EP4075422B1 - Micrometric loudspeaker - Google Patents
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Description
La présente invention concerne le domaine des haut-parleurs micrométriques. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse l'intégration d'au moins un haut-parleur dans les ordinateurs, les téléphones portables et autres écouteurs, notamment sans fil.The present invention relates to the field of micrometric loudspeakers. Its particularly advantageous application is the integration of at least one loudspeaker into computers, mobile phones and other headphones, particularly wireless ones.
Le haut-parleur est utilisé pour transformer un signal électrique en pression acoustique.The loudspeaker is used to transform an electrical signal into sound pressure.
Depuis de nombreuses années, les haut-parleurs sont miniaturisés pour être intégrés notamment dans les ordinateurs, les téléphones portables, les enceintes connectées et autres écouteurs par exemple sans fil.For many years, speakers have been miniaturized to be integrated into computers, mobile phones, connected speakers and other headphones, for example wireless.
Le haut-parleur est un transducteur électro-mécano-acoustique. Dans son principe linéaire, le fonctionnement du haut-parleur passe par l'actionnement d'une membrane ou d'une plaque rigide, couplée à l'air ambiant.The loudspeaker is an electro-mechano-acoustic transducer. In its linear principle, the operation of the loudspeaker involves the actuation of a membrane or a rigid plate, coupled to the ambient air.
Le signal électrique passe par un transducteur électromécanique qui convertit la tension d'alimentation du haut-parleur en déplacement. Un transducteur mécano-acoustique, très souvent une membrane, convertit ce déplacement en pression acoustique.The electrical signal passes through an electromechanical transducer which converts the speaker supply voltage into displacement. A mechanical-acoustic transducer, very often a membrane, converts this displacement into acoustic pressure.
Un bon haut-parleur est un haut-parleur reproduisant toutes les fréquences sonores perceptibles (typiquement de 20 Hz à 20 kHz) à la même amplitude, avec un taux de distorsion faible. Dans la pratique, la fréquence la plus basse à laquelle un haut-parleur produit efficacement du son est déterminée par la fréquence de résonance du transducteur mécano-acoustique.A good loudspeaker is one that reproduces all perceptible sound frequencies (typically 20 Hz to 20 kHz) at the same amplitude, with a low distortion rate. In practice, the lowest frequency at which a loudspeaker effectively produces sound is determined by the resonant frequency of the mechanical-acoustic transducer.
Dans le contexte de miniaturisation, le système de guidage de la membrane est plus rigide et la masse du transducteur mécano-acoustique est plus faible, ce qui augmente la fréquence de résonance du système et réduit donc la bande passante.In the context of miniaturization, the membrane guidance system is more rigid and the mass of the mechano-acoustic transducer is lower, which increases the resonance frequency of the system and therefore reduces the bandwidth.
En outre, le niveau de pression acoustique rayonné par un haut-parleur dépend du volume d'air accéléré par le transducteur mécano-acoustique. Le volume d'air accéléré par un haut-parleur dépend du produit de la surface du transducteur mécano-acoustique et du déplacement maximum du transducteur mécano-acoustique.Furthermore, the sound pressure level radiated by a loudspeaker depends on the volume of air accelerated by the mechanical-acoustic transducer. The volume of air accelerated by a loudspeaker depends on the product of the area of the mechanical-acoustic transducer and the maximum displacement of the mechanical-acoustic transducer.
Dans le contexte de miniaturisation, la surface du transducteur mécano-acoustique est grandement réduite, et un déplacement important est nécessaire pour obtenir un niveau de pression acoustique satisfaisant. Les haut-parleurs micrométriques (dits aussi « haut-parleurs MEMS » ou micro-haut-parleurs) sont principalement basés sur l'exploitation de la compliance de membranes flexibles. Toutefois, celles-ci se rigidifient sous l'effet de leurs déformations, ce qui explique que les haut-parleurs micrométriques à membrane flexible souffrent de non-linéarités géométriques élevées.In the context of miniaturization, the surface area of the mechanical-acoustic transducer is greatly reduced, and a significant displacement is necessary to obtain a satisfactory sound pressure level. Micrometric loudspeakers (also known as “MEMS loudspeakers” or micro-loudspeakers) are mainly based on exploiting the compliance of flexible membranes. However, these are becoming more rigid under the effect of their deformations, which explains why micrometric drivers with flexible membranes suffer from high geometric nonlinearities.
Les haut-parleurs micrométriques à membrane flexible équipant les téléphones portables montrent des dimensions, typiquement de 11 × 15 × 3 mm3, avantageuses pour leur intégration, et permettent de générer une pression rayonnée satisfaisante, typiquement de 85 dB, sur une large plage de fréquences relativement à l'étendue de la gamme de fréquences sonores perceptibles. Pour autant, l'encombrement de ce type de haut-parleurs est de moins en moins compatible avec l'épaisseur des appareils portables qui ne cesse d'être réduite.The micrometric speakers with flexible membrane fitted to mobile phones have dimensions, typically 11 × 15 × 3 mm 3 , advantageous for their integration, and make it possible to generate a satisfactory radiated pressure, typically 85 dB, over a wide range of frequencies relative to the extent of the range of perceptible sound frequencies. However, the bulk of this type of speaker is less and less compatible with the thickness of portable devices which continues to be reduced.
Par ailleurs, pour atteindre de grands déplacements et obtenir un niveau de pression acoustique satisfaisant, la transduction électromagnétique, pour convertir la tension d'alimentation du haut-parleur en déplacement de sa membrane ou de sa plaque rigide, reste une solution de choix, et c'est celle-ci qui équipe la grande majorité des haut-parleurs actuels. Toutefois, les dimensions de ce type de haut-parleurs ne permettent pas une intégration dans des systèmes portables et le recours à un aimant la rend incompatible avec les procédés de microfabrication.Furthermore, to achieve large displacements and obtain a satisfactory sound pressure level, electromagnetic transduction, to convert the power supply voltage of the loudspeaker into displacement of its membrane or its rigid plate, remains a solution of choice, and this is what equips the vast majority of current speakers. However, the dimensions of this type of loudspeaker do not allow integration into portable systems and the use of a magnet makes it incompatible with microfabrication processes.
