專利名稱：平面型音響變換裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面型音響變換裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的平面型音響變換裝置(平面揚(yáng)聲器)已知如下的結(jié)構(gòu)，即，將多個(gè)永久磁鐵以相鄰的永久磁鐵的極性彼此相反的方式安裝在平板狀的磁軛的基面上，在與永久磁鐵相向的平坦的振動(dòng)膜上排列設(shè)置有多個(gè)漩渦狀的線圈(參照專利文獻(xiàn)1、2)。并且，通過對(duì)線圈施加電信號(hào)，線圈受到來自永久磁鐵的磁極面的磁力，從而在永久磁鐵的上方振動(dòng)。在這樣的平面型音響變換裝置中，多個(gè)永久磁鐵的上表面(磁極面)相互構(gòu)成一個(gè)面，該磁極面與線圈間隔規(guī)定的間隔?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 JP特開2001-33；3493號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2 JP特開2008-141570號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
在平面揚(yáng)聲器中，在為了使振動(dòng)膜振動(dòng)而對(duì)線圈施加電流時(shí)，線圈與振動(dòng)膜一起振動(dòng)。其振幅最大達(dá)到例如1.0mm左右。此時(shí)，因?yàn)榇跑椛纤渲玫亩鄠€(gè)永久磁鐵的上表面處于同一高度，所以線圈位于振動(dòng)的最低點(diǎn)時(shí)和位于最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)線圈作用的磁力的作用程度不同。在此，作用在線圈上的磁力與永久磁鐵的磁極面和線圈之間的距離的平方成反比地變小，因而在施加在線圈上的施加電流恒定的情況下，振動(dòng)膜上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力根據(jù)進(jìn)行振動(dòng)的線圈的位置不同而發(fā)生變動(dòng)。結(jié)果存在從平面揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音產(chǎn)生失真而原聲的再現(xiàn)性明顯損壞的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供能夠忠實(shí)地再現(xiàn)原聲的平面型音響變換裝置以及平面型音響變換裝置的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的平面型音響變換裝置，具有以規(guī)定的間隔彼此相鄰配置的永久磁鐵及磁性構(gòu)件、與所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件相向設(shè)置的平坦的振動(dòng)膜、固定在所述振動(dòng)膜上的線圈，通過對(duì)所述線圈施加電信號(hào)，使所述振動(dòng)膜借助形成在所述永久磁鐵的磁極面與所述磁性構(gòu)件之間的磁通來得到振動(dòng)力，其特征在于，所述磁極面與所述磁性構(gòu)件的上表面之間具有落差部，并且，沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分配置在所述落差部的內(nèi)部。在此，就永久磁鐵所形成的靜磁場(chǎng)而言，在從永久磁鐵的磁極面朝向相鄰配置的磁性構(gòu)件的作為棱線的上表面的區(qū)域，其磁通密度最大。因此，通過在永久磁鐵的磁極面與磁性構(gòu)件的上表面之間設(shè)置落差部，在該落差部的內(nèi)部形成磁通密度最大的區(qū)域。因而，如上述發(fā)明那樣，通過將沒有施加電信號(hào)時(shí)的線圈配置在該落差部的內(nèi)部，能夠在振動(dòng)膜向下方振動(dòng)的情況下和向上方振動(dòng)的情況下，使線圈受到的磁力均等。
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另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，可以使沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分，配置在所述磁通中的與所述線圈的線圈面平行的磁通分量的密度最大的高度位置。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置，作為更具體的實(shí)施方式，可以使沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分，配置在所述磁極面與所述上表面之間的高度位置上且將所述磁極面和所述上表面的彼此的靠近邊緣連接起來的線段的上方。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，所述磁性構(gòu)件可以是極性與相鄰的所述永久磁鐵的所述磁極面的極性相反的另外的永久磁鐵。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，所述線圈可以設(shè)置為從所述振動(dòng)膜朝向所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件突出。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，所述線圈的卷繞軸可以與所述磁極面或所述上表面的中心軸一致(相同)。