本發(fā)明涉及換能器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種背極板多通道靜電式換能器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的靜電式換能器包括設(shè)置在導(dǎo)電背板之間以形成電容的導(dǎo)電膜，直流偏壓作用于該膜，而交流信號電壓作用于導(dǎo)電背板。施加在導(dǎo)電背板上數(shù)百甚至數(shù)千伏的電壓，該電壓施加于帶電荷的膜上的力，該帶電荷的膜移動從而驅(qū)動在其兩側(cè)的空氣。

但現(xiàn)有的靜電式換能器，如專利號是201280035607.2，專利名稱是靜電式換能器，該換能器發(fā)出的聲波方向不可控，聲波沒有指向性，無法滿足于高端場所的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種背極板多通道靜電式換能器，在背極板上設(shè)置有多通道的電極板，各個電極板上端的振動膜獨立振動，且各個電極板上的電壓信號獨立驅(qū)動，控制各個電極板與其上端振動膜之間的電場，實現(xiàn)了各個電極板上端振動膜振動幅度和相位的獨立可調(diào)，從而控制各個電極板上端振動膜的輻射聲波，控制各個通道聲波的相位即可控制換能器發(fā)射聲波的輻射方向，從而實現(xiàn)換能器發(fā)射聲波方向的控制。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種背極板多通道靜電式換能器，包括:

第一層，其為絕緣層，所述第一層表面間隔開設(shè)有至少兩個通道；

背部電極板，其設(shè)置在所述通道中；以及

第二層，其可加載音頻或超聲信號，所述第二層包括設(shè)置在所述第一層上的柔性絕緣層和設(shè)置在所述柔性絕緣層上的柔性導(dǎo)電層；

其中，所述第一層和柔性絕緣層是主體分開的層，所述柔性絕緣層沿著一連串在所述第一層上隔開的接觸部與所述第一層結(jié)合在一起。

優(yōu)選的，所述通道沿著所述第一層的長度方向等間距開設(shè)在所述第一層的表面。

優(yōu)選的，各個所述通道平行設(shè)置構(gòu)成均勻布置在所述第一層上的框架陣列，所述相鄰兩個所述通道之間形成間隔層。

優(yōu)選的，所述通道的寬度在0.5mm-20mm，相鄰兩個所述通道之間距離不超過25mm。

優(yōu)選的，所述背部電極板設(shè)置為適應(yīng)于所述通道的形狀，所述背部電極板上端設(shè)置為波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)最頂端與所述第一層上表面齊平。

優(yōu)選的，所述第一層和柔性絕緣層是通過間隔件結(jié)合在一起的，所述間隔件粘附至這兩層上，所述間隔件是以沿所述間隔層延伸的連續(xù)或斷續(xù)的帶的形式，或是沿所述間隔層相隔一定距離的分散的間隔件。

優(yōu)選的，所述第一層和柔性絕緣層是通過粘合劑結(jié)合在一起的，所述粘合劑把所述第一層和柔性絕緣層連接在一起，所述粘合劑以沿所述間隔層延伸的連續(xù)或斷續(xù)的膠帶/水的形式，或以沿所述間隔層相隔一定距離的分散的粘片的形式。

優(yōu)選的，所述第一層和柔性絕緣層是通過焊接點結(jié)合在一起，所述焊接點把所述第一層和柔性絕緣層連接在一起，所述焊接點以沿所述間隔層延伸的連續(xù)或斷續(xù)焊接點的形式，或以沿所述間隔層相隔一定距離的分散的焊接點的形式。

優(yōu)選的，所述接觸部將各個所述背部電極板上端的柔性絕緣層隔開聯(lián)動。

優(yōu)選的，所述背部電極板為整體導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，或背部電極板表面具有導(dǎo)電層，每個所述背部電極板的導(dǎo)電部分連接有獨立的功放驅(qū)動信號。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1、換能器的發(fā)射聲波強度可控；

2、換能器的發(fā)射聲波方向可控，使得聲波具有指向性，實現(xiàn)聲波的跟蹤功能，以滿足于高端場所使用需求。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為換能器第一層和第二層的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的多通道靜電式換能器的剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

