CN102769814B - 发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发声装置，其包括：一电磁波信号输入装置，所述电磁波信号输入装置包括一电磁波发生装置及调制装置；以及一发声元件，该发声元件与该电磁波信号输入装置对应且间隔设置，该调制装置设置于所述电磁波发生装置与发声元件之间，且位于所述电磁波信号的传输路径上；其中，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构，该电磁波信号输入装置传递电磁波信号至该至少一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号发出声波。所述发声装置可用于耳机、音箱、收音机等可发声的装置中。

Description

发声装置

技术领域

本发明涉及一种发声装置，尤其涉及一种基于热声效应的发声装置。

背景技术

发声装置一般由信号输入装置和发声元件组成，通过信号输入装置输入信号给发声元件，进而发出声音。现有技术中的发声元件一般为一扬声器。该扬声器为一种把电信号转换成声音信号的电声器件。具体地，扬声器可将一定范围内的音频电功率信号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。现有的扬声器的种类很多，根据其工作原理分为：电动式扬声器、电磁式扬声器、静电式扬声器及压电式扬声器。虽然它们的工作方式不同，但一般均为通过产生机械振动推动周围的空气，使空气介质产生波动从而实现“电-力-声”之转换。它们大都采用振膜振动发出声音，结构较为复杂。

在二十世纪初，有人提出了一种基于热声效应的热致发声元件的构想，请参见文献“The Thermophone”， Edward C. Wente, Phys. Rev, Vol.XIX，No.4，pp333-345(1921)及“On Some Thermal Effects of Electric Currents”, William Henry Preece, Proceedings of the Royal Society of London, Vol.30, (1879-1881), pp408-411(1880)。该热致发声元件通过向一金属箔片或金属丝中通入交流电来实现发声。该金属箔片或金属丝须具有较小的热容，较薄的厚度，且可将其内部产生的热量迅速传导给周围气体介质的特点。当交流电通过所述金属箔片或金属丝时，随交流电电流强度的变化，金属箔片或金属丝可迅速升降温，并和周围气体介质迅速发生热交换，使气体介质分子运动，周围气体介质的密度亦随之发生变化，进而发出声波。

H.D.Arnold和I.B.Crandall也介绍了一种简单的热致发声装置，请参见“The thermophone as a precision source of sound”, H. D. Arnold, I. B. Crandall, Phys. Rev. L 10, 22-38 (1917)。请参见图1，该发声装置100采用一铂片作发声元件102，该铂片的厚度为0.7微米。该发声元件102通过夹具104固定。所述发声元件102及夹具104设置在一基体108表面。电流引线106与所述发声元件102电连接，用于向所述发声元件102输入电信号。该发声元件102的发声频率与其单位面积热容密切相关。单位面积热容大，则发声频率范围窄，强度低；单位面积热容小，则发声频率范围宽，强度高。欲获得具有较宽发声频率范围及较高强度的声波，则要求发声元件102的单位面积热容愈小愈好。由于材料本身的限制，金属铂片厚度最小只能达到0.7微米，而0.7微米厚的铂片的单位面积热容最小只能达到2×10^-4焦耳每平方厘米开尔文。由于受材料单位面积热容的限制，所述发声元件102的发声频率最高仅可达4千赫兹。该发声元件102的发声频率较窄，且发声强度较低，不足以让人耳直接感知。

综上所述，所述发声元件102发声频率范围较窄，且所述发声元件102的发声强度低，人耳难以直接感知。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种发声频率范围较宽，发声强度高的基于热声效应的发声装置。

一种发声装置，其包括：一电磁波信号输入装置，所述电磁波信号输入装置包括一电磁波发生装置及调制装置；以及一发声元件，该发声元件与该电磁波信号输入装置对应且间隔设置，该调制装置设置于所述电磁波发生装置与发声元件之间，且位于所述电磁波信号的传输路径上；其中，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构，该电磁波信号输入装置传递电磁波信号至该至少一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号发出声波。

