ES2713191T3 - Transductor paramétrico mejorado y métodos relacionados - Google Patents

Abstract

Un altavoz de audio ultrasónico (6) que comprende: una contraplaca (104) que comprende una primera superficie principal y una zona conductora, comprendiendo además la contraplaca una pluralidad de elementos texturales dispuestos sobre la primera superficie principal; y una capa flexible (46) dispuesta contigua a la primera superficie principal de la contraplaca, comprendiendo la capa flexible una zona conductora (46a) y una zona aislante (46b), en donde la capa flexible está dispuesta contigua a la contraplaca de modo que la zona aislante esté posicionada entre la contraplaca y la zona conductora de la capa flexible, y de modo que haya un volumen de aire entre la capa flexible y las superficies de los elementos texturales; en donde la contraplaca y la capa flexible están configuradas para ser acoplados eléctricamente a una respectiva de un par de líneas de señal que transportan una portadora ultrasónica de audio modulada, y además en donde tras la aplicación de la señal de la portadora ultrasónica modulada la capa flexible es configurada para lanzar una representación de la onda de presión de la señal de la portadora ultrasónica modulada al aire; en donde los elementos texturales comprenden una pluralidad de crestas (120) dispuestas sobre la primera superficie principal de la contraplaca, estando las crestas posicionadas paralelas entre sí yendo a través de toda o parte de la contraplaca con un valle correspondiente dispuesto entre cada par contiguo de crestas paralelas; en donde cada cresta de la pluralidad de crestas comprende dos superficies que se extienden desde los valles contiguos y una porción aplanada que va a lo largo de un pico de la cresta; y en donde una superficie superior (121) de cada cresta de la pluralidad de crestas (121) comprende una pluralidad de puntos altos (125) y depresiones (127) que proporcionan un contorno a la superficie superior.

Description

DESCRIPCION

Transductor parametrico mejorado y metodos relacionados

Campo tecnico

La presente descripcion se refiere generalmente a altavoces parametricos. Mas particularmente, algunas realizaciones se refieren a un emisor ultrasonico.

Antecedentes de la invencion

La transduccion no lineal resulta de la introduccion de senales ultrasonicas audiomoduladas de intensidad suficiente en una columna de aire. La autodemodulacion, o conversion descendente, ocurre a lo largo de la columna de aire que tiene como resultado la produccion de una senal acustica audible. Este proceso ocurre debido al conocido principio ffsico de que cuando dos ondas acusticas con diferentes frecuencias son radiadas simultaneamente en el mismo medio, una forma de onda modulada que incluye la suma y la diferencia de las dos frecuencias es producida por la interaccion no lineal (parametrica) de las dos ondas acusticas. Cuando las dos ondas acusticas originales son ondas ultrasonicas y la diferencia entre ellas se selecciona para ser una frecuencia de audio, se puede generar un sonido audible por la interaccion parametrica.

Los sistemas parametricos de reproduccion de audio producen sonido a traves de la heterodinacion de dos senales acusticas en un proceso no lineal que ocurre en un medio tal como el aire. Las senales acusticas estan tipicamente en el intervalo de frecuencia de ultrasonidos. La no linealidad del medio da como resultado unas senales acusticas producidas por el medio que son la suma y la diferencia de las senales acusticas. De este modo, dos senales de ultrasonidos que estan separadas en frecuencia pueden resultar en un tono diferencial que esta dentro del intervalo de 60 Hz a 20.000 Hz de la audicion humana.

El documento US 2005/244016 describe un altavoz de audio ultrasonico que tiene una contraplaca con elementos texturales, y una capa que tiene una zona conductora, en la que los elementos texturales son crestas y valles.

Resumen

La invencion proporciona unos altavoces ultrasonicos definidos por las reivindicaciones 1, 6 y 10.

Las realizaciones preferidas estan definidas en las reivindicaciones dependientes.

Otras caractensticas y aspectos de la invencion seran evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada, tomadas en conjuncion con los dibujos que se acompanan, los cuales ilustran a modo de ejemplo las caractensticas de acuerdo con realizaciones de la invencion. El resumen no pretende limitar el alcance de la invencion, el cual esta definido solamente por las reivindicaciones anejas.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invencion, de acuerdo con una o mas realizaciones diferentes, se describe en detalle con referencia a las figuras anejas. Los dibujos se dan con fines de ilustracion solamente y simplemente representan realizaciones tfpicas o ejemplo de la invencion. Estos dibujos se proporcionan para facilitar la comprension del lector de los sistemas y metodos aqrn descritos, y no deberan ser considerados limitativos de la amplitud, alcance, o aplicabilidad de la invencion reivindicada.

