专利名称：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
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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
发明内容
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，本发明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)。与本发明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。与本发明有关的电子装置包括安装在其中的上述电声换能器。与本发明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。与本发明有关的电子装置的电声变换方法使用上述声波输出方法。本发明的效果本发明可提供能够提高声压水平的小型电声换能器。
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是示出与本发明的第二示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图9是示出与本发明的第三示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。
图10是图示出与本发明的第六示例有关的电声换能器的振动膜的视图。图11是与本发明有关的电声换能器的声学特性示图。图12是图示出与本发明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发明的实施例。下面描述的实施例是本发明的示例，并且本发明不限于以下实施例。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。与本发明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，如果调节単元31输入第二电信号以使得因压电效应引起的振动膜21的振动的相位结合基于第一电信号的来自磁回路20的振动的特定频率被控制，则能够抑制分裂振动，分裂振动是声学特性中波峰和波谷的成因。结果，能够获得大的声压水平并且还能够在宽的频带中再现平坦的声音。即，可以通过基于输入到磁回路20中的第一电信号生成第ニ电信号并在压电兀件的两个表面之间施加基于第二电信号的电压来提高电声换能器的 声压水平。因此，由于振动膜21具有压电元件50并且调节单元31施加基于第二电信号的电压以调节振动膜21的振动，因此电声换能器201可以在提高声压水平的同时减小尺寸。(第二实施例)将利用图3更详细描述本实施例的电声换能器202。在图3中，调节单元31未被示出。图3是示出了与第二实施例有关的电声换能器202的剖面图和顶视图。图3的(a)是电声换能器202的剖面图。图3的(b)是电声换能器202的顶视图。电声换能器202包括振动膜21、固定到振动膜21的ー个表面的音圈23、具有装入了音圈23的下端部分的磁空间的磁回路20、固定并支持磁回路20和振动膜21的框架25，以及第ー电信号被输入到的电气端子26。音圈23是空心线圈，其是通过规则地卷绕线圈绕组并利用涂料将其固定而获得的，该线圈绕组是圆形的漆包铜线。下端部潜入在极片(pol印ieCe)24-C与轭状物(yoke) 24-a之间的空间中，并且上端部被贴附到振动膜21。 轭状物24-a被贴附并固定到在电声换能器202的厚度方向上被磁化的永磁体24-b的ー个表面，并且极片24-c被贴附到永磁体24-b的另ー表面，从而与穿过轭状物24-a的上端部与极片24-c的外围部分之间的空间的音圈23 —起形成磁回路20。框架25被贴附到轭状物24-a和振动膜21的外围部分，并且因此，用作电声换能器202的壳体。树脂材料被用作框架25的材料。电气端子26通过将外部连接端子与音圈23的绕组端子相焊接来形成，并且压缩线圈弹簧被用作外部连接端子。另外，电气端子27被贴附到在压电元件50的上下表面上形成的上电极层51和下电极层52 (參考图4)。图4是示出图3所示的振动膜21的剖面图。振动膜21具有片状压电元件50。其是增加从音圈23传送来的振动的膜构件并且具有作为生成声波的辐射构件的功能。压电元件50的材料不被特别限制，如果其是表现出压电特性的功能材料的话。例如，压电元件50由压电聚合物材料形成。