专利名称：具有移动磁铁的电－声转换器及其转换方法
技术领域：
本发明涉及具有移动磁铁结构的电-声转换器和电-声转换方法，特别涉及把利用声音信号产生交变磁场的驱动线圈固定在框架上，通过产生非交变磁场的永久磁铁使利用交变磁场位移的振动膜片位移，产生与音频信号对应的音响的电-声转换器及其转换方法。
微型扬声器是一种电-声转换器，将要求进行声音传送的各种电子产品的电信号转换成声音。通常，以往的微型电-声转换器(以下称为“微型扬声器”)分为电动型扬声器和电磁型扬声器。
所谓的电动型扬声器具有这样的结构，通过磁回路产生的非交变(直流)磁通与可垂直流动的移动线圈产生的交变(交流)旋转磁通相互反应后产生的吸引力和排斥力，振动膜片和移动线圈上/下振动，从而产生声音。就是说，它是永久磁铁固定而线圈移动从而产生声音的扬声器。
但是，在将电动型扬声器按适合笔记本PC、小型盒式录音机、移动通信终端机等的超小型方式制作的情况下，就扬声器结构而言，便携式电子装置要求的低音和高音区域的放大重放是不可能的，由于在垂直振动的移动线圈中用于供给电能的线圈线为单线，所以存在接受不了大输入、也不能确保可以消化大输出的移动线圈的垂直振动的充分空间的缺点。
作为参考，目前市场销售的微型扬声器的直径为20mm以下产品的额定输入为0.01(w)至0.1(W)左右。
此外，在将扬声器封装在装置的主PCB中的情况下，直至目前，由于还未设计出相对于360度全方向可以自动封装扬声器同时可以将扬声器与PCB电连接的结构，所以存在未完全达到装置封装产生的省工和自动化的实际情况。
另一方面，电磁型扬声器在永久磁铁的固定吸引力与运动线圈产生的交流性交变磁通反应被加减时，由于永久磁铁和线圈都被固定，所以振动膜片本身因自身存在的张力产生位移，从而产生声音。
这种电磁型扬声器具有不合理的接合结构，即其需要将扬声器内置于装置的PCB中的工艺，而且，由于电磁型扬声器的振动膜片的上下振动不自由，振动膜片振动所需要的垂直空间很窄的原因，所以不能进行宽频带和大输入的声音重放。
因此，为了今后多功能的小型化个人信息处理终端机的实现，要求多功能小型扬声器为微型，同时可以接受宽频带的声音重放和大输入，在不需要焊接工艺的情况下，在整个360度的全方向上可以自动封装在装置中。
因此，本发明的目的在于提供在驱动线圈被固定在框架上的状态下，根据外部的电驱动信号，通过产生交变磁场的振动膜片支撑的产生非交变磁场的永久磁铁的位移，使振动膜片位移，产生与电信号对应声音的电-声转换器和转换方法。
本发明的另一目的在于提供由磁回路与振动膜片接合的圆盘形移动磁铁或起振动膜片作用的移动磁铁和固定线圈组成的改进的微型扬声器。
本发明还有目的在于提供可以包括作为微型尺寸单一部件的各种携带电子装置的蜂鸣器、接收器和微型扬声器的所有声音重放功能的可接受宽频带、大输入和大输出的微型扬声器。
本发明的其它目的在于提供实现上述功能，同时可以通过简单地对扬声器施加压力将扬声器在360度全方向自动安装/自动连接装置的主PCB上的微型扬声器，该微型扬声器的结构可实现制造工艺自动化。
为了实现上述目的，本发明提供一种电-声转换器，包括至少一个固定线圈，用于在从外部接收到电驱动信号时产生交变磁场；框架，其具有凹槽结构，用于在中央部分容纳和支撑所述线圈；至少可动型永久磁铁，设置在所述线圈的上部，并与所述线圈间隔有所需距离，从而可垂直运动，以产生非交变磁场，和振动膜片，其外周部分由所述框架的上端支撑，所述振动膜片在中央部分支撑所述永久磁铁，其特征在于，根据由线圈响应所述驱动信号而产生的交变磁场和由所述永久磁铁产生的非交变磁场的相互作用，使所述振动膜片垂直振动，产生与驱动信号对应的声音。
