[发明专利]声音再现系统与用于操作及制造声换能器的方法

说明书

本发明涉及一种声音再现系统与用于操作及制造声换能器的方法，其中所述声音再现系统包括：静电声换能器，包括膜结构和电极结构；以及控制器，被配置为接收表示将被再现的声音的输入信号且产生用于所述静电声换能器的控制信号，所述控制器被配置为基于所述输入信号产生调制信号，以及对具有基本上在所述静电声换能器的谐振频率处的频率的载波信号进行振幅调制。

技术领域

本文公开的涉及声换能器，更具体的讲，涉及具有交叉指型第一组梳齿和第二组梳齿的声换能器、声换能器阵列、能谐振激励的声换能器、声音再现系统、用于操作声换能器的方法以及用于制造声换能器的方法。

背景技术

微型扬声器为小型声换能器，并且一些微型扬声器可以使用半导体技术制造，使得微型扬声器各个部分为半导体材料或者适合于面向半导体制造工艺的材料。微型扬声器通常需要产生高空气容积排量，以获得显著声压级。

对于微型扬声器的膜致动，存在几个选择。一些微型扬声器器件利用压电致动器或者平行板式静电致动器。另一个方法是使用在两个平面中的静电梳状驱动结构(即，梳状驱动结构的第一部分设置于第一平面中，梳状驱动结构的第二部分设置于第二平面中)来垂直于平面致动膜。

合适数字微型扬声器的设计面临高频率致动和低功率致动之间的折衷。可能在器件(即膜和弹簧)的机械设计中寻求这种折衷。正在努力设计快速(高谐振频率)且同时足够弹性(低谐振频率)的致动器，以允许以低功率的高致动。

发明内容

本文公开的实施方式涉及声换能器，在一些实施方式中，涉及具有相互交叉的第一组梳齿和第二组梳齿的声换能器。本文公开的一些实施方式涉及声换能器阵列。本文公开的一些实施方式涉及能谐振激励的声换能器。本文公开的一些实施方式涉及声音再现系统。本文公开的一些实施方式涉及用于操作声换能器的方法。本文公开的一些实施方式涉及用于制造声换能器的方法。

根据本文公开的一个方面，声换能器包括基板、本体、第一组梳齿和第二组梳齿。基板具有第一表面和第二表面，第一表面界定第一平面。此外，基板具有腔，腔具有内周缘，腔从第一表面延伸。本体具有外周缘。本体平行于第一平面且至少部分覆盖腔。本体通过至少一个弹性铰链连接至基板。第一组梳齿安装至基板且连接至第一电连接件。第二组梳齿安装至本体且延伸超过本体外周缘。第二组梳齿连接至与第一电连接件隔离的第二电连接件。第一组梳齿和第二组梳齿相互交叉且被配置为在与第一平面垂直的方向上产生驱动本体的静电力。本体和所述至少一个弹性铰链被配置为用于通过静电力的谐振激励或者近谐振激励。

根据本文公开的另一个方面，声换能器阵列包括具有第一表面和第二表面的基板，第一表面界定第一平面。各声换能器包括具有外周缘的本体。本体平行于第一平面且至少部分阻断基板中多个腔之一。各腔具有内周缘，并且本体通过至少一个弹性铰链连接至基板。第一组梳齿安装至基板，第一组梳齿连接至第一电连接件。第二组梳齿安装至本体且延伸超过本体外周缘，第二组梳齿连接至与第一电连接件隔离的第二电连接件。第一组梳齿和第二组梳齿相互交叉，使得当本体运动时，第一组梳齿和第二组梳齿保持相对间距。第一组梳齿和第二组梳齿被配置为在与第一平面垂直的方向上产生静电驱动力。本体和所述至少一个弹性铰链被配置用于通过静电力的谐振激励或者近谐振激励。声换能器是数字方式单独或者逐组可控的，使得声换能器阵列的总声音信号由各单独声音信号组成，所述单独声音信号由单独或者逐组地控制的声换能器产生。

根据本文公开的另一个方面，能谐振激励的声换能器包括基板、机械谐振器结构和交叉指型梳状驱动器。基板具有第一表面和第二表面，第一表面界定第一平面。基板具有腔，腔具有内周缘。腔从第一表面和第二表面中的至少一个延伸。机械谐振器结构至少部分阻断腔。机械谐振器结构通过至少一个弹性铰链连接至基板且被配置为大体上在机械谐振器结构的谐振频率处引起腔内流体移位。交叉指型梳状驱动器设置在基板和机械谐振器结构之间的间隙处，且被配置为产生静电力以引起机械谐振器结构谐振激励或者近谐振激励。