作为压电聚合物材料，例如，可涉及诸如聚偏ニ氟こ烯(PVDF)之类的压电聚合物膜。另外，压电元件50例如可由压电陶瓷材料形成。例如，振动膜21由压电换能器54形成,压电换能器54包括压电兀件50、上电极层51和下电极层52。在此情况中，压电换能器54的边缘直接由框架25支持。另外，如后面将描述的图9所示，振动膜21可由框架25支持，弹性构件介于其间。上电极层51和下电极层52被形成在压电元件50的上下主表面上。虽然压电元件50的极化方向不被特别限制，但是例如其是压电元件50的厚度方向。可通过将上电极层51和下电极层52形成在合成膜的上下主表面上来形成压电换能器54，合成膜是通过将压电陶瓷分布在树脂片的内部来形成的，如后面将描述的图10所示。当AC电压被施加给上电极层51和下电极层52以给予AC电场时，振动膜21在径向上执行伸缩运动(径向扩张运动)，例如两个主表面的同时扩展或收缩。換言之，振动膜21执行伸缩运动以重复主表面扩展的第一变形模式和主表面收缩的第二变形模式。在此情况中，由于振动膜21的边缘被框架25固定，因此振动膜21重复凸变形模式和凹变形模式。通过以这种方式向压电元件50施加电压，在振动膜21中发生垂直方向上的振动。优选地，压电元件50的厚度例如被设为等于或大于10 μ m并且等于或小于500 μ m。特别地，当压电元件50是平坦的片状材料时，优选地将压电元件50的厚度设为等于或大于20 μ m并且等于或小于200 μ m。当压电元件50的厚度小于IOym时，会出现表面内的厚度变化，并且这降低了制造稳定性。另外，当压电元件50的厚度超过500μπι时，硬度増加，并且这减小了振动幅度。当第一电信号被输入电气端子26吋，电流流经音圈23，并且根据弗莱明左手定则在音圈23中生成磁力。结果，振动膜21振动。另ー方面，当第二电信号被输入电气端子27时，基于第二电信号的电压被施加于振动膜21的压电兀件50。结果,振动膜21在垂直方向上振动。即，振动膜21的振动可通过输入到电气端子26的第一电信号和输入到电气端子27的第二电信号这两个电信号被调节。
这里，通过由调节单元31调节输入给电气端子27的第二电信号以使得由基于第ニ电信号的电压引起的振动膜21本身的振动与由基于第一电信号从磁回路20生成的磁力引起的振动具有相同的相位，从而使整个振动膜21的振动量增加并且使声压水平増加。因此，与被配置为包括没有压电兀件50的振动膜的电声换能器相比，电声换能器202可以获得更大的声压水平。调节单元31利用压电カ来调节振动膜21中的多个地方的振动。即，调节単元31可被配置为将基于第二电信号的相同电压或不同电压施加给压电元件50中的多个不同部分。例如，如后面将描述的图10所示，振动膜21还可由通过将多个压电材料排列为彼此相分离而形成的压电元件50形成。在此情况中，上电极层51和下电极层52被形成在多个压电材料的每个中。调节单元31可通过向压电材料输入相同或不同的第二电信号来在表面内精细地调节振动膜21的振动。因此，由于通过施加基于第二电信号的电压而调节了振动膜21的表面内的各个部分的振动相位，因此能够抑制振动膜21上生成的分裂振动。結果，可实现声压水平的频率特性的平坦化。另外，图14是示出图4所示的振动膜21的修改的剖面图。如图14所示，彼此分离的上电极层51和下电极层52可被形成在由压电材料构成的压电元件50的表面内的各个部分中，并且可通过向上电极层51和下电极层52输入相同或不同的第二电信号来调节振动膜21的表面内的各个部分的振动相位。接下来，将详细描述分裂振动与声学特性之间的关系以及调节振动膜21中的振动形态的方法。图5和图6是图示出在振动膜21的表面生成的分裂振动的示意图。分裂振动是由于基本谐振频率之后生成的高阶振动模式相重叠而形成的。如图5所示，进行上下颠倒运动的多个振动模式在辐射表明内相混合。与整个表面在同一方向上进行平移运动(在基本谐振频率产生的振动模式)的活塞运动不同，在此振动吋，输入电信号转换为振动的效率在生成分裂振动的频率之前和之后极大地改变。这产生振动而非电信号。当振动而非电信号产生时，声音可能不会以特定频率被再现，声音可能被强调，或者再现的声音可能失真。这成为声压水平频率特性波动(声学特性中的波峰和波谷)的原因。例如，在图6所示的分裂振动中，形成了具有不同相位(例如，同相和反相)的振动模式规则地相混合的振动形态。在该分裂振动的声辐射中，在辐射表面内相混合的具有不同相位的振动模式之间的相位干扰发生，并且辐射的声音被抵消。因此，声压被衰减从而在声压水平的频率特性中生成凹陷。因此，为了实现声压水平频率的平坦化，抑制分裂振动是ー项必要的任务。