CN101427594B - 驻极体电容传声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低寄生容量的产生从而实现高灵敏度的驻极体电容传声器。该驻极体电容传声器具有：电容部(3)，具备振动膜电极(1)和装备有驻极体部件(11)的固定电极(2)；壳体部(7)，收纳电容部(3)；基板(5)，装备有转换电路(4)，该转换电路将通过振动膜电极(1)的振动而产生的电容部(3)的静电容量的变化转换为电信号并输出；和导通部(6)，配置在壳体部(7)的内部并使电容部(3)与基板(5)导通，其中，壳体部(7)的俯视观察时的形状与电容部(3)的俯视观察时的形状不同，以使在俯视观察时、电容部(3)的外侧部与壳体部(7)之间的距离在电容部(3)的周向上不同。

Description

驻极体电容传声器

技术领域

本发明涉及一种驻极体电容传声器，该驻极体电容传声器具有：电容部，具备振动膜电极和装备有驻极体部件的固定电极；基板，装备有转换电路，该转换电路将通过上述振动膜电极的振动而产生的上述电容部的静电容量的变化转换为电信号并输出；导通部，使上述电容部与上述基板导通；以及收纳上述电容部、上述基板和上述导通部的壳体部。 

背景技术

如上所述的驻极体电容传声器借助输入的声音使振动膜电极振动，电容部的静电容量发生变化，转换电路输出与该电容部的静电容量的变化对应的电信号。这样，驻极体电容传声器用来输出与输入的声音对应的电信号。 

根据图13和图14说明现有的驻极体电容传声器。图13是横剖视图，图14是纵剖视图。 

现有的驻极体电容传声器具有电容部104，该电容部104具备振动膜电极100、垫片101、和装备有驻极体部件102的固定电极103。另外，现有的驻极体电容传声器还具有收纳电容部104的金属制的壳体部108、和装备有转换电路105的基板106，该转换电路105将通过振动膜电极100的振动而产生的电容部104的静电容量的变化转换为电信号并输出。此外，现有的驻极体电容传声器进而具有配置在壳体部108内部并将电容部104和基板106导通的环状的导通部107、和覆盖电容部104、基板106、导通部107的绝缘筒体109(例如参照专利文献1。)。 

另外，在该驻极体电容传声器中，如图13所示，壳体部108的俯视观察时的形状为圆形，并且电容部104的俯视观察时的形状为圆形。 

此外，关于俯视观察时的壳体部的形状和电容部的形状，也有时壳体部的俯视观察时的形状为矩形，并且电容部的俯视观察时的形状为矩形(例如参照专利文献2。)。

专利文献1：日本特开2001-8293号公报 

专利文献2：日本特开2003-78997号公报 

在这样的驻极体电容传声器中，除了电容部的静电容量以外，通过导电性部件彼此的相互作用还产生寄生容量。另外，如作为驻极体电容传声器的等价电路图的图15所示，输入信号Vin由电容部的静电容量即振动系统容量Cm和寄生容量Cp分压。寄生容量Cp越大，输入到转换电路105中的输入信号衰减的程度越大。因此，为了实现驻极体电容传声器的高灵敏度，谋求降低寄生容量。 

作为上述寄生容量，考虑在电容部和金属制的壳体部之间产生的寄生容量。俯视观察时的电容部的外侧部与金属制的壳体部之间的距离越短，该寄生容量越大。 

在上述专利文献1所记载的驻极体电容传声器中，如图13所示，壳体部108的俯视观察时的形状为圆形，并且电容部104的俯视观察时的形状为圆形。电容部104的外侧部与壳体部108之间的距离P在电容部104的周向的整周上均一，该距离P短。 

此外，在上述专利文献2所记载的驻极体电容传声器中，壳体部的俯视观察时的形状为矩形，并且电容部的俯视观察时的形状为矩形。电容部的外侧部与壳体部之间的距离同样在电容部的周向的整周上均一，该距离短。 

