本發(fā)明涉及一種靜電式換能器，特別是但不僅限于適于重現(xiàn)音頻信號(hào)的揚(yáng)聲器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的靜電式揚(yáng)聲器包括設(shè)置在兩個(gè)多孔導(dǎo)電背板之間以形成電容器的導(dǎo)電膜。直流偏壓作用于該膜，而交流信號(hào)電壓作用于兩個(gè)背板?？赡苄枰獢?shù)百甚至數(shù)千伏的電壓。信號(hào)導(dǎo)致了施加于帶電荷的膜上的靜電力，該帶電荷的膜移動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)在其任一側(cè)的空氣。

在US 7095864中，公開(kāi)了一種包括多層板的靜電式揚(yáng)聲器。電絕緣層夾在兩個(gè)導(dǎo)電外層之間。絕緣層在其一側(cè)上具有圓形凹陷。當(dāng)直流偏壓加到兩個(gè)導(dǎo)電層上時(shí)，其中一層的部分被吸引到絕緣層上從而形成了跨越凹陷的小鼓皮。當(dāng)施加交流信號(hào)時(shí)，鼓皮共振，并且部分導(dǎo)電層振動(dòng)從而產(chǎn)生了要求的聲音。

在WO 2007/077438中公開(kāi)了包括多層板的又一種類型的靜電式揚(yáng)聲器。電絕緣層夾在兩個(gè)導(dǎo)電外層之間。在這種布局中，其中一個(gè)導(dǎo)電外層是多孔的，例如可以是設(shè)有尺寸通常是0.11mm的孔隙的編織絲網(wǎng)。

在US 2009/0304212中公開(kāi)了一種包括導(dǎo)電背板的靜電式揚(yáng)聲器，該導(dǎo)電背板設(shè)有通氣孔陣列以及間隔件陣列。在該背板上放置有包括介電體和導(dǎo)電膜的膜。背板和膜之間的間隔大約是0.1mm，施加于導(dǎo)電背板和導(dǎo)電膜的低電壓會(huì)推動(dòng)膜從而生成音頻。

該類型靜電揚(yáng)聲器的一個(gè)問(wèn)題是使膜獲得足夠的位移。WO 2012/156753公開(kāi)了一種靜電式換能器，包括具有通孔的導(dǎo)電第一層，在第一層上的柔性絕緣第二層，和設(shè)置在第二層上的柔性導(dǎo)電第三層。在第一和第二層之間或者在第二和第三層之間設(shè)置間隔。第一和第二層之間的間隔允許第二和第三層運(yùn)動(dòng)的更大自由度，允許第二和第三層更大的位移。發(fā)現(xiàn)第二和第三層之間的間隔也能改進(jìn)聲學(xué)性能。

然而，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)這種類型靜電式換能器的聲學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

從第一方面看時(shí)，本發(fā)明提供的靜電式換能器包括：具有通過(guò)孔陣列的導(dǎo)電第一構(gòu)件；以及一個(gè)以上的另外構(gòu)件，

其中所述一個(gè)以上的另外構(gòu)件包括柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件，其布置成在使用中通過(guò)響應(yīng)于應(yīng)用到所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個(gè)或全部的電勢(shì)的靜電力從平衡位置朝向所述第一構(gòu)件移位，

并且其中所述一個(gè)以上的另外構(gòu)件中的至少一個(gè)是可彈性變形的，并布置成在使用中施加彈性偏向力以使所述第二構(gòu)件在由于所述電勢(shì)偏離所述平衡位置時(shí)偏置返回至所述平衡位置。

