CN103313174B - 双层驻极体电声转换装置及具有驻极体扬声器的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双层驻极体电声转换装置及具驻极体扬声器的电子装置。所述电声转换装置包括第一电极形成于具多个孔洞的第一绝缘板上。双层驻极体振膜与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层结构。第一隔离结构设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间。第二电极形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置。第二隔离结构设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间。在操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

Description

双层驻极体电声转换装置及具有驻极体扬声器的电子装置

技术领域

本发明涉及驻极体电声转换装置，特别是涉及包含双层驻极体的电声转换装置及具有驻极体扬声器的电子装置。

背景技术

传统扬声器依其驱动方式，主要区分成动圈式扬声器、压电式扬声器及静电式扬声器。动圈式扬声器主要利用磁场、电流以及力三者成直角相交的相互作用，控制振动膜的活塞式地反复运动，因体积无法缩小，遂使其无法符合未来3C产品对于轻薄化的需求。

压电式扬声器利用压电效应，当一电场施加于压电材料时，会使压电材料变形，进而推动振膜发声，然而压电材料所需的共振频率较高且可利用的频宽不足，因此可应用的领域受限制。

静电式扬声器的原理为将二个具开孔的电极板中间挟持一导电振膜以形成一种类似电容器的结构，通过供给导电振膜直流偏压，并分别供给二个电极板同步正反相交流电压，并通过正负电荷所产生的静电力，带动该导电振膜并将声音幅射出去。静电式扬声器所使用的导电振膜极为轻薄，具有暂态反应快、分辨率高、失真低且不受电磁影响等优点。

驻极体电声转换装置一般可应用于静电式扬声器。利用驻极体振膜件于充电后，可长时间保有较高的正及负或同为正或同为负偏压，且音讯扩大机仅需输出较小的交流音讯功率即可达到高品质的音场效果。因此，驻极体电声转换装置不仅符合未来市场轻薄化、高音质的需求，更具有省电及节省成本的优点。

发明内容

有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种符合轻薄化、高音质的需求的含双层驻极体的电声转换装置。

为达上述目的，根据本发明的一实施例，提供一种双层驻极体电声转换装置，包括：第一电极，形成于具多个孔洞的第一绝缘板上；双层驻极体振膜，与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层结构；第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间；第二电极，形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置；第二隔离结构，设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间；以及其中于操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

根据本发明另一实施例，提供一种双层驻极体电声转换装置，包括：第一电极，形成于具多个孔洞的第一绝缘板上；双层驻极体振膜，与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层结构；第一保护膜设置于该双层驻极体振膜上，以防止该双层驻极体振膜表面所驻留的电荷流失；第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间；第二电极，形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置；第二保护膜设置于该第一及第二电极上，以防止与该驻极体振膜接触时，该驻极体振膜表面所驻留的电荷流失；第二隔离结构，设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间；以及调整件，设置于该第一及第二电极上，以辅助该双层驻极体振膜振动；其中于操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

根据本发明另一实施例，提供一种具驻极体扬声器的电子装置，包括：先前实施例所述双层驻极体电声转换装置；控制装置，接受输入装置传入的信号并转换成驱动信号；以及驱动电源，依据该驱动信号施加交流偏压于该第一电极与该第二电极之间，以提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为传统驻极体电声转换装置的剖面结构示意图；

图2为本发明的一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图；

图3为本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图；

图4A和图4B为本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图；

图5为本发明另一实施例的具有驻极体扬声器的电子装置的方块示意图。

主要元件符号说明

100传统驻极体电声转换装置

110、130电极板

120驻极体振膜

140、145绝缘间隔结构

150交流电源

200、300、400a、400b双层驻极体电声转换装置

210、310、410第一电极结构

212、312、412第一绝缘板

214、314、414第一电极

220、320、420叠层驻极体振膜结构

222、322、422驻极体

224、324、424金属镀层

226、326、426驻极体

230、330、430第二电极结构

262、332、432第二绝缘板

234、334、434第二电极

240、340、440第一间隔离结构

245、345、445第二间隔离结构

250、350、450交流电源

316、336第一保护膜

321、327第二保护膜

416、436保护膜

460、460’调整件

500具驻极体扬声器的电子装置

510控制装置

520驱动电源

具体实施方式

以下以各实施例详细说明并伴随着附图说明的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未绘示或描述的元件，为所属技术领域中具有通常知识者所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