为了全方向自动安装和自动接合，本发明还包括埋入所述框架底部的印刷电路板，其上印刷有第一和第二电极图形，所述第一和第二电极图形与从固定线圈延长的第一和第二线圈线分别连接；施加有所述驱动信号的第一和第二电极，所述第一和第二电极的一端分别安装在所述电极图形的相关的一个上，而另一端则从所述印刷电路板向下延伸，并具有弹性；卡箍式接合装置，从所述电极内侧的所述框架底部向下延伸，所述快动接合装置与在安装在所述转换器所连接设备中的主印刷电路板上形成的接合孔以卡接方式接合，所述主印刷电路板产生所述驱动信号，并具有一对同心的环型电极焊盘，设置在相对于所述接合孔的不同径向位置上，所述环型电极焊盘的所述径向位置对应于所述电极的所述径向位置。
按照本发明的其他特征，提供电-声转换方法，其特征在于包括以下步骤，从外部对固定设置于框架上的固定线圈施加电驱动信号，从而产生根据驱动信号变化的交变磁场，和使可产生所需大小的非交变磁场并支撑振动膜片的可动型永久磁铁垂直振动，使其可由所述振动膜片垂直运动，从而产生声音。
如上所述，在本发明中，具有蜂鸣器、接收器和微型扬声器所要求的宽频带(在直径20mm制品中300Hz至16KHz左右)范围的声音重放能力，可以接受高的输入功率(在直径20mm制品中额定输入3至5W级)。此外，本发明的接合装置结构即使不焊接或粘接，仍然可以360度的全方向自动封装，同时可实现制造工艺完全自动化。
图1是有本发明第一实施例的移动磁铁结构的微型扬声器的分解透视图，图2是表示图1所示的第一实施例的微型扬声器的安装剖面图，图3a和图3b是说明本发明扬声器的声音转换原理的说明图，图4是本发明的接线板的平面图，图5a和图5b是表示本发明的夹紧弹簧电极的平面图和侧面图，图6a至图6c是使第一实施例的夹紧弹簧电极与接线板接合状态的平面图、侧面图和背面图，图7a至图7c是第二实施例的夹紧弹簧电极与弹性接线板形成一体状态的平面图、侧面图和背面图，图8是形成为一体的弹性弹簧电极的第二实施例的变形例的接线板的透视图，图9是表示将本发明的表面封装型扬声器的完成品组装在装置的PCB上过程的透视图，图10是有本发明第二优选实施例的多个移动磁铁结构的微型扬声器的剖面图，图11是采用本发明第三优选实施例的带有贯通孔的移动磁铁的微型扬声器的剖面图，图12是采用本发明第四优选实施例的具有磁通聚集结构的移动磁铁的微型扬声器的剖面图，
图13是表示第四实施例中可采用的磁回路变形例的剖面图，图14是表示按自由音长测定本发明的微型扬声器频率特性的曲线图，图15a和图15b是分别表示打开所有通气孔情况下和安装声音阻抗调节片情况下用IEC 318人工耳测定的频率特性曲线图。
以下，参照图示优选实施例的附图，更详细地说明上述本发明。
图1是本发明第一优选实施例的具有移动磁铁结构的微型扬声器的分解透视图，图2是图1所示的第一实施例的接合剖面图，图3a和图3b是说明本发明扬声器的声音转换原理的说明图。
首先，参照图1和图2，本发明第一实施例的微型扬声器150的框架102为圆筒形并具有凹槽结构，在内侧壁上有台阶部分102b。框架102的正面(上部表面)为开口状态，在底部102a上按一定间隔排列用于振动膜片(振动膜)103圆滑振动的多个通气口110，从框架下部表面伸出的与框架102同心地设置接合器119，接合器119的下端有从其外表面向外侧径向伸出的环形突起138，以便前端部的端面形成钩形状，在接合器119的内侧形成支撑肋120。
在框架102的底部102a上，按镶嵌模铸技法一体化形成卡箍弹簧116和128与PCB 115接合构成的接线板109、和上端部分距该接线板109的中心一定高度同心设置的固定线圈124。
此外，在框架102的背面外侧上，在使扬声器150与装置的PCB126接合的状态下，为了防止可伸缩电极116、128被损伤，按120度的间隔在下部一体地形成仅有一定长度延长形成的制动器118。
