JP2012119842A - Flat speaker - Google Patents

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政明 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat speaker which can reproduce the sound quality of a conventional speaker, and can be made thin, compact and lightweight.SOLUTION: The flat speaker comprises a carrier wave generation unit which generates a carrier wave in an ultrasonic frequency band modulated by an acoustic signal in the audible frequency band, and a diaphragm 2 which is vibrated by the carrier wave and reproduces the acoustic signal. In the carrier wave generation unit, multiple ultrasonic wave generation elements are arranged in array and subjected to drive control according to the acoustic signal. The diaphragm 2 is vibrated by the carrier wave radiated from the carrier wave generation unit and propagated through a space between an ultrasonic wave generation element 7, and reflects the carrier wave.

Description

本発明は、デジタル信号により駆動される平面スピーカに関する。   The present invention relates to a flat speaker driven by a digital signal.

近年、スピーカを搭載した電子機器の薄型化、小型化、軽量化の要求が強くなってきており、従来のコーン型スピーカではこれらの要求を満足することができなくなってきている。また、信号のデジタル化が進行しているが、スピーカの駆動時にはデジタル信号をアナログ信号に変換して駆動する必要があった。これに対し、超音波発生素子であるトランスデューサをアレイ上に配置して超音波域のクロック周波数のデジタル信号により直接駆動して、可聴周波数帯域の音声を得るスピーカが提案されている。例えば特許文献1には、通常のデジタル信号を1進デジタル信号に変換して、信号のビット数に応じた複数のトランスデューサを正方向または負方向に駆動し、アナログ音声を得るスピーカが開示されている。また、例えば特許文献2には、MEMS技術で形成したトランスデューサをアレイ状にして、デジタル信号で駆動制御する構成のデジタルスピーカが開示されている。   In recent years, there has been an increasing demand for thinner, smaller, and lighter electronic devices equipped with speakers, and conventional cone-type speakers cannot satisfy these requirements. In addition, although digitization of signals is progressing, it is necessary to convert the digital signal into an analog signal and drive it when driving the speaker. On the other hand, a speaker that obtains sound in an audible frequency band by arranging transducers, which are ultrasonic generation elements, on an array and directly driving the digital signal with a clock frequency in the ultrasonic range has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a speaker that obtains analog audio by converting a normal digital signal into a binary digital signal and driving a plurality of transducers according to the number of bits of the signal in the positive or negative direction. Yes. For example, Patent Document 2 discloses a digital speaker having a configuration in which transducers formed by MEMS technology are arrayed and driven and controlled by digital signals.

一方、超音波発生素子のトランスデューサをアレイ状に配置して、これらから可聴周波数帯域の音響信号により変調された超音波を放射し伝送媒体(空気)の非線形効果によって可聴周波数帯域の音響信号に再生される、いわゆるパラメトリックスピーカを構成する技術が、例えば特許文献3に開示されている。   On the other hand, the transducers of the ultrasonic generators are arranged in an array, and the ultrasonic waves modulated by the acoustic signals in the audible frequency band are emitted from these, and the acoustic signals in the audible frequency band are reproduced by the nonlinear effect of the transmission medium (air). A technique for constructing a so-called parametric speaker is disclosed in Patent Document 3, for example.

上記のデジタルスピーカとパラメトリックスピーカの違いは、デジタルスピーカでは、それぞれのトランスデューサから放射される超音波が重なり合うことで、結果的に可聴周波数の音波が生成され、スピーカとして働くのに対し、パラメトリックスピーカは、超音波が伝搬している間に、空気の非線形効果で変調信号が自己復調されて可聴域の音声が再生されるという異なった原理で音声を得ていることである。   The difference between the above-mentioned digital speaker and parametric speaker is that, in the digital speaker, the ultrasonic waves radiated from the respective transducers are overlapped with each other. As a result, sound waves having an audible frequency are generated and function as a speaker. While the ultrasonic wave is propagating, the sound is obtained on a different principle that the modulation signal is self-demodulated by the non-linear effect of air and the sound in the audible range is reproduced.