一种发声装置，其包括：一电磁波信号输入装置；一发声元件，该发声元件与该电磁波信号输入装置对应且间隔设置，且该发声元件与该电磁波信号输入装置之间无线连接；其中，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构，该电磁波信号输入装置传递电磁波信号至该至少一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号发出声波。

一种发声装置，其包括：一发声元件，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构；以及一电磁波信号输入装置，该电磁波信号输入装置与该发声元件对应且间隔设置；其中，该电磁波信号输入装置产生的电磁波信号无线传递至该至少一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号发出声波。

与现有技术相比较，所述发声装置具有以下优点：由于碳纳米管线状结构具有较小的单位面积热容和较大的比表面积，故该发声元件具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点，故该碳纳米管线状结构组成的发声装置可以发出较宽频率范围内的声音，具有较好的发声效果，且其发声强度较高，可以被人耳直接感测到。

附图说明

图1是现有技术中扬声器的结构示意图。

图2是本发明第一实施例发声装置的结构示意图。

图3是本发明第一实施例发声装置中的碳纳米管线状结构中非扭转碳纳米管线的扫描电镜照片。

图4是本发明第一实施例发声装置中的碳纳米管线状结构中扭转碳纳米管线的扫描电镜照片。

图5是本发明第二实施例发声装置的结构示意图。

图6是本发明第三实施例发声装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明实施例的发声装置。

请参阅图2，本发明第一实施例提供一种发声装置10，该发声装置10包括一信号输入装置12，一发声元件14，一支撑结构16，一第一电极142以及一第二电极144。所述第一电极142和第二电极144间隔设置，且与所述信号输入装置12电连接。所述支撑结构16对发声元件14，所述第一电极142和第二电极144起支撑作用。

所述发声元件14包括至少一碳纳米管线状结构140，该碳纳米管线状结构140包括至少一碳纳米管线。所述碳纳米管线状结构140的单位面积热容小于2×10^-4焦耳每平方厘米开尔文，优选地，所述碳纳米管线状结构140的单位面积热容小于5×10^-5焦耳每平方厘米开尔文。该碳纳米管线状结构140的直径不限，可以根据实际应用调整。该碳纳米管线状结构140应用于热发声元件时，其与空气的接触面积越大，其发声强度越高。由于该碳纳米管线状结构140由碳纳米管线组成，且该碳纳米管线包括多个碳纳米管，而碳纳米管具有较高的韧性和机械强度，因此所述包括至少一碳纳米管线状结构140的发声元件14具有较高的韧性和机械强度。当所述发声元件14包括多个碳纳米管线状结构140时，该多个碳纳米管线状结构140既可以平行排列，也可以交叉排列，也可以相互交织从而构成一层状的发声元件14。本实施例中，所述发声元件14包括多个平行排列的碳纳米管线状结构140，该碳纳米管线状结构140的直径为50微米。所述碳纳米管线状结构140为该发声元件14的最小发声单元，该发声元件14的单位面积热容与碳纳米管线状结构140的单位面积热容相同，该发声元件14单位面积热容小于2×10^-4焦耳每平方厘米开尔文。

所述碳纳米管线状结构140包括至少一碳纳米管线，该碳纳米管线的直径为0.5纳米-100微米。当所述碳纳米管线状结构140仅包括一根碳纳米管线时，该碳纳米管线可以为扭转碳纳米管线或者非扭转碳纳米管线。当所述碳纳米管线状结构140包括多根碳纳米管线时，该碳纳米管可以为扭转碳纳米管线、非扭转碳纳米管线或者两者的组合。具体地，当该碳纳米管线状结构140包括多根碳纳米管线时，该多根碳纳米管线既可以沿一轴线平行排列形成束状结构的碳纳米管线状结构140，也可以绕同一轴线扭转形成一扭转结构的碳纳米管线状结构140。