在所述框架102的底部102a的上部表面和接合器119的内侧下部表面上，最好各个声阻抗调节片(Acoustic impedance control sheet)114与防尘布121粘合。
在框架102的上部，为了按与框架的上端部相同的高度安装带有多个圆形放音孔149的保护器101，保护器的周边部分被固定在框架的台阶部分102b上。
此外，在框架102的底部102a与保护器101之间形成的空间中配置与移动磁铁117接合的振动膜片103。
如果更详细地加以说明，那么在本发明的第一实施例中，从框架102的底部102a延长形成至下部的圆形接合器119由于收缩和膨胀可能被分开两个或两个以上的数，按圆形排列。此外，在其末端形成的突起138的前端部分也可能是半圆形或梯形的形状。如后面说明的图9所示，该接合器119和突起138的结构在制动器150与装置的主PCB126的接合孔137接合时，形成容易和可靠地维持卡箍式接合的接合状态的适当结构。
此外，如图4所示，在框架102的底部102a上按镶嵌模铸方法埋入的PCB 115，在分别距线圈孔134中心有一定距离的与独立的两个圆轨迹对应的预先形成铜箔图形129、130的外围上，按一定间隔排列多个通气孔133。
为了在PCB 115的铜箔图形129、130上引入从装置的PCB 126施加的驱动信号，一体形成如图5a和图5b所示的卡箍部分116a和弹性电极部分116b，形成与卡箍弹簧(clip spring)结构的可伸缩的两个导电性电极116、128接合的接线板109。
此外，在所述线圈孔134上，固定线圈124在各个铜箔图形129、130上与线圈线111、139接合，并且与所述接线板109一起镶嵌模压插入所述框架102中。这种情况下，所述固定线圈可以由使用无架线圈或使用其它线圈架卷线的线圈124构成。
而且，如图4至图6c所示，所述接线板109可以有电极116、128与硬板PCB 115接合的使用导电性的各种金属材料的卡箍弹簧结构，可以是圆形的棒形状。
此外，接线板109a、109b利用图7a至图7c和图8所示的柔性印刷电路板(PCB)122，在PCB 122上也可以按模压方式直接一体成型电极131、132。接线板109a的PCB 122与PCB 115同样形成线圈孔134和五个通气孔133，而且在包围电极131、132的部分形成贯通孔135。
本发明可使用的振动膜片103的主体113和中心间隙148的剖面形状可以是圆锥形(Cone type)形状(参照第一实施例)、平面形(Flattype)形状(参照第二实施例)、圆拱形(Dome type)形状，可使用的材料可以是高分子原料的聚乙烯(PE)、PET、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醚(PEI)、聚酰亚胺(PI)、capton，或者是反磁性、抗磁性系列的金属材料的钛(Ti)、铝(Al)、硬铝、不锈钢、黄铜、磷青铜。
边缘112的剖面形状可以是上卷形(Up roll edge)(参照第一实施例)、下卷形(Down roll edge)、平面形、波形，此外，所述边缘112也可以是起缓冲作用的垫圈一体型，其材料可以是硅、高分子系列树脂、纤维、橡胶等。
在这种情况下，所述振动膜片103主体113的边缘112可以象上述例那样另外制作，其外形可以是例如圆形、椭圆形、长方形或正方形。
在有上述那样结构的第一实施例中，由于形成交流性旋转磁场的固定线圈124被一体化固定在图2所示的框架102上不能机械振动，所以在形成直流磁场的固定线圈124的上部空间位置的移动磁铁117就具有与外部的电驱动信号对应的动作。
