TWI451769B - 電聲轉換器及其製造方法 - Google Patents

Description

電聲轉換器及其製造方法

本發明係關於一種電聲轉換器。

可撓式超薄揚聲器(或稱紙喇叭或靜電喇叭)具有一第一電極、一第二電極，以及夾在第一和第二電極中間之一帶正電性電荷的可振動金屬薄膜。當第一電極施以正電荷而第二電極施以負電荷時，金屬薄膜會遠離第一電極而靠近第二電極；而當第一電極施以負電荷而第二電極施以正電荷時，金屬薄膜會靠近第一電極而遠離第二電極。不斷地改變第一電極和第二電極上的電荷電性，可讓中間的金屬薄膜產生振動，壓縮空氣，從而發出聲音。

可振動金屬薄膜係在麥拉(Mylar)高分子聚合物基材上，以高溫蒸鍍方法鍍上一導電金屬層來獲得。將電荷傳輸到該導電金屬，即可讓該金屬薄膜帶電荷。

要在可撓式超薄揚聲器上產生實用的靜電吸或斥力，僅靠一般擴大機輸出的聲音訊號是不足的，通常需要一個升壓器將輸入的聲音訊號放大，提高電壓。然而，過高電壓可能會造成使用上的危險。

本發明一實施例提供一種電聲轉換器，其包含一絕緣撓性基板、一基底，以及一磁場產生器。基底具一空腔和一磁性部，其中磁性部可位在空腔下方。絕緣撓性基板可覆蓋空腔。磁場產生器可設置於絕緣撓性基板上且對應空腔。磁場產生器可產生與該磁性部產生交互吸引或排斥作 用之一磁場和一反轉磁場，藉此振動該絕緣撓性基板。

在一實施例中，為提升空腔對某一個頻域的共振效果，在此絕緣基板上可挖數個洞口，以利共振時空氣對流，而空腔的大小及深度，也可以做適當的調整，以提升空腔及絕緣基板整合後，對某一個頻域的共振效果。

本發明另一實施例提供一種電聲轉換器，其包含一絕緣撓性基板、一基底、一線圈、一信號處理裝置，以及一音頻插座。絕緣撓性基板可具一第一表面和一第二表面。基底可具一空腔和一磁性部。基底可固定於第一表面上。絕緣撓性基板可覆蓋空腔。磁性部與第一表面可位在空腔之相對兩側。線圈可設置於第二表面上且對應空腔。線圈可產生與磁性部產生交互吸引或排斥作用之一磁場和一反轉磁場，以振動絕緣撓性基板。信號處理裝置可耦接線圈，進行對應音頻之濾波及放大，並驅使該線圈產生一磁場和一反轉磁場。音頻插座可耦接信號處理裝置，音頻插座可用於提供信號處理裝置，讓該線圈產生磁場和反轉磁場之信號。

在一實施例中，為提升空腔對某一個頻域的共振效果，此線圈的大小、形狀及厚度，也可以做適當的調整，以提升線圈、空腔及絕緣基板整合後，對某一個頻域的共振效果。

本發明一實施例提供一種電聲轉換器之製造方法，其包含形成一線圈於一絕緣撓性基板上；以高分子材料與磁性粉末之一混合物形成一基底，其中基底包含一空腔；以 及將基底固定在絕緣撓性基板上，其中線圈對應空腔設置。

上文已經概略地敍述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述，得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點，將描述於下文。本揭露所屬技術領域中，具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施例可作為基礎，而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程，而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，亦應可瞭解，這類等效的建構，並無法脫離後附之申請專利範圍，所提出之本揭露的精神和範圍。

圖1顯示本發明一實施例之電聲轉換器1之上視示意圖。圖2係沿圖1之1-1剖面線之剖示圖。參照圖1與圖2所示，電聲轉換器1可包含一絕緣撓性基板11、一基底12，以及至少一磁場產生器(13a、13b或13c)。基底12可具至少一空腔(121a、121b或121c)和至少一磁性部(122a、122b或122c)，其中至少一磁性部(122a、122b或122c)對應地形成在至少一空腔(121a、121b或121c)下方，如圖1所示。絕緣撓性基板11設置在基底12上，覆蓋至少一空腔(121a、121b或121c)，使得絕緣撓性基板11可獲支撐，並在至少一空腔(121a、121b或121c)處，可有空間來產生振動。至少一磁場產生器(13a、13b或13c)以對應至少一空腔(121a、121b或121c)之方式，設置在絕緣撓性基板11上，至少一磁場產生器(13a 、13b或13c)可產生一磁場，且可反轉該磁場以產生一反轉磁場。磁場與反轉磁場可與對應之至少一磁性部(122a、122b或122c)作用，在至少一磁場產生器(13a、13b或13c)上產生吸引力或排斥力，從而移動絕緣撓性基板11。當至少一磁場產生器(13a、13b或13c)，不斷地交替產生磁場與反轉磁場，可讓絕緣撓性基板11產生振動，從而推動空氣，產生聲音。

