专利名称：热发声装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热发声装置，尤其涉及一种具有热发声膜的热发声装置。 传统的发声装置如电动式、电磁式、静电式、压电式、电离子式及气动式等，大都采 用一振膜作为发声元件。为使所述振膜能够振动发声，所述发声模组不仅需设置一供所述 振膜振动的空间，还需设置一结构复杂的振动驱动器驱动所述振膜振动。因此，所述发声装 置的封装结构比较复杂，需考虑的因素较多。 范守善等人于2008年IO月公开了一种新的发声元件，该发声元件为一热发声 膜。请参见文献"Flexible, Stretchable， Transparent Carbon NanotubeThin Film Loudspeakers", Fan et al. ， Nano Letters, Vol. 8 (12) ， 4539-4545 (2008)。该热发声膜利 用热声原理，采用具有极大比表面积及极小单位面积热容的碳纳米管膜所制成。该碳纳米 管膜通过至少二电极接收到一外部信号后，改变周围介质的密度而发出声波，且该声波的 强度与发声频率均在人耳所能感知的范围。 然而，目前尚没有对该热发声膜进行整体封装固定的热发声装置。且，由于该热发 声膜的发声原理与传统的振动膜具有很大区别，如不需要振动器驱动，不需要振动空间等。 因此利用传统的封装固定结构或技术给所述热发声膜进行固定封装时会出现一定的困难。 有鉴于此，有必要提供一种热发声装置，该热发声装置中的热发声膜被整体封装 固定。 —种热发声装置，其包括一热发声模组及一固定框。所述固定框将该热发声模组 固定其间。该发声模组包括一热发声膜及与所述热发声模电连接的至少一第一电极及至少 一第二电极。 —种热发声装置，其包括一热发声模组及一固定框。所述固定框将该热发声模组 固定其间。该热发声模组包括一绝缘外框，所述绝缘外框具有至少二相对设置的第一边框 及第二边框。至少一第一电极及至少一第二电极间隔设置于所述第一及第二边框之间。一 热发声膜铺设并电连接于所述第一及第二电极上。 —种热发声装置，该热发声装置包括一热发声模组及一绝缘固定框，所述固定框 将该热发声模组环绕固定其间。该发声模组包括一碳纳米管膜及与所述碳纳米管膜电连接 的一第一电极及一第二电极。所述固定框包括一内侧边面向该碳纳米管膜和与内侧边相背 的一外侧边。该第一电极和第二电极各包括一电接触端暴露于该固定框的外侧边。
—种热发声装置，该热发声装置包括一热发声模组及一绝缘固定框，所述固定框 将该热发声模组环绕固定其间。该发声模组包括一碳纳米管膜及与所述碳纳米管膜电连接 的一第一电极及一第二电极。所述固定框包括一内侧边面向该碳纳米管膜和与内侧边相邻 且大致垂直的一侧边。该第一电极和第二电极各包括一电接触端暴露于该固定框的与内侧
背景技术：
发明内容边相邻且大致垂直的侧边。 与现有技术相比较，所述热发声装置中的热发声膜由所述固定框封装并固定，如
此形成一具热发声膜的完整的产品结构。
图1是本发明第一实施例所提供的热发声装置的组装示意图。
图2是图1的立体分解图。 图3是图1中热发声装置的第一固定框的示意图。
图4是图1中热发声装置的第二固定框的示意图。
图5是图1中热发声装置的固定框的示意图。
图6是图1中热发声装置的发声模组的立体分解图。
图7是图1中的发声装置去掉第二固定框后的示意图。
图8是本发明第二实施例所提供的热发声装置组装示意图。
图9是图1的立体分解图。 图10是图8中的发声装置去掉第二固定框后的示意图。
具体实施例方式
