CN103067831B - 一种膜片和传声器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开提供了一种膜片，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引，膜片的活跃区域带动与活跃区域连接的膜片的非活跃区域向接近背极板的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零；膜片的活跃区域由第一材料构成；膜片的非活跃区域由第二材料构成；第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。本发明还公开了一种传声器。在本发明中，通过使用复合材料构成的膜片，提高了传声器的膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时的振动有效面积，从而提高了传声器的输出，提高传声器的灵敏度，进而提高传声器的信噪比。

Description

一种膜片和传声器
技术领域
本发明涉及驻极体电容传声器技术领域，更具体的说，是涉及一种膜片和传声器。
背景技术
传声器是一种将声波转成电信号的电声器件。信噪比越高，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。其中，信噪比为传声器灵敏度与固有噪声之比。提高信噪比的方法有：提高灵敏度和降低固有噪声。但是受电路元器件本底噪声和部件热噪声的限制，已经很难降低固有噪声。若想提高信噪比，只能通过提高灵敏度实现。灵敏度，表示传声器的声电转换率，是指在自由声场中，当向传声器施加一个声压为1帕（Pa）或1微巴（unbar）的声信号时，传声器的开路输出。由此，若想提高灵敏度，需要通过提高传声器的开路输出来实现。传声器的开路输出是由膜片的振动，导致膜片和贮存有负电荷的背极板之间的位置变化，造成膜片和背极板之间的电压变化，通过后续转化输出信号。
在现有技术中，传声器的电极板如图1所示，包括，背极板101、膜片
103、背极板101和膜片103之间设置有垫片102。膜片103受到背极板101上贮存的电荷吸引而变形，向背极板101突起，如图2所示。其中膜片103突起的面积是膜片103的振动有效面积。但是现有技术中，膜片103振动有效面积很小，导致传声器的输出也难以提高，灵敏度难以提升，进而不能提高传声器的信噪比。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种膜片和传声器解决由于膜片的振动有效面积很小，导致传声器的输出也难以提高，灵敏度难以提升，进而不能提高传声器的信噪比的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种膜片，应用于传声器，包括：膜片受到背极板上贮存的电荷吸引,，膜片的活跃区域带动与活跃区域连接的膜片的非活跃区域，向接近背极板的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零；
膜片的活跃区域由第一材料构成；
膜片的非活跃区域由第二材料构成；
第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。
优选地，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时，活跃区域突起的侧切面为弧形。
优选地，膜片到背极板的距离范围为，大于0，小于100μm。
一种传声器，包括：背极板、膜片以及位于背极板和膜片之间的垫片，
其中，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引，膜片的活跃区域带动与活跃区域连接的膜片的非活跃区域，向接近背极板的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零；
膜片的活跃区域由第一材料构成；
膜片的非活跃区域由第二材料构成；
第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。
优选地，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时，活跃区域突起的侧切面为弧形。
优选地，膜片到背极板的距离范围为，大于0，小于100μm。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种膜片和传声器，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引，膜片的活跃区域带动与活跃区域连接的膜片的非活跃区域，向接近背极板的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零；膜片的活跃区域由第一材料构成；膜片的非活跃区域由第二材料构成；第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。通过使用复合材料构成的膜片，提高了膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时的振动有效面积，提高了传声器的输出，提高了传声器的灵敏度，进而提高传声器的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中传声器电极板未充电状态下结构示意图；
图2为现有技术中传声器电极板充电状态下结构示意图；
图3为本发明实施例一公开的膜片未充电状态下结构示意图；
图4为本发明实施例一公开的膜片充电状态下结构示意图；
图5为本发明实施例二公开的传声器未充电状态下结构示意图；
图6为本发明实施例二公开的传声器充电状态下结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