因此，与由从磁回路20生成的磁力引起的振动膜21的振动形态一起地，调节单元31通过施加电压来调节振动膜21的振动相位。可以通过使由基于第一信号的磁力引起的振动和由基于第二信号的电压引起的振动相重叠或相抵消来调节振动膜21的振动形态。結果，由于分裂振动时辐射声音的相抵消得到抑制，因此可以实现声压水平的频率特性的平坦化。如上所述，电声换能器(201、202)使用具有根据电场状态进行伸缩运动的压电元件50的振动膜21。结果，获得了以下效果。与由从磁回路20生成的磁力引起的振动不同的振动源可以通过基于压电元件50的压电性质的压电カ来形成。因此，通过使由磁回路引起的振动与由压电元件的压电效应生成的振动同步，増加了振动膜的幅度量。结果，声压水平得到提高。另外，通过结合振动膜中的特定频率来控制由磁回路引起的振动的相位与由压电元件的压电效应引起的振动的相位，可以抑制声学特性中的波峰和波谷。因此，能够在宽的频带中再现平坦声音。(第三实施例)图13是示出与第三实施例有关的振动膜21的剖面图。除了振动膜21的配置以夕卜，有关于第三实施例的电声换能器与有关于第二实施例的电声换能器相同。有关于第三实施例的振动膜21由压电换能器54和例如约束压电换能器54的整个表面的振动构件53 形成，在该压电换能器54中，上电极层51和下电极层52被形成在压电兀件50的上下主表面上。另外,振动构件53的边缘由框25支持。振动构件53由金属、树脂等形成。例如，振动构件53由诸如磷青铜或不锈钢之类的通用材料形成。优选地，振动构件53的厚度为5到500 μ m。此外，优选地，振动构件53的纵向弹性模量为I到500GPa。当振动构件53的纵向弹性模量太低或太高时，可能损害作为机械振动器的特性或可靠性。与此修改有关的振动膜21通过施加电压如下这样生成振动。此外，在此修改中，当AC电压被施加给上电极层51和下电极层52时，压电元件50在径向上执行伸縮运动。然而，约束压电换能器54的振动构件53并不伸縮。这可能重复地使振动膜21弯曲。以这种方式，在振动膜21中产生振动。此外，在此修改中，可以获得与第二实施例相同的效果。(安装有电声换能器的电子装置的实施例)图7是图示出安装有图I的电声换能器201或图3的电声换能器202的电子装置的视图。图7的电子装置是移动电话301。电声换能器(201、202)可用作电子装置(例如，移动电话、膝上型个人计算机、小型游戏机等)的声波输出单元。在本实施例的电声换能器中，仅改变了振动膜的材料。因此，由于在并未増加整个电声换能器的形状的情况下改善了声学特性，因此本实施例的电声换能器也可适当地用于便携式电子装置。示例(评估项)通过如下的评估I至评估5这些评估项对电声换能器202的特性进行了评估。(评估I)基本谐振频率的測量当输入IV的AC电压时的基本谐振频率被测量。(评估2)声压水平的频率特性的測量当输入IV的AC电压时的声压水平通过被放置在与设备相隔预定距离的位置处的麦克风被測量。另外，除非特别说明，否则该预定距离被设为10cm，并且频率测量范围被设为 IOHz 至 IOkHz。
(评估3)声压水平的频率特性的平坦性測量当输入IV的AC电压时的声压水平通过被放置在与设备相隔预定距离的位置处的麦克风被测量。频率测量范围被设为IOHz至10kHz，并且测量范围2kHz至IOkHz中的声压水平的频率特性的平坦性通过最大声压水平Pmax与最小声压水平Pmin之差来測量。结果，当声压水平差(最大声压水平Pmax与最小声压水平Pmin之差)落在20dB内时记录下O，并且当声压水平差等于或大于20dB时记录下X。除非特别说明，否则该预定距离被设为IOcm0(评估4)最大振动速度IV的AC电压被施加时以及谐振时的最大振动速度Vmax被测量(參考图6)。(评估5)跌落冲击测试通过从50cm的垂直高度使安装有电声换能器的移动电话自然跌落5次来执行跌落冲击稳定性测试。具体地，跌落冲击测试之后对诸如破裂之类的损坏进行目视检查，并且·对测试之后的声压特性进行测量。结果，当声压水平差(测试之前的声压水平与测试之后的声压水平之差)落在3dB内时记录下O，并且当声压水平差等于或大于3dB时记录下X。(第一示例)对电声换能器202的特性进行评估。评估结果如下。基本谐振频率954Hz最大振动速度215mm/s声压水平(IkHz)91dB声压水平(3kHz)86dB声压水平(5kHz)95dB声压水平(IOkHz)86dB声压水平的频率特性的平坦性o跌落冲击稳定性o从以上结果可清楚，电声换能器202的声压水平的频率特性是平坦的，并且声学特性中的大的波峰和波谷未被观察到。另外，已证实，当基本谐振频率等于或低于IkHz时振动幅度较大，并且在I至IOkHz的宽的频带中获得了超过80dB的声压水平。另外，图11是电声换能器202的声学特性示图。(第一比较示例)作为ー个比较示例，制造了其中振动膜是PET膜的电声换能器。除了振动膜以外，此比较示例中的配置与第一示例中的相同。评估结果如下。基本谐振频率954Hz最大振动速度185mm/s振动速度比O. 79振动形态弯曲型声压水平(IkHz)77dB声压水平(3kHz)75dB声压水平(5kHz)76dB声压水平(IOkHz)97dB
