專利名稱：壓差話筒炭精盒的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電壓差話筒炭精盒，用于基本平齊地裝入到特別平坦的安裝表面內或裝在其后面，該靜電壓差話筒炭精盒具有一個必要時帶有兩個分開的聲音輸入孔的炭精盒外殼、一個在預應力狀態下保持在一個薄膜環上的薄膜、一個電極以及必要時一個聲學摩擦件。
靜電換能器的電極是一個彈性的、保持預應力的薄膜和一個大多僅稱之為電極的剛性電極。兩者形成一個電容器，其電容量通過聲場的壓力波動而進行變化。由于在靜電換能器的電極之間形成了一個電場，所以，借助一個串接的放大器可以將換能器的電容變化轉換成電壓變化。
靜電話筒炭精盒的電聲性能主要取決于薄膜的聲學激勵形式。在現有技術中，一方面已知的是所謂的壓力接收器，而另一方面已知的是所謂的壓差接收器。第一種的薄膜只在一個方向上(所謂的前方)受到聲場的作用，因此它只對按聲波形成的氣壓變化作出反應。由于氣壓是一個標量，因此，這樣設計的話筒具有一個球形的方向性。在一種壓差接收器中，薄膜從兩個方向受到聲場的作用，因此它總是受到在薄膜的前面和后面之間瞬息間存在的壓差的激勵而進行運動。由于聲波相對于前面和后面的傳播時間差，這樣設計的話筒具有一個方向特性曲線，通過適當地調諧話筒炭精盒，該曲線幾乎可以具有在8字形和腎形的方向特性曲線之間的任何形狀。
時至今日，壓差話筒炭精盒都設計成將薄膜的前后面與前后聲孔相對應。就是說，這樣的話筒炭精盒明顯具有一個軸對稱的方向特性曲線。
圖1顯示了一個根據現有技術的靜電話筒炭精盒。該話筒炭精盒具有一個前面的聲音輸入孔1和一個后面的聲音輸入孔2。
關于話筒炭精盒的裝配，通常需要盡可能將其平齊地裝入到一個平坦的且相對大的表面內。在這種情況下，如果要在汽車內設置一個用于移動電話或其他通訊裝置的自由通話裝置，可能會涉及到汽車的頂篷。但是，根據現有技術的話筒炭精盒不能滿足這些條件，而只有以很難、很昂貴并且借助一些基本上工藝技術上進行整平的方式才能將其裝入到一個平坦的表面內。圖2顯示了一種與現有技術相對應的、按靜電原理進行工作的話筒炭精盒的通常的裝配情況。為了使聲音接近兩個為炭精盒功能所需的聲音輸入孔，必需將炭精盒裝入到所述的安裝表面內而不是象所示的那樣將其峭立在安裝表面上。
從US 5,226,076已知，一種如圖2所示的炭精盒裝入到一個殼體中，該殼體在其一個縱向壁上具有兩個聲孔，每一個都對應于炭精盒的兩個面。這樣便可以將該殼體布置在一個平坦的安裝表面內或布置在其后面。這種解決方案的缺點是安裝高度或安裝深度大，因為這種炭精盒以其對稱軸平行于安裝表面，而與此相對應的便是結構高。這種話筒連同其帶有殼體的炭精盒的裝配也是很費力和昂貴的，因為所述殼體畢竟是一個可完全從成品話筒中分離開的附件。
一些只具有一個聲音輸入口的單純按照壓力接收器原理進行工作的話筒炭精盒，按壓力接收器的特性可以毫無問題地集成到安裝表面內。但是由于它們具有球形的方向特性曲線，人們于是必須放棄方向特性曲線的優點。按照其球形的方向特性曲線，所述壓力接收器不僅對有效聲音而且對干擾噪聲都是敏感的。因此在嘈雜的環境中它們幾乎不能用。
