[0001] 本发明涉及一种将电信号转换成声音的电声转换器。

[0002] 传统地，已知具有平板状固定电极(在下文中称为固定电极)和被设置为面对固定电极的振动膜的静电电声转换器。专利文献1公开了一种电容器式耳机，其中薄膜状的振动膜的外周部被固定到外壳。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2017‑183851号公报

[0031] [第一实施方式]

[0032] 将参照附图说明根据本发明的实施方式的电声转换器和包括所述电声转换器的电声转换装置。图1是作为电声转换装置的示例的耳机1的截面图。图2是示出了图1的耳机1的外观的图。

[0033] 虽然本发明可以应用于所谓的耳道型耳机和内耳型耳机两者，但下面将例示耳道型耳机。图1的耳机1的外形与图2的耳机1的外形有些不同，但这些不同并不是必需的。

[0034] 在以下说明中，根据附图中绘制的对象的取向使用表示诸如“上”、“下”、“右”和“左”的方向的术语，但是这些术语并不意图限制本发明。“上”和“下”方向对应于电声转换器的厚度方向，“右”和“左”方向对应于横向于电声转换器的方向。

[0035] (电声转换装置的概要)

[0036] 如图1和图2所示，耳机1包括电声转换器2、听筒3、导管形成构件4和线缆5。

[0037] 电声转换器2是将电信号转换成声音的驱动单元。后面将详细说明电声转换器2的内部结构。听筒3是插入用户耳道中的构件，并且由弹性材料制成。

[0038] 导管形成构件4形成了耳机1的外形的一部分。导管形成构件4包括导管部4a和线缆连接部4b。导管部4a是用于将电声转换器2产生的声音放出到外部的筒状结构部。导管部4a内形成管路4c。听筒3附接在导管部4a的末端。

[0039] 线缆连接部4b是线缆5所连接的部分。线缆5将电信号传输到电声转换器2。

[0040] 在本实施方式中，将导管形成构件4和电声转换器2说明为分开的部件，但这不意味着必须分开设置导管形成构件4和电声转换器2。导管形成构件4和电声转换器2可以由单个构件一体地设置。

[0041] (电声转换器的构造)

[0042] 图3是示出了图1所示的耳机1的电声转换器2的截面图，并示出了外壳厚度方向的截面图。图4是示出了电声转换器2的外壳的截面图。图5是示出了电声转换器2的结构的示意图。图6是图示了电声转换器2的外壳的内部结构的立体图。图7是示出了用于将电信号输入固定电极和振动膜的电路的图。

[0043] 如图3所示，电声转换器2包括外壳20、隔开构件30、第一电声转换单元100和第二电声转换单元200。

[0044] 如图3和图5所示，电声转换器2的特征之一是第一电声转换单元100和第二电声转换单元200布置在外壳20内，在隔开构件30夹在它们之间的情况下彼此面对。由第一电声转换单元100产生的声音和由第二电声转换单元200产生的声音从外壳20的侧面部中的声出口2a向外放出。由于电声转换器2具有这样的构造，因此振动膜的有效面积大于仅布置一个电声转换单元的构造的振动膜的有效面积。这致使即使外壳20较小时也提高了电声转换器2的灵敏度，从而实现了改善耳机1的音质的技术效果。

[0045] 作为示例，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200具有相同的构造。第一电声转换单元100和第二电声转换单元200相对于横向于电声转换器2的厚度方向上的中央部的基准平面A对称地布置。第一电声转换单元100的部件以“100”系列编号，而第二电声转换单元200的部件以“200”系列编号，对应于第一电声转换单元100的部件。在下文中，将说明第一电声转换单元100，并将省略第二电声转换单元200的冗余说明。在没有特别区别的情况下，电声转换单元100和电声转换单元200可以被简称为“电声转换单元”。

[0046] (外壳的结构)

[0047] 在说明电声转换单元的详细构造之前，首先将说明外壳20。如图3和图4所示，外壳20包括外壳构件21、第一盖构件25和第二盖构件26。外壳20也相对于基准平面A上下对称地形成。