Un autre moyen de conversion de la tension d'alimentation du haut-parleur en déplacement de sa membrane (ou de sa plaque rigide), qui montre des performances notables, est la transduction piézoélectrique. Bien que ne conférant pas nécessairement de grands déplacements à la membrane ou à la plaque rigide, la transduction piézoélectrique présente l'avantage d'être compatible avec les procédés de microfabrication. Plus particulièrement, en utilisant l'effet bilame d'un transducteur piézoélectrique positionné sur la membrane à déplacer, comme par exemple dans le document de brevet
Un objet de la présente invention est donc de proposer un haut-parleur micrométrique qui permette de pallier au moins un des inconvénients de l'état de l'art.An object of the present invention is therefore to propose a micrometric loudspeaker which makes it possible to overcome at least one of the disadvantages of the state of the art.
Un objet de la présente invention est plus particulièrement de proposer un haut-parleur micrométrique qui présente des performances satisfaisantes, notamment en termes de largeur de bande passante et/ou de niveau de pression produit et/ou qui présente des performances améliorées, notamment en évitant que les actionneurs piézoélectriques adoptent des comportements non-linéaires. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.An object of the present invention is more particularly to propose a micrometric loudspeaker which has satisfactory performance, in particular in terms of bandwidth and/or pressure level produced and/or which has improved performance, in particular by avoiding that piezoelectric actuators adopt non-linear behaviors. The other objects, characteristics and advantages of the present invention will appear on examination of the following description and the accompanying drawings. It is understood that other benefits may be incorporated.
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un haut-parleur micrométrique comprenant :
- Un cadre,
- Un transducteur électromécanique, et
- Un transducteur mécano-acoustique comprenant une plaque rigide, montée mobile dans le cadre,
- A frame,
- An electromechanical transducer, and
- A mechano-acoustic transducer comprising a rigid plate, movably mounted in the frame,
Le haut-parleur micrométrique suivant l'invention est tel que :
- le transducteur électromécanique comprend deux actionneurs piézoélectriques et deux lames élastiques, chaque actionneur piézoélectrique étant associé à une lame élastique pour induire, lorsqu'il est alimenté électriquement, une déformation de la lame élastique par effet bilame,
- le cadre comprend une traverse centrale depuis laquelle s'étendent, solidairement et à l'opposé l'une de l'autre, les deux lames élastiques,
- les deux lames élastiques s'étendent depuis la traverse centrale du cadre jusqu'à mettre en prise deux rebords latéraux dits de couplage du transducteur mécano-acoustique.
- the electromechanical transducer comprises two piezoelectric actuators and two elastic blades, each piezoelectric actuator being associated with an elastic blade to induce, when electrically powered, a deformation of the elastic blade by bimetallic effect,
- the frame comprises a central crosspiece from which the two elastic blades extend, integrally and opposite each other,
- the two elastic blades extend from the central crosspiece of the frame until two so-called coupling lateral edges of the mechanical-acoustic transducer engage.
De la sorte, chaque lame élastique est dans une configuration de flexion dite « encastrée-guidée » selon laquelle, lorsque les actionneurs piézoélectriques sont alimentés électriquement, les lames élastiques se déforment et entraînent avec elles un mouvement de la plaque rigide du transducteur mécano-acoustique selon une direction sensiblement perpendiculaire à un plan d'extension principal du cadre.In this way, each elastic blade is in a so-called “recessed-guided” bending configuration according to which, when the piezoelectric actuators are electrically powered, the elastic blades deform and cause with them a movement of the rigid plate of the mechanical-acoustic transducer in a direction substantially perpendicular to a main extension plane of the frame.
Le transducteur mécano-acoustique comprend en outre au moins deux ressorts de linéarisation s'étendant chacun depuis un des rebords latéraux de couplage jusqu'à un bord latéral de la plaque rigide qui est situé en vis-à-vis, les ressorts de linéarisation étant configurés de sorte à permettre, lors d'une déformation des lames élastiques, un déplacement d'une partie au moins des deux rebords latéraux de couplage vers la traverse centrale du cadre.The mechanical-acoustic transducer further comprises at least two linearization springs each extending from one of the lateral coupling edges to a lateral edge of the rigid plate which is located opposite, the linearization springs being configured so as to allow, during deformation of the elastic blades, a movement of at least part of the two lateral coupling edges towards the central crosspiece of the frame.
L'on réduit ainsi des contraintes longitudinales subies par les lames élastiques lors de leur déformation du fait de leur configuration de flexion.This reduces the longitudinal stresses experienced by the elastic blades during their deformation due to their bending configuration.
Ainsi, pour parer à la rigidification des lames élastiques du fait de leur déformation dans leur configuration encastrée-guidée, un degré de liberté est ajouté par le biais des ressorts de linéarisation. Ces derniers sont ainsi nommés car, en autorisant un déplacement d'une partie au moins des deux rebords latéraux de couplage vers la traverse centrale du cadre lors des déformations des lames élastiques, ils permettent de réduire les contraintes subies par les lames élastiques et par voie de conséquence de diminuer, voire d'éviter, leur rigidification lors de leur déformation. Une telle rigidification aurait pour conséquence d'induire un comportement non-linéaire de la plaque rigide lors de ses déplacements. Les ressorts de linéarisation affectent avantageusement le niveau de pression produit, en permettant une souplesse optimale sur toute la course de la plaque rigide, et réduisent, voire annulent, ainsi les non-linéarités géométriques qui seraient notamment liées au phénomène de rigidification susmentionné s'il était observé.Thus, to counter the stiffening of the elastic blades due to their deformation in their recessed-guided configuration, a degree of freedom is added by means of the linearization springs. The latter are thus named because, by authorizing a movement of at least part of the two lateral coupling edges towards the central crosspiece of the frame during deformation of the elastic blades, they make it possible to reduce the stresses suffered by the elastic blades and by consequently to reduce, or even avoid, their stiffening during their deformation. Such stiffening would have the consequence of inducing non-linear behavior of the rigid plate during its movements. The linearization springs advantageously affect the pressure level produced, allowing optimal flexibility over the entire stroke of the rigid plate, and thus reduce, or even cancel, the geometric nonlinearities which would be linked in particular to the aforementioned stiffening phenomenon if it was observed.
Un autre aspect concerne un procédé de fabrication d'un haut-parleur micrométrique tel qu'introduit ci-dessus, comprenant voire étant limité à, des étapes de dépôt et de gravure relevant de la microélectronique. Le haut-parleur micrométrique selon le premier aspect de l'invention peut donc avantageusement être microfabriqué.Another aspect concerns a method of manufacturing a micrometric loudspeaker as introduced above, comprising or even being limited to, deposition and etching steps relating to microelectronics. The micrometric loudspeaker according to the first aspect of the invention can therefore advantageously be microfabricated.