根據本發明，這一目的是這樣實現的所述的兩個聲音輸入孔布置在炭精盒外殼的一個面上，即前面上；并且其中一個聲音輸入孔以聲音傳導方式與薄膜的前面連通，而另一個聲音輸入孔則以聲音傳導方式與薄膜的后面連通；并且所述薄膜布置成大致平行于所述前面。
通過薄膜所處平面的變化和在各自聲音輸入孔與所屬的薄膜面之間具有聲學形式的連通的炭精盒的結構，相對于所述的US-A文件，可以實現兩個主要的優點可以省去所述殼體，并且主要是減小了結構高度。在一種結構中，甚至可以省去聲學摩擦件，由此再次節省了成本和體積。
根據本發明，炭精盒安置在一個炭精盒外殼6中。該炭精盒外殼6在其上面，即前面11上用一個上蓋進行封閉。該前面11具有至少兩個聲孔，其中一個孔，即前孔7允許聲波進入到薄膜1的前面，而第二孔，即后孔8則通過一個在炭精盒內裝部分旁邊經過的聲音通道9允許聲波進入到薄膜1的后面，該聲音通道9由區段或區域9a、9b和9c組成。該聲音通道9可以代替或補充所述聲學摩擦件5，如由區域9c所表示的那樣，為此可以在聲音通道9內部設置一個特殊的聲音摩擦件，例如在區域9b內。這樣的聲學摩擦件5可以在聲音通道9內要么安置在其起始端，即在后孔8的附近，要么安置在各分區段中，或者還可以安置在聲音通道的整個區域中。
通過這種方式實現了本發明的目的，即，炭精盒在平行于薄膜1的平面內具有一個大于薄膜環2的橫截面，并且余下的面積被用于在炭精盒內設置一個聲音通道，也就是聲音通道9a、9b、9c，該聲音通道“圍繞著薄膜”通到“薄膜-電極”單元的后面。由于薄膜環2的直徑明顯大于連同各環和摩擦件的“薄膜-電極”單元的高度，因此，通過本發明，可以制造出比迄今的產品更為扁平構造的壓差話筒，并且由于組裝可以像迄今的工藝那樣在同一臺機器上一下完成，只是炭精盒外殼具有一個略微不同的形狀，所以話筒的制造成本明顯下降。
本發明的話筒炭精盒根據其結構可以被如此地裝入，以致炭精盒外殼6的表面與安裝表面10平齊并且因此在外觀上看不出來。在這種情況下，炭精盒定向安裝，以使前孔7比后孔8更接近要接收的聲源。話筒炭精盒在聲音上調諧成使其方向特性朝設想的講話人的方向具有最大的靈敏度。由此實現將方向特性定位成平行于安裝表面10，這樣就可以將其他方向的干擾信號屏蔽。
圖3中沒有詳細描述裝配方式，炭精盒可以通過2級精度壓配合、通過粘貼、通過螺釘、通過螺栓等以可松脫方式或固定方式與安裝表面連接。也沒有描述電氣觸點接通，但對本領域的普通技術人員來說，這對理解本發明并沒有困難。根據是否設置摩擦件5的情況，還可以進一步減小結構高度。
炭精盒外殼相對于薄膜平面在橫截面上通常設計成橢圓形或由兩個帶矩形中央件的半圓形構成并且通過一個基本的圓周件支撐著內在換能器的圓形結構件。在對其他形狀的選擇方面，還可以將這些結構件本身連接在一起并共同地安裝在炭精盒外殼內，但是，由于較大的空間需求和昂貴的費用，這種形式只用于特殊的情況。
在圖3中沒有詳細地描述內在結構件，也就是摩擦件、電極和薄膜環的定位或支承，這可以通過一個凸肩或多個從炭精盒外殼6的內殼面向內伸進的角撐結構來實現，其中，所述構件在與聲音通道9鄰接的區域內設計成無支柱，還可以讓一些榫舌、接片、突起或類似物從炭精盒外殼6的底面向上伸出(在聲音通道的9b區域所表示的)并且支撐著摩擦件或電極。