特許第3492698号Japanese Patent No. 3492698 米国特許第7089069号US Patent No. 7089069 特許第4285537号Japanese Patent No. 4285537

従来のデジタルスピーカでは、上記で述べたように複数の微小トランスデューサ(超音波発生素子)から超音波が放出され、その超音波領域で振動する音波が重なり合うことで可聴周波数の音声信号を得る構成となっている。そのため、伝送媒体である空気中に、超音波が放射されるため、空気中の振動は、元の音響信号の振動とは異なることになる。また、人には聞こえないが動物などへの悪影響を防ぐために超音波を取り除く音響低減フィルタを入れることも考慮せざるを得ない欠点があった。   In a conventional digital speaker, as described above, an ultrasonic wave is emitted from a plurality of micro transducers (ultrasonic wave generating elements), and an audio signal having an audible frequency is obtained by overlapping sound waves that vibrate in the ultrasonic region. It has become. Therefore, since ultrasonic waves are radiated into the air that is the transmission medium, the vibration in the air is different from the vibration of the original acoustic signal. In addition, there is a disadvantage that an acoustic reduction filter that removes ultrasonic waves to prevent adverse effects on animals and the like that cannot be heard by humans must be considered.

また、アレイには、ビット数に応じた多数のトランスデューサが必要で、面積を要し、ある一瞬には、複数の超音波発生素子の内、動作している超音波発生素子と動作していない超音波発生素子が存在することになり、放出される超音波の重なり合いが、再生時間毎に変化し、一点に定位しないという問題が発生する。また、最小音量に近づくと、アレイの内、駆動されるトランスデューサ数が減少し、音波がうまく重ならない問題も生じやすかった。あるいはそれぞれのトランスデューサは、超音波域のクロック信号で正負に駆動されるが、定常的に駆動されているわけではないので、トランスデューサに広く平坦な周波数特性が要求され、通常は平坦な周波数特性のトランスデューサは得難いので、それが音の忠実性を損なうという問題があった。   In addition, the array requires a large number of transducers corresponding to the number of bits, requires an area, and does not operate with an operating ultrasonic generating element among a plurality of ultrasonic generating elements at a certain moment. There is an ultrasonic wave generating element, and the overlap of emitted ultrasonic waves changes for each reproduction time, and there is a problem that it is not localized at one point. Also, when approaching the minimum volume, the number of driven transducers in the array decreases, and the problem that the sound waves do not overlap easily tends to occur. Alternatively, each transducer is driven positively or negatively by a clock signal in the ultrasonic range, but is not driven constantly, so a wide flat frequency characteristic is required for the transducer, and usually a flat frequency characteristic is required. The transducer is difficult to obtain, which has the problem that it impairs sound fidelity.

従来のパラメトリックスピーカでは、伝送媒体の非線形効果によって再生音が生成されるため、音圧分布が負音圧側に偏り、聴取者が違和感を持つような音となってしまうという問題点があった。また、超音波の伝搬方向で決まる鋭い指向性はその特徴であり、特定の人に対しての音声情報提供という特徴を生かせる分野において大きな優位性を持つが、通常のアナログスピーカのように不特定多数に聞かせる目的では使えなかった。   In conventional parametric speakers, reproduced sound is generated by the non-linear effect of the transmission medium, so that there is a problem that the sound pressure distribution is biased toward the negative sound pressure side, and the listener feels uncomfortable. In addition, sharp directivity determined by the propagation direction of ultrasonic waves is a feature, and it has a great advantage in the field that can make use of the feature of providing audio information to a specific person, but it is unspecified like ordinary analog speakers It could not be used for the purpose of telling many people.

本発明は、上記問題点を解消し、従来のアナログスピーカの音質を再現することが可能で、かつ薄型化、小型化、軽量化が可能な平面スピーカを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a flat speaker that can solve the above-described problems, can reproduce the sound quality of a conventional analog speaker, and can be reduced in thickness, size, and weight.

