專(zhuān)利名稱(chēng)：傳聲膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電聲轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和聲電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的領(lǐng)域，并且具體地說(shuō)，涉及用于一種用于改進(jìn)的獨(dú)特隔膜的系統(tǒng)，該隔膜具有由其支撐的多個(gè)聲學(xué)元件。
背景技術(shù)：
下面的文字和文本很好地說(shuō)明了普通的電聲轉(zhuǎn)換器設(shè)備和聲電轉(zhuǎn)換器設(shè)備Acoustic Engineering，Harry F.Olson，Ph.D.，Van NorstrandCompany，Inc.，New Jersey，1957(Library of Congress catalogue cardNo.57-8143)(下文稱(chēng)為“Olson”)；Loudspeakers，An anthology of articleson loudspeakers from the pages of the Journal of the Audio EngineeringSociety Vol.1-Vol.25(1953-1977)，2ndEdition，Audio EnngineeringSociety，Inc.，New York，N.Y.；和Loudspeakers，An anthology of articleson loudspeakers from the pages of the Journal of the Audio EngineeringSociety Vol.26-Vol.31(1978-1983)，Audio Enngineering Society，Inc.，New York，N.Y.將以上每個(gè)文獻(xiàn)完全包括在這里并作為參考。許多設(shè)計(jì)上的努力不僅集中在材料的物理特性上，比如高模數(shù)E，低密度ρ，高E/ρ和低的總重量，而且集中在傳聲模的構(gòu)造上。在一個(gè)方法中，美國(guó)專(zhuān)利No.1,757,451(1930，Crane)在隔膜中由壓印的孔、條、弓起組成，在其中填充阻尼材料并且優(yōu)選地以對(duì)數(shù)曲線(xiàn)布置。這種嘗試涉及通過(guò)修正隔膜的傳播特性限制或衰減駐波或分區(qū)的振蕩的方法。
在通過(guò)將分層纖維包括在傳聲膜(acoustic diaphragm)中解決非所需振蕩的問(wèn)題方面已經(jīng)存在一些嘗試。例如，日本專(zhuān)利申請(qǐng)S58-108896(1983，Guyot)公開(kāi)了一種擴(kuò)音器錐，其由具有聚合體的薄片狀高彈纖維薄片構(gòu)造。因此，日本已發(fā)布專(zhuān)利No.2,693,447(1997，Tomiyake等)公開(kāi)了一種擴(kuò)音器錐，其由具有聚合體條的高彈纖維組成，其中將每條從錐頸引至半徑方向。另外，日本已發(fā)布專(zhuān)利No.0946,038(1979，Morita等)描述了一種圓頂型隔膜，其由其中的具有聚合體的高彈纖維組成。將所有纖維引至圓頂?shù)慕?jīng)線(xiàn)方向。
但是，在上述的每個(gè)申請(qǐng)中，所使用的構(gòu)造和技術(shù)既沒(méi)有利用也沒(méi)有包括如人類(lèi)耳膜所展現(xiàn)的層次的自然特性。有利地自然發(fā)生的設(shè)計(jì)解決非所需振蕩的另一個(gè)實(shí)例反映了羽毛的自然分層纖維特性的優(yōu)點(diǎn)。但是，在上述的每個(gè)申請(qǐng)中，所使用的構(gòu)造和技術(shù)既沒(méi)有利用也沒(méi)有包括羽毛的特性。因而，還未實(shí)現(xiàn)具有人類(lèi)耳膜和羽毛的優(yōu)越特性的傳聲膜。

發(fā)明內(nèi)容
可以通過(guò)對(duì)人類(lèi)耳膜的成分的分層和羽毛的分層的理解說(shuō)明本發(fā)明的各方面，以基于對(duì)自然原理的理解產(chǎn)生改進(jìn)的傳聲膜。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供自然定向的傳聲膜，不僅用于包括揚(yáng)聲器、雙耳式耳機(jī)、耳機(jī)、電話(huà)和助聽(tīng)器的電聲轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，而且用于比如麥克風(fēng)的聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供改進(jìn)的自然定向的傳聲膜，其與現(xiàn)有電聲轉(zhuǎn)換器和聲電轉(zhuǎn)換器設(shè)備、裝置和系統(tǒng)是可互換的，且其中實(shí)現(xiàn)了顯著的改進(jìn)。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供改進(jìn)的自然定向的傳聲膜，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且對(duì)制造來(lái)說(shuō)相對(duì)便宜。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供改進(jìn)的自然定向的傳聲膜，其是不受天氣影響的并且具有持續(xù)性。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供制造自然定向的傳聲膜的方法。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供使用自然定向的傳聲膜的電聲轉(zhuǎn)換器和聲電轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的上述的其它目標(biāo)是通過(guò)傳聲膜實(shí)現(xiàn)的，該傳聲膜具有用于聲能通信的連接至傳聲膜的驅(qū)動(dòng)器，其包含(a)由傳聲膜支撐的多個(gè)聲學(xué)功能和活性元件(以下稱(chēng)為“聲學(xué)元件”)(與耳膜纖維和羽毛細(xì)枝相關(guān)的)；(b)每個(gè)元件具有連接至驅(qū)動(dòng)器的近端(與耳膜錘骨和羽毛主支相關(guān)的)并且(c)以一致的銳角徑向延伸至驅(qū)動(dòng)器的法向(與以一致的銳角從主支延伸并連接主支的羽毛的細(xì)枝相關(guān)的)；和(d)圍繞驅(qū)動(dòng)器的所選剛性圖形(stiffness pattern)中定向的元件(與耳膜纖維和羽毛細(xì)枝相關(guān)的)。
通過(guò)傳聲膜的雙層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)性能上的進(jìn)一步改善，使得(e)一層的纖維方向關(guān)于第二層纖維的方向異相。
在驅(qū)動(dòng)器的法向的銳角中，對(duì)于其它層異相地排列聲學(xué)元件的雙層，提供了對(duì)傳聲膜特性的顯著改進(jìn)。
但是，當(dāng)母體(matrix)具有現(xiàn)有傳聲膜或更少的剛性時(shí)，發(fā)明者強(qiáng)調(diào)在傳聲膜中的顯而易見(jiàn)的改進(jìn)即使在具有僅單層膜的聲學(xué)元件的隔膜中也能實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)是通過(guò)制造自然定向的傳聲膜的方法實(shí)現(xiàn)的，該傳聲膜具有連接至隔膜用于聲能通信的驅(qū)動(dòng)器，其具有等間距的多個(gè)聲學(xué)元件和由隔膜支撐的母體，并且在到驅(qū)動(dòng)器的每個(gè)連接處以對(duì)法向一致的銳角徑向延伸至驅(qū)動(dòng)器，其中聲學(xué)元件在圍繞驅(qū)動(dòng)器的所選的剛性圖形中定向。
制造自然定向的傳聲膜的另一方法是通過(guò)使用纖維增強(qiáng)塑料實(shí)現(xiàn)的，其中纖維是聲學(xué)元件并且塑料是母體。
制造自然定向的傳聲膜的另一方法是通過(guò)以在此所述的聲學(xué)元件輔助現(xiàn)有傳聲膜實(shí)現(xiàn)的。
制造自然定向的傳聲膜的另一方法是通過(guò)塑料模制具有聲學(xué)元件的隔膜實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的原則和方法也應(yīng)用于平面驅(qū)動(dòng)傳聲膜，其中具有由電激勵(lì)平面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成的多個(gè)元件的振蕩部分適合于所述的傳聲膜，以使當(dāng)激勵(lì)器是電或者電磁供能時(shí)每個(gè)元件振蕩，這里每個(gè)元件具有連接至傳聲膜的中央部分并且以對(duì)于隔膜的中心部分的法向的一致的銳角徑向延伸的近端。
本發(fā)明的原則和方法可應(yīng)用于每種傳聲膜，而無(wú)論頻率范圍，并且可以在現(xiàn)有傳聲膜上獲得實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。
本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)也可通過(guò)改進(jìn)電聲和聲電轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)使用具有用于產(chǎn)生聲音和電信號(hào)的聲學(xué)元件的自然定向的傳聲膜。這樣的轉(zhuǎn)換器也可包括音圈組件。在普通形式中，場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括磁鐵和在最接近音圈的縫隙中產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)稱(chēng)磁場(chǎng)的磁極片。以音圈和磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)將框架結(jié)構(gòu)連接至傳聲膜并且支撐傳聲膜。


圖1A示出具有聲學(xué)元件的錐型傳聲膜以說(shuō)明在隔膜上的聲能傳輸點(diǎn)。
圖1B示出具有聲學(xué)元件的圓頂型傳聲膜以說(shuō)明在隔膜上的聲能傳輸點(diǎn)。