声压水平的频率特性的平坦性x跌落冲击稳定性x(第二示例)图8是示出与本发明的第二示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图8的(a)是与第二示例有关的电声换能器的剖面图。图8的(b)是与第二示例有关的电声换能器的顶视图。在第二示例的电声换能器中，如图8所示，电声换能器202的振动膜21的轮廓形状是椭圆形的。除了振动膜的轮廓之外，第二示例的配置与第一示例的相同。评估结果如下。基本谐振频率921Hz最大振动速度215mm/s[O川]声压水平(IkHz) 93dB声压水平(3kHz)88dB声压水平(5kHz)81dB声压水平(IOkHz)88dB声压水平的频率特性的平坦性o跌落冲击稳定性0从以上结果可清楚，此示例中的电声换能器具有与第一示例相同的特性。因此，无论电声换能器的轮廓形状如何声压水平的频率特性都是平坦的，并且未观察到凹陷和波峰。(第三示例)图9是示出与本发明的第三示例有关的电声换能器的剖面图和顶视图。图9的
(a)是与第三示例有关的电声换能器的剖面图。图9的(b)是与第三示例有关的电声换能器的顶视图。在此第三示例中，将压电陶瓷材料(锆钛酸铅(PET))用于振动膜。另外，如图9所示，在振动膜与框架之间插入了弹性构件(基于硅的弾性体)。除了振动膜的材料和弹性构件的插入以外，第三示例的配置与第一示例相同。评估结果如下。 基本谐振频率875Hz最大振动速度305mm/s振动形态活塞型声压水平(IkHz)106dB声压水平(3kHz)97dB声压水平(5kHz)108dB声压水平(IOkHz): IIOdB声压水平的频率特性的平坦性o跌落冲击稳定性0从以上结果可清楚，此示例中的电声换能器具有与第一示例相同的特性。因此，如果使用具有压电性质的材料，无论振动膜的材料如何声压水平频率特性都是平坦的，并且未观察到凹陷和波峰。(第四示例)在第四示例中，电声换能器202的振动膜的厚度被改变。除了振动膜的厚度以外，第四示例的配置与第一示例的相同。评估结果与图12的相同。另外，图12是图示出与本发明的第四示例有关的电声换能器的特性的视图。从图12的结果将清楚，无论振动膜的厚度如何，此示例的电声换能器具有与第一示例相同的特性，并且声压水平的频率特性是平坦的。(第五示例)在电声换能器202中，利用与由磁回路引起的振动不同的相位来驱动振动膜，并 且声压水平的频率特性的平坦性得到证实。评估结果如下。基本谐振频率954Hz最大振动速度215mm/s声压水平(IkHz)91dB声压水平(3kHz)89dB声压水平(5kHz)92dB声压水平(IOkHz)90dB声压水平的频率特性的平坦性o跌落冲击稳定性0从以上结果可清楚，根据此示例，通过在驱动磁回路和振动膜时控制相位，获得了与第一示例相同的声压水平。因此，证实了可以使声压水平的频率特性平坦。(第六示例)图10是图示出与本发明的第六示例有关的电声换能器的振动膜的视图。作为第六示例，如图10所示，使用了树脂材料和压电陶瓷材料交替分布的振动膜。除了振动膜的材料以外，第六示例中的配置与第一示例的相同。评估结果如下。基本谐振频率904Hz最大振动速度215mm/s声压水平(IkHz)94dB声压水平(3kHz)89dB声压水平(5kHz)95dB声压水平(IOkHz)91dB声压水平的频率特性的平坦性o跌落冲击稳定性o从以上结果可清楚，无论振动膜的材料如何，此示例的电声换能器具有与第一示例相同的声压水平。因此，证实了可以使声压水平的频率特性平坦。(第七示例)作为第七示例，图7的移动电话301被评估。电声换能器202被安装在此外壳中。具体地，其具有将电声换能器202贴附到移动电话外壳的内表面的配置。作为评估方法，通过放置在离设备IOcm远的位置处的麦克风来測量声压水平和频率特性。另外，跌落冲击测试也被执行。结果如下。谐振频率775Hz声压水平(IkHz)85dB声压水平(3kHz)84dB