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels :
- La
figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention. - La
figure 2 représente une vue éclatée du mode de réalisation illustré sur lafigure 1 . - La
figure 3 représente une vue en perspective du transducteur mécano-acoustique selon un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention. - La
figure 4 représente une vue en perspective d'une partie du cadre d'un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention. - Les
figures 5 et 6 représentent chacune une vue en perspective d'une coupe transversale d'un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention, selon des angles de vue différent entre eux. - La
figure 7 est une représentation schématique en coupe transversale de l'assemblage formé par le transducteur électromécanique et le transducteur mécano-acoustique, dans deux positions différentes entre elles, relativement à la traverse centrale du cadre selon un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention. - La
figure 8 est un schéma de fonctionnement en demi-coupe d'un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention, lorsque le transducteur électromécanique est alimenté électriquement. - La
figure 9 est un schéma d'un système équivalent à celui représenté enfigure 8 . - La
figure 10 est une vue schématique en demi-coupe d'un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention, générant des ondes acoustiques. - La
figure 11 est une vue schématique en demi-coupe de l'interstice entre les bords extérieurs du transducteur mécano-acoustique et le pourtour intérieur du cadre selon un mode de réalisation du haut-parleur micrométrique selon l'invention. - La
figure 12 est un graphique montrant la réponse en niveau de pression acoustique d'un haut-parleur micrométrique selon un mode de réalisation de l'invention sur une gamme de fréquences d'excitation dudit haut-parleur. - Les
figures 13 à 16 illustrent chacune une vue en coupe d'une étape du procédé de fabrication d'un haut-parleur micrométrique selon un mode de réalisation de l'invention.
- There
figure 1 represents a perspective view of an embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention. - There
figure 2 represents an exploded view of the embodiment illustrated on thefigure 1 . - There
Figure 3 represents a perspective view of the mechanical-acoustic transducer according to one embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention. - There
Figure 4 represents a perspective view of part of the frame of an embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention. - THE
figures 5 and 6 each represent a perspective view of a cross section of an embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention, from different viewing angles between them. - There
figure 7 is a schematic representation in cross section of the assembly formed by the electromechanical transducer and the mechanical-acoustic transducer, in two different positions between them, relative to the central crosspiece of the frame according to one embodiment of the micrometric loudspeaker according to invention. - There
figure 8 is a half-section operating diagram of one embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention, when the electromechanical transducer is electrically powered. - There
Figure 9 is a diagram of a system equivalent to that represented infigure 8 . - There
Figure 10 is a schematic half-section view of one embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention, generating acoustic waves. - There
Figure 11 is a schematic half-section view of the gap between the outer edges of the mechanical-acoustic transducer and the inner periphery of the frame according to one embodiment of the micrometric loudspeaker according to the invention. - There
Figure 12 is a graph showing the sound pressure level response of a micrometric loudspeaker according to one embodiment of the invention over a range of excitation frequencies of said loudspeaker. - THE
figures 13 to 16 each illustrate a sectional view of a step of the process of manufacturing a micrometric loudspeaker according to one embodiment of the invention.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs des différentes couches ou autres éléments s'étendant principalement selon deux directions d'extension principale ne sont pas nécessairement représentatives de la réalité, notamment lorsque l'on compare ces épaisseurs aux dimensions, selon leurs directions d'extension principale, desdites couches ou desdits autres éléments, respectivement.The drawings are given as examples and do not limit the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily on the scale of practical applications. In particular, the thicknesses of the different layers or other elements extending mainly in two directions of main extension are not necessarily representative of reality, in particular when these thicknesses are compared to the dimensions, according to their directions of main extension, of the said layers or said other elements, respectively.
Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles du haut-parleur micrométrique selon le premier aspect de l'invention qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement :
Selon un exemple, chacun des deux actionneurs piézoélectriques s'étend au plus sur une moitié de la lame élastique qui lui est associée depuis le rebord latéral de couplage du transducteur mécano-acoustique qui est mis en prise par ladite lame élastique. En complément optionnel à cet exemple, chacun des deux actionneurs piézoélectriques s'étend au moins sur un quart de la lame élastique qui lui est associée depuis le rebord latéral de couplage du transducteur mécano-acoustique qui est mis en prise par ladite lame élastique.Before beginning a detailed review of embodiments of the invention, optional characteristics of the micrometric loudspeaker according to the first aspect of the invention are set out below which may possibly be used in combination or alternatively:
According to one example, each of the two piezoelectric actuators extends at most over half of the elastic blade associated with it from the lateral coupling edge of the mechanical-acoustic transducer which is engaged by said elastic blade. As an optional complement to this example, each of the two piezoelectric actuators extends at least over a quarter of the elastic blade associated with it from the lateral coupling rim of the mechanical-acoustic transducer which is engaged by said elastic blade.
Selon un autre exemple, le haut-parleur micrométrique est de préférence sensiblement symétrique par rapport à un plan de coupe longitudinale de la traverse centrale du cadre qui est perpendiculaire au plan d'extension principale du cadre.According to another example, the micrometric loudspeaker is preferably substantially symmetrical with respect to a longitudinal section plane of the central crosspiece of the frame which is perpendicular to the main extension plane of the frame.