该碳纳米管线状结构140中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米~50纳米，所述双壁碳纳米管的直径为1.0纳米~50纳米，所述多壁碳纳米管的直径为1.5纳米~50纳米。

请参阅图3，所述非扭转碳纳米管线包括多个沿碳纳米管线轴向方向排列的碳纳米管。具体地，该非扭转碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该非扭转碳纳米管线的长度不限，直径可以为0.5纳米-100微米。非扭转碳纳米管线可以为将碳纳米管膜通过有机溶剂处理得到。具体地，将有机溶剂浸润所述碳纳米管膜的整个表面，在该有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，碳纳米管膜中的相互平行的多个碳纳米管通过范德华力紧密结合，从而使碳纳米管膜收缩为一非扭转碳纳米管线。该有机溶剂可以为挥发性有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本实施例中采用乙醇。通过有机溶剂处理的非扭转碳纳米管线与未经有机溶剂处理的碳纳米管膜相比，其比表面积减小，粘性降低。所述通过有机溶剂处理获得的非扭转碳纳米管线及其制备方法具体请参见范守善等人于2005年12月16日申请的，于2007年6月20日公开的第CN1982209A号大陆公开专利申请（申请人：清华大学；鸿富锦精密工业（深圳）有限公司）。

所述扭转碳纳米管线为采用一机械力将所述碳纳米管膜两端沿相反方向扭转获得。请参阅图4，该扭转碳纳米管线包括多个绕碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。具体地，该扭转碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该扭转碳纳米管线长度不限，直径可以为0.5纳米-100微米。进一步地，可采用一有机溶剂处理该扭转碳纳米管线。在该有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，处理后的扭转碳纳米管线中相邻的碳纳米管通过范德华力紧密结合，使该扭转碳纳米管线的比表面积减小，密度及强度增大。

制备扭转碳纳米管线及非扭转碳纳米管线所用的碳纳米膜可为通过采用一拉伸工具自一碳纳米管阵列直接拉取而获得，所述碳纳米管膜为透明或半透明，且所述碳纳米管膜中的多数碳纳米管通过范德华力相连。所述碳纳米管膜的结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于 2008年8月13公开的第CN101239712A号大陆公开专利申请（申请人：清华大学；鸿富锦精密工业（深圳）有限公司）。

请参阅图2，所述第一电极142和第二电极144通过外接导线149与所述信号输入装置12的两端电连接，用于将所述信号输入装置12产生的信号传输到所述发声元件14中。所述第一电极142和第二电极144也可起到支撑所述发声元件14的作用。该第一电极142和第二电极144由导电材料形成，其具体形状结构不限。具体地，该第一电极142和第二电极144的材料可选择为金属、导电胶、碳纳米管、铟锡氧化物（ITO）等。该第一电极142和第二电极144的形状可选择为层状、棒状、块状或其它形状中的一种。本实施例中，该第一电极142和第二电极144为棒状金属电极。所述发声元件14中，每个碳纳米管线状结构140的两端分别与所述第一电极142和第二电极144电连接，并通过所述第一电极142和第二电极144固定。由于所述第一电极142和第二电极144间隔设置，所述发声元件14应用于发声装置10时能接入一定的阻值避免短路现象产生。由于碳纳米管具有极大的比表面积，在范德华力的作用下，该碳纳米管线状结构140本身有很好的粘附性，故采用该碳纳米管线状结构140作发声元件14时，所述第一电极142和第二电极144与所述碳纳米管线状结构140之间可以直接粘附固定，并形成很好的电接触。

另外，所述第一电极142和第二电极144与所述发声元件14之间还可以进一步包括一导电粘结层(图未示)。所述导电粘结层可设置于所述发声元件14与第一电极142和第二电极144相接触的表面。所述导电粘结层在实现第一电极142和第二电极144与所述发声元件14电接触的同时，还可以使所述第一电极142和第二电极144与所述发声元件14更好地固定。本实施例中，所述导电粘结层材料为银胶。

