JP5646695B2 - イヤホーン - Google Patents

Description

本発明は、イヤホーンに関し、特に熱音響イヤホーンに関するものである。

一般的に、音響装置は、信号装置及び音波発生器を含む。信号装置は、信号を音波発生器に伝送する。イヤホーンは、熱音響現象を利用した音響装置の一種であり、導電体に交流電流を流すと熱により音が発生する。該導電体の熱容量は小さく、厚さも薄い。また、この導電体の内部に発生した熱が、周辺の媒体へ素速く伝播され、この伝播された熱によって生じた熱膨張によって、周辺の媒体の密度を変化させ、音波を発生させることができる。

非特許文献１を参照すると、熱音響装置では、音波発生器にカーボンナノチューブフィルムが利用されている。このカーボンナノチューブフィルムは、熱音響現象によって、音波を発生させる。

しかし、音波発生器にカーボンナノチューブフィルムを利用する際に、カーボンナノチューブフィルムが外力によって破壊され易いため、イヤホーンの産業化に不利である。また、従来の電磁式イヤホーンは、入力する信号によって、音波を調節するため、ステレオ効果の実現が難しい。また、修理する際、容易に音波発生器を交換することができない。

中国特許出願公開第１０１２３９７１２号明細書 特開２００４−１０７１９６号公報 特開２００６−１６１５６３号公報

Ｌｉｎ Ｘｉａｏ ｅｔ ａｌ．，"Ｆｌｅｘｉｂｌｅ，Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ，Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒｓ"，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．８（１２），ｐ．４５３９−４５４５

前記課題を解決するために、本発明は、拡声器のカーボンナノチューブフィルムを破壊し難く、ステレオ効果に優れたイヤホーンを提供し、また、構造が簡単であり、生産、小型化及び産業化が実現し易く、修理する際、容易に音波発生器を交換することができるイヤホーンを提供する。

本発明のイヤホーンは、外ケースと、少なくとも一つの拡声器と、を含むイヤホーンであって、前記外ケースは収容スペースを有し、前記少なくとも一つの拡声器は前記収容スペースに収容され、各拡声器は第一基板と、音波発生器と、少なくとも一つの第一電極と、少なくとも一つの第二電極と、を含み、前記第一基板は、対向する第一表面及び第二表面を含み、前記音波発生器は、前記第一基板の第一表面に設置され、前記少なくとも一つの第一電極及び少なくとも一つの第二電極は、第一基板の第一表面に互いに間隔をあけて設置されて、前記音波発生器と電気的に接続され、前記基板の第一表面に間隔をあけて平行する複数の凹部を有し、前記凹部の深さは１００μｍ〜２００μｍである。

本発明のイヤホーンにおいて、前記外ケースは発声部を有し、拡声器の数が複数であり、前記複数の拡声器は発声部に対して、異なる角度で設置される。

本発明のイヤホーンにおいて、拡声器の数が一つであり、更に、筐体を含み、前記筐体はスペースを有し、前記拡声器は、前記筐体のスペースに収容され、音響チップが形成され、前記音響チップは前記外ケースの収容スペースに収容され、外ケースに取り外し可能な方式によって固定され、また、前記筐体のスペースは少なくとも一つの開孔を有し、前記音波発生器は前記少なくとも一つの開孔に対向して設置され、前記ケースは少なくとも二つのピンを有し、前記少なくとも二つのピンは、前記拡声器の前記少なくとも一つの第一電極及び少なくとも一つの第二電極と電気的に接続される。

従来の技術と比べて、本発明のイヤホーンには以下の優れた点がある。第一に、第一基板に複数の凹部を形成するため、カーボンナノチューブ構造体を有効に保護でき、音響効果に影響しない。第二に、複数の凹部の深さは１００μｍ〜２００μｍである。この場合、音波発生器を保護すると同時に、音波発生器の第一区域と凹部の底面との距離を確保することができる。前記距離により、音波発生器が作動して発生する熱が、第一基板に完全に吸収されることができる。これにより、発生する熱が周辺の媒体へ伝播されないために音量が低くなることを防止し、かつ音波発生器が各音響周波数に優れた音響効果を有することを保証する。第三に、イヤホーンは複数の拡声器を含み、各拡声器に異なる音源を入力する或いは各拡声器の音を発生させる順序を調整する或いは複数の拡声器を異なる配列方式で配列することによって、立体的な音響効果を実現できる。第四に、音波発生器が音響チップに設置され、音響チップが外ケースに取り外し可能な方式によって固定されるので、分解できる。これにより、音波発生器が故障した際、音響チップを容易に交換することができる。

本発明の実施例１におけるイヤホーンの構造図である。 本発明の実施例１におけるイヤホーンの断面図である。 本発明の実施例１のイヤホーンにおける拡声器の立体図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 本発明の実施例１のイヤホーンにおけるカーボンナノチューブフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例１に利用された非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例１に利用されたねじれ状カーボンナノチューブワイヤの走査型電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例１における有機溶剤で処理した後のカーボンナノチューブワイヤの光学顕微鏡写真である。 本発明の実施例２のイヤホーンにおける拡声器の断面図である。 本発明の実施例２における拡声器の光学顕微鏡写真である 本発明の実施例２におけるイヤホーンの音圧レベル−周波数の曲線図である。 本発明の実施例２におけるイヤホーンの音の発生の効果図である。 本発明の実施例３のイヤホーンにおける拡声器の断面図である。 本発明の実施例４のイヤホーンにおける拡声器の断面図である。 本発明の実施例５におけるイヤホーンの構造図である。 本発明の実施例５のイヤホーンにおける複数の拡声器が形成された音発生集合体の立体図である。 本発明の実施例９におけるイヤホーンの構造図である。 本発明の実施例１０におけるイヤホーンの断面図である。 本発明の実施例１０における音響チップ１０Ａの断面図である。 本発明の実施例１１における音響チップ２０Ａの断面図である。 本発明の実施例１２における音響チップ３０Ａの断面図である。 本発明の実施例１３における音響チップ４０Ａの断面図である。 本発明の実施例１４における音響チップ５０Ａの断面図である。 本発明の実施例１５における音響チップ６０Ａの断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１、図２を参照すると、本実施例のイヤホーン１０は、外ケース１１０と、拡声器１００’と、を含む。該外ケース１１０は収容スペースを有し、拡声器１００’はこの収容スペースに収容される。

外ケース１１０の構造は制限されず、スペースを有すれば、一体成型或いは他の方式でも良い。本実施例において、外ケース１１０は、前カバー１１２と、後カバー１１４と、通孔１１６と、を含む。通孔１１６は前カバー１１２に形成される。前カバー１１２と後カバー１１４は緊密に結合されて、外ケース１１０を形成する。外ケース１１０内に設置され、且つ通孔１１６と対向して設置されれば、拡声器１００’の固定位置は制限されない。通孔１１６と対向して設置されるとは、拡声器１００’における音波発生器が通孔１１６と対向して設置されることを意味する。本実施例において、拡声器１００’は、外ケース１１０の後カバー１１４に固定して設置され、外ケース１１０の前カバー１１２と間隔をあけて設置される。また、拡声器１００’は、前カバー１１２における通孔１１６と対向して位置し、且つ通孔１１６と間隔をあけて設置される。拡声器１００’が発生させた音は、通孔１１６を通じてイヤホーン１０の外部に伝送される。

外ケース１１０の材料は軽く、特定の強度を有する。例えば、プラスチック或いは樹脂である。外ケース１１０のサイズ及び形状は必要に応じて選択できる。外ケース１１０のサイズは、人の耳のサイズと同じであるか或いは人の耳のサイズより大きく、人の耳をカバーする。外ケース１１０のデザインは人間工学に適する構造デザインでも良い。

更に、外ケース１１０は保護カバー１１８を含む。該保護カバー１１８は、拡声器１００’と前カバー１１２との間に設置され、且つ拡声器１００’と間隔をあけて設置される。固定素子（図示せず）によって、保護カバー１１８は前カバー１１２と連接される。保護カバー１１８は複数の開口（図示せず）を有する。保護カバー１１８の材料は制限されないが、好ましくは、プラスチック或いは金属等である。保護カバー１１８は、拡声器１００’を塵等から保護する。また、保護カバー１１８は、必要に応じて設置しなくても良い。