實施例一

本發(fā)明電提供了一種背極板多通道靜電式換能器，如圖1-2所示，包括具有一定厚度的第一層103和設(shè)置在第一層103上第二層101，第一層103為絕緣層，可以為絕緣聚合物材料，第一層103表面間隔開設(shè)有多個通道，本實施例中，通道沿著第一層103的長度方向等間距開設(shè)在第一層103的表面，各個通道平行設(shè)置構(gòu)成均勻布置在第一層103上的框架陣列，框架陣列四周的第一層103上設(shè)置有預(yù)留區(qū)，相鄰兩個通道之間形成間隔層104，使得各個通道之間相互絕緣，間隔層104的寬度優(yōu)選的為0.5mm。

每個通道中設(shè)置有一個背部電極板102，從而在第一層103上形成多通道結(jié)構(gòu)，具體的，背部電極板102設(shè)置為適應(yīng)于通道的形狀，使得背部電極板102正好填充在通道中，背部電極板102為整體導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，或背部電極板102表面具有導(dǎo)電層，本實施例中，背部電極板102為表面具有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以為金屬、可導(dǎo)電的其他材質(zhì)、或表面采取噴涂鍍等工藝附著具有導(dǎo)電性能材料的其他材質(zhì)。每個背部電極板102表面的導(dǎo)電層連接有一個功放驅(qū)動信號，從而實現(xiàn)獨立驅(qū)動，以控制每個背部電極板102的電壓大小和相位。

通道為矩形結(jié)構(gòu)，通道的寬度在0.5mm-20mm，本實施例中，通道的寬度為5mm，相鄰兩個通道之間距離不超過25mm，保證相鄰兩個通道之間距離不超過發(fā)射聲波的半波長，從而使得相鄰兩個背部電極板102之間的距離不超過聲波的半波長，從而不產(chǎn)生旁瓣。

第二層101是振動膜，用于加載音頻或超聲信號，第二層101包括設(shè)置在第一層103上的柔性絕緣層202和設(shè)置在柔性絕緣層202上的柔性導(dǎo)電層201，在本實施方式中柔性導(dǎo)電層201是以在柔性絕緣層202的外表面鍍金屬的形式從而提供了總厚度約為8um的振動薄膜，柔性導(dǎo)電層201可以為聚合物材質(zhì)，金屬材質(zhì)、石墨烯、碳等，柔性絕緣層202可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)，聚苯硫醚(pps)等。

其中，柔性絕緣層202下端外周連接在第一層103外周的預(yù)留區(qū)上，使得柔性絕緣層202處于繃緊狀態(tài)，柔性絕緣層202中間的主體部分與第一層103中間區(qū)域是分開的，且柔性絕緣層202中間的主體部分處于繃緊狀態(tài)，背部電極板102上端設(shè)置為波紋結(jié)構(gòu)，波紋結(jié)構(gòu)最頂端與第一層103上表面齊平，柔性絕緣層202正好位于波紋結(jié)構(gòu)的上端，波紋結(jié)構(gòu)有效增加了換能器的靈敏度。

在每個間隔層104上端設(shè)置有間隔件203，間隔件203是以沿間隔層104上端延伸的連續(xù)或斷續(xù)的帶的形式，或是沿間隔層104相隔一定距離的分散的間隔件203。本實施例中，間隔件203采用連續(xù)的帶狀形式，間隔件203沿間隔層104的長度方向布滿在間隔層104的上端，第一層103和柔性絕緣層202中間的主體區(qū)域通過間隔件203結(jié)合在一起的，使得間隔件203粘附至這兩層上，將柔性絕緣層202沿著間隔件203的位置固定在第一層103上，從而在每個背部電極板102上端形成與背部電極板102面積對應(yīng)的獨立運動的柔性絕緣層202區(qū)域，也就是說在每個背部電極板102寬度方向上端兩側(cè)的柔性絕緣層202固定在間隔層104上，每個背部電極板102上端的柔性絕緣層202上下運動互不干擾。

