纸喇叭带着走动人乐章处处飘
谈到音响喇叭,多数人印象都是「沈重的大木箱」,不过工研院电子与光电研究所研发的可挠式超薄扬声器,或称「纸喇叭」,让喇叭造型薄如纸片,甚至可以做成壁纸、阳伞,或是灯罩,也可以轻便地随身带着走。说不定未来,除了行动上网和影音平台外,行动剧院也可以随时趴趴走。
文王秀芳 摄影邹福生
乍见所谓的「纸喇叭」,许多人都不免心头嘀咕二句:这东西可以当喇叭?会响吗?但看见研发工程师轻巧地接上MP3 播放器,一张A2尺寸大小的纸片,真的就放出音乐了!
工研院电光所奈米电子技术组研发组长陈明道说,当初研发团队在寻找製造超薄扬声器时,考虑过很多种材料,包括与电传导最相关的金属材质,或是软电基板的塑胶。直到有一天,脑海中灵光一闪,「为什幺不用随手可得,而且又是现成材料的纸张呢?」随手翻起办公桌上的一叠纸张,陈明道笑着说。电光所所长詹益仁听到这个创意,也是大为兴奋,当时的第一个反应就是:赶快着手研发!
陈明道进一步解释,纸喇叭主要是以厚度不到1mm的纸张为主要材质,只需用两张纸,在上面铺以金属薄膜当电极,并在中间夹入一层带静电荷的振动膜,而声音的电子讯号在电极所产生之电场,就能让振动膜产生吸引或排斥,进而压缩空气产生声音。
平面可挠,省电成本低
纸喇叭是工研院的软电技术研发领域的一项计画,它不仅具有平面化、可挠曲、大面积及可任意裁切等优点,相较于传统动圈式喇叭,纸喇叭具有数倍高的电能转换声能效率。陈明道表示,纸喇叭虽需几十伏特到一百多伏特的工作电压,但电流很小,相对的整体功耗就低,可节省许多用电。这让纸喇叭在绿色潮流趋势中,又增添了几分优势。
纸喇叭的另一项优势,则是可採用低成本的连续式生产。陈明道解释,採用Roll-to-Roll製程的纸喇叭,可便于大量连续生产。这种捲绕式製程类似印刷技术,利用这种连续生产的特性,在生产时,自然可以节省许多成本。
陈明道说,发展可挠式超薄扬声器的想法,最早是从工研院的软性电子前瞻计画开始酝酿。当时研发的方向朝人类两大感官需求——听觉、视觉去构思。其中听觉部分,希望发展出薄型化、平面化、软性、大面积的喇叭,以配合相关软性电子产品的应用。因此,最后决定以平面扬声器为研发基调。
纸喇叭带着走动人乐章处处飘
以纸为材,令人惊豔
这个规模不大的团队,开发出纸质扬声器,已经是第三代的产品了。2006 年与工研院材料与化工研究所合作,研发出金属材质的小型平面扬声器,是为第一代产品;接下来的第二代,则是以塑胶基板为主要材质。
至于第三代的纸喇叭,在殷切的期盼下,研发团队不仅以半年左右的时间完成了产品原型,亮相之后,也很快地就引起传统喇叭厂商以及系统厂商的兴趣,频频与工研院接触。陈明道表示,囿于人力因素,无法一一回应厂商的客製化需求,但目前已与国内的汽车电子厂商进行商用化的合作。
事实上,纸喇叭的应用範围广,而且相当创新。经过多次与外部创意设计团队脑力激荡后,目前已初步定出几个应用面向,包括建筑/家饰应用、3C应用、交通应用、纺织应用及其他。
以技术分类,纸喇叭属于平面扬声器的一环,但是因为加入创意巧思──纸张为材料,所以更具轻、薄的竞争优势。而且可以大面积製作的纸喇叭,还富于变化,能配合客製化的需求,裁成任意尺寸与形状。在发声效率上,纸喇叭的效果也比传统喇叭好,也更为省电。
强化低音效果
虽然纸喇叭已拥有许多技术以及创新应用的优势,但是陈明道不讳言,在低音音质的呈现上,纸喇叭仍有改善空间。由于平面扬声器的音波产生是透过压缩空气而来,而低音则需要较大的振动空间,这是体积轻薄的纸喇叭目前声音表现上有所限制的原因。目前研发团队在结构方面将持续改进,以提升低音效果。
依据陈明道的规划,除了持续提升音质外,将製程由人工组装导入Roll-to-Roll,亦是现阶段研发的重点,以便大量生产降低成本,并可依产品需求,裁成不同大小及形状。而可靠度环境测试,也是另一项重要的课题,目前已与厂商合作,以车用级应用为测试目标,着手进行环测和改善。
至于「纸张」给人观感是较为脆弱、容易损坏的想法,陈明道解释,纸喇叭虽以纸张为主要材料,但与传统动圈式喇叭之圆锥盆类似,视应用需要可在纸喇叭的外部包覆包材,不用担心纸张脆弱的问题。
对于纸喇叭未来的发展,陈明道分析,纸喇叭最大的市场潜力在于创新应用,像是3C 产品、交通或是应用在大面积的商品上。毕竟,纸喇叭诉求的是轻巧、方便、易携带,所以产品走的路线将和传统扬声器不同。
就现阶段与厂商接触的经验来看,「纸喇叭应用的想像空间其实很大,只是需要花时间与力气去说服传统3C 应用厂商改变观念。」陈明道衷心期望,纸喇叭的未来,在投入更多市场分析与商品应用的研究资源后,开发出更多贴近生活,以及与使用者连结的创新应用。
摘自工业技术与资讯204期2008年10月号
以后就不用买数量多又庞大笨重的家庭剧院了 把这材料当壁纸贴在墙上
比任何环绕音响都还要猛吧怕BASS不够 外接一台BASS就OK了
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