更に、イヤホーン１０は、少なくとも一つの導線１３０を含む。該少なくとも一つの導線１３０は、外ケース１１０の内部を通って、拡声器１００’と電気的に接続され、周波数電気信号を拡声器１００’に伝送する。

図３、図４を参照すると、拡声器１００’は、第一基板１０１と、音波発生器１０２と、絶縁層１０３と、第一電極１０４と、第二電極１０５と、を含む。第一基板１０１は、対向する第一表面１０６及び第二表面１０７を有する。第一電極１０４と第二電極１０５とは、互いに間隔をあけて設置され、且つ音波発生器１０２と電気的に接続される。第一表面１０６は、複数の凹部１０８及び複数の突起１０９を形成する。絶縁層１０３は、第一基板１０１の第一表面１０６に設置され、複数の凹部１０８及び複数の突起１０９の表面に付着する。音波発生器１０２は、第一基板１０１の第一表面１０６に設置され、絶縁層１０３によって、第一基板１０１絶縁して設置される。音波発生器１０２は、第一区域１０２０と第二区域１０２１を有する。第一区域１０２０は凹部１０８の位置と対応する。つまり、第一区域１０２０の音波発生器１０２は懸架されている。第二区域１０２１の音波発生器１０２は、突起１０９の表面に設置され、絶縁層１０３によって、第一基板１０１と絶縁して設置される。

第一基板１０１の形状は制限がなく、円形、方形、矩形及び他の形状でも良い。第一基板１０１の第一表面１０６及び第二表面１０７は平面或いは曲面である。第一基板１０１のサイズは制限されず、必要に応じて選択可能であるが、好ましくは、第一基板１０１の面積は２５ｍｍ^２〜１００ｍｍ^２である。具体的には、第一基板１０１の面積は３６ｍｍ^２、６４ｍｍ^２或いは８０ｍｍ^２である。第一基板１０１の厚さは０．２ｍｍ〜０．８ｍｍである。第一基板１００が音波発生器１０２を支持する表面を有することを保証しさえすれば、第一基板１０１は他の構造でも良い。例えば、塊状構造、曲面構造、弧面構造等である。

第一基板１０１の材料は単結晶シリコン或いは多結晶シリコンである。第一基板１０１は熱伝導性に優れるため、音波発生器１０２が作動中に生成する熱は外界に伝播され、音波発生器１０２の使用寿命を延ばすことができる。本実施例において、第一基板１０１は、正方形の平面構造であり、第一基板１０１の一辺の長さは８ｍｍであり、第一基板１０１の厚さは０．６ｍｍであり、第一基板１０１の材料は単結晶シリコンである。

複数の凹部１０８は、貫通溝、貫通穴、止まり溝、止まり穴のいずれか一種或いは多種である。また、複数の凹部１０８は、第一基板１０１の第一表面１０６に、均一な分布方式で分布され、特定の規則で分布され、或いはランダムな分布方式で分布される。凹部１０８は一つの底面と該底面に連接する二つの側面を有する。また、隣接する二つの凹部１０８の間に突起１０９を有する。隣接する二つの凹部１０８の間の第一基板１０１の表面は突起１０９の表面である。第一区域１０２０は凹部１０８の位置と対応する。従って、第一区域１０２０の音波発生器１０２は懸架され、凹部１０８の底面及び側面とは接触しない。

凹部１０８の深さは必要に応じて及び第一基板１０１の厚さによって選択できる。好ましくは、凹部１０８の深さは１００μｍ〜２００μｍである。この際、第一基板１０１は、音波発生器１０２を保護すると同時に、第一基板１０１と音波発生器１０２との距離を確保する。前記距離のために、音波発生器１０２の作動する際に発生する熱が、第一基板１０１に完全に吸収されることができる。これにより、熱が周辺の媒体へ伝播されないために音量が低くなることを防止する。また、音波発生器１０２が各音響周波数に優れた音響効果を有することを保証する。

第一表面１０６上において、複数の凹部１０８が延伸する長さは、第一基板１０１の辺の長さ以下である。凹部１０８が延伸する方向における横断面の形状は、Ｖ字型、長方形、エ字形、台形、多辺形、円形或いは他の不規則な形状である。凹部１０８の幅（つまり、凹部１０８の横断面の長さの最大値）は０．２ｍｍ〜１ｍｍである。本実施例において、凹部１０８は溝構造であり、その横断面は逆台形である。即ち、溝の幅は、溝が深くなるにつれて狭くなる。逆台形の底面と側面とが成す角度はαであり、該角度αの大小は第一基板１０１の材料に関係している。具体的には、角度αの大小は、第一基板１０１の単結晶シリコンの結晶面の角度と同じである。好ましくは、複数の凹部１０８は相互に平行で、且つ間隔をあけて均一に分布する。隣接する二つの溝の間の距離はｄ１であり、ｄ１は２０μｍ〜２００μｍである。該ｄ１は、２０μｍ〜２００μｍであるから、後続のスクリーン印刷法によって、第一基板１０１の表面に第一電極１０４及び第二電極１０６を形成できると同時に、エッチングの精確性を保証することができ、更に、音響効果を高めることを保証する。凹部１０８の延伸方向は、第一電極１０４及び第二電極１０６の延伸方向と平行である。

本実施例において、第一基板１０１の第一表面１０６は、相互に平行し、且つ互いに間隔をあけて均一に分布する複数の逆台形の溝を有する。この逆台形の溝の第一表面１０６上における幅（幅の最大値）は０．６ｍｍであり、深さは１５０μｍであり、ｄ１は１００μｍであり、逆台形の角度αは５４．７度である。

絶縁層１０３は単層構造或いは多層構造である。絶縁層１０３が単層構造である場合、絶縁層１０３は、突起１０９の表面のみに設置され、或いは第一基板１０１の第一表面１０６の全てに貼設される。ここで、貼設とは、絶縁層１０３が凹部１０８の底面と側面を被覆し、且つ突起１０９の表面を被覆することである。即ち、絶縁層１０３は、直接凹部１０８及び突起１０９をカバーし、絶縁層１０３の起伏形状と凹部１０８及び突起１０９との起伏形状は同じである。これにより、どのような場合であっても、絶縁層１０３は、第一基板１０１と音波発生器１０２とを絶縁させることができる。絶縁層１０３の材料は、シリカ、窒化ケイ素或いはその組み合わせであるが、絶縁層１０３が第一基板１０１と音波発生器１０２とを絶縁できれば他の絶縁材料であっても良い。絶縁層１０３の厚さは１０ｎｍ〜２μｍであり、具体的には、５０ｎｍ、９０ｎｍ或いは１μｍである。また、第一基板１０１の材料が絶縁材料である場合、絶縁層１０３を設ける必要はない。本実施例において、絶縁層１０３は連続的な単層シリコンであり、その厚さは１.２μｍであり、第一基板１０１の第一表面１０６の全てを被覆する。

音波発生器１０２は、単位面積当たりの熱容量が非常に低い。音波発生器１０２の材料は制限されず、例えば、カーボンナノチューブのみからなる純カーボンナノチューブ構造体、カーボンナノチューブ複合構造体或いは他の非カーボンナノチューブの熱音波発生材料である。好ましくは、音波発生器１０２は、複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ構造体のみを含む。好ましくは、音波発生器１０２はカーボンナノチューブのみからなる。本実施例において、音波発生器１０２の単位面積当たりの熱容量は、２×１０^−４Ｊ／ｃｍ^２・Ｋより小さい。具体的には、音波発生器１０２は導電構造であり、比表面積が大きく、厚さが薄い。これにより、音波発生器１０２は、入力された電気エネルギーを熱に変換することができる。即ち、入力された信号によって、音波発生器１０２は素早く昇温でき、周辺の媒体と熱を素早く交換し、この伝播された熱によって生じた熱膨張によって、周辺の媒体の密度を変化させ、音波を発生させることができる。また、音波発生器１０２は、好ましくは自立構造を有する。ここで、自立構造とは、支持体を利用しなくとも利用できる構造のことである。つまり、音波発生器１０２は、支持体を利用せず、自身の特定の形状を保持する。これにより、音波発生器１０２は、その一部分を懸架して設置できる。また、周辺の媒体と十分に接触でき、熱を伝播することができる。周辺の媒体とは、音波発生器１０２の外部の媒体であり、内部の媒体を含まない。音波発生器１０２は、フィルム構造、複数の線状構造が平行して形成された層状構造、或いはフィルム構造及び線状構造の組み合わせである。