[0048] 外壳构件21为筒状构件。作为外壳构件21的一端部的上端部和作为外壳构件21的另一端部的下端部开口。外壳构件21形成外壳20的侧面。例如，外壳构件21由树脂材料形成。第一盖构件25附接到外壳构件21的上端部，并且第二盖构件26附接到外壳构件21的下端部。用于将声音放出到外部的声出口2a形成在外壳构件21中。

[0049] 第一盖构件25封闭外壳构件21的上端部的开口。如图4所示，第一盖构件25包括盘状平坦面25a和从平坦面25a的周缘部沿垂直于平坦面25a的方向延伸的侧面25b。例如，第一盖构件25由树脂材料形成。

[0050] 第二盖构件26封闭外壳构件21的下端部的开口。第二盖构件26也包括盘状平坦面26a和从平坦面26a的周缘部沿垂直于平坦面25a的方向延伸的侧面26b。例如，第二盖构件
26由树脂材料形成。

[0051] 通过将第一盖构件25和第二盖构件26附接到外壳构件21形成密封的内部空间。在本示例中，外壳20的外形为高度尺寸短于直径的略扁平的筒状。从图2的立体图可以理解，第一盖构件25的平坦面25a是用户使用耳机1时面对用户侧颊区的面。在本实施方式中例示了筒状外壳20，但是外壳20可以采用任何形状。可在第一盖构件25和第二盖构件26中的一者或两者中形成一个或多个用于调节声学特性的孔。

[0052] 再次参照图3和图4，隔开构件30布置在外壳20内。具体地，隔开构件30是将外壳20的内部空间划分为第一空间S100和第二空间S200的构件。隔开构件30可以设置为与外壳构件21分开的构件，但在本实施方式中，其与外壳构件21形成为一体。隔开构件30为盘状构件，并且以使得隔开构件30的中心轴线与外壳20的中心轴线CL重合的方式与外壳20同轴地布置。

[0053] 如图4和图6所示，隔开构件30具有(i)限定第一空间S100的一部分的第一面31a和(ii)位于第一面31a的相反侧并限定第二空间S200的一部分的第二面31b。第一面31a和第二面31b可以是相对于基准平面A的倾斜面，或者可以是平行于基准平面A的面。

[0054] 具体地，隔开构件30包括圆形的厚部30‑1以及形成于厚部30‑1外侧的环状部30‑2。厚部30‑1形成在以中心轴线CL为中心的预定半径的圆形区域中。环状部30‑2具有环状平坦面。如后所述，导电构件113等布置在环状部30‑2中。

[0055] 隔开构件30包括凹部33，凹部33是形成于第一面31a中的第一凹部。另外，隔开构件30包括形成于第二面31b中的凹部33(参见图3)。每个凹部33均为用于接收支撑构件107并支撑该支撑构件107的结构部。凹部33具有平坦底面和略大于支撑构件107的截面形状的圆形外形。作为示例，凹部33的内径大于支撑构件107的直径。凹部33形成于隔开构件30的中央部。

[0056] 根据以此方式形成接收支撑构件107的凹部33的构造，在产品组装期间，将支撑构件107布置在作为预定固定位置的凹部33中。因此，支撑构件107的位置几乎不变。因此，可以减少由支撑构件107的移位导致的电声转换器2的声学特性变化。应注意的是，隔开构件30在作为第二面31b中形成的第二凹部的凹部33中支撑第二电声转换单元200的支撑构件
207。

[0057] 如图6所示，隔开构件30具有沿厚度方向穿透隔开构件30的贯通孔35。在第一空间S100中露出每个贯通孔35的开口，在第二空间S200中露出贯通孔35的另一开口。这样，第一空间S100和第二空间S200彼此连通。贯通孔35的露出在第一空间S100中的一个开口形成第一电声转换单元100的发声部100a(参见图3)。露出在第二空间S200中的另一开口形成第二电声转换单元200的发声部200a。