上記目的を達成するため本願請求項1に係る発明は、可聴周波数帯域の音響信号によって変調した超音波周波数帯域の搬送波を生成する搬送波生成部と、前記搬送波により振動し、前記音響信号を再生する振動板とを備え、前記搬送波生成部は、複数の超音波発生素子をアレイ状に配置し、前記超音波発生素子は前記音響信号に応じて駆動制御される構成とし、前記振動板は、前記搬送波生成部から放射されて前記超音波発生素子と前記振動板との間の空間を伝搬した前記搬送波によって振動するとともに、前記搬送波を反射する構成としたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application reproduces the acoustic signal by generating a carrier wave of an ultrasonic frequency band modulated by an acoustic signal of an audible frequency band, and vibrating by the carrier wave. A vibration plate, wherein the carrier wave generation unit is configured to arrange a plurality of ultrasonic wave generation elements in an array, and the ultrasonic wave generation elements are driven and controlled according to the acoustic signal, It is configured to vibrate by the carrier wave radiated from the carrier wave generation unit and propagated through the space between the ultrasonic wave generating element and the diaphragm and to reflect the carrier wave.

本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の平面スピーカにおいて、前記超音波発生素子は、第1の基板上に形成され、該第1の基板上に、あるいは該第1の基板と重なる第2の基板上に、前記超音波発生素子と駆動電源とを接続するスイッチ素子が形成され、前記スイッチ素子の開閉を制御することによって、前記超音波振動素子を駆動制御することを特徴とする。   The invention according to claim 2 of the present application is the flat speaker according to claim 1, wherein the ultrasonic wave generating element is formed on the first substrate and overlaps the first substrate or the first substrate. A switch element that connects the ultrasonic wave generating element and a driving power source is formed on the second substrate, and the ultrasonic vibration element is driven and controlled by controlling opening and closing of the switch element. .

本発明によれば、再生音に超音波が重畳することがなく、超音波の重なり合いによる不均一性も解消することができるので、音響信号(原音)を忠実に再生可能なスピーカを提供することができる。   According to the present invention, an ultrasonic wave is not superimposed on a reproduced sound, and nonuniformity due to the superposition of ultrasonic waves can be eliminated, so that a speaker capable of faithfully reproducing an acoustic signal (original sound) is provided. Can do.

また音響信号は、振動板の振動により再生される構成となっており、従来例のような超音波の重なりによって生成する構成となっていないため、超音波発生素子の振動周波数によらず、所望の帯域の再生音が得られるという利点がある。この再生音は、伝送媒体の非線形効果によって音圧分布が負音圧側に偏るということもないので、聴取者が違和感を持つことはない。   The acoustic signal is reproduced by vibration of the diaphragm, and is not generated by the superposition of ultrasonic waves as in the conventional example. Therefore, the acoustic signal is desired regardless of the vibration frequency of the ultrasonic generator. There is an advantage that a reproduced sound of a certain band can be obtained. The reproduced sound does not cause the sound pressure distribution to be biased toward the negative sound pressure side due to the non-linear effect of the transmission medium, so that the listener does not feel uncomfortable.

さらにまた、超音波発生素子を第1の基板上に形成すると共に、この超音波発生素子に供給される駆動電源との間に形成されるスイッチ素子も同一の第1の基板上に形成する、あるいは第1の基板と重なる第2の基板上に形成することができるので、薄型、小型、軽量化に好適である。この場合、超音波発生素子の駆動制御は、スイッチ素子の制御でよいので、調整し易いという利点もある。   Furthermore, the ultrasonic wave generating element is formed on the first substrate, and the switch element formed between the ultrasonic power generating element and the drive power source supplied to the ultrasonic wave generating element is also formed on the same first substrate. Alternatively, since it can be formed on the second substrate overlapping the first substrate, it is suitable for reduction in thickness, size, and weight. In this case, since the drive control of the ultrasonic wave generation element may be control of the switch element, there is an advantage that adjustment is easy.