另一方面，所述第一实施例150的磁回路由单个的移动磁铁117和单个的固定线圈124构成，而图10所示的第二实施例160的磁回路可以由可使允许输入增加从而使与此对应的非交变磁场增强的多个固定线圈124a至124c和与这些线圈对应的多个移动磁铁117a至117c组合的结构构成，此外，第二实施例中边缘112的外形可以是圆形或四边形状。
此外，本发明的变形磁回路由多个固定线圈和单个圆盘形移动磁铁组成，圆盘形移动磁铁本身可以兼备上述第一实施例的振动膜片103的主体113作用来使用。
而且，本发明的磁回路与上述变形例类似，可以由多个固定线圈和单个圆盘形移动磁铁构成，但在与主体13形成为一体时，也可以构成形成单个移动磁铁的结构。
在所述第二实施例160和变形例有完全相同尺寸的情况下，提供使允许的输入增加、从而使与此对应的非交变磁场增强的适当结构。
此外，本发明在图11所示的第三实施例190和移动磁铁117f的中间部分上也可以空出比固定线圈124a外径大的圆形或四边形态的孔191的形状。
该第三实施例在保护器101a的中央形成声音放出孔149a，固定线圈124a有封装的顶部高度与第一和第二实施例150、160不同的突出结构。这是为了在中央形成贯通孔191的移动磁铁117f在垂直振动时可以处于距固定线圈124a更近位置而设计的结构。
上述第三实施例的微型扬声器190在移动磁铁117垂直振动时可防止与固定线圈124a接触，同时在被限定的空间内可进行充分的振动，在小型的限制尺寸下有利于达到大输出的情况。
图12表示本发明的第四实施例，其中，使移动磁铁的磁通集中在空气隙中，提高转换效率，进一步降低低音共振频率(f0)，扩大重放音域。
第四实施例的扬声器200将圆盘形移动磁铁117的上表面安装在剖面为倒“U”形状的圆筒形磁轭208上，在移动磁铁117的下表面上安装具有比移动磁铁117直径大的圆盘形板207，磁回路201的磁轭208被固定在振动膜片103的颈部127上。
此外，第四实施例与第三实施例类似，在保护器101a的中央形成声音放出孔149a，固定线圈124d的被封装的顶部高度与上述实施例不同，与第一至第三实施例相比，具有突出的大口径结构。
一般来说，通过增加移动磁铁的重量，转换效率下降，但由于这种磁回路201的结构在磁轭208和板207之间的空气隙G中聚集磁通，所以反而可使转换效率提高。
在第四实施例中，在初期状态时，设定移动磁铁117，以便固定线圈124d处于磁轭208和板207之间的空气隙G的位置，在驱动信号(例如，声音信号)施加在固定线圈124d上时，在中心垂直振动空气隙G。
在上述第四实施例中，由于除磁回路201外的其余结构有与上述实施例相同或类似的结构，所以省略其说明。
所述第四实施例的磁回路201除上述结构以外还可以采用不同的结构。例如，在上述磁回路201中，为了提高颈部127的接合力，在磁轭208的上侧外周部分上可以设置与振动膜片103的颈部127接合的振动膜片安装导轨。此外，在磁回路201中，可省略板，使磁轭208的边缘(skirt)部分可弯向移动磁铁117，从磁轭208的前端部分发散的磁通通过空气隙G也可以聚集在移动磁铁117上。此外，在磁回路201中，磁轭208的边缘部分可弯向移动磁铁117，从磁轭208的边缘部分发散的磁通通过空气隙G就可以聚集在移动磁铁117上。该结构在空气隙G中形成高磁通密度，可获得高转换效率。
图13所示的磁回路206表示在磁轭208、移动磁铁117和板207的中央部分上形成通气孔211的另一变形例。图中所示的磁回路206通过通气孔211放出扬声器内部的热，调整机械阻抗和声阻，有利于调节低音共振下的Q因子(制动力的倒数)和低音共振频率f0。