[0058] 虽然以上已经说明了隔开构件30划分外壳20的内部空间的构造，但隔开构件30不一定需要具有划分外壳20的内部空间的功能。

[0059] 例如，贯通孔35是沿着隔开构件30的厚度方向笔直延伸的孔。当贯通孔35具有这样的形状时，存在可以用模具容易地形成贯通孔35的优点。然而，贯通孔35的外形可以是任何形状，并且作为图6所示的示例，贯通孔35可以为圆弧状或弯曲状。可以形成多个贯通孔35，或者可以仅形成一个贯通孔35。

[0060] (电声转换单元)

[0061] 接下来，将说明电声转换单元。如上所述，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200具有相同的构造，并以基准平面A在它们之间的方式对称地布置。因此，下面将说明两个电声转换单元中的第一电声转换单元100。

[0062] 如图3所示，第一电声转换单元100包括固定电极101、固定电极盖103、振动膜105、支撑构件107、绝缘构件111和导电构件113。

[0063] 固定电极101由板状导电构件形成。固定电极101的形状和大小是任意的，并且固定电极101为例如盘状。固定电极101具有多个供空气通过的孔。

[0064] 在固定电极101的面对振动膜105的面上形成驻极体层(未示出)。驻极体层包括半永久地保留电荷的电介质，并对固定电极101的导电构件施加偏置电压。由于第一电声转换单元100具有形成有驻极体层的固定电极101，因此不需要从外部对固定电极101施加偏置电压。如果未在固定电极101上形成驻极体层，则可以通过端子(未示出)对固定电极101施加偏置电压。

[0065] 如图7示意地所示，固定电极101通过配线5a连接到声源6的接地。在第二电声转换单元200中，固定电极201也通过配线5a连接到声源6的接地。

[0066] 固定电极盖103是用于将固定电极101固定的构件，并且布置在固定电极101和第一盖构件25之间。固定电极盖103是其中形成有多个孔的基本上盘状的构件，并由绝缘构件形成。形成于固定电极盖103中的多个孔是用于允许空气通过的孔。在固定电极盖103的背部侧(即，在面对振动膜105的面的相反侧)，由外壳20等形成声室。在这样的构造中，形成于固定电极盖103中的多个孔是用于确定声阻抗的一个元件，并且孔的形状和大小用于电声转换单元100的声学设计。

[0067] 振动膜105是具有导电性并面对固定电极101的薄膜。振动膜105由例如金属箔或在其上气相沉积金的聚合物膜形成。例如，振动膜105是圆形的。例如，振动膜105的外周部的环状区域由绝缘构件111和导电构件113支撑。

[0068] 振动膜105的部分区域被支撑构件107压靠在固定电极101上。具体地，圆形振动膜105的中央部的区域被压靠在固定电极101上，并与固定电极101的中央部接触。由于这样的构造，振动膜105被构造为使得振动膜105与固定电极101之间的在固定电极101的厚度方向上的距离随着从振动膜105与固定电极101接触的局部区域到外侧(圆形振动膜105的径向外侧)的距离增加而逐渐变长。振动膜105的外周部距固定电极101最远。具体地，振动膜105和固定电极101彼此分开例如绝缘构件111的厚度。

[0069] 应注意的是，虽然振动膜105的中央部物理接触固定电极101，但振动膜105与固定电极101不电连接。振动膜105和固定电极101不电连接的结构可以是下面说明的结构。具体地，振动膜105可以由具有绝缘特性的膜材料形成，并且不需要在其面对固定电极101的面上形成金属膜，而可以仅在其面对固定电极101的面的相反侧的面上形成金属膜。通过这样的构造，即使在振动膜105的中央部接触固定电极101时，振动膜105和固定电极101也将不会电连接。

[0070] 支撑构件107由弹簧、多孔体或诸如橡胶的弹性材料形成。支撑构件107的形状可以是任何形状，并且它具有例如圆柱形状。作为示例，支撑构件107具有平坦的上表面和平坦的下表面。支撑构件107可以是立方体。支撑构件107布置在隔开构件30的凹部33中，并从凹部33突出预定高度。响应于第一电声转换单元100的声学空间中的压力变化，支撑构件107在振动膜105移位的方向上移位。例如，当耳机1戴在耳中或当耳机1从耳中取出时，声学空间中的压力变化就会发生。