发明人经研究发现，在制作驻极体传声器时，背极板101贮存负电荷；当背极板101充电之后，会对膜片103产生吸引，使膜片103发生形变，向背极板101弯曲，如图2所示。其中膜片103的中心部位1031变形严重，膜片103的边缘部位1032由于垫片102及其他部件的固定变形不严重。当背极板101充电到一定电位时，膜片103变形严重可能会造成中心部位1031贴在背极板101上，致使膜片103接受到声压后，不能振动。即使膜片103的中心部分1031未贴到背极板101上，也会导致膜片103的中心部分1031与背极板101的距离变小，使膜片103的振动空间变小，导致背极板101的充电电荷受到限制，传声器的输出也难以提高，造成灵敏度难以提升，进而不能提高传声器的信噪比。
实施例一
基于上述工作原理，本发明实施例一公开了一种膜片，以解决传声器的信噪比不能提高的问题，如图3所示。
一种膜片，应用于传声器，包括：膜片受到背极板上贮存的电荷吸引，膜片的活跃区域132带动与活跃区域132连接的膜片的非活跃区域131，向接近背极板的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零。
膜片的活跃区域132由第一材料构成；
膜片的非活跃区域131由第二材料构成；
第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。
当背极板上未储存负电荷，不吸引膜片时，膜片与背极板之间的距离为垫片的厚度，为了实现在有限空间内，最大限度的提高膜片的振动有效面积，本发明实施例一中公开的膜片由两种复合材料制成。
具体的，膜片的中心部分采用相对较硬的第二种材料制成，当受到背极板上贮存的电荷吸引时，膜片向靠近背极板的方向突起，在突起的过程中，膜片的中心部分产生的形变量相对较小，或近似不发生形变，保持平面状态，因此称为膜片的非活跃区域131。膜片的非活跃区域131的面积为全部膜片面积的五分之四。
膜片的边缘部分采用硬度相对于第二种材料较软的第一种材料制成，由此，构成膜片边缘部分的第一种材料比构成膜片中心部分的第二种材料弹性好。
当受到背极板上贮存的电荷吸引时，膜片向靠近背极板的方向突起，在突起的过程中边缘部分的膜片产生的形变量相对较大，因此称为膜片的活跃区域132。膜片的活跃区域132的面积为全部膜片面积的五分之一。
需要说明的是，膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时，活跃区域132突起的侧切面为弧形，如图4所示。
非活跃区域131在突起的活跃区域132的带动下，向接近背极板的方向突起，从而，提高了膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时的振动有效面积，提高了传声器的输出，进而提高传声器的信噪比。
需要说明的是，传声器的膜片到背极板的距离范围为，大于0，小于100μm，距离太大会影响灵敏度投产；
在本发明实施例一中所提供的膜片可以减轻当背极板充电到一定电位时，膜片变形严重可能会造成中心部位贴在背极板上，致使膜片接受到声压后，不能振动的情况。
在本发明实施例一中，通过使用复合材料构成的膜片，提高了膜片受到背极板上贮存的电荷吸引时的振动有效面积，提高了传声器的输出，进而提高传声器的信噪比。
实施例二
本发明实施例一公开了一种膜片，应用于传声器中，相对应的，本发明实施例二公开了一种应用该膜片的传声器。
如图5所示，一种传声器，包括：背极板21、膜片以及位于背极板和膜片之间的垫片22，
其中，膜片受到背极板21上贮存的电荷吸引，膜片的活跃区域232带动与活跃区域232连接的膜片的非活跃区域231向接近背极板21的方向突起，且膜片上任意一点到背极板的距离大于零；
膜片的活跃区域232由第一材料构成；
膜片的非活跃区域231由第二材料构成；
第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低。
在本发明实施例二中，膜片受到背极板21上贮存的电荷吸引时，活跃区域232突起的侧切面为弧形。
需要说明的是，传声器的膜片到背极板的距离范围为，大于0，小于100μm，距离太大会影响灵敏度投产；
本发明实施例二中提供的膜片可以减轻当背极板21充电到一定电位时，由于膜片变形严重可能会造成中心部位贴在背极板上，致使膜片接受到声压后，不能振动的情况。
在具体的实践生产中，背极板21纵切面的形状并不做限制，只要与传声器的膜片的活跃区域232相对应的背极板21的区域，沿背极板21远离膜片的方向形成突起，且背极板21上任意一点到膜片的非活跃区域231的距离不小于零，即可实现提高背极板21的充电电位，进而提高传声器的灵敏度，实现传声器信噪比的提高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种膜片，其特征在于，应用于传声器，包括：膜片受到背极板上贮存的电荷吸引，所述膜片的活跃区域带动与所述活跃区域连接的所述膜片的非活跃区域向接近所述背极板的方向突起，且所述膜片上任意一点到所述背极板的距离大于零；
所述膜片的活跃区域由第一材料构成；
所述膜片的非活跃区域由第二材料构成；
所述第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低；
其中，所述膜片的活跃区域产生的形变量大于所述膜片的非活跃区域生成的形变量。
2.根据权利要求1所述的膜片，其特征在于，所述膜片受到所述背极板上贮存的电荷吸引时，所述活跃区域突起的侧切面为弧形。
3.根据权利要求1所述的膜片，其特征在于，所述膜片到所述背极板的距离范围为，大于0，小于100μm。
4.一种传声器，其特征在于，包括：背极板、膜片以及位于所述背极板和所述膜片之间的垫片，
其中，所述膜片受到所述背极板上贮存的电荷吸引，所述膜片的活跃区域带动与所述活跃区域连接的所述膜片的非活跃区域向接近所述背极板的方向突起，且所述膜片上任意一点到所述背极板的距离大于零；
所述膜片的活跃区域由第一材料构成；
所述膜片的非活跃区域由第二材料构成；
所述第一材料的硬度相对于第二材料的硬度低；
其中，所述膜片的活跃区域产生的形变量大于所述膜片的非活跃区域生成的形变量。
5.根据权利要求4所述的传声器，其特征在于，所述膜片受到所述背极板上贮存的电荷吸引时，所述活跃区域突起的侧切面为弧形。
6.根据权利要求4所述的传声器，其特征在于，所述膜片到所述背极板的距离范围为，大于0，小于100μm。
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