專利名稱：電－機械－聲音換能器及包括它的移動式通信裝置的制作方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及一種用于由電信號產生機械振動或聲音的電-機械-聲音換能器，及包括該電-機械-聲音換能器的移動式通信裝置。
2.相關技術的說明傳統上，蜂窩式電話機包括用于產生振鈴聲音或樂調聲音的發生器及用于產生機械振動的微電動機，它們作為通知用戶呼叫到達的裝置。該傳統的蜂窩式電話機還需要接收聲音的揚聲器(即受話器)用于再現接收的語音。
為了減少移動式通信裝置如蜂窩式電話機的尺寸及重量，及也為了減少其部件的數目，有人提出了用一個電-機械-聲音換能器來提供聲音發生及機械振動發生的兩個功能的機械裝置(日本實用新型公開文獻No.5-85192)。
圖10是這種傳統的電-機械-聲音換能器5000的橫截面圖。如圖10中所示，該電-機械-聲音換能器5000包括一個圓形膜片1。該膜片1的外圓周被安裝在殼體2上。殼體2包括底板5，及一個軛鐵3被安裝底板5上。一個懸板6支承在殼體2上，及一個磁鐵4支承在懸板6上。
一個音圈7被插放在軛鐵3的內圓周面及磁鐵4的外圓周面之間所形成的磁隙中。音圈7的一端被固定在膜片1上。軛鐵3及磁鐵4被包括在一個磁路中，而懸板6及磁鐵4被包括在一個機械系統中。
具有上述結構的電-機械-聲音換能器5000的工作如下當電信號被施加到音圈7時，在音圈7及磁路上作用有作用-反作用力。假如作用力作用在音圈7上，該作用力使裝有音圈7的膜片1振動，因此產生出聲音。
作用在磁路上的反作用力使支承在懸板6上的磁鐵4振動。該振動經過懸板6被傳遞到殼體2。于是，使殼體2振動。
電-機械-聲音換能器5000具有以下問題。
懸板6由具有小內部損耗的材料、例如一種板簧作成。因此，在諧振頻率時機械振動的銳度(品質因數)增大。圖11中用點劃線300表示由磁鐵4振動所產生的機械振動力的頻率特性。
其中機械振動系統的諧振頻率是f0，比諧振頻率是f0時的機械振動力的值低3dB的機械振動力所在的頻率為f1及f2，銳度(品質因數)Qf0由表達式(1)表示Qf0＝f0/(f2-f1)……….(1)在電-機械-聲音換能器5000中，在機械振動系統的諧振頻率上的機械振動力的銳度(品質因數)值大。因此，該機械振動系統的諧振頻率根據蜂窩電話機的使用狀態(例如，用戶握住蜂窩電話機的方式或用戶定位蜂窩電話機的方式)而改變。當輸入信號的頻率及諧振頻率彼此偏差很小時，機械振動力將下降到不能提供足夠振動的程度。為了解決該問題，可以設想附設一個持續跟蹤諧振頻率的電路及由此來改變輸入信號的頻率。這種電路將不希望地加大了系統的規模。
本發明的概述根據本發明的一個方面，該電-機械-聲音換能器包括一個膜片；一個可運動部分；一個驅動部分，用于產生使膜片及可運動部分振動的驅動力；及一個抑制部分，用于抑制由可運動部分的振動得到的振動力的銳度(品質因數)。
在本發明的一個實施例中，可運動部分包括一個磁路，用于對驅動部分提供磁通。
在本發明的一個實施例中，可運動部分還包括一個與磁路一體的配重。
在本發明的一個實施例中，可運動部分面對膜片設置。抑制部分是一個彈性體，它設置在可運動部分的與膜片相反的一側上。
在本發明的一個實施例中，彈性體是海棉。
在本發明的一個實施例中，彈性體是彈簧。
在本發明的一個實施例中，電-機械-聲音換能器還包括一個用于支承膜片的支承部分。該抑制部分包括第一磁鐵，它設置在相對于面向膜片的可運動部分的與膜片相反的一側上，及第二磁鐵，它與支承部分接觸地設置，由此面對第一磁鐵及相對第一磁鐵相反地磁化。
在本發明的一個實施例中，抑制部分是用于支承可運動部分的懸板。該懸板由具有的內部損耗系數等于或大于0.01的材料構成。
在本發明的一個實施例中，抑制部分是用于支承可運動部分的懸板。該懸板由包含具有高粘度的聚合材料的復合材料構成。
在本發明的一個實施例中，抑制部分是用于支承可運動部分的懸板。該懸板懸板由一種錯位類型的振動阻尼合金構成。
在本發明的一個實施例中，抑制部分是用于支承可運動部分的懸板。該懸板由包含至少兩種彼此疊成層的、具有不同內部損耗系數的材料的疊層材料構成。
在本發明的一個實施例中，懸板由包含彼此疊層的金屬及樹脂的疊層材料作成的阻尼鋼板構成。
在本發明的一個實施例中，懸板是由振動阻尼合金構成的，該合金是包含彼此疊層的至少兩個金屬的疊層材料。
