超声波音频扬声器和发射器制造技术

一种超声波音频扬声器，其包括背板，该背板包括第一主表面和导电区域，该背板进一步包括布置在该第一主表面上的多个纹理元件。邻近该背板的第一主表面布置的柔性层包括导电区域和绝缘区域，其中该柔性层邻近该背板布置，使得该绝缘区域被定位在该背板与该柔性层的导电区域之间，并且使得在该柔性层与纹理元件的表面之间存在大量空气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书总体上涉及参数化扬声器。更具体地，一些实施例涉及超声波发射器。
技术介绍
非线性转换是将足够密集的、音频调制超声波信号引入空气柱中的结果。自解调或下变频沿着空气柱发生，导致可听声学信号的形成。此过程由于已知的物理原理而发生，即，当在同一介质中同时辐射具有不同频率的两个声波时，由两个声波的非线性(参数化)相互作用产生包括两个频率的总和以及差异的调制波形。当两个原始声波是超声波并且其之间的差异差被选择为音频频率时，可以通过参数化相互作用生成可听声音。参数化音频重现系统通过在非线性过程中的两个声学信号的外差作用(heterodyning)产生声音，该非线性过程发生在诸如空气的介质中。声学信号通常在超声频率范围中。介质的非线性导致由介质产生的作为声学信号的总和以及差异的声学信号。因此，在频率上分开的两个超声信号可以导致在60Hz至20,000Hz的人类听觉范围内的差音。
技术实现思路
本文中所描述的技术的实施例包括超声波音频扬声器系统，其包括发射器和驱动器。在一些实施例中，超声波音频扬声器包括：包括第一主表面和导电区域的背板，该背板进一步包括布置在第一主表面上的多个纹理元件；邻近背板的第一主表面布置的柔性层，该柔性层包括导电区域和绝缘区域，其中柔性层邻近背板布置，使得绝缘区域被定位在背板与柔性层的导电区域之间，并且使得在柔性层与纹理元件的表面之间存在大量空气；其中，背板和柔性层均被配置以被电耦接至携带音频调制超声波载波的一对信号线中的相应的一个信号线，并且进一步地，其中，在应用音频调制超声波载波后，柔性层被配置以将音频调制超声波载波信号的压力波表示发射到空中。结合附图，根据下列具体实施方式，本专利技术的其他特征和方面将变得明显，该附图通过示例图示说明根据本专利技术的实施例的特征。上述
技术实现思路
不
旨在限制本专利技术的范围，该范围仅由所附的权利要求书限定。附图说明根据一个或多个不同实施例参照附图详细描述了本专利技术。附图被提供仅用于图示说明的目的并且仅描绘本专利技术的典型实施例或示例实施例。这些附图被提供用于帮助读者理解本文所描述的系统和方法，并且不应被认为限制要求保护的专利技术的宽度、范围或应用性。本文中包括的附图中的一些附图从不同的视角图示说明了本专利技术的不同实施例。尽管所附的描述性文本可能参考在其中被描绘为在设备的“顶部”、“底部”或“侧部”的元件，然而除非以其他方式明确声明，否则这种参考仅是描述性的并且不暗示或要求以特定的空间取向实现或使用本专利技术。图1是图示说明适合与本文中所描述的发射器技术一起使用的超声波声音系统的图示。图2是图示说明适合与本文中所描述的发射器技术一起使用的信号处理系统的另一示例的图示。图3是图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的示例发射器的放大图。图4是图示说明根据在图3中图示说明的示例的组装发射器的横截面视图的图示。图5是图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的超声波发射器的另一示例配置的图示。图6A是图示说明能够用于驱动本文中所披露的发射器的简单驱动器电路的示例的图示。图6B是图示说明用来在从信号自身抽取需要的电压的发射器处生成偏置电压的简单电路的示例的图示。在本示例中，电路被设计成在300V处偏置，但是通过改变二极管ZD1，其他的电压是可能的。图6C是图示说明能够用于形成罐形磁芯电感器的罐形磁芯的示例的剖面图的图示。图7是图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的另一示例发射器配置的图示。图8是图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的另一示例发射
器配置的图示。图9A是图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的包括脊的不规则表面的一部分的横截面图的图示。图9B是图示说明在图9A中示出的背板104的一个实施例的表面的多个行的透视图的图示。图9C是图示说明在用于形成不规则表面的峰(而不是细长的脊)的形状中形成的不规则物的透视图的图示。图10是图示说明具有包括脊的不规则表面的另一个实施例的一部分的横截面图的图示。图11A图示说明根据以上参照图9和图10描述的实施例的纹理表面的示例尺寸。图11B图示说明根据以上参照图9和图10描述的实施例的纹理表面的另一示例尺寸。图12A图示说明根据本文中所描述的技术的一个实施例的纹理元件的横截面图。图12B图示说明在图12A中描绘的纹理元件的透视图。图13是图示说明具有多个纹理元件(诸如在图12中图示说明的纹理元件)的轮廓的示例的图示。图14是图示说明其中在每个相邻脊之间提供倒圆状表面的轮廓的示例的图示。图15是图示说明根据以上参照图12至图14描述的实施例的纹理表面的示例性尺寸的图示。图16A图示说明根据本文中描述的实施例的示例纹理表面的横截面图。图16B图示说明根据本文中描述的实施例的示例纹理表面的透视图。图17A是图示说明以拱形配置形成的示例发射器的自顶向下视图的图示。图17B图示说明以柱形配置形成的示例发射器的自顶向下视图。图18A图示说明拱形配置的示例发射器的透视图。图18B图示说明柱形配置的示例发射器的透视图。这些附图并不意是穷举性的或将本专利技术限制于所披露的精确形式。应理解，本专利技术可以通过修改和替换来实现，并且本专利技术仅由权利要求及其等同
