專利名稱：發(fā)聲裝置的制作方法
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。揚聲器的種類很多，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。
請參閱圖l，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通常采用一導(dǎo)體，當(dāng)音圈102中輸入一個音頻電 流信號時，音圏102相當(dāng)于一個載流導(dǎo)體。若將其放在固定磁場里，根據(jù)載流 導(dǎo)體在磁場中會受到洛倫茲力作用，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》茲場作用下 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》茲的條件下工作。
進一步地，現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)聲裝置的發(fā)聲原理為"電-力-聲"之轉(zhuǎn)換原理， 即發(fā)聲的最基本條件為電信號的輸入。在極端環(huán)境，如無電環(huán)境下，則無法 應(yīng)用上述發(fā)聲裝置進行發(fā)聲。
光聲效應(yīng)是指當(dāng)物質(zhì)受到周期性強度調(diào)制的光照射時，會產(chǎn)生聲信號的 現(xiàn)象。當(dāng)物質(zhì)受到光照射時，物質(zhì)因吸收光能而受激發(fā)，并通過非輻射躍遷 使吸收的光能全部或部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊?。如果照射的光束?jīng)過周期性的強度調(diào)制， 則在物質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生周期性的溫度變化，使這部分物質(zhì)及其鄰近的媒質(zhì)熱脹冷縮 而產(chǎn)生應(yīng)力(或壓力)的周期性變化，因而產(chǎn)生聲信號，此種信號稱光聲信號。光聲信號的頻率與光調(diào)制頻率相同，其強度和相位則決定于物質(zhì)的光學(xué)、 熱學(xué)、彈性和幾何的特性。目前，利用光聲效應(yīng)制造的光聲譜儀及光聲顯微
鏡已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物質(zhì)組分分析檢測領(lǐng)域。例如，現(xiàn)有技術(shù)中的光聲鐠儀 一般包括一光源、 一樣品室及一信號檢測器。該光源一般為一調(diào)制的脈沖激 光源或連續(xù)激光源。該信號檢測器一般為一麥克風(fēng)。該樣品室中放置有待測 的樣品，該樣品材料不限，可以為氣體、液體或固體材料，如一固體粉末或 一生物樣品等。該激光源發(fā)射激光照射到樣品室中的樣品上，由于光聲效應(yīng) 中產(chǎn)生的聲能直接正比于物質(zhì)吸收的光能，而不同成分的物質(zhì)在不同光波的 波長處出現(xiàn)吸收峰值，因此當(dāng)具有多譜線或連續(xù)光譜的光源以不同波長的光 束相繼照射樣品時，樣品內(nèi)不同成分的物質(zhì)將在與各自的吸收峰相對應(yīng)的光 波波長處產(chǎn)生光聲信號極大值。該信號檢測器通過檢測該光聲信號的極大值， 從而判斷待測樣品的材料種類。
然而， 一般材料受到光吸收能力的限制，產(chǎn)生的光聲信號強度較弱，且 頻率范圍在兆赫茲以上，只能通過麥克風(fēng)或壓電傳感器等換能裝置接收，因 此，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有利用光聲效應(yīng)制造的發(fā)聲裝置使其產(chǎn)生的聲音信號能 直接被人耳感知。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也沒有將廣義的電磁波應(yīng)用光聲效應(yīng)制 造的發(fā)聲裝置。
自九十年代初以來，以石灰納米管(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^s友納米管所 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
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、 無電的條件下直接發(fā)出能夠被人耳感知的聲音。

發(fā)明內(nèi)容
