本發(fā)明涉及靜電電聲換能器和包括在電聲換能器中的固定電極。

背景技術：

以下專利文獻1公開了間隔件插置在隔膜和面對隔膜的電極之間，用于在電極和隔膜之間提供空間。以下專利文獻2公開了無紡織物插置在隔膜和面對隔膜的電極之間，使得隔膜與電極間隔開。

引證列表

專利文獻

專利文獻1：jp-a-2011-077663

專利文獻2：jp-a-2012-023559

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

根據(jù)專利文獻1、2中公開的技術，隔膜與電極間隔開，且隔膜在彼此相對的電極之間振動，隔膜被插置在電極之間。但是，所公開技術要求與隔膜和電極分開地制造間隔件和無紡織物的步驟，和將分開制造的構(gòu)件安裝在隔膜和電極之間的步驟。

鑒于上述情況開發(fā)了本發(fā)明。因此，目標是提供一種技術，其在靜電電聲換能器中提供用于讓隔膜振動的空間，而在固定電極和隔膜之間不插置任何構(gòu)件。

解決問題的技術方案

本發(fā)明提供一種固定電極，構(gòu)造為面對隔膜且與隔膜形成電容，包括通過在固定電極的一個表面上進行塑性變形而形成的多個突出部，以便朝向隔膜突出，所述一個表面是面對隔膜的表面。

在如上所述構(gòu)造的固定電極中，在多個突出部中，與隔膜的周邊部分接觸的突出部可具有的高度和與隔膜的中央部分接觸的突出部的高度不同。

如上所述構(gòu)造的固定電極可以包括形成在與面對隔膜的所述一個表面相反的其另一表面上且與所述多個突出部不同的多個突出部，以便沿離開隔膜的方向突出。

本發(fā)明提供一種靜電電聲換能器，其包括具有任何如上所述構(gòu)造的固定電極。

在如上所述構(gòu)造的靜電電聲換能器，兩個固定電極每一個可以包括朝向隔膜突出的多個突出部，且兩個固定電極可以設置為使得相應兩個固定電極的突出部彼此相對。

在如上所述構(gòu)造的靜電電聲換能器中，兩個固定電極可以通過第一固定電極和第二固定電極構(gòu)成。第一固定電極的突出部可以與隔膜的面對第一固定電極的第一表面接觸，且第二固定電極的突出部可以與隔膜的面對第二固定電極且與第一表面相反的第二表面接觸。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可以在靜電電聲換能器中提供用于讓隔膜振動的空間，而在固定電極和隔膜之間不插置任何構(gòu)件。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的靜電電聲換能器1的外部視圖。

圖2是靜電電聲換能器1的分解視圖。

圖3是沿圖1的線a-a截取的截面圖。

圖4是靜電電聲換能器1的一部分的放大截面圖。

圖5是顯示了突出部布局的一個例子的視圖。

圖6是顯示了靜電電聲換能器1的電氣配置的視圖。

圖7是用于解釋根據(jù)修改例的突出部的視圖。

圖8是用于解釋根據(jù)修改例的突出部的視圖。

圖9是用于解釋根據(jù)修改例的突出部的視圖。

具體實施方式

實施例

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的靜電電聲換能器1的外部視圖。圖2是靜電電聲換能器1的分解視圖。圖3是沿圖1的線a-a截取的截面圖。圖4是靜電電聲換能器1的一部分的放大截面圖。在附圖中，通過互相垂直的x、y和z軸線表示方向。在從靜電電聲換能器的前側(cè)朝向通過圖1的箭頭e所示的方向觀察靜電電聲換能器1時，x軸線方向、y軸線方向、和z軸線方向分別對應于左右方向、前后方向和上下(高度)方向。在附圖中，“●”在“○”中表示從圖面的背面朝向前面的箭頭，而“×”在“○”中表示從圖面的前面朝向后面的箭頭。應注意，為了易于理解部件的形狀和位置關系，附圖中所示的部件尺寸不同于其實際的尺寸。

靜電電聲換能器1包括隔膜10、固定電極20u和固定電極20l。在本實施例中，固定電極20u和固定電極20l結(jié)構(gòu)相同，且與附圖標記數(shù)字結(jié)合的“l(fā)”和“u”被省略，除非有必要將固定電極20u和固定電極20l彼此區(qū)分。

從頂部觀察具有矩形形狀的隔膜10包括：作為基部的薄膜(絕緣層)，其用具有絕緣性和可撓性的合成樹脂形成，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚丙烯(pp)；和導電隔膜(導電層)，通過在薄膜的一個表面上對導電金屬進行蒸發(fā)而形成。