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，可以還具有由磁性材料形成且設(shè)置有階梯部的磁軛，該階梯部用于安裝所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，所述磁軛可以具有側(cè)壁部，該側(cè)壁部在所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件的排列方向上沿著所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件的側(cè)方延伸。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，多個(gè)所述永久磁鐵和多個(gè)所述磁性構(gòu)件可以沿一維方向或二維方向配置為重復(fù)的圖案。另外，在本發(fā)明的平面型音響變換裝置中，作為更具體的實(shí)施方式，所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件的至少一方可以形成為環(huán)狀，并且，所述永久磁鐵和所述磁性構(gòu)件可以配置成同心狀。本發(fā)明的平面型音響變換裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該平面型音響變換裝置具有平坦的振動(dòng)膜，所述振動(dòng)膜固定有被分別施加電信號(hào)的線圈，其特征在于，形成與所述線圈的線圈面平行的磁通分量的密度在所述振動(dòng)膜的振動(dòng)方向上進(jìn)行變化的靜磁場(chǎng)，并且，對(duì)配置在所述磁通分量的密度最大的位置的所述線圈施加所述電信號(hào)來使所述振動(dòng)膜振動(dòng)。此外，本發(fā)明的各種構(gòu)成要素不需要每個(gè)獨(dú)立的存在，可以包括如下的情況下等， 即，多個(gè)構(gòu)成要素形成為一個(gè)構(gòu)件；一個(gè)構(gòu)成要素由多個(gè)構(gòu)件形成；某個(gè)構(gòu)成要素是另外的構(gòu)成要素的一部分；某個(gè)構(gòu)成要素的一部分和另外的構(gòu)成要素的一部分重復(fù)(即，某個(gè)構(gòu)成要素的一部分就是另外的構(gòu)成要素的一部分)。另外，在本發(fā)明中規(guī)定了上下方向，但是這是為了便于說明本發(fā)明的構(gòu)成要素的相對(duì)關(guān)系而適當(dāng)?shù)匾?guī)定的，不是對(duì)實(shí)施本發(fā)明時(shí)的制造和使用時(shí)的方向進(jìn)行限定。根據(jù)本發(fā)明的平面型音響變換裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，在位于振動(dòng)中心的線圈向下方振動(dòng)時(shí)和向上方振動(dòng)時(shí)，從永久磁鐵受到的磁力均等，因而無論線圈的振動(dòng)位置如何，都能夠忠實(shí)地再現(xiàn)原聲。上述的目的、其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過下面敘述的優(yōu)選實(shí)施方式及其附圖進(jìn)
一步明確。


圖1是表示第一實(shí)施方式的平面型音響變換裝置的立體圖。圖2的(a)是圖1的II-II剖視圖，(b)是(a)的虛線區(qū)域X的放大圖，(c)是平面型音響變換裝置的作用說明圖。圖3的(a)是磁軛的側(cè)視圖，(b)是表示磁軛的變形例的側(cè)視圖。圖4是表示第二實(shí)施方式的平面型音響變換裝置的立體圖。圖5是表示第三實(shí)施方式的平面型音響變換裝置的立體圖。圖6是表示第三實(shí)施方式的變形例的平面型音響變換裝置的立體圖。圖7的(a)是第四實(shí)施方式的平面型音響變換裝置的縱剖視圖，(b)是(a)的虛線區(qū)域Y的放大圖。圖8是第五實(shí)施方式的平面型音響變換裝置的立體分解圖。圖9是圖8的IX-IX剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在全部附圖中，同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注同樣的附圖標(biāo)記，并適當(dāng)?shù)厥÷哉f明。<第一實(shí)施方式>圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的立體圖。其中， 在圖1中，為了說明，用雙點(diǎn)化線表示安裝在磁軛60上的狀態(tài)下的振動(dòng)膜30，并且用實(shí)線圖示振動(dòng)膜30的下面?zhèn)鹊臓顟B(tài)。圖2的(a)是圖1的II-II剖視圖。圖2的(b)是圖2的(a)的虛線區(qū)域X的放大圖。圖2的(c)是本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的作用說明圖。另外，圖2的各圖所示的線圈40表示沒有施加電信號(hào)時(shí)的位置。首先，說明本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的概要。平面型音響變換裝置100具有永久磁鐵10和磁性構(gòu)件20，配置成以規(guī)定的間隔相互相鄰；平坦的振動(dòng)膜30，設(shè)置成與永久磁鐵10和磁性構(gòu)件20相向；線圈40，固定在振動(dòng)膜30上；通過向線圈40施加電信號(hào)，借助形成在永久磁鐵10的磁極面12與磁性構(gòu)件20 之間的磁通Φ，在振動(dòng)膜30上得到振動(dòng)力F(參照?qǐng)D2的(b))。