本実施例において、音波発生器１０２は、カーボンナノチューブ構造体を含む。具体的には、該カーボンナノチューブ構造体は層状構造である。この層状構造のカーボンナノチューブ構造体の厚さは、好ましくは、０．５ｎｍ〜１ｍｍである。カーボンナノチューブ構造体の厚さが薄い場合、例えば１０ｎｍ以下である場合、カーボンナノチューブ構造体の透明度が優れる。カーボンナノチューブ構造体は自立構造を有し、カーボンナノチューブ構造体における複数のカーボンナノチューブは分子間力で相互に引き合うため、カーボンナノチューブ構造体は特定の形状を有する。従って、カーボンナノチューブ構造体の一部は第一基板１０１に支持され、他の部分は懸架される。即ち、カーボンナノチューブ構造体の少なくとも一部の区域は懸架して設置される。

カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一つカーボンナノチューブフィルム、或いはカーボンナノチューブワイヤ、或いはそれらの組み合わせを含む。カーボンナノチューブフィルムは、カーボンナノチューブアレイを直接引き伸ばして得られる。カーボンナノチューブフィルムの厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍであり、カーボンナノチューブフィルムの単位面積当たりの熱容量は１×１０^−６Ｊ／ｃｍ^２・Ｋより小さい。カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブの一種又は多種である。単層カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍであり、二層カーボンナノチューブの直径は１ｎｍ〜５０ｎｍであり、多層カーボンナノチューブの直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍである。該カーボンナノチューブフィルムの長さは制限されず、幅はカーボンナノチューブアレイの幅によって選択可能である。

図５を参照すると、カーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブによって形成された自立構造であり、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向は、カーボンナノチューブフィルムの表面と基本的に平行である。また、複数のカーボンナノチューブは分子間力で接続されている。具体的には、複数のカーボンナノチューブにおける各カーボンナノチューブは、延伸する方向における隣接するカーボンナノチューブと、分子間力で端と端とが接続されている。また、カーボンナノチューブフィルムは、少数のランダムなカーボンナノチューブを含む。しかし、大部分のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されているため、このランダムなカーボンナノチューブの延伸方向は、大部分のカーボンナノチューブの延伸方向には影響しない。

カーボンナノチューブフィルムは自立構造体である。ここで、自立構造体とは、支持体を利用せず、自身の形態を保持でき、カーボンナノチューブフィルムを独立して利用することができる形態のことである。即ち、カーボンナノチューブフィルムを対向する両側から支持して、カーボンナノチューブフィルムの構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルムを懸架させることができることを意味する。カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、分子間力で端と端とが互いに接続されて配列することによって、自立構造が実現する。

具体的には、カーボンナノチューブフィルムにおける多数のカーボンナノチューブは、基本的に絶対的に直線状ではなく、やや湾曲しても良い。又は、延伸する方向が完全に配列せず、少しずれても良い。従って、同じ方向に沿って配列されている複数のカーボンナノチューブの中に、並列のカーボンナノチューブが部分的に接触する可能性がある。

前記複数のカーボンナノチューブは、第一基板１０１の第一表面１０６にほぼ平行である。カーボンナノチューブ構造体は複数のカーボンナノチューブフィルムを含み、該複数のカーボンナノチューブフィルムの幅が非常に小さい場合、該複数のカーボンナノチューブフィルムは、同一面上で第一基板１０１の第一表面１０６に並べて設置される。また、カーボンナノチューブ構造体は、相互に重なった多層のカーボンナノチューブフィルムを含み、隣接する二層のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは交差して角度βを成し、この角度βは、０°〜９０°である。カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、特許文献１に掲載されている。

カーボンナノチューブフィルムは強い接着性を有するため、突起１０９における絶縁層１０３の表面に該カーボンナノチューブフィルムを直接付着できる。カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されている。該複数のカーボンナノチューブの延伸する方向と凹部１０８の延伸する方向とは角度を成す。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向は、好ましくは、凹部１０８の延伸する方向と垂直である。更に、カーボンナノチューブフィルムを突起１０９における絶縁層１０３の表面に付着させた後、有機溶剤によって、第一基板１０１に付着したカーボンナノチューブフィルムを処理することができる。

具体的には、試験管を使用して、有機溶剤をカーボンナノチューブフィルムが浸るまで垂らす。該有機溶剤は、揮発性の有機溶剤であり、例えば、エタノール、メタノール、アセトン、ジクロロエタン或いはクロロホルムである。本実施例において、有機溶剤はエタノールである。微視的には、揮発性の有機溶剤が揮発すると、表面張力の作用によって、カーボンナノチューブフィルムにおける一部分の隣接するカーボンナノチューブが収縮して束になる。また、一部分の隣接するカーボンナノチューブが収縮して束になるため、カーボンナノチューブフィルムの機械強度及び強靭度は増強し、カーボンナノチューブフィルムの表面積は減少し、接着性は小さくなる。巨視的にはカーボンナノチューブフィルムは均一なフィルム構造になる。

層状のカーボンナノチューブ構造体は、間隔をあけて平行する複数のカーボンナノチューブワイヤでも良い。前記複数のカーボンナノチューブワイヤは凹部１０８と対応する位置に懸架して設置される。好ましくは、カーボンナノチューブワイヤの延伸方向は凹部１０８の延伸方向と垂直である。隣接するカーボンナノチューブワイヤの距離は１μｍ〜２００μｍである。好ましくは、５０μｍ〜１３０μｍである。本実施例において、隣接するカーボンナノチューブワイヤの距離は１２０μｍであり、カーボンナノチューブワイヤの直径は１μｍである。

カーボンナノチューブワイヤは、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はねじれ状カーボンナノチューブワイヤである。非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤもねじれ状カーボンナノチューブワイヤも自立構造である。図６を参照すると、カーボンナノチューブワイヤが、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤである場合、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。さらに、各カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。複数のカーボンナノチューブはカーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。有機溶剤によって、カーボンナノチューブフィルムを処理して、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを得る。具体的には、有機溶剤によって、カーボンナノチューブフィルムの全ての表面を浸す。その後、揮発性の有機溶剤が揮発すると、表面張力の作用によって、カーボンナノチューブフィルムにおける相互に平行である複数のカーボンナノチューブが、分子間力によって緊密に結合して、カーボンナノチューブフィルムが収縮して、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成する。該有機溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、ジクロロエタン或いはクロロホルムである。有機溶剤によって、処理されないカーボンナノチューブフィルムと比較して、有機溶剤によって処理された非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、比表面積が減少し、接着性も小さい。また、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭度は増強し、外力によってカーボンナノチューブワイヤが破壊される可能性を低くする。

図７を参照すると、カーボンナノチューブフィルムの長手方向に沿う対向する両端に対して、相反する力を加えることにより、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。このねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、好ましくは、分子間力によって端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。また、各カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。一本のねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。更に、有機溶剤によってねじれ状カーボンナノチューブワイヤを処理する。有機溶剤によって処理されたねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、比表面積が減少し、接着性も小さいが、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭度が増強する。カーボンナノチューブワイヤの製造方法は、特許文献２及び特許文献３に掲載されている。

複数のカーボンナノチューブワイヤの製造方法は、先ず、カーボンナノチューブフィルムを第一電極１０４及び第二電極１０５に設置し、次に、レーザーによって、カーボンナノチューブフィルムを切断して、互いに平行に且つ間隔をあけて設置された複数のカーボンナノチューブストリップを形成する。最後に、有機溶剤によって、このカーボンナノチューブストリップを収縮させて、カーボンナノチューブワイヤを形成する。

図８を参照すると、前記有機溶剤によって、前記カーボンナノチューブストリップを処理して、互いに間隔をあけて設置された複数のカーボンナノチューブワイヤが形成されている。カーボンナノチューブワイヤの両端は、第一電極１０４と第二電極１０５とにそれぞれ接続される。これにより、音波発生器１０２の駆動電圧を減少させ、音波発生器１０２の安定性を向上させる。図８において、黒い部分は第一基板であり、白い部分は電極である。