以下将结合附图详细说明本发明实施例的热发声装置。 请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一热发声装置100，其包括一固定框10，一发声模组20，二保护装置30。所述保护装置30位于所述发声模组20的两侧，所述固定框10将发声模组20及保护装置30固定其间。 所述固定框10为一方形框体，其包括一第一固定框11及一第二固定框12，该第一固定框11及第二固定框12分别位于所述发声模组20的两侧。 请参阅图3及图4，所述第一及第二固定框11、12分别为一方形框体，该每一第一及第二固定框11、12由首尾相接的四平板形边框围成。所述第一及第二固定框11、12的每一边框远离所述发声模组20的边缘向内延伸出一凸缘111、121以与所述保护装置30相抵罪。 所述第一固定框11的所有边框的内侧边缘朝向发声模组20凸伸出一凸环112。该固定框11具有一边框113，位于该边框113上的凸环112中央位置处开设一缺口，以容置一接收外部信号的连接器，在本实施例中该连接器为二金属触片114。所述二金属触片114通过二导线与该发声模组20电连接。 一支撑板115自该边框113与凸缘111临接位置处延伸设置以支撑所述发声模组20，该支撑板115的顶面较凸缘111低。该边框113的表面与所述缺口对应的位置处开设有二凹槽1131，以与所述二金属触片114配合。所述支撑板115与边框113上的凸环112围设成一走线槽以容置所述导线。 所述第二固定框12中朝向发声模组20的一边框122的内侧壁向内延伸出一支撑板123。该支撑板123呈"T"形设置，其顶部与支撑板115顶部齐平共同支撑发声模组20，该支撑板123两边的空间形成走线槽以容置所述导线。所述第二固定框12的所有边框与凸缘121临接位置处还延伸出一支撑条124以与所述凸环112相配合。
该第一及固定框11、12扣合时，通过螺丝穿过第一及第二固定框11、12四角落的螺纹孔进行螺锁，当然该二固定框11、12的配合不限于螺丝锁合，还可以通过其他的扣合方式，例如铆接，粘结，卡扣，嵌接连接等方式。 请参阅图5，所述第一及第二固定框11、12配合后一起共同形成一用于容置所述发声模组20和保护装置30的容置空间13。 请参阅图6所述发声模组20包括多根第一电极21，多根第二电极22， 一热发声膜23， 一绝缘框24， 一第一导电片25及一第二导电片26。多根第一及第二电极21、22固定在绝缘框24上。所述第一导电片25用于使所述多根第一电极21电连接，所述第二导电片26用于使所述多根第二电极22电连接，且所述第一及第二导电片25、26固定在所述绝缘框24上。 所述第一电极21及第二电极22为分布在同一平面的多根棒状或条状电极，其用于支撑固定所述热发声膜23并与热发声膜23电连接。该第一电极21及第二电极22相互平行且每一第一电极21与每一第二电极22相邻设置。所述第一电极21及第二电极22由导电材料形成，具体地，该导电材料包括不锈钢，钨，镍等金属或合金。 所述热发声膜23为所述热发声装置100的发声元件，当该热发声膜23通过所述第一电极21及第二电极22接收到一外部信号时，该热发声膜23改变其周围介质的密度而发出声波。 所述热发声膜23包括一层碳纳米管膜，该碳纳米管膜中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。优选地，所述碳纳米管沿所述第一电极21或第二电极22的径向方向择优取向排列。当然，该热发声膜23还可以包括多层碳纳米管膜，且相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向形成一夹角e，0°《13《90° ，相邻两层碳纳米管膜之间通过范德华力紧密结合。当所述热发声膜23包括单层碳纳米管膜时，其具有较好的透光度，其透光度为67% 95%。当热发声膜23包括多层碳纳米管膜时，其具有较好的机械强度和韧性。所述热发声膜23并不限于所述碳纳米管膜，其还可以为其他可以利用热声原理发声的薄膜。