一種發(fā)聲裝置，其包括一電^f茲波信號輸入裝置以及一發(fā)聲元件。該發(fā)聲 元件與該電磁波信號輸入裝置間隔設(shè)置。其中，所述發(fā)聲元件包括一碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個相互纏繞的碳納米管，該電磁波信號輸入 裝置傳遞電磁波信號至該碳納米管薄膜，使該碳納米管薄膜通過吸收該電磁 波信號發(fā)熱，從而加熱氣體介質(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)聲元件僅由碳納米管薄膜組成，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碳納米管薄膜溫度變化，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，故該碳納米管薄膜組成的發(fā)聲裝置可在無磁的 條件下工作。其三，由于該碳納米管薄膜由相互纏繞的碳納米管組成，因此
該碳納米管薄膜具有較小的熱容和大的比表面積，故該碳納米管薄膜具有升 溫迅速、熱滯后小、熱交換速度快的特點，故該碳納米管薄膜組成的發(fā)聲裝 置可以發(fā)出很寬頻語范圍內(nèi)的聲音(1Hz-100kHz )，且具有較好的發(fā)聲效果。 其四，由于碳納米管薄膜中碳納米管相互纏繞，具有較好的機械強度和韌性， 所述碳納米管薄膜可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂，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。 其五，由于碳納米管具有極大的比表面積，在范德華力的作用下，碳納米管 薄膜本身有很好的黏附性，故碳納米管薄膜可方便地直接黏附于支撐結(jié)構(gòu)表 面。


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。
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖詳細說明本技術(shù)方案實施例的發(fā)聲裝置。 請參閱圖2，本技術(shù)方案第一實施例提供一種發(fā)聲裝置10，該發(fā)聲裝置 10包括一電-茲波信號輸入裝置112， 一發(fā)聲元件114， 一支撐結(jié)構(gòu)116及一調(diào)制裝置118。該發(fā)聲元件114設(shè)置于該支撐結(jié)構(gòu)116上。該支撐結(jié)構(gòu)116 為一可選擇結(jié)構(gòu)，用于支撐和固定該發(fā)聲元件114。該電磁波信號輸入裝置 112與該發(fā)聲元件114對應(yīng)且間隔設(shè)置，用于提供一電磁波信號120。該調(diào)制 裝置118設(shè)置于該電磁波信號輸入裝置112與發(fā)聲元件114之間，用于對所 述電磁波信號120進行強度或頻率的調(diào)制。從該電磁波信號輸入裝置112發(fā) 出的電磁波信號120通過該調(diào)制裝置118進行強度和頻率的調(diào)制后傳遞至該
發(fā)聲元件114表面。
所述發(fā)聲元件114包括一碳納米管薄膜。該碳納米管薄膜包括多個相互 纏繞的碳納米管，其掃描電鏡照片請參見圖3。所述碳納米管薄膜中，碳納 米管為各向同性，均勻分布，無規(guī)則排列。所述碳納米管之間通過范德華力 相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，進而形成大量的微孔。該微孔的孔徑小 于IO微米。大量微孔的存在可確保所述發(fā)聲元件114具有較大的比表面積。 所述碳納米管的長度較長且相互纏繞，因此，該碳納米管薄膜具有自支撐結(jié) 構(gòu)。所述碳納米管薄膜中的碳納米管可為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多 壁碳納米管中的一種或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0.5納米 50納米， 所述雙壁碳納米管的直徑為1.0納米~50納米，所述多壁碳納米管的直徑為 1.5納米 50納米。所述碳納米管薄膜的長度及寬度不限，可根據(jù)實際需求 制備。
可以理解，所述碳納米管薄膜的厚度不能太厚，太厚則影響碳納米管與 周圍氣體介質(zhì)進行熱交換，從而影響該發(fā)聲元件114的發(fā)聲效果。另外，該 碳納米管薄膜的厚度不能太薄，太薄則該碳納米管薄膜強度較差，在發(fā)聲過 程中容易損壞。當(dāng)所述碳納米管薄膜的厚度比較小時，例如小于10微米， 該碳納米管薄膜具有較高的透明度，故釆用該碳納米管薄膜的發(fā)聲元件114 為透明發(fā)聲元件114，此時，可以將該發(fā)聲元件114直接設(shè)置在各種顯示裝 置、手機顯示屏或油畫的上表面，從而達到節(jié)省空間的目的。優(yōu)選地，所述 碳納米管薄膜的厚度為0.5納米~1毫米。本技術(shù)方案實施例中，所述碳納米 管薄膜的長度為3厘米，寬度為3厘米，厚度為50納米。
