[發(fā)明專利]柔性發(fā)聲裝置及發(fā)聲旗幟

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810216492.2
• 申請日: 2008-10-08
• 公開（公告）號: CN101715160A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜開利;馮辰;肖林;陳卓;劉亮;范守善;李群慶;潛力
• 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;G09F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性發(fā)聲裝置及發(fā)聲旗幟，尤其涉及一種基于碳納米管 的柔性發(fā)聲裝置及發(fā)聲旗幟。

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，電動式揚聲器的應用最為廣泛。

請參閱圖1，現(xiàn)有的一種電動式揚聲器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相當于一個載流導體。由于放在所述磁鐵104產(chǎn)生的 磁場里，此載流導體在磁場中會受到洛倫茲力的作用，從而使音圈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， 該揚聲器100的結(jié)構(gòu)較為復雜，且其必須在有磁的條件下工作。且，由于揚聲 器100的結(jié)構(gòu)復雜，很難將揚聲器100設(shè)計成形狀可任意變化的柔性裝置，一 定程度上限制了揚聲器100的應用。

自九十年代初以來，以碳納米管(請參見Helical?microtubules?of?graphitic carbon，Nature，Sumio?Iijima，vol354，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，確有必要提供一種柔性發(fā)聲裝置，該柔性發(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

一種柔性發(fā)聲裝置，其包括：一發(fā)聲元件；以及一支撐體，所述發(fā)聲元 件設(shè)置于所述支撐體的表面；其中，該支撐體為一柔性支撐體，該發(fā)聲元件 包括一碳納米管結(jié)構(gòu)。

一種應用柔性發(fā)聲裝置的發(fā)聲旗幟，其包括：一旗桿；以及，一旗面， 所述旗面連接于旗桿上；其中，所述旗面為一柔性發(fā)聲裝置，該柔性發(fā)聲裝 置中的發(fā)聲元件包括一碳納米管結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本技術(shù)方案所提供的發(fā)聲裝置具有以下優(yōu)點：其一， 由于所述柔性發(fā)聲裝置中的發(fā)聲元件僅包括碳納米管結(jié)構(gòu)，無需磁鐵等其它 復雜結(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，該柔性發(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，密度發(fā)生變化，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，由于碳納米管結(jié) 構(gòu)具有較小的熱容和大的比表面積，在輸入信號后，根據(jù)信號強度(如電流 強度)的變化，由碳納米管結(jié)構(gòu)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，擴大了 該發(fā)聲元件的應用范圍。其四，由于碳納米管具有較好的機械強度和韌性， 故由碳納米管組成的碳納米管結(jié)構(gòu)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結(jié)構(gòu)組成的各種形狀、尺寸的發(fā)聲裝置，進 而方便地應用于各種領(lǐng)域。其五，由于所述發(fā)聲元件至少部分設(shè)置在所述柔 性支撐體的表面，所述發(fā)聲元件可以承受強度較高的信號輸入，進而可增強 所述發(fā)聲裝置的發(fā)聲效果。其六，由于柔性發(fā)聲裝置以碳納米管結(jié)構(gòu)為發(fā)聲 元件設(shè)置于一柔性支撐體上，因此柔性發(fā)聲裝置的形狀可根據(jù)需要任意變化 而不被損壞，使用方便且應用范圍較廣。

附圖說明