(57)【要約】ミニチュアアプリケーションに適する電気音響変換器を提供する。磁気回路が、１つの磁石を含み、その間にギャップを形作る対の反対の表面を伴う、透磁性材料の磁気回路を含む電気音響変換器。この磁石は、２つのギャップを形成するよう、透磁性材料の中央に位置決めしても、しなくてもよい。代替的実施例では、磁石は、１つのギャップだけを形成するよう、透磁性材料に取り付けられる。変換器は、ダイヤフラムおよび、導電経路をダイヤフラムに固定させるコイルシステムをさらに含んでいる。コイルシステムは、ギャップ内にその経路の一部を位置決めしている。変換器には、追加的ダイヤフラムおよび、磁気回路の反対側に位置決めされた、コイルシステムが提供されてもよい。好適な実施例では、変換器は長方形である。変換器は、移動通信設備や補聴器などのミニチュア部品への統合に適している。変換器アークの実施例は、携帯電話などの、片側だけあるいはサイドシューティングのアプリケーションに適している。
2005534238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む電気音響変換器：
第１および第２のギャップを有する磁気回路、第１および第２のギャップの各々は上部部分および下部部分を有し、磁気回路は第１および第２のギャップの各々の磁場を確立する磁気手段をさらに含む。
上部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む上部コイルシステム、上部コイルシステムは、上部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、上部コイルシステムは、第１および第２のギャップの上部部分のそれぞれ１つに位置決めされた、導電経路の第１および第２のギャップ部分をさらに有する、
ここで、磁気手段は、磁極の各々が第１および第２のギャップの対応する１つの表面を形作るように構成された磁石を含んでいる、電気音響変換器。
【請求項２】
上部コイルシステムの第１および第２のギャップ部分が、実質的に同一方向に電流を流すよう適合された、請求項１に従う変換器。
【請求項３】
フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板が上部ダイヤフラムを形成し、上部コイルシステムが導電経路によりフレキシブル回路基板上に形成されている、請求項１あるいは請求項２に従う変換器。
【請求項４】
フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項３に従う変換器。
【請求項５】
電子手段が、インピーダンス変換器を含んでいる、請求項３に従う変換器。
【請求項６】
上部コイルシステムが、少なくとも２つの別々のコイルを含んでいる、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項７】
上部コイルシステムが２つの別々のコイルを含んでいる、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項８】
２つの別々のコイルが直列に接続されている、請求項７に従う変換器。
【請求項９】
２つの別々のコイルが並列に接続されている、請求項７に従う変換器。
【請求項１０】
上部コイルシステムが、１つの単コイルを含んでいる、請求項１から請求項５のいずれかに従う変換器。
【請求項１１】
磁気回路が透磁性材料のボディを含み、ボディは１つの開口部を有し、開口部は１対の対向する表面を有し、対向する表面の各々は、第１および第２のギャップのそれぞれの１つの表面を形作っている、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項１２】
磁気回路内の開口部が貫通している、請求項１１に従う変換器。
【請求項１３】
ギャップを形作る表面の各対が、実質的に互いに平行な、実質的に平坦な表面である、請求項１１あるいは請求項１２に従う変換器。
【請求項１４】
磁石が、透磁性材料のボディの開口部内に対称的に位置決めされている、請求項１１から請求項１３のいずれかに従う変換器。
【請求項１５】
磁気回路が、実質的にダイヤフラムに平行な平面内に位置決めされた磁極片をさらに含んでいる、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項１６】
上部ダイヤフラムが導電部分を有し、上部コイルシステムが、ダイヤフラムの導電部分に電気的に接続した導電経路終端を有し、導電部分が、変換器を電気的に終結するための外部アクセス可能部分をさらに有している、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項１７】
ダイヤフラムを保護するために、上部ダイヤフラムの前に位置決めされた上部前部カバーをさらに含んでいる、請求項１から請求項１６のいずれかに従う変換器。
【請求項１８】
上部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項１７に従う変換器。
【請求項１９】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの上部前部部分に位置決めされている、請求項１８に従う変換器。
【請求項２０】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項１８に従う変換器。
【請求項２１】
上部前部カバーが、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成している、請求項１７から請求項２０のいずれかに従う変換器。
【請求項２２】
磁気回路を収容するケーシングをさらに含み、ケーシングが２対のエッジにより形作られた長方形の開口部を含み、上部ダイヤフラムが、長方形の開口部の少なくとも一部を覆う形でケーシングに取り付けられている、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
【請求項２３】
上部ダイヤフラムが、ケーシングの長方形の開口部を覆うよう、長方形をしている、請求項２２に従う変換器。
【請求項２４】
上部ダイヤフラムが、ケーシングの２対のエッジのうちの１つに取り付けられている、請求項２３に従う変換器。
【請求項２５】
ダイヤフラムが、ケーシングのエッジの双方の対に取り付けられている、請求項２３に従う変換器。
【請求項２６】
上部ダイヤフラムの前に位置決めされた上部前部カバーをさらに含み、上部前部カバーが、ケーシングの少なくとも一部分に取り付けられている、請求項２２から請求項２５のいずれかに従う変換器。
【請求項２７】
上部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項２６に従う変換器。
【請求項２８】
上部前部カバー内の少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの上部前部部分に位置決めされている、請求項２７に従う変換器。
【請求項２９】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項２７に従う変換器。
【請求項３０】
上部前部カバーが、ケーシングの２対のエッジと実質的に気密なインタフェースを形成する、請求項２６から請求項２９のいずれかに従う変換器。
【請求項３１】
さらに以下を含む、先行する請求項のいずれかに従う変換器。
下部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む下部コイルシステム、下部コイルシステムは、下部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、下部コイルシステムは、第１および第２のギャップの下部部分のそれぞれ１つに位置決めされた、導電経路の第１および第２のギャップ部分をさらに有する。
【請求項３２】
変換器が、上下のダイヤフラムを同相で駆動するよう構成されている、請求項３１に従う変換器。
【請求項３３】
変換器が、上下のダイヤフラムを違相で駆動するよう構成されている、請求項３１に従う変換器。
【請求項３４】
フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板が下部ダイヤフラムを形成し、下部コイルシステムが導電経路によりフレキシブル回路基板上に形成されている、請求項３１から請求項３３のいずれかに従う変換器。