可彈性變形構(gòu)件從而儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，由于其在第二構(gòu)件朝向第一構(gòu)件移位時(shí)變形。當(dāng)電勢(shì)下降時(shí)，創(chuàng)造該勢(shì)能的力下降，并且可彈性變形的構(gòu)件部分或者完全恢復(fù)回到其未變形的狀態(tài)，在第二構(gòu)件上施加對(duì)應(yīng)的反向力?？蓮椥宰冃蔚臉?gòu)件因此充當(dāng)彈簧，使得第二構(gòu)件更快速地恢復(fù)到其平衡位置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這能改進(jìn)換能器的聲學(xué)性能。例如這種布置可以增加可用頻率范圍，并且提高由換能器產(chǎn)生的聲音的整體品質(zhì)。在一些實(shí)施例中已經(jīng)觀察到，這種布置在200Hz和5kHz之間的聲壓級(jí)中表現(xiàn)出6dB的增加。

如上概述的本發(fā)明可以被應(yīng)用到所謂的推挽式換能器，其中導(dǎo)電構(gòu)件被設(shè)置在柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件的任一側(cè)，以在兩個(gè)方向上移動(dòng)其。然而在優(yōu)選實(shí)施例中，所述換能器布置成在使用中，應(yīng)用電勢(shì)，所述電勢(shì)只產(chǎn)生導(dǎo)電第一構(gòu)件和柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件之間的靜電吸引力。在這種布置中，只有單個(gè)導(dǎo)電第一構(gòu)件是必須的。但是上文提到的回復(fù)力允許實(shí)現(xiàn)良好的聲學(xué)性能。

可彈性變形的構(gòu)件可以被布置成，通過(guò)所述第二構(gòu)件的移位處于拉伸或者壓縮的狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件也是提供偏向力的可彈性變形的構(gòu)件，因此，靜電式換能器可以只具有兩個(gè)部件：剛才描述的導(dǎo)電第一構(gòu)件，和柔性以及彈性導(dǎo)電第二構(gòu)件。

在一些實(shí)施例中，靜電式換能器包括至少三個(gè)構(gòu)件：導(dǎo)電第一構(gòu)件、柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件，以及在第一和第二構(gòu)件之間的柔性電絕緣第三構(gòu)件。在這些實(shí)施例中，第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)或全部是可彈性變形的，并且提供規(guī)定的偏向力。若第三構(gòu)件可彈性變形，則其可彈性壓縮。當(dāng)電勢(shì)被應(yīng)用到第一和第二構(gòu)件，它們被吸引到一起。彈性第三構(gòu)件受到將第一和第二構(gòu)件吸引到一起的電場(chǎng)力被壓縮，并且其施加作為對(duì)于這種壓縮反應(yīng)的恢復(fù)力的偏向力。

在一些實(shí)施例中，所述柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件可以可以延伸遍布所述第一構(gòu)件，并且可彈性變形的第三構(gòu)件可以延伸遍布所述第二構(gòu)件。第三構(gòu)件可以至少部分地結(jié)合到第二構(gòu)件，盡管這不是必須的。這些實(shí)施例的第二和第三構(gòu)件從而形成了復(fù)合結(jié)構(gòu)。據(jù)信，可彈性變形的第三構(gòu)件的存在，使得包括第二和第三構(gòu)件的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在電勢(shì)下更加彈性地變形。復(fù)合層的該屬性引起，在電勢(shì)下降時(shí)朝著平衡位置更快速地移動(dòng)變形復(fù)合結(jié)構(gòu)的彈簧力，從而改進(jìn)換能器的聲學(xué)性能。

在一些實(shí)施例中，所述可彈性變形的構(gòu)件憑借其具有的非平面輪廓(例如，復(fù)雜的3D輪廓)可彈性變形。所述輪廓可以包括多個(gè)局部突出部分。突出部分可以是連續(xù)的(具有表現(xiàn)出平滑變化坡度的輪廓，例如在波紋的情況下)，或者可以是離散的，例如階梯形突出。突出部分可以具有任何合適的形狀，例如它們是圓形的。突出部分可以具有任何合適的排列或圖案，例如圖案可以是規(guī)則的或隨機(jī)的。在一些實(shí)施例中，突出部分具有正方形的晶格排列。在一些實(shí)施例中，凸起區(qū)域可以具有六方密堆排列。