圖2A示出具有聲學(xué)元件的錐型傳聲膜以說(shuō)明殘留聲能的反射。
圖2B示出具有聲學(xué)元件的圓頂型傳聲膜以說(shuō)明殘留聲能的反射。
圖3A示出具有雙聲學(xué)元件的錐型傳聲膜以說(shuō)明在隔膜上的聲能傳輸點(diǎn)。
圖3B示出具有雙聲學(xué)元件的圓頂型傳聲膜以說(shuō)明在隔膜上的聲能傳輸點(diǎn)。
圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造具有展開(kāi)的纖維繩的錐型傳聲膜的印模。
圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造具有展開(kāi)的纖維繩的圓頂型傳聲膜的印模。
圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的在錐型傳聲膜上用于單層的纖維分布。
圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的在錐型傳聲膜上用于雙層的纖維分布。
圖6A示出根據(jù)本發(fā)明的在圓頂型傳聲膜上用于單層的纖維分布。
圖6B示出根據(jù)本發(fā)明的在圓頂型傳聲膜上用于雙層的纖維分布。
圖7A示出根據(jù)本發(fā)明的在錐型和圓頂形組合類(lèi)型的傳聲膜上用于單層的纖維分布。
圖7B示出根據(jù)本發(fā)明的在錐型和圓頂形組合類(lèi)型的傳聲膜上用于雙層的纖維分布。
圖8A至8AC示出根據(jù)本發(fā)明的在傳聲膜外圍的聲學(xué)元件的布置的圓周截面圖。
圖9A至9C示出根據(jù)本發(fā)明的用于錐型和圓頂型傳聲膜的單向纖維切片。
圖10A至10B示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造使用單向纖維條的傳聲膜的過(guò)程的正視圖。
圖11A至11D示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造使用單向纖維條的錐型傳聲膜的過(guò)程的平面圖。
圖12A至12C示出根據(jù)本發(fā)明的具有輔助聲學(xué)元件的錐型和圓頂型傳聲膜的平面圖。
圖13A至13F示出根據(jù)本發(fā)明的具有環(huán)形同心部分和具有輔助聲學(xué)元件的錐型和圓頂型傳聲膜的平面圖。
圖14A至14K示出根據(jù)本發(fā)明的連接至驅(qū)動(dòng)器的聲學(xué)元件的示意圖。
圖15A至15B示出根據(jù)本發(fā)明的平面驅(qū)動(dòng)傳聲膜的平面圖。
圖16示出根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)音器的中心截面圖。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的圓頂型揚(yáng)聲器的中心截面圖。
圖18示出根據(jù)本發(fā)明的具有環(huán)形同心部分的圓頂型耳機(jī)的中心截面圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)的中心截面圖。
圖20示出根據(jù)本發(fā)明的橢圓傳聲膜的平面圖。
圖21示出根據(jù)本發(fā)明的在其中具有對(duì)稱(chēng)螺旋的復(fù)傳聲膜組的正視圖。
圖22示出如在此參考的羽毛的主支和細(xì)枝構(gòu)造。
圖23示出如圖11D中示出的，具有300mm直徑50μt預(yù)浸料坯(prepreg)的錐型傳聲膜的示例實(shí)施例。
圖24示出如圖11D中示出的，具有33mm圓頂直徑和120mm錐直徑，都具有20μt預(yù)浸料坯的圓頂型和錐型傳聲膜的示例實(shí)施例。
圖25示出如圖12A中示出的具有輔助聲學(xué)元件，120mm直徑的錐型傳聲膜、紙漿和漆。
圖26示出如圖12B中示出的具有輔助聲學(xué)元件，100mm直徑的圓頂型傳聲膜、紙漿和漆。
圖27示出來(lái)自Sony的具有輔助聲學(xué)元件，使用銀質(zhì)標(biāo)記筆的直徑16mm的立體聲雙耳式耳機(jī)的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
在此描述傳聲膜。在下面的描述中，通過(guò)示例性實(shí)施例的方式闡明多個(gè)特殊細(xì)節(jié)以提供本發(fā)明的更徹底的描述。但是很明顯，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以實(shí)踐本發(fā)明而不需要這些特殊細(xì)節(jié)。在其他情況中，未具體描述已知特點(diǎn)以免模糊本發(fā)明。在圖示、照片和具體描述中描述本發(fā)明的實(shí)施例。除非特別提出，意在為說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中的詞匯和短語(yǔ)給定如可使用的領(lǐng)域中那些普通技術(shù)人員所理解的普通的和習(xí)慣的含義。如果意指任何其它含義，說(shuō)明書(shū)將特別聲明將特殊含義應(yīng)用于詞匯或短語(yǔ)。
本發(fā)明通過(guò)考慮“自然”，使用現(xiàn)有技術(shù)的替代方法。以傳聲膜中有效的和一致的聲能傳輸、衰減和加強(qiáng)解決非所需振蕩的問(wèn)題。如在Olson(p.558，)中所述的，“所有再現(xiàn)的聲音的最終的重要目的地是人的耳朵。”人的聽(tīng)覺(jué)是通過(guò)聲音振蕩耳膜產(chǎn)生的。
實(shí)際中，將原始聲音通過(guò)麥克風(fēng)的隔膜轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電氣地傳送，并且然后由聲音再現(xiàn)裝備中的隔膜再生為聲音以振蕩上述的耳膜。
盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了更先進(jìn)的測(cè)量裝備和復(fù)雜的測(cè)量方法，事實(shí)卻是人耳最后始終是聲音質(zhì)量最好的判斷。在由測(cè)量設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)和人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)證明的實(shí)際聲音之間仍然存在著相當(dāng)大的差異。
根據(jù)Olson(pp.558-9，)“在任何聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，再現(xiàn)的聲音的生理的和心理的效果是最重要的因素?！占疥P(guān)于講和聽(tīng)的大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這個(gè)信息在聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中是極其有用的?！?dāng)聲波撞擊在耳朵上時(shí)，其進(jìn)入耳道并且促使耳膜振蕩?！卑l(fā)明者在此將人類(lèi)“耳膜”考慮為通過(guò)進(jìn)化過(guò)程獲得的最終傳聲膜。
人類(lèi)耳膜作為傳聲膜的模型參考Speech and Hearing Science，(p.550)，WilliardR.Zemlin，prof.，1981 by Prentice Hall，Inc.，Englewood Ciffs，N.J.07632，(以下稱(chēng)為“Zemlin”)和ATLAS of OTOLOGY，(Jikagaku Atolasu)，(p.54)，Yasuya Nomura，M.D.，F(xiàn)umihisa Hiraide，M.D.，1974 by CHUGAI-IGAKU Co.，Tokyo，(以下稱(chēng)為“Nomura”)，將每個(gè)文獻(xiàn)的內(nèi)容完全包括在這里并作為參考。Zemlin如下描述人類(lèi)耳膜“結(jié)構(gòu)上，耳膜由三層組織組成薄的外皮膚層，其與外聽(tīng)道的內(nèi)層是連續(xù)的；纖維性的中層，其主要負(fù)責(zé)耳膜的彈力；和漿(黏)膜的內(nèi)層，其與鼓室的內(nèi)層是連續(xù)的。纖維層實(shí)際包含彼此緊密連接的兩層。兩層中更表面的一層由從中心向外圍放射的纖維組成。這些纖維十分均勻地分布在鼓膜的大部分，給纖維層奇異的與輪子中的輻條共同的特點(diǎn)(在此稱(chēng)為“徑向纖維”)。更深的一層由具有不均勻分布的纖維組織的同心環(huán)組成(在此稱(chēng)為“圓形纖維”)。它們的密度朝向外圍，以及在膜接觸錘骨的柄狀突起端的中心是最大的?！比缟纤?，兩個(gè)纖維層連結(jié)至錘骨并且緊密連接，但是既不交織也不編結(jié)組織。已經(jīng)在醫(yī)學(xué)上證明了這些層可以獨(dú)立地分開(kāi)。參見(jiàn)，Middle Ear，Inner Ear Scanning Microscope Atlas，(Chuuji，NaijiSousadenken Atolasu)，(pp.4-5)，Yasuo Harada，Prof.，1980 by Kanahara& Co.，LTD.Tokyo，(以下“Harada”)的內(nèi)容，將其完全包括在這里并作為參考。
傳聲膜的設(shè)計(jì)可受人類(lèi)耳膜的啟發(fā)，其可通過(guò)以下特征定義(1)徑向纖維和圓形纖維都連接至驅(qū)動(dòng)器；(2)沒(méi)有由于交織和編結(jié)的扭曲和纏繞的障礙，而進(jìn)行聲能有效和一致地傳輸；(3)纖維材料自身導(dǎo)致適當(dāng)?shù)膬?nèi)部損耗，其中當(dāng)振蕩時(shí)每層的異相運(yùn)動(dòng)給出附加阻尼，使得徑向纖維在圓形方向移動(dòng)并且圓形纖維在徑向移動(dòng)；
(4)由圓形纖維減少?gòu)耐鈬湾N骨的柄狀突起反射的駐波；(5)由適當(dāng)重量的纖維剛性加固耳膜。如上所述，耳膜的纖維是發(fā)明者以下稱(chēng)為“聲學(xué)元件”的功能活性元件的實(shí)例；和(6)由杠桿作用類(lèi)型的機(jī)械連接將耳膜連接至聽(tīng)覺(jué)器官。結(jié)果，耳膜的構(gòu)造不能直接應(yīng)用于需要機(jī)械地隔離往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳聲膜。
羽毛作為傳聲膜的模型本發(fā)明新穎的另一實(shí)施例是通過(guò)另一實(shí)例的自然阻尼膜——羽毛說(shuō)明的。羽毛構(gòu)造是用于傳聲膜的極好的模型，因?yàn)樗呀?jīng)存在了超過(guò)一億年。
