CN104581584A - 收音装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种收音装置，包括一壳体、一电路部、一导电体、一第一压电片、一第二压电片、一第一导电传输部与一第二导电传输部；壳体具有一收容部，且收容部一端形成一开口，收容部另一端形成一底面；电路部设置于收容部一侧且密合开口；导电体位于收容部内且具有一第一侧与一第二侧；第一压电片位于收容部内且设置于导电体的第一侧；第二压电片位于收容部内且设置于导电体的第二侧；第一导电传输部位于收容部内且弹性地电性连接于底面与第一压电片之间；第二导电传输部位于收容部内且电性连接于电路部与第二压电片之间。本发明通过导电体振动，使第一压电片与第二压电片分别来产生第一信号与第二信号，可以是收音装置接收多种音域或较广的音域范围的机会。

Description

收音装置及其制造方法

技术领域

本发明提供一种收音装置及其制造方法，特别是关于一种压电式收音装置及其制造方法。

背景技术

收音装置已成为现代人日常生活中最常使用的用品之一，举凡行动通信设备、录音笔、具录音功能的音乐播放装置等，都需要质量良好的收音装置来达成接收外界声音，特别是指用户所发出的语音的效果。

常见的收音装置包括电容式麦克风及压电式麦克风，传统的压电式麦克风中，多半利用一振膜或弹性物质贴附在人体上，以感受人体发声时的声波压力，并将声波的压力传递到压电片，使压电片的结构因压力而改变，再产生电压以供处理。

然而，传统的压电式麦克风利用压电片来感测声波振动，而导电体往往贴附一层压电片，或是导电体被一层压电组件所包覆。因此，压电片仅能局限于某一种音域的声波信号，使得压电片所局限的音域以外的声波信号，或是音域较广的声波信号易于产生失真。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种收音装置，这种收音装置通过导电体振动来使第一压电片与第二压电片分别来产生第一信号与第二信号，以使收音装置接收多种音域或是较广的音域范围的机会。

本发明提出一种收音装置，包括一壳体、一电路部、一导电体、一第一压电片、一第二压电片、一第一导电传输部与一第二导电传输部。壳体具有一收容部，且收容部一端形成一开口，收容部另一端形成一底面。电路部设置于收容部一侧且密合开口。导电体位于收容部内且具有一第一侧与一第二侧。第一压电片位于收容部内且设置于导电体的第一侧。第二压电片位于收容部内且设置于导电体的第二侧。第一导电传输部位于收容部内且弹性地电性连接于底面与第一压电片之间。第二导电传输部位于收容部内且电性连接于电路部与第二压电片之间。

在本发明一实施例中，上述收音装置更包括一振动辅助部，振动辅助部位于收容部内且设置于第二压电片上。

在本发明一实施例中，上述壳体更包括一收音孔，收音孔贯穿底面，用以接收一声波。

在本发明一实施例中，上述第一导电传输部为至少两个导电弹性体，所述的这些导电弹性体配置于收容部相对两侧的底面上，而各导电弹性体具有一凹槽，所述的这些凹槽用以承载第一压电片。

在本发明一实施例中，上述第一导电传输部为一导电弹性体，该导电弹性体配置于收容部的底面上。

在本发明一实施例中，上述第二导电传输部为一导电线、导电片、导体或一导电弹簧。

在本发明一实施例中，上述第一压电片与第二压电片的材料的互为不同。

在本发明一实施例中，上述导电体为一金属板体、一金属柱状体或一金属片状体，而壳体为金属壳体。

在本发明一实施例中，上述第一压电片、第二压电片、导电体与底面彼此并列。

本发明提出一种收音装置的制造方法，包括：提供一壳体，该壳体具有一收容部，且收容部一端形成一开口，收容部另一端形成一底面；使一第一导电传输部与底面弹性地电性连接；提供一导电体，导电体具有一第一侧与一第二侧，且第一侧设置有一第一压电片，第二侧设置有一第二压电片；设置导电体于收容部，且使导电体中第一侧的第一压电片电性连接第一导电传输部；以及使一电路部密合于壳体一端的开口，且电路部与第二导电体之间电性连接有一第二导电传输部。