這種非平面的輪廓可以通過(guò)任何合適的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如模制，但是在一些實(shí)施例中，非平面輪廓可以壓印構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)。任何合適的壓印技術(shù)都可以被使用，可以根據(jù)制造構(gòu)件的材料來(lái)優(yōu)選壓印技術(shù)。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，使用熱壓印來(lái)壓印可彈性變形的構(gòu)件。

只要是可彈性變形的構(gòu)件的突出部分都可以具有任何合適的形狀和尺寸。在一些實(shí)施例中，所述突出部分平行于所述可彈性變形的構(gòu)件的中間面的最大尺寸在1mm至20mm之間，例如在5mm至10mm之間。

通常，可以對(duì)突出部分的形狀、尺寸和排列進(jìn)行選擇，以實(shí)現(xiàn)可彈性變形的構(gòu)件的最佳彈簧常數(shù)。

可彈性變形的構(gòu)件的最佳有效厚度(即，若構(gòu)件被壓型，則為3D輪廓的深度)可以取決于第一構(gòu)件對(duì)于第二構(gòu)件所需要的變形度，也可以取決于第一構(gòu)件對(duì)于第二構(gòu)件所需要的接近度。例如，若被壓型的第三構(gòu)件被設(shè)置在第一和第二構(gòu)件之間，如果第三構(gòu)件的有效厚度太大，這將減少第一和第二構(gòu)件之間的靜電力，這可能對(duì)換能器的性能產(chǎn)生不利地影響。相反，如果有效厚度太小，這可能減少可彈性變形的構(gòu)件能夠提供的恢復(fù)彈簧力，這可能減少可以實(shí)現(xiàn)的潛在利益。在一些實(shí)施例中，可彈性變形的構(gòu)件的有效厚度在0.25mm至10mm之間。

單個(gè)構(gòu)件中的該輪廓可以包括一系列的形狀、尺寸和/或布置。例如，與中間相比，可以朝著構(gòu)件的邊緣設(shè)置不同的圖案。這種變化也可以幫助提供最佳彈簧常數(shù)或者穿過(guò)構(gòu)件的彈簧常數(shù)的變化。

若換能器包括在第一和第二構(gòu)件之間的柔性電絕緣第三構(gòu)件，并且若第二和第三構(gòu)件都被壓型以便可彈性變形，各自的輪廓圖案可以被布置成，第二構(gòu)件的突出部分的位置與第三構(gòu)件的突出部分不重疊。這可以有助于第一和第二構(gòu)件對(duì)于第三構(gòu)件的壓縮。同樣地，也可以有助于第二構(gòu)件的壓縮。

在一些實(shí)施例中，若第二和第三構(gòu)件都被壓型，所述第二和第三構(gòu)件的各自的輪廓圖案相反，即若第三構(gòu)件突出，則第二構(gòu)件不突出，反之亦然。從而對(duì)于該特定的圖案，第二構(gòu)件的非突出部分和第三構(gòu)件的突出部分之間的接觸被最大化，因此增強(qiáng)了第二和第三構(gòu)件的壓縮。

除了如上所述的，第二和第三構(gòu)件被結(jié)合以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)以外，構(gòu)件也可以是分離的，即彼此獨(dú)立地自由移動(dòng)。因此在這些實(shí)施例中，這些構(gòu)件可以僅在所述換能器的邊緣連接。在其他的實(shí)施例中，這些構(gòu)件可以部分地或者橫跨它們整個(gè)表面地結(jié)合在一起。例如，這些構(gòu)件可以在將它們完全分隔開(kāi)的結(jié)合線結(jié)合?？梢栽诘谝缓偷诙?gòu)件之間提供結(jié)合。若換能器包括位于第一和第二構(gòu)件之間的第三構(gòu)件，可以在第一和第三構(gòu)件之間、第三和第二構(gòu)件之間，或者既在第一和第三構(gòu)件之間又在第三和第二構(gòu)件之間，提供結(jié)合。構(gòu)件之間的結(jié)合可以具有忽略不計(jì)的厚度，或者可以用作分離構(gòu)件的間隔件。