【請求項３５】
フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項３４に従う変換器。
【請求項３６】
電子手段が、インピーダンス変換器を含んでいる、請求項３５に従う変換器。
【請求項３７】
ダイヤフラムを保護するために、下部ダイヤフラムの前に位置決めされた下部前部カバーをさらに含んでいる、請求項３１から請求項３６のいずれかに従う変換器。
【請求項３８】
下部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項３７に従う変換器。
【請求項３９】
下部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの下部前部部分に位置決めされている、請求項３８に従う変換器。
【請求項４０】
下部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項３８に従う変換器。
【請求項４１】
下部前部カバーが、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成する、請求項３７から請求項４０のいずれかに従う変換器。
【請求項４２】
下部前部カバーが、ケーシングの少なくとも一部分に取り付けられている、請求項３８から請求項４１のいずれかに従う変換器。
【請求項４３】
下部前部カバーが、ケーシングと実質的に気密なインタフェースを形成する、請求項４２に従う変換器。
【請求項４４】
変換機内で用いられる、以下を含むコイルシステム
コイルシステムをダイヤフラムに固定する、実質的に平坦な固定部分、および、
各ギャップ部分が、実質的に固定部分に平行な多数の導電セグメントを含んでいる、固定平面外部の少なくとも２つのギャップ部分。
【請求項４５】
ギャップ部分の導電セグメントが実質的に直線的である、請求項４０に従うコイルシステム。
【請求項４６】
コイルシステムが、巻回された導電ワイヤにより形成されている、請求項４４あるいは請求項４５に従うコイルシステム。
【請求項４７】
コイルシステムが、フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板上に形成された、導電経路により形作られている、請求項４４あるいは請求項４５に従うコイルシステム。
【請求項４８】
フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項４７に従うコイルシステム。
【請求項４９】
電子手段が、インピーダンス変換器を含んでいる、請求項４８に従う変換器。
【請求項５０】
以下のステップを含み、導電ワイヤから請求項４２に従うコイルシステムを製造する方法：
導電ワイヤから、コイル軸を形作るコイルを製造するステップ、
コイル軸に対して垂直な湾曲軸の周りでコイルを曲げ加工するステップ。
【請求項５１】
以下を含む電気音響変換器
上部および下部部分を有するギャップを有する磁気回路、磁気回路はギャップ内の磁場を確立する磁気手段をさらに含んでいる。
上部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む上部コイルシステム、上部コイルシステムは、上部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、上部コイルシステムは、ギャップの上部部分内に位置する、その導電経路のギャップ部分をさらに有し、
ここで、磁気手段は、磁極のうちの１つがギャップの表面を形作るように構成された、磁石を含んでいる。
【請求項５２】
上部コイルシステムが、実質的に同一方向に電流を流すよう適合された、少なくとも２つの別々のコイルを含んでいる、請求項５１に従う変換器。
【請求項５３】
フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板が上部ダイヤフラムを形成し、上部コイルシステムが導電経路によりフレキシブル回路基板上に形成されている、請求項５１あるいは請求項５２に従う変換器。
【請求項５４】
フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項５３に従う変換器。
【請求項５５】
電子手段が、インピーダンス変換器を含んでいる、請求項５４に従う変換器。
【請求項５６】
上部コイルシステムが、２つの別々のコイルを含んでいる、請求項５１から請求項５５のいずれかに従う変換器。
【請求項５７】
２つの別々のコイルが直列に接続されている、請求項５６に従う変換器。
【請求項５８】
２つの別々のコイルが並列に接続されている、請求項５６に従う変換器。
【請求項５９】
上部コイルシステムが、１つの単コイルを含んでいる、請求項５１に従う変換器。
【請求項６０】
磁気回路が透磁性材料のボディを含み、ボディは１対の対向する表面を備えた１つの開口部を有し、これらの表面のうちの１つがギャップの表面を形作っている、請求項５１から請求項５９のいずれかに従う変換器。
【請求項６１】
開口部が貫通している、請求項６０に従う変換器。
【請求項６２】
ギャップを形作る表面が、実質的に互いに平行な、実質的に平坦な表面である、請求項６０あるいは請求項６１に従う変換器。
【請求項６３】
磁気回路が、実質的にダイヤフラムに平行な平面内に位置決めされた磁極片をさらに含んでいる、請求項５１から請求項６２のいずれかに従う変換器。
【請求項６４】
上部ダイヤフラムが導電部分を有しており、上部コイルシステムが、ダイヤフラムの導電部分に電気的に接続した導電経路終端を有し、導電部分は、変換器の電気的端子のための外部アクセス可能部分さらに有している、請求項５１から請求項６３のいずれかに従う変換器。
【請求項６５】
ダイヤフラムを保護するために、上部ダイヤフラムの前に位置決めされた上部前部カバーをさらに含んでいる、請求項５１から請求項６４のいずれかに従う変換器。
【請求項６６】
上部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項６５に従う変換器。
【請求項６７】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの上部前部部分に位置決めされている、請求項６６に従う変換器。
【請求項６８】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項６６に従う変換器。
【請求項６９】
上部前部カバーが、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成する、請求項６５から請求項６８のいずれかに従う変換器。
【請求項７０】
磁気回路を収容するケーシングをさらに含み、ケーシングは２対のエッジにより形作られた長方形の開口部を含み、上部ダイヤフラムが、長方形の開口部の少なくとも一部を覆う形でケーシングに取り付けられている、請求項５１から請求項６９のいずれかに従う変換器。
【請求項７１】
上部ダイヤフラムが、ケーシングの長方形の開口部を覆うよう、長方形をしている、請求項７０に従う変換器。
【請求項７２】
上部前部カバーが、ケーシングの２対のエッジの１つに取り付けられている、請求項７１に従う変換器。
【請求項７３】
ダイヤフラムが、ケーシングの両対のエッジに取り付けられている、請求項７１に従う変換器。
【請求項７４】
上部ダイヤフラムの前に位置決めされた上部前部カバーをさらに含み、上部前部カバーが、ケーシングの少なくとも一部分に取り付けられている、請求項７０から請求項７３のいずれかに従う変換器。
【請求項７５】
上部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項７４に従う変換器。
【請求項７６】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの上部前部部分に位置決めされている、請求項７５に従う変換器。
【請求項７７】
上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項７５に従う変換器。
【請求項７８】
上部前部カバーが、ケーシングの２対のエッジと実質的に気密なインタフェースを形成している、請求項７４から請求項７７のいずれかに従う変換器。