照片1中和包括在這里并作為參考的The Nihon Keizai Shinbun(Daily News)，10/27/2002，p.26“A Diffraction Grating in Nature”(以下稱(chēng)為“Nikkei”)中示出羽毛的特寫(xiě)。用于在本描述中討論，羽毛包含以銳角連接至主支(驅(qū)動(dòng)器)并且在單層上排列的“細(xì)枝”(空氣動(dòng)力能量發(fā)送元件)。連接至相鄰主支的另一細(xì)枝層與第一細(xì)枝層交叉。羽毛的細(xì)枝作為母體的和空氣的空氣動(dòng)力功能元件。
因此，羽毛的構(gòu)造可通過(guò)以下特征定義(1)細(xì)枝以銳角連接至主支。銳角的細(xì)枝的優(yōu)點(diǎn)是在兩個(gè)維度加固主支；(2)沒(méi)有由于交織和編結(jié)的扭曲和纏繞的障礙，而進(jìn)行有效和一致的空氣動(dòng)力能量的傳輸；(3)細(xì)枝自身導(dǎo)致適當(dāng)?shù)膬?nèi)部損耗，由每細(xì)枝層的異相運(yùn)動(dòng)給出附加阻尼；(4)由細(xì)枝減少?gòu)闹髦Х瓷涞鸟v波并且衰減羽毛的振蕩和波動(dòng)；(5)由適當(dāng)重量的纖維細(xì)枝構(gòu)成空氣動(dòng)力膜；和(6)包括具有細(xì)枝和作為母體的空氣的雙面主支的展開(kāi)的平面基于機(jī)械連接發(fā)送空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力。結(jié)果，羽毛構(gòu)造不能直接應(yīng)用于需要機(jī)械地隔離的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和閉環(huán)模式的驅(qū)動(dòng)器的傳聲膜。
本發(fā)明的實(shí)施例本發(fā)明的聲學(xué)元件受如上所述的耳膜纖維和羽毛細(xì)枝的新穎啟發(fā)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的物理構(gòu)造在圖1A中示出。聲學(xué)元件1由錐型傳聲膜2支撐。聲學(xué)元件1以對(duì)于驅(qū)動(dòng)器3的法向8的銳角4連接至驅(qū)動(dòng)器3并且向外延伸到邊界5。將點(diǎn)7的聲能傳輸6考慮為兩個(gè)向量，在8處所示的一個(gè)法向分量，和在9處所示的一個(gè)切向分量。換言之，聲學(xué)元件1將聲能傳送至圖1A中8、9a、8a和9組成的區(qū)域。
在圖1B中，聲學(xué)元件10由圓頂型傳聲膜11支撐。聲學(xué)元件10以對(duì)于驅(qū)動(dòng)器12的法向8的銳角4連接至驅(qū)動(dòng)器12并且向內(nèi)延伸到中心13。將點(diǎn)7的聲能傳輸6考慮為兩個(gè)向量，在8處所示的一個(gè)法向分量，和在9處所示的一個(gè)切向分量。。換言之，聲學(xué)元件10將聲能傳送至圖1B中8、9a、8a和9組成的區(qū)域。
同時(shí)，由聲學(xué)元件1和10給出法向分量向量和切向分量向量的加強(qiáng)。這樣在聲學(xué)元件1和10與傳聲膜的母體之間引起內(nèi)部損耗。
當(dāng)所述的銳角4是45度角時(shí)，法向分量和切向分量是相等的，其中8、9a、8a和9組成的區(qū)域變得最大。由于上述的向量的減少少于30％，45度角加或減10度是可接受的。關(guān)于傳聲膜上的切面確定該銳角。
參考圖2A，由錐型傳聲膜2支撐聲學(xué)元件1，聲學(xué)元件1具有連接至驅(qū)動(dòng)器3并且以對(duì)于法向16的銳角4徑向延伸的近端，其中末端在傳聲膜邊界5的方向中從驅(qū)動(dòng)器3向外隔開(kāi)。在圖2A中，來(lái)自邊界5的殘留聲能14由傳聲膜2上的聲學(xué)元件1在方向15反射，并且因而導(dǎo)致內(nèi)部損耗并衰減駐波。來(lái)自驅(qū)動(dòng)器3的殘留聲能14a由傳聲膜2上的聲學(xué)元件1在方向15反射，并且因而導(dǎo)致內(nèi)部損耗并衰減駐波。
優(yōu)選地以彼此異相的關(guān)系在第一層之上疊加聲學(xué)元件19的第二層，同樣地在圖3A中示出。點(diǎn)7的聲能傳輸6和22在相對(duì)的方向具有雙重法向分量8和21，和雙重切向分量9和22。在交叉的切向分量9和22之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)是關(guān)于彼此異相的，并且從而增加內(nèi)部損耗。
參考圖2B，由圓頂型傳聲膜11支撐聲學(xué)元件10，聲學(xué)元件10具有連接至驅(qū)動(dòng)器12并且以對(duì)于法向16的銳角4徑向延伸的近端，其中末端在傳聲膜中心12的方向中從驅(qū)動(dòng)器12向內(nèi)隔開(kāi)。在圖2B中，來(lái)自中心13的殘留聲能17由傳聲膜11上的聲學(xué)元件10在方向18反射，并且因而導(dǎo)致內(nèi)部損耗并衰減駐波。來(lái)自驅(qū)動(dòng)器12的殘留聲能17a由傳聲膜11上的聲學(xué)元件10在方向18反射，并且因而導(dǎo)致內(nèi)部損耗并衰減駐波。
優(yōu)選地以彼此異相的關(guān)系在第一層之上疊加聲學(xué)元件23的第二層，同樣地在圖3B中示出。點(diǎn)7的聲能傳輸6和24在相對(duì)的方向具有雙重法向分量8和25，和雙重切向分量9和26。在交叉的切向分量9和26之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)是關(guān)于彼此異相的，并且從而增加內(nèi)部損耗。
當(dāng)聲學(xué)元件的銳角對(duì)于半徑處的，并且更優(yōu)選地每個(gè)半徑的每個(gè)法向?qū)嵸|(zhì)上相等時(shí)，獲得一致的聲能分布和用于反射聲波的衰減。因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，聲學(xué)元件具有對(duì)數(shù)螺旋樣式的曲線(xiàn)部分或彎曲部分。
當(dāng)上述的銳角4的每層是45度時(shí)，結(jié)果是雙層的兩個(gè)聲學(xué)元件的交叉角度是90度。多于兩層的分層是可能的。
本發(fā)明包括如表1中所列的五個(gè)結(jié)構(gòu)。
表1結(jié)構(gòu)(a)合成的纖維加固塑料(b)輔助(c)去除(d)模制(e)浮雕在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在現(xiàn)有技術(shù)上顯著增加的性能是使用纖維加固塑料實(shí)現(xiàn)的，(參見(jiàn)表2-1(a))，使用表3的“成品”纖維作為聲學(xué)元件。
表2-1纖維加固塑料結(jié)構(gòu)(a)具有母體的纖維性材料(b)纖維預(yù)浸料坯(c)(a)&(b)混合(d)耳膜類(lèi)型[類(lèi)皮膚層—纖維層—阻尼材料]表3材料現(xiàn)有傳聲膜和材料可用于本發(fā)明(例如，“成品”)。傳聲膜上的每種材料可以作為聲學(xué)元件使用。
(a)纖維，[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的]兼性纖維(例如，碳、芬芳多聚酸胺，等)很好地記錄在下面的文字中The World of NewFibers，(Nyu-senni no sekai)TatsuyaHongu，Dr.，Nikkankougyoushinbunsha，Tokyo，1998，The World of High-Tech Fibers，(Haiteku-senni no sekai)Tatsuya Hongu，Dr.，Nikkankougyoushinbunsha，Tokyo，1999，將每個(gè)文獻(xiàn)完全包括在此并作為參考。
(b)紗、麻的粗纖維、繩、預(yù)浸料坯、片(c)金屬箔、膜、薄片、條紋、布、織物、紙漿、紙[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的][層疊的][鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金](d)粉末、薄層、長(zhǎng)方形[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的][鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金]陶瓷、納米碳(管、杯、角、富勒聚合物(fullerene))(e)油漆、漆、顏料、標(biāo)記筆、墨水、UV墨水、色素[鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、云母、陶瓷](f)樹(shù)脂、熱硬化樹(shù)脂、UV底座、熱塑料聚丙烯、聚酯、環(huán)氧、酚醛樹(shù)脂、液晶聚合體(LCP)(g)包括/不包括[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的]粘合劑(h)用于輔助蒸發(fā)的原料[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的][鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金、陶瓷、納米碳](i)層疊的鍍層(j)鐵磁的粉末、用于電磁系統(tǒng)的長(zhǎng)方形薄片(k)壓電[有機(jī)的、無(wú)機(jī)的](l)靜電生產(chǎn)本發(fā)明的錐型傳聲膜的方法可包含以下階段(1)提供凸模27和凹模28，如圖4A中所示，具有不可粘著凸表面29和凹表面30，使用比如碳氟化合物聚合體的優(yōu)選材料之一。
(2)例如，使用具有360kg-f/mm2的張力強(qiáng)度和24000kg-f/mm2的張力彈性的碳化纖維。為了制造如圖5A中所示的，具有120mm外直徑和33mm內(nèi)直徑的圓錐型的傳聲膜39，準(zhǔn)備大約三十四股100mm長(zhǎng)，每股由3000根纖維組成的長(zhǎng)碳化纖維。其優(yōu)選地覆蓋聲學(xué)元件的整個(gè)表面使得其具有比它的有效半徑長(zhǎng)的有效長(zhǎng)度。
(3)然后可使用粘著的環(huán)氧樹(shù)脂涂覆凸表面29。
(4)將碳纖維股33平行地并排布置并且由碳氟化合物聚合體膠帶包圍在頸34周?chē)Ｈ鐖D4A中所示，將具有近端32的碳化纖維31連接至驅(qū)動(dòng)器并且根據(jù)傳聲膜半徑的增加在膜表面的切平面上以對(duì)法向的銳角徑向延伸。由于碳化纖維的體積基本相同，聲學(xué)元件、碳化纖維的線(xiàn)密度根據(jù)隔膜半徑減少并且從而線(xiàn)性纖維在每半徑內(nèi)均勻地分布。
(5)一旦所有碳化纖維股適當(dāng)?shù)馗采w整個(gè)凸表面，如果需要，將附加的環(huán)氧樹(shù)脂涂覆應(yīng)用于碳化纖維。從而環(huán)氧樹(shù)脂組成母體。
(6)在凸模27之上應(yīng)用凹模28，并且然后保持夾緊一段特定時(shí)間和特定溫度以固化。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用至少一小時(shí)的120℃的固化溫度。也可使用更低溫度的環(huán)氧樹(shù)脂。冷卻之后，將傳聲模從模具去除。圖5A示出在錐型傳聲膜39上的碳化纖維31的分布。圖8A中示出外圍處的圓形截面圖。
(7)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以應(yīng)用如圖5B中所示的反向碳化纖維31b。如果需要，可以在初始應(yīng)用于上述階段(5)中的第一碳化纖維層31a上添加薄紙片或薄膜表層，然后重復(fù)從(2)至(6)的上述過(guò)程。圖5B示出錐型傳聲膜40上的碳化纖維31a和31b的分布。圖8B中示出外圍的圓形截面圖。
可以理解本發(fā)明的傳聲膜包括人類(lèi)耳膜和羽毛的有利特征(參考“Zemlin”、“Nomura”、“Harada”、“Nikkei”和“照片1”)，如下面的解釋中所見(jiàn)。
對(duì)于圖5A和5B的錐型傳聲膜，隔膜和耳膜和羽毛共同的特征如下(a)隔膜的聲學(xué)元件31、31a和31b可與耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝相關(guān)聯(lián)。
(b)每個(gè)元件具有連接至驅(qū)動(dòng)器3的近端，如耳膜的錘骨和羽毛的主支。
(c)每個(gè)元件以對(duì)于驅(qū)動(dòng)器3的法向一致的銳角徑向延伸，如羽毛的細(xì)枝，其以一致的銳角從主支延伸，如照片1中所示。
(d)在纖維和母體之間引起適當(dāng)?shù)膬?nèi)部損耗，如耳膜的纖維成分和羽毛的細(xì)枝與作為母體的空氣。
(e)在雙層結(jié)構(gòu)中，在第一層中纖維的方向相對(duì)于第二層中纖維的方向異相，如耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝的情況。
(f)聲學(xué)元件減少?gòu)耐鈬万?qū)動(dòng)器反射的駐波，如耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝。
(g)關(guān)于在適當(dāng)重量?jī)?nèi)所需的纖維量，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中傳聲膜具有多達(dá)三倍的重量/面積比，優(yōu)選地為兩倍，人類(lèi)耳膜的這一比例表現(xiàn)出充分的特性。人類(lèi)耳膜的重量/面積比是0.25mg/mm2(14mg/有效可移動(dòng)面積(55mm2))，(參考“Zemlin”和“Nomura”)，以下稱(chēng)為“G/S比”。G/S比的減少增加傳聲膜的有效頻帶寬度。
用于產(chǎn)生本發(fā)明的圓頂型傳聲膜的方法可包含以下階段(1)圖4B中示出凸模35和凹模36。凸表面37和凹表面38是不可粘著的，優(yōu)選地由比如氟碳聚合體制成。
(2)例如，可以使用360kg-f/mm2的張力強(qiáng)度和24000kg-f/mm2的張力彈性的碳化纖維。為了制造圖6A的圓頂型傳聲膜42，使用展開(kāi)寬度約10mm并且形如毛筆的3000股制備碳化纖維股33。
(3)然后使用粘著環(huán)氧樹(shù)脂涂覆凸表面37和頸34。
(4)將碳纖維股33平行地并排布置并且由碳氟化合物聚合體膠帶包圍在頸34周?chē)?。如圖4B中所示，將具有近端32的碳化纖維31連接至驅(qū)動(dòng)器并且根據(jù)傳聲膜半徑的減少在膜表面的切平面上以對(duì)法向的銳角徑向延伸。聲學(xué)元件、碳化纖維的線(xiàn)密度根據(jù)給定的半徑基本相同，并且從而碳化纖維在每半徑內(nèi)均勻地分布。
(5)一旦所有碳化纖維股應(yīng)用于整個(gè)凸表面，如果需要，將附加的環(huán)氧樹(shù)脂涂覆于碳化纖維。然后環(huán)氧樹(shù)脂組成母體。
(6)凹模36應(yīng)用在凸模35之上，并且然后保持夾緊一段特定時(shí)間和特定溫度以固化。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用最小一小時(shí)的100℃的固化溫度。冷卻之后，將傳聲模從模具去除。圖6A示出在圓頂型傳聲膜42上的碳化纖維33的分布。圖8A中示出外圍處的圓形截面圖。
(7)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以應(yīng)用如圖6B中所示的附加的反向碳化纖維33b。如果需要，可以在初始應(yīng)用于上述階段(5)中的第一碳化纖維層33a上增加薄紙片或薄膜表層，然后重復(fù)從(2)至(6)的上述過(guò)程。圖6B示出錐型傳聲膜43上的碳化纖維33a和33b的分布。圖8B中示出外圍的圓形截面圖。
可以理解本發(fā)明的傳聲膜包括人類(lèi)耳膜和羽毛的有利特征(參考“Zemlin”、“Nomura”、“Harada”、“Nikkei”和“照片1”)，如下面的解釋中所見(jiàn)。
對(duì)于圖6A和6B的圓頂型傳聲膜，隔膜和耳膜和羽毛共同的特征如下(a)隔膜的聲學(xué)元件33、33a和33b可與耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝相關(guān)聯(lián)。
(b)每個(gè)元件具有連接至驅(qū)動(dòng)器12的近端，如耳膜的錘骨和羽毛的主支。
(c)每個(gè)元件以對(duì)于驅(qū)動(dòng)器12的法向一致的銳角徑向延伸，如羽毛的細(xì)枝，其以一致的銳角從主支延伸。
(d)在纖維和母體之間引起適當(dāng)?shù)膬?nèi)部損耗，如耳膜的纖維成分和羽毛的細(xì)枝與作為母體的空氣。
(e)在雙層結(jié)構(gòu)中，在第一層中纖維的方向相對(duì)于第二層中纖維的方向異相，如耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝的情況。
(f)由聲學(xué)元件減少?gòu)闹行暮万?qū)動(dòng)器反射的駐波(與耳膜的纖維和羽毛的細(xì)枝相關(guān)聯(lián))。
(g)關(guān)于在適當(dāng)重量?jī)?nèi)所需的纖維量，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中傳聲膜具有多達(dá)三倍的G/S比，優(yōu)選地為兩倍，人類(lèi)耳膜的這一比例表現(xiàn)出充分的特性。
在上述的錐型或圓頂型傳聲膜中，可能以單一或混合的方式使用表3中所列的任何種類(lèi)的纖維。例如，當(dāng)需要內(nèi)部損耗和阻尼增加時(shí)芬芳多聚酸胺是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖5A的錐型傳聲膜和圖6A的圓頂型傳聲膜的組合產(chǎn)生圖7A的組合型傳聲膜。另外圖5B的錐型傳聲膜和圖6B的圓頂型傳聲膜的組合產(chǎn)生圖7B的組合型傳聲膜，兩個(gè)都顯示出相比現(xiàn)有技術(shù)極大增長(zhǎng)的性能。
這樣，本發(fā)明的傳聲膜利用“成品”纖維作為聲學(xué)元件。這表示在任何現(xiàn)有傳聲膜上的主要進(jìn)步，具有現(xiàn)實(shí)中存在的寬頻帶響應(yīng)、高效和大動(dòng)態(tài)范圍、高持久性和不受氣候影響的自然的高保真聲音再現(xiàn)的結(jié)果。
本發(fā)明的另一實(shí)施例相比現(xiàn)有技術(shù)極大增加了性能，使用標(biāo)準(zhǔn)“成品”單向“碳化纖維預(yù)浸料坯”(表2-1(b))作為聲學(xué)元件。圖9中示出根據(jù)特定尺寸和所需的傳聲膜的形狀剪裁碳化纖維預(yù)浸料坯。
為了制造本發(fā)明的錐型傳聲膜，執(zhí)行下列步驟(1)圖4A的凸面29由薄紙、薄膜、薄片或粘著的環(huán)氧樹(shù)脂涂層或熱塑料覆蓋。
(2)圖9A中示出具有裂縫45的預(yù)浸料坯薄片44。上側(cè)的非裂縫區(qū)域(圖中)由氟碳聚合體膠帶纏繞在圖10A的頸34周?chē)?。如圖10A和11A中所示，具有近端32的每個(gè)碳化纖維預(yù)浸料坯條46被連接至驅(qū)動(dòng)器3并且通過(guò)在47a處反轉(zhuǎn)，以對(duì)于隔膜表面的切平面上的法向的銳角徑向延伸并且被布置在具有導(dǎo)軌的預(yù)定線(xiàn)上。使用比如例如烙鐵的熱尖端將碳化纖維預(yù)浸料坯條46粘在凸表面29上。如果需要，進(jìn)一步倒轉(zhuǎn)47b和47c。
(3)可以將附加的碳化纖維預(yù)浸料坯條層46b和46c添加在如圖10B、11B和11C中所示的第一層上。當(dāng)應(yīng)用全部層時(shí)獲得碳化纖維預(yù)浸料坯條46在外圍5處的最優(yōu)分布。這樣，將錐型傳聲膜的外直徑和內(nèi)直徑的比率制成理想的。例如，在外直徑是120mm，并且內(nèi)直徑是33mm的情況中，它們的比率是120/33＝3.6。這樣，在這種情況中，三層產(chǎn)生最優(yōu)比率。
(4)為了制造交叉層，如圖11D中所示在相反方向建立如層46d、46e和46f的附加層。
(5)然后將附加的環(huán)氧樹(shù)脂涂層應(yīng)用于碳化纖維預(yù)浸料坯。
(6)將圖4A的凹模28應(yīng)用于圖10的凸模27之上并夾緊，然后保持以在特定溫度下對(duì)于特定的時(shí)間進(jìn)行固化?？山邮茉?30℃下固化預(yù)浸料坯的樹(shù)脂和涂層1.5至2個(gè)小時(shí)。用于固化環(huán)氧樹(shù)脂的溫度可以增加。已經(jīng)測(cè)試了上至180℃的溫度用于高溫環(huán)氧。冷卻之后，將傳聲模從模具去除。外圍處的圓形截面圖在圖8C中示出用于單層組和圖8D中示出用于雙層組。如圖8D中所示，第一層的條46a、46b和46c與第二層的條46d、46e和46f交織。
(7)本發(fā)明利用條L的長(zhǎng)度與條W的寬度的大于10的，優(yōu)選為20的縱橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，該條的縱橫比是35。
(8)在圖9B的情況中，使用薄片并且消除第一反轉(zhuǎn)點(diǎn)47a。
(9)具有120mm外直徑和33mm內(nèi)直徑的錐型傳聲膜的實(shí)施例由單向碳化纖維預(yù)浸料坯制成，20微米厚，如表5中示出的制造的標(biāo)準(zhǔn)合成物理規(guī)格，具有180kg/mm2的彎曲強(qiáng)度、15.5T/mm2的彎曲彈性、用于在相反方向?qū)盈B三層(總共六層)的9.5kg/mm2的層間剪力、在9.5kg/mm2的層之間的剪力、2.8克的最終重量、少于兩倍的G/S比率＝[(120/2)2×π-(33/2)2×π×0.25(G/S比)×2＝5.2克]。具有300mm外直徑和100mm內(nèi)直徑的錐型傳聲膜由50μm厚的預(yù)浸料坯制成，具有僅24克的最終重量，其少于兩倍的G/S比率[(300/2)2×π-(100/2)2×π×0.25(G/S比)×2＝31.4克]。如果隔膜由70μm厚的預(yù)浸料坯制成，則35克的最終重量仍少于它的G/S比率的三倍。
表5預(yù)浸料坯標(biāo)準(zhǔn)合成物理規(guī)格彎曲強(qiáng)度 彎曲彈性 剪力180kg/mm215.5T/mm29.5kg/mm2為了制造本發(fā)明的圓頂型傳聲膜，執(zhí)行下列步驟
(1)圖4B的隔膜的凸表面37由薄紙、薄膜、薄片或粘著的環(huán)氧樹(shù)脂涂層或熱塑料覆蓋。
(2)如圖9C中所示，圖底部的非裂縫區(qū)域由氟碳聚合體膠帶纏繞在頸34周?chē)Ｈ鐖D4B和9C中所示，將每個(gè)碳化纖維預(yù)浸料坯葉50如50a中變形并且具有連接至驅(qū)動(dòng)器的近端32，其以對(duì)于各膜表面的切平面上的法向的銳角徑向延伸并且在預(yù)定線(xiàn)中布置。使用比如烙鐵的尖端將碳化纖維預(yù)浸料坯葉50粘在凸表面37上。
(3)為了制造兩層或交叉，以相反方向應(yīng)用附加層。
(4)然后將附加的環(huán)氧樹(shù)脂涂層應(yīng)用于碳化纖維預(yù)浸料坯。
(5)圖4B的凹模36應(yīng)用于凸模35之上并且然后在特定溫度下保持夾緊特定的時(shí)間以固化。先前在說(shuō)明書(shū)中討論了用于固化的時(shí)間和溫度。冷卻之后從模中去除傳聲膜。
(6)具有33mm直徑的傳聲膜的實(shí)施例由0.28克的重量、少于兩倍的G/S比率[(33/2)2××π×0.25(G/S比)×2＝0.43克]制成。
在上述錐型或圓頂型傳聲模中，可使用利用表3中所列的纖維或如表2-1(c)中的它們的混合的任何種類(lèi)的預(yù)浸料坯。當(dāng)增加內(nèi)部損耗并且需要阻尼時(shí)芬芳多聚酸胺是優(yōu)選的。
在上述的纖維定向結(jié)構(gòu)的描述中，可能確定具有橫向可粘著紗、絲帶或膠帶的纖維，包括熱收縮膠帶，而不彎曲或交織聲學(xué)元件以用于簡(jiǎn)單制造。
如圖8E中所示，具有與耳膜同一結(jié)構(gòu)(表2-1(d)并參考“Zemlin”)的實(shí)施例包括三層組織作為外皮膚層的薄紙或非交織織物51、上述的纖維性中間層，和作為漿(黏)膜的聚合體阻尼材料涂層53的內(nèi)層。在本發(fā)明中可以在任何地方使用聚合體阻尼材料的涂層。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，輔助結(jié)構(gòu)表2-2示出可以使用表3中所列的標(biāo)準(zhǔn)“成品”材料，或輔助現(xiàn)有傳聲膜的作為聲學(xué)元件的任何種類(lèi)的可固定材料來(lái)實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)上極大提高的性能和具有減少的成本的進(jìn)一步簡(jiǎn)化的制作過(guò)程，。
表2-2輔助結(jié)構(gòu)a)手冊(cè)[毛筆、分配者][直接的，具有粘著性的]b)印刷，直接的[絲絹網(wǎng)印花法]，間接的[噴墨，噴泡][在輔助霧或離子模式的材料之前在母體上可提供掩膜]c)空氣中的金屬飛濺d)在真空中蒸發(fā)，飛濺，CVD[熱，等離子，微波，離子束]e)著漆[張開(kāi)的，靜電的]f)電鍍[電氣的，化學(xué)的]g)粘加[金屬箔、薄片、緞帶、條、片、薄層、粉末]h)鐵磁為了使用標(biāo)準(zhǔn)“成品材料”制造本發(fā)明的傳聲膜，進(jìn)行下列步驟a-1)如圖12A中所示，可以在現(xiàn)有錐型傳聲膜55上使用油漆、漆、顏料、標(biāo)記筆、墨水或其它色素手工繪制輔助聲學(xué)元件54。因?yàn)槠湎鄬?duì)較高的彈性密度比，具有云母、鋁或鋁合金粉末、薄層、比如納米碳或陶瓷的碳材料的漆，比如金色、銀色、黑色或任何顏色是優(yōu)選的。圖8F中示出外圍處的圓形截面圖。
如圖12B中所示，可以在上述的圓頂型傳聲膜57上使用油漆、漆、顏料、標(biāo)記筆、墨水或其它色素手工繪制輔助聲學(xué)元件56。因?yàn)槠湎鄬?duì)較高的彈性密度比，具有云母、鋁或鋁合金粉末、薄層、比如納米碳或陶瓷的碳材料的漆，比如金色、銀色、黑色或任何顏色是優(yōu)選的。圖8F中示出外圍處的圓形截面圖。圖12C示出在本發(fā)明的傳聲膜的另一側(cè)上提供的附加的反向聲學(xué)元件58或59。圖8G中示出外圍處的圓形截面圖。
120mm外直徑和33mm內(nèi)直徑的現(xiàn)有紙漿圓錐可以以金色漆的聲學(xué)元件輔助，制成3.5克內(nèi)，少于兩倍的G/S比的重量。[G/S比重量×2＝5.2克]。
33mm外直徑的現(xiàn)有紙漿圓錐可以以金色漆的聲學(xué)元件輔助，制成0.21克內(nèi)，等于G/S比的重量。
100mm外直徑的現(xiàn)有紙漿圓錐可以以金色漆的聲學(xué)元件輔助，制成3.8克內(nèi)，少于兩倍的G/S比的重量。[G/S比重量×2＝3.9克]a-2)如圖8H和8I中所示，可以在上述傳聲膜的實(shí)施例之一上，使用比如環(huán)氧樹(shù)脂的粘合劑60手工地制造輔助聲學(xué)元件61，然后傳聲膜由聲學(xué)元件61覆蓋。最小12個(gè)小時(shí)25℃的溫度優(yōu)選地用于固化環(huán)氧。聲學(xué)元件61的材料可以從表3中選擇。
b)用于制造聲學(xué)元件的另一替代是使用任何直接印刷方法印刷，比如絲絹網(wǎng)印花法，或間接印刷方法，比如使用噴墨打印機(jī)或噴泡打印機(jī)。當(dāng)使用噴墨打印方法時(shí)，3微米寬度的聲學(xué)元件是可能的。
如圖8J中所示，將掩膜62放在傳聲膜55或57上，然后使用比如霧化、或電離，空氣中的金屬飛濺、蒸發(fā)、飛濺、真空中的化學(xué)蒸鍍(CVD)、涂漆和電鍍技術(shù)來(lái)應(yīng)用輔助材料63，如圖8J和8K中所示。
如圖8L和8M中所示，粘合劑60通過(guò)掩膜62也可應(yīng)用于傳聲膜55或57的，然后將聲學(xué)元件61放在粘合劑60上。
如圖8N和8O中所示，將根據(jù)聲學(xué)元件的磁鐵64的磁場(chǎng)放在傳聲膜55或57之后并且鐵磁材料65與聲學(xué)元件對(duì)準(zhǔn)。然后，將鐵磁材料65通過(guò)預(yù)混的粘合劑固定至傳聲膜55或57或在其上提供。
在本發(fā)明的修改的實(shí)施例中，去除結(jié)構(gòu)表2-3在現(xiàn)有技術(shù)上極大地增加了性能并且使用標(biāo)準(zhǔn)“成品”材料實(shí)現(xiàn)了降低的費(fèi)用和進(jìn)一步簡(jiǎn)化的制造工藝，比如在表3中，從傳聲膜去除非必要材料并且保留聲學(xué)元件。
表2-3去除結(jié)構(gòu)可去除材料覆蓋或包層在傳聲模和保留聲學(xué)元件上。
a)手工的[在使用下面方法去除之前可在傳聲膜的聲學(xué)元件上提供掩膜]b)物理的[噴沙、等離子、由能量束蒸發(fā)]c)化學(xué)的[蝕刻、電化學(xué)蝕刻]實(shí)現(xiàn)這樣的改進(jìn)性能的具體方法如下圖8P示出從聲學(xué)元件去除層疊或包層在傳聲膜68或69上的材料66的另一方法。制造掩膜62用于保留的聲學(xué)元件材料，并且將該掩膜放在材料66上，然后通過(guò)手工的、物理的或化學(xué)的方法去除非必要的材料。保留的聲學(xué)元件67在圖8Q中示出。掩膜可留在傳聲膜上以更好地改進(jìn)隔膜的聲學(xué)特征。
可以在錐或圓頂形狀形成之前或之后應(yīng)用所有輔助和去除過(guò)程。
聲學(xué)元件部分之間的所需空間應(yīng)制造得比傳聲膜的各個(gè)載頻的波長(zhǎng)短。
圖13示出在雙耳式耳機(jī)、耳機(jī)和動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)中普遍使用的傳聲膜，其由圓頂68，具有或不具有相切楔的同心環(huán)部分69和驅(qū)動(dòng)器70組成。圖13A示出圓頂型傳聲膜68底側(cè)上的聲學(xué)元件71。圖13B示出同心環(huán)部分69底側(cè)上的聲學(xué)元件72。將聲學(xué)元件與楔一起如圖13B中所示的布置。這種布置是優(yōu)選的并且其改進(jìn)隔膜的低頻特性。圖13C示出同心環(huán)部分69中的圓頂68和72的底側(cè)上的聲學(xué)元件71。將中心片73連接至聲學(xué)元件71的尖端并且作為用于高頻范圍的次級(jí)隔膜工作。通過(guò)在圓頂68的上側(cè)上提供反向聲學(xué)元件71a實(shí)現(xiàn)性能上的更進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖13D(a)和13D(b)中所示。通過(guò)在同心環(huán)部分69的上側(cè)上提供反向聲學(xué)元件72a實(shí)現(xiàn)性能上的更進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖13E中所示。通過(guò)在圓頂68和同心環(huán)部分69的上側(cè)上提供反向聲學(xué)元件71和72實(shí)現(xiàn)性能上的更進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖13F中所示。圖13B和13D的組合也是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的修改的實(shí)施例中，模制結(jié)構(gòu)表2-4使用標(biāo)準(zhǔn)“成品”單片塑料材料，在現(xiàn)有技術(shù)上極大地增加了性能并且實(shí)現(xiàn)了降低的費(fèi)用和進(jìn)一步簡(jiǎn)化的制造工藝。
表2-4模制結(jié)構(gòu)a)模制b)具有外部聲學(xué)元件c)具有帶、條、片或粉末的內(nèi)部聲學(xué)元件d)具有矯正的流長(zhǎng)方形、片、紙漿或液晶聚合體(LCP)e)部分發(fā)泡f)鐵磁g)磁h)激光建模a)圖8R和8S示出具有單側(cè)和雙側(cè)模制的聲學(xué)元件74的傳聲膜。
b)圖8T和8U示出具有模制的外部聲學(xué)元件75的傳聲膜。
c)圖8V和8W示出具有模制的內(nèi)部聲學(xué)元件75的傳聲膜。
d)圖8X示出通過(guò)圖8Y的扭曲?；虬疾勰＃蚤L(zhǎng)方形、包括的片、紙漿或液晶聚合體(LCP)材料的矯正流處理的傳聲膜，以用于材料流控制。這些原則也被應(yīng)用于本發(fā)明的紙錐和圓頂傳聲膜制造。關(guān)于LCP整體結(jié)晶定位，可以參考日本專(zhuān)利1924436。關(guān)于具有片或薄片整體結(jié)晶定位的LCP可以參考日本專(zhuān)利1875159。
e)圖8Z示出具有發(fā)泡的聲學(xué)元件79的傳聲膜。模制的發(fā)泡樹(shù)脂制成的揚(yáng)聲器模參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.US2002/0027040 A1。
f)可以使用磁場(chǎng)作為聲學(xué)元件排在聚合體中的鐵磁粉組列，如圖8N和8O中所示，提供的壓摸被制成比如陶瓷的非磁性材料。
g)可以使用磁鐵條作為聲學(xué)元件排列在聚合體中的鐵磁粉組，如圖12中所示，提供的壓摸被制成比如陶瓷的非磁性材料。
h)對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例的小尺寸和預(yù)生產(chǎn)激光模制是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的修改的實(shí)施例中，在浮雕結(jié)構(gòu)表2-5中的材料的使用在現(xiàn)有技術(shù)上極大地增加了性能并且進(jìn)一步簡(jiǎn)化了制造工藝。使用表3中所列的標(biāo)準(zhǔn)“成品”材料實(shí)現(xiàn)更少的費(fèi)用。
表2-5浮雕結(jié)構(gòu)a)印花，壓印，凹印(熱的或冷的)b)具有輔助的粘合c)放射能量掃描[光，激光，x射線(xiàn)]固化，重組，(快速冷卻)a)如圖8AA和8AB中所示，將聲學(xué)元件80在冷或熱的條件下浮雕、印花、壓印或凹印在傳聲膜55或57上。
b)如圖8AC中所示，加固材料81，比如表3的金屬箔、薄膜或薄片被粘在聲學(xué)元件80上。
c)在圖表圖5或6之后在適當(dāng)?shù)貍髀暷ど蠏呙栎椛淠芰渴?光，激光，紫外線(xiàn)，x射線(xiàn))，通過(guò)固化或重組制造聲學(xué)元件。
聲學(xué)元件在驅(qū)動(dòng)器上以圓形方式延伸，并且它優(yōu)選地大于其寬度的20％。
聲學(xué)元件也可用于具有同心波紋的傳聲膜和無(wú)源散熱器并且改進(jìn)它的特性。
在本發(fā)明的優(yōu)選事實(shí)例中，為了提供聲能的高效傳輸，聲學(xué)元件延伸并且與驅(qū)動(dòng)器連接，如表4中所示。在本實(shí)施例中使用表3中的標(biāo)準(zhǔn)“成品”材料實(shí)現(xiàn)了相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)極大增加的性能。
表4與驅(qū)動(dòng)器連接的聲學(xué)元件a)與聲學(xué)元件連接的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器表面b)纖維加固塑料c)輔助d)去除e)模制f)聲學(xué)阻抗匹配a)一般地，將聲學(xué)元件連接至驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)表面以提供本發(fā)明的顯著特性。
b)在纖維加固塑料結(jié)構(gòu)中，將聲學(xué)元件連接至驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)表面，比如移動(dòng)線(xiàn)圈。圖14A示出將纖維31連接至驅(qū)動(dòng)器12的一個(gè)表面。圖14B示出將纖維31和附加纖維82連接至驅(qū)動(dòng)器12的兩個(gè)或三個(gè)表面。
圖14C示出雙層的纖維31a和31b，將每個(gè)連接至驅(qū)動(dòng)器12的兩個(gè)或三個(gè)表面。圖14D示出兩個(gè)附加纖維82a和82b，夾層驅(qū)動(dòng)器12和纖維31。結(jié)果，在驅(qū)動(dòng)器12的三個(gè)表面內(nèi)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的連接。
c)在輔助結(jié)構(gòu)中，聲學(xué)元件54是與驅(qū)動(dòng)器12的一個(gè)或多個(gè)表面連接的，如圖14E、14F和14G中所示。聲學(xué)元件71和72與驅(qū)動(dòng)器70連接用于具有同心環(huán)部分69的圓頂68，如圖14H和前面的圖13A至F所示和它們各自的描述。對(duì)圓頂68和72、同心環(huán)部分69和108，和驅(qū)動(dòng)器70同時(shí)輔助聲學(xué)元件71，如圖14K中所示，也提供了出色的結(jié)果。
d)在去除結(jié)構(gòu)中，聲學(xué)元件71和72與驅(qū)動(dòng)器70的一個(gè)表面連接，也如圖14H中所示。
e)在模制結(jié)構(gòu)中，聲學(xué)元件74與驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)或多個(gè)表面連接，如圖14I和J中所示。
f)在本發(fā)明中，由于高效的一致聲能傳輸和由聲學(xué)元件提供的高內(nèi)部阻尼特性，聲學(xué)元件和驅(qū)動(dòng)器之間的聲學(xué)阻抗匹配是重要的。實(shí)驗(yàn)的聽(tīng)覺(jué)測(cè)試結(jié)果顯示由透射率表示的聲學(xué)阻抗匹配應(yīng)該大于55％或優(yōu)選的70％。在下述文件中很好記錄了透射率，The UltrasonicEngineering(Chouonpa Kougaku)，p.17，Seiken Shimakawa，Dr.，KougyoChousakai Publishing Co.，Ltd.，1977，Japan，將它們完全包括并作為參考。
在本發(fā)明的修改的實(shí)施例中，使用標(biāo)準(zhǔn)鐵磁材料作為平面驅(qū)動(dòng)電磁系統(tǒng)，比如電話(huà)、耳機(jī)和助聽(tīng)器的傳聲膜實(shí)現(xiàn)了相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)極大地增加的性能，如圖15A中所示。它由用于中央驅(qū)動(dòng)區(qū)域83的鐵磁薄膜或薄片和層疊有母體85的聲學(xué)元件84組成。圖15B示出其中關(guān)于半徑聲學(xué)元件84的厚度減少的鐵磁傳聲膜。
圖15A也可用于壓電材料或靜電材料。
為了提供驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，參考已知的“三腳架”原則，需要三個(gè)或多個(gè)聲學(xué)元件。
圖16示出普通動(dòng)態(tài)移動(dòng)線(xiàn)圈圓錐形擴(kuò)音器系統(tǒng)86的側(cè)交叉部分。語(yǔ)音線(xiàn)圈12攜帶從外部源提供的變化電流，比如，例如，音頻系統(tǒng)(未示出)。構(gòu)造擴(kuò)音器系統(tǒng)86使得語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于由場(chǎng)結(jié)構(gòu)87形成的恒定磁場(chǎng)內(nèi)。典型的場(chǎng)結(jié)構(gòu)87包括連接至前板89和后板90的永久磁鐵88。極片91在它和前板89之間形成縫隙92。語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于縫隙92內(nèi)。后板90、前板89，和極片91一般由比如鐵的高度可滲透材料制成，其提供用于磁鐵88的磁場(chǎng)的路徑。磁鐵88典型地由陶瓷/鐵酸鹽材料制成并且是環(huán)形的。在完成磁電路的縫隙92中形成強(qiáng)恒定磁場(chǎng)。由第一“內(nèi)部”或“較低”懸浮系統(tǒng)93可移動(dòng)地支撐語(yǔ)音線(xiàn)圈12，并且被連接至其中提供聲學(xué)元件的圓錐形隔膜94。較低懸浮系統(tǒng)93也被普遍地稱(chēng)為“波紋阻尼器”。圓錐形膜94在其外圍由第二“外部”或“上部”懸浮系統(tǒng)95支撐。上部懸浮系統(tǒng)95也被普遍稱(chēng)為“邊緣”。中心縫隙96不僅被作為更高頻率的散熱器而且作為防塵帽提供。場(chǎng)結(jié)構(gòu)87，波紋阻尼器93，和邊緣95被連接至適當(dāng)?shù)目蚣芙Y(jié)構(gòu)97并且由其支撐。
在典型的操作中，當(dāng)電流應(yīng)用于語(yǔ)音線(xiàn)圈12時(shí)，相應(yīng)的電磁場(chǎng)在對(duì)電流和縫隙92中的恒定磁場(chǎng)的直角方向產(chǎn)生，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音線(xiàn)圈系統(tǒng)12的機(jī)械力，并且相應(yīng)的錐形膜94在箭頭98指示的往復(fù)式類(lèi)活塞運(yùn)動(dòng)中。更具體地說(shuō)，應(yīng)用于語(yǔ)音線(xiàn)圈12的音頻信號(hào)典型地是變換頻率的正弦波形式的交流。在正半交替周期的一個(gè)方向中的語(yǔ)音線(xiàn)圈12中的電流將引起磁場(chǎng)的極性并且將導(dǎo)致語(yǔ)音線(xiàn)圈12和附加隔膜94在第一方向(例如，向外)中的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)經(jīng)過(guò)語(yǔ)音線(xiàn)圈12的電流在負(fù)半周期反向時(shí)，由語(yǔ)音線(xiàn)圈12產(chǎn)生的磁場(chǎng)的極性反轉(zhuǎn)，并且語(yǔ)音線(xiàn)圈12和隔膜94的運(yùn)動(dòng)同樣地反轉(zhuǎn)(例如，向內(nèi))。這樣，引起語(yǔ)音線(xiàn)圈12和附加的圓錐形膜94以在對(duì)應(yīng)于輸入至語(yǔ)音線(xiàn)圈12的交替電流的頻率的頻率的類(lèi)活塞運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。