第一、第二和/或第三構(gòu)件包括基本上平面的片材。

導(dǎo)電第一構(gòu)件可以由任何合適的材料或者材料的組合制成。導(dǎo)電第一構(gòu)件優(yōu)選剛性的，但也可以是半剛性的或者柔性的。例如，所述導(dǎo)電第一構(gòu)件可以是包括聚合物片的復(fù)合層，所述聚合物片具有通過(guò)金屬化應(yīng)用在其上的導(dǎo)電層，例如通過(guò)氣相沉積。導(dǎo)電層可以包括鋁?；蛘撸谝粯?gòu)件可以包括金屬片。在一些實(shí)施例中，金屬片為鋁。

第一構(gòu)件中的孔可以是圓形的。所述孔平行于所述第一構(gòu)件的中間面的最大尺寸在0.5mm至10mm之間，例如大約1.5mm。所述孔之間的間距可以在0.5mm和2mm之間，例如大約1mm。文中根據(jù)孔間距而使用的術(shù)語(yǔ)“間距”，其含義是相鄰的孔最近的邊之間的距離(即，孔之間材料的厚度)，而不是，例如，相鄰孔的中心之間的距離。

只要是柔性絕緣第三構(gòu)件都可以由任何合適的材料或者材料的組合制成，但是優(yōu)選其由聚合物，例如聚酯膜制成。

柔性導(dǎo)電第二構(gòu)件可以由任何合適的材料或者材料的組合制成，但是優(yōu)選其由金屬化聚合物片制成。例如，第二構(gòu)件可以由通過(guò)金屬化在上面設(shè)置有鋁層的聚酯高分子片制成。

為了最大限度地增加第二構(gòu)件在電場(chǎng)力影響下的可實(shí)現(xiàn)的移位，需要的第二和第三構(gòu)件，以縮短電勢(shì)應(yīng)用到的第一和第二構(gòu)件之間的分離。這尤其適用于如果第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)未被壓型的情況。

若第二構(gòu)件不具有3D輪廓，它的厚度可以小于50μm，例如厚度小于30μm，例如厚度大約10μm。若第三構(gòu)件不具有3D輪廓，它的厚度可以小于50μm，例如厚度小于30μm，例如厚度大約10μm。

對(duì)于被壓型的構(gòu)件，所述構(gòu)件由于壓型，有效厚度將有增加，可以如上文所討論的對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化。制成所述構(gòu)件的材料的厚度可以影響所述構(gòu)件的彈簧常數(shù)。因此，可以對(duì)材料的厚度進(jìn)行選擇以產(chǎn)生所需的彈簧常數(shù)。

若第二構(gòu)件具有3D輪廓，它可以由厚度小于50μm的片材制成，例如由厚度小于30μm的片材制成，例如由厚度大約10μm的片材制成。若第三構(gòu)件具有3D輪廓，它可以由厚度小于50μm的片材制成，例如由厚度小于30μm的片材制成，例如由厚度大約10μm的片材制成。

每個(gè)構(gòu)件的厚度可以是常數(shù)，或者可以橫跨換能器變化。

附圖說(shuō)明

僅作為示例，現(xiàn)參照附圖描述某些實(shí)施例，其中：

圖1為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的換能器的圖解剖面，其中換能器包括壓印柔性電絕緣構(gòu)件；

圖2為圖1換能器的壓印絕緣構(gòu)件的平面圖；

圖3為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的換能器的圖解剖面，其中換能器包括柔性絕緣構(gòu)件，并且其中壓印有柔性導(dǎo)電構(gòu)件；

圖4為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的換能器的圖解剖面，其中換能器包括壓印柔性絕緣構(gòu)件，并且其中壓印有柔性導(dǎo)電構(gòu)件；

圖5為圖4換能器的部分的圖解平面圖，示出了覆蓋在壓印絕緣構(gòu)件上的壓印柔性導(dǎo)電構(gòu)件；

圖6為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的換能器的圖解剖面，其中換能器由兩個(gè)構(gòu)件組成，并且壓印有柔性導(dǎo)電構(gòu)件；

