CN101742388A

CN101742388A - 具有驻极体式电声换能器的电子装置

Info

Publication number: CN101742388A
Application number: CN 200810173593
Authority: CN
Inventors: 李芳庆; 郑忆宗; 谢志超
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2028-11-10
Also published as: CN101742388B

Abstract

本发明提供一种电子装置，该电子装置包括外壳和设置于外壳的内表面上的电声换能器。该电声换能器包括驻极体振膜、导电板以及至少一个间隙子。驻极体振膜位于外壳的内表面上，且具有薄膜主体及电极层，其中薄膜主体带有静电荷，且电极层形成于薄膜主体的下表面上。导电板迭设于薄膜主体的上表面上，且具有多个开口。间隙子位于驻极体振膜与导电板之间，使两者相间隔。

Description

具有驻极体式电声换能器的电子装置

技术领域

本发明涉及一种具有电声换能器的电子装置，特别涉及一种具有驻极体式电声换能器的电子装置。

背景技术

扬声器(loudspeaker)是一种能够发出声音的装置，其发声的原理是利用电信号来使振膜振动以产生声音，目前已广泛地应用在移动电话、个人数字助理及笔记本电脑等需要发声的电子装置上。

传统的扬声器为电动式(dynamic)扬声器，其利用磁铁吸引通电的线圈，来使与线圈连接的振膜产生振动以发出声音。然而，上述的电动式扬声器虽可产生很好的音质，但由于其音腔需要占有一定的空间，厚度始终无法缩小，当应用在移动电话、个人数字助理及笔记本电脑等可携式电子装置上时，该产品的厚度便无法缩小。

发明内容

本发明提供一种具有驻极体式电声换能器的电子装置，其中驻极体式电声换能器的厚度远小于传统的电动式扬声器，因此可增加电子装置内部空间的使用效率。

本发明第一实施例的具有电声换能器的电子装置包括外壳，该外壳具有贯穿于外壳的内表面与外表面之间的多个开口。在外壳的内表面上，设置有电声换能器，该电声换能器包括第一驻极体振膜(electret diaphragm)，位于外壳的内表面上，第一驻极体振膜具有由介电材料所制成且带有静电荷的第一薄膜主体以及形成于第一薄膜主体的下表面上的第一电极层。在第一薄膜主体的上表面上，迭设有第一导电板作为电极，其具有多个开口。此外，在第一驻极体振膜与第一导电板之间，设置有至少一个第一间隙子(spacer)，用于使第一驻极体振膜与第一导电板之间相间隔。

本发明第二实施例的具有电声换能器的电子装置与第一实施例的电子装置相比还包括第二导电板作为电极，该第二导电板迭设于第一导电板上，并具有多个开口。在第一与第二导电板之间，设置有绝缘层，由多孔的透气膜所构成。另外，在第二导电板上，迭设有第二驻极体振膜，其包括由介电材料所制成且带有静电荷的第二薄膜主体以及形成于第二薄膜主体的上表面上的第二电极层，其中吸音材料层贴附于第二电极层上。此外，在第二驻极体振膜与第二导电板之间，设置有至少一个第二间隙子，用于使第二驻极体振膜与第二导电板之间相间隔。

本发明第三实施例的具有电声换能器的电子装置包括外壳，该外壳具有多个开口，在外壳的内表面上，设置有电声换能器，该电声换能器包括导电板作为电极，该导电板设置于外壳的内表面上，且具有多个开口。在导电板的上方，迭设有驻极体振膜，其具有由介电材料所制成且带有静电荷的薄膜主体以及形成于薄膜主体的上表面上的电极层。此外，在驻极体振膜与导电板之间，设置有至少一个间隙子，用于使驻极体振膜与导电板之间相间隔。另外，吸音材料层贴附于电极层上。

本发明第四实施例的具有电声换能器的电子装置大体上与第三实施例的电子装置相同，所不同的是，原第三实施例的电声换能器的导电板被镀在外壳的内表面上的导电层所取代。

为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显，下文特别列举了本发明的实施例，并参考所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明的电子装置的外观。