Selon un autre exemple, le haut-parleur micrométrique est exempt d'un actionneur, en particulier d'un actionneur piézoélectrique, recouvrant directement tout ou partie de la plaque rigide. Selon un autre exemple, les actionneurs piézoélectriques du transducteur électromécanique sont déportés relativement à la plaque rigide ; autrement dit, les actionneurs piézoélectriques du transducteur électromécanique sont à distance de la plaque rigide. Selon un autre exemple, le transducteur mécano-acoustique est exempt d'un transducteur électromécanique et/ou le transducteur électromécanique est exempt d'un transducteur mécano-acoustique. Plus particulièrement, la plaque rigide est exempte, ou n'est pas directement recouverte, de préférence même partiellement, d'un transducteur électromécanique. De préférence, la plaque rigide est exempte d'une membrane flexible. Selon un autre exemple, le transducteur électromécanique et le transducteur mécano-acoustique sont couplés mécaniquement entre eux, de préférence uniquement par l'intermédiaire des deux rebords latéraux de couplage du transducteur mécano-acoustique. Selon un exemple, le transducteur mécano-acoustique ne comprend que deux rebords latéraux de couplage. De préférence, les deux rebords latéraux de couplage s'étendent depuis des bords latéraux de la plaque rigide qui sont opposés entre eux et/ou s'étendent depuis des bords latéraux de la plaque rigide sensiblement perpendiculairement à un plan dans lequel s'inscrit la plaque rigide. Selon un exemple, les autres bords latéraux de la plaque rigide que ceux par lesquels la plaque rigide s'étend pour former les deux rebords latéraux de couplage ne s'étendent pas au-delà de la plaque rigide. De préférence, chacun des deux rebords latéraux de couplage est lié uniquement à un bord d'un des deux ressorts de linéarisation et à un bord d'une des deux lames élastiques. Selon un exemple, le transducteur mécano-acoustique est exempt d'un rebord latéral autres que lesdits deux rebords latéraux de couplage. Selon un exemple, le transducteur mécano-acoustique est exempt d'un rebord latéral liant entre eux les deux rebords latéraux de couplage du transducteur mécano-acoustique. De préférence, la plaque rigide ne s'étend hors du plan dans lequel il s'inscrit que par les deux rebords latéraux de couplage du transducteur mécano-acoustique. Selon un exemple, les lames élastiques sont chacune uniforme sur leur étendue. Selon un exemple, le transducteur mécano-acoustique ne s'étend pas au-delà d'une zone délimitée par le pourtour intérieur de bords extérieurs du cadre. Selon un autre exemple, le transducteur mécano-acoustique ne recouvre pas, ni n'intersecte, les bords extérieurs du cadre.According to another example, the micrometric speaker is free of an actuator, in particular a piezoelectric actuator, directly covering all or part of the rigid plate. According to another example, the piezoelectric actuators of the electromechanical transducer are offset relative to the rigid plate; that is, the piezoelectric actuators of the electromechanical transducer are at a distance from the rigid plate. According to another example, the mechano-acoustic transducer is free of an electromechanical transducer and/or the electromechanical transducer is free of a mechano-acoustic transducer. More particularly, the rigid plate is free from, or is not directly covered, preferably even partially, with an electromechanical transducer. Preferably, the rigid plate is free of a flexible membrane. According to another example, the electromechanical transducer and the mechano-acoustic transducer are mechanically coupled to each other, preferably only via the two lateral coupling edges of the mechano-acoustic transducer. According to one example, the mechanical-acoustic transducer only includes two lateral coupling edges. Preferably, the two lateral coupling edges extend from lateral edges of the rigid plate which are opposite each other and/or extend from lateral edges of the rigid plate substantially perpendicular to a plane in which the rigid plate. According to one example, the other lateral edges of the rigid plate than those through which the rigid plate extends to form the two lateral coupling edges do not extend beyond the rigid plate. Preferably, each of the two lateral coupling edges is linked only to one edge of one of the two linearization springs and to one edge of one of the two elastic blades. According to one example, the mechanical-acoustic transducer is free of a lateral rim other than said two lateral coupling rims. According to one example, the mechanical-acoustic transducer is free of a lateral rim linking together the two lateral coupling rims of the mechanical-acoustic transducer. Preferably, the rigid plate only extends outside the plane in which it fits via the two lateral coupling edges of the mechanical-acoustic transducer. According to one example, the elastic blades are each uniform over their extent. According to one example, the mechanical-acoustic transducer does not extend beyond an area delimited by the interior periphery of the exterior edges of the frame. According to another example, the mechanical-acoustic transducer does not cover, nor intersect, the outer edges of the frame.
Selon un autre exemple, chaque ressort de linéarisation présente une raideur au moins dix fois, de préférence au moins cent fois, supérieure à une raideur des lames élastiques. De la sorte, l'on s'assure de ne pas altérer le comportement linéaire du haut-parleur micrométrique, et ce sur toute la gamme de fréquences sonores perceptibles.According to another example, each linearization spring has a stiffness at least ten times, preferably at least one hundred times, greater than a stiffness of the elastic blades. In this way, we ensure not to alter the linear behavior of the micrometric loudspeaker, over the entire range of perceptible sound frequencies.
Selon un autre exemple, la traverse centrale du cadre s'étend au plus sur une première moitié d'une épaisseur du cadre et les deux lames élastiques comprennent une même couche solidaire d'une face de la traverse centrale qui est orientée vers un centre du cadre. Il est ainsi structurellement aisé de prévoir que l'assemblage formé du transducteur électromécanique et du transducteur mécano-acoustique se déplace au sein du cadre, de sorte à être protégé par celui-ci. Ladite couche est par exemple constituée à base de silicium. Selon l'exemple précédent, aucune lame élastique ne s'étend depuis une face de la traverse centrale qui est différente de la face de la traverse centrale orientée vers le centre du cadre.According to another example, the central crosspiece of the frame extends at most over a first half of a thickness of the frame and the two elastic blades comprise the same layer secured to one face of the central crosspiece which is oriented towards a center of the frame. It is thus structurally easy to provide that the assembly formed of the electromechanical transducer and the mechano-acoustic transducer moves within the frame, so as to be protected by it. Said layer is for example made from silicon. According to the previous example, no elastic blade extends from a face of the central crosspiece which is different from the face of the central crosspiece oriented towards the center of the frame.
Selon un autre exemple, la plaque rigide et les ressorts de linéarisation comprennent une même couche, une plus grande raideur de la plaque rigide relativement à une raideur des ressorts de linéarisation étant due à des motifs de structuration que comporte la plaque rigide et qui s'étendent, depuis ladite couche, sur une surface de cette dernière définissant une étendue de la plaque rigide, les ressorts de linéarisation étant quant à eux constitués de portions de ladite couche qui s'étendent de part et d'autre de ladite surface. Ladite couche est par exemple constituée à base de silicium. De préférence, lesdites portions qui s'étendent de part et d'autre de la surface depuis laquelle les motifs de structuration s'étendent sont elles-mêmes exemptes de motifs de structuration.According to another example, the rigid plate and the linearization springs comprise the same layer, a greater stiffness of the rigid plate relative to a stiffness of the linearization springs being due to structuring patterns that the rigid plate includes and which are extend, from said layer, over a surface of the latter defining an extent of the rigid plate, the linearization springs being made up of portions of said layer which extend on either side of said surface. Said layer is for example made from silicon. Preferably, said portions which extend on either side of the surface from which the structuring patterns extend are themselves free of structuring patterns. structuring.