具有所述磁回路201、206的第四实施例如下述那样，与第一至第三实施例相比，振动系统的等价质量mo增加，低音共振频率f0变低，其结果是重放音域被扩大。
本发明的第一至第四实施例在组装为成品的情况下，如图9所示，在不用焊接技术而在360度全方向上与圆形接合器119接合的情况下，有可以进行与360度全方向上对应的自动连接的电极116、128的结构。电极116、128被设定在距线圈孔134中心相互不同距离的位置。
在这种情况下，在装置的主PCB 126上，预先空出与所述接合器119对应的接合孔，在其外侧，在从接合孔137的中心与所述第一电极116相同的距离上的接合孔外侧形成第一圆形电极图形135，此外，在该图形的外侧，在与所述第二电极128相同的距离上形成第二圆形电极图形136。
因此，在安装时，在使所述微型扬声器的接合器119处于所述主PCB 126的接合孔137位置后，通过施加压力，所述两个圆形电极图形135、136就与所述微型扬声器的两个电极116、128分别相互自动地进行弹性的电连接。
下面，更详细地说明与本发明实施例对应的工作原理和作用。A.电-声转换原理和宽频带结构首先，如图2、图3a和图3b所示，通过接线板109，例如如果从装置的主PCB 126将正弦波驱动信号施加在固定线圈124上，那么从传送驱动信号的固定线圈124的中心产生向外侧(图3a)或其相反(图3b)方向旋转的交流性反向磁场(MAC)。
所述交流性的反向磁场(MAC)与移动磁铁117产生的一定方向的直流性磁场(MDC)相互作用，如果相对磁场为相同方向，那么在移动磁铁117和固定线圈124之间有排斥力作用(图3b)，而如果为相反方向，那么在移动磁铁117和固定线圈124之间有吸引力相互作用(图3a)。
在上述本发明的情况下，由于固定线圈124被插入或固定在框架102中，结果声音产生的空气压力变动产生的所有电磁的力被集中在与可垂直移动结构的振动膜片103接合的移动磁铁117上。
因此，利用该电磁的吸引力、排斥力，通过移动磁铁117进行垂直振动，与移动磁铁117接合的振动膜片103也一起振动，其结果，生成空气的压力波，从而产生声音。
此时，固定线圈124与移动磁铁117的距离越近，相互产生的磁力越强，此外，振动膜片103的有效面积(从边缘112的中间部分至相反侧边缘112的中间部分的面积)越大，振动系统整体的重量越轻，产生的声音输出就效率越高。
此外，组成所述振动膜片103的边缘112和主体113当然必须使用非磁性材料或相反磁性材料。
在上述原理中，发出与电信号对应声音的本发明的扬声器最好使用由具有柔软性(compliance)的非磁性材质的边缘112和重量轻而坚固的材质的主体113分别组成接合的振动膜片103。
此外，吸收振动膜片103的振动并具有限制功能的边缘112越柔软，直至更低的低音区域仍可扩大扬声器的共振频率，通过调整作为主体113和移动磁铁117接合支点的颈部127部分的偏移(offset)角θ和弹性模量E(杨氏模量)，可以扩大高音共振区域，本发明的扬声器可以形成下述那样的实质性的重放度音域的扩大。
根据所述边缘112的柔软性，低音共振频率f0一般按下述公式1那样决定。公式1f0=12πsomo]]>其中，so表示作为扬声器边缘112的柔软性倒数的刚度，数值越小表示越柔软，mo是按移动磁铁117的重量+边缘112的1/2重量+主体113的重量+空气的反作用产生的附加质量(8/3×1.23×a3(Kg))表示振动系统的等价质量。其中，a是振动膜片的半径。
此外，在相对于所述主体113的颈部127的偏置角为θ，弹性模量(杨氏模量)为E时，高音共振频率fh一般根据主体的颈部按下述公式2决定。公式2fh=12π(1mm+1mc)·π·E·hcosθsinθ----(Hz)]]>其中，h＝主体113的厚度(m)，E＝主体的杨氏模量(N/m2)，θ＝主体颈部的偏移角度(°)，mm＝移动磁铁的重量，mc＝主体+边缘重量的1/2。