Algunas de las figuras aqrn incluidas ilustran diversas reivindicaciones de la invencion desde diferentes angulos de vision. Aunque el texto descriptivo que se acompana puede referirse a elementos representados en el mismo como siendo en la “parte superior”, “parte inferior” o “parte lateral” de un aparato, tales referencias son solamente descriptivas y no implican o requieren que la invencion sea puesta en practica o usada en una particular orientacion espacial a menos que explfcitamente se indique de otro modo.

La Figura 1 es un diagrama que ilustra un sistema de sonido ultrasonico adecuado para uso con la tecnologfa del emisor aqrn descrita.

La Figura 2 es un diagrama que ilustra otro ejemplo de un sistema de procesamiento de senales que es adecuado para uso con la tecnologfa del emisor aqrn descrita.

La Figura 3 es un diagrama ampliad que ilustra un emisor de ejemplo de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa descrita en el mismo.

La Figura 4 es un diagrama que ilustra una vista de la seccion transversal de un emisor montado de acuerdo con el ejemplo ilustrado en la Figura 3.

La Figura 5 es un diagrama que ilustra otra configuracion de ejemplo de un emisor ultrasonico.

La Figura 6A es un diagrama que ilustra un ejemplo de un circuito excitador simple que puede ser usado para excitar los emisores aqrn descritos.

La Figura 6B es un diagrama que ilustra un ejemplo de un circuito simple para generar un voltaje de polarizacion en el emisor que extrae el voltaje necesario de la senal propiamente dicha. En este ejemplo el circuito esta disenado para polarizar a 300 V aunque otros voltajes son posibles cambiando el diodo ZD1.

La Figura 6C es un diagrama que ilustra una vista en seccion de un ejemplo de un nucleo de recipiente que puede ser usado para formar un inductor de nucleo de recipiente.

La Figura 7 es un diagrama que ilustra otra configuracion de emisor de ejemplo de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita.

La Figura 8 es un diagrama que ilustra otra configuracion de emisor de ejemplo de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita.

La Figura 9A es un diagrama que ilustra una vista de la seccion transversal de una porcion de una superficie irregular que comprende unas crestas de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita.

La Figura 9B es un diagrama que ilustra una vista en perspectiva de una pluralidad de filas de la superficie de un ejemplo de la contraplaca 104 mostrada en la Figura 9A.

La Figura 9C es un diagrama que ilustra una vista en perspectiva de las irregularidades formadas en forma de picos (en lugar de crestas alargadas) usadas para formar una superficie irregular.

La Figura 10 es un diagrama que ilustra una vista de una seccion transversal de una porcion de otra realizacion que tiene una superficie irregular que comprende crestas.

La Figura 11A ilustra una dimension de ejemplo de una superficie texturada de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente con referencia a las Figuras 9 y 10.

La Figura 11B ilustra otra dimension de ejemplo de una superficie texturada de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente con referencia a las Figuras 9 y 10.

La Figura 12A ilustra una vista de la seccion transversal de un elemento textural de acuerdo con una realizacion de la tecnologfa aqrn descrita.

La Figura 12B ilustra una vista en perspectiva del elemento textural representado en la Figura 12A.

La Figura 13 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un contorno que tiene una pluralidad de elementos texturales tales como los ilustrados en la Figura 12.

La Figura 14 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un contorno en el que una superficie radiada esta dispuesta entre cada una de las crestas contiguas.

La Figura 15 es un diagrama que ilustra unas dimensiones de ejemplo de una superficie texturada de acuerdo con las realizaciones anteriormente descritas con referencia a las Figuras 12-14.

La Figura 16A ilustra una vista de la seccion transversal de una superficie texturada de ejemplo de acuerdo con las realizaciones aqrn descritas.

La Figura 16B ilustra una vista en perspectiva de una superficie texturada de ejemplo de acuerdo con las realizaciones aqrn descritas.

La Figura 17A es un diagrama que ilustra una vista de arriba abajo de un emisor de ejemplo formado en una configuracion arqueada.

La Figura 17B ilustra una vista de arriba abajo de un emisor de ejemplo formado en una configuracion cilmdrica. La Figura 18A ilustra una vista en perspectiva de un emisor de ejemplo en una configuracion arqueada.

La Figura 18B ilustra una vista en perspectiva de un emisor de ejemplo en una configuracion cilmdrica.

No se pretende que las figuras sean exhaustivas o para limitar la invencion a la forma precisa descrita. Se debena comprender que la invencion puede ser puesta en practica con modificaciones y alteraciones, y que la invencion esta limitada solamente por las reivindicaciones.