前記有機溶剤によって、カーボンナノチューブフィルムストリップを処理する過程において、突起１０９の部分に位置するカーボンナノチューブは、絶縁層１０３の表面に強く固定されるので、基本的には収縮しない。従って、カーボンナノチューブワイヤは、第一電極１０４及び第二電極１０５に好的に電気的に接続される。カーボンナノチューブストリップがカーボンナノチューブワイヤに好的に収縮されることを保証するため、カーボンナノチューブストリップの幅は１０μｍ〜５０μｍである。カーボンナノチューブストリップの幅が、この１０μｍ〜５０μｍより広い場合、カーボンナノチューブフィルストリップが収縮する過程において、裂け目ができる可能性があり、熱音響効果に影響する。また、カーボンナノチューブフィルムストリップの幅が、１０μｍ〜５０μｍより狭い場合、カーボンナノチューブフィルムストリップが収縮する過程において、破裂し得て、或いは形成されたカーボンナノチューブワイヤが細いため、音波発生器の使用寿命に影響する。従って、本実施例において、カーボンナノチューブストリップの幅は３０μｍであり、収縮したカーボンナノチューブワイヤの直径は１μｍであり、隣接するカーボンナノチューブワイヤ間の距離は１２０μｍである。カーボンナノチューブストリップの幅に制限はなく、カーボンナノチューブワイヤが正常に音を発生させさえすれば、必要に応じてカーボンナノチューブストリップの幅を選択できる。前記有機溶剤によって処理した後、カーボンナノチューブワイヤは、第一基板１０１の表面に強く貼設され、且つ懸架された部分は張った状態を保持して、作動中において、カーボンナノチューブワイヤが変形しないことを保証する。これにより、カーボンナノチューブワイヤが変形して、熱音響効果に影響することを防止する。

本実施例において、音波発生器１０２は非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤからなり、該非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、単層カーボンナノチューブフィルムを処理して得る。各拡声器１００’において、凹部１０８に対応する音波発生器１０２は、間隔をあけて平行に設置される複数のカーボンナノチューブワイヤを含む。

第一電極１０４及び第二電極１０５は、音波発生器１０２と電気的にそれぞれ接続され、また、この第一電極１０４及び第二電極１０５によって、周波数電気信号を音波発生器１０２に入力する。具体的には、第一電極１０４及び第二電極１０５は、第一基板１０１の第一表面１０６に直接に設置されても良い。又は、音波発生器１０２の第一基板１０１と反対側の表面に設置されても良い。第一電極１０４及び第二電極１０５は導電材料からなり、その形状と構造は制限されない。具体的には、第一電極１０４及び第二電極１０５は、細長いストリップ状、棒状或いは他の形状でも良い。その材料は、金属、導電ポリマー、導電性接着剤、導電ペースト、金属性のカーボンナノチューブ、ＩＴＯなどの導電性材料である。

本実施例において、第一電極１０４及び第二電極１０５は、音波発生器１０２の相対する両辺縁の突起１０９に設置された絶縁層１０３にそれぞれ設置され、且つ凹部１０８の延伸方向に平行に設置される。音波発生器１０２の第一区域１０２０及び第二区域１０２１は、第一電極１０４と第二電極１０５との間に設置される。第一電極１０４及び第二電極１０５は金属糸からなる。

カーボンナノチューブはその軸方向に優れた導電性を有するため、カーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている際、カーボンナノチューブは、第一電極１０４から第二電極１０５までの方向に沿って延伸するのが好ましい。好ましくは、第一電極１０４から第二電極１０５までの距離は基本的に同じである。この際、第一電極１０４と第二電極１０５との間のカーボンナノチューブ構造体は、基本的に同じ抵抗値を有する。好ましくは、第一電極１０４及び第二電極１０５の長さは、カーボンナノチューブ構造体の幅と同じかそれ以上である。これにより、カーボンナノチューブ構造体全体を平均的に利用できる。本実施例において、カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、第一電極１０４及び第二電極１０５の長さ方向と垂直に配列する。第一電極１０４と第二電極１０５とは相互に平行である。第一電極１０４及び第二電極１０５によって、周波数電気信号をカーボンナノチューブ構造体に入力する。

拡声器１００’は、接着剤、溝構造によって、外ケース１１０の収容スペースに固定して収容される。本実施例において、拡声器１００’は、接着剤によって、外ケース１１０の後カバー１１４に固定される。更に、外ケース１１０の後カバー１１４の収容スペースには、固定溝１２０が形成される。該固定溝１２０は、後カバー１１４と一体成型して形成される。固定溝１２０の形状は制限されない。拡声器１００’の一部は、固定溝１２０と接触し、拡声器１００’の他の部分は、後カバー１１４の収容スペースに懸架される。これにより、拡声器１００’は、空気或いは周囲の媒体との接触面積が大きく、熱を交換する速度も速いため、優れた音発生効率を有することができる。

固定溝１２０の材料は、絶縁材料或いは導電性が低い材料である。具体的には、硬質材料或いは軟質材料でも良い。硬質材料としては、例えば、ダイヤモンド、ガラス、セラミック或いは石英である。軟質材料としては、例えば、プラスチック、樹脂或いは紙質の材料である。好ましくは、固定溝１２０の材料は優れた断熱性を有する。これにより、音波発生器１０２が発生する熱が固定溝１２０の材料に吸収されず、音発生効率に影響しない。

音波発生器１０２の音を発生する原理は、電−熱−音の変換であるため、音波発生器１０２は音の発生と同時に一定の熱を発生する。イヤホーン１０が作動する際、導線１３０は第一電極１０４及び第二電極１０５と電気的に接続されている。導線１３０によって、拡声器１００’に周波数電気信号源及び駆動信号源を接続する。音波発生器１０２は、単位面積当たりの熱容量が小さく、散熱表面も大きいため、信号を入力した後、音波発生器１０２は素早く昇温し、温度は周期的に変化し、熱が周辺の媒体へ伝播され、この伝播された熱によって生じた熱膨張によって、周辺の媒体の密度を変化させて、音波を発生させる。更に、イヤホーン１０に、散熱装置（図示せず）を設置しても良い。該散熱装置は第一基板１０１の音波発生器１０２と反対側の表面に設置される。

本発明のイヤホーン１０には以下の優れた点がある。第一に、第一基板１０１に複数の凹部１０８を形成するため、カーボンナノチューブ構造体を有効に保護でき、音響効果に影響を与えない。第二に、複数の凹部１０８の深さは１００μｍ〜２００μｍである。従って、音波発生器１０２を保護すると同時に、音波発生器１０２の第一区域１０２０と凹部１０８の底面との距離を確保する。この距離のために、音波発生器１０２が作動した際に生成された熱が、第一基板１０１に完全に吸収されることできる。これにより、生成された熱を周辺の媒体へ伝播されないために音量が低くなることを防止する。また、音波発生器１０２が各音響周波数に優れた音響効果を有することを保証する。

（実施例２）
本発明の実施例２は、イヤホーン２０を提供する。本実施例のイヤホーン２０は、外ケース２１０と、拡声器２００’と、を含む。該外ケース２１０は収容スペースを有し、拡声器２００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン２０の構造は、イヤホーン１０の構造と比べて、次の異なる点がある。図９を参照すると、拡声器２００’が複数の第一電極１０４及び複数の第二電極１０５を含み、複数の第一電極１０４及び複数の第二電極１０５は突起１０９の表面に交互に設置され、複数の第一電極１０４は相互に電気的に接続され、複数の第二電極１０５は相互に電気的に接続される。

具体的には、複数の第一電極１０４は電気的に連接されて、第一櫛歯電極（図示せず）を形成する。複数の第二電極１０５は電気的に連接されて、第二櫛歯電極（図示せず）を形成する。図１０を参照すると、第一櫛歯電極の歯部と第二櫛歯電極の歯部とは交互に設置されている。この連接方式によって、隣接する第一電極１０４及び第二電極１０５は一つの熱音響ユニットを形成する。つまり、音波発生器１０２は、複数の熱音響ユニットを備える。また、該複数の熱音響ユニットを並列させることにより、音波発生器１０２の駆動電圧を低くする。

図１１及び図１２は、凹部１０８の異なる深さによるイヤホーン２０の音の発生の効果を示している。凹部１０８の深さが深すぎると、音波発生器１０２の音響効果に悪い影響を与える問題がある。従って、凹部１０８の深さは、１００μｍ〜２００μｍであることが好ましい。この際、イヤホーン２０は、人の耳でも聞こえる音響周波数に達し、優れた熱の波長を有するため、小型でも熱音響効果に優れている。更に、第一基板１０１は音波発生器１０２を保護すると同時に、第一基板１０１と音波発生器１０２との間に十分な距離を確保する。前記距離により、音波発生器１０２が作動して発生する熱が、第一基板１０１に完全に吸収されることができる。これにより、発生する熱が周辺の媒体へ伝播されないために音量が低くなることを防止する。並びに、音波発生器１０２が各音響周波数に対して優れた音響効果を有することを保証する。