【請求項７９】
さらに以下を含む、請求項５１から請求項７８のいずれかに従う変換器。
下部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む下部コイルシステム、下部コイルシステムは、下部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、下部コイルシステムは、ギャップの下部部分内に位置する、その導電経路のギャップ部分をさらに有する。
【請求項８０】
変換器が、上下のダイヤフラムを同相で駆動するよう構成されている、請求項７９に従う変換器。
【請求項８１】
変換器が、上下のダイヤフラムを違相で駆動するよう構成されている、請求項７９に従う変換器。
【請求項８２】
フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板が下部ダイヤフラムを形成し、下部コイルシステムが導電経路によりフレキシブル回路基板上に形成されている、請求項７９から請求項８１のいずれかに従う変換器。
【請求項８３】
フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項８２に従う変換器。
【請求項８４】
電子手段が、インピーダンス変換器を含んでいる、請求項８３に従う変換器。
【請求項８５】
ダイヤフラムを保護するために、下部ダイヤフラムの前に位置決めされた下部前部カバーをさらに含んでいる、請求項７９から請求項８４のいずれかに従う変換器。
【請求項８６】
下部前部カバーが、少なくとも１つの音響開口部を含んでいる、請求項８５に従う変換器。
【請求項８７】
下部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの下部前部部分に位置決めされている、請求項８６に従う変換器。
【請求項８８】
下部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が、前部カバーの側部部分に位置決めされている、請求項８６に従う変換器。
【請求項８９】
下部前部カバーが、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成している、請求項８５から請求項８８のいずれかに従う変換器。
【請求項９０】
下部前部カバーが、ケーシングの少なくとも一部分に取り付けられている、請求項８５から請求項８８のいずれかに従う変換器。
【請求項９１】
下部前部カバーが、ケーシングと実質的に気密なインタフェースを形成している、請求項９０に従う変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気音響変換器、特に、磁気回路の開口部内部の１つあるいは２つのギャップの各々内に磁場を発生させるよう、永久磁石を担持する貫通開口部を有する磁気回路を伴った電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気音響変換器、特に電気力学変換器は、小型サイズが要求されるワイヤードおよび携帯の電話などの遠距離通信機器で広く使用されている。例えば、携帯電話で使用される従来型電気力学マイクロホンおよびスピーカ変換器は、回転対称となっており、磁石の軸方向に磁化された、円板状あるいはリング状の永久磁石を有している。軟磁性の鉄あるいは他の適当な材料による磁気回路は、磁石により生成された、放射状に方向付けられた磁場でリング状のギャップを形作る。ダイヤフラムは、このギャップに位置決めされた、導電ワイヤのリング状のコイルを担持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ギャップを形作る、内側および外側の部材が、完全に同軸というわけでない場合、ギャップは一定の幅を有さず、その結果、磁場はギャップに沿って歪んだ形で分配されることになる。こうした歪んだ磁場内では、可聴周波数電流を担持するコイルは、傾く傾向があり、直線的に運動せず、むしろ、直線的および非直線的な歪みを引き起こす。
【０００４】
こうした変換器では、リング状のギャップ内の磁場は、放射状に方向付けられ、それにより、磁場は、その外部限界におけるよりも、その内部限界における方が本来強力である。完全には中央に位置決めされていないコイルは、上述と同じ歪みを引き起こすことになる。
【０００５】
リング状の磁気ギャップを有する従来の変換器の他の欠点は、磁気回路が底部部品を必要とするために、それらがかなりのビルの高さを必要とするという事実に関連している。ミニチュア設備内での、補聴器あるいは携帯電話などのアプリケーションでは、各構成要素の大きさは重要なパラメータであり、このため、例えば、リング状のギャップを有する従来の変換器の補聴器内での使用は、非常に困難なタスクとなっている。
【０００６】
本発明の目的は、補聴器あるいは携帯電話での使用など、ミニチュアアプリケーションに適していないという事実に関連する、従来の変換器の、上記の問題／欠点を解決することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、磁場内の小さな欠陥が音響出力（または、変換器がマイクロホンとして使用される場合の電気出力）の歪みをもたらすという事実に関連する、従来の変換器の上記の欠点を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、第１態様での、以下を含む電気音響変換器を提供することにより、満足される。
【０００９】
第１および第２のギャップを有する磁気回路、第１および第２のギャップの各々は上部および下部の部分を有しており、磁気回路は第１および第２のギャップ各々内に磁場を確立する磁気手段をさらに含んでいる。
【００１０】
上部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む上部コイルシステム、上部コイルシステムは、上部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、上部コイルシステムは、第１および第２のギャップの上部部分のそれぞれの１つ内に位置決めされた、導電経路の第１および第２のギャップ部分をさらに有し、
ここで、磁気手段は、それぞれの磁極が第１および第２のギャップのそれぞれの１つの表面を形作るように構成された磁石を含んでいる。
【００１１】
好適な実施例では、本発明の第１態様は、上部コイルシステムの第１および第２のギャップ部分が、実質的に同一方向に電流を流すよう適合された変換器を含んでいる。
【００１２】
このように、２つのコイルシステムの磁力は、ダイヤフラムの傾斜運動を引き起こすよりも、むしろ同一方向にダイヤフラムを運動させることになる。
【００１３】
加えて、さらに好適な実施例では、本発明の第１態様は、フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板が上部ダイヤフラムを形成し、上部コイルシステムがフレキシブル回路基板上の導電経路により形成される、変換器である。
【００１４】
この統合されたコイルおよびダイヤフラムの設計は、コイルとダイヤフラムとの間の、優れた機械的カップリングの基本的利点を有している。これにより、ブレークアップ現象を伴うことなく、ダイヤフラムがコイル運動に正確に続き、低歪みをもたらすという効果を有している。加えて、統合されたコイルおよびダイヤフラムは、製造プロセスでの部品数を減少させることにより、変換器をさらに簡潔にする。
【００１５】
変換器は、磁力伝導材料のボディを含む磁気回路を有していてもよく、ボディは１つの開口部を有し、開口部は１組の対向する表面を有し、対向する表面の各々は、第１および第２のギャップのそれぞれの１つの表面を形作っている。磁気回路内のこの開口部は、貫通していることが好ましい。
【００１６】
磁気回路の底部部分が存在しないため―従来のリング状設計での前提条件、これらの特徴により、変換器は、基本的に非常に平坦となり得る。
【００１７】
変換器は、実質的にダイヤフラムに平行な平面内に位置決めされた磁極片をさらに含む、磁気回路を有していてもよい。
【００１８】
これにより、磁気回路の大きさを若干減少させ、および／または、磁気回路の重さを減少させる可能性を残す。変換器が、１次元、または２次元における非常に限られた利用可能空間を伴う装置に取り付けられねばならないアプリケーションに対しては、これは興味があるかもしれない。