在一實施例中，如圖2絕緣撓性基板11包含一第一表面111和一第二表面112。基底12與絕緣撓性基板11之第一表面111接觸部份可以黏膠17，固定在絕緣撓性基板11之第一表面111上。在一實施例中，基底12之至少一磁性部(122a、122b或122c)和第一表面111，可位在對應之至少一空腔(121a、121b或121c)之相對兩側。在一實施例中，至少一磁場產生器(13a、13b或13c)，係設置於第二表面112上。

如圖1所示，在一實施例中，電聲轉換器1可包含複數個磁場產生器(13a、13b和13c)，此複數個磁場產生器(13a、13b和13c)被建構，分別與其在基底12所對應的磁性部(122a、122b或122c)，產生彼此磁場間的吸引力及排斥力，以振動其所對應不同尺寸之部分絕緣撓性基板11，藉此產生不同音域之聲音。在一實施例中，電聲轉換器1可包含一個磁場產生器13a，其用於振動一大範圍之部分絕緣撓性基板11，以產生低音。對應地，磁場產生器13a處下方，設置以面積較大之空腔121a。在一實施例中，電聲轉換器1可包含複數個磁場產生器13b，各磁場產生器13b振動較小範圍 之部分絕緣撓性基板11，以產生中音。對應地，磁場產生器13b處下方，設置以面積較小之空腔121b。在一實施例中，電聲轉換器1可包含複數個磁場產生器13c，各磁場產生器13c振動更小範圍之部分絕緣撓性基板11，以產生高音。對應地，磁場產生器13c處下方，設置以面積最小之空腔121c。

磁場產生器(13a、13b或13c)包含任何可產生磁場之裝置。在一實施例中，磁場產生器(13a、13b或13c)可包含一平面線圈；而在一實施例中，平面線圈可包含導電膠。

在一實施例中，基底12可包含高分子材料，例如：塑膠。換言之，基底12可以塑膠射出製作。再者，至少一磁性部(122a、122b或122c)包含高分子材料和磁性粉末。磁性粉末可包含永久磁鐵粉末。在一實施例中，基底12可包含高分子材料和磁性粉末。即，基底12可為高分子材料和磁性粉末之材料，利用混合成型法製作而成。

如圖1所示，在一實施例中，電聲轉換器1可另包含至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)。至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)耦接至少一磁場產生器(13a、13b或13c)，以驅動至少一磁場產生器(13a、13b或13c)，產生磁場和反轉磁場。

特而言之，以磁場產生器13a為例，當磁場產生器13a為線圈時，信號處理裝置14a提供電流，自磁場產生器13a之外端部131流向內端部132時，磁場產生器13a可產生一磁場；當信號處理裝置14a改變電流流向，即從內端部132流 向外端部131時，磁場產生器13a可產生一反轉磁場。

在一實施例中，當電聲轉換器1包含複數個用於產生不同音域聲音之磁場產生器(13a、13b和13c)時，電聲轉換器1可包含對應不同音域聲音之信號處理裝置(14a、14b和14c)，以驅動不同之磁場產生器(13a、13b和13c)。

電聲轉換器1可另包含一電池插座15，電池插座15耦接至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)，並可安裝電池以提供驅動電聲轉換器1所需之電源。

電聲轉換器1可另包含一音頻插座16，音頻插座16耦接至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)，音頻插座16用於接收一音源之輸入插頭，使音源可藉由音頻插座16，傳送音源信號於至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)，讓至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)，可藉由音源信號產生驅動磁場產生器(13a、13b或13c)之驅動信號。在一實施例中，至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)包含一放大器，其中放大器可將音源信號放大，以驅動磁場產生器(13a、13b或13c)。

如圖1及2所示，電聲轉換器1可另包含一絕緣層18和一線路層19。絕緣層18覆蓋至少一磁場產生器(13a、13b或13c)。線路層19形成在絕緣層18上，包含至少一線路(191a、191b或191c)。絕緣層18上可形成複數通孔，分別暴露至少一磁場產生器(13a、13b或13c)之內端部132，和一連接至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)之導線之一端部，而至少一線路(191a、191b或191c)形成以連接該內端部與該端部。

