改进的静电式换能器制造技术

一种静电式换能器(100)，包括具有通孔(112)阵列的导电第一构件(102)，以及一个以上的另外构件(104、106)。所述一个以上的另外构件(104、106)包括柔性导电第二构件(106)，其布置成在使用中通过响应于应用到第一构件(102)和第二构件(106)中的一个或全部的电势的静电力从平衡位置朝向第一构件(102)移位。一个以上的另外构件中的至少一个(104)是可弹性变形的，并布置成在使用中施加弹性偏向力以使第二构件(106)在由于所述电势偏离平衡位置时偏置返回至所述平衡位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种静电式换能器，特别是但不仅限于适于重现音频信号的扬声器。
技术介绍
传统的静电式扬声器包括设置在两个多孔导电背板之间以形成电容器的导电膜。直流偏压作用于该膜，而交流信号电压作用于两个背板。可能需要数百甚至数千伏的电压。信号导致了施加于带电荷的膜上的静电力，该带电荷的膜移动从而驱动在其任一侧的空气。在US 7095864中，公开了一种包括多层板的静电式扬声器。电绝缘层夹在两个导电外层之间。绝缘层在其一侧上具有圆形凹陷。当直流偏压加到两个导电层上时，其中一层的部分被吸引到绝缘层上从而形成了跨越凹陷的小鼓皮。当施加交流信号时，鼓皮共振，并且部分导电层振动从而产生了要求的声音。在WO 2007/077438中公开了包括多层板的又一种类型的静电式扬声器。电绝缘层夹在两个导电外层之间。在这种布局中，其中一个导电外层是多孔的，例如可以是设有尺寸通常是0.11mm的孔隙的编织丝网。在US 2009/0304212中公开了一种包括导电背板的静电式扬声器，该导电背板设有通气孔阵列以及间隔件阵列。在该背板上放置有包括介电体和导电膜的膜。背板和膜之间的间隔大约是0.1mm，施加于导电背板和导电膜的低电压会推动膜从而生成音频。该类型静电扬声器的一个问题是使膜获得足够的位移。WO 2012/156753公开了一种静电式换能器，包括具有通孔的导电第一层，在第一层上的柔性绝缘第二层，和设置在第二层上的柔性导电第三层。在第一和第二层之间或者在第二和第三层之间设置间隔。第一和第二层之间的间隔允许第二和第三层运动的更大自由度，允许第二和第三层更大的位移。发现第二和第三层之间的间隔也能改进声学性能。然而，仍需要进一步改进这种类型静电式换能器的声学性能。
技术实现思路
从第一方面看时，本专利技术提供的静电式换能器包括：具有通过孔阵列的导电第一构件；以及一个以上的另外构件，其中所述一个以上的另外构件包括柔性导电第二构件，其布置成在使用中通过响应于应用到所述第一构件和所述第二构件中的一个或全部的电势的静电力从平衡位置朝向所述第一构件移位，并且其中所述一个以上的另外构件中的至少一个是可弹性变形的，并布置成在使用中施加弹性偏向力以使所述第二构件在由于所述电势偏离所述平衡位置时偏置返回至所述平衡位置。可弹性变形构件从而储存弹性势能，由于其在第二构件朝向第一构件移位时变形。当电势下降时，创造该势能的力下降，并且可弹性变形的构件部分或者完全恢复回到其未变形的状态，在第二构件上施加对应的反向力。可弹性变形的构件因此充当弹簧，使得第二构件更快速地恢复到其平衡位置。已经发现这能改进换能器的声学性能。例如这种布置可以增加可用频率范围，并且提高由换能器产生的声音的整体品质。在一些实施例中已经观察到，这种布置在200Hz和5kHz之间的声压级中表现出6dB的增加。如上概述的本专利技术可以被应用到所谓的推挽式换能器，其中导电构件被设置在柔性导电第二构件的任一侧，以在两个方向上移动其。然而在优选实施例中，所述换能器布置成在使用中，应用电势，所述电势只产生导电第一构件和柔性导电第二构件之间的静电吸引力。在这种布置中，只有单个导电第一构件是必须的。但是上文提到的回复力允许实现良好的声学性能。可弹性变形的构件可以被布置成，通过所述第二构件的移位处于拉伸或者压缩的状态。在一些实施例中，柔性导电第二构件也是提供偏向力的可弹性变形的构件，因此，静电式换能器可以只具有两个部件：刚才描述的导电第一构件，和柔性以及弹性导电第二构件。在一些实施例中，静电式换能器包括至少三个构件：导电第一构件、柔性导电第二构件，以及在第一和第二构件之间的柔性电绝缘第三构件。在这些实施例中，第二和第三构件中的一个或全部是可弹性变形的，并且提供规定的偏向力。若第三构件可弹性变形，则其可弹性压缩。当电势被应用到第一和第二构件，它们被吸引到一起。弹性第三构件受到将第一和第二构件吸引到一起的电场力被压缩，并且其施加作为对于这种压缩反应的恢复力的偏向力。在一些实施例中，所述柔性导电第二构件可以可以延伸遍布所述第一构件，并且可弹性变形的第三构件可以延伸遍布所述第二构件。第三构件可以至少部分地结合到第二构件，尽管这不是必须的。这些实施例的第二和第三构件从而形成了复合结构。据信，可弹性变形的第三构件的存在，使得包括第二和第三构件的复合结构，在电势下更加弹性地变形。复合层的该属性引起，在电势下降时朝着平衡位置更快速地移动变形复合结构的弹簧力，从而改进换能器的声学性能。