【００１９】
変換器はまた、導電部分を有する上部ダイヤフラムを含んでいてもよく、上部コイルシステムが、ダイヤフラムの導電部分に電気的に接続した導電パス端を有し、導電部分は、変換器を電気的に終える外部アクセス可能部分をさらに有している。
【００２０】
これらの特性により、コイルの相互接続、および変換器の外部接続に必要な配線の、機械的に強健な設計が可能になる。
【００２１】
変換器は、ダイヤフラムを保護するために、上部ダイヤフラムの正面に位置決めされる上部前部カバーをさらに含んでいてもよい。上部前部カバーは、少なくとも１つの音響開口部を含んでいてもよい。上部前部カバーの、少なくとも１つの音響開口部は、前部カバーの上部前部部分に位置決めされてもよい。この上部前部部分は、ダイヤフラムにより形作られる平面と実質的に平行な前部カバー部分の、実質的に平坦な部分であってもよい。しかしながら、前部カバーは、原則としていかなる形状であってもよく、したがって、湾曲部分を有していてもよい。
【００２２】
代替的に、上部前部カバー内の少なくとも１つの音響開口部は、前部カバーの側部部分に位置決めされていてもよい。上部前部カバーは、磁気回路との実質的に気密なインタフェースを形成可能である。
【００２３】
変換器は、磁気回路を収容するケーシングをさらに含んでもよく、このケーシングは２対のエッジにより形作られた長方形の開口部を含んでおり、上部ダイヤフラムは、長方形の開口部の少なくとも一部を覆う形でケーシングに取り付けられている。上部ダイヤフラムは、ケーシングの長方形の開口部を覆うよう、長方形をしていることが好ましい。この実施例では、上部前部カバーは、ケーシングの少なくとも一部分に取り付けられていてもよい。また、この実施例では、上部前部カバーは、前部カバーの上部前部部分に位置決め可能な、少なくとも１つの音響開口部を含んでいてもよい。代替的に、前部カバーの側部部分に、上部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部が位置決めされていてもよい。上部前部カバーは、ケーシングの２対のエッジを伴う実質的に気密なインタフェースを形成可能である。
【００２４】
本発明の第１態様に従う変換器は、さらに以下を含んでいる
下部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む下部コイルシステム、下部コイルシステムは、下部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、下部コイルシステムは、第１および第２のギャップの下部部分のそれぞれ１つの内に位置決めされた、導電経路の第１および第２のギャップ部分をさらに有する。
【００２５】
他のダイヤフラムを追加するというこの可能性は、より高い音響出力を必要とするアプリケーションのために利用可能である。加えて、２つのダイヤフラムの存在により、より球体の放射特性を有する変換器が可能となり、さらに、これにより、指向性をある程度まで制御する可能性が残されることになる。２つのダイヤフラムが追加可能となることにより、ダイヤフラムが同一方向に運動するように電気接続されたときには、変換器を振動源として使用することが可能である。
【００２６】
上部前部カバーを有することに加えて、変換器は、下部ダイヤフラムの正面に位置決めされた下部前部カバーをさらに含んでいてもよい。この下部前部カバーは、少なくとも１つの音響開口部を含んでいてもよい。下部前部カバーの少なくとも１つの音響開口部は、前部カバーの下部前部部分に、あるいは、前部カバーの側部部分に位置決めされてもよい。下部前部カバーは、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成可能である。代替的に、下部前部カバーは、磁気回路を収容する関連ケーシングと、実質的に気密なインタフェースを形成する。
【００２７】
本発明の第１態様に従う変換器は、以下を含むコイルシステムを有し得る
コイルシステムをダイヤフラムに固定する、実質的に平坦な固定部分、および、
各々が、固定部分に実質的に平行な多数の導電セグメントを含んでいる、固定平面外部の少なくとも２つのギャップ部分。
【００２８】
コイルをダイヤフラムへその全長において取り付ける可能性が提供されるので、このコイル設計は、コイルとダイヤフラムとの間の堅固な接続を可能にし、それにより、ピストンのようなダイヤフラムの運動をもたらすことになり、その結果、歪みを減少させることになる。
【００２９】
本発明の第２態様は、以下を含む電気音響変換器に関連している。
上部部分および下部部分を有するギャップを有する磁気回路、この磁気回路は、ギャップ内に磁場を確立する、磁気手段をさらに含む、
上部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む上部コイルシステム、上部コイルシステムは、上部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、上部コイルシステムは、ギャップの上部部分内に位置する、その導電経路のギャップ部分をさらに有し、
ここで磁気手段は、磁極のうちの１つがギャップの表面を形作るように構成された、磁石を含んでいる。
【００３０】
本発明の第２態様により、基本的に非常にコンパクトで簡単な変換器が可能となる。したがって、この変換器は、携帯電話および補聴器などのミニチュアアプリケーションにも非常に良好に適している。加えて、この磁気回路設計により、結果的に、ギャップ内に、ギャップに対して垂直な磁束線を有する単純な磁場がもたらされることになる。したがって、この設計は、基本的に、製造公差に起因する小さな欠陥には敏感ではない。この特性により、設計は、低生産コストと相俟った、低歪みの高品質変換器を必要とするアプリケーションに適するものとなる。
【００３１】
本発明の第２態様に従う変換器は、上部ダイヤフラムの前部に位置決めされた前部カバー、および、前部カバーの上部前部部分に位置決めされた、あるいは上部前部カバーの側部部分に位置決めされた少なくとも１つの音響開口部をさらに含んでいてもよい。この上部前部カバーは、磁気回路との実質的に気密なインタフェースを形成してもよい。代替的に、上部前部カバーは、磁気回路を収容するケーシングの２対のエッジと、実質的に気密なインタフェースを形成していてもよい。
【００３２】
好適な実施例では、本発明の第２態様は、以下をさらに含む変換器である
下部ダイヤフラム、および、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む下部コイルシステム、下部コイルシステムは、下部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、下部コイルシステムは、ギャップの下部部分内に、その導電経路のギャップ部分をさらに有する。
【００３３】
下部前部カバーは、ダイヤフラムを保護するために、下部ダイヤフラムの前面に位置決めされていてもよい。下部前部カバーは、下部前部カバーの下部前部部分に位置決めされた、少なくとも１つの音響開口部を含んでいてもよい。代替的に、下部前部カバー内の少なくとも１つの音響開口部が、下部前部カバーの側部部分に位置決めされていてもよい。
【００３４】
下部前部カバーは、磁気回路と実質的に気密なインタフェースを形成してもよい。
【００３５】
代替的に、下部前部カバーが、磁気回路を収容するケーシングの少なくとも一部分に取り付けられていてもよい。下部前部カバーは、ケーシングの２対のエッジと実質的に気密なインタフェースを形成してもよい。
【００３６】
概して、本発明の両方の態様に従う変換器は、スピーカ変換器、およびマイクロホンとしても等しく適合するものである。スピーカとして使われるときは、端末へ可聴周波数の電気的信号が供給可能であり、コイルワイヤのギャップ部分の派生電流は、ギャップの各々内の磁場と相互作用をして、その結果、コイルおよびダイヤフラムを動かして、可聴周波数の音響を発生させることになる。同様に、マイクロホンとして使われるときは、ダイヤフラムに作用する可聴周波数の音響がダイヤフラムを動かし、コイルワイヤのギャップ部分が磁場内で動くと、変換器の端子に電気的信号が発生して、出力される。
【発明の効果】
【００３７】