在柔性導(dǎo)電層可201施加有直流偏置電壓，同時在每個背部電極板102的表面導(dǎo)電層施加有獨立的功放驅(qū)動信號，使得每個背部電極板102上端的第二層101在靜電力的作用下各自朝向和遠(yuǎn)離第一層103移動，第二層101的移動從而驅(qū)動在其兩側(cè)的空氣發(fā)出相應(yīng)的聲波。由于各個背部電極板102上施加的交流電壓是相互獨立驅(qū)動的，因此可以獨立控制每個背部電極板102上端的第二層101振動的幅度和相位，也就是說每個背部電極板102上端區(qū)域的第二層101發(fā)出獨立聲波，控制各個背部電極板102上施加的交流電壓信號，即可控制每個發(fā)射聲波的振幅和相位，最終控制各個發(fā)射聲波的相互作用，控制旁瓣效應(yīng)，進(jìn)而可以減少旁瓣數(shù)量，即可減少損耗，同時可以控制主瓣的方向性和幅度大小，使得發(fā)射聲波具有指向性，可以實現(xiàn)對運動目標(biāo)的跟蹤，提高音效體驗，滿足高端場所的應(yīng)用需求，通常波瓣寬度越窄，聲波的方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強，因此盡量減少相鄰兩個背部電極板102之間的距離，使其小于或者等于聲波波長的一半，此時將不會產(chǎn)生旁瓣效應(yīng)，功率損耗更低，聲波方向性更好。

實施例二

與實施例一的區(qū)別在于第一層103和柔性絕緣層202的連接方式，在每個間隔層104上端設(shè)置有柔性的粘合劑203，粘合劑203是以沿間隔層104上端延伸的連續(xù)或斷續(xù)的膠帶/水的形式，或是沿間隔層104相隔一定距離的分散的粘片。本實施例中，粘合劑203采用連續(xù)的膠水形式，粘合劑203沿間隔層104的長度方向布滿在間隔層104的上端，第一層103和柔性絕緣層202中間的主體區(qū)域通過粘合劑203結(jié)合在一起的，使得粘合劑203粘附至這兩層上，將柔性絕緣層202沿著粘合劑203的位置固定在第一層103上，從而在每個背部電極板102上端形成與背部電極板102面積對應(yīng)的獨立運動的柔性絕緣層202區(qū)域，也就是說在每個背部電極板102寬度方向上端兩側(cè)的柔性絕緣層202固定在間隔層104上，每個背部電極板102上端的柔性絕緣層202上下運動互不干擾。

實施例三

與實施例一的區(qū)別在于第一層103和柔性絕緣層202的連接方式，將每個間隔層104上端相應(yīng)位置處的柔性絕緣層202沿間隔層104上端延伸的連續(xù)或斷續(xù)的方式焊接在每個間隔層104上端，或是沿間隔層104相隔一定距離焊接在每個間隔層104上端，使得第一層103和柔性絕緣層202固定，柔性絕緣層202處于繃緊狀態(tài)。本實施例中，焊接點203采用斷續(xù)的方式焊接的形式，焊接點203沿間隔層104的長度方向斷續(xù)分布在間隔層104的上端，第一層103和柔性絕緣層202中間的主體區(qū)域通過焊接點203結(jié)合在一起的，使得焊接點203粘附至這兩層上，將柔性絕緣層202沿著焊接點203的位置固定在第一層103上，從而在每個背部電極板102上端形成與背部電極板102面積對應(yīng)的獨立運動的柔性絕緣層202區(qū)域，也就是說在每個背部電極板102寬度方向上端兩側(cè)的柔性絕緣層202固定在間隔層104上，每個背部電極板102上端的柔性絕緣層202上下運動互不干擾。

由上所述，本發(fā)明的換能器，在背極板上設(shè)置有多通道的電極板，各個電極板上端的振動膜獨立振動，且各個電極板上的電壓信號獨立驅(qū)動，通過控制各個電極板上加載信號的幅度和相位，，實現(xiàn)了各個電極板上端振動膜振動幅度和相位的獨立可調(diào)，從而控制整個換能器的聲波輻射方向可實現(xiàn)聲波對動態(tài)目標(biāo)的跟蹤，以滿足于高端場所使用需求。同時，可以消除旁瓣效應(yīng)，提高音質(zhì)，減少雜音和損耗。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。