所述绝缘框24用于固定所述第一电极21及第二电极22。该绝缘框24包括两个平行且相对设置的第一板体241及另外两个平行设置且连接二第一板体21末端的第二板体242。所述第一及第二板体241、242可以一体成型，也可以分开设置。所述第一电极21及第二电极22的设置于所述两个第一板体241之间。每一第二板体242两侧设置有弹性扣片243，用以与所述保护装置30配合。可以理解地，所述弹性扣片243亦可以设置在二第一板体241上，以实现绝缘框24与保护装置30的结合。 所述第一导电片25及第二导电片26分别固定在所述两个第一板体241的外侧壁上，该第一导电片25分别与所述第一电极21绝缘连接及与第二电极22电连接。该第二导电片26分别与所述第一电极22电连接及与第二电极22绝缘连接。在本实施例中，该第一导电片25及第二导电片26通过螺接方式固定在所述第一框体241上，当然，该第一导电片25及第二导电片26与第一框体241的固定方式并不限于螺接。该第一及第二导电片25，26还可以通过铆接、粘接、卡扣等方式与第一框体241固定。 具体地，所述每一第一电极21的一端与所述第一导电片25通过一绝缘垫片绝缘连接，另一端则通过焊接与所述第二导电片26电连接。所述每一第二电极22的一端通过焊接与所述第一导垫片电连接，另一端则通过一绝缘垫片绝缘连接。由此，所述第一电极21与第二导电片26电连接，所述第二电极22与所述第一导电片25电连接。
所述二保护装置30位于发声模组20的两侧，且每一保护装置30均与所述热发声膜23相隔设置。所述每一保护装置30为网格状结构，具有多个网孔，其可通过对金属板刻蚀或通过金属线编织而成。所述保护装置30的边缘设有多个与所述弹性扣片243相配合的缺口 31。所述保护装置30通过所述弹性扣片243及缺口 321与所述发声模组20固定且定位。在所述发声模组20两侧分别设置一保护装置30，避免所述热发声膜23与外部环境直接接触，从而减少外界对热发声膜23的干扰。而保护装置30的网孔结构则用于方便该热发声膜23所发出的声波的传播。 组装所述热发声装置100时，将所述支撑框30中的缺口 31与所述弹性扣片243对应，使所述两个保护装置30卡扣固定在所述发声模组20的两侧，所述保护装置30遮盖住所述热发声膜23，使所述热发声膜23的两侧受到保护，且所述保护装置30具有多个网孔，方便所述热发声装置100的发声；将所述所述保护装置30及发声模组20装入第一固定框ll，且承放在所述第一固定框11与凸缘111所形成的台阶上，并使该第一导电片25与该边框111对应；请参阅图7，将所述二金属触片114分别固定在所述二凹槽1131内，并用二导线使所述二金属触片114与发声模组20电连接，当然，也可以直接所述二金属触片114通过焊接等方式直接与所述发声模组20电连接；最后，将所述第二固定框12与第一固定框11配合，使所述保护装置30及发声模组20容置于由所述第一及第二固定框11、 12配合后一起共同形成的容置空间13内，而所述导线则容置在由所述支撑板115与边框113上的凸环113围设成的走线槽内。 所述热发声装置IOO工作时，通过所述二金属触片114接受外部信号，该二金属触片114与所述第一电极21及第二电极22电连接，将所述外部信号传输给所述热发声膜23，驱动该热发声膜23发声。 可以理解，所述二金属触片114分别为所述第一及第二电极21、22的电接触端，暴露在所述固定框10的侧边或外侧边，用以接收外部信号。该侧边包括第一固定框11及第二固定框12中的任意边框的外侧壁。该外侧边与面向该碳纳米管膜的内侧边相背，包括凸缘111 、 121的外侧壁。在本实施例中，所述电接触端暴露在所述边框111中的的凹槽1131 。当然，所述暴露是指该电接触端可以与外部信号源直接接触，并不局限于自所述固定框10露出。 综上所述，所述热发声装置100需要的元件数量比较少，结构比较简单，组装过程比较简便。且所述热发声膜23悬空设置，便于声音传播及散热。当然，该热发声装置IOO的组装并不限于所述过程，可根据实际情况而适当变动。 请参阅图8至图IO，本发明第二实施例提供一发声装置200，其包括一固定框210及一发声模组220，所述固定框210将发声模组220固定其间。所述固定框210为一方形框体，其包括一第一固定框211及一第二固定框212，该第一固定框211及第二固定框212分别位于所述发声模组220的两侧。