另外，由于碳納米管相互纏繞，因此所述碳納米管薄膜具有很好的韌性， 可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。本技術(shù)方案實施例中的碳納米管薄膜為 一平面結(jié)構(gòu)。所述支撐結(jié)構(gòu)116主要起支撐作用，其形狀不限，任何具有確定形狀的 物體，如一墻壁或桌面，均可作為本技術(shù)方案第一實施例中的支撐結(jié)構(gòu)116。 具體地，該支撐結(jié)構(gòu)116可以為一平面或曲面結(jié)構(gòu)，并具有一表面。此時， 該發(fā)聲元件114直接設(shè)置并貼合于該支撐結(jié)構(gòu)116的表面上。由于碳納米管 具有極大的比表面積，在范德華力的作用下，該碳納米管薄膜本身有很好的 粘附性，故采用該碳納米管薄膜作發(fā)聲元件114時，可以將碳納米管薄膜直 接黏附于支撐結(jié)構(gòu)116表面。進一步地，所述支撐結(jié)構(gòu)116與所述發(fā)聲元件 114之間還可以通過粘結(jié)劑相互黏結(jié)，從而使所述發(fā)聲元件114更好地固定 在支撐結(jié)構(gòu)116表面上。所述粘結(jié)劑可以為一耐高溫的硅膠。
由于該發(fā)聲元件114整體通過支撐結(jié)構(gòu)116支撐，因此該發(fā)聲元件114 可以承受強度較高的電磁波信號120輸入，從而具有較高的發(fā)聲強度。另夕卜， 該支撐結(jié)構(gòu)U6也可以為一框架結(jié)構(gòu)、桿狀結(jié)構(gòu)或不規(guī)則形狀結(jié)構(gòu)。此時， 該發(fā)聲元件114部分與該支撐結(jié)構(gòu)116相接觸，其余部分懸空設(shè)置。此種設(shè) 置方式可以使該發(fā)聲元件114與空氣或周圍介質(zhì)更好地進行熱交換。該發(fā)聲 元件114與空氣或周圍介質(zhì)接觸面積更大，熱交換速度更快，因此具有更好 的發(fā)聲效率。
該支撐結(jié)構(gòu)116的材料不限，可以為一硬性材料，如金剛石、木質(zhì)材料、 玻璃或石英。另外，所述支撐結(jié)構(gòu)116還可為一柔性材料，如紙質(zhì)材料、塑 料或樹脂。優(yōu)選地，該支撐結(jié)構(gòu)116的材料應(yīng)具有較好的絕熱性能，從而防 止該發(fā)聲元件114產(chǎn)生的熱量過度的被該支撐結(jié)構(gòu)116吸收，無法達到加熱 空氣發(fā)聲的目的。另外，該支撐結(jié)構(gòu)116優(yōu)選為具有一較為粗糙的表面，從 而可以使設(shè)置于上述支撐結(jié)構(gòu)116表面的發(fā)聲元件114與空氣或其他外界介 質(zhì)具有更大的接觸面積。
可以理解，由于上述發(fā)聲元件114中的碳納米管薄膜為 一 自支撐結(jié)構(gòu)， 故該支撐結(jié)構(gòu)116為一可選擇結(jié)構(gòu)。
所述電磁波信號輸入裝置112包括一電磁波信號源，該電磁波信號源可 以發(fā)出強度或頻率可變的電；茲波，形成一電石茲波信號120。該電石茲波信號120 的強度或頻率可不斷變化，從而能夠使作為發(fā)聲元件114的碳納米管薄膜吸 收該電磁波信號120間歇加熱空氣，使空氣不斷膨脹收縮，進而持續(xù)發(fā)出聲 音。該電磁波信號120的頻率范圍包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、微波、X射線及7射線等。優(yōu)選的，該電磁波信號源為一光信號源，所發(fā)出 的電磁波信號120可以為一光信號，該光信號的波長包括從紫外至遠紅外波 長的各種光波。該電》茲波信號120的平均功率密度在1 n W/mm2 20W/mm2 范圍內(nèi)?？梢岳斫?，該電磁波信號120的強度不能太弱，太弱則無法使碳納 米管薄膜充分加熱周圍空氣發(fā)出聲音，并且，該電磁波信號120的強度不能 太強，太強使碳納米管薄膜與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，從而破壞該碳納米管薄 膜。優(yōu)選地，該電磁波信號源為一脈沖激光發(fā)生器。
該電磁波信號輸入裝置112發(fā)出的電磁波信號120在發(fā)聲元件114上的 入射角度與位置不限。另外，該電磁波信號輸入裝置112與發(fā)聲元件114之 間的距離不限，但應(yīng)確保從該電磁波信號輸入裝置112發(fā)出的電磁波能夠傳 遞至該發(fā)聲元件114表面。優(yōu)選地，當(dāng)該電》茲波信號為一光信號，且該電石茲 波信號輸入裝置112與該發(fā)聲元件114距離較遠時，該電磁波信號輸入裝置 112可以進一步包括一光纖，該光纖一端與所述光信號源連接，另一端延伸 至所述碳納米管薄膜附近，從而使通過上述激光發(fā)生器發(fā)出的電磁波信號 120通過光纖遠距離傳遞至發(fā)聲元件114表面。