所述支撑结构16主要起支撑作用，其形状不限，任何具有确定形状的物体，如一墙壁或桌面，均可作为本发明第一实施例中的支撑结构16。具体地，所述支撑结构16可以为一平面结构或一曲面结构，并具有一表面。此时，该发声元件14直接设置并贴合于该支撑结构16的表面。由于该发声元件14整体通过支撑结构16支撑，因此该发声元件14可以承受强度较强的信号输入，从而具有较高的发声强度。

该支撑结构16的材料不限，可以为一硬性材料，如金刚石、玻璃或石英。所述支撑结构16的材料还可为一柔性材料，如塑料或树脂。优选地，该支撑结构16的材料应具有较好的绝热性能，从而防止该发声元件14产生的热量被该支撑结构16过度地吸收，从而无法达到加热周围介质进而发声的目的。另外，该支撑结构16应具有一较为粗糙的表面，从而可以使设置于其表面的发声元件14与空气或其他外界介质具有更大的接触面积，进而可在一定程度上改善所述发声装置10的发声效果。

可以理解，当所述第一电极142和第二电极144可起到支撑所述发声元件14的作用。当所述发声元件14可实现自支撑时，所述支撑结构16为一可选择结构。具体地，当上述发声元件14由多个碳纳米管线状结构140交织构成一具有自支撑的层状结构时，该支撑结构16为一可选择结构。

所述信号输入装置12可以为音频电信号输入装置、光信号输入装置、电信号输入装置及电磁波信号输入装置等。相应地，所述信号输入装置12输入的信号不限，包括电磁波信号、交流电信号、音频电信号以及光信号等。可以理解，所述信号输入装置12输入的信号与所述发声装置10的具体应用有关，如：当所述发声装置10应用于收音机时，所述信号输入装置12输入的信号为电磁波；当所述发声装置10应用于耳机时，所述信号输入装置12输入的信号为交流电信号或音频电信号。本实施例中，所述信号输入装置12为电信号输入装置。

可以理解，根据信号输入装置12的不同，所述第一电极142、第二电极144以及外接导线149为可选择的结构。当输入信号为光或电磁波等信号时，所述信号输入装置12可直接输入信号给所述发声元件14，无需电极及导线。

上述发声装置10在使用时，所述发声元件14由多个平行排列的碳纳米管线状结构140组成，每个碳纳米管线状结构140的直径为50微米。由于该碳纳米管线状结构140具有较小的单位面积热容和较大的散热表面，在输入信号后，该碳纳米管线状结构140可迅速升降温，产生周期性的温度变化，并和周围介质快速进行热交换，从而周期性的改变周围介质的密度，使周围介质周期性膨胀和收缩，进而发出声音。所述碳纳米管线状结构140为该发声装置10的的发声元件14最小发声单元，而该发声元件14的功率为其最小发声单元的功率之和，因此，该发声元件14包括的碳纳米管线状结构140越多，其功率越大。另外，本发明实施例中的碳纳米管线状结构140具有较高的韧性和机械强度，所述碳纳米管线状结构140可方便地制成各种形状和尺寸的发声装置10，该发声装置10可方便地应用于各种可发声的装置中，如音响、手机、MP3、MP4、电视、计算机等电子领域及其它发声装置10中。所述介质可以为液态介质或者气态介质，本实施例中，该介质为气态介质。

本实施例中，该发声装置10的发声元件14为一平面结构的发声元件，其包括5个平行排列的碳纳米管线状结构140，碳纳米管线状结构140之间的间距为1厘米，该碳纳米管线状结构140的直径为50微米。给该发声元件14输入50伏特的交流电信号，在距离其1厘米处测量可得：所述发声元件14声压级最高可达95分贝，最低为50分贝；发声频率范围为100赫兹至10万赫兹以上。因此所述发声装置10具有一定的发声强度，且频率范围比较宽，有着非常理想的发声效果。

请参阅图5，本发明第二实施例提供一种发声装置20。该发声装置20包括一信号输入装置22、一发声元件24、一第一电极242、一第二电极244、一第三电极246以及一第四电极248。