磁石の磁極の各々が、２つのギャップの各々の表面を形成するという事実は、特に変換器の高さに関して、非常にコンパクトな大きさの磁気回路を製造可能にする。したがって、この変換器は、携帯電話や補聴器などのミニチュアアプリケーションに非常に良好に適している。加えて、磁気回路の設計は、２つのギャップ内の、ギャップに垂直な磁束線を伴う、単純な磁場をもたらす。したがって、均一な磁場は、基本的に、製造公差に起因する小さな欠陥に対する感度が低くなる。この特性は、設計を、低生産コストと組み合わせて、低歪みを伴う、高品質の変換器を必要とするアプリケーションに適合させる。後者は、本発明の磁気回路が、簡単に製造される部分により形成できるという事実によりサポートされている。変換器の高さと比べ、磁場は非常に強く、それにより変換器は、小さく製造した場合も、同一感度を有することができる。さらに、この磁気回路のため、変換器は、従来の変換器に対して漂遊磁界が減少している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は様々な変更および代替的方法が可能であるが、本願明細書では、特定の実施例が、一例として図示され、詳細に説明されている。しかしながら、本発明は、開示された特定の方式に制限されるのを意図したものではないことを理解されなければならない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲により定義されるように、本発明の趣旨および範囲内のすべての変更、同等物、および代替手段をカバーするものである。
【００３９】
図１および図２は、以下の主要な構成要素を備えた、本発明の第１態様に従う変換器１０を示している：磁気回路２０、コイルシステム３０、およびダイヤフラム４０。また、図３は、磁気回路２０を示している。
【００４０】
図３に最もよく示されているように、磁気回路２０は、概して長方形のリングを形成し、それにより、長方形の貫通した開口部２４を形成するよう、終端で接続された２本の長脚２１と２本の短脚２２を有している。この２本の長脚２１および２本の短脚２２は、高磁気飽和値を有する軟磁性材料製であることが好ましい。開口部２４に向いた、２本の長脚２１の表面２５は概して平面であり、その間にギャップを形作っている。磁石２６は、透磁性材料と直接には接触しない形で、開口部の中央に固定されている。磁石２６の２つの極は長脚２１の各々へ向けられており、それにより、磁極表面２９と長脚２１の表面２５との間にギャップ２８を形作っている。
【００４１】
長方形の磁石２６は、ギャップ２８内に磁場を生成し、短脚２２および長脚２１を通して磁気リターンパスが形作られている。このように、磁気リターンパスは、ギャップ２８を形作る磁石表面２９で、磁気ギャップ２８を完全に囲む。これにより、ギャップ２８内に集中される磁場を伴う、非常に平坦でコンパクトな構造の磁気システムおよび低漂遊磁界が与えられ、それにより、高感度で、かつ磁気シールドをより必要としないものとなる。図３の磁気システム２０は、図１および図２では、例えば成形により、あるいは事前に形成された「箱」に合ったものにすることにより、例えばプラスチックのケーシング５０内に位置決めされている。ケーシングは、開口部２４を閉じたり、あるいは開いたままにする、底部を有してもよい。変換器１０の図示した実施例では、コイルシステムは２つのコイルを含んでいる。２つのギャップ２８内に、磁気システム２０の設計により生成される磁場は、同一方向を向いている。したがって、コイルシステムは、双方のギャップ２８内のギャップ部分３４が、電流を同一方向に伝導するように構成されていることが好ましい。反対の場合は、電磁力には、膜を直線運動させる傾向ではなく、むしろ膜を傾斜させる傾向が生じ、結果的に、低感度ならびに歪みがもたらされることになろう。図４は、図１および図２の変換器１０内で使われるコイルシステム３０内の、コイルの実施例を示している。コイルシステム３０は、各々がギャップ２８のそれぞれ１つの内に位置決めされたギャップ部分３４を有する、２つの類似したコイルを含んでいる。コイルの固定部分３５は、コイルをダイヤフラムへ固定するために使用される。図示した実施例では、固定部分３５はダイヤフラム４０に比べてかなり大きく、そのため、ダイヤフラム４０上で硬化する効果を有しており、同時に、コイルとダイヤフラムとの間に良好な機械的接続が提供される。２つのコイルを用いることにより、２つのギャップ２８内の電流の方向は、コイルの電気配線によって制御可能である。一般的要件は、２つのコイルの電気機械特性が、実質的に同一であることである。２つのコイルの間の相違はダイヤフラムを傾斜させる傾向があるので、それにより、歪みが生じることになる。
【００４２】
変換器は、ダイヤフラムを保護するために、ダイヤフラムの前に、開口部を備えた前部カバー６０を有しているのが好ましい。この前部カバー６０は、プラスチックあるいは異なる金属などの材料で製造可能である。前部カバー６０が透磁性材料を用いて製造されている場合、前部カバーは、図１２に描かれているように、磁力線のリターンパスを形成することにより、磁気システム２０の一部として役立つことが可能である。このように、磁気システムの他の部分を形成する脚２１、２２の断面は縮小可能であり、材料、重さ、および空間の節約となる。代替的に、感度を強めることにより、音響出力は改良可能である。代替的実施例では、前部カバー６０はまた、透磁性材料を使って製造されており、さらに、磁気回路２０に統合されているので、透磁性ボディの短脚２２は省略されている。
【００４３】
コイル３０は、例えば、表層ラッカーにより互いに電気的に絶縁された、銅などの細い導電ワイヤが多数回巻かれたものである。コイル３０は、図面に対して垂直なコイル軸を有している。当該技術分野で知られているように、ワイヤおよびコイルは、巻く間に加熱され、それによりラッカーは接着性を帯びるようになり、さらに巻線を互いに付着させ、その結果、コイルを機械的に安定させる。コイル３０ワイヤは、コイルを例えば電子回路へ電気的に接続する、３つのワイヤ終端を有している。
【００４４】
コイル３０は、概して長方形断面のマンドレル上に巻かれており、それにより、コイルは、概して長方形をした開口部３２と、概して長方形をした外郭との図４に示される形状が与えられる。丸コーナおよび側部の僅かな湾曲は、純粋な長方形のコイルを巻き上げる場合の実用的な問題のゆえである。図４では、コイルは比較的平坦であり、その内外郭間のその半径方面の幅より小さな（通常、半径方向幅の１０‐３０％、あるいはコイルに実行されるその後の操作に従った）厚みを有している。
【００４５】
コイル３０が、必要な回数のワイヤを巻かれ、所望の形状および厚みとなった後、コイルはマンドレルから取り除かれる。コイル３０がまだ暖かく、高温のためにラッカーがまだ軟かいうちに、コイル３０は、湾曲器具（図示せず）を用いて、平坦なコイルの平面内の湾曲軸３３に沿って曲げられる。コイルは、この結果、図２および図４の上部に示された形状が与えられ、コイルのギャップ部分３４は、固定部分３５に対して９０度曲げられている。曲げ加工の後、コイルは冷やされることができ、これにより、ラッカーはもはやフレキシブルではなくなり、コイルは安定する。コイルを製造する他の方法では、曲げ加工はマンドレル上で行われる。
【００４６】
曲げられて安定したコイルは、その後、ダイヤフラム４０に固定される。ダイヤフラムは、薄くてフレキシブルなシートから製造されている。ダイヤフラム４０は、図２に示された側部である下部側部上に導電部分を有しており、さらに、コイルの２つの長い部分３５は、例えばはんだ付け、溶接、あるいは伝導性接着剤の塗布により、ワイヤの終端を導電部分のそれぞれの１つに接続した形で、例えば接着剤によりダイヤフラム４０の下部側部に固定される。ワイヤ終端が直接ダイヤフラムに接続されているという事実は、コイル３０がダイヤフラム４０へ固定されているので、変換器が動作されるときに（すなわち、ダイヤフラム４０が動かされるときに）ワイヤを切断／破損させてしまう危険をかなり減少させる。しかしながら、代替的に、ワイヤ終端は、例えば、はんだ付け、溶接、あるいは伝導性接着剤を塗布することにより、ケーシング５０上の端子５３へ電気的に接続されていてもよい。ワイヤ終端と端子５３との間の電気的接触は、この端子を、金メッキでスプリング効果を与えるように形成することによって機械的に提供可能であり、それにより力を提供し、したがって、ワイヤ終端との信頼し得る電気的接触を提供する。
【００４７】
