CN102917301A - 电容式发音体单元和使用其的耳机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容式发音体单元，具备：壳体（10）；由导电体组成的平板电极（1）；与平板电极（1）对置配置的振动膜（3）；配置在平板电极（1）与振动膜（3）之间、使平板电极（1）与振动膜（3）绝缘的间隔件（2）；分别电连接到平板电极（1）以及振动膜（3）的一对信号输入端子（6）；以及夹持部（4）。夹持部（4）具有由绝缘材料组成的第1夹持部（4A）和由导电材料组成的第2夹持部（4B）。夹持部（4）从对置方向两侧夹持平板电极（1）以及振动膜（3）。壳体（10）以振动膜（3）被固定于第2夹持部（4B）的状态进行收纳。壳体（10）在与振动膜（3）对置的位置形成有音孔（10A）。

Description

电容式发音体单元和使用其的耳机

技术领域

本发明涉及具备振动膜和平板电极的电容式发音体单元和使用该电容式发音体单元的耳机。

背景技术

一直以来，作为发音体之一，电容式发音体单元得到利用。作为有关这种电容式发音体单元的技术，有在日本特开2009-117888号公报以及日本特开平4-276999号公报中记载的技术。

日本特开2009-117888号公报所记载的静电式扬声器具备第1电极、第2电极和振动膜而构成。振动膜在第1电极和第2电极之间，离开各个电极而设置。第1电极以及第2电极在对着振动膜一侧的面上形成驻极体层。

另外，日本特开平4-276999号公报所记载的电容式扬声器将振动极和固定极彼此对置配置，并施加极化电压来驱动。在振动极设置多个电极，构成为可以对每个电极施加极化电压。

在日本特开2009-117888号公报所记载的技术中，对第1电极以及第2电极分别供给与供给至振动膜的信号相位相反的信号而输出声音。从而，为了使来自振动膜的声音传播到静电式扬声器，需要在第1电极以及第2电极的至少一个设置孔部。因这种孔部的形成需要另行加工，故制造成本变高。另外，需要对振动膜、第1电极以及第2电极分别输入信号，因此构造变得复杂且小型化并非易事。

另一方面，如日本特开平4-276999号公报所记载的技术那样，虽然还能够采取振动膜和固定板的2层构造，但却需要在与多个极化电压对应的多个电极分别进行施加的开关电路。因此，构造变得复杂，所以制造成本变高，小型化并非易事。

发明内容

本发明的目的在于，鉴于上述问题而提供能以低成本实现的小型的电容式发音体单元。另外，还提供使用了这种电容式发音体单元的耳机。

用于达成上述目的的本发明所涉及的电容式发音体单元的特征构成在于，具备：壳体；由导电体组成的平板电极；与所述平板电极对置配置的振动膜；配置在所述平板电极与所述振动膜之间、使所述平板电极与所述振动膜绝缘的间隔件；分别电连接到所述平板电极以及所述振动膜的一对信号输入端子；以及夹持部，所述夹持部具有由绝缘材料组成的第1夹持部和由导电材料组成的第2夹持部，所述夹持部从对置方向两侧夹持所述平板电极以及所述振动膜，所述壳体以所述振动膜被固定于所述第2夹持部的状态进行收纳，所述壳体在对着所述振动膜的位置形成有音孔。

这种特征构成中，能够用一个平板电极和一个振动膜构成电容器。因此，与用两个平板电极和一个振动膜构成电容器的现有的构造相比，可实现紧凑的构成。另外，因仅需要针对一个平板电极和一个振动膜的通电控制，所以能容易地进行通电控制。另外，因在对着振动膜的位置形成有音孔，所以能将振动膜振动而产生的声音从音孔容易地取出。另外，能够由分别与平板电极和振动膜的连接的两个端子来构成信号输入端子。从而，可降低制造成本。进而，通过在平板电极和振动膜之间设置间隔件，还能固定地维持平板电极与振动膜的间隔以获得稳定的灵敏度。另外，通过采取将上述各部件收纳于壳体中的构造，就可作为整体而小型化。