本発明の平面スピーカを説明する図である。It is a figure explaining the planar speaker of this invention. 本発明の平面スピーカを説明する別の図である。It is another figure explaining the planar speaker of this invention.

本発明の平面スピーカは、音声、オーディオ信号等の可聴周波数帯域の音響信号に応じて、超音波周波数帯域の搬送波(超音波)を搬送波生成部で生成する。この搬送波生成部は、超音波発生素子を複数個アレイ状に配列している。そして、複数個の超音波発生素子に対向するように所定の間隔を隔てて振動板を配置する。この振動板は、超音波発生素子との間の伝送媒体、具体的には、空気の音響インピーダンスと大きく異なる材料から構成する。更に振動板は、搬送波(超音波)が、振動板で反射し、再生音が聞こえる聴取者の方向へ伝搬しないように配置する。   The flat speaker of the present invention generates a carrier wave (ultrasonic wave) in an ultrasonic frequency band in accordance with an acoustic signal in an audible frequency band such as a voice or an audio signal. The carrier wave generator has a plurality of ultrasonic wave generating elements arranged in an array. And a diaphragm is arrange | positioned at predetermined intervals so that a several ultrasonic wave generation element may be opposed. This diaphragm is made of a material that is greatly different from the acoustic impedance of the transmission medium between the ultrasonic generating elements, specifically, air. Further, the diaphragm is arranged so that the carrier wave (ultrasound) is reflected by the diaphragm and does not propagate toward the listener who can hear the reproduced sound.

このように構成すると、超音波発生素子から音響信号によって変調した搬送波(超音波)が放射されると、その近傍の空間を伝搬して振動板に到達する。この振動板では、搬送波(超音波)の非線形効果により、音響放射圧が発生する。この音響放射圧の大きさは、搬送波(超音波)のエネルギー強度に比例する。その結果、振動板が搬送波の進行方向に振動し、音響信号を再生する。このとき超音波は、音響インピーダンスの違いからほとんどが反射するので、聴取者の耳に達することはない。   With this configuration, when a carrier wave (ultrasonic wave) modulated by an acoustic signal is emitted from the ultrasonic wave generating element, it propagates through the space in the vicinity and reaches the diaphragm. In this diaphragm, acoustic radiation pressure is generated due to the nonlinear effect of the carrier wave (ultrasonic wave). The magnitude of this acoustic radiation pressure is proportional to the energy intensity of the carrier wave (ultrasound). As a result, the diaphragm vibrates in the traveling direction of the carrier wave and reproduces an acoustic signal. At this time, since most of the ultrasonic waves are reflected from the difference in acoustic impedance, the ultrasonic waves do not reach the listener's ear.

このように音響信号の再生は、振動板の変位によっておこるため、複数の超音波発生素子の内、動作している素子と動作していない素子が存在することによる超音波の重なり合いの変化は、音の定位に何ら影響を与えない。また音響信号の振動周波数も、振動板の変位によって調整可能であるので、超音波発生素子の振動周波数の制限を受けることはなく、広帯域の信号を得ることができるという利点がある。   As described above, since the acoustic signal is reproduced by the displacement of the diaphragm, the change in the superposition of the ultrasonic waves due to the presence of the operating elements and the non-operating elements among the plurality of ultrasonic generating elements is as follows. It has no effect on the sound localization. Further, since the vibration frequency of the acoustic signal can be adjusted by the displacement of the diaphragm, there is an advantage that a broadband signal can be obtained without being limited by the vibration frequency of the ultrasonic wave generating element.

以上のように本発明によれば、従来のスピーカ同様に振動板の変位によって音響信号を再生する構成となっているため、従来のスピーカの音質を再現することができ、かつ薄型化、小型化、軽量化が可能となる。
以下、具体的な実施例について詳細に説明する。
As described above, according to the present invention, the sound signal is reproduced by the displacement of the diaphragm like the conventional speaker, so that the sound quality of the conventional speaker can be reproduced, and the thickness and size are reduced. It is possible to reduce the weight.
Hereinafter, specific examples will be described in detail.