圖7為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的換能器的圖解剖面，其中換能器包括覆蓋在柔性導(dǎo)電構(gòu)件上并結(jié)合至其上的壓印柔性絕緣構(gòu)件。

具體實(shí)施方式

圖1示出換能器100，包括3mm厚的第一構(gòu)件或背板102。第一構(gòu)件102由絕緣聚合物片制成，通過(guò)金屬化工藝其上表面設(shè)有導(dǎo)電層(未示出)?？蓮椥宰冃蔚碾娊^緣構(gòu)件104延伸遍布第一構(gòu)件102，其由10μm厚的聚合物片制成。復(fù)合第二構(gòu)件106延伸遍布可變形的絕緣構(gòu)件104，其是柔性且導(dǎo)電的。復(fù)合第二構(gòu)件106包括柔性絕緣聚合物片108，其具有通過(guò)金屬化覆蓋其上的導(dǎo)電層110。導(dǎo)電層110在聚合物片108背對(duì)絕緣構(gòu)件104的表面上。第二構(gòu)件106具有10μm的厚度，盡管在其他實(shí)施例中可使用其他厚度。

第一構(gòu)件102設(shè)有通孔112的陣列。這些孔112為直徑1mm的圓形，且孔間間距為1mm。通孔112以規(guī)則正方形的晶格排列定位。

可彈性變形的絕緣構(gòu)件104壓印有圖案，以便在較低區(qū)域116之間設(shè)置突出區(qū)域114。在本實(shí)施例中，突出區(qū)域114為長(zhǎng)度2.5mm、間距2mm的橢圓形區(qū)域。然而，在其他實(shí)施例中，突出區(qū)域114可使用其他尺寸和間距。在本實(shí)施例中，突出區(qū)域114以如圖2所示的正方形晶格排列布置。絕緣構(gòu)件104的壓印提供了有效厚度為0.5mm的層。由制成絕緣構(gòu)件104的聚合物的壓印和柔性實(shí)現(xiàn)的3D輪廓為絕緣構(gòu)件104提供了可彈性壓縮的性能。這意味著，當(dāng)絕緣構(gòu)件104在第一構(gòu)件102和第二構(gòu)件106之間被壓縮時(shí)，絕緣構(gòu)件104彈性變形，以允許其他兩個(gè)構(gòu)件102、106靠近彼此，但也提供了傾向于將構(gòu)件102、106推開(kāi)的彈性偏向力。

當(dāng)換能器工作時(shí)，電勢(shì)施加到第一構(gòu)件102以及第二構(gòu)件106的導(dǎo)電層110。電勢(shì)由添加至交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)(+/-200V)的直流電勢(shì)(250V)構(gòu)成，所述交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)所需的聲音。這導(dǎo)致電勢(shì)可在50V和450V之間變化，取決于所需的聲音波形。電勢(shì)引起第一構(gòu)件102和第二構(gòu)件106之間取決于電勢(shì)強(qiáng)度的靜電吸引力。作為該力的結(jié)果，第二構(gòu)件106移向第一構(gòu)件102，使其周?chē)目諝庖苿?dòng)。由此產(chǎn)生了電信號(hào)的聲學(xué)響應(yīng)。

可彈性壓縮的絕緣構(gòu)件104的作用在于在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件106在靜電勢(shì)的影響下朝向彼此移動(dòng)時(shí)，提供彈簧偏向力。當(dāng)靜電電勢(shì)下降時(shí)，由可彈性壓縮的絕緣構(gòu)件104提供的偏向力占優(yōu)勢(shì)，并將第一構(gòu)件102和復(fù)合構(gòu)件106推開(kāi)，回到它們的平衡位置?？蓮椥詨嚎s的構(gòu)件104因此用作復(fù)位彈簧，在電勢(shì)下降后，使復(fù)合構(gòu)件106更快地恢復(fù)至其平衡位置，從而提高換能器的聲學(xué)性能。