他の実施例では、コイルシステム３０は、図５に示されたように、１つのシングルツイストフラットコイルにより形成される。ツイストコイルは、ギャップの各々２８のそれぞれの１つの内に位置決めされた、２つのギャップ部分３４を有している。ツイスト加工は、１つの単一構成要素により取得される、２つのギャップ２８内の電流を同一方向にすることに役立つ。ダイヤフラムに固定されたコイルシステムの、結果として生成される交差形状部分３５は、ダイヤフラムの硬化効果を与える。
【００４８】
コイルシステム３０のさらなる他の代替実施例では、コイル３０は、フレキシブルプリント回路基板、すなわち、フレックスプリントのような、薄くてフレキシブルなシートにより形成されてもよい。こうした薄くてフレキシブルなシートは、コイル状の電気経路を形成するよう、その上に事前に形作られた導電経路を担持する。後に説明されるように、ダイヤフラム４０は、その好適な実施例においても、導電部分を有している。したがって、コイル３０およびダイヤフラム４０は、適切な伝導経路を有するフレックスプリントの単一シートからを製造可能であり、このシートは、コイル３０の２つの長いセクションが現れ、ダイヤフラム４０／コイル３０の統合構造の残余に対し９０度の角度を有する形で形成される。図７は、こうした統合ダイヤフラム４０およびコイルを示している。フレックスプリントは、片側あるいは両面のいずれかである。コイル構造は、エッチング技術を用いて形成可能であるか、あるいはレーザ技術を用いて形成可能である。磁気ギャップ２８内のコイル材料で満たされた部分を増やすために、コイル経路はかなり広く製造可能である。これにより、変換器１０の低インピーダンスと引き換えに、変換器１０の感度が増加される。インピーダンスが、例えば携帯電話内部に使われる、従来の電子アンプ装置と共には作動できない程度に低い場合は、チップ７０内に備えられたインピーダンス変換器をダイヤフラム４０に取り付けることができる。図８には、ダイヤフラム４０のコイル側部上に取り付けられたチップ７０を伴う実施例が示されている。
【００４９】
２つ以上のコイルを用いることにより、コイルを直列あるいは並列に電気接続可能となる利点がある。このように、２つの１６Ωのコイルを接続することにより、結果として３２Ωあるいは８Ωのいずれかとなるような、変換器の異なる結果的インピーダンスを得ることが可能となる。この方法で、変換器がスピーカとして使われる場合には、変換器は、音響出力およびエネルギー消費に最も良好なマッチを得るために用いられるアンプへ適合可能である。変換器がスピーカとして使われる場合には、コイルを直列あるいは並列に接続することにより、音響出力の制御に使用可能である。例えば、変換器の電圧感度は、２つのコイルを異なる形で接続した場合に、６ｄＢ調整可能である。コイルの接続は、配線により決定可能であったり、あるいは機械的スイッチもしくは電子的に制御されたスイッチによりスイッチ可能である。このスイッチ機能を含む電子チップ７０は、例えば、図８に示したように、ダイヤフラム４０上に位置決め可能である。
【００５０】
ダイヤフラム４０の好適な形状は長方形であるが、しかしながら、他の形を使用することも可能である。トング４２は、トング上の導電部分がコイル３０のワイヤ終端のそれぞれの１つへ電気的に接続するよう、導電部分がトングに達しているダイヤフラムの長い側部から延びている。
【００５１】
このようにして固定されたコイルシステム３０を備えたダイヤフラム４０は、その後、ギャップの各々２８のそれぞれの１つ内のコイルの２つの長い部分３４を伴う磁気システム２０上に取り付けられる。ダイヤフラム４０は、ケーシング５０のエッジ５１の内部側部間の距離に対応した幅を有している。所望される場合は、ダイヤフラム４０の長いエッジ４３は、磁気システム２０あるいはケーシング５０に、接着剤により固定されていてもよい。ダイヤフラム４０の短い側部４４は解放されているのが好ましく、それにより、幅の狭いスロットは、ダイヤフラム４０の２つの側部間の空気のアクセスの供与を提供する。このスロットは、特に低周波数において、変換器の音響性能に影響を及ぼす、所望される音響特性を有するよう調整可能である。
【００５２】
所望されるなら、ダイヤフラム４０の短いエッジ４４はまた、磁気システム２０あるいはケーシング５０に固定可能であり、あるいは、代替的に、短いエッジ４４が可動となるよう、スロットをフレキシブルな物質で閉じることができる。しかしながら、このフレキシブルな物質により、空気がダイヤフラム４０の一方の側部から他方の側部へ流れることを妨害する。
【００５３】
変換器からの音響出力は、選ばれたエッジの構成に依存している。最良の感度は気密エッジで得られるが、しかしながら、調整されたギャップは低周波数出力に利益を与え得る。加えて、例えば、数個の同様の変換器が線要素を形成するよう使用される構成では、短いエッジ４４の省略は有利となり得る。
【００５４】
代替的実施例では、変換器に、２つのダイヤフラム４０ａ、４０ｂ、およびダイヤフラムのそれぞれの１つに１つのコイルシステムとなる、２つのコイルシステムが提供されている。図６には、好適な実施例が示されている。２つのダイヤフラムコイルシステムは、共通の磁気システム２０の、いずれの側部にも取り付けられている。ダイヤフラム４０ａ、４０ｂの各々のコイルシステムのギャップの各々部分３４は、それらがオーバーラップするように位置決め可能である。代替的に、ギャップの各々部分３４は、それらがオーバーラップすることがないよう、ギャップ２８内に適合されることができる。この場合、反対のコイルのギャップ部分３４は、歪み信号をもたらさないよう、衝突されるべきではない。
【００５５】
図６は、上述のように、フレックスプリントにより形成された上下双方のダイヤフラムを伴う二重ダイヤフラム変換器の実施例を示している。概して、変換器の１ダイヤフラムバージョンに対する上の説明のように、磁気回路、ダイヤフラム、およびコイルシステム、ケーシングに関する同一原則はまた、二重ダイヤフラムバージョンに適用可能である。
【００５６】
この二重ダイヤフラム変換器は、概して、２つのモード―２つのダイヤフラムコイルシステムが、同相（ダイヤフラムは反対方向に動く）あるいは違相（ダイヤフラムは同一方向に動く）で電気的に結合されている―で動作可能である。変換器は、同相で結合されると、球体の指向性パターンを備えた効率的なスピーカとして使用可能である。違相で結合されると、変換器は実質的に無音振動源となる。相応して、マイクロホンとして使用されるときは、変換器は、球体指向性パターンあるいはレムニスケート的な（８字形）指向性パターンのいずれかを有することができる。
【００５７】
移動通信設備などのアプリケーションに対しては、無音アラーム信号を提供する振動源と同様に、通常動作モードによりスピーカとして役立ち得るので、二重ダイヤフラム変換器は適している。したがって、２つの機能に役立つ二重ソース変換器は、空間、重さを節約し、さらに単一構成要素の総数を減少させる。
【００５８】
適切な信号処理を適用することにより、二重ダイヤフラム変換器の指向性パターンがより詳細に制御可能となることは、特別なアプリケーションに対して利益になるであろう。しかしながら、他の機能の間でこれが可能となる周波数レンジは、ダイヤフラムのサイズに依存している。
【００５９】
コイルシステムの固定部分３５を収容する空間を提供するために、磁石２６の高さを透磁性材料の高さより、僅かに小さくすることが可能である。しかしながら、磁石２６内に刻み目（通常２つ）を提供するなどといった、コイルシステムのこれらの部分３５に必要な空間を作り出す他の構成も利用可能である。
【００６０】
図１および図２では、磁気回路２０は、１つの固形ブロックとして製造されている。これはまた、数個のラミネート層によっても製造可能である。
【００６１】
図１および図２はまた、ケーシング５０が、その側部に、ケーシング５０の底部で終わる２つの溝あるいはチャンネル５２を有していることを示している。チャンネル５２は、トング４２の幅に対応した幅を有している。トング４２は、チャンネル５２のそれぞれの１つの中で曲げられ、および受けられ、さらに、トングの終端がケーシング５０の底部で溝の部分に受けられる形で、受け取られる。トングの終端は、伝導部分の終端が露出されるように、１８０度曲げられるか、あるいは、貫通したメッキされた穴がトングを通して電気的接続を確立する。その結果、トングの伝導部分の終端部分は、変換器の電気的端子として機能することになる。携帯電話など、いくつかのアプリケーションにとり、トング４２の伝導部分を回路基板の伝導部分へ直接はんだ付けすることにより、変換器を電子装置へ接続することは利益になり得るだろう。はんだ付けの代わりに、伝導性接着剤を用いることも可能であろう。代替的に、トングの伝導部分４２の終端部分は、ケーシング５０の溝５２内に取り付けられた電気的端子５３へ、はんだ付けされ、あるいは他の手段により接続されることも可能であろう。
