紙喇叭

紙喇叭

紙喇叭主要是以厚度不到1mm的紙張為主要材質,只需用兩張紙,在上面鋪以金屬薄膜當電極,並在中間夾入一層帶靜電荷的振動膜,而聲音的電子訊號在電極所產生之電場,就能讓振動膜產生吸引或排斥,進而壓縮空氣產生聲音。平面可撓,省電成本低

基本介紹

  • 中文名:紙喇叭
  • 優點:符合綠色潮流趨勢
  • 特點:輕薄又可彎曲
  • 厚度:不到1mm
簡介,詳細信息,

簡介

喇叭主要是以厚度不到1mm的紙張為主要材質,只需用兩張紙,在上面鋪以金屬薄膜當電極,並在中間夾入一層帶靜電荷的振動膜,而聲音的電子訊號在電極所產生之電場,就能讓振動膜產生吸引或排斥,進而壓縮空氣產生聲音。平面可撓,省電成本低

詳細信息

紙喇叭是工研院的軟電技術研發領域的一項計畫,它不僅具有平面化、可撓曲、大面積及可任意裁切等優點,相較於傳統動圈式喇叭,紙喇叭具有數倍高的電能轉換聲能效率。 陳明道表示,紙喇叭雖需幾十伏特到一百多伏特的工作電壓(依套用而有所不同),但電流很小,相對的整體功耗就低,可節省許多用電。這讓紙喇叭在綠色潮流趨勢中,又增添了幾分優勢。這讓紙喇叭在綠色潮流趨勢中,又增添了幾分優勢。
紙喇叭的另一項優勢,則是可採用低成本的連續式生產。紙喇叭的另一項優勢,則是可採用低成本的連續式生產。 陳明道解釋,採用Roll-to-Roll(卷繞式)製程的紙喇叭,可便於大量連續生產。這種卷繞式製程類似印刷技術,利用這種連續生產的特性,在生產時,自然可以節省許多成本。
陳明道說,發展可撓式超薄揚聲器的想法,最早是從工研院的軟性電子前瞻計畫開始醞釀。當時研發的方向朝人類兩大感官需求--聽覺、視覺去構思。 其中聽覺部分,希望發展出薄型化、平面化、軟性、大面積的喇叭,以配合相關軟性電子產品的套用。 因此,最後決定以平面揚聲器為研發基調。因此,最後決定以平面揚聲器為研發基調。
以紙為材,令人驚艷以紙為材,令人驚艷這個規模不大的團隊,開發出紙質揚聲器,已經是第三代的產品了。這個規模不大的團隊,開發出紙質揚聲器,已經是第三代的產品了。 2006年與工研院材料與化工研究所合作,研發出金屬材質的小型平面揚聲器,是為第一代產品;接下來的第二代,則是以塑膠基板為主要材質。
至於第三代的紙喇叭,在殷切的期盼下,研發團隊不僅以半年左右的時間完成了產品原型,亮相之後,也很快地就引起傳統喇叭廠商以及系統廠商的興趣,頻頻與工研院接觸。陳明道表示,囿於人力因素,無法一一回應廠商的客制化需求,但現已與國內的汽車電子廠商進行商用化的合作。
事實上,紙喇叭的套用範圍廣,而且相當創新。 經過多次與外部創意設計團隊腦力激湯後,現已初步定出幾個套用面向,包括建築/家飾套用(例如壁紙)、3C套用、交通套用、紡織套用及其他。
以技術分類,紙喇叭屬於平面揚聲器的一環,但是因為加入創意巧思──紙張為材料,所以更具輕、薄的競爭優勢。而且可以大面積製作的紙喇叭,還富於變化,能配合客制化的需求,裁成任意尺寸與形狀。 在發聲效率上,紙喇叭的效果也比傳統喇叭好,也更為省電。在發聲效率上,紙喇叭的效果也比傳統喇叭好,也更為省電。
強化低音效果
雖然紙喇叭已擁有許多技術以及創新套用的優勢,但是陳明道不諱言,在低音音質的呈現上,紙喇叭仍有改善空間。由於平面揚聲器的音波產生是透過壓縮空氣而來,而低音則需要較大的振動空間,這是體積輕薄的紙喇叭在聲音表現上有所限制的原因。 研發團隊在結構方面將持續改進,以提升低音效果。
依據陳明道的規劃,除了持續提升音質外,將製程由人工組裝導入Roll-to-Roll(卷繞式),亦是現階段研發的重點,以便大量生產降低成本,並可依產品需求,裁成不同大小及形狀。而可靠度環境測試,也是另一項重要的課題,現已與廠商合作,以車用級套用為測試目標,著手進行環測和改善。
至於“紙張”給人觀感是較為脆弱、容易損壞的想法,陳明道解釋,紙喇叭雖以紙張為主要材料,但與傳統動圈式喇叭之圓錐盆類似,視套用需要可在紙喇叭的外部包覆包材,不用擔心紙張脆弱的問題。
對於紙喇叭未來的發展,陳明道分析,紙喇叭最大的市場潛力在於創新套用,像是3C 產品、交通或是套用在大面積的商品上。畢竟,紙喇叭訴求的是輕巧、方便、易攜帶,所以產品走的路線將和傳統揚聲器不同。