所述发声模组220包括多个第一电极221、多个第二电极222及一热发声膜223。所述热发声膜223铺设并电连接于所述第一电极221及第二电极222。 在本实施例中，所述发声装置200的结构及功能与第一实施例中的发声装置100的结构及功能基本相同，请参阅图9，其主要区别在于，所述第一固定框211及第二固定框212具有相同的结构且关于发声模组220对称设置。该每一第一及第二固定框211,212由首尾相连的四边框围成。 所述第一及第二固定框211、212的每一边框的远离发声模组220的边缘向内延伸出一凸缘2111、2121以与所述发声模组220相抵靠。朝向所述发声模组220的一边框2112、2122的顶面分别具有二凹槽2113，用于方便该发声模组220接收外部信号。
所述热发声膜223铺设并电连接于所述第一电极221及第二电极222。所述第一电极221及第二电极222的一端或两端由所述第一固定框211及第二固定框212固定。且所述第一及第二电极221、222分别具有与所述第一及第二电极221、222电连接的一突起分别伸入所述二凹槽2113，该突起即为所述第一电极221及第二电极222的电接触端。所述第一及第二电极221、222的电连接端也可以自所述二凹槽2113伸出固定框210。发声模组220还包括二连接导体224，其中一个连接导体224与多根第一电极221电连接，另外一根连接导体224与多根第二电极222电连接。该连接导体224可以与所述第一及第二电极221、222 —体成型，也可以分开设置。所述二连接导体224放置于所述凸缘2111、2121上。
所述发声装置200也可以在每一凹槽2113上设置一金属片，用于接收所述外部信号，该二金属片与第一电极221及第二电极222分别电连接作为该第一及第二电极221、222的电接触端。所述发声装置200还可以只包括一第一电极221及一第二电极222，且所述第一及第二电极221、222的一端分别伸入所述二凹槽2113或自所述二凹槽2113伸出固定框210。 组装所述发声装置200时，将所述发声模组220装入第一固定框211，并使所述基板121承载在所述承接部112，且使其中一第一电极221及一第二电极222分别伸入所述二凹槽2113 ;装上所述第二固定框212，使第一及第二固定框211、212相互配合将所述发声模组220夹持其间。 所述发声装置200工作时，伸入所述二凹槽2113的第一电极221及第二电极222
与一外部信号源的正负极分别连接，接收到一外部信号后驱动铺设在所述第一及第二电极221、222上的热发声膜223改变周围介质的密度而发出声波。 本实施例所提供的发声装置200相对于第一实施例所提供的发声装置100，其包括的元件数量进一步减少，封装结构也更为简单。 所述热发声装置中的热发声膜由所述固定框封装并固定，如此形成一具热发声膜的完整的产品结构。 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
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权利要求
一种热发声装置，其特征在于，该热发声装置包括一热发声模组及一固定框，所述固定框将该热发声模组固定其间，该发声模组包括一热发声膜及与所述热发声模电连接的至少一第一电极及至少一第二电极。
2. 如权利要求1所述的热发声装置，其特征在于，所述热发声膜包括至少一层碳纳米管膜。
3. 如权利要求2所述的热发声装置，其特征在于，所述碳纳米管膜包括若个大致平行 的碳纳米管沿其轴向从该至少一第一电极延伸至该至少一第二电极。
4. 如权利要求3所述的热发声装置，其特征在于，所述热发声膜由多层碳纳米管膜重 叠设置而形成，相邻两碳纳米管膜通过范德华力连接。
5. 如权利要求1所述的热发声装置，其特征在于，所述固定框包括分别位于所述热发 声模组两侧的一第一固定框及一第二固定框，该第一固定框与第二固定框配合共同夹置所 述发声模组的周缘。