固定電極20包括：板(絕緣層)，其用具有塑性和絕緣性的合成樹脂形成，例如pet或pp；和導電隔膜(導電層)，通過在板的一個表面上對導電金屬進行蒸發(fā)而形成。從頂部觀察，固定電極20具有矩形形狀。在固定電極20u中，絕緣層位于其下側(cè)。在固定電極20l中，絕緣層位于其頂側(cè)。固定電極20具有多個通孔，所述通孔從前表面穿過其中延伸到后表面，由此允許空氣和聲波從中經(jīng)過。固定電極20在其一個表面(在該表面上形成面對隔膜10的絕緣層)上具有平坦部分21和多個突出部22，所述多個突出部與平坦部分21連續(xù)且朝向隔膜10突出。在圖1和2中，通孔和突出部22未示出。

在本實施例中，通過壓印加工形成每一個具有截頭圓錐形形狀的突出部22。在固定電極20l中，突出部22形成為沿左右方向和前后方向彼此間隔開合適的距離，如圖5所示。盡管未示出，類似固定電極20l，固定電極20u在其一個表面(在該表面上形成絕緣層)上具有突出部22，所述突出部22沿左右方向和前后方向彼此間隔開合適的距離，且被定位為與固定電極20l的突出部22相對。在圖5，未示出從前表面穿透固定電極20l達到后表面的通孔。

如圖3和4所示，固定電極20u具有在其上表面中的凹部，且固定電極20l具有在其下表面中的凹部。用在壓印加工中使用的金屬模具形成凹部。在這方面，可以執(zhí)行一側(cè)壓印加工(one-sideembossing)，以允許固定電極20u的整個上表面和固定電極20l的整個下表面是平坦的。優(yōu)選的是，多個突出部22沿上下方向從平坦部分21到其末端具有相同尺寸(高度)。突出部22的從平坦部分21到其末端的高度不需要彼此相同，只要突出部22的固定落入預定公差即可。

在將隔膜10和固定電極20固定的過程中，粘接劑首先被應用于突出部22的末端。隨后，隔膜10被夾在固定電極20u和固定電極20l之間，使得固定電極20u的突出部22的末端和固定電極20l的突出部22的末端彼此相對，即，使得沿x軸線和y軸線(即坐標系)的固定電極20u的突出部22的位置和沿x軸線和y軸線(即坐標系)的固定電極20l的突出部22的位置彼此重合。其后，從上方將壓力施加到固定電極20u、20l和置于表面板上的隔膜10的夾持結(jié)構(gòu)。突出部22沿上下方向從平坦部分21到其末端具有互相相同的高度。因此，隔膜10和固定電極20u之間的距離在固定之后等于沿上下方向從突出部22的平坦部分21到其末端的高度。同樣，隔膜10和固定電極20l之間的距離等于沿上下方向從突出部22的平坦部分21到其末端的高度。隔膜10的不與突出部22接觸的部分設置在固定電極20u和固定電極20l之間(空氣層被置于二者之間)且能沿上下方向振動。

接下來，將描述靜電電聲換能器1的電氣配置。如圖6所示，驅(qū)動電路100連接到靜電電聲換能器1。驅(qū)動電路100包括放大器130(代表聲音的聲學信號被輸入到該放大器)、變壓器110和用于將dc偏壓供應到隔膜10的偏壓電源120。

固定電極20u連接到變壓器110的一個次級側(cè)(secondary-side)端子t1，而固定電極20l連接到變壓器110的另一次級側(cè)端子t2。隔膜10經(jīng)由電阻器r1連接到偏壓電源120。變壓器110的中點端子t3經(jīng)由電阻器r2連接到地gnd，所述地具有驅(qū)動電路100的參考電位。

聲學信號輸入到放大器130。放大器130將輸入聲學信號放大和將經(jīng)放大的聲學信號輸出。放大器130包括用于輸出聲學信號的端子ta1、ta2。端子ta1經(jīng)由電阻器r3連接到變壓器110的一個初級側(cè)端子t4，且端子ta2經(jīng)由電阻器r4連接到變壓器110的另一初級側(cè)端子t5。

在ac聲學信號輸入到放大器130時，輸入聲學信號被放大且供應到變壓器110的初級側(cè)。在通過變壓器110增大的聲學信號被供應到固定電極20且在固定電極20u和固定電極20l之間產(chǎn)生電位差時，設置在固定電極20u和固定電極20l之間的隔膜10經(jīng)歷靜電力，所述靜電力作用在其上，使得隔膜10被朝向固定電極20u和固定電極20l中一個吸引。