另外，优选是所述平板电极与向该平板电极连接用的信号输入端子经由在由所述平板电极的所述夹持部包围的区域的中央部分设置的布线来连接。

这种构成中，成为一面用夹持部固定地维持平板电极与振动膜的间隔，一面平板电极的中央部分还由布线来支承的构造。因此，在该中央部分也能固定地维持平板电极与振动膜的间隔。从而，就能够进一步提高平板电极的防止错位效果，所以可提高灵敏度的稳定性。

另外，优选是所述平板电极与向该平板电极连接用的信号输入端子经由沿着所述第1夹持部和所述第2夹持部中一个的内周面而设置的筒状部件来连接。

这种构成中，能容易地进行平板电极与向该平板电极连接用的信号输入端子的连接。从而，可降低制造成本。另外，因能够用筒状部件来支承平板电极，所以能防止平板电极的错位，提高灵敏度的稳定性。

另外，优选是所述振动膜与向该振动膜连接用的信号输入端子至少经由所述壳体来连接。

这种构成中，能容易地进行振动膜与同该振动膜连接用的信号输入端子的连接。从而，材料成本能够降低，并可抑制制造成本。

另外，本发明所涉及的耳机的特征构成在于，具备：所述电容式发音体单元；以及收纳所述电容式发音体单元的外壳部件，所述外壳部件具有与所述音孔对置配置的声音输出部。

如果采取这种构成，则可构成特性良好且紧凑的耳机。

另外，优选的是所述耳机还具备收纳于所述外壳部件、对输入到所述电容式发音体单元的声音信号进行升压的电压变换部。

如果采取这种构成，则能够紧凑地构成耳机。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的电容式发音体单元的侧视截面图；

图2是第1实施方式所涉及的电容式发音体单元的展开图；

图3是第2实施方式所涉及的电容式发音体单元的侧视截面图；

图4是第2实施方式所涉及的电容式发音体单元的展开图；

图5是耳机的侧视截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

下面，就本发明的实施方式详细地进行说明。本发明所涉及的电容式发音体单元（下面记为“发音体”）100具备将电信号作为声音输出的功能。图1中示出发音体100的侧视截面图，图2中示出发音体100的展开图。下面，使用图1以及图2就发音体100的构成进行说明。如图1以及图2所示，发音体100具备：平板电极1、间隔件（spacer）2、振动膜3、夹持部4、基板5、框图10。

平板电极1由平板的导电体构成。另外，本实施方式所涉及的平板电极1以厚度t1的圆板状而形成。

间隔件2由圆筒状的绝缘材料所构成。间隔件2的内径小于平板电极1的外径，并且间隔件2的外径大于平板电极1的外径而形成。从而，平板电极1构成为不贯通间隔件2的径向中央部的孔部。这种间隔件2优选是构成为例如0.2mm左右的厚度。

振动膜3隔着间隔件2与平板电极1对置配置。据此，振动膜3与平板电极1绝缘。间隔件2如上所述由圆筒状的绝缘材料构成。平板电极1和振动膜3将间隔件2夹在中间而对置配置。另外，振动膜3以与间隔件2相同的外径，使用比平板电极1的厚度t1充分薄的导电性的膜（厚度t2：数μm）而构成。如图1所示，在平板电极1与振动膜3之间形成空间A。

夹持部4具有由绝缘材料组成的第1夹持部以及由导电材料组成的第2夹持部构成。在本实施方式中，第1夹持部由支架（holder）4A构成，第2夹持部由振动膜支承环（振動板リング）4B构成。从而，支架4A由绝缘材料构成，振动膜支承环4B由导电材料所构成。另外，振动膜3被粘接固定于振动膜支承环4B。夹持部4以这种状态从对置方向两侧夹持平板电极1以及振动膜3。对置方向就是平板电极1和振动膜3对置的方向，即平板电极1以及振动膜3的轴心方向。