圖17示出普通動(dòng)態(tài)移動(dòng)線(xiàn)圈圓頂形揚(yáng)聲器系統(tǒng)99的側(cè)交叉部分。語(yǔ)音線(xiàn)圈12承載從外部源提供的變化電流，比如，例如，音頻系統(tǒng)(未示出)。構(gòu)造圓頂形揚(yáng)聲器系統(tǒng)99使得語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于由場(chǎng)結(jié)構(gòu)87形成的恒定磁場(chǎng)內(nèi)。典型的場(chǎng)結(jié)構(gòu)87包括連接至前板89和后板90的永久磁鐵88。極片91在它和前板89之間形成縫隙92。語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于縫隙92內(nèi)。后板90、前板89，和極片91一般由比如鐵的高度可滲透材料制成，其提供用于磁鐵88的磁場(chǎng)的路徑。磁鐵88典型地由陶瓷—鐵酸鹽材料制成并且是環(huán)形的。在完成磁電路的縫隙92中形成強(qiáng)恒定磁場(chǎng)。語(yǔ)音線(xiàn)圈12被可移動(dòng)地支撐并且被連接至其中提供了聲學(xué)元件的圓頂膜100。圓頂膜100在其外圍處由外懸浮系統(tǒng)95支撐。外懸浮系統(tǒng)95也被普遍稱(chēng)為“邊緣”。將場(chǎng)結(jié)構(gòu)87和邊緣95連接至適當(dāng)?shù)目蚣芙Y(jié)構(gòu)97并且由其支撐。圓頂形揚(yáng)聲器的典型操作類(lèi)似于上述的錐形擴(kuò)音器。
圖18示出用于雙耳式耳機(jī)、耳機(jī)和麥克風(fēng)的具有同心環(huán)部分系統(tǒng)101的普通圓頂形的側(cè)交叉部分。語(yǔ)音線(xiàn)圈70承載從外部源提供的變化電流，比如，例如，音頻系統(tǒng)(未示出)。構(gòu)造系統(tǒng)101使得語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于由場(chǎng)結(jié)構(gòu)87形成的恒定磁場(chǎng)內(nèi)。典型的場(chǎng)結(jié)構(gòu)87包括連接至極片91和后筐102的永久磁鐵88。極片91在它和后筐102之間形成縫隙92。語(yǔ)音線(xiàn)圈70位于縫隙92內(nèi)。后筐102，和極片91一般由比如鐵的高度可滲透材料制成，其提供用于磁鐵88的磁場(chǎng)的路徑。磁鐵88典型地由稀土永恒磁鐵制成。在完成磁電路的縫隙92中形成強(qiáng)恒定磁場(chǎng)。語(yǔ)音線(xiàn)圈70被可移動(dòng)地支撐并且被連接至由圓頂100和同心環(huán)部分103組成的隔膜。具有同心環(huán)部分103的隔膜100由“邊緣”104支撐。
場(chǎng)結(jié)構(gòu)87和邊緣84被連接至具有后筐102的一片框架結(jié)構(gòu)105并且由其支撐。具有同心環(huán)部分的圓頂?shù)牡湫筒僮黝?lèi)似于上述的錐形擴(kuò)音器。
圖19示出普通動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)系統(tǒng)106的側(cè)交叉部分。語(yǔ)音線(xiàn)圈12引起反饋至外部設(shè)備，比如，例如，音頻放大器系統(tǒng)(未示出)的變化電壓。構(gòu)造麥克風(fēng)系統(tǒng)106使得語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于由場(chǎng)結(jié)構(gòu)87形成的恒定磁場(chǎng)內(nèi)。典型的場(chǎng)結(jié)構(gòu)87包括連接至極片91和后筐102的永久磁鐵88。極片91在它和后筐102之間形成縫隙92。語(yǔ)音線(xiàn)圈12位于縫隙92內(nèi)。后筐102，和極片91一般由比如鐵的高度可滲透性材料制成，其提供用于磁鐵88的磁場(chǎng)的路徑。磁鐵88典型地由稀土材料制成。在完成磁電路的縫隙92中形成強(qiáng)恒定磁場(chǎng)。語(yǔ)音線(xiàn)圈12被可移動(dòng)地支撐并且被連接至其中提供了聲學(xué)元件的隔膜100。
隔膜100在其外圍處由外懸浮系統(tǒng)95支撐。外懸浮系統(tǒng)95也普遍被稱(chēng)為“邊緣”。將場(chǎng)結(jié)構(gòu)87和邊緣95連接至并且由適當(dāng)?shù)目蚣芙Y(jié)構(gòu)97支撐。
在典型操作中，當(dāng)將聲波用于隔膜100時(shí)，由箭頭98指示的語(yǔ)音線(xiàn)圈的相應(yīng)的往復(fù)式類(lèi)活塞運(yùn)動(dòng)在對(duì)應(yīng)于聲波頻率的頻率處產(chǎn)生電信號(hào)。
很明顯可以在傳聲膜的形狀中作出各種更改，不僅圓形的而且可以是橢圓形的，如圖20中所示，方形、矩形和傾斜的，甚至平板類(lèi)型的。
由于耳朵的對(duì)稱(chēng)性和聲學(xué)元件引起的聲波中的螺旋成分，用于聲學(xué)元件的螺旋地對(duì)稱(chēng)的布置，圖21中的107a和107b，優(yōu)選地用于多揚(yáng)聲器組。
相信從上面的描述中將理解本發(fā)明的改進(jìn)的傳聲膜和最終改進(jìn)的電聲和聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和它們的許多附帶優(yōu)點(diǎn)，并且很明顯在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可在形式、構(gòu)造和部件的布置中作出各種更改或放棄所有材料的優(yōu)點(diǎn)，上述的形式僅是其優(yōu)選的或示例性的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于傳遞聲能的傳聲膜，其包含連接至驅(qū)動(dòng)器的傳聲膜；和多個(gè)聲學(xué)元件，其由所述的傳聲膜支撐，每個(gè)所述的聲學(xué)元件具有連接至所述的驅(qū)動(dòng)器、且以關(guān)于所述的驅(qū)動(dòng)器不大于90度的角度并且在關(guān)于所述的傳聲膜的切平面上從其徑向延伸的近端；其中，所述的多個(gè)聲學(xué)元件被在圍繞所述驅(qū)動(dòng)器的所選的剛性圖形中定向。
2.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，在所述多個(gè)聲學(xué)元件的每一個(gè)之間的所述角度在相同的半徑處是相等的。
3.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，在所述多個(gè)聲學(xué)元件的每一個(gè)之間的所述角度在每個(gè)半徑恒定。
4.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，至少一個(gè)所述多個(gè)聲學(xué)元件具有不直的部分。
5.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，在所述多個(gè)聲學(xué)元件的每一個(gè)之間的所述角度約為45度。
6.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述的聲學(xué)元件的長(zhǎng)度比半徑長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述的聲學(xué)元件具有包含波長(zhǎng)的工作頻率，并且其中所述的多個(gè)聲學(xué)元件之間的距離比所述的波長(zhǎng)短。
8.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件的彈性模數(shù)與密度的比至少是母體的彈性模數(shù)與密度比。
9.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件占用所述驅(qū)動(dòng)器的多于百分之二十。
10.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件包含至少三個(gè)聲學(xué)元件。
11.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件在所述的傳聲膜的表面上均勻分布。
12.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件的每一個(gè)具有多個(gè)層。
13.如權(quán)利要求12所述的傳聲膜，其中，將所述聲學(xué)元件的所述的多個(gè)層的第一層以對(duì)于所述聲學(xué)元件的第二層異相的角度布置。
14.如權(quán)利要求13所述的傳聲膜，其中，所述角度約為90度異相。
15.如權(quán)利要求12所述的傳聲膜，其中，將所述聲學(xué)元件的所述多個(gè)層的第一層與所述聲學(xué)元件的第二層在所述隔膜的外圍處交織。
16.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜的重量與面積比少于0.25kg/mm2的三倍。
17.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件直接連接至所述驅(qū)動(dòng)器。
18.如權(quán)利要求17所述的傳聲膜，其中，在所述聲學(xué)元件與所述驅(qū)動(dòng)器之間的聲學(xué)透射比大于55％。
19.如權(quán)利要求17所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件與所述驅(qū)動(dòng)器的至少一個(gè)表面接觸。