并且，關(guān)于平面型音響變換裝置100，磁極面12與磁性構(gòu)件20的上表面22之間具有落差部50，并且，沒有施加電信號(hào)時(shí)的線圈40的繞線42的至少一部分配置在落差部50 的內(nèi)部。接著，詳細(xì)說明本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100。本發(fā)明中使用的磁性構(gòu)件20是由磁性體形成的構(gòu)件，能夠使用作為被磁化了的磁性體的永久磁鐵或未被磁化的磁性體。其中，在本實(shí)施方式中，磁性構(gòu)件20采用使相鄰的永久磁鐵10的磁極面12的極性翻轉(zhuǎn)所獲得的其他永久磁鐵。即，磁性構(gòu)件20的上表面22是極性與永久磁鐵10的磁極面12的極性相反的N極或S極的磁極面。下面，將永久磁鐵10稱為第一磁鐵，將磁性構(gòu)件20稱為第二磁鐵，標(biāo)注通用的附圖標(biāo)記進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100還具有由磁性材料形成的磁軛60，該磁軛60上設(shè)置有用于安裝第一磁鐵(永久磁鐵)10或第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20的階梯部62。在圖1中，示出了磁軛60形成為階梯部62從圖1的相當(dāng)于上表面的基面64突出的情況。但是，可以使階梯部62的凹凸相反，形成為使階梯部62從基面64下沉。第一磁鐵10安裝在磁軛60的基面64上。并且，第二磁鐵20安裝在磁軛60的階梯部62上。因?yàn)榇跑?0由磁性材料形成，所以第一磁鐵10和第二磁鐵20能夠借助磁力吸附安裝在磁軛60上。第一磁鐵10和第二磁鐵20可以使用粘接劑等接合材料來粘接固定在磁軛60上，或并用借助磁力進(jìn)行吸附和通過粘接進(jìn)行固定這兩種方法。第一磁鐵10的上側(cè)的磁極面12和與之相鄰的第二磁鐵20的上表面(磁極面)22 極性相反地安裝在磁軛60上。此外，關(guān)于第一磁鐵10，在如無特殊說明而稱為“磁極面12”的情況下，指第一磁鐵10的上表面?zhèn)鹊拇艠O面。本實(shí)施方式的第一磁鐵10和第二磁鐵20的形狀彼此相同且尺寸相等。由此，安裝在階梯部62上的第二磁鐵20位于比安裝在基面64上的第一磁鐵10 高的位置。并且，第二磁鐵20的上表面22位于比第一磁鐵10的上表面?zhèn)鹊拇艠O面12高出階梯部62的突出高度(圖2的(b)所示的距離L3)的位置上。此外，在本實(shí)施方式中，以磁軛60的基面64為基準(zhǔn)定義上下方向和高低。這不一定與重力方向上的上下一致。磁軛60的階梯部62用于使第一磁鐵10的磁極面12與第二磁鐵20的上表面(磁極面)22之間形成高低差。因而，在使第一磁鐵10和第二磁鐵20的高度尺寸不同的情況下，不需要階梯部62，所以能夠?qū)⒋跑?0形成為平坦的平板狀。換言之，通過在磁軛60上凹凸地形成階梯部62，能夠?qū)⒌谝淮盆F10和第二磁鐵20形成為相同的尺寸，從而減少部件種類。此外，在磁性構(gòu)件20不使用本實(shí)施方式那樣的永久磁鐵而使用未磁化的磁性體的情況下，可以將磁軛60和磁性構(gòu)件20構(gòu)成為不同的構(gòu)件，或構(gòu)成為一體。在將磁軛60和磁性構(gòu)件20構(gòu)成為一體的情況下，可以在分散配置的永久磁鐵10彼此之間，從基面64突出形成相當(dāng)于磁性構(gòu)件20的突起部。在磁軛60的基面64上以規(guī)定的間隔形成有多個(gè)階梯部62。并且，本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的多個(gè)第一磁鐵(永久磁鐵)10和多個(gè)第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20在一維方向上配置成重復(fù)的圖案。如圖2的(c)所示，第一磁鐵10和第二磁鐵20在重復(fù)的方向(圖2的(c)的左右方向)上配置成彼此隔開間隔。在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，第一磁鐵(永久磁鐵)10和與之相鄰的第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20之間的間隔是指兩者在基面64的面內(nèi)方向(圖2的左右方向)上的距離。另外，在本實(shí)施方式中，第一磁鐵10與第二磁鐵20之間的間隔在重復(fù)的每個(gè)圖案之間相等。但是，如后所述，可以使基面64的中央附近的磁鐵彼此的間隔與周邊附近的磁鐵彼此的間隔相互不同。另外，對(duì)于第一磁鐵10的磁極面12與第二磁鐵20的上表面22之間的落差部50 的高度，每對(duì)相鄰的磁鐵對(duì)可以相等，也可以相互不等。在磁軛60上，在第一磁鐵10和第二磁鐵20的重復(fù)的方向(長度方向)上的兩端，