本实施例中，所述发声元件24与第一实施例中的发声元件14结构相同。该发声元件24包括至少一个碳纳米管线状结构240。本实施例中，该发声元件24为多个碳纳米管线状结构240。该多个碳纳米管线状结构240环绕所述第一电极242、第二电极244、第三电极246以及第四电极248设置。

本发明第二实施例中的发声装置20与第一实施例中的发声装置10的结构基本相同，区别在于，本发明第二实施例中的发声装置20包括四个电极，即第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248。所述第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248均为棒状金属电极，且空间平行间隔设置。所述发声元件24包括多个碳纳米管线状结构240，该多个碳纳米管线状结构240环绕所述第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248设置并与所述第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248分别电连接，形成一环形发声元件24。任意两个相邻的电极均分别与所述信号输入装置22的两端电连接，以使位于相邻电极之间的发声元件24接入输入信号。具体地，先将不相邻的两个电极用导线249连接后与所述信号输入装置22的一端电连接，剩下的两个电极用导线249连接后与所述信号输入装置22的另一端电连接。本发明实施例中，可先将所述第一电极242和第三电极246用导线249连接后与所述信号输入装置22的一端电连接，再将所述第二电极244和第四电极248用导线249连接后与所述信号输入装置22的另一端电连接。上述连接方式可实现相邻电极之间的碳纳米管线状结构240的并联。并联后的碳纳米管线状结构240具有较小的电阻，可降低工作电压。且，上述连接方式可使所述发声元件24具有较大的辐射面积，且发声强度得到增强，可实现环绕发声效果。另外，当所述发声元件24的面积较大时，所述第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248也可进一步起到支撑所述发声元件24的作用。

可以理解，所述第一电极242、第二电极244、第三电极246和第四电极248也可与所述发声元件24设置在同一平面内。所述设置在同一平面内的各电极的连接方式与上述电极的连接方式相同或相似。

可以理解，在该实施例中可设置多个电极，其数量不限，只需确保任意两个相邻的电极均分别与所述信号输入装置22的两端电连接即可。

请参阅图6，本技术方案第三实施例提供一种发声装置30，该发声装置30包括一信号输入装置32，一发声元件34，一支撑结构36。所述发声元件34设置于所述支撑结构36上。所述信号输入装置32包括一电磁波发生器322及一调制装置324。该信号输入装置32输入电磁波信号326给所述发声元件34。所述信号输入装置32为一电磁波信号输入装置。本实施例中，所述发声元件34与第一实施例中的发声元件14结构相同。

所述电磁波发生器322与该发声元件34对应且间隔设置，用于提供一电磁波。所述调制装置324设置于该电磁波发生器322与发声元件34之间，用于对所述电磁波进行强度或频率的调制，使该电磁波的强度或频率发生变化，从而产生一载有音频信息的电磁波信号326。该电磁波信号326的波长范围包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、微波、X射线及γ射线等。该电磁波信号326的平均功率密度在1μW/mm²~20kW/mm²范围内。该电磁波信号326的强度或频率可不断变化，从而能够使作为发声元件34的碳纳米管线状结构吸收该电磁波信号326间歇加热空气，使空气不断膨胀收缩，进而持续发出声音。该电磁波信号326的强度不能太弱也不能太强，当电磁波信号326太弱时无法提供足够的能量使发声元件34发声，当该电磁波信号326太强时则会使该发声元件34遭到破坏。优选的，该电磁波发生器322为一激光发生器。该激光发生器可以为半导体激光器、气体激光器、固体激光器或染料激光器。从上述激光发生器发出的电磁波为一光波，该光波的波长范围为紫外至远红外区域。经过调制装置324的调制，该光波转变为一光信号。该光信号的平均功率密度约为10mW/mm²。