在一些实施例中，所述可弹性变形的构件凭借其具有的非平面轮廓(例如，复杂的3D轮廓)可弹性变形。所述轮廓可以包括多个局部突出部分。突出部分可以是连续的(具有表现出平滑变化坡度的轮廓，例如在波纹的情况下)，或者可以是离散的，例如阶梯形突出。突出部分可以具有任何合适的形状，例如它们是圆形的。突出部分可以具有任何合适的排列或图案，例如图案可以是规则的或随机的。在一些实施例中，突出部分具有正方形的晶格排列。在一些实施例中，凸起区域可以具有六方密堆排列。这种非平面的轮廓可以通过任何合适的手段来实现，例如模制，但是在一些实施例中，非平面轮廓可以压印构件来实现。任何合适的压印技术都可以被使用，可以根据制造构件的材料来优选压印技术。在一些优选实施例中，使用热压印来压印可弹性变形的构件。只要是可弹性变形的构件的突出部分都可以具有任何合适的形状和尺寸。在一些实施例中，所述突出部分平行于所述可弹性变形的构件的中间面的最大尺寸在1mm至20mm之间，例如在5mm至10mm之间。通常，可以对突出部分的形状、尺寸和排列进行选择，以实现可弹性变形的构件的最佳弹簧常数。可弹性变形的构件的最佳有效厚度(即，若构件被压型，则为3D轮廓的深度)可以取决于第一构件对于第二构件所需要的变形度，也可以取决于第一构件对于第二构件所需要的接近度。例如，若被压型的第三构件被设置在第一和第二构件之间，如果第三构件的有效厚度太大，这将减少第一和第二构件之间的静电力，这可能对换能器的性能产生不利地影响。相反，如果有效厚度太小，这可能减少可弹性变形的构件能够提供的恢复弹簧力，这可能减少可以实现的潜在利益。在一些实施例中，可弹性变形的构件的有效厚度在0.25mm至10mm之间。单个构件中的该轮廓可以包括一系列的形状、尺寸和/或布置。例如，与中间相比，可以朝着构件的边缘设置不同的图案。这种变化也可以帮助提供最佳弹簧常数或者穿过构件的弹簧常数的变化。若换能器包括在第一和第二构件之间的柔性电绝缘第三构件，并且若第二和第三构件都被压型以便可弹性变形，各自的轮廓图案可以被布置成，第二构件的突出部分的位置与第三构件的突出部分不重叠。这可以有助于第一和第二构件对于第三构件的压缩。同样地，也可以有助于第二构件的压缩。在一些实施例中，若第二和第三构件都被压型，所述第二和第三构件的各自的轮廓图案相反，即若第三构件突出，则第二构件不突出，反之亦然。从而对于该特定的图案，第二构件的非突出部分和第三构件的突出部分之间的接触被最大化，因此增强了第二和第三构件的压缩。除了如上所述的，第二和第三构件被结合以形成复合结构以外，构件也可以是分离的，即彼此独立地自由移动。因此在这些实施例中，这些构件可以仅在所述换能器的边缘连接。在其他的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电式换能器，包括：具有通孔阵列的导电第一构件；以及一个以上的另外构件，其中所述一个以上的另外构件包括柔性导电第二构件，其布置成在使用中通过响应于应用到所述第一构件和所述第二构件中的一个或全部的电势的静电力从平衡位置朝向所述第一构件移位，并且其中所述一个以上的另外构件中的至少一个是可弹性变形的，并布置成在使用中施加弹性偏向力以使所述第二构件在由于所述电势偏离所述平衡位置时偏置返回至所述平衡位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 GB 1402363.41.一种静电式换能器，包括：具有通孔阵列的导电第一构件；以及一个以上的另外构件，其中所述一个以上的另外构件包括柔性导电第二构件，其布置成在使用中通过响应于应用到所述第一构件和所述第二构件中的一个或全部的电势的静电力从平衡位置朝向所述第一构件移位，并且其中所述一个以上的另外构件中的至少一个是可弹性变形的，并布置成在使用中施加弹性偏向力以使所述第二构件在由于所述电势偏离所述平衡位置时偏置返回至所述平衡位置。2.如权利要求1所述的静电式换能器，其中所述换能器布置成在使用中应用电势，所述电势只产生所述导电第一构件和所述柔性导电第二构件之间的静电吸引力。3.如权利要求1或2所述的静电式换能器，其中所述柔性导电第二构件也是所述可弹性变形构件。4.如权利要求1、2或3所述的静电式换能器，其中所述静电式换能器包括至少三个构件，所述至少三个构件包括在所述第一和第二构件之间的柔性电绝缘第三构件。5.如权利要求4所述的静电式换能器，其中所述第三构件是可弹性变形的。6.如权利要求1到3中任一所述的静电式换能器，其中所述柔性导电第二构件延伸遍布所述第一构件，并且可弹性变形的第三构件延伸遍布所述第二构件。7.如权利要求4到6所述的静电式换能器，其中所述第二构件是可弹性变形的。8.如前述任一权利要求所述的静电式换能器，其中所述可弹性变形的构件凭借其具有的非平面轮廓可弹性变形。9.如权利要求8所述的静电式换能器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓肯·比尔森，布莱恩·阿特金斯，凯文·沃尔什，
申请(专利权)人：沃威音响技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB