共振型光碟機動發聲裝置的製作方法

2023-06-16 16:08:16 1

專利名稱：共振型光碟機動發聲裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發聲裝置，特別涉及一種共振型光碟機動發聲裝置。
背景技術：
現有的揚聲器已經發展了上百年了，其種類繁多，性能各異，大小不一，但其工作原理均是通過用電能驅動部件產生機械振動，使空氣的密度出現疏密狀態並將該疏密狀態傳播開來，從而使人聽見聲音。現有的揚聲器是靠電流、電壓的變化來驅動部件產生機械振動，必然需要靠導體來實現電流、電壓變化的傳遞，導體又很容易受到外界環境的幹擾和影響。如發電廠、電爐廠等高壓、強電磁環境下，電話中的揚聲器會受到電磁幹擾出現雜音，甚至無法使用。專利公開號為CN101650935，名稱為光碟機動發聲裝置，提出了一種用光波驅動的發聲裝置，該方案是通過將聲音信號加載在雷射發出的光波上，使光波的功率隨聲音信號而波動，該光波通過光纖傳輸到發聲薄膜上，發聲薄膜吸收入射光後溫度升高，使靠近發聲薄膜的空氣層產生隨光強變化的熱膨脹，從而引起空氣介質密度的變化，產生聲音。這種方案需要較高功率的雷射器才可以使發聲薄膜附近的空氣層產生足夠的熱膨脹，這一方面限制了遠距離的光波傳輸，同時高功率的雷射器也會帶來不安全因素。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術中的不足，提供一種共振型光碟機動發聲裝置。本發明利用較小的輸入光功率，能產生較大的發聲功率，且其結構簡單、使用方便、生產成本低，便於推廣使用。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是共振型光碟機動發聲裝置，包括光源、 傳輸光纖、殼體和固定在殼體內的發聲薄膜，所述光源產生連續的輸出光波，所述輸出光波經傳輸光纖射入到發聲薄膜上，其特徵在於所述光源為半導體發光器件，所述光源連接有驅動電流源，所述驅動電流源能產生受音頻信號調製的驅動電流，所述光源能產生光波強度隨驅動電流變化的輸出光波，且在所述的傳輸光纖上安置有高速光開關，該高速光開關的開關頻率是發聲薄膜的共振頻率。上述的共振型光碟機動發聲裝置，所述殼體是封閉的，且所述殼體內裝有氣體，且該氣體的吸收光譜波長與光源的輸出光波波長有重疊的區域。上述的共振型光碟機動發聲裝置，所述發聲薄膜的共振頻率高於人耳聽力能感受到聲音頻率的上限。上述的共振型光碟機動發聲裝置，所述的傳輸光纖上安置有光放大器。上述的共振型光碟機動發聲裝置，所述傳輸光纖的末端與發聲薄膜之間安置有光匯聚裝置。上述的共振型光碟機動發聲裝置，所述高速光開關產生的開關頻率是以循環的方式在發聲薄膜的最小共振頻率和最大共振頻率之間變化。
本發明與現有技術相比具有以下優點本發明利用較小的輸入光功率，能產生較大的發聲功率，可以用於較遠距離的聲音傳播，由於利用共振使得光源的發光功率較小，避免使用大功率的光源，進一步提高了整個系統的安全性，並降低了該裝置的成本。本發明還通過採用殼體內的氣體吸收輸出光波能量後溫度升高並膨脹然後推動發聲薄膜振動，發聲薄膜的振動引發了空氣介質的密度變化，產生聲音。這樣使發聲薄膜能更快的達到共振頻率，進一步降低了光源的功率，取得很好的效果。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明實施例1的結構示意圖。圖2為本發明實施例2的結構示意圖。附圖標記說明101-光源；102-光調製器；103-電調製器；105-光放大器；106-傳輸光纖；107-殼體；108-發聲薄膜； 111-光匯聚裝置； 112-氣體；201-驅動電流源； 203-光開關。
具體實施例方式實施例1如圖1所示的一種共振型光碟機動發聲裝置，包括光源101、傳輸光纖106、殼體107 和固定在殼體107內的發聲薄膜108，所述光源101產生連續的輸出光波，所述輸出光波經傳輸光纖106射入到發聲薄膜108上，所述光源101為半導體發光器件，所述光源101連接有驅動電流源201，所述驅動電流源201能產生受音頻信號104調製的驅動電流，所述光源 101能產生光波強度隨驅動電流變化的輸出光波，且在所述的傳輸光纖106上安置有高速光開關203，該高速光開關203的開關頻率是發聲薄膜108的共振頻率。驅動電流源201給半導體發光器件的電流僅加載有音頻信號104的連續電流，半導體發光器件發出的輸出光波也是連續的，在傳輸光纖106上安置高速光開關203，後者的開關頻率是使發聲薄膜108 發生共振的頻率。