此外，根据顶盖部分的形态，高音共振频率(fh)在顶盖部分材料为铝情况下按下述公式3决定，在顶盖部分材料为PE、PEI等高分子材料的情况下按公式4决定。公式3fh=0.381+0.52mcmm·HD2·Eρ(1+43.9×102t)]]>公式4fh=8.261+0.52mcmm·HD2·Eρ(1+43.9×102t)]]>在上述公式3和4中，H＝顶盖部分中央的高度(m)，D＝间隙部分外径的直径长度(m)，t＝顶盖原料本身的厚度，ρ＝间隙原料的密度(Kg/m3)，E＝顶盖的杨氏模量(N/m2)。
因此，根据公式1至公式4，本发明扬声器的低音共振频率(f0)因移动磁铁117的重量与以往电动型扬声器相比变小，而高音共振频率(fh)增加。其结果，可以实现低音和高音的扩大。
这样的结果在自由音场(free field)下扬声器部件的尺寸为20mm，在部件高度为3mm的制品中，在施加3W的状态下测定频率特性的结果如图14所示，低音共振频率(f0)为285Hz，高音共振频率(fh)为15KHz。
因此，与以往的微型扬声器相比，可知具有宽频带的频率特性，而且，由于本发明在1KHz和2KHz中也可分别获得99dB和100dB的增益(以往的蜂鸣器可得到约75dB的增益)，所以在作为蜂鸣器的使用上也不会有任何问题。
此外，在用IEC 318人工耳(artificial ear)测定上述本发明制品的频率特性时，可获得图15a和图15b所示的特性曲线。图15a是打开所有通气孔状态下测定的图，图15b是安装声阻调节片114状态下测定的图。如图所示，用IEC 318人工耳不能分辨打开所有通气孔状态的特性与以往的专用接收器的频率特性的差，此外，在使用声阻调节片的情况下，可确认20Hz至1KHz有椭圆形梯度的具有称为低声阻型(low acoustic impedance type)特性的频率特性，表明其特性十分出色。
因此，如果观察上述图14、图15a和图15b的频率特性，那么可知本发明的扬声器不但具有微型扬声器、接收器和蜂鸣器所要求的所有频率特性，同时允许大的输入和大的输出。B.防止线圈的断线和大输入接受结构由于以往的电动型扬声器具有直接振动线圈产生声音的结构，就是说，具有从线圈沿振动膜片的主体与接线板连接的线圈线随着振动膜片的位移同时移动的结构，所以因对所述线圈供给电信号的线圈线的断线而不能接受大输入。
但是，在本发明的微型扬声器中，在线圈124和线圈线111、139被预先组装在接线板109上时，从线圈124中抽出的线圈线111、139在处于很近距离位置被固定在接线板109的铜箔图形129、130上的状态下按镶嵌方式插入固定，在扬声器工作时线圈和框架维持固定的状态。
因此，由于本发明的微型扬声器有线圈124被固定、不需要信号线即可使磁铁117振动的结构，所以在完全没有线圈线断线可能性的直径20mm左右大小的微型扬声器中也可以接受额定输入为3W至5W的大输入功率。C.自动安装和自动电极连接结构除了所述宽频带重放和接收大输入的功能以外，本发明提供的微型扬声器具有在装置接合时没有焊接的条件下在360度的全方向上自动安装和自动电极连接功能。
为了实现该功能，在本发明中，在将铜箔图形129、130的位置设定为距线圈孔134中心距离相互不同的PCB 115上，使用形成引入电信号的卡箍弹簧结构的可伸缩电极116、128的接线板109。
所述接线板109a在使用弹性PCB 122的情况下，如图7a至图7c所示，可以按模压加工方法自己形成所述弹簧夹结构的电极131、132。此外，如图4至图7所示，接线板109、109a也可以有在内侧形成插入固定线圈124的线圈孔134和在外侧形成空气出入的通气孔133的结构，与所述固定线圈124一起，在框架102的里侧利用镶嵌注模方法形成为一体。