另外，其中该第一导电传输部为导电弹性体。

其中该第二导电传输部为导电线、导电弹片、导体或导电弹簧。

其中该第一压电片与该第二压电片的材料互为不同。

其中该第二压电片一侧更设置一振动辅助部。

综上所述，本发明的收音装置通过导电体振动，以使第一压电片与第二压电片分别来产生第一信号与第二信号，以使收音装置可以接收多种音域或较广的音域范围的机会。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的收音装置的剖面示意图；

图2A至图2C为根据图1的本发明一实施例的收音装置的制造方法的示意图；

图3为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图；

图4为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图；

图5为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图。

附图标记说明：

1、2、3、4：收音装置

10：壳体

12：电路部

14：导电体

16：第一压电片

18：第二压电片

20、20a、20b：第一导电传输部

21、21a、21b：导电弹性体

22、22a、22b：第二导电传输部

24：振动辅助部

100：收容部

102：开口

104、104a：底面

106：收音孔

140：第一侧

142：第二侧

202：凹槽

具体实施方式

为了充分了解本发明，于下文将例举实施例并配合附图作详细说明，且其并非用以限定本发明。

图1为本发明一实施例的收音装置的剖面示意图。如图1所示，一种收音装置1包括一壳体10、一电路部12、一导电体14、一第一压电片16、一第二压电片18、一第一导电传输部20与一第二导电传输部22。在实务上，导电体14、第一压电片16、第二压电片18、第一导电传输部20与第二导电传输部22位于壳体10与电路部12之间。如此一来，收音装置1例如为接触式收音装置，接触式收音装置可被贴附或按压在人体的发声部位周围的皮肤，以接触式收音装置根据声波来产生声音信号。

详细而言，导电体14电性连接第一压电片16与第二压电片18之间，其中第一压电片16电性连接第一导电传输部20，而第一导电传输部20电性连接壳体10，壳体10电性连接电路部12的负极，而第二压电片18电性连接第二导电传输部22，第二导电传输部22电性连接电路部12的正极。如此一来，收音装置1接收声波来形成的一导通回路，进而输出声音信号。

壳体10例如包括但不限于为金属制的三角形杯状体、方型杯状体、圆形杯状体或多边形杯状体。壳体10具有接收声波的收容部100，收容部100一端形成一开口102，收容部100另一端形成一底面104。此外，壳体10电性连接电路部12的负极，因此，当第一压电片16、第一导电传输部20、壳体10与电路部12导通时，金属制的壳体10将产生的极性为负极，具有隔绝外界噪声干扰的作用。

电路部12设置于收容部100一侧且密合开口102，如此一来，电路部12封闭收容部100的开口102，以使壳体10与电路部12形成一密封空间。当然，电路部12中包括电容、晶体管或放大电路等组件(图中未示)，用以接收及处理第一压电片16与第二压电片18所转换的信号，例如经过取样、过滤、放大等作业以产生出一声音信号，以利将声音信号传送到扬声器播出或储存于电子装置内(图中未示)。

导电体14设置于收容部100内，大致上与收容部100的底面104彼此并列地设置。导电体14例如为金属制成的板体、柱体或片状体，且导电体14具有第一侧140与第二侧142，其中第一侧140邻近收容部100的底面104，而第二侧142邻近收容部100的开口102。值得一提的是，在本实施例中导电体14为板体，并根据声波振动所造成的压力，而于第一侧140或是第二侧142产生振动(vibration)。

在实务上，导电体14根据声波产生振动，以使位于第一侧140的第一压电片16根据导电体14的振动产生第一信号，而电路部12接收并处理第一信号。当然，导电体14根据声波产生振动，以使位于第二侧142的第二压电片18根据导电体14的振动产生第二信号，而电路部12接收并处理第二信号。如此一来，本发明的收音装置1可以通过导电体14来接收不同音域的声波振动，并通过第一压电片16或第二压电片18来输出不同音域的第一信号或第二信号，并通过电路部12接收第一信号、第二信号或是第一信号与第二信号来转换为声音信号。