6. 如权利要求5所述的热发声装置，其特征在于，所述第一及第二固定框由首尾相接 的四个边框围成。
7. 如权利要求6所述的热发声装置，其特征在于，所述第一及第二固定框的每一边框 远离发声模组的边缘向内延伸出 一与所述发声模组相抵靠的凸缘。
8. 如权利要求7所述的热发声装置，其特征在于，所述第一固定框的所有边框朝向发 声模组凸伸出一凸环，该凸环用以与第二固定框的每一边框边缘卡合。
9. 如权利要求7所述的热发声装置，其特征在于，所述至少一第一及第二电极放置于 所述凸缘上。
10. 如权利要求9所述的热发声装置，其特征在于，朝向发声模组的一边框的顶面设置 有二凹槽，其中一第一电极及一第二电极分别伸入所述二凹槽中。
11. 如权利要求7或8所述的热发声装置，其特征在于，所述热发声模组还包括一与所 述凸缘相贴合的绝缘外框，所述绝缘外框至少包括相对设置的二第一板体，所述至少一第 一电极及至少一第二电极设置于所述二第一板体之间，一热发声膜铺设并电连接于所述至 少一第一 电极及至少一第二电极上。
12. 如权利要求11所述的热发声装置，其特征在于，所述第二固定框朝向发声模组的 一边框的内侧壁向内延伸出 一支撑板，以支撑所述发声模组。
13. 如权利要求12所述的热发声装置，其特征在于，所述第一固定框的一边框与凸缘 邻接位置处延伸设置一支撑板，所述第一及第二固定框的二支撑板对齐共同支撑所述发声 模组。
14. 如权利要求13所述的热发声装置，其特征在于，位于第一固定框中的一边框上的 凸环上开设一缺口，以容置一接收外部信号的连接器。
15. 如权利要求14所述的热发声装置，其特征在于，该连接器为二金属触片，所述二金 属触片与该发声模组电连接。
16. 如权利要求15所述的热发声装置，其特征在于，该边框的内侧壁与所述缺口对应 的位置处开设有二凹槽，以与所述二金属触片配合。
17. —种热发声装置，其特征在于，该热发声装置包括一热发声模组及一固定框，所述 固定框将该热发声模组固定其间，该热发声模组包括一绝缘外框，所述绝缘外框至少包括相对设置的二第一板体，所述至少一第一电极及至少一第二电极设置于所述二第一板体之 间，一热发声膜铺设并电连接于所述至少一第一电极及至少一第二电极上。
18. 如权利要求17所述的热发声装置，其特征在于，所述固定框包括一第一及第二固 定框，第一及第二固定框配合后形成一容置空间以收容所述发声模组。
19. 如权利要求17所述的热发声装置，其特征在于，所述热发声模组的两侧设置二与 所述热发声膜间隔一定距离的网格状保护装置。
20. —种热发声装置，其特征在于，该热发声装置包括一热发声模组及一绝缘固定框， 所述固定框将该热发声模组环绕固定其间，该发声模组包括一碳纳米管膜及与所述碳纳米 管膜电连接的一第一电极及一第二电极，所述固定框包括一内侧边面向该碳纳米管膜和与 内侧边相背的一外侧边，该第一电极和第二电极各包括一电接触端暴露于该固定框的外侧 边。
21. —种热发声装置，其特征在于，该热发声装置包括一热发声模组及一绝缘固定框， 所述固定框将该热发声模组环绕固定其间，该发声模组包括一碳纳米管膜及与所述碳纳米 管膜电连接的一第一电极及一第二电极，所述固定框包括一内侧边面向该碳纳米管膜和与 内侧边相邻且大致垂直的一侧边，该第一电极和第二电极各包括一电接触端暴露于该固定 框的与内侧边相邻且大致垂直的侧边。
全文摘要
本发明涉及一种热发声装置，其包括一热发声模组及一固定框。所述固定框将该热发声模组固定其间。该发声模组包括一热发声膜及与所述热发声模电连接的至少一第一电极及至少一第二电极。本发明所提供的热发声装置，其热发声膜由所述固定框封装并固定，如此形成一具热发声膜的完整的产品结构。
文档编号H04R23/00GK101771918SQ20081019173
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者潜力, 王昱权 申请人:北京富纳特创新科技有限公司