此外，为了将微型扬声器与装置的主PCB自动接合，主框架102的接合器119在距该框架102底部后面中心一定距离的圆周上有向外侧的突起138的结构，接合器119由在内侧形成的支撑台120支撑，并以圆形方式垂直排列，在其内面的边缘上，按120度的角度同样一体化成型与本发明的微型扬声器接合时用于保护电极116、128目的的制动器118。
使用本发明扬声器部件的装置的主PCB 126在安装如图9所示的部件位置上预先空出与接合器119对应的安装孔137，在其外侧预先形成第一圆形电极图形135，而且在该图形的外侧形成第二圆形电极图形136。
其结果是，所述安装孔137与所述接合器119相对应，而所述两个圆形电极图形135、136与扬声器的两个电极116、128分别相互对应。
由于本发明的接合器119的外形为圆形，所以在360度内即使在任何方向上加压，仍可以进行自然的接合，此外，利用形成具有相互不同的圆形轨迹的可伸缩的电极116、128的结构，在不用焊接的情况下，仍然可进行在360度全方向上的自动电极连接。
在上述实施例中，作为微型扬声器，例举了在框架中一体形成结构简单的自动表面封装，但本发明不受此限制，当然可以有除去在背面配置的自动封装接合器和弹性弹簧电极端子、配置与以往类似的一对电极端子、并连接在装置的输出端子之间的结构。
在本发明中，作为最基本的发明思想是，在框架中固定驱动线圈的状态下，按照外部的电驱动信号，通过由产生交变磁场的振动膜片支撑的产生非交变磁场的永久磁铁进行位移，使振动膜片位移，从而产生与电信号对应的声音的电-声转换方法和结构，这种技术思想可适用于任何种类的电-声转换器。
但是，当然也可以在另外的与原来不同的扬声器结构中采用没有上述移动磁铁结构，而仅有进行360度自动封装和自动电极连接的结构。
此外，在上述图6a至图7c的实施例中，形成使两电极图形和两电极在相对于接线板的线圈孔中心相对置的位置上的结构，但也可以有图8实施例所示的在一侧上配置两电极图形和两电极的结构。
在如以上说明的本发明中，可以接收大输入、宽频带重放，可以360度全方向表面封装。因此，可以减少声音重放装置中封装的部件数。就是说，本发明的扬声器可以用一个部件实现微型扬声器和蜂鸣器的所有功能，在分别配备微型扬声器和蜂鸣器的各种移动通信终端机的情况下，具有用一个部件就可以解决的优点。
此外，根据本发明，仅用简单的移送和加压工艺，装置封装就可以避免以往的扬声器固定和电极连接作业，实现操作的自动化，此外，可以推动可进一步提高宽频带重放和大输入的具有声音重放能力的先进的携带电子产品的开发。
以上用上述实施例具体地说明了本发明，但本发明并不限于此，在本领域技术人员的通常知识范围内，可以对其进行各种变型和改进。
权利要求
1.一种电-声转换器，包括至少一个固定线圈，用于在从外部接收到电驱动信号时产生交变磁场；框架，其具有凹槽结构，用于在中央部分容纳和支撑所述线圈；至少一个可动型永久磁铁，设置在所述线圈的上部，并与所述线圈间隔有所需距离，从而可垂直运动，以产生非交变磁场，和振动膜片，其外周部分由所述框架的上端支撑，所述振动膜片在中央部分支撑所述永久磁铁，其特征在于，根据由线圈响应所述驱动信号而产生的交变磁场和由所述永久磁铁产生的非交变磁场的相互作用，使所述振动膜片垂直振动。
2.如权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，所述至少一个固定线圈的数目是一个，所述至少一个可动型永久磁铁的数目是一个，而所述永久磁铁在中央部分形成有固定线圈可进退的贯通孔。