图2a为本发明第一实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖与电子装置分开。

图2b为本发明第一实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖装设于电子装置上。

图3a为本发明第二实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖与电子装置分开。

图3b为本发明第二实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖装设于电子装置上。

图4a为本发明第三实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖与电子装置分开。

图4b为本发明第三实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖装设于电子装置上。

图5a为本发明第四实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖与电子装置分开。

图5b为本发明第四实施例的具有电声换能器的电子装置的剖面图，其中背盖装设于电子装置上。

主要组件符号说明

100：电子装置 110：外壳

112：内表面 114：开口

116a：接点 116b：接点

118：外表面 119a：接点

119b：接点 120：驻极体振膜

122：薄膜主体 124：电极层

140：导电板 142：开口

150：间隙子 160：吸音材料层

170：间隙子 180：电声换能器

195：电路板 197a：接点

197b：接点 198a：接点

198b：接点 200：电子装置

220：驻极体振膜 222：薄膜主体

224：电极层 240：导电板

242：开口 250：间隙子

280：电声换能器 290：绝缘层

300：电子装置 320：驻极体振膜

322：薄膜主体 324：电极层

340：导电板 342：开口

350：间隙子 360：吸音材料层

370：间隙子 400：电子装置

440：导电层 480：电声换能器

具体实施方式

参考图1、2a及2b，本发明第一实施例的具有电声换能器的电子装置100包括外壳110，该外壳110具有贯穿于外壳110的内表面112与外表面118之间的多个开口114。在外壳110的内表面112上，设置有电声换能器180，该电声换能器180包括位于外壳110的内表面112上的驻极体振膜120。另外，驻极体振膜120具有由介电材料所制成且带有静电荷的薄膜主体122以及形成于薄膜主体122的下表面上的电极层124，其中，薄膜主体122的厚度为7至25μm，而电极层124的厚度为0.05至1μm。在薄膜主体122的上表面上，迭设有导电板140作为电极，该导电板140具有与开口114相对应的多个开口142，其中，导电板140的开口率大于20％，厚度为0.1至1mm。此外，在驻极体振膜120与导电板140之间，设置有至少一个间隙子150，各间隙子150的间距为5至20mm、高度为100至400μm，用于使驻极体振膜120与导电板140之间相间隔。

为使薄膜主体122带有静电荷，原先未带有静电荷的薄膜主体122需要进行极化(polarize)处理，例如在电极层124形成后，以电晕充电(coronacharging)法使薄膜主体122的内部及表面上带有电荷。适合作为薄膜主体122的介电材料可为例如聚全氟乙丙烯(fluorinated ethylene propylene，FEP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)、聚偏氟乙烯(PolyvinylideneFluoride，PVDF)、二氧化硅(SiO₂)或某些含氟的高分子聚合物。此外，驻极体振膜120的边缘需加以固定，以防止其移动。在操作本实施例的电声换能器180时，需要分别对导电板140及电极层124输入与原本声音信号同相及反相的电子信号，即差动(differential)信号，使驻极体振膜120受到来自导电板140及电极层124的库伦(Coulomb)作用力以产生推拉效应(Push-Pull effect)而发生根据该电子信号的振动，此振动会推动空气而产生声音。由驻极体振膜120振动所产生的声音可从开口114传送至外壳110外，以让使用者听见。

除此之外，由驻极体振膜120振动所产生的声音也会穿过导电板140的开口142，为避免此声音反射回来而影响电声换能器的表现，导电板140的上表面优选地离开其它组件一段距离，例如大于1mm，或者是在导电板140的上表面上贴附吸音材料层160，例如是玻璃纤维、泡棉或不织布等材料，其厚度为1mm至5mm。再者，为避免电极层124在外壳110上滑动而损坏，可在电极层124与外壳110的内表面112之间，设置与间隙子150相对应的至少一个间隙子170，其高度为30至50μm，防止电极层124与外壳110直接接触。另外，间隙子150优选地可由黏胶所构成，例如是双面胶，黏接导电板140与薄膜主体122。

参考图1、3a及3b，本发明第二实施例的具有电声换能器的电子装置200包括电子装置100所具有的组件，即包括外壳110以及电声换能器180所具有的组件，包括：驻极体振膜120、导电板140、间隙子150、170以及吸音材料层160。除了上述组件之外，电子装置200的电声换能器280还包括导电板240作为电极，该导电板240迭设于导电板140上，并具有与导电板140的开口142相对应的多个开口242，导电板240的厚度为0.1至1mm。在导电板140与240之间，设置有绝缘层290，由多孔的透气膜所构成，其厚度为20至200μm。另外，在导电板240上，迭设有驻极体振膜220，其包括由介电材料所制成且带有静电荷的薄膜主体222以及形成于薄膜主体222的上表面上的电极层224，其中，吸音材料层160贴附于电极层224上，而薄膜主体222的厚度为7至25μm，电极层224的厚度则为0.05至1μm。此外，在驻极体振膜220与导电板240之间，设置有与间隙子150相对应的至少一个以例如黏胶所构成的间隙子250，间隙子250的高度为100至400μm，用于使驻极体振膜220与导电板240之间相间隔。