[0071] 绝缘构件111防止振动膜105导通到固定电极101。绝缘构件111是具有预定厚度的环状构件，并且例如由树脂形成。绝缘构件111布置在振动膜105和固定电极101之间。

[0072] 导电构件113是用于对振动膜105施加电信号的导电构件。例如，导电构件113为环状，并且由导电片材形成。导电构件113布置在振动膜105的与接触绝缘构件111的面相反的面上，并接触振动膜105的外周部。换言之，导电构件113和绝缘构件111将振动膜105的外周部夹在中间。如图7所示，来自声源6的电信号经由配线5b输入到导电构件113。导电构件113可以是金属构件，而不是导电片材。可以使用任何材料，例如，可以使用黄铜。

[0073] 以上已经说明了第一电声转换单元100。与第一电声转换单元100类似地构造第二电声转换单元200。如图3所示，第二电声转换单元200包括固定电极201、固定电极盖203、振动膜205、支撑构件207、绝缘构件211和导电构件213。固定电极201、固定电极盖203、振动膜205、支撑构件207、绝缘构件211和导电构件213分别对应于第一电声转换单元100的固定电极101、固定电极盖103、振动膜105、支撑构件107、绝缘构件111和导电构件113，因此省略其冗余说明。

[0074] 如图3和图5所示，以使得第一电声转换单元100的发声部100a与第二电声转换单元200的发声部200a彼此面对的方式将第一电声转换单元100和第二电声转换单元200布置为彼此面对。具体地，例如，以使得固定电极101与固定电极201彼此平行的方式将第一电声转换单元100和第二电声转换单元200布置为彼此平行。

[0075] 在如上所述构造的第一电声转换单元100中，振动膜105基于从声源6输入的电信号，根据固定电极101与振动膜105之间产生的电位差，在第一电声转换单元100的声学空间中振动。同样地，在第二电声转换单元200中，振动膜205根据固定电极201与振动膜205之间产生的电位差，在第二电声转换单元200的声学空间中振动。第一电声转换单元100产生的声音和第二电声转换单元200产生的声音分别从发声单元100a和200a放出。第一电声转换单元100产生的声音和第二电声转换单元200产生的声音从外壳20的侧面中的声出口2a放出到外壳20的外部，并经由导管部4a和听筒3放出到耳机1的外部。

[0076] (第一实施方式的构造的技术效果)

[0077] 如上所述，在本实施方式的电声转换器2中，由第一电声转换单元100和第二电声转换单元200组成的一对电声转换单元布置在外壳20中。因此，与仅设置一个电声转换单元的电声转换器相比，振动膜的有效面积增加了一倍，致使提高了电声转换器2的灵敏度。根据本实施方式的构造，即使当电声转换器2较小并且难以用一个电声转换单元确保充分的灵敏度时，也可以提高电声转换器2的灵敏度。

[0078] 特别地，在本实施方式的电声转换器2中，第一电声转换单元100的振动膜105的一部分被压靠在固定电极101上，并且第二电声转换单元200的振动膜205的一部分被压靠在固定电极201上。在这样的构造中，在电容器式驱动单元中减小了固定电极101与振动膜105之间的间隙以及固定电极201与振动膜205之间的间隙，这提高了电声转换器2的灵敏度。

[0079] 在振动膜仅在振动膜的外周部处固定到外壳的构造的情况下，当电声转换器内部变化时，由于振动膜的移位，应力集中在振动膜的外周部。另一方面，在本实施方式的第一电声转换单元100和第二电声转换单元200中，振动膜105和振动膜205的移位被支撑构件107抑制。因此，缓解了振动膜105的外周部和振动膜205的外周部的应力集中。因此，降低了振动膜105和205被损坏的可能性。另外，在本实施方式的构造中，与平行布置固定电极和振动膜的构造相比，振动膜的移位程度更小，因此可以减少第一电声转换单元100和第二电声转换单元200中的每一者的厚度，这有利于整个耳机1的小型化。