在本發明的一個實施例中，該電-機械-聲音換能器還包括用于支承膜片的支承部分。支承部分及膜片在其之間具有一個空間。該承膜片的支承部分。支承部分及膜片在其之間具有一個空間。該電-機械-聲音換能器還包括一個分隔部分，它與可運動部分及支承部分連接，用于將該空間分隔成兩個部分。支承部分具有至少一個氣孔，用于使分隔部分及支承部分之間的空間與電-機械-聲音換能器外部相連通。抑制部分包括分隔部分，支承部分及至少一個氣孔。
根據本發明的另一方面，一種移動式通信裝置，包括一個殼體及在該殼體中的電-機械-聲音換能器。該電-機械-聲音換能器包括一個膜片；一個可運動部分；一個驅動部分，用于產生使膜片及可運動部分振動的驅動力；及一個抑制部分，用于抑制由可運動部分的振動得到的振動力的銳度(品質因數)。殼體具有一個音孔，用于釋放由電-機械-聲音換能器產生的聲音。
由此這里所描述的本發明可能具有這樣的優勢可以提供一種電-機械-聲音換能器，用于即使當使用狀態被改變時，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值；及提供了包括這種電-機械-聲音換能器的移動式通信裝置。
在閱讀及了解到以下借助附圖的詳細說明后，對于本領域的熟練技術人員來說本發明的這些及另外的優點將會變得更加明白。
附圖的簡要說明圖1是根據本發明第一例的電-機械-聲音換能器的一個平面圖；圖2是圖1中所示的電-機械-聲音換能器的一個橫截面圖；圖3是表示機械振動力的頻率特性的曲線圖；圖4是根據本發明第二例的電-機械-聲音換能器的一個橫截面圖；圖5A及5B分別是圖4中所示的電-機械-聲音換能器的第一及第二磁鐵的平面圖；圖6是根據本發明第三例的電-機械-聲音換能器的一個橫截面圖；圖7是根據本發明第四例的電-機械-聲音換能器的一個橫截面圖；圖8是根據本發明第五例的蜂窩電話機的部分剖割透視圖；圖9是表示圖8中的蜂窩電話機的結構的電路框圖；圖10是傳統的電-機械-聲音換能器的一個橫截面圖；及圖11是表示圖10中所示的電-機械-聲音換能器的機械振動力的頻率特性的曲線圖。
優選實施例的說明以下將參照附圖以示例的方式來描述本發明。(例1)圖1及2表示根據本發明第一例的電-機械-聲音換能器1000。圖1是沿圖2中點劃線C-D得到的電-機械-聲音換能器1000的平面圖。圖2是沿圖1中點劃線A-B得到的電-機械-聲音換能器1000的橫截面圖。
如圖1及2中所示，該電-機械-聲音換能器1000包括一個膜片108，一個面對著膜片108的可運動部分118，一個用于支承可運動部分118的懸板114，一個用于支承膜片108及懸板114的周邊部分的支承部分109，一個用于產生使膜片108及可運動部分118振動的驅動力的音圈117，及一個用于抑制由可運動部分118的振動得產生的機械振動力的銳度(品質因數)的抑制部分200。
圓形的膜片108由非磁性材料，例如樹脂材料如鈦或聚碳酸酯作成。膜片108具有的厚度譬如為10μm至50μm。杯狀的支承部分109由樹脂材料，例如塑料構成。該支承部分109可包括至少兩個部件，以便在其中間夾著懸板114。支承部分109被固定在殼體上，例如一個移動式通信裝置的殼體119上。
可運動部分118包括磁路116及一個配重113，并可對支承部分109相對地動作。磁路116包括軛鐵110，磁鐵111及板112。杯狀的軛鐵110由鐵磁材料，例如軟鐵構成。圓形磁鐵111是永久磁鐵，例如由稀土金屬(如Nd-Fe-B)構成。板112是圓形的，由鐵磁材料構成，例如由軟鐵構成，它被設置在磁鐵111的表面上且面對著膜片108。在軛鐵110的內圓周面及板112的外圓周面之間構成一個磁隙115。配重113可與軛鐵110作成一體。通過對軛鐵110附加配重113，以增加可運動部分118的質量，由此提供大的機械振動力。軛鐵110及磁鐵111例如通過粘合劑固定在一起。磁鐵111及板112例如也可通過粘合劑固定在一起。懸板114及可運動部分118被包括在一個機械振動系統120中。
抑制部分200是圓形的及例如由彈性體，如海棉或彈簧構成。抑制部分200被設在可運動部分118上，相對可運動部分118來說在膜片118的相反側上。在圖1及2所示的第一例中，抑制部分200被設在磁路116的軛鐵110上，及與可運動部分118一起振動。