同样地，为使薄膜主体222带有静电荷，原先未带有静电荷的薄膜主体222也需要进行极化处理，以使其内部及表面上带有电荷。而适合作为薄膜主体222的介电材料也可为FEP、PTFE、PVDF、二氧化硅或某些含氟的高分子聚合物。此外，驻极体振膜220的边缘也需加以固定，以防止其移动。在操作本实施例的电声换能器280时，需对导电板140及电极层224输入与原本声音信号同相的第一电子信号，而电极层124及导电板240则分别输入与原本声音信号反相的第二电子信号。因此，驻极体振膜120、220将会受到来自导电板140与电极层124以及导电板240与电极层224的库伦作用，并分别根据所述第一电子信号与第二电子信号产生振动而发出声音。由驻极体振膜220振动所产生的声音能够穿过多孔的绝缘层290，并通过开口114传送至外壳110外。这样的双振膜结构的电声换能器280能够比第一实施例的单振膜结构的电声换能器180产生大一倍(3dB)的音量。

参考图1、4a及4b，本发明第三实施例的具有电声换能器的电子装置300包括外壳110，在外壳110的内表面112上，设置有电声换能器380，该电声换能器380包括导电板340作为电极，该导电板340设置于外壳110的内表面112上，且具有与开口114相对应的多个开口342。在导电板340的上方，迭设有驻极体振膜320，其具有由介电材料所制成且带有静电荷的薄膜主体322以及形成于薄膜主体322的上表面上的电极层324，其中，薄膜主体322的厚度为7至25μm，而电极层324的厚度为0.05至1μm。此外，在驻极体振膜320与导电板340之间，设置有至少一个以例如黏胶所构成的间隙子350，各间隙子350的间距为5至20mm、高度为100至400μm，用于使驻极体振膜320与导电板340之间相间隔。为避免导电板340在外壳110上滑动而损坏，在导电板340与外壳110的内表面112之间，设置有与间隙子350相对应的至少一个以例如黏胶所构成的间隙子370，其高度为30至50μm，防止导电板340与外壳110直接接触。另外，为了避免驻极体振膜320振动所产生的声波反射回来影响电声换能器的表现，吸音材料层360贴附于电极层324上。

同样地，为使薄膜主体322带有静电荷，原先未带有静电荷的薄膜主体322也需要进行极化处理，以使其内部及表面上带有电荷。另外，驻极体振膜320的边缘也需加以固定，以防止其移动。在操作本实施例的电声换能器380时，也需对导电板340及电极层324输入电子信号，以使驻极体振膜320根据该电子信号产生振动而发出声音。

参考图1、5a及5b，本发明第四实施例的具有电声换能器的电子装置400大体上与电子装置300相同，所不同的是，电子装置400的电声换能器480未包括间隙子370，且以镀在外壳110的内表面112上的导电层440取代原电声换能器380的导电板340。图5a及5b中与图4a及4b的其余相同的标号表示相同的组件，在此不加以赘述。同样地，在操作本实施例的电声换能器480时，也需对导电层440及电极层324输入电子信号，以使驻极体振膜320根据该电子信号产生振动而发出声音。

根据本发明的电子装置100、200、300、400所包括的电声换能器180、280、380、480装设在外壳110上，外壳110可为电子装置100、200、300、400的前盖、侧盖或背盖。应当了解，这些电声换能器180、280、380、480需要与电子装置100、200、300、400内的其它组件，例如电路板进行电连接才可操作。再请参考图2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a及5b，当本发明的电声换能器180、280、380、480装设于使用者可拆卸的背盖110上时，背盖110的内表面112上设置有接点116a，与导电板140、340、导电层440电连接，而设置在背盖110的内表面112上的接点116b则与电极层124、324电连接。另外，在电子装置200的背盖110的内表面112上，还设置有接点119a与119b，分别与电声换能器280的导电板240以及电极层224电连接。如图2b、3b、4b及5b所示，当背盖110装设于电子装置100、200、300、400上时，接点116a及116b会分别与位于电子装置100、200、300、400上的电路板195的接点197a及197b电接触，而接点119a及119b(如图3b所示)则分别与电子装置200的电路板195上的接点198a及198b电接触，以将电子信号输入至导电板140、240、340、导电层440以及电极层124、224、324，使驻极体振膜120、220、320根据该电子信号产生振动而发出声音。

本发明的电声换能器所包括的间隙子可为彼此相互分开的间隙子，然而，应当了解，上述间隙子也可利用在薄片上形成多个开口来取代。

根据本发明的电子装置可为可携式电子装置，例如是移动电话、个人数字助理或笔记本电脑等。由于本发明的电子装置的电声换能器的厚度远小于传统的电动式扬声器的厚度，因此可增加电子装置内部空间的使用效率。本发明的电子装置的电声换能器可装设于背盖上，因此可进一步降低电子装置的厚度并增加其内部的可用空间。另外，本发明第一、二实施例的电声换能器的驻极体振膜的驻极体面面向结构体的内部，能有效避免灰尘及水气与驻极体振膜的驻极体面接触而影响其驻极体特性。

