[發(fā)明專利]發(fā)聲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067589.1
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN101600140A
• 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;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，當音圈102中輸入一個音頻 電流信號時，音圈102相當于一個載流導(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、方向隨音頻電流方向的變化而變化的力。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、光學、力學、化學等性能，大量有關(guān)其在場發(fā)射電子 源、傳感器、新型光學材料、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)碳納米管用于發(fā)聲領(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)聲元件包括至少一層碳 納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個相互平行的碳納米管，所述信號輸入 裝置輸入電信號給該發(fā)聲元件，使該發(fā)聲元件加熱周圍氣體介質(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平行、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，當該發(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顯示裝置、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 相互平行的碳納米管組成的至少一層碳納米管薄膜具有較好的機械強度和 韌性，耐用性較好，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