圓柱形的音圈117被插放在磁隙115中，及音圈117的一端連接在膜片108上。磁路116對音圈117提供磁通。音圈117被連接到一個驅動電路101，并作為用于產生使膜片108及可運動部分118振動的驅動力的驅動部分。
懸板114包括三個延伸在懸板114的圓周方向上的弧形臂114c，114d及114e。每個臂的一端114a被固定在軛鐵110及配重113上，及每個臂的另一端114b被固定在支承部分109上。對于懸板114的臂的數目，兩個已足夠，但三個對于防止磁路116的翻滾是理想的。懸板114例如由具有彈簧性能的不銹鋼構成。
以下來描述電-機械-聲音換能器1000的工作。
驅動電路101例如是一個移動式通信裝置的接收信號處理電路。當一個AC電信號由驅動電路101施加給音圈117時，在音圈117及磁路116上作用有作用力及反作用力。假定反作用力作用在磁路116上，該反作用力施加到由懸板114支承的可運動部分118，由此使可運動部分118振動。在包括懸板114及可運動部分118的機械振動系統120的諧振頻率例如為150Hz的情況下，當電信號包括的頻率等于或低于200Hz時，可運動部分118振動，由此產生機械振動力，而當電信號包括的頻率高于200Hz時，膜片108振動以產生聲音。尤其當施加給音圈117的電信號的頻率與機械振動系統120的諧振頻率適配時，將產生大的機械振動力。在可運動部分118中產生的機械振動力通過懸板114被傳遞到支承部分109，由此支承部分109及固定該支承部分109的殼體119被振動。該電-機械-聲音換能器1000同時具有產生機械振動及產生聲音的功能。
抑制部分200位于支承部分109及磁路116之間。因此，當可運動部分118趨于激烈地振動時，例如當電信號的頻率與機械振動系統120的諧振頻率適配時，抑制部分200在支承部分109及磁路116之間被壓縮，由此抑制力機械振動力。
圖3表示由可運動部分的振動產生的機械振動力的頻率特性。機械振動力愈大，可運動部分118振動得愈激烈。實線310表示在包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器1000中產生的機械振動力的頻率特性。虛線320表示與電-機械-聲音換能器1000相同的但未包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器產生的機械振動力的頻率特性。點劃線300表示由圖11中所示的傳統電-機械-聲音換能器5000產生的機械振動力的頻率特性。
在與電-機械-聲音換能器1000相同的但未包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器中，在諧振頻率f0上的機械振動力的銳度(品質因數)被增大，如圖3中所示。在包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器1000中，盡管可運動部分118趨向于激烈地振動，抑制部分200抑制了可運動部分118的振動。即，在諧振頻率f0上的機械振動力的銳度(品質因數)被抑制部分200抑制變小。由于銳度(品質因數)的下降，使機械振動力相對機械振動力的頻率的變化率下降，隨諧振頻率f0的變化機械振動力的分散度可以很小，這種變化是根據使用狀態不同而引起的。
包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器1000的機械振動力的最大值小于無抑制部分200的電-機械-聲音換能器(即，由虛線320代表的電-機械-聲音換能器)的機械振動力的最大值。因此，為了提供足夠的機械振動力，由驅動電路101施加到音圈117的電信號的電流值最好大于施加給傳統電-機械-聲音換能器5000的音圈7(圖10)的電流值。隨著施加到音圈117的電信號的電流值的增加，即使在機械振動力的銳度(品質因數)被抑制部分200抑制的情況下仍可提供機械振動力的理想的幅值。例如，電信號的電流值可被這樣設定，即包括抑制部分200的電-機械-聲音換能器1000的機械振動力的最大值與傳統電-機械-聲音換能器5000的機械振動力的最大值相匹配，如圖3中所示。以此方式，可提供機械振動力的理想的幅值。