因此在现有的驻极体电容传声器中，寄生容量的产生量大，有可能不能实现驻极体电容传声器的高灵敏度。 

发明内容

本发明是着眼于这点而完成的，其目的在于提供一种能够降低寄生容量从而实现高灵敏度的驻极体电容传声器。 

为了达到该目的，本发明的驻极体电容传声器的特征构成在于，该驻极体电容传声器具有：电容部，具备振动膜电极和装备有驻极体部件的固定电极；壳体部，收纳上述电容部；基板，装备有转换电路，该转换电路将通过上述振动膜电极的振动而产生的上述电容部的静电容量的变化转换为电信号并输出；和导通部，配置在上述壳体部的内部并使上述电容部与上述基板导通，其中，上述壳体部的俯视观察时的形状与上述电容部的俯视观察时的形状不同，以使在俯视观察时、 上述电容部的外侧部与上述壳体部之间的距离在上述电容部的周向上不同，上述壳体部由第1壳体部和第2壳体部构成，所述第1壳体部由电绝缘的绝缘材料形成并且在其内侧具备上述导通部；所述第2壳体部载置在该第1壳体部上且由电绝缘的绝缘材料形成。 

俯视观察时、壳体部的形状与电容部的形状不同，在电容部的周向上设置电容部的外侧部与壳体部之间的距离短的部分和长的部分。另外，在电容部的外侧部与壳体部之间的距离长的部分，通过该距离较长，能够降低寄生容量。此外，并不是在电容部周向的整周上使电容部的外侧部与壳体部之间的距离长，也设置电容部的外侧部与壳体部之间的距离短的部分。这样使得壳体部的俯视观察时的尺寸尽量小型。 

因此能够在实现俯视观察时的尺寸小型化的同时，通过降低寄生容量来实现高灵敏度。 

上述第1壳体部由绝缘材料形成并且在其内侧具备使电容部和基板导通的导通部。因此能够抑制在第1壳体部和导通部之间产生寄生容量。另外，由于在第1壳体部的内侧具备导通部，所以能够增大俯视观察时的、第1壳体部的外侧部和导通部之间的距离。因此，即使在进行对第1壳体部的外侧部施行金属镀敷的镀敷处理以提高屏蔽性的情况下，也能够降低寄生容量。 

此外，第1壳体部具备导通部，能够由第1壳体部兼用作支承导通部的部件，并且仅将第2壳体部载置在第1壳体部上，就能够将导通部配置在壳体部的内部。因此能够实现构成的简化。 

本发明的驻极体电容传声器的另一特征构成在于，上述第1壳体部具有形成为筒状的筒状部分和多个突出部分，该突出部分沿该筒状部分的周向隔开间隔地从上述筒状部分向内侧突出，上述导通部配置在上述突出部分的前端部。 

上述导通部并不存在于筒状部分的周向的整周，而仅存在于在筒状部分的周向上隔开间隔的突出部分。因此能够缩小平面观察时的导通部存在的面积，能够减小导通部的表面积。其结果为，能够使俯视观察时的导通部与其它导电性部件之间的距离远离，并且能够缩小导通部与其它导电性部件的对置面积，从而能够降低寄生容量。 

本发明的驻极体电容传声器的另一特征构成在于，关于上述壳体 部的俯视观察时的形状和上述电容部的俯视观察时的形状，一个形成为矩形并且另一个形成为圆形。 

仅使俯视观察时的壳体部和电容部的形状一个形成为矩形并且另一个形成为圆形，就能够使俯视观察时的、电容部的外侧部与壳体部的内侧部之间的距离在电容部的周向上不同。因此能够使壳体部和电容部的形状为单纯的形状，能够实现构成的简化。 

附图说明

图1是第1实施方式的驻极体电容传声器的分解立体图。 

图2是第1实施方式的驻极体电容传声器的纵剖视图。 

图3是第2壳体部的立体图。 

图4是第1实施方式的驻极体电容传声器的横剖视图。 

图5是第1实施方式的驻极体电容传声器的横剖视图。 

图6是第2实施方式的驻极体电容传声器的分解立体图。 

图7是第2实施方式的驻极体电容传声器的纵剖视图。 

图8是第3实施方式的驻极体电容传声器的分解立体图。 

图9是第3实施方式的驻极体电容传声器的横剖视图。 

图10是第3实施方式的驻极体电容传声器的横剖视图。 

图11是表示第4实施方式的驻极体电容传声器的图。 

图12是表示第5实施方式的驻极体电容传声器的图。 

图13是现有的驻极体电容传声器的横剖视图。 

图14是现有的驻极体电容传声器的纵剖视图。 

图15是驻极体电容传声器的等价电路图。 

标号说明

1 振动电极(振动板)

2 固定电极(背极板) 

3 电容部 

4 转换电路 

5 基板 

6 导通部 

7 壳体部 

11 驻极体部件 

13 第1壳体部 

13a 筒状部分 

13b 突出部分 

14 第2壳体部 

具体实施方式

根据附图说明本发明的驻极体电容传声器的实施方式。 

[第1实施方式] 

