[发明专利]静电扬声器及其方法

说明书

技术领域

本发明公开的方法和设备涉及声学换能器领域，且更具体地但不排他地涉及基于电容的扬声器或静电扬声器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月8日提交的美国临时申请62/172,581的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

扬声器是我们生活中的用于手机、耳机、助听器等的重要部件。所使用的大部分扬声器是电磁扬声器，这些扬声器具有差的响应和低的效率。电磁扬声器在将电能转换为声压波能量时具有极低的效率。

诸如传感器、手表、玩具、空调、电子灯开关、灯泡等越来越多的设备连接到互联网。这种趋势被称为物联网(IoT)或万物互联网(IOE)。预计到2020年底，将有超过500亿台设备接入互联网。这些设备中的许多设备将由电池或收集的能量供电，从而需要高的能量效率。

互联网的替代连接可使用14,000Hz-20,000Hz的范围内的声波。诸如手机和平板电脑等大多数智能设备已经支持这种频率范围。声学通信可以使用非常低的带宽，并因此根据功耗公式，比诸如蓝牙等电磁通信技术消耗更少的能量。为受益于声学通信系统所需的低带宽，需要高效率的扬声器。根据由Qin Zhou和A.Zettl发表在应用物理学快报(Applied Physics Letters,102,223109(2013))中的“静电石墨烯扬声器(Electrostatic Graphene loudspeaker)”，可构建功率效率接近1的静电扬声器。

因此，广泛认识到需要能够克服上述限制且将高度有利的的扬声器。

发明内容

根据一个示例性实施例，提出了一种电容式扬声器和/或静电扬声器和/或用于电容式扬声器和/或静电扬声器的膜片以及/或者用于它们的方法，其中，静电扬声器的膜片包括多个导电部和在导电部之间进行隔离的至少一个绝缘部，并且其中，多个导电部中的每者能够电连接到不同的电压。

根据另一示例性实施例，导电部为圆形(circular)、辐射形、圆状形状(round)、环形、四边形和梯形中的至少一者。

根据另一示例性实施例，扬声器还包括位于膜片的第一侧的第一导电格栅和位于膜片的第二侧的第二导电格栅。

根据另一示例性实施例，多个导电部中的至少一个导电部的至少一个尺寸是根据该导电部与导电格栅中的至少一者之间的距离来确定的。

根据另一示例性实施例，多个导电部中的每者能够电连接到不同的偏置电压，并且偏置电压是根据该导电部与导电格栅中的至少一者之间的距离来确定的。

根据另一示例性实施例，电子电路可以包括用于将最大电压提供到膜片的第一导电部的第一偏置电阻以及用于每个其它的导电部的成对的偏置电阻器，成对的偏置电阻器电连接成电压分压器，以向每个其它的导电部提供合适的电压。

根据另一示例性实施例，电子电路包括成组的N个电阻器，N个电阻器串联连接成梯形电压分压器，其中，N为膜片的导电部的数量，其中，第一电阻器的第一端子电连接到电荷泵的输出端和多个导电部中的第一导电部，其中，第一电阻器的第二端子电连接到第二电阻器和多个导电部中的第二导电部，并且其中，电阻器电路结构对于所有N个电阻器是重复的。

根据另一示例性实施例，电子电路包括成组的N个电荷泵，其中，N为膜片的导电部的数量，其中，每个所述电荷泵连接到不同的导电部。

除非另有限定，否则此处所使用的所有技术和科学术语具有与相关领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本文中提供的材料、方法和示例仅是示例性的而不是限制性的。除了过程本身所必需的或固有的范围外，没有设定或默示在包括附图在内的本说明书中描述的方法和过程的步骤或阶段的特定顺序。在许多情况下，过程步骤的顺序可能在不改变所述方法的目的或效果的情况下变化。

附图说明

本文仅通过示例的方式参照附图来描述各种实施例。在目前详细地参照附图的情况下，应该强调的是，所示的细节仅作为示例并仅用于对实施例的说明性讨论，而且出于针对实施例的原理和概念方面提供被认为是最有用和容易理解的描述的目的而提出的。在这方面，在满足对主题的基本理解的情况下，没有尝试更详细地示出实施例的结构性细节，对于本领域的技术人员来说，使用附图进行的描述使本领域技术人员能够在实践中如何实施多种形式和结构。

在附图中：

图1A和图1B是两种示例性类型的静电扬声器的简化图示；

图1C和图1D是静电扬声器的两种操作状态的简化图示；

图2是具有驱动电路的电气示意图的静电扬声器的侧视图的简化图示；