就現階段與廠商接觸的經驗來看,“紙喇叭套用的想像空間其實很大,只是需要花時間與力氣去說服傳統3C 套用廠商改變觀念。”陳明道衷心期望,紙喇叭的未來,在投入更多市場分析與商品套用的研究資源後,開發出更多貼近生活,以及與使用者連結的創新套用。
紙喇叭輕薄又可彎曲
現代電子產品越來越注重體積小但功能強大,比如電視要扁平但畫質清晰,手機要小巧但能上網還可導航,今天的《科技脈動》就要為您介紹台灣工研院發明的超薄“紙喇叭”。
相信許多朋友都時常感到音響喇叭既笨重,體積又大,而如果追求立體音場的享受,就要裝上重、低音箱加上環繞音箱,少說也要5、6個,地上還鋪滿電線。不但清理不便,而且容易破壞裝潢,更占空間。
台灣的財團法人工業技術研究院(簡稱工研院),發明了紙做的超薄音響喇叭,能夠徹底解決這個問題。這項發明還獲得了美國“華爾街日報”2009年的“全球科技創新獎”當中的“消費性電子獎”第一名。
工研院電光所所長詹益仁對美國之音說明紙喇叭的研發經過:“一開始我們的目的事實上不是要做紙喇叭,而是在做一個平面的喇叭,所以在這方面開發的材料事實上在10年前就開始著力了。三年前開始,我們有個’軟性電子’的計畫,是把很多的元件,做在軟性的機板上面,像在塑膠、紙張上面;過去很多的電子、光電產品都是做在半導體或者是玻璃上面。現代人的需求,我們不僅是要可攜帶,甚至我們有些要可穿戴。”
而這個紙喇叭所使用的材料之簡單,也叫人吃驚。詹益仁所長向美國之音記者解釋“紙喇叭”的科技原理:“它就是一般的紙。我稍微介紹一下我們紙喇叭的結構。首先,喇叭一定有發出聲音的裝置,我們可以發出聲音的裝置就是一個可以帶電的、可以助電的薄膜。電荷可以存在這個薄膜上面,大約有幾百伏特的電壓在。紙呢,其實就是它兩邊的電極,一個音頻的訊號進去的時候,就造成薄膜震動,薄膜的震動就會產生聲音出來。所以外觀是紙,裡面有一個震動的薄膜。”
*體積小音質佳並省電環保*
而這個紙喇叭雖然如此輕薄,但音質一點都不差,甚至還能提供更好的立體音場。
詹益仁所長說:“它的厚度可以小於0.1公分,而它的大小是沒有受到限制的。所以我們可以做整面牆都是紙喇叭,或者是可以做出一個彎曲的、有造型的紙喇叭,完全跳脫了我們現在對喇叭的概念。如果說在設計上面有不同的(聲音)來源,譬如說整個環場都有喇叭的話,我的身歷聲效果會比過去傳統發射式的喇叭會來的更好。在中高音的部分事實上表現的非常的好,在低音的部分大概可以到達250赫茲(Hz),大概就是等於中提琴的聲音。”
而紙喇叭即使經過彎曲,音質也不會受到影響;若是加大面積,則音量也會跟著增加。想像將它貼滿牆壁四周來聽音樂或觀賞電影,絕對能大保耳福。
另外,紙喇叭的耗電量只有一般喇叭的10%,除了可以使用室內一般電源,也可利用太陽能,更讓它增添了環保的特質。
紙喇叭以紙和金屬電極為材料,以“印刷”的方式就能生產,不過僅有工研院以手工製作。詹益仁表示,幾個月前才剛設計了生產線,並請廠商製造原型機,預估在2009年底之前可以開始批量生產。
*可大可小可彎曲用途無窮*
詹益仁所長強調,紙喇叭的用途很廣泛,潛能十分強大:“你可以穿在身上。在衣服上就可以貼個喇叭,在運動過程當中的音樂,就不用像隨身聽還要帶個耳機。可以摺疊起來,方便於攜帶。跟太陽電池板摺疊在一起,在戶外可以利用太陽電池來發電,只要弄個MP3進去的話,自然就會有音樂出來。有一家車廠,我們已經有合作,就把我們的紙喇叭放到它的車子裡面。因為車子空間非常有限,紙喇叭重量又非常的輕,所以他們已經在新的車型,把我們的喇叭設計進去。”
而紙喇叭也可運用在火車站、購物商場等外牆的巨型廣告,更可使用在手機上面,讓手機更加輕薄短小。而且,由於成本降低,紙喇叭的價格只要傳統喇叭的一半 !
想像若有一日,從客廳的紙雕像或藝術品中流泄出優美樂音,或是打開電視,四周的牆壁就發出環繞立體音場,在家裡可能比在電影院還要享受!

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