首先说明第1实施方式的驻极体电容传声器。 

如图1和图2所示，该驻极体电容传声器由以下部件构成：电容部3，具备作为振动膜电极的振动板1和作为固定电极的背极板2；壳体部7，收纳电容部3；基板5，装备有转换电路4，该转换电路4将通过振动板1的振动而产生的电容部3的静电容量的变化转换为电信号并输出；和导通部6，配置在壳体部7的内部并将电容部3与基板5导通。 

上述电容部3通过圆板状的振动板1、环状的垫片8和圆板状的背极板2重合而形成为俯视观察时为圆形的形状。另外，电容部3从基板5侧按振动板1、垫片8和背极板2的顺序重合，并在振动板1和背极板2之间利用垫片8设置空间，从而作为电容器形成。 

上述振动板1由导电性的振动膜9和支承该振动膜9的环状的导电性的框体10构成。另外，该振动板1通过导通部6与基板5电导通。 

上述背极板2以与振动膜9对置的方式装备有驻极体部件11，并形成有贯通背极板2和驻极体部件11的多个贯通孔12。另外，该背极板2通过省略了图示的通孔与基板5电导通。 

上述基板5由电绝缘的绝缘部件(例如聚酰亚胺、玻璃环氧树脂) 形成。在基板5上形成有省略了图示的金属配线图案。另外，转换电路4以与该金属配线图案连接的状态装备在基板5上。上述转换电路4由可输出模拟信号或数字信号的阻抗转换器(IC)构成。 

上述壳体部7由第1壳体部13和第2壳体部14构成，所述第1壳体部13由电绝缘的绝缘材料(例如聚酰亚胺、玻璃环氧树脂)形成并且在其内侧具备导通部6；所述第2壳体部14载置在该第1壳体部13上且由电绝缘的绝缘材料(例如聚酰亚胺、玻璃环氧树脂)形成。另外，壳体部7通过由绝缘材料形成的基板材料所构成的第1壳体部13和第2壳体部14重合，而形成为俯视形状为长方形的形状。 

上述壳体部7的第1壳体部13由于由绝缘材料所形成的基板材料构成，所以进行对其外侧面施行金属镀敷的镀敷处理，以提高屏蔽性。另外，壳体部7的第2壳体部14由于也由绝缘材料所形成的基板材料构成，所以进行对除上表面、内侧面和内侧面周缘部以外的外侧面、外侧面周缘部施行金属镀敷的镀敷处理，以提高屏蔽性。在基板材料的表面和背面上设置有铜箔。由于第2壳体部14的上表面成为基板材料的表面，所以在第2壳体部14的上表面上设置有铜箔。 

上述第1壳体部13具有俯视观察时形成为长方形的筒状部分13a、和三个突出部分13b，该突出部分13b沿该筒状部分13a的周向隔开间隔地从筒状部分13a向内侧突出。另外，导通部6分别配置在三个突出部分13b的前端部。 

如图3所示，上述第2壳体部14通过由绝缘材料形成的两个基板材料14a、14b重合而形成为上方侧封闭并且下方侧开放的凹状。第2壳体部14在其内部形成用于使圆形的电容部3嵌入的嵌入空间B。另外，在封闭第2壳体部14的上方侧的基板材料14a上形成有声孔15和与该声孔15连通的切口部16。该切口部16作为将壳体部7的内部空间和外部连通的通气孔发挥作用。顺带提一下，也进行对声孔15的内周部施行金属镀敷的镀敷处理。 

如图1所示，在装备有转换电路4的基板5上依次重合地组装第1壳体部13、振动板1、垫片8、背极板2、由导电材料形成的网眼部件18、和第2壳体部14。这样形成长方体形状的驻极体电容传声器。在俯视观察时，基板5、第1壳体部13和第2壳体部14形成为相同或几乎相同大小的长方形形状。另外，通过以上述的顺序进行组装形成以 下结构的驻极体电容传声器：即，在从第2壳体部14的声孔15侧观察时，背极板2配置在振动板1的前面侧。 

在该驻极体电容传声器中，通过第1壳体部13上具备的导通部6和第2壳体部14的背面部上下地夹持电容部3，从而支承电容部3。此外，通过电容部3嵌入到形成于第2壳体部14的嵌入空间B中，进行电容部3在水平方向的定位。另外，通过在背极板2和第2壳体部14之间设置网眼部件18，提高了屏蔽性，并且进行电容部3的防尘。 