6從基面64向上方立設(shè)有立壁66。在立壁66的上端面67上安裝有振動(dòng)膜30，并能夠使該振動(dòng)膜30擺動(dòng)。振動(dòng)膜30由薄壁的撓性板構(gòu)成，該撓性板由聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (PET)或液晶聚合物等高分子材料形成。另外，不限于上述情況，還能夠使用非磁性的金屬板，例如鋁等。尤其是，在使用非磁性金屬板的情況下，因?yàn)橘|(zhì)量輕且具有適當(dāng)?shù)挠捕?，能夠獲得原聲再現(xiàn)性更高的優(yōu)點(diǎn)。在振動(dòng)膜30的一個(gè)面或兩個(gè)面上形成有線圈40。本實(shí)施方式的線圈40，只要在施加電信號(hào)時(shí)接收來自第一磁鐵10和第二磁鐵20的磁通Φ而在垂直于振動(dòng)膜30的面的方向上受到磁力，那么，其線材和繞線的圖案不加特別限定。本實(shí)施方式中所說的電信號(hào)是指用于使振動(dòng)膜30振動(dòng)而輸出聲音的輸入信號(hào)。作為一個(gè)例子線圈40適宜使用卷繞金屬絲而形成的繞線線圈或在柔性基板上涂敷或覆蓋金屬材料形成的圖形線圈(patterning coil)(薄膜線圈)。在使用繞線線圈的情況下，即可以形成有芯線圈，也可以形成空芯線圈。在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成線圈40的金屬絲和圖案總稱為繞線。另外，線圈40的卷繞圖案也無特別限定，只要包括沿著如下方向延伸的線區(qū)域即可，該方向?yàn)闄M穿形成在第一磁鐵10與第二磁鐵20之間的磁通Φ的朝向的方向。作為具體的卷繞圖案，可以使繞線以同一直徑卷繞多層，也可以使繞線直徑變化而在同一層內(nèi)卷繞成漩渦狀，也可以不使繞線環(huán)繞而曲折地卷繞，或者將這些組合。在將線圈40形成為繞線線圈的情況下，與圖形線圈相比，能夠使金屬絲的截面積變大，所以能夠使電阻變小，使得平面型音響變換裝置100的輸出變高。另一方面，在將線圈40形成為圖形線圈的情況下，因?yàn)槟軌驅(qū)⒕€圈的重量抑制得小，所以振動(dòng)膜30的振動(dòng)響應(yīng)性好，另外，能夠使平面型音響變換裝置100整體的質(zhì)量輕。作為本實(shí)施方式的線圈40使用卷繞金屬絲而成的空芯線圈。如圖2的各圖所示， 在繞線直徑方向、卷繞厚度方向上都卷繞了多圈金屬絲。在本實(shí)施方式中，在第一磁鐵(永久磁鐵)10和第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20的重復(fù)的方向上相互分離地設(shè)置有多個(gè)線圈40。多個(gè)線圈40相互電連接。在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，繞線42的匝數(shù)和卷繞厚度在每個(gè)線圈40之間相同。但是，可以如后所述，使配置在振動(dòng)膜30的中央附近的線圈40的匝數(shù)和卷繞厚度與配置在周邊附近的線圈40的匝數(shù)和卷繞厚度相互不同。線圈40在振動(dòng)膜30的面內(nèi)配置在與第一磁鐵10或第二磁鐵20中的至少一方相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。換言之，線圈40包圍與第一磁鐵10或第二磁鐵20相向的區(qū)域的至少一部分。此外，在本實(shí)施方式中，僅在振動(dòng)膜30的主面的一側(cè)(下表面?zhèn)?設(shè)置有線圈40， 但是可以在振動(dòng)膜30的相反側(cè)的主面上或振動(dòng)膜30的膜厚方向上的振動(dòng)膜30的內(nèi)部層疊配置追加的線圈40。本實(shí)施方式的線圈40設(shè)置為從振動(dòng)膜30向第一磁鐵(永久磁鐵)10或第二磁鐵 (磁性構(gòu)件)20突出。線圈40的卷繞軸AX與第一磁鐵(永久磁鐵)10的磁極面12或第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20的上表面(磁極面)22的中心軸一致(相同)。更具體地說，在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，使線圈40的卷繞軸AX
7與處于比第二磁鐵20低的位置的第一磁鐵10的中心軸一致(相同)。本實(shí)施方式的線圈40的內(nèi)徑比第一磁鐵10的磁極面12的外形尺寸小，另一方面，線圈40的外徑比第一磁鐵10的磁極面12的外形尺寸大。但是，線圈40的外徑比從第一磁鐵10的中心到第二磁鐵20的距離小。換言之， 線圈40的最外周的繞線42處于第一磁鐵10與第二磁鐵20的間隙V的內(nèi)部區(qū)域。因此， 進(jìn)行振動(dòng)的線圈40不會(huì)與第二磁鐵20干涉。此外，在本實(shí)施方式中，有時(shí)所說的繞線42 指卷繞金屬絲而成的各圈。如圖2的(b)所示，磁極面12與第二磁鐵20的上表面22彼此的靠近邊緣M之間的距離Ll小于磁極面12與磁軛60的基面64的距離L2。另外，如圖1所示，第一磁鐵 10的上表面?zhèn)鹊拇艠O面12為N極。由此，第一磁鐵10的磁極面12所形成的靜磁場(chǎng)H，在第一磁鐵10的縱截面(參照?qǐng)D2的(b)、(C))內(nèi)，在將相互相鄰的邊緣即磁極面12的周邊緣18和上表面22的靠近邊緣M連接起來的線段L上或線段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，即線圈40的繞線直徑方向(圖2的左右方向)分量也大致在線段L上的位置變得最大。并且，沒有施加電信號(hào)時(shí)的線圈40的繞線42的至少一部分配置在磁通Φ中的與線圈40的線圈面44平行的磁通分量的密度最大的高度位置上。由此，該繞線42從第一磁鐵10和第二磁鐵20受到的磁力在振動(dòng)的中心(腹部)最大。在圖2的(c)中示出了在線段L上產(chǎn)生的磁通Φ的水平分量(Β〃)和垂直分量 (Β±)。水平分量B 〃是與繞線42的卷繞面即線圈面44 一致的磁通分量，垂直分量Β±是與繞線42的卷繞軸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 〃垂直于繞線42中流動(dòng)的電信號(hào)。因而，在水平分量B 〃最大的磁通Φ的內(nèi)部存在振動(dòng)中心的繞線42，在線圈40從振動(dòng)的中心向下方移動(dòng)的情況下和向上方移動(dòng)的情況下，受到的磁力都減小。