉
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图7的(a)是在长度方向剖切本实施方式的平面型音响变换装置100的纵剖视图。图7的(b)是图7的(a)的虚线区域Y的放大图。在本实施方式中，线圈40的卷绕轴AX与第二磁铁(磁性构件)20的上表面22的中心轴一致(相同)，并且绕线42的至少一部分围绕第二磁铁20的周围。作为线圈40与第一实施方式相同，使用空芯线圈，线圈40的内径大于第二磁铁20 的外形尺寸。并且，当线圈40与振动膜30 —起在图7的上下方向上振动时，第二磁铁20的上表面22与绕线42非接触地在线圈40的空芯内部进退。由此，本实施方式的第二磁铁20起到作为线圈40的芯件的作用。因而，与第一实施方式相比，线圈40从第一磁铁10和第二磁铁20受到的磁力增大，从而振动膜30的驱动力变大。此外，在作为线圈40使用厚度小于半振幅的图形线圈的情况下，可以将设置在线圈40和振动膜30之间的基座部32(参照图2)形成为环状。S卩，由于在线圈40与振动膜 30之间具有环状的基座部32，且基座部32具有比第二磁铁20的上表面22的外形尺寸大的中空部，能够防止振动膜30与上表面22相干涉，并且将作为图形线圈的线圈40配置在比上表面22靠下方的位置。〈第五实施方式〉图8是本实施方式的平面型音响变换装置100的立体分解图。本实施方式的平面型音响变换装置100的第一磁铁(永久磁铁)10或第二磁铁 (磁性构件)20中的至少一个形成为环状。并且，第一磁铁(永久磁铁)10和第二磁铁(磁性构件)20配置成同心状。在此，作为环状可以选择圆环状或矩形环状那样的任意的环状。更具体地说，本实施方式的第一磁铁10是心磁铁14和环磁铁16组合而成的，其中，心磁铁14呈圆柱状且外径最小，环磁铁16呈圆环状且外径最大。并且，第二磁铁20的外形尺寸为心磁铁14和环磁铁16的中间尺寸，该第二磁铁20呈环状。心磁铁14、第二磁铁20和环磁铁16从内侧依次排列且同心。上述的磁铁在径向上相互间隔规定的间隔。图9是图8的IX-IX剖视图，示出了在径向上剖切本实施方式的平面型音响变换装置100的纵截面。第二磁铁20的高度尺寸大于第一磁铁10 (心磁铁14和环磁铁16)的高度尺寸。 心磁铁14和环磁铁16的高度尺寸即可以相互一致也可以不一致。上述的磁铁安装在由平坦的圆盘状的磁性体构成的磁轭60之上。而且，磁轭60安装在有底圆筒状的框体70上。在框体70的圆形的底面72的周
围立设有立壁74。本实施方式的振动膜30形成为圆盘状。振动膜30的周边缘固定在立壁74的上端面76上。在振动膜30的上下主面中的与磁轭60相向的下表面上安装有线圈40。在本实施方式的线圈40上组合使用同心配置的圆环状的第一线圈46和第二线圈47。第一线圈46 和第二线圈47设置为从振动膜30向下方侧突出。此时，可以按照需要，在第一线圈46或第二线圈47中的至少一方与振动膜30之间形成基座部32(参照图2的(b)、(c))。在本实施方式中使用的基座部32，为了防止在基座部32与振动膜30 —起振动时与第二磁铁20 的上表面22干涉，可以配合线圈40 (第一线圈46、第二线圈47)的形状形成为环状，将与线圈40的内径相当的区域形成为凹状。如图9所示，第一线圈46配置在心磁铁14和第二磁铁20的间隙Vl的上部区域， 第二线圈47配置在第二磁铁20和环磁铁16的间隙V2的上部区域。并且，第一线圈46和第二线圈47的绕线42的至少一部分配置在比第二磁铁20的上表面22低且比心磁铁14 和环磁铁16的上表面高的高度位置。通过从该状态对第一线圈46和第二线圈47施加电信号，第一线圈46从形成在心磁铁14与第二磁铁20之间的静磁场受到磁力。另外，第二线圈47从形成在环磁铁16与第二磁铁20之间的静磁场受到磁力。另外，在本实施方式的平面型音响变换装置100中，在线圈40(第一线圈46、第二线圈47)从振动的中间位置向上方或下方移动了的情况下，从第一磁铁10和第二磁铁20 受到的磁力对称。此外，在本实施方式中，配置成同心的心磁铁14、第二磁铁20和环磁铁16中的心磁铁14和环磁铁16 (第一磁铁10)可以使用未磁化的磁性体。由此，能够仅使用一个第二磁铁20作为永久磁铁，驱动多个线圈(第一线圈46和第二线圈47)，因而能够节省成本。在上述各实施方式中，使相邻的每组磁铁中的第一磁铁10与第二磁铁20的间隔以及落差部50的高度相同。另外，关于多个线圈40，其卷绕厚度和匝数相同。但是，本发明不限于此，能够进行各种变更。例如，可以在每个平面型音响变换装置100的面内区域使磁铁彼此的间隔、落差部50的高度、绕线42的卷绕厚度或匝数中的任意一个以上的要素不同，使得在分别对多个线圈40施加了电信号的情况下，在振动膜30的中央附近产生的振幅和在周边附近产生的振幅大致相等。