第一导电传输部20位于收容部100内且弹性地电性连接于底面104与第一压电片16之间，其中第一导电传输部20例如为两个导电弹性体21，这些导电弹性体21配置于收容部100相对两侧的底面104上，而各导电弹性体21具有一凹槽202，这些凹槽202用以承载第一压电片16。详细来说，导电弹性体21例如为具有弹性的导电胶或导电胶条，而导电弹性体21的数量为两个，且各导电弹性体21为L型柱体。因此，第一压电片16的两端配置于这些导电弹性体21的凹槽202上，使第一压电片16可以根据导电体14的振动来产生振幅，进而产生第一信号。如此一来，这些导电弹性体21弹性地电性连接第一压电片16。

举例来说，导电体14根据声波振动所造成的压力，如于导电体14的第一侧140产生振动，则第一压电片16通过这些导电弹性体21将传输第一信号至壳体10，第一信号再通过壳体10传输至电路部12。在其他实施例中，第一导电传输部20可以为一个导电弹性体21，且导电弹性体21可以位于收容部100内的底面104上，例如导电弹性体21位于底面104上的中央区域，而本实施例中的第一导电传输部20为两个导电弹性体21的配置位置仅为示意，不限于图1所示。

导电弹性体21具有弹性与导电性。因此，导电弹性体21用以增加导电体14的振动幅度，使导电体14通过导电弹性体21将增加振动的振幅大小，当导电体14振动的幅度越大，第一压电片16或第二压电片18受到的压力及所转换的信号的强度也越强；在相同的声波压力之下，增加了导电弹性体21的收音装置1比不具导电弹性体21的收音装置1能转换出较大的电压，并使电路部12处理后所产生的声音信号更为清晰，由此而提高收音装置1的收音灵敏度。

第二导电传输部22例如包括但不限于一导电线、一导电弹片、一导体或一导电弹簧。第二导电传输部22位于收容部100内且电性连接于电路部12与第二压电片18之间，其中第二导电传输部22例如为导电弹片，则第二导电传输部22弹性地电性连接于电路部12与第二压电片18之间。

此外，在其他实施例中，第二导电传输部22例如为导电线，则第二导电传输部22可以通过锡膏电焊于第二压电片18与电路部12之间。由此可知，第二导电传输部22电性连接于电路部12与第二压电片18之间。当导电体14根据声波振动所造成的压力，如于导电体14的第二侧142产生振动，则第二压电片18通过第二导电传输部22将将第二信号传输至电路部12。

第一导电传输部20与第二导电传输部22分别电性连接第一压电片16与第二压电片18，第一导电传输部20通过壳体10来间接电性连接电路部12，而第二导电传输部22直接电性连接电路部12，例如第一导电传输部20用于作为输出到电路部12的信号的负极，而第二导电传输部22用于作为输出到电路部12的信号的正极。因此，收音装置1通过第一导电传输部20与第二导电传输部22将第一信号与第二信号传输至电路部12，并通过电路部12接收第一信号或第二信号来转换为声音信号，以使收音装置1接收多种音域或是较广的音域范围的机会。

第一压电片16位于收容部100内且设置于导电体14的第一侧140，而第二压电片18位于收容部100内且设置于导电体14的第二侧142。也就是说，第一压电片16、第二压电片18、导电体14与底面104彼此并列，且第一压电片16与第二压电片18沿着导电体14的第一侧140与第二侧142的表面设置，用以将导电体14的振动所产生的动能转换为电能，并输出一信号。

详细来说，第一压电片16与第二压电片18具有受到机械压力时会产生电性信号的特性，第一压电片16与第二压电片18在受到压力时，及材料结构会产生变形，为了对抗结构排列的变形，第一压电片16或第二压电片18在受压的两侧会产生正、负电荷，而正、负电荷为消除电位差所进行的移动则产生电压。因此，在本实施例中收音装置1利用第一压电片16与第二压电片18将导电体14因声波脉冲所产生的振动转换为信号，再取用其中的电压信号到电路部12进行处理。

第一压电片16与第二压电片18的材质可以为压电陶磁、压晶体管或压电薄膜。压电陶磁例如：钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(Lead titanate，PbTiO3)、锆钛酸铅(Lead zirconate titanate，PZT)或锆钛酸铅及银复合物(PZT/Ag composites)等；压晶体管常见的则有：铌酸锂、铌酸钾、石英、电气石、酒石酸钠(Sodium tartrate)、若歇尔盐(Rochelle salt)等；而压电薄膜则例如：氧化锌(ZnO)等；此外，天然的高分子物质及人工合成的聚合物中，也有部分具有所述的压电性能。