（実施例３）
本発明の実施例３は、イヤホーン３０を提供する。本実施例のイヤホーン３０は、外ケース３１０と、拡声器３００’と、を含む。該外ケース３１０は収容スペースを有し、拡声器３００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン３０の構造はイヤホーン１０の構造と比べて、次の異なる点がある。図１３を参照すると、拡声器３００’において、第一基板１０１の第二表面１０７に溝（図示せず）が形成され、集積回路チップ２０１が該溝に集積される。

具体的には、第一基板１０１の第二表面１０７に溝（図示せず）を形成し、集積回路チップ２０１は該溝に嵌められる。第一基板１０１はシリコンからなるので、集積回路チップ２０１は第一基板１０１に直接形成できる。即ち、集積回路チップ２０１における回路及びマイクロ電子デバイスは、第一基板１０１の第二表面１０７の溝に集積される。第一基板１０１は電子配線及びマイクロ電子デバイスの支持体であり、集積回路チップ２０１と第一基板１０１とは一体構造である。

更に、集積回路チップ２０１は、第三電極（図示せず）と第四電極（図示せず）を含み、第三電極は第一電極１０４と電気的に接続され、第四電極は第二電極１０５と電気的に接続される。これにより、音波発生器１０２に信号を入力する。また、第三電極及び第四電極は第一基板１０１の内部に設置しても良い、この場合、第三電極及び第四電極は第一基板１０１と絶縁する。本実施例において、第三電極及び第四電極の表面は絶縁層を有する。これにより、第一基板１０１と絶縁する。第一基板１０１の面積が非常に大きい場合、集積回路チップ２０１は、第一基板１０１の第一表面１０６に設置しても良い。この場合、第一基板１０１の内部に接続線を設置する必要がない。具体的には、音波発生器１０２の正常作動に影響しないので、集積回路チップ２０１は第一基板１０１の第一表面１０６の側面に設置しても良い。集積回路チップ２０１は音声処理モジュール及び電流処理モジュールを含む。集積回路チップ２０１は、作動中に、入力する音声信号と電流信号を処理した後、音波発生器１０２を駆動する。音声処理モジュールによって、音声信号の仕事率を増大させ、また、増大された音声信号を音波発生器１０２に入力する。また、電流処理モジュールによって、電源から入力された電流を処理し、音波発生器１０２に安定した入力電流を提供し、音波発生器１０２の正常作動を保証する。

第一基板１０１はシリコンからなるので、集積回路チップ２０１は第一基板１０１に直接集積できる。これにより、集積回路チップ２０１を単独で設置する空間を減少させることで、イヤホーン３０の体積も減少させることができるため、小型化に有利である。また、第一基板１０１は優れた散熱性を有するので、集積回路チップ２０１及び音波発生器１０２が発生する熱を外部に伝導して、熱音響効果を高めることができる。

（実施例４）
本発明の実施例４は、イヤホーン４０を提供する。本実施例のイヤホーン４０は、外ケース４１０と、拡声器４００’と、を含む。該外ケース４１０は収容スペースを有し、拡声器４００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン４０の構造はイヤホーン１０の構造と比べて、次の異なる点がある。図１４を参照すると、拡声器４００’が散熱素子２０２を含み、該散熱素子２０２が第一基板１０１の第二表面１０７に設置される。

散熱素子２０２は、接着剤或いは熱伝導材料によって、第一基板１０１の第二表面１０７に固定される。散熱素子２０２は、第二基板２０２０と、複数の散熱フィン２０２１とを含む。該複数の散熱フィン２０２１は第二基板２０２０の表面に設置される。第二基板２０２０は平面構造である。また、第二基板２０２０は、優れた熱伝導性を有すればその材料は制限されない。具体的には、第一基板２０２０の材料は単結晶シリコン、多結晶シリコン、金属の中の何れかの一種である。散熱フィン２０２１は金属片である。金属の材料は金、銀、銅、鉄、アルミニウムの中の何れかの一種或いはその合金である。本実施例において、散熱フィン２０２１は銅片であり、その厚さは０．５ｍｍ〜１ｍｍである。複数の散熱フィン２０２１は、接着剤或いは溶接によって、第二基板２０２０の表面に設置される。本実施例において、複数の散熱フィン２０２１は、接着剤によって、第一基板２０２０の表面に設置される。散熱フィン２０２１によって、音波発生器１０２の作動中に発生する熱を外部に伝送し、イヤホーン４０の作動中の温度を下げ、イヤホーン４０の使用寿命を延ばし、イヤホーン４０の仕事率を高めることができる。

更に、本実施例のイヤホーン４０は複数の散熱穴（図示せず）を有しても良い。該複数の散熱穴は外ケース１１０の後カバー１１４に設置される。散熱穴の形状及びサイズは制限されず、必要に応じて選択できる。この散熱穴によって、音波発生器１０２の作動中に発生する熱を外部に伝送し、イヤホーン４０の作動中の温度を下げ、イヤホーン４０の使用寿命を延ばし、イヤホーン４０の仕事率を高めることができる。

（実施例５）
図１５、図１６、図４を参照すると、本発明の実施例５は、イヤホーン５０を提供する。本実施例のイヤホーン５０は外ケース５１０と、複数の拡声器１００’と、を含む。該外ケース５１０は収容スペースを有し、複数の拡声器１００’はこの収容スペースに収容される。

外ケース５１０の構造は制限されず、スペースを有すれば、一体成型或いは他の方式でも良い。本実施例において、外ケース５１０は、前カバー５１２と、後カバー５１４と、音発生部５１５と、を含む。前カバー５１２は、音発生部５１５を有し、該音発生部５１５には、少なくと一つの通孔５１６が形成されている。前カバー５１２と後カバー５１４とは緊密に結合して、外ケース５１０を形成する。複数の拡声器１００’は、外ケース５１０内に設置され、且つ音発生部５１５と対向して設置されれば、その固定位置は制限されない。本実施例において、複数の拡声器１００’は、外ケース５１０の後カバー５１４に固定して設置され、外ケース５１０の前カバー５１２と間隔をあけて設置される。複数の拡声器１００’は一つの音発生集合体５００を形成する。該音発生集合体５００は、前カバー５１２における音発生部５１５と対向して、且つ間隔をあけて設置される。これにより、複数の拡声器１００’が発生した音は、通孔５１６を通じて、イヤホーン５０の外部に伝送される。

外ケース５１０の材料は軽く、特定の強度を有する。例えば、プラスチック或いは樹脂である。外ケース５１０のサイズ及び形状は必要に応じて選択できる。外ケース５１０のサイズは人の耳のサイズと同じである或いは人の耳のサイズより大きく、人の耳をカバーする。外ケース５１０のデザインは人間工学に適用する構造デザインでも良い。

更に、外ケース５１０は保護カバー５１８を含んでも良い。該保護カバー５１８は、前記音発生集合体５００と前カバー１１２との間に設置され、且つ音発生集合体５００と間隔をあけて設置される。固定素子（図示せず）によって、保護カバー５１８は前カバー５１２と連接する。保護カバー５１８は複数の開口（図示せず）を有する。保護カバー５１８の材料は制限されず、プラスチック或いは金属等である。保護カバー５１８は複数の拡声器１００’を保護し、塵等を防ぐ。しかし、必要に応じて、保護カバー５１８は設置しなくても良い。

更に、イヤホーン５０は複数の導線５３０を含む。各拡声器１００’に対して、少なくとも二つの導線が設置される。該複数の導線５３０は外ケース５１０の内部を通じて、複数の拡声器１００’と電気的に接続され、周波数電気信号を複数の拡声器１００’に伝送する。

更に、イヤホーン５０はスポンジのカバー（図示せず）を含んでも良い。該スポンジのカバーは、外ケース５１０を被覆することによって、耳に対する圧力を減少させる。また、イヤホーン５０はマイク（図示せず）を含んでも良い。マイクは、導線によって、外ケース５１０と連接される。また、イヤホーン５０は無線信号受信ユニット（図示せず）を含んでも良い。該無線信号受信ユニットは、外ケース５１０の内部に設置され、複数の拡声器１００’と電気的に接続される。これにより、イヤホーン５０は無線信号を受信できる。