圖2示出了圖1實(shí)施例的壓印絕緣構(gòu)件104的平面圖。壓印絕緣構(gòu)件104在非突出區(qū)域116之間設(shè)有突出區(qū)域114的陣列。突出區(qū)域114為長(zhǎng)度2.5mm的橢圓形。突出橢圓區(qū)域114以正方形的晶格排列布置，使得突出區(qū)域114之間的間距具有與橢圓區(qū)域的長(zhǎng)度大致相同的長(zhǎng)度尺寸。在其他實(shí)施例中，長(zhǎng)度尺寸可不同、相似或完全相同的。取決于圖案，“突出”區(qū)域能夠朝著或者遠(yuǎn)離第一構(gòu)件102突出。

在其他實(shí)施例中，突出區(qū)域的其他形狀尺寸和布置也是可能的。例如，突出區(qū)域可以是圓形的。在其他實(shí)施例中，突出區(qū)域可具有，例如，1mm的尺寸和1mm的間距，或者4mm的尺寸和4mm的間距，或者4mm的尺寸和1mm的間距。在其他示例性實(shí)施例中，突出區(qū)域可以不同圖案布置，例如六方密堆(hexagonal close-packed)積晶格排列，或者凸起區(qū)域可隨機(jī)布置。凸起區(qū)域的圖案或布置可以在壓印絕緣構(gòu)件104的整個(gè)表面變化。

圖3示出換能器300的替代實(shí)施例。在該實(shí)施例中，第一構(gòu)件302為5mm厚，盡管其他厚度也是可能的。第一構(gòu)件302由聚合物片制成，具有通過(guò)金屬化在其一個(gè)表面上應(yīng)用的導(dǎo)電層。在該實(shí)施例中，金屬化為鋁層，盡管其他金屬可用于金屬化，或者可使用固體金屬片。柔性電絕緣片構(gòu)件304在鄰近金屬化層的表面上延伸遍布第一構(gòu)件302。絕緣構(gòu)件304由高分子聚酯膜(polymer Mylar)片制成，盡管也可以使用其他材料或者其他聚合物。聚合物片具有10μm的厚度，盡管其他厚度也是可能的。

柔性導(dǎo)電復(fù)合第二構(gòu)件306延伸遍布絕緣板302。復(fù)合第二構(gòu)件306包括其上覆蓋鋁金屬化層310的柔性聚合物片308。在該實(shí)施例中，第二構(gòu)件306被壓印以便提供突出區(qū)域314和非突出區(qū)域316。復(fù)合構(gòu)件306的壓印使其具有0.5mm的有效厚度。復(fù)合構(gòu)件306的三維結(jié)構(gòu)為其提供了可彈性變形的性能。

在換能器工作過(guò)程中，電勢(shì)提供給第一構(gòu)件302以及第二構(gòu)件306的金屬化層310，使得這些構(gòu)件相互吸引。當(dāng)?shù)诙?gòu)件306朝向第一構(gòu)件302移動(dòng)時(shí)，它通過(guò)絕緣構(gòu)件304與第一構(gòu)件302分離。一旦第二構(gòu)件306接觸絕緣構(gòu)件304，絕緣構(gòu)件304的反作用力阻止絕緣構(gòu)件304的非突出區(qū)域316進(jìn)一步移動(dòng)更靠近第一構(gòu)件302。然而，由于電勢(shì)，突出區(qū)域314可在靜電力作用下繼續(xù)朝向第一構(gòu)件302移動(dòng)。由于第二構(gòu)件306和第一構(gòu)件302之間的吸引力，第二構(gòu)件306因此被壓縮。當(dāng)靜電電勢(shì)下降時(shí)，可彈性壓縮的第二構(gòu)件306返回至其非變形狀態(tài)，彈起離開(kāi)絕緣構(gòu)件304。由于彈簧力，第二構(gòu)件306因此更快地從第一構(gòu)件302移向其平衡位置，從而提供了換能器300改進(jìn)的聲學(xué)性能。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，換能器400包括導(dǎo)電的第一構(gòu)件402。該構(gòu)件為6mm厚，并且例如由其上具有金屬化層的聚合物片制成。第一構(gòu)件402設(shè)有以六方密堆積晶格排列的通孔412的陣列。通孔412具有1mm的尺寸和1mm的間距。在第一構(gòu)件402上，鄰近金屬化層，設(shè)置了柔性絕緣構(gòu)件404。絕緣構(gòu)件404被壓印，以便在非突出區(qū)域416之間設(shè)置突出區(qū)域414。突出區(qū)域?yàn)閳A形，具有3mm的直徑和3mm的間距。所述突出區(qū)域414以正方形的晶格排列布置。制成壓印第二層404的聚合物層為10μm厚。層404的壓印使其具有0.8mm的有效厚度。