另外，在该驻极体电容传声器中，壳体部7的俯视观察时的形状为长方形，并且电容部3的俯视观察时的形状为圆形。在俯视观察时、电容部3的外侧部与壳体部7的内侧部及外侧部之间的距离在电容部3的周向上不同，以降低寄生容量。 

接着进行说明，由于壳体部7由绝缘材料的基板材料形成并且对其侧面进行了镀敷处理，所以在电容部3的外侧部和壳体部7的外侧部之间会产生寄生容量。如图4所示，在壳体部7的第2壳体部14和电容部3之间，在电容部3的周向上形成电容部3的外侧部和第2壳体部14的外侧部之间的距离短的接近部分R1、以及电容部3的外侧部和第2壳体部14的外侧部之间的距离长的远离部分R2、R3。 

在上述远离部分R2、R3，电容部3的外侧部和第2壳体部14的外侧部之间的距离大，从而减小了寄生容量的产生量。而且，在远离部分R2、R3，通过在电容部3的外侧部和第2壳体部14的内侧部之间设置空间以能够形成空气层，来减小寄生容量的产生量。另外，在接近部分R1，电容部3的外侧部和第2壳体部14的外侧部之间的距离短，从而使壳体部7的俯视观察时的尺寸小型。 

因此，通过在电容部3的周向上形成接近部分R1和远离部分R2、R3，实现了俯视观察时的尺寸的小型化，同时降低了在电容部3和壳体部7之间产生的寄生容量。 

此外，寄生容量在导通部6和壳体部7的外侧部之间也产生。如图5所示，导通部6配置在第1壳体部13中多个突出部分13b的前端部，所以能够减小俯视观察时的振动板1与基板5的接点的面积。这样减小了使振动板1和基板5导通的部分的面积，降低了在导通部6和第1壳体部13的外侧部之间产生的寄生容量。而且，通过增大俯视观察时的、导通部6和第1壳体部13的外侧部之间的距离Q，也降低 了在导通部6和第1壳体部13的外侧部之间产生的寄生容量。 

如上述那样，在电容部3和壳体部7之间以及导通部6和壳体部7之间降低了寄生容量。进而在与导通部6导通的基板5正反面的栅极垫、和设置在基板5的背面上的接地垫之间也能够降低寄生容量。 

接着进行说明，由于导通部6配置在第1壳体部13的突出部分13b的前端部，所以设置在基板5的正反面上的栅极垫仅设置在俯视观察时与导通部6重合的位置上。这样，如图5所示，俯视观察时在基板5的栅极垫和接地垫之间导通的部分成为导通部6的存在位置。这样，通过减小俯视观察时的导通部分的面积，来降低寄生容量。 

[第2实施方式] 

接下来说明第2实施方式的驻极体电容传声器。该第2实施方式是与上述第1实施方式不同的实施方式，振动板1和背极板2的上下方向的位置关系不同。 

如图6和图7所示，在装备有转换电路4的基板5上依次重合地组装第1壳体部13、背极板2、垫片8、振动板1和第2壳体部14。这样形成长方体形状的驻极体电容传声器。 

与上述第1实施方式相比，振动板1和背极板2的上下方向的位置关系上下颠倒，来形成反向式结构的驻极体电容传声器。 

[第3实施方式] 

接下来说明第3实施方式的驻极体电容传声器。该第3实施方式是与上述第1实施方式不同的实施方式，壳体部7的俯视观察时的形状不同。 

如图8所示，第1壳体部13和第2壳体部14的俯视观察时的形状为正方形，壳体部7的俯视观察时的形状为正方形。另外，在装备有转换电路4的基板5上依次重合地组装第1壳体部13、振动板1、垫片8、背极板2、网眼部件18和第2壳体部14。这样形成立方体形状的驻极体电容传声器。 

上述第1壳体部13具备四个突出部分13b，在这四个突出部分13b的前端部分别配置有导通部6。 

如图9所示，壳体部7的俯视观察时的形状为正方形，并且电容3的俯视观察时的形状为圆形。在电容部3的周向上形成电容部3的外侧部和作为壳体部7的第2壳体部14的外侧部之间的距离短的接近部 分R4、以及电容部3的外侧部和作为壳体部7的第2壳体部14的外侧部之间的距离长的远离部分R5。这样实现了俯视观察时的尺寸的小型化，同时降低了在电容部3和壳体部7之间产生的寄生容量。 