具体地说，在图1所示的第一实施方式中，可以使基面64的长度方向上的周边附近的第一磁铁10与第二磁铁20的间隔小于中央附近的第一磁铁10与第二磁铁20的间隔。 另外，在图9所示的第五实施方式中，可以使环磁铁16与第二磁铁20之间的间隙V2小于心磁铁14与第二磁铁20之间的间隙VI。而且，可以使配置在振动膜30的周边附近的线圈 40的匝数多于配置在中央附近的线圈40的匝数。由此，在对多个线圈40施加了共用的电信号的情况下，振动膜30在周边附近受到的磁力大于在中央附近受到的磁力。因此，在将振动膜30的周边缘固定在磁轭60或框体70 (参照图3的(a)或(b))的情况下，能够使接近该固定部而摆动性差的周边附近的振幅和摆动性好的中央附近的振幅大致相等。因而，根据该平面型音响变换装置100，振动膜30能够在保持为更平坦的状态下在垂直于振动膜30的方向上往复振动，所以能够输出指向性好的声音。本申请主张2008年12月8日申请的日本出愿特愿2008-312656的优先权，在此记载了其公开的全部内容。
权利要求
1.一种平面型音响变换装置，具有以规定的间隔彼此相邻配置的永久磁铁及磁性构件、与所述永久磁铁及所述磁性构件相向设置的平坦的振动膜、固定在所述振动膜上的线圈，通过对所述线圈施加电信号，使所述振动膜借助形成在所述永久磁铁的磁极面与所述磁性构件之间的磁通来得到振动力，其特征在于，所述磁极面与所述磁性构件的上表面之间具有落差部，并且，没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分配置在所述落差部的内部。
2.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分配置在特定的高度位置，该特定的高度位置是指，在所述磁通中，与所述线圈的线圈面平行的磁通分量的密度变得最大的高度位置。
3.如权利要求2所述的平面型音响变换装置，其特征在于，没有施加所述电信号时的所述线圈的绕线的至少一部分配置在特定的位置，该特定的位置既是所述磁极面与所述上表面之间的高度位置，又是位于将所述磁极面和所述上表面彼此的靠近边缘连接起来的线段的上方的位置。
4.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，所述磁性构件是使相邻的所述永久磁铁的所述磁极面的极性翻转所得到的其他的永久磁铁。
5.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，所述线圈设置为从所述振动膜朝向所述永久磁铁或所述磁性构件突出。
6.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，所述线圈的卷绕轴与所述磁极面或所述上表面的中心轴一致。
7.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，还具有由磁性材料形成且设置有阶梯部的磁轭，该阶梯部用于安装所述永久磁铁或所述磁性构件。
8.如权利要求7所述的平面型音响变换装置，其特征在于，所述磁轭具有侧壁部，该侧壁部在所述永久磁铁及所述磁性构件的排列方向上沿着所述永久磁铁及所述磁性构件的侧方延伸。
9.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，多个所述永久磁铁和多个所述磁性构件沿一维方向或二维方向配置为重复的图案。
10.如权利要求1所述的平面型音响变换装置，其特征在于，所述永久磁铁或所述磁性构件的至少一种形成为环状，并且，所述永久磁铁和所述磁性构件配置成同心状。
11.一种平面型音响变换装置的驱动方法，该平面型音响变换装置具有平坦的振动膜， 在所述振动膜上固定有分别被施加电信号的线圈，其特征在于，形成与所述线圈的线圈面平行的磁通分量的密度在所述振动膜的振动方向上发生变化的静磁场，并且，对配置在所述磁通分量的密度最大的位置上的所述线圈施加所述电信号，使得所述振动膜振动。
全文摘要
平面型音响变换装置(100)具有以规定的间隔彼此相邻配置的永久磁铁(10)及磁性构件(20)、与永久磁铁(10)及磁性构件(20)相向设置的平坦的振动膜(30)、固定在振动膜(30)上的多个线圈(40)，通过对多个线圈(40)施加电信号，使所述振动膜(30)借助形成在永久磁铁(10)的磁极面(12)与磁性构件(20)之间的磁通Φ来得到振动力(F)。并且，平面型音响变换装置(100)的磁极面(12)与磁性构件(20)的上表面(22)之间具有落差部(50)，没有施加电信号时的线圈(40)的绕线(42)的至少一部分配置在落差部(50)内部。
文档编号H04R9/00GK102246538SQ200980149250
公开日2011年11月16日 申请日期2009年11月30日 优先权日2008年12月8日
发明者中塚智巳, 五月女弘海, 堀昌司, 小林邦行, 岩田全弘, 目黑文仁 申请人:株式会社Fps