值得注意的是，第一压电片16与第二压电片18可以为不同材质的压电片，例如第一压电片16为产生高音频率信号的压电片，而第二压电片18例如为产生低音频率信号的压电片。举例来说，本发明的收音装置1可以接收高音并通过第一压电片16来传输第一信号，以使电路部12接收并处理具有高音的第一信号，或是收音装置1可以接收低音并通过第二压电片18来传输第二信号，以使电路部12接收并处理具有低音的第二信号，而电路部12接收并处理第一信号与第二信号来输出具有高音与低音音域范围的声音信号。因此，本发明的收音装置1可以接收高音至低音的音域范围。

在本实施例中，第一压电片16、第二压电片18与导电体14的长度相等，亦即第一压电片16、第二压电片18与导电体14的表面重叠，因此，导电体14可以根据声波产生振动来提供第一压电片16或第二压电片18以进行电能的转换。此外，在其他实施例中，第一压电片16与第二压电片18的长度可以为不相等；或是第一压电片16的长度与导电体14的长度可以为不相等；或是第二压电片18的长度与导电体14的长度可以为不相等，而第一压电片16、第二压电片18与导电体14的长度于所属技术领域具有通常知识者可视需要自由设计。

本实施例的收音装置1利用第一压电片16与第二压电片18可将压力转换为信号的能力，可作为一接触式收音装置1。以接触式收音装置1为例，其可被贴附或按压在人体的发声部位周围的皮肤，例如喉咙、耳下等处，借助于人体发声时声波所产生的压力，使收音装置1的导电体14产生振动，并使得第一压电片16与第二压电片18根据振动而转换为所述的信号。

第一压电片16或第二压电片18所能产生的信号的强度，受到导电体14依其感受到的压力而展现出来的振动幅度的影响；当导电体14所产生的振幅越大，对第一压电片16或第二压电片18产生的压力越大，第一压电片16或第二压电片18所转换出来的信号也相对越强。而在相同的声波产生的压力下，导电体14的长度与其所产生的振幅大小成正比。因此，导电体14的长度越长，第一压电片16与第二压电片18所转换出来的信号强度也越强，即使是振动程度较细微的声波所产生的压力，收音装置1接收后亦可转换为稳定的信号，并产生清楚的声音信号。因此，在本例中可设置较长的导电体14，以提高收音装置1收音的灵敏度。

以上为本发明一实施例的收音装置的结构的介绍，接下来将以图1所示的收音装置结构为例，并配合图2A至图2C来说明收音装置的制造过程。

图2A至图2C为根据本发明一实施例的收音装置1的制造方法示意图。

请参阅图2A，首先，提供一壳体10。壳体10具有一收容部100，收容部100的一端形成开口102，收容部100另一端形成底面104。接着，将收容部100相对两侧的底面104上设置两个导电弹性体21，这些导电弹性体21例如为两个具有弹性的导电胶条，而各导电弹性体21具有一凹槽202，以使各导电弹性体21呈现L型柱体。如此一来，第一导电传输部20为这些导电弹性体21，而第一导电传输部20与底面104弹性地电性连接，如图2所示。

请参阅图2B，接下来，将第一压电片16配置于这些导电弹性体21的凹槽202上，以使第一压电片16的两端连接这些导电弹性体21。接着，再将导电体14配置于第一压电片16上，之后，将第二压电片18配置于导电体14上。因此，导电体14配置于第一压电片16与第二压电片18之间，而第一压电片16邻近收容部100的底面104，第二压电片18邻近收容部100的开口102。

此外，制程中可以提供一导电体14，导电体14具有第一侧140与第二侧142，且第一侧140设置有第一压电片16，第二侧142设置有第二压电片18，再将导电体14设置于收容部100，且使导电体14中第一侧140的第一压电片16电性连接第一导电传输部20。如此一来，导电体14、第一压电片16与第二压电片18可以预先贴合，再将贴合的第一压电片16、导电体14与第二压电片18一同配置于第一导电传输部20上。所以，工作人员可以更方便进行第一压电片16、导电体14与第二压电片18配置于第一导电传输部20上的制造流程。

