[發(fā)明專利]發(fā)聲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067586.8
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN101600139A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜開利;肖林;陳卓;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號: H04R23/00
• 分類號: H04R23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)聲裝置，尤其涉及一種基于碳納米管的發(fā)聲裝置。

背景技術(shù)

發(fā)聲裝置一般由信號輸入裝置和發(fā)聲元件組成。通過信號輸入裝置輸入 電信號給發(fā)聲元件，進而發(fā)出聲音。現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)聲元件一般為一揚聲器。 該揚聲器為一種把電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號的電聲器件。具體地，揚聲器可將 一定范圍內(nèi)的音頻電功率信號通過換能方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭д嫘〔⒕哂凶銐蚵晧杭? 的可聽聲音。

現(xiàn)有的揚聲器的種類很多，根據(jù)其工作原理，分為：電動式揚聲器、電 磁式揚聲器、靜電式揚聲器及壓電式揚聲器。雖然它們的工作方式不同，但 一般均為通過產(chǎn)生機械振動推動周圍的空氣，使空氣介質(zhì)產(chǎn)生波動從而實現(xiàn) “電-力-聲”之轉(zhuǎn)換。其中，電動式揚聲器的應(yīng)用最為廣泛。

請參閱圖1，現(xiàn)有的電動式揚聲器100通常由三部分組成：音圈102、磁 鐵104以及振膜106。音圈102通常采用通電導(dǎo)體，當(dāng)音圈102中輸入一個音頻 電流信號時，音圈102相當(dāng)于一個載流導(dǎo)體。由于放在所述磁鐵104產(chǎn)生的磁 場里，根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中會受到洛侖茲力，音圈102會受到一個大小與音 頻電流成正比、方向隨音頻電流的方向變化而變化的力。因此，音圈102就會 在所述磁鐵104產(chǎn)生的磁場作用下產(chǎn)生振動，并帶動振膜106振動，振膜106 前后的空氣亦隨之振動，將電信號轉(zhuǎn)換成聲波向四周輻射。然而，該電動式 揚聲器100的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且其必須在有磁的條件下工作。

自九十年代初以來，以碳納米管(請參見Helical?microtubules?of?graphitic carbon，Nature，Sumio?Iijima，vol?354，p56(1991))為代表的納米材料以其獨特 的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)引起了人們極大的關(guān)注。近幾年來，隨著碳納米管及納米材料 研究的不斷深入，其廣闊的應(yīng)用前景不斷顯現(xiàn)出來。例如，由于碳納米管所 具有的獨特的電磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等性能，大量有關(guān)其在場發(fā)射電子 源、傳感器、新型光學(xué)材料、軟鐵磁材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷被報道。然 而，現(xiàn)有技術(shù)中卻尚未發(fā)現(xiàn)碳納米管用于聲學(xué)領(lǐng)域。

因此，確有必要提供一種發(fā)聲裝置，該發(fā)聲裝置結(jié)構(gòu)簡單，可在無磁的 條件下工作。

發(fā)明內(nèi)容

一種發(fā)聲裝置，其包括：一信號輸入裝置；以及一發(fā)聲元件，該發(fā)聲元 件與所述信號輸入裝置的兩端電連接；其中，所述發(fā)聲元件為一碳納米管薄 膜，該碳納米管薄膜包括多個相互纏繞的碳納米管，所述信號輸入裝置輸入 電信號給該碳納米管薄膜，使該碳納米管薄膜加熱周圍氣體介質(zhì)發(fā)出聲波。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述發(fā)聲裝置具有以下優(yōu)點：其一，由于所述發(fā)聲 裝置中的發(fā)聲元件僅包括碳納米管薄膜，無需磁鐵等其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故該發(fā) 聲裝置的結(jié)構(gòu)較為簡單，有利于降低該發(fā)聲裝置的成本。其二，該發(fā)聲裝置 利用輸入信號造成該發(fā)聲元件溫度變化，從而使其周圍氣體介質(zhì)迅速膨脹和 收縮，進而發(fā)出聲波，無需振膜，且該發(fā)聲元件組成的發(fā)聲裝置可在無磁的 條件下工作。其三，由于碳納米管薄膜具有較小的熱容和大的比表面積，且 碳納米管薄膜中的碳納米管相互相互纏繞、均勻分布，在輸入信號后，根據(jù) 信號強度(如電流強度)的變化，由至少一層碳納米管薄膜組成的發(fā)聲元件 可均勻地加熱周圍的氣體介質(zhì)、迅速升降溫、產(chǎn)生周期性的溫度變化，并和 周圍氣體介質(zhì)進行快速熱交換，使周圍氣體介質(zhì)迅速膨脹和收縮，發(fā)出人耳 可感知的聲音，且所發(fā)出的聲音的頻率范圍較寬(1Hz～100kHz)、發(fā)聲效果 較好。另外，當(dāng)所述發(fā)聲元件厚度比較小時，例如小于10微米，該發(fā)聲元 件具有較高的透明度，故所形成的發(fā)聲裝置為透明發(fā)聲裝置，可以直接安裝 在各種顯示裝置、手機顯示屏的顯示表面或油畫等的表面作為節(jié)省空間的透 明發(fā)聲裝置。其四，由于碳納米管具有較好的機械強度和韌性，故由相互纏 繞的碳納米管組成的碳納米管薄膜具有較好的機械強度和韌性、耐用性較好 且具有較好的自支撐效果，從而有利于制備由碳納米管薄膜組成的各種形 狀、尺寸的發(fā)聲裝置，進而方便地應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中揚聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本技術(shù)方案第一實施例發(fā)聲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本技術(shù)方案第一實施例發(fā)聲裝置中碳納米管薄膜的掃描電鏡照 片。

圖4是本技術(shù)方案第二實施例發(fā)聲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式