图1显示传统驻极体电声转换装置的剖面结构示意图。请参阅图1，传统驻极体电声转换装置100包括一驻极体振膜120、两个电极板110、130分别设置驻极体振膜120相对应的两侧、绝缘间隔结构140、145分别设置于驻极体振膜120与电极板110之间及驻极体振膜120与电极板130之间。当电极板110、130于分别接收交流电源150(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音讯电压后，驻极体振膜120因静电力作用而产生推-拉(push-pull)效应。

电极板110、130通常为包含多个孔洞或声孔(未绘示)的金属板或金属网。电极板110、130与驻极体振膜120之间有足够的空间供驻极体振膜120振动推动周遭空气而通过电极板110、130的孔洞或声孔发出声音。

驻极体振膜120由驻极体材料制成，在充电后，于表面长时间保有较高的偏压。具体而言，驻极体材料指介电材料(dielectricmaterial)经过电化(electrized)处理后能长时间保有静电荷(staticcharges)。

图2显示根据本发明的一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图。请参阅图2，双层驻极体电声转换装置200包括第一电极结构210，具有第一电极214形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板212上。双层驻极体振膜含两层驻极体振膜222、226分别与第一电极对向设置，于该双层驻极体振膜之间夹置一金属镀层224，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构220。第一电极214设置于第一绝缘板212与驻极体振膜之间。第一隔离结构240设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构220振动推动周遭空气而通过第一电极结构210的孔洞或声孔发出声音。具有第二电极234设置于第二绝缘板232与驻极体振膜之间。第二电极结构230具有第二电极234形成于具有多个孔洞的第二绝缘板232上，与该双层驻极体振膜对向设置。第二隔离结构245设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构220振动推动周遭空气而通过第二电极结构230的孔洞或声孔发出声音。在操作时，交流电源250(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音讯电压，施于第一电极214与第二电极234之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

根据本发明实施例，所述第一与第二绝缘板212、232为硬质或刚性的高分子基板，例如，所述第一与第二绝缘板212、232较佳者为印刷电路板。

构成驻极体振膜结构220的驻极体材料可为含氟的高分子材料，因氟具有最强阴电性。故，将驻极体振膜结构220充电后可将电荷圈附。再者，可替选地在驻极体振膜结构220上形成多个纳微米孔洞，以大幅地增加驻极体振膜结构220的表面积。所述驻极体材料较佳者为含氟有机高分子材料或含氟有机无机聚合物。所述含氟的高分子材料包括膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、有侧链的聚四氟乙烯(perfluoroalkoxy，简称PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯聚合物(ETFE)、及乙烯-三氟乙烯(ECTFE)共聚物。[note：deletethedeletedsentence.Reasonisthatwedon’twanttocitepatentsownedbyanotherparty.]

第一隔离结构240的目的是用以将驻极体振膜结构220与第一电极结构210隔开并产生电性绝缘效果。第一隔离结构240可选择以环氧树脂等接着材料贴附于驻极体振膜结构220上分隔成多个区域。于固定后，使得所述驻极体振膜结构220保有一定张力。