如上所述，在第一例中，抑制部分200使機械振動力的銳度(品質因數)下降。因此，可運動部分118可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶被加寬。其結果是，即使當可運動部分118的諧振頻率根據使用狀態被改變時(即，即使當電信號頻率不能適配機械振動系統120的諧振頻率時)，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值。
由于抑制部分200，該電-機械-聲音換能器1000可降低機械振動力的銳度(品質因數)。
抑制部分200也可起到一個抗沖擊如掉落等情況的緩沖裝置，由此防止可運動部分118的損壞。抑制裝置200也可阻止可運動部分118沖擊到支承部分109上。
在第一例中，抑制裝置200被固定在磁路116上。實質上，即使當抑制裝置200面對著磁路116被固定在支承部分109的表面上，也可提供相同的功能。
在第一例中，可運動部分118包括磁路116及配重113。當由磁路116可獲得足夠機械振動力幅值的情況下，可從可運動部分118中去掉配重113。(例2)圖4表示根據本發明第二例的電-機械-聲音換能器2000的橫截面圖。它不同于電-機械-聲音換能器1000(圖1及2)，電-機械-聲音換能器2000包括抑制部分220而非抑制部分200。該抑制部分220包括第一磁鐵201及第二磁鐵202。電-機械-聲音換能器2000的其它單元實質上與電-機械-聲音換能器1000的其它單元相同。
第一磁鐵201被設置在相對膜片108反面的可運動部分118的表面上。在該第二例中，第一磁鐵201被設置在軛鐵110上。第二磁鐵202面對第一磁鐵201地被設置在支承部分109的表面上。第一磁鐵201及第二磁鐵202彼此被相反地磁化，以致第一磁鐵201及第二磁鐵202彼此排斥。圖5A及5B分別為第一磁鐵201及第二磁鐵202的平面圖。第一磁鐵201及第二磁鐵202是永久磁鐵，例如由稀土金屬(如Nd-Fe-B)構成，并為圓柱形。
以下來描述電-機械-聲音換能器2000的工作。
當一個AC電信號由驅動電路101施加給音圈117時，在音圈117及磁路116上作用有作用力及反作用力。作用在磁路116上的反作用力將施加到由懸板114支承的可運動部分118，由此使可運動部分118振動，與在第一例中所述的電-機械-聲音換能器1000相似。同樣類似于電-機械-聲音換能器1000，當施加給音圈117的電信號的頻率與包含懸板114和可運動部分118的機械振動系統120的諧振頻率適配時，可運動部分118趨向于產生激烈的振動。
電-機械-聲音換能器2000包括抑制部分220，它代替了電-機械-聲音換能器1000中所包括的抑制部分200。包括在抑制部分220中的第一磁鐵201及第二磁鐵202被相反地磁化，以致第一磁鐵201及第二磁鐵202彼此排斥。當例如電信號的頻率與機械振動系統120的諧振頻率適配時，作為其結果，可運動部分118趨于激烈地振動，第一磁鐵201及第二磁鐵202之間的距離被縮小。因此，排斥力增大，它將抑制可運動部分118的振動。換言之，機械振動力的銳度(品質因數)被抑制部分220抑制變小。因此，可運動部分118可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶被加寬。其結果是，即使當可運動部分118的諧振頻率根據使用狀態被改變時，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值。
在第二例中，第一及第二磁鐵201及202由稀土金屬構成。第一及第二磁鐵201及202也可由鐵磁體或其它材料構成，只要能實質上提供相同的效果。在第二例中，第一及第二磁鐵201及202是圓柱形的。第一及第二磁鐵201及202也可為環形，長方體或另外的形狀，只要能提供足夠的排斥力。在第二例中，第一及第二磁鐵201及202具有相同形狀，如圖5A及5B所示。第一及第二磁鐵201及202也可具有不同形狀。
在第二例中，第二磁鐵202設置在支承部分109上。變換地，第二磁鐵202也可埋設在支承部分109中。第一磁鐵201可被埋設在軛鐵110中。(例3)圖6是根據本發明第三例的電-機械-聲音換能器3000的橫截面圖。它不同于電-機械-聲音換能器1000(圖1及2)，電-機械-聲音換能器3000包括懸板124而非懸板114及不包括抑制部分200。懸板124支承著可運動部分118及也起到抑制部分的作用，用于抑制由可運動部分118的振動所產生的機械振動力的銳度(品質因數)。懸板124及可運動部分118被包括在機械振動系統125中。電-機械-聲音換能器3000的其它單元實質上與電-機械-聲音換能器1000的其它單元相同。