【００６２】
図１１は、磁束線を伴って、本発明の第２態様に従う磁気回路１２０の一実施例が示されている。第１態様に従う実施例と対照的に、磁石１２６は、その磁極１２９の１つが、１つのみの磁気ギャップの表面を形作るよう構成されている。変換器の１ギャップの実施例の透磁性ボディ１２１ａ、１２１ｂ、１２２は、図１１に描かれたように、磁石１２６を伴う脚１２１ａが反対側の脚１２１ｂより厚くなるよう、非対称形となっていることが好ましい。本発明の第１態様に従う上記の実施例に関して説明したように、ダイヤフラムを保護する前部カバーは、磁気リターンパスの一部分を形成するよう使用可能である。好適な実施例では、磁性体内の開口部１２４は貫通されている。
【００６３】
１ギャップの実施例は、上述のように、および図４に示したように、垂直な曲げコイルの１つとして形成可能な、１つのみのコイルを伴って作動可能である。しかしながら、可動システムを対称にするために、さらに、追加的に、ダイヤフラムへのより良好な機械的カップリングを確実にするために、２つのこうしたコイルは、図９に示したように、Ｔ字形断面を有するように一緒に接着可能である。しかしながら、他の実施例では、ダイヤフラム１４０に、フレックスプリントのような回路基板が使用され、さらに、コイル１３４、１３５のワイヤが、図１０に描かれたような、そして、本発明の第１態様に関してより徹底的に説明したような、フレックスプリント上のパターンであるコイルシステムが使用される。フレックスプリントは、１つ以上の別々のコイルを含むように形成可能である。コイルが１つより多い場合は、２個以上のコイルの場合について、本発明の第１態様で説明したように、直列、あるいは並列、あるいはその組合せのいずれかで、コイルを電気的に接続可能である。
【００６４】
概して、本発明の第１態様に関連して説明した他の詳細のほとんどが、１ギャップ変換器に対しても適用できる。これは、２つのダイヤフラムを伴う１ギャップ変換器の実施例についても同様である。
【００６５】
図１３は、異なる前部カバーを備えた、２つの１ダイヤフラムの実施例を示している。図１３の上部は、前部カバー１６０の平坦な前部分に位置決めされた、６つの円形音響出入開口部１６１を伴う前部カバー１６０を備えた実施例を示している。スピーカとして使われるときは、この実施例は、特に、前部カバー１６０により形成される平面に対して垂直方向、すなわち、前方方向に音響を放射する。
【００６６】
図１３の下部は、前部カバー２６０の側部部分に位置決めされた、４つの音響出入開口部２６１を有する前部カバー２６０を備えた実施例を示しており、前部カバー２６０の前部部分を形成する平坦部分は閉じている。スピーカとして使われるときは、この実施例は、特に、前部カバー２６０により形成される平面に平行な方向、すなわち、側部方向に音響を放射する。これは、いわゆるサイドシューティングあるいは片側だけの原則での携帯電話などの、移動通信装置に関連して、特に利益があるものとなろう。この原則に従い、音響出口は、ハンドフリーモードでの使用のため、携帯電話の側部部分に位置決めされている。ハンドフリーモードにおける通常の前部スピーカの代わりにサイドシューティングを用いることにより、偶然に携帯電話をユーザの耳につけた場合の、大きな音圧による聴覚損傷からユーザは保護される。
【００６７】
図１４は、図１３の上部の実施例の分解図を示している。前部カバー１６０は、フレックスプリントタイプのダイヤフラム１４０の正部に取り付けられており、磁気回路はケーシング１５０内に位置決めされている。前部カバーは、ケーシング１５０の側部に対して実質的に気密的に嵌合するように適合されたエッジ部分を有している。ケーシング１５０の側部部分および底部部分は、前部カバー１６０と共に、音響開口部のみが前部カバー１６０の前の開口部１６１により形成される、実質的に気密性のエンクロージャを形作る。
【００６８】
代替的に、変換器がインストールされる装置の内部気積（ｉｎｎｅｒ  ａｉｒ  ｖｏｌｕｍｅ）に対する音響アクセスを確立するために、追加的開口部を有していることが好適となる場合もある。これにより、ダイヤフラム１４０の後部の有効バックボリュームの増加が提供される。追加的開口部は、ケーシング１５０の底部部分内の開口部により形成されてもよく、さらに、ケーシング１５０は、例えば底部部分を有することなく形成可能である。図２では、電気的端子５３の取り付けに役立つケーシング５０内のくぼみ５２に関連して、小さな開口部が位置決めされている。
【００６９】
ダイヤフラム１４０の後部の気密性エンクロージャは、例えば、携帯電話の内部容積の音響特性に関して、何らの音響上の制限も携帯電話メーカーに課すことのない携帯電話用スピーカを提供するために好適かもしれない。しかしながら、音響上良好な性能を有するスピーカユニットを提供するためには、ある程度の大きさの有効バックボリュームが必要である。したがって、気密性バックボリュームを有するスピーカユニットは、通常、開放後側を有する同様のバージョンより大きくなる。
【００７０】
図１５は、図１３の下部の実施例の分解図を示している。前部カバー２６０は、フレックスプリントタイプのダイヤフラム２４０の前に取り付けられており、磁気回路はケーシング２６０に位置決めされている。
【００７１】
図１４の実施例に関する説明と同様に、前部カバーは、ケーシング２５０の側部部分および底部部分が、前部カバー２６０と共に、ダイヤフラム２４０の後部に、実質的に気密性のエンクロージャを形作るよう、ケーシング２５０の側部に対して実質的に気密的に嵌合するように適合されたエッジ部分を有していてもよい。したがって、変換器の音響開口部のみは、前部カバー２６０の側部の開口部２６１により形成されている。代替的に、上述のように、変換器の後部部分の開口部が好適となる場合もあろう。
【００７２】
本発明に従う変換器の全ての実施例は、マイクロホンあるいはスピーカ変換器として使用可能である。説明された本発明の異なる実施例は、全て、非常にコンパクトな大きさで製造される可能性を有している。本発明に従う全ての変換器は、非常に小さい高さで製造可能である。これは、特に、磁性体内に貫通開口部が備えられているように製造される場合である。変換器はまた、非常にスリムに製造可能である―特に１ギャップバージョンは、この目的に適合している。幅は、４ミリメートル以下にすることが可能である。コンパクトな大きさは、この変換器を、移動通信設備や補聴器などのように、非常に限られた量の空間に位置決めされるスピーカとして使用するような、多くの新しいアプリケーションへの道を開くものである。
【００７３】
非常にコンパクトな大きさで製造可能な新しいアプリケーションの例は、全体の大きさを増加させることなく、電話のディスプレーの両側面上にそれぞれ変換器を取り付け可能な携帯電話の中にある。こうすれば、電話でステレオサウンドトラックを再生可能となる。これは、ディスプレー上に示される映画あるいはビデオクリップと共に使用可能である。２つのスピーカの間の距離がかなり小さいにもかかわらず、位相操作などの電子操作がステレオ効果を高めるために使用可能である。細長いスピーカ要素に対する他の可能なアプリケーションは、例えばラップトップコンピュータあるいはパームコンピュータなどのコンピュータディスプレイの側部に位置決めすることである。
【００７４】
１つの細長いスピーカ要素を形成するよう、数個の変換器が積み重ねられている場合には、多くの利点を得ることが可能である。細長いスピーカの音響効果は、その主軸に対して垂直方向への高指向性を示すことである。これは、いくつかのアプリケーションに対する多くの利点を有している。例えばコンピュータディスプレイの側部で使われるときには、スピーカは、リスナーに向かって方向付けることが可能であり、したがって、環境からの妨害は最小となり得る―オープンプランオフィスにおいては重要な効果である。概して、音響環境、すなわち反射が存在している環境上での音響再生の独立を意図したアプリケーションでは、高指向性スピーカが有利である。この例には、バイノーラル信号（こうした人為ヘッド録音あるいは純粋に合成された信号）の形式での３Ｄ音響再生のためのものがある。これらの信号は、ヘッドホンでの再生に最も良好に適合する。しかしながら、ヘッドホンに代えて、３Ｄ音響再生技術が、スピーカおよび電子的補償（クロストークキャンセル）と適切に機能するよう意図されるときには、高指向性スピーカが有利である。低指向性スピーカを備えた、コンピュータディスプレイに関する、３Ｄ音響再生。