在本实施方式中，支架4A具有小径部4C和大径部4D，该小径部4C具有与间隔件2的内径相同的内径，该大径部4D具有比该小径部4C的内径大的内径。平板电极1被嵌合载置于由大径部4D的内周面4E和小径部4C的轴向端面4F所形成的凹部4G。从而，大径部4D的轴向长度被设定成在平板电极1嵌合于凹部4G的状态下，平板电极1不会从大径部4D的轴向端部突出。另外，因大径部4D的内周面4E位于平板电极1的径向外侧，所以能够防止平板电极1向径向的错位。

振动膜支承环4B由圆筒状的导电材料构成。振动膜支承环4B的外径与振动膜3的外径相同，振动膜支承环4B的内径大于间隔件2的内径而形成。另外，振动膜支承环4B的厚度比间隔件2厚地构成。据此，即便在振动膜3以与空间A的轴向长度对应的振幅进行振动的情况下，也能够使振动膜3在振动中不会与后述的壳体10接触。从而，能够容许对于空间A的轴向长度的振动。

在平板电极1的对置方向外侧设置支架4A，在振动膜3的对置方向外侧设置振动膜支承环4B。据此，平板电极1以及振动膜3就以中间隔着间隔件2的状态被支架4A以及振动膜支承环4B夹持。

基板5用圆板状的印刷基板而构成。基板5以与支架4A的外径相同的外径而构成，并隔着支架4A与平板电极1对置配置。在基板5的第1面5A形成连接金属线7的凸台（land）8，该金属线7电连接到平板电极1。在基板5还形成与凸台8电连接并贯通到基板5的第2面5B侧的贯通通孔（via）9。在贯通通孔9的至少内周面形成导电性的膜。

这里，平板电极1和向该平板电极1连接用的信号输入端子6A经由布线而连接，该布线被设置于平板电极1由支架4A包围的区域的中央部分。在本实施方式中，支架4A由圆筒状形成。因此，平板电极1和支架4A就在圆形面内抵接。从而，该圆形状的中央区域（即径向内侧的区域）与由支架4A包围的区域的中央部相当。布线设置于这样的中央区域的任意位置。上述的金属线7相当于该布线。此外，在如本实施方式那样用支架4A夹持平板电极1的外周部分的情况下，优选是将金属线7设置于平板电极1的中心位置。

信号输入端子6设置于基板5的第2面5B。信号输入端子6由向平板电极1连接用的信号输入端子6A以及向振动膜3连接用的信号输入端子6B构成。从而，信号输入端子6由一对组成。另外，信号输入端子6A被电连接到贯通通孔9。从而，能将基板5的第1面5A与第2面5B电连接，并将信号输入端子6与平板电极1电连接。

这里，由上述那样的构成所形成的支架4A及振动膜支承环4B所夹持的平板电极1及振动膜3，以载置于基板5上的状态收纳于壳体10。在本实施方式中，振动膜3与振动膜支承环4B粘接固定并电连接。壳体10由圆筒状构成。在壳体10的轴向的第1面在对着振动膜3的位置形成音孔10A。另一方面，在壳体10的轴向的第2面形成将上述基板5上所设置的信号输入端子6露出的开口部10B。这种壳体10在本实施方式中由导电材料构成。另外，振动膜支承环4B也由导电材料构成。因此，振动膜3与向该振动膜3连接用的信号输入端子6B至少经由壳体10、即经由振动膜支承环4B和壳体10而连接。从而，通过从设置于基板5的第2面5B的信号输入端子6A、6B输入信号，能将信号传递到平板电极1以及振动膜3。