虽然本发明已以前述优选实施例揭示，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作出各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种电子装置，该电子装置包括：

外壳，该外壳具有内表面、外表面以及贯穿于所述内表面与所述外表面之间的多个开口；以及

设置于所述外壳的内表面上的电声换能器，该电声换能器包括：

位于该外壳的内表面上的第一驻极体振膜，该第一驻极体振膜具有薄膜主体和电极层，其中所述薄膜主体带有静电荷，且所述电极层形成于所述薄膜主体的下表面上；

第一导电板，该第一导电板迭设于所述薄膜主体的上表面上，且具多个开口；以及

至少一个第一间隙子，该第一间隙子位于所述第一驻极体振膜与所述第一导电板之间，使所述第一驻极体振膜与所述第一导电板之间相间隔。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电声换能器还包括：

第二导电板，该第二导电板迭设于所述第一导电板上且具有多个开口；

绝缘层，该绝缘层位于所述第一导电板与第二导电板之间；

第二驻极体振膜，该第二驻极体振膜迭设于所述第二导电板上，且具有薄膜主体和电极层，其中所述薄膜主体带有静电荷，且所述电极层形成于所述薄膜主体的上表面上；

至少一个第二间隙子，该第二间隙子位于所述第二驻极体振膜与所述第二导电板之间，使所述第二驻极体振膜与所述第二导电板之间相间隔；以及

贴附于所述第二驻极体振膜的电极层上的吸音材料层。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电声换能器还包括：

贴附于所述第一导电板上的吸音材料层。

4.根据权利要求1所述的电子装置，该电子装置还包括：

至少一个第三间隙子，该第三间隙子位于所述外壳的内表面与所述第一驻极体振膜的电极层之间，使所述第一驻极体振膜的电极层与所述外壳的内表面之间相间隔。

5.根据权利要求2所述的电子装置，该电子装置还包括：

6.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一间隙子由黏胶所构成。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一驻极体振膜的电极层以及所述第一导电板接入第一电子信号。

8.根据权利要求7所述的电子装置，该电子装置还包括：

设于所述外壳的内表面上的第一导电接点和第二导电接点，用于将所述第一电子信号接入所述第一驻极体振膜的电极层以及所述第一导电板。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一驻极体振膜的薄膜主体的厚度为7至25μm，且所述第一驻极体振膜的电极层的厚度为0.05至1μm。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一导电板的厚度为0.1至1mm，且所述第一导电板的开口率大于20％。

11.一种电子装置，该电子装置包括：

导电板，该导电板位于所述外壳的内表面上，且具有多个开口；

驻极体振膜，该驻极体振膜迭设于所述导电板上，且具有薄膜主体和电极层，其中所述薄膜主体带有静电荷，且所述电极层形成于所述薄膜主体的上表面上；以及

至少一个第一间隙子，该第一间隙子位于所述驻极体振膜与所述导电板之间，使所述驻极体振膜与所述导电板之间相间隔。

12.根据权利要求11所述的电子装置，其中所述电声换能器还包括：

贴附于所述驻极体振膜的电极层上的吸音材料层。

13.根据权利要求11所述的电子装置，该电子装置还包括：

至少一个第二间隙子，该第二间隙子位于所述外壳的内表面与所述导电板之间，使所述导电板与所述外壳的内表面之间相间隔。

14.根据权利要求11所述的电子装置，该电子装置还包括：

设于所述外壳的内表面上的第一导电接点和第二导电接点，用于将电子信号接入所述驻极体振膜的电极层以及所述导电板。

15.一种电子装置，该电子装置包括：

设于所述外壳的内表面上的导电层；

驻极体振膜，该驻极体振膜迭设于所述导电层上，且具有薄膜主体和电极层，其中所述薄膜主体带有静电荷，且所述电极层形成于所述薄膜主体的上表面上；以及

至少一个间隙子，该间隙子位于所述驻极体振膜与所述导电层之间，使所述驻极体振膜与所述导电层之间相间隔。

16.根据权利要求15所述的电子装置，其中所述电声换能器还包括：

贴附于所述驻极体振膜的电极层上的吸音材料层。

17.根据权利要求15所述的电子装置，该电子装置还包括：

设于所述外壳的内表面上的第一导电接点和第二导电接点，用于将电子信号接入所述驻极体振膜的电极层以及所述导电层。