请参阅图2C，之后，将电路部12密封壳体10一端的开口102，以使壳体10与电路部12形成一密封空间，且电路部12与第二压电片18之间电性连接有第二导电传输部22。在实务上，电路部12通过锡膏焊接第二导电传输部22，而这第二导电传输部22为导电弹片，因此，当电路部12密封收容部100的开口102时，第二导电传输部22弹性地电性连接第二压电片18上。此外，在其他实施例中，第二导电传输部22例如为导线，则第二导电传输部22通过锡膏焊接于电路部12与第二压电片18之间，当电路部12密封收容部100的开口102时，第二导电传输部22将被收容部100收纳。

图3为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图。请参阅图3。图3中的收音装置2相对于图1中的收音装置1差异在于：收音装置2更包括一振动辅助部24，而壳体10更包括一收音孔106，此外，第二导电传输部22a为一导线。详细来说，振动辅助部24位于收容部100内且设置于第二压电片18上，振动辅助部24用以增加导电体14的振动幅度。举例来说，振动辅助部24可以为密度较高、重量较重的物质，例如金属、重槌，用以增加导电体14在振动时的振动幅度。

以图3所示为例，第一压电片16、导电体14与第二压电片18各为一板体，而振动辅助部24为一金属重槌，设置于第二压电片18上例如振动辅助部24配置于第二压电片18的中央区域，以增加导电体14在振动时的重量，使得导电体14根据钟摆原理，调整其振动的振幅。此外，所使用的金属重槌可设置为不均匀的重槌，以便使导电体14根据重力的不同而增加振动幅度。

当导电体14振动的幅度越大，第一压电片16或第二压电片18受到的压力及所转换的信号的强度也越强；在相同的声波压力的下，增加了振动辅助部24的收音装置2比不具振动辅助部24的收音装置1能转换出较大的电压，并使电路部12处理后所产生的声音信号更为清晰，由此而提高收音装置2的收音灵敏度。

壳体10具有贯穿底面104a的收音孔106，用以接收在收音装置2外产生的声波到收容部100，例如人类的讲话而产生的振动。如此一来，本实施例的收音装置2可作为一非接触式收音装置2。以非接触式收音装置2为例，其可通过收音孔106来接收人体发声时声波所产生的压力，使收音装置2的导电体14产生振动，并使得第一压电片16与第二压电片18根据振动而转换为所述的信号。

此外，第二导电传输部22a例如为导线，则第二导电传输部22a可以通过锡膏焊接于电路部12与第二压电片18之间，当电路部12密封收容部100的开口102时，第二导电传输部22a将配置于收容部100内，并用以传输第二信号。

图4为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图。请参阅图4。图4中的收音装置3相对于图1中的收音装置1差异在于：第一导电传输部20a为一个导电弹性体21a，而这导电弹性体21a配置于收容部100的底面104上。在实务上，导电弹性体21a设置于底面104的中央区域，使第一压电片16的两端没有支撑物，而第一压电片16与第一导电传输部20a呈现T字型。如此一来，第一压电片16通过第一导电传输部20a传输第一信号至电路部12。

图5为本发明另一实施例的收音装置的剖面示意图。请参阅图5。图5中的收音装置4相对于图1中的收音装置1差异在于：第一导电传输部20b为一个导电弹性体21b，而这导电弹性体21b配置于收容部100内且弹性地电性连接于底面104与第一压电片16之间，其中导电弹性体21b配置于收容部100相对两侧的其中一侧的底面104上，如图5所示。相同地，第二导电传输部22b例如为导体，第二导电传输部22b可以对应导电弹性体21b的位置来电性连接于电路部12与第二压电片18之间，当电路部12密封收容部100的开口102时，第二导电传输部22b与第一导电传输部20b将夹持或固持导电体14，而第一压电片16与第二压电片18分别配置于导电体14的两侧，由此导电体14两端的其中一端悬空于收容部100内，如图5所示。