図１６を参照すると、複数の拡声器１００’が、共用第一基板１０１’の共用第一表面１０６’に設置されている。拡声器１００’の音波発生器１０２が相互に絶縁さえすれば、複数の拡声器１００’の配列方式は制限されない。これにより、各拡声器１００’は独立して音を発生できる。本実施例において、拡声器１００’の数量は四つであり、該四つの拡声器１００’は２×２の方式によって共用第一基板１０１’の共用第一表面１０６’に設置される。イヤホーン５０は、該複数の拡声器１００’に異なる信号を入力する方式、各拡声器１００’の音の発生の順序を調整する方式或いは他の方式によって、優れた立体的な音響効果を実現できる。

共用第一基板１０１’の共用第一表面１０６’上には、複数の分割線１０１０が設けられており、共用第一表面１０６’は、この複数の分割線１０１０によって、複数のユニット格子を形成する。各ユニット格子には複数の凹部１０８が形成されている。ユニット格子に形成された凹部１０８の数量は制限されず、必要に応じて選択できる。本実施例において、第一基板１０１’の共用第一表面１０６’に四つのユニット格子を形成し、各ユニット格子に六つの凹部１０８を形成する。複数の分割線１０１０は、貫通溝、貫通穴、止まり溝、止まり穴の中の何れか一種或いは多種である。本実施例において、複数の分割線１０１０は止まり溝である。複数の分割線１０１０が貫通溝である場合、隣接する二つの分割線１０１０が交差しないことを保証する必要がある。これにより、第一基板１０１’が一体構造となることを保証する。分割線１０１０の分布は、第一基板１０１’の面積、得られたユニット格子の数量及び面積によって選択できる。本実施例において、第一基板１０１’における複数の分割線１０１０は相互に平行に配列して設置される或いは複数の分割線１０１０は相互に垂直に設置される。

複数の拡声器１００’は、接着剤、固定溝によって、外ケース５１０の後カバー５１４に固定される。本実施例において、複数の拡声器１００’は、固定溝５２０によって、外ケース５１０の後カバー５１４の収容スペースに固定される。固定溝５２０は外ケース５１０によって形成される。固定溝５２０の形状は制限されない。好ましくは、固定溝５２０は外ケース５１０の後カバー５１４の収容スペースにおける固定溝である。拡声器１００’の一部は固定溝５２０と接触し、拡声器１００’の他の部分は、後カバー１１４の収容スペースに懸架される。これにより、拡声器１００’は、空気或いは周囲の媒体との接触面積が大きく、且つ熱を交換する速度も速いため、優れた音の発生効率を有する。

固定溝５２０の材料は、絶縁材料或いは導電性が低い材料である。具体的には、硬質材料或いは軟質材料でも良い。硬質材料は、例えば、ダイヤモンド、ガラス、セラミック或いは石英である。軟質材料は、例えば、プラスチック、樹脂或いは紙質の材料である。固定溝５２０の材料は、好ましくは優れた断熱性を有する。これにより、音波発生器１０２が発生する熱は、固定溝５２０の材料に吸収されないため、音の発生効率に影響しない。

本発明のイヤホーン５０には以下の優れた点がある。第一に、イヤホーンは複数の拡声器を含み、各拡声器に異なる音源を入力する或いは各拡声器の音を発生させる順序を調整することによって、立体的な音響効果を実現する。第二に、各拡声器の第一基板に複数の凹部及び突起を形成するため、カーボンナノチューブ構造体を有効に保護でき、優れた音響効果を実現することができる。

（実施例６）
本発明の実施例６は、イヤホーン６０を提供する。本実施例のイヤホーン６０は外ケース６１０と、複数の拡声器２００’と、を含む。該外ケース６１０は収容スペースを有し、複数の拡声器２００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン６０の構造はイヤホーン５０の構造と基本的に同じであるが、異なる点は、イヤホーン６０が複数の拡声器２００’を含むことである。

（実施例７）
本発明の実施例７は、イヤホーン７０を提供する。本実施例のイヤホーン７０は外ケース７１０と、複数の拡声器３００’と、を含む。該外ケース７１０は収容スペースを有し、複数の拡声器３００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン７０の構造はイヤホーン５０の構造と基本的に同じであるが、異なる点は、イヤホーン７０が複数の拡声器３００’を含むことである。

（実施例８）
本発明の実施例８は、イヤホーン８０を提供する。本実施例のイヤホーン８０は外ケース８１０と、複数の拡声器４００’と、を含む。該外ケース８１０は収容スペースを有し、複数の拡声器４００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン８０の構造はイヤホーン５０の構造と基本的に同じであるが、異なる点は、イヤホーン８０が複数の拡声器４００’を含むことである。

（実施例９）
図１７を参照すると、本発明の実施例９は、イヤホーン９０を提供する。本実施例のイヤホーン９０は外ケース９１０と、複数の拡声器１００’と、を含む。該外ケース９１０は収容スペースを有し、複数の拡声器１００’はこの収容スペースに収容される。

本実施例のイヤホーン９０の構造はイヤホーン５０の構造と比較すると、次の異なる点がある。イヤホーン９０において、複数の拡声器１００’が同面ではなく、音発生部９１５に対して異なる角度で設置される。複数の拡声器１００’は共用第一基板１０１’を採用せず、外ケース９１０の収容スペースにそれぞれ設置される。音発生部９１５に対して、異なる角度で設置される。該角度は０゜〜１８０゜である（０゜、１８０゜は含まず）。複数の拡声器１００’は、固定溝９２０によって、外ケース９１０の収容スペースの異なる位置に固定される。本実施例において、固定溝９２０は音発生部９１５と対応する底面（図示せず）及び該底面と隣接する二つの側面（図示せず）を有する。前記底面と前記二つの側面にはそれぞれ少なくとも一つの拡声器１００’が設置される。前記底面と前記二つの側面に設置された拡声器１００’は、それぞれ音発生部９１５に対して異なる角度で設置される。また、固定溝９２０は複数の面を有しても良く、且つ各面に少なくとも一つの拡声器１００’が設置される。複数の拡声器１００’は、それぞれ音発生部９１５に対して異なる角度で設置される。複数の拡声器１００’はそれぞれ独立して音を発生させ、複数の拡声器１００’が設置された平面を調整することによって、複数の拡声器１００’はそれぞれ音発生部９１５と異なる角度を成す。これにより、優れた音響効果を形成する。

更に、本実施例のイヤホーン９０は複数の散熱穴（図示せず）を有しても良い。該複数の散熱穴は、外ケース９１０の後カバー９１４に設置される。散熱穴の形状及びサイズは制限されず、必要に応じて選択できる。散熱穴によって、音波発生器１０２の作動中に発生する熱を外部に伝送し、イヤホーン９０の作動中の温度を下げ、イヤホーン９０の使用寿命を延ばし、イヤホーン９０の仕事率を高める。

（実施例１０）
図１８、図１９を参照すると、本実施例のイヤホーン１０’は、外ケース１１０’と、音響チップ１０Ａと、を含む。該外ケース１１０’は収容スペースを有し、音響チップ１０Ａはこの収容スペースに収容される。

外ケース１１０’の構造は制限されず、スペースを有すれば、一体成型或いは他の方式でも良い。本実施例において、外ケース１１０’は前カバー１１２’と、後カバー１１４’と、通孔１１６’と、を含む。該通孔１１６’は前カバー１１２’に形成される。この前カバー１１２’と後カバー１１４’とが緊密に結合して、外ケース１１０’を形成する。音響チップ１０Ａが、外ケース１１０’に取り外し可能な方式によって固定されるので、分解することができる。これにより、音波発生器１０２が故障した際、音響チップ１０Ａを交換し易い。外ケース１１０’の内に設置され、通孔１１６’と対向して設置されれば音響チップ１０Ａの固定位置は制限されない。ここで、通孔１１６’と対向して設置されるとは、音響チップ１０Ａにおける音波発生器１０２が通孔１１６’と対向して設置されることを意味する。本実施例において、音響チップ１０Ａは、外ケース１１０’の後カバー１１４’に固定して設置され、外ケース１１０’の前カバー１１２’と間隔をあけて設置される。また、音響チップ１０Ａは、前カバー１１２’における通孔１１６’と対向して、且つ通孔１１６’と間隔をあけて設置される。通孔１１６’によって、音響チップ１０Ａが発生させた音は、イヤホーン１０’の外部に伝送される。