懸板124支承著可運動部分118。該懸板最好由具有高內部損耗的材料構成，以響應機械振動系統125的振動及由此使振動衰減。例如，懸板124由包含具有高粘度的聚合材料的復合材料(例如橡膠)構成。例如，該懸板124具有鋁-橡膠-鋁的三層結構。懸板124具有與懸板114(圖1及2)相同的形狀。
以下來描述電-機械-聲音換能器3000的工作。
當一個AC電信號由驅動電路101施加給音圈117時，在音圈117及磁路116上作用有作用力及反作用力。作用在磁路116上的反作用力將施加到由懸板124支承的可運動部分118，由此使可運動部分118振動，與在第一例中所述的電-機械-聲音換能器1000相似。同樣類似于電-機械-聲音換能器1000，當施加給音圈117的電信號的頻率與機械振動系統125的諧振頻率適配時，可運動部分118趨向于產生激烈的振動。
電-機械-聲音換能器3000包括懸板124而非懸板114及不包括抑制部分200，這不同于電-機械-聲音換能器1000(圖1及2)。如上所述，懸板由具有高內部損壞的材料構成，以響應機械振動系統125的振動及由此使振動衰減。因此，當可運動部分118趨向于激烈振動時，例如當電信號的頻率與機械振動系統125的諧振頻率適配時，具有高內部損耗的懸板124將抑制可運動部分118的振動。換言之，機械振動力的銳度(品質因數)被懸板124抑制變小。
由于這種結構，可運動部分118可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶被加寬，而不用設置第一例所述的抑制部分200(例如由彈性體構成)或設置第二例所述的抑制部分220(包括第一磁鐵201及第二磁鐵202)。其結果是，即使當可運動部分118的諧振頻率根據使用狀態被改變時，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值。
一種金屬，如鋁被使用來作為懸板124的基本材料。它可提供彈性力，以允許懸板124起到支承系統的作用。
在第三例中，該懸板124由包含具有高粘度的聚合材料的復合材料(鋁-橡膠-鋁的三層結構)構成。變換地，該懸板124也可具有鋁-環氧樹脂-鋁的三層結構或鋁-丙烯酸樹脂-鋁的三層結構。懸板124也可由具有高內部損耗的材料，例如聚醚砜或多芳基化合物構成。懸板124最好具有0.01或更高的內部損耗系數。懸板124 由鎂或錯位型振動阻尼合金(例如，鎂-鋯合金)構成，它由于金屬內部的錯位運動可吸收振動。變換地，該懸板124可由包括至少兩個材料的疊層材料構成(例如，包括兩個層鋁-銅合金及鋁合金復合材料)。當使用這種材料時，可通過使用不同層之間界面上的摩擦吸收機械振動來抑制機械振動力的銳度(品質因數)。可用作懸板124的包含在該疊層材料中的材料彼此具有不同的內部損耗系數。懸板124可由彼此疊層的金屬及樹脂的疊層阻尼材料作成的阻尼鋼板構成。懸板124可由振動阻尼合金構成，該合金是至少兩個彼此疊層的金屬的疊層材料。
懸板124的材料不限于疊層材料。懸板124可由不銹鋼作為基本襯底材料構成，它被涂上振動阻尼材料，如SBR(苯乙烯丁二烯膠)等。(例4)圖7是根據本發明第四例的電-機械-聲音換能器4000的橫截面圖。該電-機械-聲音換能器4000包括一個膜片108，一個面對著膜片108的可運動部分228，一個用于支承可運動部分228的懸板133，一個用于支承膜片108及懸板133的周邊部分的支承部分139，一個音圈117，及一個用于連接可運動部分228及支承部分139的隔板134。
可運動部分228包括磁路216及一個配重123，并可對支承部分139相對地動作。磁路216包括一個杯形軛鐵210，磁鐵111及板112。在鐵磁的軛鐵210的內圓周面及板112的外圓周面之間構成一個磁隙215。配重123可與軛鐵210作成一體。懸板133及可運動部分228被包括在一個機械振動系統121中。懸板133的材料及形狀與第一例中的懸板114的材料及形狀相同。音圈117產生用于使膜片108及可運動部分228振動的驅動力。杯狀的支承部分139可包括三個部件，以便夾住懸板133及隔板134。