此外，如图10所示，导通部6配置在第1壳体部13中多个突出部分13b的前端部。减小了俯视观察时的振动板12与基板5的接点的面积，并且增大了俯视观察时的导通部6和第1壳体部13的外侧部之间的距离Q。这样降低了导通部6和壳体部7之间的寄生容量。 

[第4实施方式] 

接下来说明第4实施方式的驻极体电容传声器。该第4实施方式是与上述第1实施方式不同的实施方式，基板5的构成不同。 

如图11所示，基板5由用来形成驻极体电容传声器的第1基板5a、和用来组装该驻极体电容传声器的带有孔部19的第2基板5b构成。 

上述第1基板5a形成为在俯视观察时向壳体部7的横宽方向外侧探出的大小。在第1基板5a上，在其探出的部分设置有多个端子20。在上述第2基板5b上形成有驻极体电容传声器插入自如的孔部19。 

另外，在孔部19中插入驻极体电容传声器并使第1基板5a的端子20与第2基板5b接触，这样将驻极体电容传声器组装在第2基板5b上。 

这样，通过将驻极体电容传声器插入到第2基板5b的孔部19中地进行组装，能够降低上下方向的高度。 

[第5实施方式] 

接下来说明第5实施方式的驻极体电容传声器。该第5实施方式是与上述第1实施方式不同的实施方式，所输入的声音N的方向不同。 

如图12所示，在壳体部7上重合有形成与侧面连通的声孔用切口部21的上壳体部22。壳体部7的声孔15与上壳体部22的外侧面连通。另外也可以形成从侧面输入声音N的侧面声孔类型的驻极体电容传声器。 

[其他实施方式] 

(1)在上述第1～第5实施方式中，关于壳体部7的俯视观察时的形状和电容部3的俯视观察时的形状，一个形成为矩形并且另一个形成为圆形。关于壳体部7的俯视观察时的形状和电容部3的俯视观察时的形状，只要是俯视观察时电容部3的外侧部与壳体部7的内侧 部及外侧部之间的距离在电容部3的周向上可以不同的形状，就可以作适当的变更。 

(2)在上述第1～第5实施方式中，第1壳体部13是具有筒状部分13a和突出部分13b的形状。也可以对第1壳体部13的形状作适当的变更，例如第1壳体部13是仅具有筒状部分的形状等。此外，即使在是具有筒状部分13a和突出部分13b的形状的情况下，也可以就设置几个突出部分13b以及突出部分13b的形成部位进行适当的变更。 

(3)在上述第1～第5实施方式中，导通部6配置在第1壳体部13的突出部分13b的前端部。关于导通部6配置在第1壳体部13的哪个位置可以作适当的变更。 

(4)在上述第1～第5实施方式中，作为本发明的驻极体电容传声器，例示了从第2壳体部14的声孔15侧观察、背极板2配置在振动板1的前面侧的结构和反向式结构。另外也可以是轮式结构。 

本发明可以应用于各种驻极体电容传声器，该驻极体电容传声器具有：电容部，具备振动膜电极和装备有驻极体部件的固定电极；基板，装备有将电容部的静电容量的变化转换为电信号并输出的转换电路；使电容部与基板导通的导通部；以及收纳电容部、基板和导通部的壳体部，该驻极体电容传声器能够降低寄生容量并实现高灵敏度。 

Claims (2)

1.一种驻极体电容传声器，具有：

电容部，具备振动膜电极和装备有驻极体部件的固定电极；

壳体部，收纳上述电容部；

基板，装备有转换电路，该转换电路将通过上述振动膜电极的振动而产生的上述电容部的静电容量的变化转换为电信号并输出；

和导通部，配置在上述壳体部的内部并使上述电容部与上述基板导通，

上述壳体部的俯视观察时的形状与上述电容部的俯视观察时的形状不同，以使在俯视观察时上述电容部的外侧部与上述壳体部之间的距离在上述电容部的周向上不同，上述壳体部由第1壳体部和第2壳体部构成，所述第1壳体部由电绝缘的绝缘材料形成并且在其内侧具备上述导通部；所述第2壳体部载置在该第1壳体部上且由电绝缘的绝缘材料形成；

上述第1壳体部具有形成为筒状的筒状部分和多个突出部分，所述突出部分沿该筒状部分的周向隔开间隔地从上述筒状部分向内侧突出，

上述导通部配置在上述突出部分的前端部。

2.如权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于，上述壳体部的俯视观察时的形状和上述电容部的俯视观察时的形状，一个形成为矩形并且另一个形成为圆形。

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