具體說，從端子t2輸出的第二聲學信號的極性與從端子t1輸出的第一聲學信號的極性相反。在極性為正的聲學信號從端子t1輸出且極性為負的聲學信號從端子t2輸出，正電壓被施加于固定電極20u而負電壓施加于固定電極20l。因為正電壓已經(jīng)通過偏壓電源120施加于隔膜10，所以隔膜10和固定電極20u(正電壓對其施加)之間的靜電吸引力被削弱，而隔膜10和固定電極20l(負電壓對其施加)之間的靜電吸引力被增強。結(jié)果，根據(jù)施加到隔膜10的靜電吸引力之間的差而朝向固定電極20l吸引的力作用于隔膜10上，使得隔膜10的不與突出部22接觸的部分朝向固定電極20l移位，即向下。

在極性為負的第一聲學信號從端子t1輸出且極性為正的第二聲學信號從端子t2輸出時，負電壓施加于固定電極20u而正電壓施加于固定電極20l。因為正電壓已經(jīng)通過偏壓電源120施加于隔膜10，所以隔膜10和固定電極20l(正電壓對其施加)之間的靜電吸引力被削弱，而隔膜10和固定電極20u(負電壓對其施加)之間的靜電吸引力被增強。結(jié)果，根據(jù)施加于隔膜10的靜電吸引力之間的差而朝向固定電極20u吸引的力作用于隔膜10，使得隔膜10的不與突出部22接觸的部分朝向固定電極20u移位，即向上。

由此，取決于聲學信號，隔膜10向上或向下移位(撓曲)。位移方向連續(xù)地改變，以便產(chǎn)生振動，且從隔膜10產(chǎn)生對應于振動狀態(tài)(例如頻率、振幅、和相位)的聲波。產(chǎn)生的聲波經(jīng)過具有傳聲性質(zhì)的固定電極20且被作為聲音發(fā)出到靜電電聲換能器1外部。

在本實施例中，由于突出部22的設置，固定電極20的平坦部分21和隔膜10之間的距離保持等于突出部22的從平坦部分21到突出部22的末端的高度，以便避免或減少固定電極20和隔膜10之間距離的變化。

在本實施例中，隔膜10被支撐為與固定電極20間隔開，而不在固定電極20和隔膜10之間設置間隔件或無紡織物。該構(gòu)造減少了靜電電聲換能器1的所需部件，實現(xiàn)用于制造靜電電聲換能器1的成本和步驟的減少。

在本實施例中，通過壓印加工形成突出部22。通過改變壓印加工中使用的金屬模具，沿上下方向的突出部22的高度、突出部22的數(shù)量和突出部22的布局可被容易地改變。

修改例

盡管已經(jīng)如上所述了本發(fā)明的一個實施例，但是應理解本發(fā)明并不限于該實施例的細節(jié)，而是可以以其他方式實施。例如，所示實施例可以被如下修改，以便實施本發(fā)明。應注意，所示實施例和以下修改例可被適當?shù)亟M合。

在如上所示的實施例中，通過在合成樹脂板上對金屬進行蒸發(fā)而形成固定電極20?？梢匀缦滦问焦潭姌O20。導電金屬薄膜被夾在具有塑性和絕緣性的合成樹脂板之間，且形成：多個孔，從夾持結(jié)構(gòu)的前表面到其后表面穿過夾持結(jié)構(gòu)；和多個突出部22，朝向隔膜10突出。替換地，可以如下形成固定電極20。導電金屬薄膜被夾在紙之間，且形成：多個孔，從夾持結(jié)構(gòu)的前表面到其后表面穿過夾持結(jié)構(gòu)；和多個突出部22，朝向隔膜10突出。

在如上所示的實施例中，突出部22從平坦部分21到其末端具有互相相同的高度。這不是必須的。取決于位置，突出部22的高度可以制造為不同。

例如，沿從隔膜10的周邊部分朝向中央部分的方向，與隔膜10接觸的突出部22的上下方向的高度可以減小。通過該構(gòu)造，隔膜10和固定電極20之間的距離在隔膜10的周邊部分處較大，且在隔膜10的周邊部分處的振幅小于在隔膜10的中央部分處的振幅。因此，從周邊部分發(fā)出的聲音的聲壓小于從中央部分發(fā)出的聲音的聲壓，以便減少方向性特點中的旁瓣(sidelobe)。

盡管如上所示的實施例中通過壓印加工形成突出部22，但是可以以其他方式形成突出部22。例如，固定電極20可以通過其他形成方法(例如真空形成)塑性變形，以便形成突出部22。

在如上所示的實施例中，突出部22的末端具有互相相同的面積。取決于突出部22的位置，在突出部22中，突出部22的末端的面積可以制造為不同。

在如上所示的實施例中，沿前后方向和左右方向，突出部22形成為多個行和列，使得沿前后方向彼此鄰近的兩個突出部22之間的距離和沿左右方向彼此鄰近的兩個突出部22的距離相等。取決于位置或方向，鄰近的兩個突出部22的距離可以不同。