声压水平(5kHz)89dB声压水平(IOkHz)86dB 跌落冲击测试跌落5次以后一直未观察到压电元件的破裂，并且测试后测得的声压水平(IkHz)为84dB。声压水平的频率特性的平坦性o(注解I)—种电声换能器，包括振动膜，具有压电兀件；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。(注解2)根据注解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。(注解3)根据注解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相同相位。(注解4)根据注解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相反相位。(注解5)根据注解I至4中任一项所述的电声换能器，其中，所述压电元件由压电聚合物材料形成。(注解6)根据注解I至4中任一项所述的电声换能器，其中，所述压电元件由压电陶瓷材料形成并被固定到磁回路的框架，在该压电元件与框架之间插入了弹性构件。(注解7)根据注解I至4中任一项所述的电声换能器，其中，所述压电元件是通过将压电陶瓷分布在树脂片内部而形成的合成压电膜。(注解8)一种安装有根据注解I至7中任一项所述的电声换能器的电子装置。(注解9)—种电声变换方法，包括通过基于第一电信号生成的磁力来使具有压电兀件的振动膜振动；基于所述第一电信号生成第二电信号；以及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。(注解10)根据注解9所述的电声变换方法，其中，将基于相同或不同第二电信号的电压施加给所述压电元件的不同部分。
(注解11)根据注解9或10所述的电声变换方法，其中，所述第二电信号被生成为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相同相位。(注解12)根据注解9或10所述的电 声变换方法，其中，所述第二电信号被生成为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相反相位。(注解13)根据注解9至12中任ー项所述的电声变换方法，其中，所述压电元件由压电聚合物材料形成。(注解14)根据注解9至12中任ー项所述的电声变换方法，其中，所述压电元件由压电陶瓷材料形成并被固定到磁回路的框架，在该压电元件与框架之间插入了弹性构件。(注解15)根据注解9至12中任ー项所述的电声变换方法，其中，所述压电元件是通过将压电陶瓷分布在树脂片内部而形成的合成压电膜。(注解16)一种电子装置的声波输出方法，该电子装置使用根据注解9至15中任一项所述的电声变换方法。本申请要求基于2009年12月24日提交的日本专利申请No. 2009-293460的优先权，该申请的全部内容被结合于此。
权利要求
1.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相反相位。
5.一种安装有根据权利要求I至4中任一项所述的电声换能器的电子装置。
6.—种电声变换方法,包括 通过基于第一电信号生成的磁力来使具有压电兀件的振动膜振动； 基于所述第一电信号生成第二电信号；以及 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。
7.根据权利要求6所述的电声变换方法， 其中，将基于相同或不同第二电信号的电压施加给所述压电元件的不同部分。
8.根据权利要求6或7所述的电声变换方法， 其中，所述第二电信号被生成为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。
9.根据权利要求6或7所述的电声变换方法， 其中，所述第二电信号被生成为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起的振动具有相反相位。
10.一种电子装置的声波输出方法，该电子装置使用根据权利要求6至9中任一项所述的电声变换方法。
全文摘要
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。
文档编号H04R23/02GK102687532SQ20108005941
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月24日
发明者佐藤重夫, 大西康晴, 岸波雄一郎, 川岛信弘, 村田行雄, 菰田元喜, 黑田淳 申请人:日本电气株式会社