Descripcion

Las realizaciones de los sistemas y metodos aqrn descritos proporcionan un sistema de audio HyperSonic Sound (HSS) u otro sistema de audio ultrasonico para una variedad de aplicaciones diferentes. Ciertas realizaciones proporcionan un emisor ultrasonico de pelfcula delgada para aplicaciones de portador de audio ultrasonico.

La Figura 1 es un diagrama que ilustra un sistema de sonido ultrasonico apropiado para uso con los sistemas y metodos aqrn descritos. En este sistema ultrasonico 1 como ejemplo, se recibe el contenido de audio procedente de una fuente de audio 2, tal como, por ejemplo, un microfono, memoria, un dispositivo de almacenaje de datos, fuente de medios de flujo unidireccional, CD, DVD, u otra fuente de audio. El contenido de audio puede ser decodificado y convertido de forma digital a analogica, dependiendo de la fuente. El contenido de audio recibido por el sistema de audio 1 es modulado en una portadora ultrasonica de frecuencia f1 usando un modulador. El modulador tfpicamente incluye un oscilador local 3 para generar la senal portadora ultrasonica, y un multiplicador 4 para modular la senal de audio en la senal portadora. La senal resultante es una senal de doble o simple banda lateral con una portadora a la frecuencia f1. En algunas realizaciones la senal es una onda ultrasonica parametrica o una senal HSS. En la mayona de los casos el esquema de modulacion usado es la amplitud de modulacion, o AM. La AM puede ser conseguida multiplicando la portadora ultrasonica por la senal de transporte de informacion, que en este caso es la senal de audio. El espectro de la senal modulada tiene dos bandas laterales, una banda lateral superior y una inferior, que son simetricas con respecto a la frecuencia de la portadora, y la propia portadora.

La senal ultrasonica modulada es proporcionada al transductor 6, el cual lanza la onda ultrasonica al aire creando la onda ultrasonica 7. Cuando se reproduce a traves del transductor a un nivel de presion acustica suficientemente alta, debido al comportamiento no lineal del aire a traves del cual es “reproducido” o transmitido, la portadora en la senal se mezcla con la o las bandas laterales para demodular la senal y reproducir el contenido de audio. Esto a veces se conoce como una autodemodulacion. Por lo tanto, incluso para aplicaciones de una unica banda lateral, la portadora es incluida con la senal lanzada de modo que tenga lugar la autodemodulacion. Aunque el sistema ilustrado en la Figura 3 usa un unico transductor para lanzar un unico canal de contenido de audio, una persona de experiencia ordinaria en la tecnica despues de leer esta descripcion comprendera como muchos mezcladores, amplificadores y transductores pueden ser usados para transmitir multiples canales de audio usando portadoras ultrasonicas.

Un ejemplo de un sistema 10 de procesamiento de senales que es apropiado para uso con la tecnologfa aqrn descrita esta ilustrado esquematicamente en la Figura 2. En esta realizacion diversos circuitos o componentes de procesamiento estan ilustrados en el orden (relativo al camino de procesamiento de la senal) en la que estan dispuestos de acuerdo con una puesta en practica. Se ha de comprender que los componentes del circuito de procesamiento pueden variar, como lo puede el orden en el que la senal de entrada es procesada por cada circuito o componente. Tambien, dependiendo de la realizacion, el sistema 10 de procesamiento puede incluir mas o menos componentes o circuitos que los mostrados.

Tambien, el ejemplo mostrado en la Figura 1 es optimizado para uso en el procesamiento de dos canales de entrada y salida (por ejemplo, una senal “estereo”), con diversos componentes o circuitos que incluyen componentes de adaptacion para cada canal de la senal. Una persona de experiencia ordinaria en la tecnica comprendera despues de leer esta descripcion que el sistema de audio puede ser puesto en practica usando un unico canal (por ejemplo, una senal “monoaural” o “mono”), dos canales (como esta ilustrado en la Figura 2), o un mayor numero de canales. Con referencia ahora a la Figura 2, el sistema 10 de procesamiento de la senal de ejemplo puede incluir entradas de audio que pueden corresponder a los canales izquierdo 12a y derecho 12b de una senal de entrada de audio. Las redes de ecualizacion 14a, 14b pueden ser incluidas para proporcionar la ecualizacion de la senal. Las redes de ecualizacion pueden, por ejemplo, impulsar o suprimir unas frecuencias predeterminadas o intervalos de frecuencia para aumentar la ventaja proporcionada naturalmente por la combinacion emisor/inductor del conjunto emisor parametrico.