因此，在線圈40到達(dá)振幅的下止點(diǎn)時(shí)和在線圈40到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，振動(dòng)膜30從線圈40受到的驅(qū)動(dòng)力都會(huì)變得均等，從而提高平面型音響變換裝置100的原聲再現(xiàn)性，尤其提高線圈40向上側(cè)振動(dòng)時(shí)的再現(xiàn)性。另外，沒有施加電信號(hào)時(shí)的線圈40的繞線42的至少一部分配置在特定的位置上， 該特定的位置既是磁極面12與上表面22之間的高度位置，又是位于將磁極面12與上表面 22彼此的靠近邊緣(周邊緣18和靠近邊緣24)連接起來的線段L的上方的位置。更具體地說，優(yōu)選在沒有施加電信號(hào)時(shí)，線圈40中的位于卷繞厚度方向上的中央且最外周的繞線42a(參照?qǐng)D2的(b))位于線段L上或線段L的上方。另外，可以使得在沒有施加電信號(hào)時(shí)，線圈40的繞線的一部分處于線段L的下方，另外一部分處于線段L的上方。在圖2的(b)、(c)中，就第一磁鐵10和第二磁鐵20所形成的靜磁場(chǎng)H而言，更詳細(xì)地，相對(duì)于連接磁極面12的周邊緣18和上表面22的靠近邊緣M的線段L，線段L的上方的磁通密度大于線段L的下方的磁通密度。這是因?yàn)?，通常，永久磁鐵在其軸向的外側(cè)所形成的靜磁場(chǎng)H比在其兩端的磁極面所形成的靜磁場(chǎng)H更強(qiáng)。
因而，對(duì)于線圈40的繞線的至少一部分，可以使振動(dòng)的中心高度在上述的線段L 的稍上方。由此，對(duì)于線圈40整體來說，能夠使在振幅的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)受到的磁力均等。線圈40振動(dòng)的下止點(diǎn)位于第一磁鐵10的磁極面12的上方，在此位置線圈40的繞線42和磁極面12不會(huì)相干涉。即，線圈40振動(dòng)的下端位置位于第一磁鐵(永久磁鐵)10 和第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20中的處于更低位置的磁鐵的上表面的上方。并且，線圈40在落差部50的內(nèi)部以及落差部50的上方空間振動(dòng)。在振動(dòng)膜30上設(shè)置有向振動(dòng)膜30的下表面?zhèn)韧怀銮矣煞谴判圆牧闲纬傻幕?32。線圈40安裝在基座部32上。基座部32既可以與振動(dòng)膜30設(shè)置成一體，也可以制造為規(guī)定厚度的板狀而粘接在振動(dòng)膜30的下表面?zhèn)取６?，可以將板狀的基座?2的一部分立設(shè)為垂直于振動(dòng)膜30，形成用于卷繞線圈40的繞線42的線圈骨架部。即，可以由相當(dāng)于線圈骨架部的柱狀部和形成在柱狀部的上端的呈凸緣狀的板部構(gòu)成基座部32。基座部32是用于確保振動(dòng)膜30和線圈40在厚度方向上的距離的間隔件 (spacer)。通過設(shè)置該基座部32，防止進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)膜30與第二磁鐵20干涉，并且將第一磁鐵10的磁極面12與線圈40的距離調(diào)整為所述期望的值。說明上述本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的作用效果。在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，通過在第一磁鐵10和第二磁鐵20 之間設(shè)置落差部50，永久磁鐵所形成的磁通的密度最大的區(qū)域，即將靠近邊緣彼此連接起來的線段L相對(duì)于該永久磁鐵的磁極面的法線傾斜。并且，在該線段L上，磁通Φ的水平分量B 〃的磁通密度變得最大。因此，在將線圈40的繞線42配置在線段L上的本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，繞線42與磁極面不會(huì)相干涉，并且，繞線42在振動(dòng)中心受到的磁力最大。由此，無論線圈40的振動(dòng)方向如何，線圈40受到的磁力都大致對(duì)稱，從而提高平面型音響變換裝置100的原聲再現(xiàn)性。另外，如圖1所示，能夠減小將第一磁鐵10和第二磁鐵20配置成一列而構(gòu)成的平面型音響變換裝置100的寬度尺寸。因此，例如能夠在如薄型電視機(jī)的框部那樣的放置空間受制限的空間中使用。另外，本實(shí)施方式的線圈40設(shè)置成從振動(dòng)膜30向第一磁鐵10突出。由此，能夠在作為振動(dòng)空間的落差部50內(nèi)部使用線圈40，并且防止第一磁鐵10或第二磁鐵20與振動(dòng)膜30干涉，從而能夠得到整體薄的平面型音響變換裝置100。在此，說明本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的概略的驅(qū)動(dòng)方法(下面有時(shí)也稱為本方法)。本方法涉及一種平面型音響變換裝置100的驅(qū)動(dòng)方法，該平面型音響變換裝置 100具有固定有分別被施加電信號(hào)的線圈40的平坦的振動(dòng)膜30。并且，在本方法中，形成與線圈40的線圈面44平行的磁通分量(水平分量Β〃)的密度在振動(dòng)膜30的振動(dòng)方向上發(fā)生變化的靜磁場(chǎng)H，向配置在磁通密度最大的位置的線圈 40施加電信號(hào)，使振動(dòng)膜30振動(dòng)。 根據(jù)本方法，通過施加電信號(hào)而線圈40從靜磁場(chǎng)H受到的磁力，在線圈40的配置位置最大。因而，無論從該配置位置向振動(dòng)方向上的哪個(gè)方向移動(dòng)，施加在振動(dòng)膜30上的驅(qū)動(dòng)力對(duì)稱，因而能夠降低平面型音響變換裝置100中的聲音失真而提高原聲再現(xiàn)性。