所述調(diào)制裝置118為一可選擇結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該電磁波信號120的傳輸路 徑上，包括強度調(diào)制器、頻率調(diào)制器或兩者的結(jié)合。所述發(fā)聲裝置10通過 調(diào)制裝置118對電磁波信號120的強度及頻率進行調(diào)制，從而實現(xiàn)使發(fā)聲元 件114所發(fā)出的聲音的強度及頻率的改變。具體地，可以通過以不同頻率開 關(guān)電磁波信號120調(diào)制電磁波信號120的強弱，或者以不同頻率變化電磁波 信號120的強度調(diào)制電磁波信號120的強弱。電磁波信號120強弱的變化影 響發(fā)聲元件114發(fā)聲頻率的變化。通過對該電磁波信號120進行調(diào)制，可以 使該發(fā)聲元件114發(fā)出不同頻率的聲音。可以理解，該調(diào)制裝置118可以與 所述電磁波信號輸入裝置112集成或間隔設(shè)置。當(dāng)所述電磁波信號輸入裝置 112包括一光纖時，該調(diào)制裝置118可設(shè)置于光纖的起始端或結(jié)束端上。本 實施例中，該調(diào)制裝置118為一電光晶體。
本技術(shù)方案實施例發(fā)聲裝置中采用碳納米管薄膜作為發(fā)聲元件，由于碳 納米管對電磁波的吸收接近絕對黑體，從而使發(fā)聲裝置對于各種波長的電磁 波具有均一的吸收特性。另外，碳納米管具有較小的熱容和較大的散熱面積。 因此，當(dāng)發(fā)聲元件114中的碳納米管受到如激光等電磁波的照射時，碳納米管因吸收光能而受激發(fā)，并通過非輻射使吸收的光能全部或部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷?碳納米管溫度迅速升高，并和周圍的空氣或其他介質(zhì)進行迅速的熱交換。如 果照射的電磁波經(jīng)過周期性的強度調(diào)制，則在碳納米管內(nèi)產(chǎn)生周期性的溫度 變化，從而使其周圍的氣體介質(zhì)也產(chǎn)生周期性的溫度變化，造成周圍空氣或 其他介質(zhì)迅速的膨脹和收縮，從而發(fā)出聲音。進一步地，本實施例中，所述
發(fā)聲元件114包括由大量相互纏繞的碳納米管組成的碳納米管薄膜，因此當(dāng) 電磁波信號輸入裝置118發(fā)出的電磁波信號120的頻率合適，且發(fā)聲元件114 周圍介質(zhì)為空氣時，發(fā)聲元件114發(fā)出的聲音可以直接被人耳感知?？梢岳?解，當(dāng)電磁波信號120的頻率增高時，該發(fā)聲元件114可以發(fā)出超聲波。
請參閱圖4，本技術(shù)方案第二實施例提供一種發(fā)聲裝置20,該發(fā)聲裝置 20包括一信號輸入裝置212、 一發(fā)聲元件214、 一支撐結(jié)構(gòu)216及一調(diào)制裝 置218。
該支撐結(jié)構(gòu)216為一框架結(jié)構(gòu)、桿狀結(jié)構(gòu)或不規(guī)則形狀結(jié)構(gòu)。該發(fā)聲元 件214部分與該支撐結(jié)構(gòu)216相接觸，其余部分懸空設(shè)置，從而使聲音能夠 透過該發(fā)聲元件214傳遞。該電磁波信號輸入裝置212與該發(fā)聲元件214對 應(yīng)且間隔設(shè)置。該調(diào)制裝置218設(shè)置于該電磁波信號輸入裝置212與發(fā)聲元 件214之間。
該發(fā)聲裝置20與第一實施例中的發(fā)聲裝置IO的結(jié)構(gòu)基本相似，與第一 實施例中的發(fā)聲裝置IO的區(qū)別在于，該發(fā)聲裝置20進一步包括一攏音結(jié)構(gòu) 222,該攏音結(jié)構(gòu)222間隔設(shè)置在所述發(fā)聲元件214遠離電》茲波信號220輸 入的一側(cè)。該攏音結(jié)構(gòu)222與該發(fā)聲元件214相隔設(shè)置，從而使發(fā)聲元件214 發(fā)出的聲波通過攏音結(jié)構(gòu)222反射，增強該發(fā)聲裝置20的發(fā)聲效果。根據(jù) 發(fā)聲元件214的大小，該距離可以為1厘米~1米?？梢岳斫猓摂n音結(jié)構(gòu) 222可以為具有一較大表面的各種結(jié)構(gòu)，如一平面結(jié)構(gòu)或一曲面結(jié)構(gòu)。本實 施例中，該攏音結(jié)構(gòu)222為一平板。該攏音結(jié)構(gòu)222可以通過支架與該發(fā)聲 元件214間隔。另外，該攏音結(jié)構(gòu)222與該支撐結(jié)構(gòu)216也可為一集成設(shè)置 的整體，如一具有狹窄開口的腔體，該發(fā)聲元件214平鋪于該腔體的開口上， 從而形成一亥姆霍茲共振腔。該攏音結(jié)構(gòu)222的材料為木質(zhì)、塑料、金屬或 玻璃等。