在如上所述的實施例中，突出部22具有截頭圓錐形形狀。突出部22可以具有例如截頭金字塔形這樣的其他形狀。在沿上下方向觀察時，突出部22可以具有直線形狀或格子形狀。

在如上所示的實施例中，固定電極20具有設置在其面對隔膜10的一個表面上的突出部22。固定電極20可以進一步具有在與面對隔膜10的一個表面相反的另一表面上的突出部。

圖7中的(a)和(b)是根據(jù)本發(fā)明修改例的其中一個突出部的放大視圖。圖7中的(a)是從上方觀察的針對固定電極20設置的突出部的視圖，且圖7中的(b)是沿圖7中的(a)中的線b-b截取的橫截面圖。

在該修改例中，固定電極20包括從固定電極20的一個表面突出的突出部23和從固定電極20的另一表面突出的突出部24。突出部23具有截頭圓錐形形狀，且突出部24具有環(huán)形形狀。突出部23和突出部24具有共同的中心軸線。

圖8中的(a)和(b)是根據(jù)本發(fā)明另一修改例的其中一個突出部的放大視圖。圖8中的(a)是從上方觀察的針對固定電極20設置的突出部的視圖，且圖8中的(b)是沿圖8中的(a)中的線c-c截取的截面圖。在該修改例中，固定電極20包括從固定電極20的一個表面突出的突出部25和從固定電極20的另一表面突出的突出部26。突出部25和突出部26中的每一個具有通過將被截頭的錐體沿上下方向?qū)Π敕珠_而獲得的形狀。

圖9中的(a)和(b)是根據(jù)本發(fā)明再一修改例的突出部的放大視圖。圖9中的(a)是從上方觀察的針對固定電極20設置的突出部的視圖，且圖9中的(b)是沿圖9中的(a)中的線d-d截取的截面圖。在該修改例中，固定電極包括從固定電極20的一個表面突出的突出部27和從固定電極20的另一表面突出的突出部28。突出部27和突出部28具有相同的截頭圓錐形形狀且被形成為沿上下方向相對于彼此相反或顛倒。在該修改例中，突出部28設置在固定電極20的另一表面(其與設置了突出部27的其一個表面相反)上，使得每一個突出部28位于沿左右方向和前后方向與每一個突出部27間隔開一預定距離的位置。突出部27和突出部28的布局可以自由地確定。例如，突出部27和突出部28可以沿左右方向和前后方向交替地設置。突出部27和突出部28可以以其他方式設置。簡要地說，重要的是，固定電極20包括沿上下方向在其相反表面上(即在上表面和下表面兩者上)的突出部。

在圖7-9所示的結(jié)構(gòu)中，其中固定電極20包括在其上表面和下表面上的突出部，在粘貼物等通過應用于突出部的末端的粘接劑而被連結(jié)到固定電極20u的上表面或固定電極20l的下表面的情況下，粘貼物在多個部分處被固定到突出部。由此可以防止或減少聲音發(fā)出時粘貼物的振動。

考慮了如圖7-9所示的在相反表面上包括突出部的固定電極20被用在jp-a-2012-080531中公開的結(jié)構(gòu)，其中隔膜被設置在一個固定電極的上側(cè)和下側(cè)上，即包括多個隔膜的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，每一個隔膜和固定電極之間的間距可被保持，這是因為存在突出部，而在它們之間不設置無紡織物。

根據(jù)如上所示實施例的靜電電聲換能器1被操作為揚聲器，其配置為發(fā)出聲音。實施例和修改例的構(gòu)造可以應用于傳聲器，作為電聲換能器。在本發(fā)明的靜電電聲換能器1被操作為揚聲器時，利用圖6所示的電路。在靜電電聲換能器1被用作傳聲器時，輸入到驅(qū)動電路100中的放大器130和從放大器130輸出的信號的方向與被用作揚聲器時的信號方向相反。在靜電電聲換能器1的外部產(chǎn)生聲波時，隔膜10被到達靜電電聲換能器1的聲波振動。在隔膜10振動時，固定電極20的電位改變。固定電極20的這種電位改變對應于通過振動造成的隔膜10的位移，且被作為聲學信號經(jīng)由端子t1和端子t2供應到變壓器110。變壓器110對輸入聲學信號進行變壓且經(jīng)變壓的聲學信號輸出到放大器130。放大器130將對其輸入的聲學信號進行放大和將經(jīng)放大的聲學信號輸出到揚聲器、電腦等(未示出)。

附圖標記說明

1：靜電電聲換能器；10：隔膜；20，20u，20l：固定電極；21：平坦部分；22-28：突出部；100：驅(qū)動電路；110：變壓器；120：偏壓電源；130：放大器。