Selon un autre exemple, le cadre est configuré de sorte que le transducteur mécano-acoustique se situe, de toute part, à une distance du pourtour intérieur du cadre comprise entre 1 et 100 µm, de préférence entre 2 et 80 µm, par exemple sensiblement égale à 9 µm. L'interstice entre le cadre et le transducteur mécano-acoustique est ainsi tel que, au niveau de cet interstice, la propagation des ondes acoustiques est principalement dominée par un comportement thermo-visqueux. L'on évite ainsi tout phénomène de court-circuit acoustique.According to another example, the frame is configured so that the mechanical-acoustic transducer is located, on all sides, at a distance from the interior periphery of the frame of between 1 and 100 µm, preferably between 2 and 80 µm, for example substantially equal to 9 µm. The gap between the frame and the mechanical-acoustic transducer is thus such that, at this gap, the propagation of acoustic waves is mainly dominated by thermo-viscous behavior. This avoids any acoustic short-circuit phenomenon.
Selon un autre exemple, le cadre présente, dans son plan d'extension principal, des dimensions comprises chacune entre 1 et 10 mm, de préférence entre 3 et 8 mm. Un compromis avantageux est ainsi proposé entre le niveau de pression acoustique maximum atteignable par le haut-parleur micrométrique et l'encombrement de ce dernier.According to another example, the frame has, in its main extension plane, dimensions each between 1 and 10 mm, preferably between 3 and 8 mm. An advantageous compromise is thus proposed between the maximum sound pressure level achievable by the micrometric loudspeaker and the size of the latter.
Selon un autre exemple, les rebords latéraux de couplage du transducteur mécano-acoustique s'étendent depuis un des deux ressorts de linéarisation sur une distance supérieure à 750 µm, de préférence supérieure à 500 µm. Les pertes thermo-visqueuses dues à la compression de l'air en dessous de la plaque rigide sont ainsi avantageusement minimisées.According to another example, the lateral coupling edges of the mechanical-acoustic transducer extend from one of the two linearization springs over a distance greater than 750 µm, preferably greater than 500 µm. The thermo-viscous losses due to the compression of the air below the rigid plate are thus advantageously minimized.
Selon un autre exemple, les lames élastiques présentent une épaisseur comprise entre 1 et 100 µm, de préférence comprise entre 5 et 20 µm. Un compromis avantageux est ainsi proposé entre le choix d'une fréquence de résonance basse et le choix d'un niveau de pression rayonnée élevé.According to another example, the elastic blades have a thickness of between 1 and 100 µm, preferably between 5 and 20 µm. An advantageous compromise is thus proposed between the choice of a low resonance frequency and the choice of a high radiated pressure level.
Selon un autre exemple, les deux actionneurs piézoélectriques sont à base, voire constitués, de PZT et s'étendent chacun sur une face d'une des deux lames élastiques qui est opposée à la plaque rigide du transducteur mécano acoustique.According to another example, the two piezoelectric actuators are based on, or even made of, PZT and each extend on one face of one of the two elastic blades which is opposite the rigid plate of the mechanical-acoustic transducer.
Selon un autre exemple, les lames élastiques du transducteur électromécanique présentent une première fréquence de résonance et les ressorts de linéarisation du transducteur mécano-acoustique présentent une deuxième fréquence de résonance, la deuxième fréquence de résonance étant au moins cent fois de préférence au moins mille fois, supérieure à la première fréquence de résonance. L'on confère ainsi, au haut-parleur micrométrique, une large bande passante.According to another example, the elastic blades of the electromechanical transducer have a first resonance frequency and the linearization springs of the mechanical-acoustic transducer have a second resonance frequency, the second resonance frequency being at least a hundred times, preferably at least a thousand times , greater than the first resonance frequency. This gives the micrometric speaker a wide bandwidth.
Selon un autre exemple, le cadre comprend des première et deuxième parties superposées et concentriques entre elles, une deuxième partie du cadre supporte la traverse centrale et comprend deux plots de connexion électrique aux actionneurs piézoélectriques, les plots de connexion électrique étant de préférence situés dans le prolongement de la traverse centrale, et la deuxième partie du cadre comprenant deux encoches configurées pour se situer chacune en vis-à-vis d'un des deux plots de connexion électrique. La reprise de contact des actionneurs piézoélectriques est ainsi telle qu'elle n'augmente pas l'encombrement du haut-parleur micrométrique.According to another example, the frame comprises first and second parts superimposed and concentric with each other, a second part of the frame supports the central crosspiece and comprises two electrical connection pads to the piezoelectric actuators, the electrical connection pads being preferably located in the extension of the central crosspiece, and the second part of the frame comprising two notches configured to each be located opposite one of the two electrical connection pads. The resumption of contact of the piezoelectric actuators is thus such that it does not increase the bulk of the micrometric loudspeaker.
On entend par « micrométrique » la qualité d'un dispositif ou élément présentant un volume, ou inclus dans une enveloppe, de moins de 1 cm3, de préférence de moins de 0,5 cm3.By “micrometric” is meant the quality of a device or element having a volume, or included in an envelope, of less than 1 cm 3 , preferably less than 0.5 cm 3 .
Il est précisé que, dans le cadre de la présente invention, le terme « rigide » qualifie une partie ou un élément du haut-parleur qui ne se déforme pas ou peu sous l'effet des contraintes généralement appliquées à celui-ci dans un fonctionnement normal. Plus particulièrement, il peut être considéré que la rigidité de la plaque du transducteur mécano-acoustique est dix fois, voire cent fois, supérieure à la rigidité des actionneurs.It is specified that, in the context of the present invention, the term "rigid" describes a part or an element of the loudspeaker which does not deform or only slightly under the effect of the constraints generally applied to it in operation. normal. More particularly, it can be considered that the rigidity of the plate of the mechano-acoustic transducer is ten times, or even a hundred times, greater than the rigidity of the actuators.