圖4顯示了一種可以借助本發明實現的方向特性曲線，用虛線13表示。一個按照本發明設計的換能器與其炭精盒外殼6一起對齊地(平齊地)安裝在所述安裝表面10內，僅畫出的兩個聲音輸入孔7、8的中心位于圖面內。箭頭P大致表示了裝入的話筒的靈敏度最大的方向。如果裝在一輛汽車上，這例如與朝向駕駛員頭部的方向相對應，這樣可以清楚地看到，所述話筒幾乎不傳送來自副駕駛員方向，即箭頭N方向的聲音，雖然炭精盒扁平地且不顯眼地位于安裝表面10后面，但環境噪音最容易來自所述方向。
當然，還可以只在聲音輸入孔7、8的位置上對安裝表面10進行打孔或者以其他方式穿孔并且將炭精盒完全布置在安裝表面10的材料后面。這在設計炭精盒和聲學摩擦件的尺寸時是要相應考慮的，在本發明知識基礎上，這對本領域的普通技術人員來說是沒有困難的。
作為材料，所有在通常的電聲換能器中所使用的材料都可以使用，同樣，在本發明知識基礎上，本領域的普通技術人員還可以很容易地借助傳統的加工技術進行加工和安裝。
權利要求
1.靜電壓差話筒炭精盒，用于基本平齊地裝入到特別平坦的安裝表面(10)內或裝在其后面，該靜電壓差話筒炭精盒具有一個必要時帶有兩個分開的聲音輸入孔(7、8)的炭精盒外殼(6)、一個在預應力狀態下保持在一個薄膜環(2)上的薄膜(1)、一個電極(4)以及必要時一個聲學摩擦件(5)，其特征在于所述的兩個聲音輸入孔(7、8)布置在炭精盒外殼的一個面上，即前面(11)上；并且其中一個聲音輸入孔(7)以聲音傳導方式與薄膜(1)的前面連通，而另一個聲音輸入孔(8)則以聲音傳導方式與薄膜(1)的后面連通；并且所述薄膜平面至少大致平行于安裝表面(10)。
2.根據權利要求1的話筒炭精盒，其特征在于在薄膜(1)的后面和與其相配的聲音輸入孔(8)之間的聲音傳導形式的連通件是一個在炭精盒外殼(6)內部的聲音通道(9a、9b、9c)。
3.根據權利要求2的話筒炭精盒，其特征在于在炭精盒外殼(6)內部設置一些用于支撐所述薄膜環(2)、電極(4)和必要時的摩擦件(5)的凸起、凸肩、凸鼻、止擋等。
4.根據權利要求3的話筒炭精盒，其特征在于所述聲音通道(9a、9b、9c)由在炭精盒外殼(6)的內表面與薄膜環(2)、電極(4)和必要時的聲學摩擦件(5)的外表面之間的自由空間構成。
5.根據前述權利要求之一的話筒炭精盒，其特征在于一個聲學摩擦件設置在所述聲音通道(9a、9b、9c)中。
全文摘要
本發明涉及一種靜電壓差話筒炭精盒，用于基本平齊地裝入到特別平坦的安裝表面(10)內或裝在其后面，該靜電壓差話筒炭精盒具有一個必要時帶有兩個分開的聲音輸入孔(7、8)的炭精盒外殼(6)、一個在預應力狀態下保持在一個薄膜環(2)上的薄膜(1)、一個電極(4)以及必要時一個聲學摩擦件(5)。本發明的特征在于所述的兩個聲音輸入孔(7、8)布置在炭精盒外殼的一個面上，即前面(11)上；并且其中一個聲音輸入孔(7)以聲音傳導方式與薄膜(1)的前面連通，而另一個聲音輸入孔(8)則以聲音傳導方式與薄膜(1)的后面連通；并且所述薄膜平面至少大致平行于安裝表面(10)。通過這種方式，可以實現具有小結構高度的平齊安裝并且減小了結構件的數量。
文檔編號H04R1/38GK1441621SQ0310639
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月26日 優先權日2002年2月26日
發明者普日比爾·理查德 申請人:Akg聲學有限公司