外ケース１１０’の材料は質量が軽く、特定の強度を有する。例えば、プラスチック或いは樹脂である。外ケース１１０’のサイズ及び形状は必要に応じて選択できる。外ケース１１０’のサイズは、人の耳のサイズと同じである或いは人の耳のサイズより大きく、人の耳をカバーする。外ケース１１０’のデザインは人間工学に適用する構造デザインでも良い。

更に、イヤホーン１０’は少なくとも一つの導線１３０’を含む。該少なくとも一つの導線１３０’は、外ケース１１０’の内部を通じ、音響チップ１０Ａと電気的に接続されて、周波数電気信号を音響チップ１０Ａに伝送する。

更に、本実施例のイヤホーン１０’は複数の散熱穴（図示せず）を有しても良い。該複数の散熱穴は、外ケース１１０’の後カバー１１４’に設置される。散熱穴の形状及びサイズは制限されず、必要に応じて選択できる。散熱穴によって、音響チップ１０Ａの作動中に発生する熱を外部に伝送し、イヤホーン１０’の作動中の温度を下げて、イヤホーン１０’の使用寿命を延ばし、イヤホーン１０’の仕事率を高めることができる。

音響チップ１０Ａは、拡声器１００’と、筐体２００と、を含む。該筐体２００は、スペースを有し、拡声器１００’はこのスペースに収容される。

拡声器１００’において、音波発生器１０２に含まれたカーボンナノチューブ構造体は、筐体２００によって保護されるので、外力によって該カーボンナノチューブ構造は破壊されない。筐体２００のサイズと形状は制限されず、必要に応じて選択可能である。筐体２００は少なくとも一つの開孔２１０を有し、該少なくとも一つの開孔２１０は、外ケース１１０’の通孔１１６’と間隔をあけて設置され、且つ該開孔２１０によって、拡声器１００’が発生させた音を、筐体２００の外部に伝播することができる。音波発生器１０２は、好ましくは、第一基板１０１と開孔２１０との間に設置され、且つ少なくとも一つの開孔２１０と対向して設置される。本実施例において、筐体２００は、第三基板２０７及び保護カバー２０４を含む。前記保護カバー２０４は、第三基板２０７の表面に設置される。拡声器１００’は、第三基板２０７の表面に設置され、保護カバー２０４は、拡声器１００’をカバーする。即ち、第三基板２０７と保護カバー２０４とはスペースを形成し、拡声器１００’は、該スペース内に収容される。

第三基板２０７はガラス板、セラミック板、プリント基板（ＰＣＢ）、ポリマー板或いは木板である。第三基板２０７は、拡声器１００’を支持し、且つ固定するために用いられる。第三基板２０７のサイズと形状は制限されず、必要に応じて選択可能である。第三基板２０７の面積は、拡声器１００’のサイズより大きく、且つその面積は３６ｍｍ^２〜１５０ｍｍ^２であり、例えば、４９ｍｍ^２、６４ｍｍ^２、８１ｍｍ^２、１００ｍｍ^２である。第三基板２０７の厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍである。保護カバー２０４は環状側璧２０６及び底壁２０８を含む。該底壁２０８は複数の前記開孔２１０を有する。保護カバー２０４のサイズ及び形状は制限されず、必要に応じて選択可能である。保護カバー２０４のサイズは、拡声器１００’のサイズよりやや大きい。また、保護カバー２０４は、接着剤或いは取り外し可能な方式によって、第三基板２０７の表面に固定される。保護カバー２０４の材料は、ガラス、セラミック、ポリマー或いは金属である。本実施例において、第三基板２０７はプリント基板であり、保護カバー２０４はその一端が開口された金属バケツ型である。保護カバー２０４と拡声器１００’とは、互いに間隔をあけて設置される。

筐体２００は、二つのピン２１２を有し、該二つのピン２１２は筐体２００の外部に設置される。二つのピン２１２の位置に制限はない。二つのピン２１２は、第一電極１０４及び第二電極１０５とそれぞれ電気的に接続される。また、二つのピン２１２は、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、表面実装型（ＳＭＤ）或いは他の形状である。二つのピン２１２がピングリッドアレイである場合、電子部品に音響チップ１０Ａを設置する際、二つのピン２１２は、電子部品の電気回路板における対応する挿孔に直接挿入する。二つのピン２１２が表面実装型である場合、電子部品に音響チップ１０Ａを設置する際、二つのピン２１２は電子部品の電気回路板の表面に溶接される。本実施例において、二つのピン２１２は、ピングリッドアレイであり、第三基板２０７の拡声器１００’と反対側の底面に設置され、且つ導線によって、第一電極１０４及び第二電極１０５にそれぞれ電気的に接続される。

音響チップ１０Ａは、接着剤、溝構造によって、外ケース１１０’の収容スペースに固定される。本実施例において、音響チップ１０Ａは、固定溝１２０’によって、外ケース１１０’の収容スペースに固定される。該固定溝１２０’は外ケース１１０’と一体成型で形成される。固定溝１２０’の形状は制限されないが、好ましくは、固定溝１２０’は外ケース１１０’の収容スペースに形成される固定溝である。音響チップ１０Ａの一部は固定溝１２０’と接触し、音響チップ１０Ａの他の部分は、後カバー１１４の収容スペースに懸架される。これにより、音響チップ１０Ａの空気或いは周囲の媒体との接触面積が大きくなり、熱を交換する速度も速いため、優れた音の発生効率を有する。

固定溝１２０’の材料は絶縁材料或いは導電性が低い材料である。具体的には、硬質材料或いは軟質材料でも良い。硬質材料は、例えば、ダイヤモンド、ガラス、セラミック或いは石英である。軟質材料は、例えば、プラスチック、樹脂或いは紙質の材料である。好ましくは、固定溝１２０’の材料は優れた断熱性を有する。これにより、音波発生器１０２が発生する熱は、固定溝１２０’の材料に吸収されず、音の発生効率に影響しない。

（実施例１１）
本実施例のイヤホーン２０’は、外ケース２１０’と、音響チップ２０Ａと、を含む。該外ケース２１０’は収容スペースを有し、音響チップ２０Ａはこの収容スペースに収容される。

本実施例１１の音響チップ２０Ａの構造と、実施例１０の音響チップ１０Ａの構造とを比較すると、次の異なる点がある。図２０を参照すると、筐体２００が、第三基板２０７と、保護ネット２１６とを含み、該第三基板２０７は第一凹部２１４を有する。具体的には、拡声器１００’は、第三基板２０７の第一凹部２１４内に設置され、保護ネット２１６は第一凹部２１４を被覆する。また、保護ネット２１６は複数の開孔２１０を有する。保護ネット２１６は金属ネット或いは繊維ネットでも良い。或いは、複数の開孔を有する金属板、セラミック板、樹脂板或いはガラス板でも良い。保護ネット２１６は、第一凹部２１４に懸架して設置される。第一凹部２１４は、エッチング、インプリント、モールディング、スタンピングによって製造される。本実施例において、第三基板２０７はプリント基板であり、保護ネット２１６は金属ネットである。また、筐体２００は、二つのピン２１２を有し、該二つのピン２１２は、第三基板２０７の底部における同一側面或いは異なる側面に設置されても良い。

（実施例１２）
本実施例のイヤホーン３０’は、外ケース３１０’と、音響チップ３０Ａと、を含む。該外ケース３１０’は収容スペースを有し、音響チップ３０Ａはこの収容スペースに収容される。

本実施例１２の音響チップ３０Ａの構造と、実施例１０の音響チップ１０Ａの構造とを比較すると、次の異なる点がある。図２１を参照すると、拡声器１００’が、第一電極１０４と、第二電極１０５と、音波発生器１０２と、を含む。また、筐体２００は、二つのピン２１２を有し、この二つのピン２１２は、表面実装型であり、且つ筐体２００の両側にそれぞれ設置される。具体的には、第一電極１０４及び第二電極１０５は、第三基板２０７の表面に直接設置され、この第一電極１０４及び第二電極１０５によって、音波発生器１０２は懸架して設置される。即ち、拡声器１００’は、第一基板１０１を省略することができる。これにより、イヤホーン３０’の構造は更に簡潔になり、生産し易く、産業化に有利である。