图3显示根据本发明另一实施例的单层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图。请参阅图3，双层驻极体电声转换装置300包括第一电极结构310，具有第一电极314形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板312上。双层驻极体振膜322、326与第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一金属镀层324，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构320。保护膜321、327分别设置于双层驻极体振膜的两侧表面，以防止该双层驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。保护膜321、327的材质可为绿漆、沥青漆或含氟高分子镀层。第一隔离结构340设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构320振动推动周遭空气而通过第一电极结构310的孔洞或声孔发出声音。第二电极结构330具有第二电极334形成于具多个孔洞的第二绝缘板332上，与该双层驻极体振膜对向设置。保护膜316、336分别设置于第一电极314及第二电极334上，以防止与驻极体振膜接触时，造成驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。保护膜316、336的材质可为绿漆、沥青漆或含氟高分子镀层，能有效地避免第一电极310表面发生尖端放电。第二隔离结构345设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间，提供足够的空间供驻极体振膜驻极体振膜320振动推动周遭空气而通过第二电极结构330的孔洞或声孔发出声音。

于操作时，交流电源350(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音讯电压，施于第一电极314与第二电极334之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

图4A显示根据本发明另一实施例的双层驻极体电声转换装置的剖面结构示意图。请参阅图4A，双层驻极体电声转换装置400a包括第一电极结构410，具有第一电极414形成于具多个孔洞(未绘示)的第一绝缘板412上。双层驻极体振膜422、426与第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一金属镀层424，如铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构420。第一隔离结构440设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构420振动推动周遭空气而通过第一电极结构410的孔洞或声孔发出声音。第二电极结构430具有第二电极434形成于具多个孔洞的第二绝缘板432上，与该双层驻极体振膜对向设置。保护膜416、436分别设置于第一电极414及第二电极434上，以防止与驻极体振膜接触时，造成驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。保护膜416、436可为绝缘漆、绿漆、沥青漆或含氟高分子镀层。第二隔离结构445设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间，提供足够的空间供驻极体振膜结构420振动推动周遭空气而通过第二电极结构430的孔洞或声孔发出声音。调整件460分别设置于第一电极414及第二电极434上，或两个电极上皆设置此调整件，以辅助该双层驻极体振膜振动。本实施例所述调整件的主要目的在于辅助调整驻极体振膜的振动幅度及角度，避免驻极体振膜振动碰触电极而产生杂讯。在另一实施例中，于每个由隔离结构所定义的驻极体电声转换装置单元中，可包含多个调整件460’(如图4B所示)，使得驻极体振膜振动的角度及幅度达到最佳的效果。调整件的数目及高度可视实际产品应用而调整，然而仍以不碰触驻极体振膜为限。

在操作时，交流电源450(例如音讯扩大机)所输出的同相或反相交流音讯电压，施于第一电极414与第二电极434之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

应注意的是，除上述实施例之外，尚有其他的材料、构件及结构，适合用构成本发明的双层驻极体电声转换装置，应为本发明技术领域中具通常知识者所能轻易取代或置换，仍应属本发明的范畴。然而为求简明之故，在此略去其详细的描述。

本发明上述实施例的双层驻极体电声转换装置的优点在于将电极设置在平坦的且具有多个孔洞的绝缘板上。相较于使用金属网电极，在增加驱动电压的情况下不致造成尖端放电，因而显著提升驻极体电声转换装置的声音压力位准(soundpressurelevel，SPL)耐受的效能。因此可有效地降低杂讯并提声音响品质，使其具有暂态反应快、分辨率高、失真低且不受电磁影响等特点。

应了解的是，本发明实施例另提供具有驻极体扬声器的电子装置，针对应用产品进行系统界面技术开发，广泛应用于电子产品的电声元件，范围含括通讯、资讯、消费型电子及其他领域的电声产品市场。

图5显示根据本发明另一实施例的具驻极体扬声器的电子装置的方块示意图。所述具驻极体扬声器的电子装置500包括如先前实施利所述的双层驻极体电声转换装置200、300或400，控制装置510接受输入装置传入的信号并转换成驱动信号，及驱动电源520，依据该驱动信号施加交流偏压于驻极体电声转换装置200、300或400的第一电极与第二电极之间，以提供驱动该驻极体振膜振动的电场。所述电子装置500的优选范例包括平板电脑、笔记型电脑、电子书、电子相框、及用于上述装置的包套。