隔板134起到使支承部分139及膜片108之間的空間分成兩部分的分隔部分的作用。隔板134是環形的及其橫截面具有一個脊。
支承部分139具有至少一個氣孔135，用于使支承部分139、隔板134及軛鐵210與電-機械-聲音換能器4000外部的空間相連通。例如，在支承部分139中可形成多個圓形的氣孔135。隔板134，支承部分139及氣孔135一起起到抑制部分作用，用于抑制由可運動部分228的振動產生的機械振動力的銳度(品質因數)。
以下來描述電-機械-聲音換能器4000的工作。
當一個AC電信號由驅動電路101施加給音圈117時，在音圈117及磁路216上作用有作用力及反作用力。作用在磁路216上的反作用力將施加到由懸板133支承的可運動部分228，由此使可運動部分228振動，與在第一例中所述的電-機械-聲音換能器1000相似。同樣類似于電-機械-聲音換能器1000，當施加給音圈117的電信號的頻率與機械振動系統121的諧振頻率適配時，可運動部分228趨向于產生激烈的振動。
電-機械-聲音換能器4000包括隔板134而不包括抑制部分200，這不同于電-機械-聲音換能器1000(圖1及2)。當可運動部分228振動時，隔板134與可運動部分228一起振動，由此使隔板134及支承部分139之間的空氣壓縮。壓縮空氣通過氣孔135被釋放到外部。空氣通過氣孔135的該運動產生了聲音阻抗，及該音阻抑制了可運動部分228的振動。即，該音阻抑制了可運動部分228的振動所產生的機械振動，及由此使機械振動力的銳度(品質因數)受抑制變小。
由于這種結構，可運動部分228可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶被加寬，其結果是，即使當可運動部分228的諧振頻率根據使用狀態被改變時，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值。因為可運動部分228由兩個單元，即懸板133及隔板134支承，可運動部分228不容易滾動。
在第四例中，隔板的橫截面具有一個脊。變換地，隔板134的橫截面例如可為波狀，只要空氣可被隔板134擋住及保證用于可運動部分228振動的空間即可。
在第四例中，氣孔135是圓形的。氣孔135的形狀及數目不受專門限制，只要實質上可提供相同的音阻。可運動部分228的振動被抑制的比率將根據可運動部分228的形狀及數目而改變。這可用于調節可運動部分228可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶。
支承部分139可具有一個氣孔，用于使膜片108上面的空間與電-機械-聲音換能器4000的外部相連通。(例5)在本發明的第五例中，將參照圖8及9來描述包括根據本發明的電-機械-聲音換能器的、作為一個移動式通信裝置的蜂窩電話機61。
圖8是該蜂窩電話機61的部分剖割透視圖，及圖9是表示該蜂窩電話機61的結構的電路框圖。
該蜂窩電話機61包括具有一個音孔63及一個電-機械-聲音換能器64的殼體62。作為電-機械-聲音換能器64可使用第一、第二、第三及第四例中所述的電-機械-聲音換能器1000，2000，3000及4000中的任一個。在殼體62中，這樣地設置電-機械-聲音換能器64，以使得膜片108面對音孔63。
如圖9中所示，該蜂窩電話機61還包括一個天線150，發送/接收電路160，呼叫信號發生電路161及一個送話器152。發送/接收電路160包括一個解調部分160a，一個調制部分160b，一個信號轉換部分160c及一個信息記錄部分160d。
天線150用于接收由附近基臺輸出的無線電波及用于對基臺發射無線電波。解調部分160a解調由天線150輸入的調制信號，將解調的信號轉換成接收信號，及將該接收信號輸出到信號轉換部分160c。信號轉換部分160c是用于根據接收信號的內容來執行多個不同信號處理中的一個的電路。當接收信號是呼叫到達信號時，接收信號被輸出到呼叫信號發生電路161。當信號是語音信號時，接收信號被輸出到電-機械-聲音換能器64。當信號是用于信息記錄的語音信號時，接收信號被輸出到信息記錄部分160d。信息記錄部分160d例如包括半導體存儲器(未示出)。當蜂窩電話機61被開機時任何留下的記錄信息被存儲在信息記錄部分160d中。當蜂窩電話機61在服務區以外或被關機時，任何記錄信息被存儲在基臺內的存儲裝置中。呼叫信號發生電路161發生呼叫信號，及將呼叫信號輸出到電-機械-聲音換能器64。