図1は、本発明の平面スピーカの説明図である。図2は、本発明の平面スピーカを構成する部分の説明図である。図に示すように、1は複数の超音波発生素子がアレイ状に配置された超音波発生素子部、2は振動板、3は筐体、4は振動板2を筐体3に変位可能に保持する接続部、5はスイッチ素子部、6は駆動回路部である。超音波発生素子部1は複数の超音波発生素子7から構成され、一例としてcMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)等で形成することができる。スイッチ素子部5は、複数の超音波発生素子7それぞれに接続された複数のスイッチ素子8で構成されている。駆動回路部6は、超音波発生素子7を駆動するための超音波発生素子用電源9と、スイッチ素子8の開閉を制御するためのスイッチ素子コントローラ10で構成されている。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a flat speaker according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a part constituting the flat speaker of the present invention. As shown in the figure, reference numeral 1 is an ultrasonic wave generating element portion in which a plurality of ultrasonic wave generating elements are arranged in an array, 2 is a vibration plate, 3 is a housing, 4 is a displacement of the vibration plate 2 to the housing 3 The connecting portion to be held, 5 is a switch element portion, and 6 is a drive circuit portion. The ultrasonic wave generation element unit 1 includes a plurality of ultrasonic wave generation elements 7 and can be formed by cMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer) or the like as an example. The switch element unit 5 includes a plurality of switch elements 8 connected to each of the plurality of ultrasonic wave generating elements 7. The drive circuit unit 6 includes an ultrasonic generator power supply 9 for driving the ultrasonic generator 7 and a switch element controller 10 for controlling opening and closing of the switch element 8.

図1に示すように、超音波発生素子部1から放射される搬送波(超音波)の進行方向に、その進行を遮るように振動板2が配置されている。この振動板2は、例えば弱いバネからなる接続部4で筐体3に接続することで、変位可能に保持されている。振動板2と超音波発生素子部2との間の寸法は、伝搬波(超音波)のエネルギーが確実に振動板2に届き、忠実に再生することができるように調整する。また、振動板2の大きさは、アレイ状に配置した超音波発生素子部1よりも大きくすることで、伝搬波(超音波)のエネルギーを確実に振動板2に伝えることができる。なお、この振動板2は、搬送波が進行する空間の音響インピーダンスと大きく異なる材料で、良好な音質を再生する必要があるので、従来のスピーカ同様、固く軽い材料を選択するのが好ましい。   As shown in FIG. 1, a diaphragm 2 is arranged in the traveling direction of a carrier wave (ultrasonic wave) radiated from the ultrasonic wave generating element unit 1 so as to block the traveling thereof. The diaphragm 2 is held so as to be displaceable by being connected to the housing 3 by a connecting portion 4 made of, for example, a weak spring. The dimension between the diaphragm 2 and the ultrasonic wave generating element unit 2 is adjusted so that the energy of the propagation wave (ultrasonic wave) can surely reach the diaphragm 2 and be reproduced faithfully. Further, the size of the diaphragm 2 is made larger than that of the ultrasonic wave generating element units 1 arranged in an array, so that the energy of the propagation wave (ultrasonic wave) can be reliably transmitted to the diaphragm 2. The diaphragm 2 is made of a material that is greatly different from the acoustic impedance of the space in which the carrier wave travels, and it is necessary to reproduce a good sound quality. Therefore, it is preferable to select a hard and light material like a conventional speaker.

アレイ状に配置された超音波発生素子7は、スイッチ素子部5を構成するスイッチ素子8の開閉を制御することで、駆動制御される。   The ultrasonic generators 7 arranged in an array are driven and controlled by controlling the opening and closing of the switch elements 8 constituting the switch element unit 5.