Il est précisé que, dans le cadre de la présente invention, le terme « élastique » qualifie une partie ou un élément du haut-parleur qui se déforme sous l'effet des contraintes généralement appliquées à celui-ci dans un fonctionnement normal. Plus particulièrement, il peut être considéré que la rigidité des lames élastiques est dix fois, voire cent fois, inférieure à la rigidité de la plaque dite rigide du transducteur mécano-acoustique. Par exemple, les termes « lames élastiques » pourraient être reformulées de façon plus spécifique par les termes « lames déformables en flexion ».It is specified that, in the context of the present invention, the term "elastic" describes a part or an element of the loudspeaker which deforms under the effect of the stresses generally applied to it in normal operation. More particularly, it can be considered that the rigidity of the elastic blades is ten times, or even a hundred times, lower than the rigidity of the so-called rigid plate of the mechanical-acoustic transducer. For example, the terms “elastic blades” could be reformulated more specifically by the terms “bending deformable blades”.
On entend par un film à base d'un matériau A, un film comprenant ce matériau A et éventuellement d'autres matériaux.By a film based on a material A is meant a film comprising this material A and possibly other materials.
On entend par un paramètre « sensiblement égal/supérieur/inférieur à » une valeur donnée que ce paramètre est égal/supérieur/inférieur à la valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur. On entend par un paramètre « sensiblement compris entre » deux valeurs données que ce paramètre est au minimum égal à la plus petite valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur, et au maximum égal à la plus grande valeur donnée, à plus ou moins 20 %, voire 10 %, près de cette valeur.By a parameter “substantially equal/greater/less than” a given value we mean that this parameter is equal/greater/less than the given value, to plus or minus 20%, or even 10%, close to this value. We understand by a parameter "substantially between" two given values that this parameter is at least equal to the smallest given value, plus or minus 20%, or even 10%, close to this value, and at most equal to the largest large given value, plus or minus 20%, or even 10%, close to this value.
Selon son premier aspect, dont une description structurelle est donnée ci-dessous en référence aux
Un cadre 11,- Un transducteur électromécanique 12, et
- Un transducteur mécano-
acoustique 13.
- A
frame 11, - An
electromechanical transducer 12, and - A mechano-
acoustic transducer 13.
Le transducteur mécano-acoustique 13 comprend une plaque rigide 131 montée mobile dans le cadre 11. En cela, le haut-parleur micrométrique selon le premier aspect de l'invention se distingue des haut-parleurs micrométriques à membrane flexible.The mechanical-
Le transducteur électromécanique 12 et le transducteur mécano-acoustique 13 sont couplés entre eux de sorte qu'une sollicitation du transducteur électromécanique 12 déplace le transducteur mécano-acoustique 13 relativement au cadre 11 et qu'un déplacement correspondant du transducteur mécano-acoustique 13 soit converti en pression acoustique.The
Plus particulièrement, et notamment en référence à la
En référence aux
De la sorte, chaque lame élastique 122a, 122b est dans une configuration de flexion dite « encastrée-guidée ». Dans cette configuration, lorsque les actionneurs piézoélectriques 121a, 121b sont alimentés électriquement, les lames élastiques 122a, 122b se déforment en flexion et entraînent avec elles un mouvement de la plaque rigide 131 du transducteur mécano-acoustique 13 selon une direction sensiblement perpendiculaire à un plan d'extension principal du cadre 11. Il apparaît ainsi que le transducteur mécano-acoustique 13 est plus particulièrement monté mobile dans le cadre 11 par l'intermédiaire du transducteur électromécanique 12.In this way, each
Le transducteur mécano-acoustique 13 comprend en outre au moins deux ressorts de linéarisation 133a, 133b. Les deux ressorts de linéarisation 133a, 133b s'étendent chacun depuis un des rebords latéraux de couplage 132a, 132b du transducteur mécano-acoustique 13 jusqu'à un bord latéral de sa plaque rigide 131 qui est situé en vis-à-vis. Les ressorts de linéarisation 133a, 133b sont ainsi configurés de sorte à permettre, lors d'une déformation des lames élastiques 122a, 122b, un déplacement d'une partie au moins des deux rebords latéraux de couplage 132a, 132b vers la traverse centrale 111 du cadre 11.The mechanical-
Lorsque les actionneurs piézoélectriques 121a, 121b sont alimentés électriquement, les lames élastiques adoptent chacune une déformation avec un point d'inflexion sensiblement central et subissent des contraintes longitudinales, du fait de leur configuration de flexion encastrée-guidée. Les ressorts de linéarisation 133a, 133b permettent alors d'absorber au moins une partie de ces contraintes longitudinales. A cette fin, notamment lorsque les actionneurs piézoélectriques 121a, 121b sont constitués à base de PZT, ne pouvant que se contracter dans la direction x telle qu'illustrée sur la
Les ressorts de linéarisation 133a, 133b ajoutent, au haut-parleur micrométrique 1, un degré de liberté en autorisant un déplacement d'une partie au moins des deux rebords latéraux de couplage 132a, 132b du transducteur mécano-acoustique 13 vers la traverse centrale 111 du cadre 11, lors des déformations des lames élastiques 122a, 122b. Ils permettent ainsi de réduire les contraintes en particulier longitudinales subies par les lames élastiques 122a, 122b ; or, de telles contraintes pourraient être à l'origine d'une rigidification des lames élastiques 122a, 122b, ce qui aurait pour conséquence d'induire un comportement non-linéaire de la plaque rigide 131 lors de ses déplacements, ou du moins pour certaines grandes amplitudes de ses déplacements. Dès lors que les contraintes longitudinales subies par les lames élastiques 122a, 122b sont réduites, voire rendues négligeables, l'on comprend que les performances du haut-parleur micrométrique 1 sont accrues.The linearization springs 133a, 133b add, to the
Comme illustré sur les
En référence aux
La
Lorsque le haut-parleur micrométrique 1 ne permet de déplacements de la plaque rigide 131 que dans la direction -z par alimentation électrique des actionneurs piézoélectriques 121a, 121b, notamment du fait que ceux-ci sont constitués à base de PZT, il est nécessaire d'ajouter une tension continue aux bornes de chaque actionneur piézoélectrique 121a, 121b pour obtenir un point de repos au milieu de la dynamique du haut-parleur 1, pour obtenir un déplacement alternatif autour de ce point de fonctionnement. Par exemple, les actionneurs piézoélectriques fonctionnent avec une plage de tension d'alimentation électrique sensiblement comprise entre 0 et 30 V, et la tension continue ajoutée aux bornes de chaque actionneur piézoélectrique 121a, 121b est sensiblement égale à 15 V.When the
La
Pour réduire significativement les non-linéarités géométriques, il est préférable que la raideur de chaque ressort de linéarisation, actionné via le rebord latéral de couplage, de hauteur ho, qui lui est associé et servant de levier, soit 10 fois, de préférence 100 fois, inférieure à la raideur apparente des actionneurs selon l'axe hors plan d'extension principal du cadre.To significantly reduce geometric nonlinearities, it is preferable that the stiffness of each linearization spring, actuated via the lateral coupling rim, of height ho, which is associated with it and serving as a lever, is 10 times, preferably 100 times , lower than the apparent stiffness of the actuators along the axis outside the main extension plane of the frame.