Despues de que las senales de audio son comprimidas, los circuitos del compresor 16a, 16b pueden ser incluidos para comprimir el intervalo dinamico de la senal entrante, que efectivamente eleva la amplitud de ciertas porciones de las senales entrantes y baja la amplitud de ciertas otras porciones de las senales entrantes. Mas particularmente, los circuitos 16a, 16b del compresor pueden ser incluidos para estrechar el intervalo de las amplitudes de audio. En un aspecto, los compresores disminuyen la amplitud de pico a pico de las senales de entrada en una relacion no menor de aproximadamente 2:1. El ajuste de las senales de entrada a un intervalo de amplitud mas estrecho puede ser hecho para minimizar la distorsion, la cual es caractenstica del intervalo dinamico limitado de esta clase de sistemas de modulacion. En otras realizaciones las redes de ecualizacion 14a, 14b pueden ser proporcionadas antes de los compresores 16a, 16b para ecualizar las senales despues de la compresion. En realizaciones alternativas la compresion puede tener lugar antes de la ecualizacion.

Los circuitos de filtro de paso bajo 18a, 18b pueden ser incluidos para proporcionar un corte de porciones altas de la senal, y de circuitos de filtro de paso alto 20a, 20b que proporcionan un corte de porciones bajas de las senales de audio. En la realizacion de ejemplo, los filtros de paso bajo 18a, 18b se usan para cortar senales mas altas de aproximadamente 15-20 kHz, y los filtros de paso alto 20a, 20b se usan para cortar senales inferiores de aproximadamente 20-200 Hz.

Los filtros de paso alto 20a, 20b pueden ser configurados para eliminar frecuencias bajas que, despues de la modulacion, danan como resultado la desviacion de la frecuencia de la portadora (por ejemplo, las porciones de la senal modulada de la Figura 6 que son las que estan mas cerca de la frecuencia de la portadora). Tambien algunas frecuencias bajas son diffciles para el sistema para reproducir eficientemente y como resultado, se puede gastar mucha energfa tratando de reproducir estas frecuencias. Por lo tanto, los filtros de paso alto 20a, 20b pueden ser configurados para cortar estas frecuencias.

Los filtros de paso bajo 18a, 18b pueden ser configurados para eliminar frecuencias mas altas que, despues de la modulacion, resultanan en la creacion de una senal de pulsaciones audible con la portadora. A modo de ejemplo, si un filtro de paso bajo corta las frecuencias superiores a 15 Hz, y la frecuencia de la portadora es aproximadamente 44 kHz, la senal de diferencia no sera inferior de aproximadamente 29 kHz, la cual esta todavfa fuera del intervalo audible para los humanos. No obstante, si se permitiera que las frecuencias tan altas como 25 kHz pasaran el circuito de filtro, la senal de diferencia generada podna estar en el intervalo de 19 kHz, que esta dentro del intervalo de la audicion humana.

En el sistema de ejemplo 10, despues de pasar a traves de los filtros de paso bajo y de paso alto, las senales de audio son moduladas por los moduladores 22a, 22b. Los moduladores 22a, 22b, mezclan o combinan las senales de audio con una senal portadora generada por el oscilador 23. Por ejemplo, en algunas realizaciones un unico oscilador (que en una realizacion es impulsado a una frecuencia seleccionada de 40 kHz a 50 kHz, cuyo intervalo corresponde a cristales facilmente disponibles que pueden ser usados en el oscilador) se usa para excitar ambos moduladores 22a, 22b. Utilizando un unico oscilador para moduladores multiples, una frecuencia portadora identica se proporciona a canales multiples siendo la salida en 24a, 24b desde los moduladores. Usando la misma frecuencia portadora para cada canal se disminuye el riesgo de que puedan ocurrir cualesquiera frecuencias de pulsaciones. Los filtros de paso alto 27a, 27b pueden tambien ser incluidos despues de la etapa de modulacion. Los filtros de paso alto 27a, 27b pueden ser usados para pasar la senal portadora ultrasonica modulada y asegurar que no entran frecuencias de audio en el amplificador a traves de las salidas 24a, 24b. En consecuencia, en algunas realizaciones, los filtros de paso alto 27a, 27b pueden ser configurados para filtrar senales por debajo de aproximadamente 25 kHz.

La Figura 3 es un diagrama ampliado que ilustra un emisor de ejemplo de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita que no forma parte de la presente invencion. El emisor de ejemplo mostrado en la Figura 3 incluye una superficie conductora 45, otra superficie conductora 46, una capa aislante 47 y una rejilla 48. En el ejemplo ilustrado, la capa conductora 45 esta dispuesta sobre una contraplaca 49. En diversas realizaciones la contraplaca 49 es una contraplaca no conductora y sirve para aislar la superficie conductora 45 sobre el lado trasero. Por ejemplo, la superficie conductora 45 y la contraplaca 49 pueden ser puestas en practica como una capa metalizada depositada sobre un sustrato no conductor, o de relativamente baja conductividad.