此外，本實(shí)施方式允許進(jìn)行各種變形。
圖3的(a)是在圖2的各圖中所示的本實(shí)施方式的磁軛60的側(cè)視圖。在本實(shí)施方式的磁軛60的長度方向(圖3的(a)中的左右方向)的兩端設(shè)置有用于固定振動(dòng)膜30 (在圖3的(a)中未圖示)的立壁66。另一方面，圖3的(b)是表示磁軛60的變形例的側(cè)視圖。變形例的磁軛60沒有立壁，除了階梯部62之外，整體是平坦的。本變形例的磁軛60可以安裝在框體70上來使用?？蝮w70由磁性材料或非磁性材料形成，并具有安裝磁軛60的平坦的底面72和立設(shè)在底面72的長度方向上的兩端的立壁74。能夠?qū)⒄駝?dòng)膜30的邊緣部固定安裝在立壁74的上端面76上。另外，可以在框體70上設(shè)置用于向線圈供給電信號(hào)的電路部(未圖示)。通過將該框體70形成為與磁軛60分開的構(gòu)件，不會(huì)破壞相對(duì)于磁軛60高精度地定位第一磁鐵和第二磁鐵時(shí)的操作性?！吹诙?shí)施方式〉圖4是表示本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的立體圖。但是，省略了振動(dòng)膜和線圈的圖示。本實(shí)施方式的磁軛60具有側(cè)壁部68，該側(cè)壁部68在第一磁鐵(永久磁鐵)10和第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20的排列方向上沿著所述第一磁鐵10和第二磁鐵20的側(cè)方延伸。側(cè)壁部68與在磁軛60的上述排列方向的兩端上設(shè)置的立壁66連接，包圍磁軛60 的周圍。側(cè)壁部68由與磁軛60的材料相同或不同的磁性材料形成。由此，在與振動(dòng)膜平行的方向中的與第一磁鐵10和第二磁鐵20的排列方向垂直的方向上也形成磁路，穿過線圈的磁場(chǎng)變強(qiáng)且整體均勻。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100，與第一實(shí)施方式相比，輸出效率高，能夠再現(xiàn)穩(wěn)定的原聲。此外，立壁66、74和側(cè)壁部68可以相互組合， 或者可以分別單獨(dú)設(shè)置?！吹谌龑?shí)施方式〉圖5是表示本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的立體圖。其中，在圖5中，為了說明，與圖1同樣，使振動(dòng)膜30和磁軛60分離，圖示了振動(dòng)膜30的下表面?zhèn)鹊臓顟B(tài)。本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的多個(gè)第一磁鐵(永久磁鐵)10和多第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20沿二維方向配置成重復(fù)的圖案。S卩，在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，第一磁鐵10和第二磁鐵20配置成窗格狀或鋸齒狀。能夠使如本實(shí)施方式那樣將第一磁鐵10和第二磁鐵20構(gòu)成為多列的平面型音響變換裝置100的寬度尺寸大。因此，本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100，適于作為大型平面型音響變換裝置，例如在電影院和大廳中使用，或在將房間的墻壁形成揚(yáng)聲器的情況下使用等。另外，圖6示出了本實(shí)施方式的變形例。省略了振動(dòng)膜30的圖示。本變形例，在將第一磁鐵10和第二磁鐵20沿二維方向配置成重復(fù)的圖案的磁軛 60的整周上，形成由磁性材料構(gòu)成的側(cè)壁部68。由此，在配置于最外周的第一磁鐵10和第二磁鐵20與側(cè)壁部68之間形成磁路，所以能夠提高振動(dòng)膜30的驅(qū)動(dòng)力并使其在面內(nèi)變得均勻。〈第四實(shí)施方式〉
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圖7的(a)是在長度方向剖切本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的縱剖視圖。圖7的(b)是圖7的(a)的虛線區(qū)域Y的放大圖。在本實(shí)施方式中，線圈40的卷繞軸AX與第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20的上表面22的中心軸一致(相同)，并且繞線42的至少一部分圍繞第二磁鐵20的周圍。作為線圈40與第一實(shí)施方式相同，使用空芯線圈，線圈40的內(nèi)徑大于第二磁鐵20 的外形尺寸。并且，當(dāng)線圈40與振動(dòng)膜30 —起在圖7的上下方向上振動(dòng)時(shí)，第二磁鐵20的上表面22與繞線42非接觸地在線圈40的空芯內(nèi)部進(jìn)退。由此，本實(shí)施方式的第二磁鐵20起到作為線圈40的芯件的作用。因而，與第一實(shí)施方式相比，線圈40從第一磁鐵10和第二磁鐵20受到的磁力增大，從而振動(dòng)膜30的驅(qū)動(dòng)力變大。此外，在作為線圈40使用厚度小于半振幅的圖形線圈的情況下，可以將設(shè)置在線圈40和振動(dòng)膜30之間的基座部32(參照?qǐng)D2)形成為環(huán)狀。