Notamment si la raideur du ressort de linéarisation 133a est bien supérieure à la raideur de la lame élastique 122a, le haut-parleur micrométrique 1 tel que décrit ci-dessus permet un guidage du transducteur mécano-acoustique 13 similaire à celui qu'autoriserait le système équivalent représenté sur la
Le schéma de principe illustré sur la
Une autre caractéristique traduisant de façon différente cette même préférence consiste à spécifier que les lames élastiques du transducteur électromécanique 12 présente une première fréquence de résonance et les ressorts de linéarisation 133a, 133b du transducteur mécano-acoustique 13 présentent une deuxième fréquence de résonance, la deuxième fréquence de résonance étant au moins cent fois de préférence au moins mille fois, supérieure à la première fréquence de résonance. L'on s'assure ainsi que la deuxième fréquence de résonance soit en dehors de la bande passante souhaitée atteinte par le haut-parleur micrométrique 1, et l'on confère ainsi, au haut-parleur micrométrique 1, une large bande passante pour une gamme de fréquences sonores perceptibles optimisée.Another characteristic reflecting this same preference in a different way consists of specifying that the elastic blades of the
En alimentant les actionneurs piézoélectriques 121a, 121b avec une tension alternative, autour d'une tension positive continue, la plaque rigide 131 bouge de haut en bas et génère des ondes acoustiques, comme illustré sur la
Dans les haut-parleurs classiques, le court-circuit acoustique, résultant de l'interférence entre les ondes positives (ou négatives) créées par l'avant de la plaque rigide en vibration, et les ondes négatives (ou positives) crées par l'arrière de cette même plaque, peut être empêché par une suspension déformable. Pour le haut-parleur micrométrique 1 selon le premier aspect de l'invention, le court-circuit acoustique est empêché en utilisant une dimension d d'interstice 2 entre le cadre 11 et la plaque rigide 131, et plus particulièrement entre le pourtour intérieur du cadre 11 et les rebords latéraux de couplage 132a, 132b du transducteur mécano-acoustique 13, telle que le comportement thermo-visqueux domine dans cet interstice 2. La
Plus particulièrement, le cadre 11 est configuré de sorte que le transducteur mécano-acoustique 13 se situe, de toute part, à une distance interstitielle du pourtour intérieur du cadre 11 comprise entre 1 et 100 µm, de préférence entre 2 et 80 µm. Une simulation en éléments finis peut permettre de déterminer, pour chaque dimensionnement du haut-parleur micrométrique 1 selon le premier aspect de l'invention, la distance interstitielle permettant d'optimiser le comportement thermo-visqueux de l'air dans l'interstice 2. Pour les dimensions spécifiques données ci-dessous à titre purement exemplatif, cette simulation en éléments finis montre que la dimension optimale de l'interstice 2 est sensiblement égale à 9 µm. L'interstice 2 entre le cadre 11 et le transducteur mécano-acoustique 13 est ainsi tel que, au niveau de cet interstice 2, la propagation des ondes acoustiques est principalement dominée par un comportement thermo-visqueux. L'on évite ainsi tout phénomène de court-circuit acoustique.More particularly, the
Les dimensions du haut-parleur micrométrique 1 sont évidemment importantes car elles influent sur les dimensions de la plaque rigide 131 et sur les dimensions des lames élastiques 122a, 122b, et par voie de conséquence sur celles des actionneurs piézoélectriques 121a, 121b. Un haut-parleur plus grand aura une plaque rigide 131 plus grande, plus lourde, des lames élastiques 122a, 122b plus souples et générera plus de force. Il aura donc une fréquence de résonance plus basse, et donc une bande passante plus large dans les basses fréquences. La
La hauteur h 0 des rebords latéraux de couplage 132a, 132b représentée sur la
La réponse en fréquence du haut-parleur micrométrique 1 peut également être grandement affectée par l'épaisseur des lames élastiques 122a, 122b supportant les actionneurs piézoélectriques 121a, 121b. Des lames élastiques 122a, 122b plus fines donneront une fréquence de résonance plus basse et des lames élastiques 122a, 122b plus épaisses donneront plus de force au haut-parleur micrométrique 1 et donc un plus haut niveau de pression rayonnée. Un compromis est donc de préférence à déterminer pour avoir une fréquence de résonance basse et un niveau de pression satisfaisant. Cette dimension dépend là encore des autres dimensions du haut-parleur micrométrique 1. Typiquement, les lames élastiques 122a, 122b peuvent présenter une épaisseur comprise entre 1 et 100 µm, de préférence comprise entre 5 et 20 µm, et par exemple sensiblement égale à 12 µm.The frequency response of the
Les
Selon l'exemple illustré, la fabrication commence avec un wafer BESOI, composé de deux couches de silicium séparées par une couche d'oxyde de silicium 201. Sur la couche la plus fine, située en face avant FAV1 du wafer BESOI et destinée à constituer les lames élastiques 122a, 122b, un empilement comprenant une première couche d'électrode, une couche d'un matériau piézoélectrique, puis une seconde couche d'électrode, est déposé. Comme illustré sur la
En référence à la
Une fois les deux wafers ainsi traités, ils sont assemblés entre eux par leurs faces avant FAV1 et FAV 2 respectives, de la façon illustrée sur la
L'on remarque qu'ainsi les deux lames élastiques 122a, 122b comprennent une même couche 120a solidaire d'une face de la traverse centrale 111 qui est orientée vers un centre du cadre 11. Ladite couche 120a est constituée à base de silicium.We note that thus the two
De même, l'on remarque que la plaque rigide 131 et les ressorts de linéarisation 133a, 133b comprennent une même couche 130a. Une plus grande raideur de la plaque rigide 131 relativement à une raideur des ressorts de linéarisation 133a, 133b est due aux motifs de structuration 130b que comporte la plaque rigide (131). Plus particulièrement, ces motifs de structuration 130b s'étendent, depuis ladite couche 130a, sur une surface de cette dernière définissant l'étendue de la plaque rigide 131. Les ressorts de linéarisation 133a, 133b sont quant à eux constitués de portions 130c, 130d de ladite couche 130a qui s'étendent de part et d'autre de ladite surface. Par ailleurs, il apparaît que ladite couche 130a est constituée à base de silicium.Likewise, we note that the
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s'étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.The invention is not limited to the embodiments previously described and extends to all the embodiments covered by the claims.