具体地，所述调制装置324可以与所述电磁波发生器322集成设置，或者设置于所述电磁波发生器322产生的电磁波的传播路径上。当该调制装置324与所述电磁波发生器322集成设置时，该调制装置324直接控制所述电磁波发生器322发出的电磁波的强度和频率，从而使该电磁波发生器322直接产生与电信号的变化成比例的电磁波信号326。当该调制装置324设置于所述电磁波的传播路径上时，该电磁波发生器322产生的电磁波经过该调制装置324后转换成为一电磁波信号326。

当该电磁波发生器322为一激光发生器，且所述调制装置324与该激光发生器集成设置时，该调制装置324通过一调制驱动电路直接控制该激光发生器的激光泵浦源从而实现对该激光的调制；或者于该激光发生器的谐振腔内设置调制元件改变谐振腔参数，从而改变激光发生器的激光输出特性实现对该激光的调制。当该调制装置324设置于所述激光的传播路径上时，该调制装置324可为一电光晶体。

该信号输入装置32与发声元件34之间的距离不限，但应保证从该信号输入装置32发出的电磁波信号326能够传递至该发声元件34表面。另外，当该电磁波信号326为一光信号，且该信号输入装置32与该发声元件34距离较远时，该信号输入装置32可以进一步包括一光纤，该光纤一端与所述信号输入装置32连接，另一端延伸至所述发声元件34附近，从而使上述电磁波信号326通过光纤远距离传递至发声元件34表面。当该信号输入装置32包括一光纤时，所述调制装置324可设置于光纤的起始端或结束端上。

所述支撑结构36主要起支撑作用，其形状不限，任何具有确定形状的物体，如一墙壁或桌面，均可作为本发明第三实施例中的支撑结构36。具体地，该支撑结构36可以为一平面或曲面结构，并具有一表面。此时，该发声元件34直接设置并贴合于该支撑结构36的表面上。由于该发声元件34整体通过支撑结构36支撑，因此该发声元件34可以承受强度较高的电磁波信号326输入，从而具有较高的发声强度。另外，该支撑结构36也可以为一框架结构、杆状结构或不规则形状结构。此时，该发声元件34部分与该支撑结构36相接触，其余部分悬空设置。此种设置方式可以使该发声元件34与空气或周围介质更好地进行热交换。该发声元件34与空气或周围介质接触面积更大，热交换速度更快，因此具有更好的发声效率。

该支撑结构36的材料不限，可以为一硬性材料，如金刚石、玻璃、石英或木质材料。另外，所述支撑结构36的材料还可为一柔性材料，如塑料、树脂或纸质材料。优选地，该支撑结构36的材料应具有较好的绝热性能，从而防止该发声元件34产生的热量被该支撑结构36过度吸收，从而无法达到加热空气发声的目的。另外，该支撑结构36优选为具有一较粗糙的表面的支撑结构，从而可以使设置于上述支撑结构36表面的发声元件34与空气或其他外界介质具有更大的接触面积。

本发明实施例的发声装置30的发声元件34采用碳纳米管线状结构构成，该碳纳米管线状结构包括多个碳纳米管，由于碳纳米管对电磁波的吸收接近绝对黑体，从而使发声元件34对于各种波长的电磁波具有均一的吸收特性。另外，碳纳米管具有较小的单位面积热容和较大的散热面积。因此，当发声元件34中的碳纳米管受到如激光等电磁波的照射时，碳纳米管因吸收光能而被激发，并使吸收的光能全部或部分转变为热。进而碳纳米管线状结构的温度迅速升高，并和周围的空气或其他介质进行迅速的热交换。如果照射的电磁波经过周期性的强度调制，则在碳纳米管内产生周期性的温度变化，从而使碳纳米管线状结构周围的介质也产生周期性的温度变化，使得周围介质的密度也产生周期性的变化，从而造成周围空气或其他介质迅速的膨胀和收缩，从而发出声音。