物限制。具体实施方式本文中所描述的系统和方法的实施例针对各种不同的应用提供超音速声音(HyperSonic Sound，HSS)音频系统或其他超声波音频系统。某些实施例针对超声波载波音频应用提供薄膜超声波发射器。图1是图示说明适合与本文中所描述的系统和方法一起使用的超声波声音系统的图示。在这个示例性超声波系统1中，来自音频源2(例如，麦克风、存储器、数据存储装置、流媒体源、CD、DVD或其他音频源)的音频内容被接收。音频内容可以根据来源被解码并且从数字形式转换成模拟形式。使用调制器将由音频系统1接收的音频内容调制到频率为f1的超声波载波上。调制器通常包括用于生成超声波载波信号的本地振荡器3以及用于将音频信号调制到载波信号上的倍增器4。所产生的信号是具有频率为f1的载波的双边带或单边带信号。在一些实施例中，信号是参数化超声波或HSS信号。在大多数情况中，所使用的调制方案是幅度调制或AM。AM可以通过用信息承载信号乘以超声波载波来实现，该信息承载信号在这种情况中是音频信号。经调制的信号的频谱具有两个边带(即上边带和下边带)和载波自身，这两个边带关于载波频率是对称的。将经调制的超声波信号提供至变换器6，该变换器将超声波发射到空中以产生超声波7。当通过变换器以足够高的声压水平进行回放时，由于通过其进行“播放”或传输的空气的非线性性能，信号中的载波与(多个)边带混合以解调信号并重现音频内容。这有时候被称为自解调。因此，即使针对单边带实现方式，载波也包括有发射的信号使得自解调可以发生。尽管在图3中所图示说明的系统使用单个变换器来发射单信道音频内容，然而本领域的普通技术人员在阅读本说明书之后将理解，多个混合器、放大器和变换器可以如何被用于使用超声波载波传输多信道音频。在图2中示意性地图示说明了适合与本文中描述的技术一起使用的信号处理系统10的一个示例。在该实施例中，各种处理电路或者部件以根据一种实现方式对它们进行布置的顺序(相对于信号的处理路径)来图示说明。将理解，处理电路的部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波音频扬声器，包括：背板，所述背板包括第一主表面和导电区域，所述背板进一步包括布置在所述第一主表面上的多个纹理元件；邻近所述背板的所述第一主表面布置的柔性层，所述柔性层包括导电区域和绝缘区域，其中所述柔性层邻近所述背板布置使得所述绝缘区域被定位在所述背板与所述柔性层的所述导电区域之间，并且使得在所述柔性层与所述纹理元件的表面之间存在大量空气；其中所述背板和所述柔性层均被配置以被电耦接至携带音频调制超声波载波的一对信号线中的相应一个信号线上，并且进一步地，其中在应用所述音频调制超声波载波后，所述柔性层被配置以将所述音频调制超声波载波信号的压力波表示发射到空中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 US 14/079,3991.一种超声波音频扬声器，包括：背板，所述背板包括第一主表面和导电区域，所述背板进一步包括布置在所述第一主表面上的多个纹理元件；邻近所述背板的所述第一主表面布置的柔性层，所述柔性层包括导电区域和绝缘区域，其中所述柔性层邻近所述背板布置使得所述绝缘区域被定位在所述背板与所述柔性层的所述导电区域之间，并且使得在所述柔性层与所述纹理元件的表面之间存在大量空气；其中所述背板和所述柔性层均被配置以被电耦接至携带音频调制超声波载波的一对信号线中的相应一个信号线上，并且进一步地，其中在应用所述音频调制超声波载波后，所述柔性层被配置以将所述音频调制超声波载波信号的压力波表示发射到空中。2.如权利要求1所述的超声波音频扬声器，其中所述纹理元件包括布置在所述背板的所述第一主表面上的多个脊，其中对应的凹陷被布置在每个相邻的一对脊之间。3.如权利要求2所述的超声波音频扬声器，其中所述多个脊中的每个脊包括以某一角度从相邻的凹陷延伸的两个表面和沿着所述脊的峰扩展的平坦部分。4.如权利要求3所述的超声波音频扬声器，其中所述谷包括一对相邻脊的相邻表面的交叉区。5.如权利要求3所述的超声波音频扬声器，其中谷包括在一对相邻脊的相邻表面之间的倒圆状表面。6.如权利要求3所述的超声波音频扬声器，其中谷包括在一对相邻脊的相邻表面之间的平坦表面。7.如权利要求3所述的超声波音频扬声器，其中所述多个脊中的每个脊的峰包括扇形轮廓。8.如权利要求1所述的超声波音频扬声器，其中所述柔性层包括金属化膜。9.一种静电发射器，其包括：第一电极，所述第一电极包括具有纹理表面的导电元件；第二电极，所述第二电极包括邻近所述第一电极的所述纹理表面布置的金属化膜；其中，在应用音频调制超声波载波后，所述第二电极被...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·G·诺里斯，
申请(专利权)人：乌龟海岸公司，
类型：发明
国别省市：美国;US