図2に示すように、超音波発生素子7を例えば、cMUTで構成すると、シリコン半導体基板上に、振動膜となる上部電極と下部電極等を、通常の半導体装置の加工技術を用いて形成することができる。超音波発生素子7は、cMUTに限らず、シリコンマイクロマシーン技術を用いてシリコン基板を加工して形成することができる。同様にスイッチ素子8も同一のシリコン半導体基板上に形成する、あるいはこのシリコン半導体基板に重なる別のシリコン基板に形成し、両方を電気的に接続すると、小型、薄型化、軽量化に好適である。   As shown in FIG. 2, when the ultrasonic wave generating element 7 is constituted by, for example, cMUT, an upper electrode, a lower electrode, and the like serving as a vibration film are formed on a silicon semiconductor substrate by using a normal semiconductor device processing technique. be able to. The ultrasonic wave generating element 7 is not limited to cMUT, and can be formed by processing a silicon substrate using a silicon micromachine technology. Similarly, when the switch element 8 is formed on the same silicon semiconductor substrate or formed on another silicon substrate overlapping the silicon semiconductor substrate and both are electrically connected, it is suitable for reduction in size, thickness and weight. .

スイッチ素子部5による超音波発生素子部1の駆動制御は、1個の超音波発生素子7に1個のスイッチ素子8が接続する構成としても、複数個の超音波発生素子7に1個のスイッチ素子8が接続する構成としてもよい。後者の場合、スイッチの数をデジタル信号のビット数に応じた数、例えば8ビットの場合は255個、16ビットの場合は65,535個、あるいはその整数倍とすることができる。   The drive control of the ultrasonic wave generating element unit 1 by the switch element unit 5 is configured such that one switching element 8 is connected to one ultrasonic wave generating element 7, but one ultrasonic element 7 is connected to one ultrasonic wave generating element 7. The switch element 8 may be connected. In the latter case, the number of switches can be a number corresponding to the number of bits of the digital signal, for example, 255 for 8 bits, 65,535 for 16 bits, or an integral multiple thereof.

図2に示すように、スイッチ素子コントローラ10によりスイッチ素子8の開閉が制御され、超音波発生素子用電源9に接続された超音波発生素子7から伝搬波(超音波)が空間に放出される。空間に放出された伝搬波(超音波)は、振動板2に到達し、振動板2を音響放射圧で押す。このとき放出される伝搬波(超音波)の強さは、超音波発生素子用電源9に接続された超音波発生素子7の数に比例することになる。従って、超音波発生素子用電源に接続された超音波発生素子の数と、振動板2の変位量が比例するように、接続部4を調整すればよい。例えば接続部4をバネで構成した場合は、バネ定数が線形特性を示すような範囲になるように調整すればよい。   As shown in FIG. 2, the switch element controller 10 controls the opening and closing of the switch element 8, and a propagation wave (ultrasonic wave) is emitted into the space from the ultrasonic wave generation element 7 connected to the ultrasonic wave generation element power source 9. . The propagating wave (ultrasonic wave) released into the space reaches the diaphragm 2 and presses the diaphragm 2 with acoustic radiation pressure. The intensity of the propagating wave (ultrasonic wave) emitted at this time is proportional to the number of ultrasonic wave generating elements 7 connected to the ultrasonic wave generating element power source 9. Therefore, the connecting portion 4 may be adjusted so that the number of ultrasonic generating elements connected to the power supply for ultrasonic generating elements is proportional to the amount of displacement of the diaphragm 2. For example, when the connecting portion 4 is constituted by a spring, it may be adjusted so that the spring constant is in a range showing linear characteristics.

この振動板2の変位の時間的変化により、振動板2近傍の空気が振動し、可聴周波数帯域の音響信号が再生される。これは、従来のスピーカの再生方法と同じであり、従来同様に再生が実現できる。このとき、振動板2を変位させた伝送波(超音波)は、振動板2を透過することはない。従って、空気中には、振動板2で再生した音のみが伝送するため、元の音響信号を忠実に再現できることになる。   Due to the temporal change in the displacement of the diaphragm 2, the air in the vicinity of the diaphragm 2 vibrates and an acoustic signal in an audible frequency band is reproduced. This is the same as the conventional speaker reproduction method, and reproduction can be realized as in the conventional method. At this time, the transmission wave (ultrasonic wave) that displaces the diaphragm 2 does not pass through the diaphragm 2. Therefore, since only the sound reproduced by the diaphragm 2 is transmitted in the air, the original acoustic signal can be faithfully reproduced.