本发明虽然结合以上各种实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰。本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种双层驻极体电声转换装置，包括：

第一电极，形成于具有多个孔洞的第一绝缘板上；

双层驻极体振膜，与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一金属镀层，其为铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构；

第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间；

第二电极，形成于具有多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置；

第二隔离结构，设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间；以及

其中该第一绝缘板与该第二绝缘板为印刷电路板，在操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

2.如权利要求1所述的双层驻极体电声转换装置，其中该第一与第二电极为硬质或刚性的高分子基板。

3.如权利要求1所述的双层驻极体电声转换装置，其中该双层驻极体振膜包括含氟的高分子材料(fluorinecontainingpolymers)。

4.如权利要求3所述的双层驻极体电声转换装置，其中该含氟的高分子材料包括膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、有侧链的聚四氟乙烯(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯聚合物(ETFE)、及乙烯-三氟乙烯(ECTFE)共聚物。

5.如权利要求1所述的双层驻极体电声转换装置，还包括保护膜设置于该双层驻极体振膜上，以防止该双层驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。

6.如权利要求5所述的双层驻极体电声转换装置，其中该保护膜包括绿漆、沥青漆或含氟高分子镀层。

7.如权利要求1所述的双层驻极体电声转换装置，还包括保护膜设置于该第一电极及第二电极上，以防止与该驻极体振膜接触时，该驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。

8.如权利要求1所述的双层驻极体电声转换装置，还包括调整件，设置于该第一电极或第二电极上，以辅助该双层驻极体振膜振动。

9.一种双层驻极体电声转换装置，包括：

第一电极，形成于具有多个孔洞的第一绝缘板上；

双层驻极体振膜，与该第一电极对向设置，其中该双层驻极体振膜之间夹置一铝镀层，形成叠层驻极体振膜结构；

第一保护膜，设置于该双层驻极体振膜上，以防止该双层驻极体振膜表面所驻留的电荷流失；

第一隔离结构，设置于该第一电极与该双层驻极体振膜之间；

第二电极，形成于具多个孔洞的第二绝缘板上，与该双层驻极体振膜对向设置；

第二隔离结构，设置于该双层驻极体振膜与该第二电极之间；以及

至少一调整件，设置于该第一电极及第二电极上，以辅助该双层驻极体振膜振动；

其中该第一绝缘板与该第二绝缘板为印刷电路板，在操作时，施于该第一电极与该第二电极之间的交流偏压提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

10.如权利要求9所述的双层驻极体电声转换装置，其中该第一电极与第二电极为硬质或刚性的高分子基板。

11.如权利要求9所述的双层驻极体电声转换装置，其中该双层驻极体振膜包括含氟的高分子材料(fluorinecontainingpolymers)。

12.如权利要求11所述的双层驻极体电声转换装置，其中该含氟的高分子材料包括膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、有侧链的聚四氟乙烯(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯聚合物(ETFE)、及乙烯-三氟乙烯(ECTFE)共聚物。

13.如权利要求9所述的双层驻极体电声转换装置，还包括第二保护膜，设置于该第一电极及第二电极上，以防止与该驻极体振膜接触时，该驻极体振膜表面所驻留的电荷流失。

14.如权利要求13所述的双层驻极体电声转换装置，其中该第一保护膜及该第二保护膜包括绿漆、沥青漆或含氟高分子镀层。

15.一种具驻极体扬声器的电子装置，包括：

如权利要求1或9所述的双层驻极体电声转换装置；

控制装置，接受输入装置传入的信号并转换成驱动信号；以及

驱动电源，依据该驱动信号施加交流偏压于该第一电极与该第二电极之间，以提供驱动该驻极体振膜振动的电场。

16.如权利要求15所述的具驻极体扬声器的电子装置，该电子装置包括平板电脑、笔记型电脑、电子书、电子相框、及用于上述装置的包套。