本技術(shù)方案實施例提供的發(fā)聲裝置的發(fā)聲強度可達IOO分貝聲壓級，發(fā)聲頻率范圍為1赫茲至IO萬赫茲(即1Hz-100kHz)。另外，本技術(shù)方案實施 例中的碳納米管薄膜由多個相互纏繞的碳納米管組成，故該碳納米管薄膜具 有較好的韌性和機械強度，利用所述碳納米管薄膜可方便地制成各種形狀和 尺寸的發(fā)聲裝置，該發(fā)聲裝置可方便地應(yīng)用于各種音樂設(shè)備中，如音響、手 機、MP3、 MP4、電視、計算機等電子領(lǐng)域及其它發(fā)聲裝置中。另外，由于 電磁波，尤其是激光，可以在真空中遠距離傳播，該發(fā)聲裝置可以用于遠距 離信號傳輸領(lǐng)域，如將聲音信號通過電磁波的形式遠距離傳輸。進一步地， 由于上述發(fā)聲元件通過電i茲波照射即可發(fā)聲，因此，當(dāng)該電^茲波為紅外線、 可見光、紫外線、微波、X射線及7射線時，該發(fā)聲元件可以在一無電、無 ^磁的極端環(huán)境下工作。
本技術(shù)方案實施例提供的發(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)聲元件僅由碳納米管薄膜組成，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，由于所述 由碳納米管薄膜組成的發(fā)聲元件可以通過輸入一電磁波信號發(fā)聲，因此，該 發(fā)聲元件可以在一無電環(huán)境下工作。其三，該發(fā)聲裝置利用輸入信號造成該 碳納米管薄膜溫度變化，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，故該碳納米管薄膜組成的發(fā)聲裝置可在無磁的條件下工作。其四，由 于該碳納米管薄膜由相互纏繞的碳納米管組成，因此該碳納米管薄膜具有較 小的熱容和大的比表面積，故該碳納米管薄膜具有升溫迅速、熱滯后小、熱 交換速度快的特點，故該碳納米管薄膜組成的發(fā)聲裝置可以發(fā)出很寬頻譜范 圍內(nèi)的聲音(lHz-100kHz)，且具有較好的發(fā)聲效果。其五，由于碳納米管 薄膜中碳納米管相互纏繞，具有較好的機械強度和韌性，所述碳納米管薄膜 可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂，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。其六，由于碳納 米管具有極大的比表面積，在范德華力的作用下，碳納米管薄膜本身有很好 的黏附性，故碳納米管薄膜可方便地直接黏附于支撐結(jié)構(gòu)表面。其七，當(dāng)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， 此時，可以將該發(fā)聲元件直接設(shè)置在各種顯示裝置、手機顯示屏的顯示表面 或油畫的上表面，從而達到節(jié)省空間的目的。其八，所述發(fā)聲裝置可進一步 包括支撐結(jié)構(gòu)及攏音結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)可以提高發(fā)聲裝置的發(fā)聲強度，該攏音結(jié)構(gòu)可以反射發(fā)聲元件發(fā)出的聲波，增強所述發(fā)聲裝置的發(fā)聲效果。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依 據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)聲裝置，其包括一電磁波信號輸入裝置；一發(fā)聲元件，該發(fā)聲元件與該電磁波信號輸入裝置對應(yīng)且間隔設(shè)置；其特征在于，該發(fā)聲元件包括一碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個相互纏繞的碳納米管，該電磁波信號輸入裝置傳遞電磁波信號至該碳納米管薄膜，使該碳納米管薄膜通過吸收該電磁波信號發(fā)熱，從而加熱氣體介質(zhì)發(fā)出聲波。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管薄膜中的碳納米 管之間通過范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管薄膜中的碳納米 管各向同性，均勻分布，無規(guī)則排列。