Notamment, le cadre 11 comprend un pourtour, de préférence fermé. De préférence, mais de façon non limitative, la traverse 111 du cadre 11 est solidaire du pourtour intérieur du cadre 11 par ses deux extrémités.In particular, the
Bien que le cadre 11 soit représenté comme ayant une géométrie parallélépipédique, d'autres formes du cadre 11 sont envisageables, que ce soit pour son pourtour intérieur ou son pourtour extérieur. Ainsi, un cadre 11 de forme annulaire ou oblongue peut être envisagé. Le cas échéant, le haut-parleur micrométrique 1 comprendra plus de deux actionneurs piézoélectriques associés chacun à chacune parmi une pluralité correspondante de lames élastiques.Although the
Claims (15)
- Micrometric speaker (1) comprising:• A frame (11),• An electromechanical transducer (12), and• A mechanical-acoustic transducer (13) comprising a rigid plate (131), movably mounted in the frame (11),the electromechanical transducer (12) and the mechanical-acoustic transducer (13) being coupled together such that an urging of the electromechanical transducer (12) moves the mechanical-acoustic transducer (13) relative to the frame (11) and that a corresponding movement of the mechanical-acoustic transducer (13) is converted into acoustic pressure,• the electromechanical transducer (12) comprises at least two piezoelectric actuators (121a, 121b) and at least two elastic strips (122a, 122b), each piezoelectric actuator being associated with an elastic strip to induce, when it is electrically powered, a deformation of the elastic strip by bimetal effect,• the frame (11) comprises a central crossmember (111) from which extend, securely and opposite one another, the two elastic strips (122a, 122b),characterised in that:• the two elastic strips (122a, 122b) extend from the central crossmember (111) of the frame (11) until engaging two so-called coupling lateral edges (132a, 132b) of the mechanical-acoustic transducer (13),such that each elastic strip (122a, 122b) is in a so-called "recessed-guided" bending configuration, according to which, when the piezoelectric actuators (121a, 121b) are electrically powered, the elastic strips (122a, 122b) are deformed and drive with them, a movement of the rigid plate (131) of the mechanical-acoustic transducer (13) according to a direction substantially perpendicular to a main extension plane of the frame (11),
and in that:• the mechanical-acoustic transducer (13) further comprises at least two linearising springs (133a, 133b) each extending from one of the lateral coupling edges (132a, 132b) to a lateral edge of the rigid plate (131), which is located opposite, the linearising springs (133a, 133b) being configured so as to enable, during a deformation of the elastic strips (122a, 122b), a movement of at least some of the two lateral coupling edges (132a, 132b) to the central crossmember (111) of the frame (11). - Micrometric speaker (1) according to the preceding claim, wherein each of the two piezoelectric actuators (121a, 121b) extends at most over half of the elastic strip (122a, 122b) which is associated to it from the lateral coupling edge (132a, 132b) of the mechanical-acoustic transducer (13) which is engaged by said elastic strip (122a, 122b).
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein each linearising spring (133a, 133b) has a stiffness at least ten times, preferably at least one hundred times, greater than a stiffness of the elastic strips (122a, 122b).
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the central crossmember (111) of the frame (11) extends at most over a first half of a thickness of the frame (11) and the two elastic strips (122a, 122b) comprise one same layer (120a) secured to a face of the central crossmember (111) which is oriented towards a centre of the frame (11).
- Micrometric speaker (1) according to the preceding claim, wherein said layer (120a) is constituted of a silicon base.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the rigid plate (131) and the linearising springs (133a, 133b) comprise one same layer (130a), a greater stiffness of the rigid plate (131) relative to a stiffness of the linearising springs (133a, 133b) being due to structuring patterns (130b) that includes the rigid plate (131) and which extend, from said layer (130a), over a surface of the latter defining an extent of the rigid plate (131), the linearising springs (133a, 133b) themselves being constituted of portions (130c, 130d) of said layer (130a) which extend on either side of said surface.
- Micrometric speaker (1) according to the preceding claim, wherein said layer (130a) is constituted of a silicon base.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the frame (11) is configured such that the mechanical-acoustic transducer (13) is located, from all sides, at a distance from the inner perimeter of the frame (11) of between 1 and 100µm, preferably between 2 and 80µm, for example substantially equal to 9µm.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the frame (11) has, in its main extension plane, dimensions each of between 1 and 10mm, preferably between 3 and 8mm.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the lateral coupling edges (132a, 132b) of the mechanical-acoustic transducer (13) extend from one of the two linearising springs (133a, 133b) over a distance greater than 750µm, preferably greater than 500µm.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the elastic strips (122a, 122b) have a thickness of between 1 and 100µm, preferably of between 5 and 20µm.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the two piezoelectric actuators (121a, 121b) are PZT-based, even constituted of PZT, and each extend over a face of one of the two elastic strips (122a, 122b) which is opposite the rigid plate (131) of the mechanical-acoustic transducer (13).
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the elastic strips (122a, 122b) of the electromechanical transducer (12) have a first resonating frequency and the linearising springs (133a, 133b) of the mechanical-acoustic transducer (13) have a second resonating frequency, the second resonating frequency being at least one hundred times, preferably at least one thousand times, greater than the first resonating frequency.
- Micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, wherein the frame (11) comprises first and second parts (11a, 11b), superposed and concentric to one another, a second part (11a) of the frame (11) supports the central crossmember (111) and comprises two terminals (112a, 112b) for electrically connecting to the piezoelectric actuators (121a, 121b), the electrical connecting terminals (112a, 112b) preferably being located in the extension of the central crossmember (111), and the second part (11b) of the frame (11) comprises two notches (113a, 113b) configured to each be located opposite one of the two electrical connecting terminals (112a, 112b).
- Method for manufacturing a micrometric speaker (1) according to any one of the preceding claims, comprising, even being limited to, deposition and etching steps falling under microelectronics.
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