Como un ejemplo adicional, la superficie conductora 45 y la contraplaca 49 pueden ser puestas en practica como una placa de circuito impreso (u otro material similar) con una capa metalizada depositada sobre ella. Como otro ejemplo, la superficie conductora 45 puede ser laminada o metalizada por bombardeo ionico sobre la contraplaca 49, o aplicada en la contraplaca 49 usando diversas tecnicas de deposicion, que incluyen la deposicion por vapor o evaporativa, y la pulverizacion termica, para nombrar unos pocos. Como otro ejemplo mas, la capa conductora 45 puede ser una pelfcula metalizada.

La superficie conductora 45 puede ser una superficie continua o puede tener ranuras, agujeros, recortes de diversas formas, u otras areas no conductoras. Adicionalmente, la superficie conductora 45 puede ser una superficie suave o sustancialmente suave, o puede ser aspera o picada. Por ejemplo, la superficie conductora 45 puede ser en relieve, estampada, lijada, tratada con chorro de arena, formada con picos o irregularidades en la superficie, depositada con un grado deseado de “piel de naranja” o de otro modo provista con una textura.

La superficie conductora 45 no necesita estar dispuesta en una contraplaca 49 especializada. En vez de ello, en algunas realizaciones la superficie conductora 45 puede ser depositada sobre un miembro que proporciona otra funcion, tal como un miembro que es parte de un alojamiento del altavoz. La superficie conductora 45 puede tambien ser depositada directamente sobre una pared u otro lugar en donde el emisor vaya a ser montado, y asf sucesivamente.

La superficie conductora 46 proporciona otro polo del emisor. La superficie conductora puede ser puesta en practica como una pelfcula metalizada, en donde una capa metalizada se deposita sobre un sustrato de la pelfcula (no ilustrado separadamente). El sustrato puede ser, por ejemplo, polipropileno, poliimida, tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polietileno orientado biaxialmente (por ejemplo, Mylar, Melinex o Hostaphan), Kapton, u otro sustrato. En algunas realizaciones el sustrato tiene una baja conductividad y, cuando esta situado de modo que el sustrato esta entre las superficies conductoras de las capas 45 y 46, actua como un aislante entre la superficie conductora 45 y la superficie conductora 46.

Ademas, en algunas realizaciones la superficie conductora 46 (y su sustrato aislante donde esta incluida) esta separada de la superficie conductora 45 por una capa aislante 47. La capa aislante 47 puede estar hecha, por ejemplo, usando PET, tereftalato de polietileno orientado axialmente o biaxialmente, polipropileno, poliimida, u otra pelfcula o material aislante.

Para impulsar el emisor con suficiente potencia para conseguir un nivel suficiente de presion ultrasonica, puede ocurrir la produccion de chispas en donde la separacion entre la superficie conductora 46 y la superficie conductora 45 sea demasiado pequena. No obstante, en donde la separacion es demasiado grande, el emisor no lograra una resonancia. En una realizacion, la capa aislante 47 es una capa de aproximadamente 0,92 mil de espesor. En algunas realizaciones la capa aislante 47 es una capa de aproximadamente 0,90 a aproximadamente 1 mil de espesor. En posteriores realizaciones la capa aislante 47 es una capa desde aproximadamente 0,75 hasta aproximadamente 1,2 mil de espesor. En otras realizaciones la capa aislante 47 es tan delgada como aproximadamente 0,33 o 0,25 mil de espesor. Otros espesores pueden ser usados, y en algunas realizaciones una capa aislante 47 separada no esta dispuesta. Por ejemplo, algunas realizaciones dependen de un sustrato aislante de la capa conductora 46 (por ejemplo, como en el caso de una pelfcula metalizada) para proporcionar un aislamiento entre las superficies conductoras 45 y 46. Una ventaja de incluir una capa aislante 47 es que puede permitir la aplicacion de un mayor nivel de voltaje de polarizacion a traves de las superficies conductoras primera y segunda 45, 46 sin produccion de chispas. Cuando se consideran las propiedades aislantes de los materiales entre las dos superficies conductoras 45, 46, uno debena considerar el valor aislante de la capa 47, si esta incluida, y el valor aislante del sustrato, si hay alguno, sobre el cual esta depositada la capa 46.