本發明一實施例另揭示一種電聲轉換器之製造方法。如圖3與圖4(係沿圖3之2-2剖面線之剖示圖)所示，該製造方法首先在一絕緣撓性基板11上形成一電路層30，其中電路層30包含至少一線圈(31a、31b或31c)、複數條導線32和接墊33，其中部分導線32連接至少一線圈(31a、31b或31c)之外端部和對應之接墊33。部分導線32之一末端連接對應之接墊33，而另一末端延伸鄰近至少一線圈(31a、31b或31c)。絕緣撓性基板11可包含高分子材料，例如：塑膠。電路層30可為利用網印技術，在絕緣撓性基板11上，形成厚度在20至100微米之導電膠(silver paste)圖案。

參照圖5與圖6(係沿圖5之3-3剖面線之剖示圖)所示，形成一絕緣層18覆蓋電路層30。在一實施例中，絕緣層18可包含光阻。在一實施例中，絕緣層18可包含聚乙烯胺。在一實施例中，絕緣層18之厚度可介於1至10微米。絕緣層18上可再形成複數個通孔181，通孔181露出至少一線圈(31a、31b或31c)之部分內端部，和鄰近該至少一線圈(31a、31b或31c)之導線32之末端。

參照圖7與圖8(係沿圖7之4-4剖面線之剖示圖)所示，利用網印技術，在絕緣層18上形成一線路層19，其中線路層19可包含至少一線路(191a、191b或191c)。至少一線路(191a、191b或191c)連接至少一線圈(31a、31b或31c)之部分內端部，和鄰近該至少一線圈(31a、31b或31c)之導線32之末端。線路層19之厚度可介於20至100微米。線路層19可另包含複數個接墊192，接墊192連接對應之電路層30之接墊33。

如圖9與圖10(係沿圖9之5-5剖面線之剖示圖)所示，將一高分子材料與磁性粉末混合，以獲得一混合物。以該混合物製作一基底12，其中基底12包含至少一空腔(121a、121b或121c)。然後，基底12固定在絕緣撓性基板11上，絕緣撓性基板11可覆蓋至少一空腔(121a、121b或121c)，至少一線圈(31a、31b或31c)對應至少一空腔(121a、121b或121c)設置。

參照圖11所示，最後至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)電性連接對應之接墊192。音頻插座16設置於絕緣撓性基板11上，電性連接對應之接墊192，並連接延伸連接至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)之導線32，如圖3所示。電池插座15設置於絕緣撓性基板11上，電性連接對應之接墊192，並連接延伸連接至少一信號處理裝置(14a、14b或14c)之其他導線32。

在一實施例中，尚可事先在絕緣撓性基板11上，挖數個洞口34，以利空腔(121a、121b或121c)共振時，內、外空氣對流，而空腔(121a、121b或121c)的大小及深度，也可以做適當的調整，以提升空腔(121a、121b或121c)及絕緣撓性基板11整合後，對某一個頻域的共振效果。

在一實施例中，磁場產生器(13a、13b或13c)的線圈的大小、形狀及厚度，絕緣撓性基板11的材質及厚度，也可以做適當的調整，以提升線圈、空腔(121a、121b或121c)及絕緣撓性基板11整合後，對某一個頻域的共振效果。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉 本項技術之人士，仍可能基於本揭露之教示及揭示，而作種種不背離本揭露精神之替換及修飾。因此，本揭露之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本揭露之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧電聲轉換器

11‧‧‧絕緣撓性基板

12‧‧‧基底

13a、13b、13c‧‧‧磁場產生器

14a、14b、14c‧‧‧信號處理裝置

15‧‧‧電池插座

16‧‧‧音頻插座

17‧‧‧黏膠

18‧‧‧絕緣層

19‧‧‧線路層

30‧‧‧電路層

31a、31b、31c‧‧‧至少一線圈

32‧‧‧導線

33‧‧‧接墊

34‧‧‧洞口

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

121a、121b、121c‧‧‧空腔

122a、122b、122c‧‧‧磁性部

131‧‧‧外端部

132‧‧‧內端部

181‧‧‧通孔

191a、191b、191c‧‧‧線路

192‧‧‧接墊

圖1顯示本發明一實施例之電聲轉換器之上視示意圖；圖2係沿圖1之1-1剖面線之剖示圖；圖3顯示本發明一實施例之電聲轉換器之線圈之示意圖；圖4係沿圖3之2-2之剖面線之剖示圖；圖5顯示本發明一實施例之覆蓋線圈之絕緣層之示意圖；圖6係沿圖5之3-3之剖面線之剖示圖；圖7顯示本發明一實施例之在絕緣層上之線路層之示意圖；圖8係沿圖7之4-4之剖面線之剖示圖；圖9顯示本發明一實施例之基底之示意圖；圖10係沿圖9之5-5之剖面線之剖示圖；以及圖11顯示本發明一實施例之電聲轉換器之上視示意圖。