[0080] 布置第一电声转换单元100的第一空间S100和布置第二电声转换单元200的第二空间S200不需要彼此独立，并且可以形成共同的气室。然而，当第一空间S100和第二空间S200如本实施方式中那样彼此独立时，优点在于每个声学电声转换单元的声学设计容易。

[0081] 在本实施方式的电声转换器2中，固定电极101和固定电极201优选地具有驻极体层。在两个使用磁体的所谓的动态驱动单元彼此面对的构造的情况下，由于磁性而导致的排斥的影响发生。然而，在具有驻极体电容器式电声转换单元的电声转换器2彼此面对的构造中，如在本实施方式中那样，减少了诸如排斥的影响音质的元素。

[0082] 图8是示意性地示出作为比较例的推拉式静电电声转换器的截面图。在图8所示的推拉式电声转换器300中，一对固定电极301布置在振动膜305的两侧。在推拉式电声转换器300中，需要平衡驱动放大器(未示出)来操作电声转换器300。在本实施方式的构造中，可以使用单端驱动和平衡驱动两者。

[0083] 另外，在推拉式电声转换器300中，存在难以提高每个固定电极301均形成声阻抗的电声转换器300的灵敏度的情况。为了防止振动膜305附着到固定电极301，振动膜305与固定电极301之间的间隙需要相对较大。这样的构造不利于提高灵敏度和使电声转换器300小型化。相较而言，本实施方式的电声转换器2的构造有利于提高灵敏度和使电声转换器2小型化。

[0084] 在本实施方式的电声转换器2中，隔开构件30具有限定第一电声转换单元100的声学空间的一部分的第一面31a和限定第二电声转换单元200的声学空间的一部分的第二面31b。通过这样的构造，将外壳20的内部隔成两个空间的隔开构件30还作为形成第一电声转换单元100的声学空间和第二电声转换单元200的声学空间的构件。因此，与电声转换单元
100和200中的每一者的声学空间由不同于隔开构件30的构件形成的构造相比，减少了部件的数量并简化了结构。此外，根据隔开构件30限定声学空间的一部分的本实施方式的构造，优点在于可以容易地调节声阻。另外，根据本实施方式的构造，容易改变诸如声质量、声容量和声阻的参数，用于控制振动膜105的振动。

[0085] 在本实施方式的电声转换器2中，在隔开构件30的第一面31a和第二面31b中的每一者中均形成了用于接收和支撑支撑构件107的凹部33。根据该构造，将支撑构件107布置在凹部33中，并且支撑构件107的位置不太可能移位。因此，减少了由支撑构件107的移位导致的声学特性的变化。

[0086] 在本实施方式的电声转换器2中，隔开构件30是板状构件，并且隔开构件30形成有贯通孔35，贯通孔35中的一个开口在第一空间S100中露出并且另一个开口在第二空间S200中露出。通过这样的构造，第一电声转换单元100的声学空间与第二电声转换单元200的声学空间可以通过在板状隔开构件30中形成贯通孔35的简单结构彼此连通。

[0087] 在本实施方式的电声转换器2中，用于将声音从外壳20放出到外部的声出口2a形成在外壳20的侧面而不是外壳20的第一盖构件25和第二盖构件26。与声出口设置在第一盖构件25和第二盖构件26上的构造相比，通过这样的构造，可以定制耳机1的设计以贴合用户的耳朵及其周边的形状。因此，耳机1变得用户友好。

[0088] 在本实施方式的电声转换器2中，外壳20包括筒状外壳构件21。第一盖构件25附接到外壳构件21的一个端部，第二盖构件26附接到外壳构件21的另一端部。通过这样的构造，在产品组装期间，操作者从外壳20的一个端部将第一电声转换单元100放置在外壳20内并附接第一盖构件25。随后，操作者从外壳20的另一端部将第二电声转换单元200放置在外壳20内并附接第二盖构件26。通过这样的步骤，操作者可以容易地组装电声转换器2。

[0089] (第二实施方式)