S卩，由于在線圈40與振動(dòng)膜 30之間具有環(huán)狀的基座部32，且基座部32具有比第二磁鐵20的上表面22的外形尺寸大的中空部，能夠防止振動(dòng)膜30與上表面22相干涉，并且將作為圖形線圈的線圈40配置在比上表面22靠下方的位置?！吹谖鍖?shí)施方式〉圖8是本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的立體分解圖。本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的第一磁鐵(永久磁鐵)10或第二磁鐵 (磁性構(gòu)件)20中的至少一個(gè)形成為環(huán)狀。并且，第一磁鐵(永久磁鐵)10和第二磁鐵(磁性構(gòu)件)20配置成同心狀。在此，作為環(huán)狀可以選擇圓環(huán)狀或矩形環(huán)狀那樣的任意的環(huán)狀。更具體地說，本實(shí)施方式的第一磁鐵10是心磁鐵14和環(huán)磁鐵16組合而成的，其中，心磁鐵14呈圓柱狀且外徑最小，環(huán)磁鐵16呈圓環(huán)狀且外徑最大。并且，第二磁鐵20的外形尺寸為心磁鐵14和環(huán)磁鐵16的中間尺寸，該第二磁鐵20呈環(huán)狀。心磁鐵14、第二磁鐵20和環(huán)磁鐵16從內(nèi)側(cè)依次排列且同心。上述的磁鐵在徑向上相互間隔規(guī)定的間隔。圖9是圖8的IX-IX剖視圖，示出了在徑向上剖切本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100的縱截面。第二磁鐵20的高度尺寸大于第一磁鐵10 (心磁鐵14和環(huán)磁鐵16)的高度尺寸。 心磁鐵14和環(huán)磁鐵16的高度尺寸即可以相互一致也可以不一致。上述的磁鐵安裝在由平坦的圓盤狀的磁性體構(gòu)成的磁軛60之上。而且，磁軛60安裝在有底圓筒狀的框體70上。在框體70的圓形的底面72的周
圍立設(shè)有立壁74。本實(shí)施方式的振動(dòng)膜30形成為圓盤狀。振動(dòng)膜30的周邊緣固定在立壁74的上端面76上。在振動(dòng)膜30的上下主面中的與磁軛60相向的下表面上安裝有線圈40。在本實(shí)施方式的線圈40上組合使用同心配置的圓環(huán)狀的第一線圈46和第二線圈47。第一線圈46 和第二線圈47設(shè)置為從振動(dòng)膜30向下方側(cè)突出。此時(shí)，可以按照需要，在第一線圈46或第二線圈47中的至少一方與振動(dòng)膜30之間形成基座部32(參照?qǐng)D2的(b)、(c))。在本實(shí)施方式中使用的基座部32，為了防止在基座部32與振動(dòng)膜30 —起振動(dòng)時(shí)與第二磁鐵20 的上表面22干涉，可以配合線圈40 (第一線圈46、第二線圈47)的形狀形成為環(huán)狀，將與線圈40的內(nèi)徑相當(dāng)?shù)膮^(qū)域形成為凹狀。如圖9所示，第一線圈46配置在心磁鐵14和第二磁鐵20的間隙Vl的上部區(qū)域， 第二線圈47配置在第二磁鐵20和環(huán)磁鐵16的間隙V2的上部區(qū)域。并且，第一線圈46和第二線圈47的繞線42的至少一部分配置在比第二磁鐵20的上表面22低且比心磁鐵14 和環(huán)磁鐵16的上表面高的高度位置。通過從該狀態(tài)對(duì)第一線圈46和第二線圈47施加電信號(hào)，第一線圈46從形成在心磁鐵14與第二磁鐵20之間的靜磁場(chǎng)受到磁力。另外，第二線圈47從形成在環(huán)磁鐵16與第二磁鐵20之間的靜磁場(chǎng)受到磁力。另外，在本實(shí)施方式的平面型音響變換裝置100中，在線圈40(第一線圈46、第二線圈47)從振動(dòng)的中間位置向上方或下方移動(dòng)了的情況下，從第一磁鐵10和第二磁鐵20 受到的磁力對(duì)稱。此外，在本實(shí)施方式中，配置成同心的心磁鐵14、第二磁鐵20和環(huán)磁鐵16中的心磁鐵14和環(huán)磁鐵16 (第一磁鐵10)可以使用未磁化的磁性體。由此，能夠僅使用一個(gè)第二磁鐵20作為永久磁鐵，驅(qū)動(dòng)多個(gè)線圈(第一線圈46和第二線圈47)，因而能夠節(jié)省成本。在上述各實(shí)施方式中，使相鄰的每組磁鐵中的第一磁鐵10與第二磁鐵20的間隔以及落差部50的高度相同。另外，關(guān)于多個(gè)線圈40，其卷繞厚度和匝數(shù)相同。但是，本發(fā)明不限于此，能夠進(jìn)行各種變更。例如，可以在每個(gè)平面型音響變換裝置100的面內(nèi)區(qū)域使磁鐵彼此的間隔、落差部50的高度、繞線42的卷繞厚度或匝數(shù)中的任意一個(gè)以上的要素不同，使得在分別對(duì)多個(gè)線圈40施加了電信號(hào)的情況下，在振動(dòng)膜30的中央附近產(chǎn)生的振幅和在周邊附近產(chǎn)生的振幅大致相等。具體地說，在圖1所示的第一實(shí)施方式中，可以使基面64的長度方向上的周邊附近的第一磁鐵10與第二磁鐵20的間隔小于中央附近的第一磁鐵10與第二磁鐵20的間隔。 另外，在圖9所示的第五實(shí)施方式中，可以使環(huán)磁鐵16與第二磁鐵20之間的間隙V2小于心磁鐵14與第二磁鐵20之間的間隙VI。而且，可以使配置在振動(dòng)膜30的周邊附近的線圈 40的匝數(shù)多于配置在中央附近的線圈40的匝數(shù)。由此，在對(duì)多個(gè)線圈40施加了共用的電信號(hào)的情況下，振動(dòng)膜30在周邊附近受到的磁力大于在中央附近受到的磁力。因此，在將振動(dòng)膜30的周邊緣固定在磁軛60或框體70 (參照?qǐng)D3的(a)或(b))的情況下，能夠使接近該固定部而擺動(dòng)性差的周邊附近的振幅和擺動(dòng)性好的中央附近的振幅大致相等。