如同傳統的蜂窩電話機，蜂窩電話機61包括作為電-聲換能器的小型送話器152。調制部分160b調制撥號信號和/或被送話器152轉換的語音信號，及將調制信號輸出到天線150。
以下來描述具有上述結構的作為移動式通信裝置的蜂窩電話機61的工作。
由基臺輸出的無線電波被天線150接收，及被解調部分160a解調成基帶接收信號。當確定出接收信號是呼叫到達信號時，信號轉換電路160c將該呼叫到達信號輸出到呼叫信號發生電路161，以便將呼叫到達通知蜂窩電話機61的用戶。
當接收到該呼叫到達信號時，呼叫信號發生電路161輸出呼叫信號。當蜂窩電話機61被設定在“僅振動方式”時，呼叫信號作為電信號輸入，該電信號包括的頻率分量接近于電-機械-聲音換能器64的機械振動系統的諧振頻率。其結果是，由機械振動系統提供最大可能的振動，它使支承部分激烈地振動。支承部分的振動接著又使殼體62振動。殼體62的振動則使整個蜂窩電話機61振動起來。用戶由蜂窩電話機61的振動得知呼叫到達。當蜂窩電話機61被設定在“標準方式”時，呼叫信號包括與音頻范圍中的純音調相應的信號或與這種純音調的合成聲音相應的信號。當這種呼叫信號被輸入到電-機械-聲音換能器64時，電-機械-聲音換能器64的膜片振動及產生呼叫到達的聲音。該呼叫到達的聲音被輸出到蜂窩電話機61的外面，由此通知用戶呼叫的到達。
一旦該蜂窩電話機61被設在呼叫接收方式，信號轉換電路160c執行接收信號的電平調節，然后將接收語音信號直接輸出到電-機械-聲音換能器64。電-機械-聲音換能器64作為受話機或揚聲器工作以再現語音信號。
用戶的語音被送話器152檢波及轉換成語音信號，然后被輸入到調制部分160b。語音信號被調制部分160b調制及轉換成預定的載波信號，以通過天線150輸出。
當用戶將蜂窩電話機61設定在信息記錄方式及保留蜂窩電話機61開機，任何被發送到蜂窩電話機61的信息被存儲信息記錄部分160d中。當蜂窩電話機61被關機時，任何指向蜂窩電話機61的信息被暫時存儲在基臺中。當用戶通過鍵操作請求再現記錄信息時，信號轉換電路160c通過從存儲信息記錄部分160d或從基臺檢索記錄信息來回答該請求。語音信號被調節到放大的電平及輸出到電-機械-聲音換能器64。該電-機械-聲音換能器64作為受話機或揚聲器工作以再現記錄信息。
如上所述，根據本發明，與需要多個聲音部件的傳統蜂窩電話機相比，提供了一種可滿足蜂窩電話機的電-機械-聲音換能器。機械振動系統的諧振頻率根據蜂窩電話機的使用狀態，例如用戶握蜂窩電話機的方式或用戶定位蜂窩電話機的方式而改變。根據本發明的電-機械-聲音換能器可保持蜂窩電話機的振動幅值，使得用戶不會感覺到不同的使用狀態，因為該電-機械-聲音換能器的銳度(品質因數)小。
由用戶感覺到的振動幅度取決于頻帶。在等于或低于200Hz的低頻帶上其振動幅度較高。用戶對130Hz及其附近的頻率的敏感度高。由此，機械振動系統的諧振頻率最好被設計在130Hz及其附近。對于再現聲音或音樂信號，再現頻率最好等于或高于200Hz。
蜂窩電話機61包括直接安裝在殼體62上的電-機械-聲音換能器64。變換地，該電-機械-聲音換能器64可被安裝在裝入蜂窩電話機61的一個襯底上。該電-機械-聲音換能器64可設置成經過一個聲音通道面對音孔63。該電-機械-聲音換能器64可安裝在不同類型的蜂窩電話機上。該電-機械-聲音換能器64仍以實質上相同的方式工作及提供實質上相同的效果。
在第五例中，蜂窩電話機61是作為移動式通信裝置的例子描述的。但本發明可應用于任何可包括一個電-機械-聲音換能器的移動式通信裝置，例如，尋呼機、筆記本計算機、PDA及手表。
如上所述，本發明提供了一種包括抑制部分的電-機械-聲音換能器，該抑制部分可抑制由電-機械-聲音換能器的可運動部分的振動產生的機械振動力的銳度(品質因數)。抑制部分將銳度(品質因數)抑制變小。由于有了該系統，運動部分可被振動以提供足夠機械振動力幅值的頻帶被加寬。其結果是，即使當可運動部分的諧振動力幅值的頻帶被加寬。其結果是，即使當可運動部分的諧振頻率根據使用狀態被改變時，仍可穩定地提供機械振動力的足夠幅值。
因為驅動部分使可運動部分及膜片振動，可既產生機械振動又產生聲音。