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述石友納米管薄膜包括孔徑小 于IO微米的微孔結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述碳納米管薄膜的厚度為0.5 纟內(nèi)米 1毫米。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，該發(fā)聲裝置進一步包括一支撐 結(jié)構(gòu)，所述發(fā)聲元件通過該支撐結(jié)構(gòu)固定設(shè)置。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)為一平面或曲面 結(jié)構(gòu)，并具有一表面，所述發(fā)聲元件直接設(shè)置并貼合于該支撐結(jié)構(gòu)的表面。
8. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)為一框架結(jié)構(gòu)、 桿狀結(jié)構(gòu)或不MJ'J形狀結(jié)構(gòu)，所述發(fā)聲元件通過該支撐結(jié)構(gòu)部分懸空設(shè)置。
9. 如權(quán)利要求8所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述發(fā)聲裝置進一步包括一攏 音結(jié)構(gòu)，所述攏音結(jié)構(gòu)設(shè)置于發(fā)聲元件遠離電磁波信號輸入裝置的一側(cè)，與所 述發(fā)聲元件相對并間隔設(shè)置。
10. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)的材料為金剛石、 玻璃、石英、塑料、樹脂、木質(zhì)材料或紙質(zhì)材料。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述發(fā)聲裝置進一步包括一攏音結(jié)構(gòu)，所述攏音結(jié)構(gòu)包括一亥姆霍茲共振腔，所述發(fā)聲元件通過該攏音結(jié)構(gòu) 固定設(shè)置。
12. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述電磁波信號為無線電波、 紅外線、可見光、紫外線、微波、X射線及7射線中的一種或多種。
13. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述電磁波信號輸入裝置包括 一光信號源，所述電磁波信號輸入裝置通過該光信號源發(fā)出光信號，該光信號 的波長范圍為乂人紫外區(qū)至遠紅外區(qū)之間。
14. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述光信號源為一脈沖激光發(fā) 生器。
15. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述電磁波信號輸入裝置包括 一光纖，該光纖一端與所述光信號源連接，另一端延伸至所述碳納米管薄膜附 近，所述光信號通過光纖傳遞至所述碳納米管薄膜。
16. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，該發(fā)聲裝置進一步包括一調(diào)制 裝置，該調(diào)制裝置設(shè)置于所述電^ 茲波信號輸入裝置與發(fā)聲元件之間，且位于所 述電磁波信號的傳輸路徑上，該調(diào)制裝置包括強度調(diào)制裝置、頻率調(diào)制裝置或 兩者的結(jié)合。
17. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)聲裝置，其特征在于，所述電磁波信號的平均功率密 度為1 in W/mm2~20W/mm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)聲裝置，其包括一電磁波信號輸入裝置以及一發(fā)聲元件。該發(fā)聲元件與該電磁波信號輸入裝置間隔設(shè)置。其中，所述發(fā)聲元件包括一碳納米管薄膜，該碳納米管薄膜包括多個相互纏繞的碳納米管，該電磁波信號輸入裝置傳遞電磁波信號至該碳納米管薄膜，使該碳納米管薄膜通過吸收該電磁波信號發(fā)熱，從而加熱氣體介質(zhì)發(fā)出聲波。
文檔編號H04R23/00GK101605290SQ200810067729
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者姜開利, 林 肖, 范守善, 卓 陳 申請人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司