柔性導(dǎo)電復(fù)合第二構(gòu)件406延伸遍布第二層404，所述柔性導(dǎo)電復(fù)合第二構(gòu)件406包括聚合物片408，其具有應(yīng)用在其一個(gè)表面上的金屬化層410。聚合物片408加上金屬化層410的厚度為10μm。第二構(gòu)件406也被壓印并且具有0.8mm的有效厚度。第二構(gòu)件406的壓印在非突出區(qū)域420之間設(shè)置了突出區(qū)域418。突出區(qū)域418也為圓形。突出區(qū)域418具有3mm的直徑。突出區(qū)域418之間的間距420和絕緣構(gòu)件404的突出區(qū)域414之間的間距416相同，即3mm。這使得對(duì)齊壓印構(gòu)件404、406成為可能，使得絕緣構(gòu)件404的突出區(qū)域414與第二構(gòu)件406的非突出區(qū)域420相一致，而第二構(gòu)件406的突出區(qū)域418與絕緣構(gòu)件404的非突出區(qū)域416相一致。下文將參照?qǐng)D5進(jìn)一步描述這種布置。

圖5示出了圖4中示出的實(shí)施例的絕緣構(gòu)件404和復(fù)合構(gòu)件406的圖解平面圖。絕緣構(gòu)件404由虛線表示，而第二構(gòu)件406由實(shí)線表示。兩個(gè)構(gòu)件404、406的突出區(qū)域414和418以正方形的晶格排列布置。然而，如圖5所示，第二構(gòu)件406的突出區(qū)域418沿x和y方向偏移半個(gè)晶格間距，使得突出區(qū)域414在形成正方形的每組四個(gè)突出區(qū)域414之間定位在非突出區(qū)域420的中心。這使得突出區(qū)域414被非突出區(qū)域420壓縮，使得第二構(gòu)件406朝向第一構(gòu)件402移動(dòng)時(shí)，絕緣構(gòu)件404被壓縮。突出區(qū)域414因此也能夠在第二構(gòu)件406被吸引朝著第一構(gòu)件402時(shí)，提供對(duì)抗非突出區(qū)域420的反作用力。正如上文參照?qǐng)D3所描述的，該反作用力有利于第二構(gòu)件406的壓縮。

在有關(guān)圖4實(shí)施例的變化中，壓印構(gòu)件404、406中的一個(gè)的壓印可以倒置，使得這些構(gòu)件中的一個(gè)設(shè)置有圓形突出區(qū)域，而另一個(gè)構(gòu)件在相反方向設(shè)置有圓形突出區(qū)域。在這些變型中，各自的圓形突出區(qū)域可以布置成精確重合，使得兩個(gè)構(gòu)件套疊，從而最大化它們之間的接觸面積。