【００７５】
非常に細長いスピーカ要素も、低周波領域をカバーするサブウーファを備えたものならば、ハイ‐ファイスピーカとして使用可能である。細長いスピーカ要素は、空間を占めることなく、居間に―例えば、部屋の隅、あるいは床と壁との間の木製モールドを取り替えることにより―容易に取り付け可能である。このスリムな要素は、―装飾的効果を上げる可能性も伴って―壁に取り付けることも可能である。
【００７６】
小さな高指向性スピーカのアプリケーションに対するさらなる他の例は、視覚障害者のための設備である。ここでは、指向性スピーカは、特定の位置でのみ聴取可能な音響を用いて、人を誘導するために使用可能である。こうした設備の例は、２つの交差した道路の何れに、特定の音響指示が有効かを区別し難くなり得る場所の、歩行者用の周知の「聞きとれる交通信号」である。道路を渡ろうとして人が所定の位置にいるときに、関連する音響信号機のみを聴取可能となるように構成されているなら、高指向性音源は、２つの交差した道路の区別を容易にすることを補助可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本質部分が分解された本発明の好適な実施例を示す、上方から見た斜視図である。
【図２】同一部品を下方から見た斜視図である。
【図３】磁束線を伴う図１、図２の変換器内の磁気回路を示す図である。
【図４】図１、図２の変換器のための２つのコイルを示す図である。
【図５】シングルツイストコイルに基づく、代替的コイル構成を示す図である。
【図６】本質部分が分解された、２つのダイヤフラムを伴う本発明の一実施例を示す図である。
【図７】フレックスプリントを用いて実行される、統合されるダイヤフラムおよびコイルのシステムを示す図である。
【図８】電子チップを備えて取り付けられた、図７のダイヤフラムおよびコイルのシステムのバージョンを示す図である。
【図９】本発明の１つのギャップの実施例のためのＴ形二重コイルを示す図である。
【図１０】フレックスプリントを用いる、１つのギャップの実施例のための、代替的ダイヤフラムおよびコイルのシステムを示す図である。
【図１１】磁束線を伴う、１つのギャップを伴う実施例の磁気回路を示す図である。
【図１２】磁気回路に統合された前部カバーを伴う実施例の断面図である。
【図１３】異なる前部カバーを伴う、２つの１ダイヤフラムの実施例を示す図である。
【図１４】図１３の第１実施例の分解図である。
【図１５】図１３の第２実施例の分解図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月6日(2005.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のギャップと、前記第１及び第２のギャップの各々に同一方向の磁場を形成する磁気手段とを有する磁気回路と、
ダイヤフラムと、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含むコイルシステムであって、前記コイルシステムは、前記ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、前記コイルシステムは、前記第１及び第２のギャップのそれぞれ１つに位置決めされた、前記導電経路の第１及び第２のギャップ部分をさらに有する、コイルシステムと
を備え、
前記磁気手段は、磁石の各々の磁極が前記第１及び第２のギャップのそれぞれの１つの表面を形作るように構成された磁石を含んでいる、電気音響変換器。
【請求項２】
上部コイルシステムの第１および第２のギャップ部分が、実質的に同一方向に電流を流すよう適合されている、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板によって前記ダイヤフラムを形成し、前記コイルシステムが導電経路により前記フレキシブル回路基板上に形成されている、請求項１又は２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含んでいる、請求項３に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記磁気回路が透磁性材料のボディを含み、前記ボディは貫通した開口部を有し、前記開口部は１対の対向する表面を有し、前記対向する表面の各々は、前記第１および第２のギャップのそれぞれの１つの表面を形作っている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
【請求項６】
前記磁石は、前記透磁性材料のボディの前記開口部に対称に位置決めされている、請求項５に記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記ダイヤフラムは導電部分を有し、前記コイルシステムが、前記ダイヤフラムの導電部分に電気的に接続した導電経路終端を有し、前記導電部分が、前記電気音響変換器の電気的に終結させるための外部アクセス可能部分をさらに有している、請求項１から６のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
【請求項８】
前記磁気回路を収容するケーシングをさらに含み、前記ケーシングが、２対のエッジにより形作られた長方形の開口部を含み、前記ダイヤフラムが、前記長方形の開口部の少なくとも一部を覆う形で前記ケーシングに取り付けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
【請求項９】
前記ダイヤフラムは、前記ケーシングの長方形の開口部を覆うよう、長方形をしている、請求項８に記載の電気音響変換器。
【請求項１０】
前記第１および第２のギャップの各々は上部および下部部分を有し、前記コイルシステムのギャップ部分は、前記ギャップの各々の上部部分に位置決めされ、
下部ダイヤフラムと、
導電経路を形成する少なくとも１つのコイルを含む下部コイルシステムであって、前記下部コイルシステムは、前記下部ダイヤフラムに固定された導電経路の部分を有し、前記下部コイルシステムは、第１および第２のギャップの下部部分のそれぞれの１つに位置決めされた、その導電経路の第１および第２のギャップ部分をさらに有する前記下部コイルシステムと
を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
【請求項１１】
コイルシステムをダイヤフラムに固定する、実質的に平坦な固定部分と、
固定平面外部の少なくとも２つのギャップ部分であって、各々のギャップ部分は、固定部分に実質的に平行な多数の導電セグメントを含む少なくとも２つのギャップ部分と
を備え、
前記コイルシステムのギャップ部分は同一方向に電流を流すよう適合されており、前記ギャップ部分は、それぞれの磁気ギャップ内の位置に適合されている、電気音響変換器用コイルシステム。
【請求項１２】
各々が、ギャップのそれぞれの１つに位置決めされたギャップ部分を有する、２つの実質的に同様のコイルを含む、請求項１１に記載のコイルシステム。
【請求項１３】
前記コイルのギャップ部分は、その固定部分に対して実質的に垂直となっている、請求項１１又は１２に記載のコイルシステム。
【請求項１４】
前記コイルは、フレックスプリントなどのフレキシブル回路基板上に形成された、導電経路により形作られている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のコイルシステム。
【請求項１５】
前記フレキシブル回路基板上に取り付けられた電子手段をさらに含む、請求項１４に記載のコイルシステム。
【請求項１６】
シングルツイスト・フラットコイルを含む、請求項１１に記載のコイルシステム。
【国際調査報告】
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