在其他实施例中，第二导电传输部22b与第一导电传输部20b可以夹持或固持导电体14两端的其中一端，而第一压电片16与第二压电片18分别配置于导电体14的两侧，例如导电体14的右端悬空于收容部100内；或是导电体14的左端悬空于收容部100内。本实施例不限制第二导电传输部22b与第一导电传输部20b夹持或固持第一压电片16、导电体14与第二压电片18的态样。

当然，本发明的收音装置4可以通过导电体14来接收不同音域的声波振动，并通过第一压电片16或第二压电片18来输出不同音域的第一信号或第二信号，并通过电路部12接收第一信号、第二信号或是第一信号与第二信号来转换为声音信号。

综上所述，本发明提供一种收音装置，这收音装置通过导电体振动来使第一压电片与第二压电片分别来产生第一信号与第二信号，并经由第一导电传输部与第二导电传输部传输第一信号与第二信号至电路部，以使电路部接收第一信号与第二信号来转换为声音信号。如此一来，本发明的收音装置可以接收多种音域或是较广的音域范围的机会。此外，收音装置更具有制造容易(成本低)且后续调整弹性大等优点，故确实能达到本发明的目的。

虽然本发明的较佳实施例已揭示如上，然本发明并不受限于上述实施例，任何本领域技术人员，在不脱离本发明所揭示的范围内，当可作些许的更动与调整，因此本发明的保护范围应当以权利要求保护范围为准。

Claims (14)

1.一种收音装置，其特征在于，包括：

一壳体，具有一收容部，且该收容部一端形成一开口，该收容部另一端形成一底面；

一电路部，设置于该收容部一侧且密合该开口；

一导电体，位于该收容部内且具有一第一侧与一第二侧；

一第一压电片，位于该收容部内且设置于该导电体的该第一侧；

一第二压电片，位于该收容部内且设置于该导电体的该第二侧；

一第一导电传输部，位于该收容部内且弹性地电性连接于该底面与该第一压电片之间；以及

一第二导电传输部，位于该收容部内且电性连接于该电路部与该第二压电片之间。

2.如权利要求1所述的收音装置，更包括一振动辅助部，该振动辅助部位于该收容部内且设置于该第二压电片上。

3.如权利要求1所述的收音装置，其中壳体更包括一收音孔，该收音孔贯穿该底面。

4.如权利要求1所述的收音装置，其中该第一导电传输部为至少两个导电弹性体，所述的这些导电弹性体配置于该收容部相对两侧的该底面上，而各该导电弹性体具有一凹槽，所述的这些凹槽用以承载该第一压电片。

5.如权利要求1所述的收音装置，其中该第一导电传输部为一导电弹性体，该导电弹性体配置于该收容部的该底面上。

6.如权利要求1所述的收音装置，其中该第二导电传输部为导电线、导电片、导体或导电弹簧。

7.如权利要求1所述的收音装置，其中该第一压电片与该第二压电片的材料互为不同。

8.如权利要求1所述的收音装置，其中该导电体为一金属板体、一金属柱状体或一金属片状体，而该壳体为金属壳体。

9.如权利要求1所述的收音装置，其中该第一压电片、该第二压电片、该导电体与该底面彼此并列。

10.一种收音装置的制造方法，其特征在于，包括：

提供一壳体，该壳体具有一收容部，且该收容部一端形成一开口，该收容部另一端形成一底面；

使一第一导电传输部与该底面弹性地连接；

提供一导电体，该导电体具有一第一侧与一第二侧，且该第一侧设置有一第一压电片，该第二侧设置有一第二压电片；

设置该导电体于该收容部，且使该导电体中该第一侧的该第一压电片电性连接该第一导电传输部；以及

使一电路部密合于该壳体一端的该开口，且该电路部与该第二压电片之间电性连接有一第二导电传输部。

11.如权利要求10所述的收音装置的制造方法，其中该第一导电传输部为导电弹性体。

12.如权利要求10所述的收音装置的制造方法，其中该第二导电传输部为导电线、导电弹片、导体或导电弹簧。

13.如权利要求10所述的收音装置的制造方法，其中该第一压电片与该第二压电片的材料互为不同。

14.如权利要求10所述的收音装置的制造方法，其中该第二压电片一侧更设置一振动辅助部。