在圖4和5換能器的作用下，電勢(shì)應(yīng)用到第一構(gòu)件402和第二構(gòu)件406的導(dǎo)電金屬化層410，使得構(gòu)件402、406相互吸引。在電勢(shì)作用下，第一構(gòu)件402和第二構(gòu)件406朝向彼此移動(dòng)。在第一構(gòu)件402和第二構(gòu)件406之間的壓印絕緣構(gòu)件404因此被壓縮。按圖3所描述的相同的機(jī)理，壓印第二構(gòu)件406由于自身和第一構(gòu)件402之間的吸引力以及絕緣構(gòu)件404的反作用力也被壓縮。

當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件402和復(fù)合構(gòu)件406之間的電勢(shì)下降時(shí)，按上文圖2和3所描述的相同的機(jī)理，絕緣構(gòu)件404和第二構(gòu)件406的彈簧力更快速地將復(fù)合構(gòu)件406推向其平衡位置。從而改進(jìn)換能器的聲學(xué)性能。

圖6示出包括第一構(gòu)件602和復(fù)合第二構(gòu)件606的換能器600的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，在第一構(gòu)件602和第二構(gòu)件606之間沒(méi)有另外的柔性絕緣構(gòu)件。第一構(gòu)件602為具有通孔612的導(dǎo)電構(gòu)件。第一構(gòu)件602由聚合物片制成，在其一個(gè)表面上具有金屬化層，第一構(gòu)件602厚度1mm。在其他實(shí)施例中，它同樣可以是金屬。第二構(gòu)件604在鄰近金屬化的一側(cè)延伸遍布第一構(gòu)件602。第二構(gòu)件606是柔性且導(dǎo)電的，并且包括柔性聚合物片608，在其背對(duì)第一構(gòu)件602的表面上具有金屬化層610。第二構(gòu)件606被壓印使得其可彈性壓縮。壓印在相對(duì)非突出區(qū)域616之間提供了突出區(qū)域614。

在換能器的作用下，電勢(shì)應(yīng)用到第一構(gòu)件602和第二構(gòu)件606的金屬化層610。該電勢(shì)使得第一構(gòu)件602和復(fù)合構(gòu)件606相互吸引。其上設(shè)置金屬化層610的聚合物片防止導(dǎo)電金屬化層610和第一構(gòu)件602之間的接觸，從而防止它們之間的電荷流動(dòng)。在靜電勢(shì)的吸引下，復(fù)合第二構(gòu)件606按圖3實(shí)施例的復(fù)合構(gòu)件306所描述的相同的機(jī)理被壓縮。第二構(gòu)件606因此提供了彈簧力以在靜電勢(shì)下降時(shí)使其更快地恢復(fù)至其平衡位置，從而改進(jìn)了換能器600的聲學(xué)性能。

圖7示出了包括第一構(gòu)件702和復(fù)合結(jié)構(gòu)704的換能器700的實(shí)施例。第一構(gòu)件702為具有通孔712的導(dǎo)電鋁板。第一構(gòu)件為4mm厚，孔為具有1mm直徑和1.5mm間距的圓形。復(fù)合結(jié)構(gòu)704延伸遍布第一構(gòu)件702，并且是柔性且導(dǎo)電的。它包括柔性聚合物片708，其具有在其背對(duì)第一構(gòu)件702的表面上的金屬化層710，以及結(jié)合至金屬化層710的壓印柔性絕緣構(gòu)件706。

在換能器的作用下，電勢(shì)應(yīng)用到第一構(gòu)件702和復(fù)合結(jié)構(gòu)704的金屬化層710。該電勢(shì)使得第一構(gòu)件702和復(fù)合結(jié)構(gòu)704相互吸引。復(fù)合結(jié)構(gòu)704朝向第一構(gòu)件702移位。由于復(fù)合結(jié)構(gòu)704中壓印構(gòu)件706的存在，復(fù)合結(jié)構(gòu)704彈性變形，并在靜電勢(shì)下降時(shí)，從其變形形狀彈回至其未變形形狀。復(fù)合結(jié)構(gòu)704因此提供了彈簧力以在靜電勢(shì)下降時(shí)從第一構(gòu)件702更快地恢復(fù)至其平衡位置，從而改進(jìn)了換能器700的聲學(xué)性能。