（実施例１３）
本実施例のイヤホーン４０’は、外ケース４１０’と、音響チップ４０Ａと、を含む。該外ケース４１０’は収容スペースを有し、音響チップ４０Ａはこの収容スペースに収容される。

本実施例１３の音響チップ４０Ａの構造と、実施例１１の音響チップ２０Ａの構造とを比較すると、次の異なる点がある。図２２を参照すると、拡声器１００’が、第一電極１０４と、第二電極１０５と、音波発生器１０２と、を含む。また、筐体２００は、二つのピン２１２を有し、この二つのピン２１２は、表面実装型であり、且つ筐体２００の両側にそれぞれ設置される。具体的には、本実施例において、第一凹部の底面は一つの凹部を有し、この凹部によって、音波発生器１０２は懸架して設置される。即ち、拡声器１００’は、第一基板１０１を省略することができる。これにより、イヤホーン４０’の構造は更に簡潔になる。また、第三基板２０７は絶縁基板であることが好ましい。本実施例において、二つのピン２１２は第二基板２０２の外表面に貼着される。

（実施例１４）
本実施例のイヤホーン５０’は、外ケース５１０’と、音響チップ５０Ａと、を含む。該外ケース５１０’は収容スペースを有し、音響チップ５０Ａはこの収容スペースに収容される。

本実施例１４の音響チップ５０Ａの構造と、実施例１１の音響チップ２０Ａの構造とを比較すると、次の異なる点がある。図２３を参照すると、音響チップ５０Ａは、集積回路チップ２０１を含み、この集積回路チップ２０１は、前記筐体２００のスペースに収容されている。具体的には、第一基板１０１の第一表面１０６は第二凹部２１８を有し、この第二凹部２１８によって、音波発生器１０２は懸架して設置される。第一基板１０１の第二表面１０７に、第三凹部２２０が形成され、集積回路チップ２０１は、この第三凹部２２０内に設置される。筐体２００は四つのピン２１２を有し、この内、二つのピン２１２は集積回路チップ２０１と電気的に接続される。これにより、集積回路チップ２０１に駆動電圧を提供することができる。他の二つのピン２１２は集積回路チップ２０１を介して、第一電極１０４及び第二電極１０５に電気的に接続されて、周波数電気信号を拡声器１００’に入力する。

集積回路チップ２０１を設置する位置は制限されず、例えば、第一基板１０１の第一表面１０６に設置され、第二表面１０７に設置され、或いは第一基板１０１の内部に設置されることができる。集積回路チップ２０１は、周波数電気信号の電力増幅回路（図示せず）及び直流バイアス回路（図示せず）を含む。集積回路チップ２０１は周波数電気信号に対して、電力増幅作用及び直流バイアス作用を有する。これにより、集積回路チップ２０１は、入力された周波数電気信号を増大させた後、音波発生器１０２に入力すると同時に、直流バイアスによって、周波数電気信号の周波数逓倍の問題を解決することができる。また、集積回路チップ２０１は、パッケージングされたチップ或いはパッケージングされていない裸のチップでも良い。集積回路チップ２０１のサイズ及び形状は制限されない。集積回路チップ２０１は、電力増幅作用及び直流バイアス作用を実現するのみであるから、内部回路構造は簡単であり、且つその面積は１ｃｍ^２より小さい、例えば、４９ｍｍ^２、２５ｍｍ^２、９ｍｍ^２或いは９ｍｍ^２より更に小さい。これにより、音響チップ５０Ａは小型化される。本実施例において、集積回路チップ２０１は、接着剤によって第一基板１０１の第三凹部２２０内に固定される。また、集積回路チップ２０１は、二つの導線１４０によって、第一電極１０４及び第二電極１０５にそれぞれ電気的に接続される。第一基板１０１が絶縁基板である場合、第一基板１０１に二つの穴を形成し、この二つの穴に二つの導線１４０を通す。第一基板１０１が導電基板である場合、絶縁材料によって導線１４０を被覆する必要がある。音響チップ５０Ａが作動すると、集積回路チップ２０１は、音波発生器１０２に周波数電気信号を出力し、この出力された周波数電気信号によって、音波発生器１０２は間欠的に周辺の媒体を加熱して周辺の媒体に熱膨張させ、且つ熱交換を行って、音波を発生させる。

（実施例１５）
本実施例のイヤホーン６０’は、外ケース６１０’と、音響チップ６０Ａと、を含む。該外ケース６１０’は収容スペースを有し、音響チップ６０Ａはこの収容スペースに収容される。

本実施例１５の音響チップ６０Ａの構造と、実施例１４の音響チップ５０Ａの構造とを比較すると、次の異なる点がある。図２４を参照すると、第一基板１０１がシリコンからなり、集積回路チップ２０１が、マイクロ電子加工によって、この第一基板１０１に直接設置され、且つ第一基板１０１と一体成型される。また、音響チップ６０Ａにおける拡声器の構造は実施例２の拡声器２００’の構造と同じである。第一基板１０１の第一表面１０６には、複数の凹部１０８と複数の突起１０９が形成され、音響チップ６０Ａにおける拡声器１００’は、複数の第一電極１０４及び複数の第二電極１０５を含む。

本発明のイヤホーンには以下の優れた点がある。音波発生器は筐体に設置されて、音響チップを形成するので、イヤホーンの音響チップが故障した場合、該音響チップを交換し易く、且つイヤホーンの使用寿命を延ばすことができる。

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１０’、２０’、３０’４０’、５０’、６０’ イヤホーン
１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ 音響チップ
１００’、２００’、３００’、４００’ 拡声器
１０１ 第一基板
１０１’ 共用第一基板
１０２ 音波発生器
１０３ 絶縁層
１０４ 第一電極
１０５ 第二電極
１０６ 第一表面
１０６’ 共用第一表面
１０７ 第二表面
１０８ 凹部
１０９ 突起
１０１０ 分割線
１０２０ 第一区域
１０２１ 第二区域
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１１０’、２１０’、３１０’、４１０’、５１０’、６１０’ 外ケース
１１２、５１２、９１２、１１２’ 前カバー
１１４、５１４、９１４、１１４’ 後カバー
１１６、５１６、９１６、１１６’通孔
１１８、２０４、５１８、９１８ 保護カバー
１２０、５２０、９２０、１２０’ 固定溝
１３０、５３０、１３０’、１４０ 導線
２０１ 集積回路チップ
２０２ 散熱素子
２０２０ 第二基板
２０２１ 散熱フィン
２００ 筐体
２０６ 環状側壁
２０７ 第三基板
２０８ 底壁
２１０ 開孔
２１２ ピン
２１４ 第一凹部
２１６ 保護ネット
２１８ 第二凹部
２２０ 第三凹部
５００ 音発生集合体
５１５、９１５ 音発生部

Claims (3)

1. 外ケースと、少なくとも一つの拡声器と、を含むイヤホーンであって、
   前記外ケースは収容スペースを有し、前記少なくとも一つの拡声器は前記収容スペースに収容され、
   前記拡声器の各々は第一基板と、音波発生器と、複数の第一電極と、複数の第二電極と、を含み、
   前記第一基板は、対向する第一表面及び第二表面を含み、
   前記音波発生器は、前記第一基板の前記第一表面に設置され、
   前記第一基板の前記第一表面は、間隔をあけて平行な複数の凹部、及び隣接する二つの前記凹部の間に位置する突起を有し、前記凹部の深さは１００μｍ〜２００μｍであり、
   前記複数の第一電極及び複数の第二電極は、前記突起に対応する位置に交互に設置されて、前記音波発生器と電気的に接続されていることを特徴とするイヤホーン。
2. 前記複数の拡声器は同じ基板を共用し、前記基板の表面に設置され、
   前記複数の拡声器における音波発生器の各々は相互に絶縁されることを特徴とする、請求項１に記載のイヤホーン。
3. 前記拡声器の数が一つであり、
   筐体を更に含み、
   前記筐体はスペースを有し、前記拡声器が前記筐体のスペースに収容されて音響チップを形成し、
   前記音響チップは前記外ケースの収容スペースに収容され、前記外ケースに取り外し可能な方式によって固定され、
   前記筐体は少なくとも一つの開孔を有し、前記音波発生器は前記少なくとも一つの開孔に対向して設置され、
   前記外ケースは少なくとも二つのピンを有し、前記少なくとも二つのピンは、前記拡声器の前記少なくとも一つの第一電極及び前記少なくとも一つの第二電極と電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のイヤホーン。