因而，根據(jù)該平面型音響變換裝置100，振動(dòng)膜30能夠在保持為更平坦的狀態(tài)下在垂直于振動(dòng)膜30的方向上往復(fù)振動(dòng)，所以能夠輸出指向性好的聲音。本申請(qǐng)主張2008年12月8日申請(qǐng)的日本出愿特愿2008-312656的優(yōu)先權(quán)，在此記載了其公開的全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種平面型音響變換裝置，具有以規(guī)定的間隔彼此相鄰配置的永久磁鐵及磁性構(gòu)件、與所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件相向設(shè)置的平坦的振動(dòng)膜、固定在所述振動(dòng)膜上的線圈，通過對(duì)所述線圈施加電信號(hào)，使所述振動(dòng)膜借助形成在所述永久磁鐵的磁極面與所述磁性構(gòu)件之間的磁通來得到振動(dòng)力，其特征在于，所述磁極面與所述磁性構(gòu)件的上表面之間具有落差部，并且，沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分配置在所述落差部的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分配置在特定的高度位置，該特定的高度位置是指，在所述磁通中，與所述線圈的線圈面平行的磁通分量的密度變得最大的高度位置。
3.如權(quán)利要求2所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，沒有施加所述電信號(hào)時(shí)的所述線圈的繞線的至少一部分配置在特定的位置，該特定的位置既是所述磁極面與所述上表面之間的高度位置，又是位于將所述磁極面和所述上表面彼此的靠近邊緣連接起來的線段的上方的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，所述磁性構(gòu)件是使相鄰的所述永久磁鐵的所述磁極面的極性翻轉(zhuǎn)所得到的其他的永久磁鐵。
5.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，所述線圈設(shè)置為從所述振動(dòng)膜朝向所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件突出。
6.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，所述線圈的卷繞軸與所述磁極面或所述上表面的中心軸一致。
7.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，還具有由磁性材料形成且設(shè)置有階梯部的磁軛，該階梯部用于安裝所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求7所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，所述磁軛具有側(cè)壁部，該側(cè)壁部在所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件的排列方向上沿著所述永久磁鐵及所述磁性構(gòu)件的側(cè)方延伸。
9.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，多個(gè)所述永久磁鐵和多個(gè)所述磁性構(gòu)件沿一維方向或二維方向配置為重復(fù)的圖案。
10.如權(quán)利要求1所述的平面型音響變換裝置，其特征在于，所述永久磁鐵或所述磁性構(gòu)件的至少一種形成為環(huán)狀，并且，所述永久磁鐵和所述磁性構(gòu)件配置成同心狀。
11.一種平面型音響變換裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該平面型音響變換裝置具有平坦的振動(dòng)膜， 在所述振動(dòng)膜上固定有分別被施加電信號(hào)的線圈，其特征在于，形成與所述線圈的線圈面平行的磁通分量的密度在所述振動(dòng)膜的振動(dòng)方向上發(fā)生變化的靜磁場(chǎng)，并且，對(duì)配置在所述磁通分量的密度最大的位置上的所述線圈施加所述電信號(hào)，使得所述振動(dòng)膜振動(dòng)。
全文摘要
平面型音響變換裝置(100)具有以規(guī)定的間隔彼此相鄰配置的永久磁鐵(10)及磁性構(gòu)件(20)、與永久磁鐵(10)及磁性構(gòu)件(20)相向設(shè)置的平坦的振動(dòng)膜(30)、固定在振動(dòng)膜(30)上的多個(gè)線圈(40)，通過對(duì)多個(gè)線圈(40)施加電信號(hào)，使所述振動(dòng)膜(30)借助形成在永久磁鐵(10)的磁極面(12)與磁性構(gòu)件(20)之間的磁通Φ來得到振動(dòng)力(F)。并且，平面型音響變換裝置(100)的磁極面(12)與磁性構(gòu)件(20)的上表面(22)之間具有落差部(50)，沒有施加電信號(hào)時(shí)的線圈(40)的繞線(42)的至少一部分配置在落差部(50)內(nèi)部。
文檔編號(hào)H04R9/00GK102246538SQ200980149250
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者中塚智巳, 五月女弘海, 堀昌司, 小林邦行, 巖田全弘, 目黑文仁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Fps