与现有技术相比较，所述发声装置具有以下优点：其一，由于碳纳米管线状结构具有较小的单位面积热容和较大的比表面积，故该发声元件具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点，故该碳纳米管线状结构组成的发声装置可以发出较宽频率范围内的声音，具有较好的发声效果，且其发声强度较高。其二，由于碳纳米管具有较好的机械强度和韧性，该碳纳米管线状结构包括多个碳纳米管，其机械强度较高，稳定性好，故由碳纳米管线状结构组成的发声元件具有较好的机械强度和韧性，耐用性较好。其三，由于碳纳米管线状结构具有较大的长径比，且该碳纳米管线状结构可以构成各种结构的发声元件，从而有利于制备各种形状、尺寸的发声装置，进而方便地应用于各种领域。

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。

Claims (19)

1.一种发声装置，其包括：

一电磁波信号输入装置，所述电磁波信号输入装置包括一电磁波发生装置及调制装置；以及

一发声元件，该发声元件与该电磁波信号输入装置对应且间隔设置，该调制装置设置于所述电磁波发生装置与发声元件之间，且位于所述电磁波信号的传输路径上；

其特征在于，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构，该至少一碳纳米管线状结构包括多个碳纳米管，该电磁波信号输入装置传递电磁波信号至该至少一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号并将所述信号转变为热能加热周围介质，改变该周围介质密度发出声波。

2.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述发声装置的发声频率为100赫兹-10万赫兹。

3.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述碳纳米管线状结构包括至少一扭转碳纳米管线、至少一非扭转碳纳米管线或两者的组合。

4.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述扭转碳纳米管线包括多个碳纳米管绕碳纳米管线轴向螺旋排列，且该扭转碳纳米管线的直径为0.5纳米-100微米。

5.如权利要求3所述的发声装置，其特征在于，所述非扭转碳纳米管线包括多个碳纳米管沿碳纳米管线轴向定向排列，且该非扭转碳纳米管线的直径为0.5纳米-100微米。

6.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述发声元件包括多个碳纳米管线状结构，且该多个碳纳米管线状结构平行排列或相互交织构成一平面结构的发声元件。

7.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述发声装置进一步包括一支撑结构，所述发声元件通过该支撑结构固定设置。

8.如权利要求7所述的发声装置，其特征在于，所述碳纳米管线状结构作为发声元件悬空设置。

9.如权利要求8所述的发声装置，其特征在于，所述发声元件通过该支撑结构部分悬空设置。

10.如权利要求8所述的发声装置，其特征在于，所述支撑结构的材料为金刚石、玻璃、石英或木质材料。

11.如权利要求8所述的发声装置，其特征在于，所述支撑结构的材料为塑料、树脂或纸质材料。

12.如权利要求8所述的发声装置，其特征在于，所述支撑结构具有一粗糙的表面，所述发声元件设置于该支撑结构粗糙的表面。

13.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述电磁波发生装置为一激光发生器。

14.如权利要求13所述的发声装置，其特征在于，所述激光发生器为半导体激光器、气体激光器、固体激光器或染料激光器。

15.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述电磁波为一光波，且该光波的波长范围为紫外至远红外区域。

16.如权利要求15所述的发声装置，其特征在于，所述光波的平均功率密度为10mW/mm²。

17.如权利要求15所述的发声装置，其特征在于，进一步包括一光纤，且该光纤一端与所述电磁波信号输入装置连接，另一端与所述发声元件间隔设置。

18.如权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述调制装置为一电光晶体。

19.一种发声装置，其包括：

一发声元件，该发声元件包括至少一碳纳米管线状结构；以及

一电磁波信号输入装置，该电磁波信号输入装置与该发声元件对应且间隔设置；

其特征在于，该电磁波信号输入装置产生的电磁波信号无线传递至该至少一碳纳米管线状结构，该至少一碳纳米管线状结构包括多个碳纳米管，该碳纳米管线状结构通过接收电磁波信号输入装置发出的信号并将所述信号转变为热能加热周围介质，改变该周围介质密度发出声波。