在所述的傳輸光纖106末端與發聲薄膜108之間安置有光準直器111，輸出光波通過傳輸光纖106後由準直器111匯聚，並經過一空間的傳播入射到發聲薄膜108 的中部，使發聲薄膜108更容易產生較大的振動。當然準直器111也可以由透鏡或透鏡組替換以達到相同的目的。本實施例中，發聲薄膜108始終處於共振狀態中，並且其共振幅度的大小與入射光波的強度成正比例關係，發聲薄膜108的振動引發了空氣介質的密度變化，產生聲音。在實際環境中，由於發聲薄膜108受空氣溼度、氣壓、溫度等因素的影響，其共振頻率會在一個最小共振頻率和最大共振頻率間變化，為保證發聲薄膜始終處於共振狀態中，所述高速光開關203產生的開關頻率是以循環的方式在發聲薄膜108的最小共振頻率和最大共振頻率之間變化。實施例2如圖2所示，本實施例與實施例1不同之處是所述殼體107是封閉的，且所述殼體107內填充有氣體112如二氧化碳氣體，發聲薄膜108固定在殼體107的內壁上，且該氣體112的吸收光譜波長與光源101的輸出光波波長有重疊的區域。一種優選的做法是殼體 107內壁有高反射率塗層，使輸入到殼體107內的脈衝輸出光波能被內部填充的氣體112充分吸收。氣體112因吸收入射光引起溫度變化，導致氣體112體積膨脹變化隨即引起發聲薄膜108的振動，氣體112的體積變化與入射光波的強度成正比例關係，由於接受到的光波的脈衝頻率是發聲薄膜108的共振頻率，所以發聲薄膜108始終處於共振狀態中，並且其共振幅度的大小與入射光波的強度成正比例關係，發聲薄膜108的振動引發了空氣介質的密度變化，產生聲音，這樣使發聲薄膜108能更快的達到共振頻率，進一步降低了光源101的功率，取得很好的效果。所述發聲薄膜108的共振頻率高於人耳聽力能感受到聲音頻率的上限。所述的傳輸光纖106上安置有光放大器105。所述的光放大器105是光纖放大器。所述傳輸光纖106的末端與發聲薄膜108之間安置有光匯聚裝置111。所述光匯聚裝置111 為準直器、透鏡或透鏡組。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.共振型光碟機動發聲裝置，包括光源(101)、傳輸光纖(106)、殼體(107)和固定在殼體(107)內的發聲薄膜(108)，所述光源(101)產生連續的輸出光波，所述輸出光波經傳輸光纖(106)射入到發聲薄膜(108)上，其特徵在於所述光源(101)為半導體發光器件，所述光源(101)連接有驅動電流源001)，所述驅動電流源(201)能產生受音頻信號(104)調製的驅動電流，所述光源(101)能產生光波強度隨驅動電流變化的輸出光波，且在所述的傳輸光纖(106)上安置有高速光開關003)，該高速光開關Q03)的開關頻率是發聲薄膜 (108)的共振頻率。
2.根據權利要求1所述的共振型光碟機動發聲裝置，其特徵在於所述殼體(107)是封閉的，且所述殼體(107)內裝有氣體(112)，且該氣體(112)的吸收光譜波長與光源(101) 的輸出光波波長有重疊的區域。
3.根據權利要求1或2所述的共振型光碟機動發聲裝置，其特徵在於所述發聲薄膜 (108)的共振頻率高於人耳聽力能感受到聲音頻率的上限。
4.根據權利要求1所述的共振型光碟機動發聲裝置，其特徵在於所述的傳輸光纖(106) 上安置有光放大器(105)。
5.根據權利要求1所述的共振型光碟機動發聲裝置，其特徵在於所述傳輸光纖(106) 的末端與發聲薄膜(108)之間安置有光匯聚裝置(111)。
6.根據權利要求1所述的共振型光碟機動發聲裝置，其特徵在於所述高速光開關O03) 產生的開關頻率是以循環的方式在發聲薄膜(108)的最小共振頻率和最大共振頻率之間變化。
全文摘要
本發明公開了一種共振型光碟機動發聲裝置，包括光源、傳輸光纖、殼體和固定在殼體內的發聲薄膜，所述光源產生連續的輸出光波，所述輸出光波經傳輸光纖射入到發聲薄膜上，所述光源為半導體發光器件，所述光源連接有驅動電流源，所述驅動電流源能產生驅動電流，所述光源能產生光波強度隨驅動電流變化的輸出光波，且在所述的傳輸光纖上安置有高速光開關，該高速光開關的開關頻率是發聲薄膜的共振頻率。本發明利用較小的輸入光功率，能產生較大的發聲功率，且其結構簡單、使用方便、生產成本低，便於推廣使用。
文檔編號G10K9/00GK102467903SQ20101053091
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司