3.如权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，所述振动膜片由非磁性材料构成，并包括固定在所述框架上的环形边缘，和其外周部分与所述边缘接合、并且其下部与所述永久磁铁接合的主体构成，上述接合方式使得所述永久磁铁设置在所述主体的中央；和所述永久磁铁和主体被粘接在一起以彼此形成为一体。
4.如权利要求1所述的电-声转换器，还包括在所述永久磁铁的外周部分上的使磁通聚集的磁通聚集装置，在处于初期状态时，所述磁通聚集装置限定一空气隙，在该空气隙中设置了所述固定线圈的上端部分，所述磁通聚集在所述空气隙中。
5.如权利要求4所述的电-声转换器，其特征在于，所述磁通聚集装置包括在所述永久磁铁和振动膜片之间配置的倒U字型圆筒状磁轭，所述磁轭在其外周部分具有环状边缘；和在所述永久磁铁的下部表面上固定的圆盘状板，所述圆盘状板的外周部分和所述磁轭的边缘部分限定了所述空气隙。
6.如权利要求1所述的电-声转换器，还包括埋入所述框架底部的印刷电路板，其上印刷有第一和第二电极图形，所述第一和第二电极图形与从固定线圈延长的第一和第二线圈线分别连接；施加有所述驱动信号的第一和第二电极，所述第一和第二电极的一端分别安装在所述电极图形的相关的一个上，而另一端则从所述印刷电路板向下延伸，并具有弹性；卡箍式接合装置，从所述电极内侧的所述框架底部向下延伸，所述快动接合装置与在安装在所述转换器所连接设备中的主印刷电路板上形成的接合孔以卡接方式接合，所述主印刷电路板产生所述驱动信号，并具有一对同心的环型电极焊盘，设置在相对于所述接合孔的不同径向位置上，所述环型电极焊盘的所述径向位置对应于所述电极的所述径向位置。其特征在于，在所述主印刷电路板的所述接合孔与所述电-声转换器的卡箍式接合装置接合时，所述第一和第二电极与所述电极焊盘自动连接。
7.如权利要求6所述的电-声转换器，所述卡箍式接合装置包括带有至少两个垂直方向缝隙的圆筒部分；和从所述圆筒部分的前端部沿径向向外侧突出的环状突起；从所述圆筒部分向内侧形成的支撑肋；和多个制动器，在所述框架的外侧部分向下伸出，用于在所述卡箍式接合装置与主印刷电路板的所述接合孔接合时，防止所述电极损伤。
8.一种电-声转换器，包括至少一个固定线圈，用于从外部接收电驱动信号；框架，其具有凹槽结构，用于在中心接收和支撑所述固定线圈；至少一个运动的永久磁铁，设置在所述线圈的上部，并与所述固定线圈间隔所需的垂直距离，以能够垂直移动；和环形边缘，其固定在所述框架的上端部，其内周部分支撑所述永久磁铁，其特征在于，根据由线圈响应所述驱动信号而产生的交变磁场和由所述永久磁铁产生的非交变磁场的相互作用，使永久磁铁和振动膜片垂直振动，产生与驱动信号对应的声音。
9.一种电-声转换方法，包括以下步骤从外部对固定设置于框架上的固定线圈施加电驱动信号，从而产生根据驱动信号变化的交变磁场，和使可产生所需大小的非交变磁场并支撑振动膜片的可动型永久磁铁垂直振动，使其可由所述振动膜片垂直运动，从而产生声音。
全文摘要
公开了一种电－声转换器,由在接受来自外部的电驱动信号时产生交变磁场的至少一个固定线圈、在中央部分支撑所述线圈并有凹槽结构的框架、在所述线圈的上部设置并与该线圈留有一定距离的可产生非交变磁场的至少一个可动型永久磁铁、和外周部分被所述框架的上端支撑而在中央部分支撑所述永久磁铁的振动膜片构成,根据由线圈响应于驱动信号而产生的交变磁场和由所述永久磁铁产生的非交变磁场的相互作用,使振动膜片垂直振动,产生与驱动信号对应的声音。
文档编号H04R11/02GK1277792SQ99801629
公开日2000年12月20日 申请日期1999年11月19日 优先权日1998年11月19日
发明者刘东沃, 刘玉贞 申请人:微技术公司