1‧‧‧電聲轉換器

11‧‧‧絕緣撓性基板

12‧‧‧基底

13a、13b、13c‧‧‧磁場產生器

17‧‧‧黏膠

18‧‧‧絕緣層

19‧‧‧線路層

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

121a、121b、121c‧‧‧空腔

122a、122b、122c‧‧‧磁性部

Claims (20)

1. 一種電聲轉換器，包含：一絕緣撓性基板；一基底，具複數個空腔，其中該絕緣撓性基板覆蓋該些空腔，該些空腔係為不同尺寸；一些磁性部，其中該些磁性部位是安置在該些空腔下方；複數個磁場產生器，設置於該絕緣撓性基板上且對應該些空腔，該些磁場產生器具有分別對應於該些不同尺寸之空腔，其中該些磁場產生器經配置產生與其對應之該些磁性部，交互吸引及排斥作用之複數個磁場和複數個反轉磁場，藉此振動該絕緣撓性基板與其對應之之不同部分，使得產生不同音域之聲音。
2. 根據請求項1所述之電聲轉換器，其中各該些磁場產生器包含一平面線圈。
3. 根據請求項2所述之電聲轉換器，其中各該些磁場產生器包含導電膠。
4. 根據請求項1所述之電聲轉換器，其中該些磁性部係由高分子材料與磁性粉末材料，以混合成型法製作。
5. 根據請求項1所述之電聲轉換器，其中該基底係由高分子材料與磁性粉末材料，以混合成型法製作。
6. 根據請求項1所述之電聲轉換器，其更包含一信號處理裝置，耦接該些磁場產生器，其中該信號處理裝置驅使該些 磁場產生器，產生該些磁場和該些反轉磁場。
7. 根據請求項6所述之電聲轉換器，其更包含一電池插座，耦接該信號處理裝置。
8. 根據請求項6所述之電聲轉換器，其更包含一音頻插座，耦接該信號處理裝置。
9. 一種電聲轉換器，包含：一絕緣撓性基板，具一第一表面和一第二表面；一基底，具複數個空腔和一些磁性部，其中該基底固定於該第一表面上，該絕緣撓性基板覆蓋該些空腔，且該些磁性部與該第一表面，位在該些空腔之相對兩側，該些空腔係為不同尺寸；複數個線圈，設置於該第二表面上且對應該些空腔，該些線圈具有對應於該些空腔之不同尺寸，該些線圈經配置產生與該些磁性部交互吸引及排斥作用之複數個磁場和複數個反轉磁場，以振動該絕緣撓性基板之不同部分，使其產生不同音域之聲音；一信號處理裝置，耦接該些線圈，經配置進行對應音頻之濾波及放大，並驅使該些線圈產生該些磁場和該些反轉磁場；以及一音頻插座，耦接該信號處理裝置，經配置用於提供該信號處理裝置讓該些線圈產生該些磁場和該些反轉磁場之信號。
10. 根據請求項9所述之電聲轉換器，其中該些線圈包含導電膠。
11. 根據請求項9所述之電聲轉換器，其中該磁性部係由高分子材料與磁性粉末材料，以混合成型法製作。
12. 根據請求項9所述之電聲轉換器，其中該基底係由高分子材料與磁性粉末材料，以混合成型法製作。
13. 根據請求項9所述之電聲轉換器，其更包含一電池插座，耦接該信號處理裝置。
14. 根據請求項9所述之電聲轉換器，其更包含一絕緣層和一線路，其中該絕緣層覆蓋該些線圈，該線路形成於該絕緣層上，並耦接該音頻插座與該些線圈之內端部。
15. 一種電聲轉換器之製造方法，包含下列步驟：形成複數個線圈於一絕緣撓性基板上，該些線圈係為不同尺寸；以高分子材料與磁性粉末之一混合物形成一基底，其中該基底包含複數個空腔，該些空腔具有對應於該些線圈之不同尺寸；以及將該基底固定在該絕緣撓性基板上，其中該些線圈對應該些空腔設置。
16. 根據請求項15所述之製造方法，其更包含下列步驟：以一絕緣層覆蓋該些線圈；以及形成一線路於該絕緣層，耦接該些線圈之內端部。
17. 根據請求項15所述之製造方法，其更包含設置一信號處理裝置於該絕緣撓性基板上，耦接該些線圈之步驟。
18. 根據請求項17所述之製造方法，其更包含設置一電池插座於該絕緣撓性基板上，耦接該信號處理裝置之步驟。
19. 根據請求項17所述之製造方法，其更包含設置一音頻插座於該絕緣撓性基板上，耦接該信號處理裝置之步驟。
20. 根據請求項15所述之製造方法，其更包含於該絕緣撓性基板上，形成複數個洞口之步驟。