这样根据本发明所涉及的发音体100，能够用一个平板电极1和一个振动膜3构成电容器。因此，与用两个平板电极和一个振动膜构成电容器的现有的构造相比，能紧凑地构成。另外，通电控制也因通过针对一个平板电极1和一个振动膜3的两个控制即可所以能容易地进行控制。另外，因音孔10A形成在对着振动膜3的位置，所以能将振动膜3振动而产生的声音从音孔10A容易地取出。另外，还能够将信号输入端子6由分别连接到平板电极1和振动膜3的两个端子来构成。从而，能够降低制造成本，所以能低成本地实现。进而，通过在平板电极1与振动膜3之间设置间隔件2，还能固定地维持平板电极1与振动膜3的间隔以获得稳定的灵敏度。另外，通过采取将上述各部件收纳于壳体10的构造，能够紧凑地实现。从而，能作为整体小型化。

[第2实施方式]

接着，就第2实施方式所涉及的发音体100进行说明。在上述第1实施方式中，平板电极1与凸台8通过金属线7而连接。本实施方式所涉及的发音体100，在取代金属线7而经由筒状部件20进行连接这点上与上述第1实施方式不同。关于除此以外的构成则与第1实施方式相同。下面就与第1实施方式不同的部分进行说明。

图3中示出本实施方式所涉及的发音体100的截面图，图4中示出本实施方式所涉及的发音体100的展开图。筒状部件20用圆筒状的导电材料构成。筒状部件20的外径被设定成该筒状部件20可插通到支架4A的径向中央部的大小。具体而言，形成得小于支架4A的内径。从而，筒状部件20沿着作为夹持部4之一的支架4A的内周面而设置。另外，虽然筒状部件20的内径并没有特别地限定，但至少在径向具有厚度即可。筒状部件20的轴向长度以与支架4A的小径部4C的轴向长度相同的长度而构成。通过这样构成筒状部件20，就能经由筒状部件20、凸台8以及贯通通孔9而连接平板电极1与向该平板电极1连接用的信号输入端子6A。

[第3实施方式]

接着，就本发明所涉及的耳机200进行说明。耳机200具备发音体100和外壳部件50而构成。发音体100可使用在上述第1以及第2实施方式所说明的发音体100，所以省略说明。

外壳部件50构成能收纳发音体100。另外，在外壳部件50在对着音孔10A的位置形成声音输出部51。通过将该声音输出部51朝向用户的耳孔侧而插入耳机200，能使用户恰当地听到从音孔10A发出的声音。连接耳机200与音响设备（未图示）的电缆52被分别连接到信号输入端子6A、6B。

这样根据本发明所涉及的耳机200，能构成特性良好且紧凑的耳机200。

[其他实施方式]

在上述实施方式中，就发音体100进行了说明。在该发音体100中，优选是将输入到该发音体100的信号的电压设为10V以上。也就是说，在从音响设备输出的声音信号为数字信号的情况下用DAC（digital to analog converter：数模转换器）转换成模拟信号，并放大该模拟信号即可。另一方面，在从音响设备输出的声音信号为模拟信号的情况下放大该模拟信号即可。在本发明所涉及的发音体100中，优选是将这样的经过放大的模拟信号箝位（clamp）在上述10V以上。

在进行这种箝位的情况下，能使用电压变换部。电压变换部对输入到发音体100的声音信号进行升压，被收纳于外壳部件50。作为这种电压变换部能够利用例如变压器及稳压器（regulator）。在使用变压器的情况下，可以使用利用构成变压器的绕组的绕组比而升压后的电压来进行箝位。在此情况下，优选是为防止阻抗不匹配而在变压器的输入级设置缓冲器。该缓冲器既可以用运算放大器来构成，也可以使用缓冲器IC。另外，在使用调节器的情况下，能使用例如通过开关稳压器而升压后的电压来进行箝位。另外，因发音体100消耗电流小，所以还可以使用通过Cockroft-Walton（考克罗夫特-瓦尔顿）电路而升压后的电压来进行箝位。

在上述第2实施方式中，说明了平板电极1与向该平板电极1连接用的信号输入端子6A经由沿着支架4A的内周面而设置的筒状部件20来连接。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可采取不使用筒状部件20来连接平板电极1与信号输入端子6A的构成。即，还可用金属线来连接平板电极1与信号输入端子6A。另外，即便在使用筒状部件20的情况下，当然也可以不沿着支架4A的内周面而进行设置。