Una rejilla 48 puede ser incluida en la parte superior de la pila. La rejilla 48 puede estar hecha de un material conductor o no conductor. En algunas realizaciones la rejilla 48 puede ser la rejilla que forma la rejilla externa del altavoz. Debido a que la rejilla 48 esta en contacto en algunas realizaciones con la superficie conductora 46, la rejilla 48 puede ser hecha usando un material no conductor para proteger a los usuarios del voltaje de polarizacion presente en la superficie conductora 46. La rejilla 48 puede incluir unos agujeros 51, ranuras u otras aberturas. Estas aberturas pueden ser uniformes, o pueden variar a lo largo del area, y pueden ser unas aberturas pasantes que se extienden desde una superficie de la rejilla 48 a la otra. La rejilla 48 puede ser de varios espesores. Por ejemplo, la rejilla 48 puede ser aproximadamente de 60 mils, aunque se pueden usar otros espesores.

Los contactos electricos 52a, 52b se usan para acoplar la senal portadora modulada en el emisor. A continuacion se describe un ejemplo de un circuito excitador para el emisor.

La Figura 4 es un diagrama que ilustra una vista de la seccion transversal de un emisor montado de acuerdo con el ejemplo ilustrado en la Figura 3. Como esta ilustrado, esta realizacion incluye la contraplaca 49, la superficie conductora 45, la superficie conductora 46 (que comprende una superficie conductora 46a depositada sobre un sustrato 46b), la capa aislante 47 entre la superficie conductora 45 y la superficie conductora 46a, y la rejilla 48. Las dimensiones en estas y otras figuras, y particularmente los espesores de las capas, no estan dibujados a escala. El emisor se puede hacer para casi cualquier dimension. En una aplicacion el emisor es de longitud l, 10 pulgadas y su anchura o es 5 pulgadas aunque son posibles otras dimensiones, tanto mayores como menores. Los intervalos practicos de longitud y anchura pueden ser unas longitudes y anchuras similares de altavoces de estantenas. Un area mayor del emisor puede llevar a una mayor salida de sonido, aunque puede tambien requerir unas mayores voltajes de polarizacion.

La Tabla 1 describe unos ejemplos de pelfculas metalizadas que pueden ser usadas para proporcionar una superficie conductora 46. Una resistencia laminar baja o unos Ohmios/Cuadrado bajos son preferidos para la superficie conductora 46. En consecuencia, las pelfculas en la Tabla 1 que tienen <5 y <1 Ohmios/Cuadrado mostraron un mejor funcionamiento que las pelfculas con una resistencia Ohmios/Cuadrado mayor. Las pelfculas que mostraron 2k o mas Ohmios/Cuadrado no proporcionaron niveles de salida altos en las pruebas de desarrollo. El Kapton puede ser un material deseable debido a que es relativamente no sensible a la temperatura en los intervalos de temperatura previstos para la operacion del emisor. El Polipropileno puede ser menos deseable debido a su relativamente baja capacitancia. Una capacitancia inferior en el emisor significa que una inductancia mayor (y por lo tanto un inductor ffsicamente mayor) es necesaria para formar un circuito de resonancia. Como ilustra la Tabla 1, las pelfculas usadas para proporcionar una superficie conductora 46 puede variar desde aproximadamente 0,25 mil a 3 mils, incluido el sustrato.

Tabla 1

Aunque no mostrado en la Tabla 1, otra pekcula que puede ser usada para proporcionar la superficie conductora 46 es la pekcula de Aluminio/Poliimida DE 320 disponible en Dunmore Corporation. Esta pekcula es un producto basado en poliimida aluminizado en los dos lados. Tiene aproximadamente un espesor de 1 mil y proporciona <1 Ohmios/Cuadrado. Como ilustran estos ejemplos, cualquiera de un numero de pelfculas metalizadas diferentes puede ser provista como las superficies conductoras 45, 46. La metalizacion es tipicamente realizada usando una pulverizacion catodica o un proceso ffsico de deposicion de vapor. El aluminio, mquel, cromo, cobre u otros materiales conductivos pueden ser usados como capa metalica, teniendo en cuenta la preferencia de un material de Ohmios/Cuadrado bajo.

Las pelfculas metalizadas junto con la contraplaca tfpicamente tienen una frecuencia de resonancia natural a la que resonaran. Para algunas combinaciones pelfcula/contraplaca, su frecuencia de resonancia natural puede estar en el intervalo de aproximadamente 30-150 kHz. Por ejemplo, con una contraplaca como la descrita antes, algunas pelfculas de Kapton de 0,33 mil resuenan a aproximadamente 54 kHz, mientras que algunas pelfculas de Kapton de 1,0 mil resuenan a aproximadamente 34 kHz. En consecuencia, la pelfcula y la frecuencia de la portadora de la portadora ultrasonica pueden ser elegidas de modo que la frecuencia de la portadora coincida con la frecuencia de resonancia de la combinacion pelfcula/contraplaca. La seleccion de una frecuencia de portadora en la frecuencia de resonancia de la combinacion pelfcula/contraplaca puede aumentar la salida del emisor.