[0090] 在第一实施方式中，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200平行配置。在本发明的一个方面中，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200可以如图9所示地配置。图9是示出了第二实施方式的电声转换器的构造的截面图。图10是示出了用户佩戴具有根据第二实施方式的电声转换器的耳机的状态的立体图。

[0091] 图9所示的电声转换器2A包括外壳20A、隔开构件30A、第一电声转换单元100和第二电声转换单元200。外壳20A包括：外壳构件21A，其具有不同于第一实施方式的外壳构件21的形状；第一盖构件25，其附接到外壳构件21A的一个端部；和第二盖构件26，其附接到外壳构件21A的另一端部。

[0092] 隔开构件30A形成为如下的形状：使得其板厚度从外壳20A的靠近听筒3的、声出口2a所在的端部(图9中左侧的端部)朝向与声出口2a相反的端部(图中右侧的端部)逐渐减小。据此，外壳20A形成为使得外壳20A的在与声出口2a相反的端部处的厚度小于在声出口
2a侧的端部处的厚度。具体地，作为示例，外壳20A形成为使得厚度从声出口2a所在的端部到与声出口2a相反的端部逐渐减小。虽然外壳20A的厚度在图9的示例中连续减小，但“厚度逐渐减小”的构造可以部分地包括厚度恒定的区域。

[0093] 作为示例，与第一实施方式类似，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200设置为隔着基准平面A彼此面对地对称配置。第一电声转换单元100和第二电声转换单元200被布置为具有倾斜度，使得它们之间的距离从声出口2a所在的端部朝向相反端部逐渐减小。由于电声转换器2A的其它构造与第一实施方式的构造类似，因此将省略其冗余说明。

[0094] 根据第二实施方式的构造，与平行布置第一电声转换单元100和第二电声转换单元200的构造相比，外壳20A特别地在与声出口2a所在侧相反的区域中被形成为较薄。该区域在外壳20A内靠近用户的耳廓的耳轮7(参见图10)。因此，第二实施方式的电声转换器2A可以避免外壳20A与耳朵之间的干涉，从而提高耳机1的可佩戴性。

[0095] 在第二实施方式的电声转换器2A中，与第一实施方式类似，第一电声转换单元100和第二电声转换单元200被布置为在外壳20A中彼此面对。因此，可以获得提高电声转换器2A的灵敏度的效果。

[0096] 基于示例性实施方式解释了本公开。本公开的技术范围不限于在以上实施方式中解释的范围，并且可以在本公开的范围内进行各种改变和修改。例如，可以用功能上或物理上分散或集成的任何单元构造设备的全部或部分。另外，由它们的任意组合产生的新示例性实施方式包括在示例性实施方式中。另外，通过组合带来的新示例性实施方式的效果也具有原示例性实施方式的效果。

[0097] [附图标记说明]

[0098] 1耳机

[0099] 2电声转换器

[0100] 2a声出口

[0101] 3听筒

[0102] 4导管形成构件4a导管部

[0103] 4b线缆连接部

[0104] 4c管路

[0105] 5线缆

[0106] 5a配线

[0107] 5b配线

[0108] 6声源

[0109] 7耳轮

[0110] 20外壳

[0111] 21外壳构件

[0112] 25第一盖构件

[0113] 25a平坦面

[0114] 25b侧面

[0115] 26第二盖构件

[0116] 26a平坦面

[0117] 26b侧面

[0118] 30隔开构件

[0119] 30‑1厚部

[0120] 30‑2环状部

[0121] 31a第一面

[0122] 31b第二面

[0123] 33凹部

[0124] 35贯通孔

[0125] 100第一电声转换单元

[0126] 100a发声部

[0127] 101固定电极

[0128] 103固定电极盖

[0129] 105振动膜

[0130] 107支撑构件

[0131] 111绝缘构件

[0132] 113导电构件

[0133] 200第二电声转换单元

[0134] 200a发声部

[0135] 201固定电极

[0136] 203固定电极盖

[0137] 205振动膜

[0138] 207支撑构件

[0139] 211绝缘构件

[0140] 213导电构件

[0141] A基准平面

[0142] CL中心轴线

[0143] S100第一空间

[0144] S200第二空间