在上述第1实施方式中，说明了振动膜3与向该振动膜3连接用的信号输入端子6B经由振动膜支承环4B以及壳体10而连接。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可以不经由振动膜支承环4B以及壳体10，而使用例如金属线来连接振动膜3与信号输入端子6B。

在上述实施方式中，说明了耳机200的声音输出部51与发音体100的音孔10A对置配置。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可以采取使耳机200的声音输出部51不与发音体100的音孔10A对置而配置的构成。

在上述实施方式中，说明了优选是间隔件2构成为例如0.2mm左右的厚度。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可以比0.2mm厚，也可以比0.2mm薄。

在上述实施方式中，说明了构成发音体100的部件以及耳机200构成为圆筒状。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可以将它们以多角形来构成。

在上述实施方式中，说明了平板电极1以及振动膜3由导电材料组成。当然还可以用供给极化电压的驻极体材料来构成平板电极1以及振动膜3之一。在这种情况下，通过用驻极体来供给极化电压就可以不再需要偏置电压（偏压）。

在上述实施方式中，说明了支架4A的小径部4C的内径与间隔件2的内径为同一内径。但是，本发明的应用范围并不限定于此。当然还可以将支架4A的小径部4C的内径和间隔件2的内径用不同的内径来构成。

在上述实施方式中，说明了大径部4D的轴向长度被设成在平板电极1嵌合于凹部4G的状态下，平板电极1不会从大径部4D的轴向端部突出。但是，本发明的应用范围并不限定于此。即，还可以构成为平板电极1从支架4A部突出。即便在这种情况下，因振动膜3与平板电极1之间的距离等于间隔件2的厚度，所以可适当地设定振动膜3与平板电极1之间的距离。

本发明可以利用于具备振动膜和平板电极的电容式发音体单元以及使用了该电容式发音体单元的耳机。

Claims (6)

1.一种电容式发音体单元，其特征在于，具备：

壳体（10）；

由导电体组成的平板电极（1）；

与所述平板电极（1）对置配置的振动膜（3）；

配置于所述平板电极（1）与所述振动膜（3）之间、使该平板电极（1）与该振动膜（3）绝缘的间隔件（2）；

分别电连接到所述平板电极（1）以及所述振动膜（3）的一对信号输入端子（6、6A、6B）；以及

夹持部（4），

所述夹持部（4）具有由绝缘材料组成的第1夹持部（4A）和由导电材料组成的第2夹持部（4B），

所述夹持部（4）从对置方向两侧夹持所述平板电极（1）以及所述振动膜（3），

所述壳体（10）以所述振动膜（3）被固定于所述第2夹持部（4B）的状态进行收纳，

所述壳体（10）在与所述振动膜（3）对置的位置形成有音孔（10A）。

2.如权利要求1所述的电容式发音体单元，其特征在于：

所述平板电极（1）与向该平板电极（1）连接用的信号输入端子（6A）经由设置于所述平板电极（1）的由所述夹持部（4A）包围的区域的中央部分的布线（7）而连接。

3.如权利要求1所述的电容式发音体单元，其特征在于：

所述平板电极（1）与向该平板电极（1）连接用的信号输入端子（6A）经由沿着所述第1夹持部（4A）和所述第2夹持部（4B）之一的内周面而设置的筒状部件（20）而连接。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的电容式发音体单元，其特征在于：

所述振动膜（3）和向该振动膜（3）连接用的信号输入端子（6B）至少经由所述壳体（10）而连接。

5.一种耳机，其特征在于，具备：

权利要求1至4中任意一项所述的电容式发音体单元（100）；以及

收纳所述电容式发音体单元（100）的外壳部件（50），

所述外壳部件（50）具有对着所述音孔（10A）而配置的声音输出部（51）。

6.如权利要求5所述的耳机，其特征在于，具备：

收纳于所述外壳部件（50）、对输入到所述电容式发音体单元（100）的声音信号进行升压的电压变换部。

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