20.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜至少由類(lèi)皮膚層、纖維層和阻尼材料組成
21.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件的所述末端向外地朝著所述傳聲膜的邊界延伸。
22.如權(quán)利要求21所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜是錐形的。
23.如權(quán)利要求21所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件在每個(gè)半徑處具有恒定體積。
24.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件的所述末端從所述傳聲膜的邊界向內(nèi)延伸。
25.如權(quán)利要求24所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜是圓頂形的。
26.如權(quán)利要求24所述的傳聲膜，其中，所述聲學(xué)元件的線(xiàn)密度是每半徑恒定的。
27.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜是錐和圓頂形狀的結(jié)合。
28.如權(quán)利要求1所述的傳聲膜，其中，所述傳聲膜是具有同心環(huán)部分的圓頂形。
29.一種音頻揚(yáng)聲器，其包含連接至驅(qū)動(dòng)器的傳聲膜；和多個(gè)聲學(xué)元件，其由所述傳聲膜支撐，每個(gè)所述聲學(xué)元件具有連接至驅(qū)動(dòng)器、且從其以關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)器的不大于90度的角度且在關(guān)于所述傳聲膜的切平面上徑向延伸的近端；并且其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件在圍繞所述驅(qū)動(dòng)器的所選的剛性圖形中定向。
30.以如權(quán)利要求29所述的音頻揚(yáng)聲器制造聲音的方法。
31.一種音頻麥克風(fēng)，其包含連接至驅(qū)動(dòng)器的傳聲膜；和多個(gè)聲學(xué)元件，其由所述傳聲膜支撐，每個(gè)所述聲學(xué)元件具有連接至驅(qū)動(dòng)器、且從其以關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)器的不大于90度的角度且在關(guān)于所述的傳聲膜的切平面上徑向延伸的近端；并且其中，所述多個(gè)聲學(xué)元件在圍繞所述驅(qū)動(dòng)器的所選的剛性圖形中定向。
32.以權(quán)利要求31所述的音頻麥克風(fēng)產(chǎn)生電信號(hào)的方法。
33.一種音頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)，其包含多個(gè)揚(yáng)聲器，其中，至少一個(gè)所述揚(yáng)聲器包含對(duì)稱(chēng)地布置的多個(gè)聲學(xué)元件，將所述揚(yáng)聲器的至少一個(gè)所述聲學(xué)元件以和另一聲學(xué)元件方向相反的螺旋方向布置。
34.一種制造傳聲膜的方法，其包含提供具有傳聲膜的形狀的基座；提供具有連接至驅(qū)動(dòng)器、且從其以關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)器的不大于90度的角度并在關(guān)于所述傳聲膜的切平面上徑向延伸的近端的聲學(xué)元件；使用粘合材料在所述基座上固定具有預(yù)定的剛性圖形的所述聲學(xué)元件。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其進(jìn)一步包含提供具有非粘著凸表面的凸模；提供具有非粘著凹表面的凹模；在所述的凸模上散布至少一層纖維股；以粘著材料涂覆所述凸模的凸表面以產(chǎn)生母體；在所述壓摸的頸周?chē)帕兴隼w維股；將所述纖維股綁在一起；和以固定溫度對(duì)于固定時(shí)間在所述凸模上夾緊所述凹模。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述粘著材料是環(huán)氧樹(shù)脂。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其進(jìn)一步包含提供具有非粘著凸表面的凸模；提供具有非粘著凹表面的凹模；在所述凸模上放置至少一層條；在所述頸和所述壓摸的所述凸表面周?chē)帕兴鰲l；以粘著材料涂覆所述凸表面以產(chǎn)生母體；和以固定溫度對(duì)于固定時(shí)間在所述凸模上夾緊所述凹模。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述條是纖維預(yù)浸料坯。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述纖維預(yù)浸料坯是單向的。
40.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述粘著材料是環(huán)氧樹(shù)脂。
41.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述條具有大于十的縱橫比。
42.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述條由扭曲形成。
43.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述條由打滑形成。
44.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述條層的數(shù)目是由所述傳聲膜的外直徑除以所述傳聲膜的內(nèi)直徑的整數(shù)結(jié)果。
45.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述聲學(xué)元件包含纖維。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述傳聲膜包含基本上由所述纖維和所述母體的混合材料組成的聲學(xué)元件。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述纖維包含人造纖維。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述人造纖維包含碳纖維。
49.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述傳聲膜基本上由層疊材料組成。
50.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述傳聲膜基本上由單片材料組成。
51.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述傳聲膜基本上由各向異性的塑料組成。
52.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述傳聲膜基本上由紙漿組成。
53.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述聲學(xué)元件由浮雕過(guò)程制成。
54.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述聲學(xué)元件由輔助過(guò)程制成。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含可固定的材料。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含蒸發(fā)。
57.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含蝕刻。
58.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含印刷。
59.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含電鍍。
60.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含能量束掃描。
61.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述輔助過(guò)程包含用于制作所述聲學(xué)元件并且與所述驅(qū)動(dòng)器連接的同時(shí)輔助過(guò)程。
62.一種傳聲膜，其包含振蕩部件，其包含從平面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成的多個(gè)元件；電激勵(lì)裝置，當(dāng)所述電激勵(lì)裝置被供能時(shí)，其適于傳聲膜以使得每個(gè)所述元件振蕩；其中，所述每個(gè)元件具有連接至所述傳聲膜的中心部分和以對(duì)于所述傳聲膜的所述中央部分的法向的不大于90度的一致角度徑向延伸的近端。
63.如權(quán)利要求62所述的傳聲膜，其中，所述電激勵(lì)裝置包含電磁裝置。
64.如權(quán)利要求62所述的傳聲膜，其中，所述振蕩部件是鐵磁材料制成的。
65.如權(quán)利要求62所述的傳聲膜，其中，所述振蕩部件是壓電材料制成的。
全文摘要
公開(kāi)了一種傳聲膜，其具有由隔膜支撐的多個(gè)聲學(xué)元件。在優(yōu)選形式中，將每個(gè)元件連接至驅(qū)動(dòng)器并且以對(duì)驅(qū)動(dòng)器的法向的一致的銳角徑向延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，布置元件的多層使得每個(gè)元件的方向相對(duì)于彼此異相，優(yōu)選地在大約90度的范圍內(nèi)。也將元件補(bǔ)充至現(xiàn)有傳聲膜。改進(jìn)的傳聲膜在寬頻率范圍內(nèi)用于具有改進(jìn)性能的電聲和聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04R7/02GK1897762SQ20051008189
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者長(zhǎng)岡忠 申請(qǐng)人:長(zhǎng)岡忠