La Figura 5 es un diagrama que ilustra un emisor ultrasonico de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita y que no forma parte de la presente invencion. El ejemplo de la Figura 5 incluye las superficies conductoras 45 y 46 y la rejilla 48. La diferencia entre el ejemplo mostrado en la Figura 5 y el mostrado en las Figuras 3 y 4 es que el ejemplo mostrado en la Figura 5 no incluye una capa aislante separada 47. Las capas 45, 46 y 48 pueden ser puestas en practica usando los mismos materiales antes descritos con referencia a las Figuras 3 y 4. Particularmente, para evitar la formacion de cortocircuitos o la produccion de chispas entre las superficies conductoras 45, 46, la superficie conductora 46 es depositada sobre un sustrato con propiedades aislantes. Por ejemplo, las pelfculas de Mylar o Kapton metalizadas como las pelfculas mostradas en la Tabla 1 pueden ser usadas para ejecutar la superficie conductora 46, con la pelfcula orientada de modo que el sustrato aislante este posicionado entre las superficies conductoras 45, 46.

La Figura 6A es un diagrama que ilustra un ejemplo de un simple circuito excitador que puede ser usado para excitar los emisores aqrn descritos. Como sena apreciado por una persona de experiencia ordinaria en la tecnica, en donde se usan emisores multiples (por ejemplo, para aplicaciones estereo), un circuito excitador 50 puede ser proporcionado para cada emisor. En algunas realizaciones el circuito excitador 50 esta dispuesto en el mismo alojamiento o conjunto que el emisor. En otras realizaciones el circuito excitador 50 esta dispuesto en un alojamiento separado. Este circuito excitador es solamente un ejemplo, y una persona de experiencia ordinaria en la tecnica apreciara que otros circuitos excitadores pueden ser usados con la tecnologfa del emisor aqrn descrita.

Tfpicamente, la senal modulada procedente del sistema 10 de procesamiento de senales esta acoplada electronicamente a un amplificador (no mostrado). El amplificador puede ser parte de, y en el mismo alojamiento o recinto que el circuito excitador 50. Alternativamente, el amplificador puede estar alojado separadamente. Despues de la amplificacion, la senal es entregada a las entradas A1, A2 del circuito excitador 50. En las realizaciones aqrn descritas el conjunto del emisor incluye un emisor que puede ser operable a frecuencias ultrasonicas. El emisor (no mostrado en la Figura 6) esta conectado al circuito excitador 50 en los contactos D1, D2. Un inductor 54 forma un circuito de resonancia paralelo con el emisor. Configurando el inductor 54 en paralelo con el emisor la corriente circula a traves del inductor y el emisor y puede conseguirse un circuito de resonancia paralelo. Por lo tanto, la capacitancia del emisor se hace importante, debido a que los valores bajos de la capacitancia del emisor requieren una mayor inductancia para conseguir la resonancia a una frecuencia deseada. Por consiguiente, los valores de la capacitancia de las capas, y del emisor como un conjunto pueden ser una consideracion importante en el diseno del emisor.

Un voltaje de polarizacion se aplica a traves de los terminales B1, B2 para proporcionar una polarizacion al emisor. El rectificador de onda completa 57 y el condensador de filtro 58 proporcionan una polarizacion en CC al circuito a traves de las entradas del emisor D1, D2. Idealmente, el voltaje de polarizacion usado es aproximadamente dos veces (o mayor que) la polarizacion inversa que se espera que tome el emisor. Esto es para asegurar que el voltaje de polarizacion es suficiente para sacar el emisor de un estado de polarizacion inversa. En una realizacion el voltaje de polarizacion es del orden de 300-450 Voltios, aunque se pueden usar voltajes en otros intervalos. Por ejemplo, se puede usar 350 Voltios. Para emisores ultrasonicos los voltajes de polarizacion estan tfpicamente en el intervalo de unos pocos cientos a varios cientos de Voltios.

Aunque se pueden usar las disposiciones en serie, disponiendo el inductor 54 en paralelo con el emisor se pueden obtener ventajas sobre la disposicion en serie. Por ejemplo, en esta configuracion, la resonancia puede conseguirse en el circuito inductor-emisor sin la presencia directa del amplificador en el camino de la corriente. Esto puede dar como resultado un funcionamiento mas estable y predecible del emisor, y que gasta menos energfa en comparacion con la configuracion en serie.

La obtencion de la resonancia en un funcionamiento optimo del sistema puede mejorar la eficiencia del sistema (esto es, reduce la energfa consumida por el sistema) y reduce el calor producido por el sistema.