なお、振動板2を均一に振動させるため、アレイ状に形成された超音波発生素子7の内、動作する超音波発生素子7が均一に分散するように制御するのが好ましい。また、再生する音響信号の周波数帯域や、音量等に応じて、動作する超音波発生素子の数を調整することもできる。   In order to uniformly vibrate the diaphragm 2, it is preferable to control so that the operating ultrasonic wave generating elements 7 among the ultrasonic wave generating elements 7 formed in an array are uniformly dispersed. In addition, the number of operating ultrasonic wave generating elements can be adjusted according to the frequency band of the acoustic signal to be reproduced, the volume, and the like.

超音波発生素子から発生させる超音波は、スイッチ素子コントローラ10を動作させる信号の周波数より高い必要がある。しかし、超音波は、周波数が高いほど、空気中での減衰が大きくなるので、おおむね2MHz位が好ましい。   The ultrasonic wave generated from the ultrasonic wave generating element needs to be higher than the frequency of the signal for operating the switch element controller 10. However, the higher the frequency of ultrasonic waves, the greater the attenuation in the air.

1:超音波発生素子部、2:振動板、3:筐体、4:接続部、5:スイッチ素子部、6:駆動回路部、7:超音波発生素子、8:スイッチ素子、9:超音波発振素子用電源、10:スイッチ素子コントローラ   1: Ultrasonic wave generation element part, 2: Diaphragm, 3: Housing, 4: Connection part, 5: Switch element part, 6: Drive circuit part, 7: Ultrasonic wave generation element, 8: Switch element, 9: Ultra Power supply for sound wave oscillation element, 10: Switch element controller

Claims (2)

可聴周波数帯域の音響信号によって変調した超音波周波数帯域の搬送波を生成する搬送波生成部と、前記搬送波により振動し、前記音響信号を再生する振動板とを備え、
前記搬送波生成部は、複数の超音波発生素子をアレイ状に配置し、前記超音波発生素子は前記音響信号に応じて駆動制御される構成とし、
前記振動板は、前記搬送波生成部から放射されて前記超音波発生素子と前記振動板との間の空間を伝搬した前記搬送波によって振動するとともに、前記搬送波を反射する構成としたことを特徴とする平面スピーカ。
A carrier generation unit that generates a carrier wave in an ultrasonic frequency band modulated by an acoustic signal in an audible frequency band; and a diaphragm that vibrates by the carrier wave and reproduces the acoustic signal,
The carrier wave generation unit is configured to arrange a plurality of ultrasonic wave generation elements in an array, and the ultrasonic wave generation elements are driven and controlled according to the acoustic signal,
The diaphragm is configured to vibrate by the carrier wave radiated from the carrier wave generation unit and propagated through a space between the ultrasonic wave generating element and the diaphragm and to reflect the carrier wave. Flat speaker.
請求項1記載の平面スピーカにおいて、
前記超音波発生素子は、第1の基板上に形成され、
該第1の基板上に、あるいは該第1の基板と重なる第2の基板上に、前記超音波発生素子と駆動電源とを接続するスイッチ素子が形成され、
前記スイッチ素子の開閉を制御することによって、前記超音波発生素子を駆動制御することを特徴とする平面スピーカ。
The flat speaker according to claim 1, wherein
The ultrasonic wave generating element is formed on a first substrate,
On the first substrate or on the second substrate overlapping the first substrate, a switch element for connecting the ultrasonic wave generating element and the drive power source is formed,
A flat speaker, wherein the ultrasonic wave generating element is driven and controlled by controlling opening and closing of the switch element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10524043B2 (en) 2017-02-03 2019-12-31 Denso Ten Limited Speaker apparatus including a panel and vibration elements

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