包括根據本發明的電-機械-聲音換能器的移動式通信裝置具有以下功能(i)通過機械振動通知用戶呼叫的到來，(ii)通過聲音通知用戶呼叫的到來，及(iii)再現接收的聲音如語音。根據本發明，移動式通信裝置僅用一個電-機械-聲音換能器便可既產生機械振動又產生聲音。
對于本領域的熟練技術人員來說，在不偏離本發明的范圍及精神的情況下顯然可容易地作出各種其它的修改。因此，這里所附設的權利要求書的范圍不應被限制在以上作出的說明上，而該權利要求書可在較寬的范圍上構成。
權利要求
1.一種電-機械-聲音換能器，包括一個膜片；一個可運動部分；一個驅動部分，用于產生使膜片及可運動部分振動的驅動力；及一個抑制部分，用于抑制由可運動部分的振動得到的振動力的銳度(品質因數)。
2.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中可運動部分包括一個磁路，用于對驅動部分提供磁通。
3.根據權利要求2的電-機械-聲音換能器，其中可運動部分還包括一個與磁路一體的配重。
4.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中可運動部分面對膜片設置，及抑制部分是一個彈性體，它設置在可運動部分的與膜片相反的一側上。
5.根據權利要求4的電-機械-聲音換能器，其中彈性體是海棉。
6.根據權利要求4的電-機械-聲音換能器，其中彈性體是彈簧。
7.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，還包括一個用于支承膜片的支承部分，其中抑制部分包括第一磁鐵，相對于正對膜片的可運動部分，它設置在與膜片相反的一側上，及第二磁鐵，它與支承部分接觸地設置，由此面對第一磁鐵及相對第一磁鐵相反地磁化。
8.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中抑制部分是用于支承可運動部分的懸板，及懸板由具有的內部損耗系數等于或大于0.01的材料構成。
9.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中抑制部分是用于支承可運動部分的懸板，及懸板由包含具有高粘度的聚合材料的復合材料構成。
10.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中抑制部分是用于支承可運動部分的懸板，及懸板懸板由一種錯位類型的振動阻尼合金構成。
11.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中抑制部分是用于支承可運動部分的懸板，及懸板由包含至少兩種彼此疊成層的、具有不同內部損耗系數的材料的疊層材料構成。
12.根據權利要求11的電-機械-聲音換能器，其中懸板由包含彼此疊層的金屬及樹脂的疊層材料作成的阻尼鋼板構成。
13.根據權利要求11的電-機械-聲音換能器，其中懸板是由振動阻尼合金構成的，該合金是包含彼此疊層的至少兩個金屬的疊層材料。
14.根據權利要求1的電-機械-聲音換能器，其中該電-機械-聲音換能器還包括用于支承膜片的支承部分，支承部分及膜片在其之間具有一個空間，該電-機械-聲音換能器還包括一個分隔部分，它與可運動部分及支承部分連接，用于將該空間分隔成兩個部分，支承部分具有至少一個氣孔，用于使分隔部分及支承部分之間的空間與電-機械-聲音換能器外部相連通，及抑制部分包括分隔部分，支承部分及至少一個氣孔。
15.一種移動式通信裝置，包括一個殼體及在該殼體中的電-機械-聲音換能器，其中該電—機械—聲音換能器包括一個膜片；一個可運動部分；一個驅動部分，用于產生使膜片及可運動部分振動的驅動力；及一個抑制部分，用于抑制由可運動部分的振動得到的振動力的銳度(品質因數)，及殼體具有一個音孔，用于釋放由電-機械-聲音換能器產生的聲音。
全文摘要
一種電－機械－聲音換能器包括一個膜片；一個可運動部分；一個驅動部分，用于產生使膜片及可運動部分振動的驅動力；及一個抑制部分，用于抑制由可運動部分的振動得到的振動力的銳度(品質因數)。
文檔編號H04R11/06GK1399489SQ0212691
公開日2003年2月26日 申請日期2002年7月25日 優先權日2001年7月25日
發明者薄木佐和子, 佐伯周二 申請人:松下電器產業株式會社