Con una disposicion en serie, el circuito hace que la corriente gastada fluya a traves del inductor. Como es conocido en la tecnica, el emisor funcionara mejor en (o proximo al) punto en el que la resonancia electrica es conseguida en el circuito. No obstante, el amplificador introduce cambios en el circuito, el cual puede variar segun la temperatura, variacion de la senal, funcionamiento del sistema, etc. De este modo, puede ser mas diffcil obtener (y mantener) una resonancia estable en el circuito cuando el inductor 54 esta orientado en serie con el emisor (y el amplificador). La Figura 6B es un diagrama que ilustra un ejemplo de un circuito excitador simple que puede ser usado con los emisores aqrn descritos. Como sena apreciado por una persona de experiencia ordinaria en la tecnica, en donde se usan emisores multiples (por ejemplo, para aplicaciones estereo), un circuito de polarizacion 53 puede ser proporcionado para cada emisor. En algunas realizaciones el circuito de polarizacion 53 esta dispuesto en el mismo alojamiento o conjunto que el emisor. En otras realizaciones el circuito polarizador 53 esta dispuesto en un alojamiento separado. Este circuito excitador es solo un ejemplo, y una persona de una experiencia ordinaria en la tecnica apreciara que se pueden usar otros circuitos excitadores con la tecnologfa del emisor aqrn descrita.

Tfpicamente, la senal modulada procedente del sistema 10 de procesamiento de senales esta acoplada electronicamente a un amplificador (no mostrado). El amplificador puede ser parte de, y en el mismo alojamiento o recinto que el circuito excitador 53. Alternativamente, el amplificador puede ser alojado separadamente. Despues de la amplificacion, la senal es entregada a las entradas A1, A2 del circuito 53. En las realizaciones aqrn descritas el conjunto del emisor incluye un emisor que puede ser operable en frecuencias ultrasonicas. El emisor esta conectado al circuito excitador 53 en los contactos E1, E2. Una ventaja del circuito mostrado en la Figura 5B es que la polarizacion puede ser generada a partir de la senal de la portadora ultrasonica y no es necesario un suministro de polarizacion separado. En operacion los diodos D1-D4 en combinacion con los condensadores C1-C4 estan configurados para operar como rectificador y multiplicador de voltaje. Particularmente, los diodos D1-D4 y los condensadores C1-C4 estan configurados como un rectificador y cuadruplicador del voltaje, que da como resultado un voltaje de polarizacion en CC de hasta aproximadamente cuatro veces la amplitud de voltaje de la portadora a traves de los nodos E1, E2. Otros niveles de multiplicacion del voltaje pueden ser proporcionados usando tecnicas similares conocidas de multiplicacion del voltaje.

El condensador C5 se elige lo suficiente amplio para mantener la polarizacion y presentar un circuito abierto al voltaje de CC en E1 (es decir, para impedir que la CC se cortocircuite a tierra), pero lo suficiente pequeno para permitir que la portadora ultrasonica modulada pase al emisor. Las resistencias R1, R2 forman un divisor de voltaje, y en combinacion con el diodo Zener ZD1 limitan el voltaje de polarizacion al nivel deseado, el cual en el ejemplo ilustrado es 300 Voltios.

El inductor 54 puede ser de una variedad de tipos conocidos por las personas de una experiencia ordinaria en la tecnica. No obstante, los inductores generan un campo magnético que puede “filtrarse” mas alla de los confines del inductor. Este campo puede interferir con la operacion y/o respuesta del emisor. Tambien, muchos pares inductor/emisor usados en aplicaciones de sonido ultrasonico operan a voltajes que generan grandes cantidades de energfa termica. El calor puede tambien afectar negativamente al funcionamiento de un emisor parametrico.

Por al menos estos motivos, en la mayor parte de los sistemas de sonido parametricos convencionales el inductor esta ffsicamente situado a una distancia considerable del emisor. En tanto que esta solucion aborda los temas antes mencionados, anade otra complicacion. La senal transportada desde el inductor al emisor puede ser un voltaje relativamente alto (del orden de 160 V pico a pico o mayor). Como tal, los cables que conectan el inductor al emisor tienen que estar calificados para aplicaciones de alto voltaje. Tambien, en ciertas instalaciones pueden ser necesarios largos recorridos de los cables, lo cual puede ser caro y peligroso, y puede tambien interferir con sistemas de comunicacion no relacionados con el sistema emisor parametrico.

El inductor 54 (que se incluye como un componente tal como se ha mostrado en las configuraciones de las Figuras 6A y 6B) puede ser puesto en practica usando un inductor de nucleo del recipiente. Un inductor del nucleo del recipiente esta alojado dentro de un nucleo del recipiente que esta tfpicamente formado por un material de ferrita. Esto limita los devanados del inductor y el campo magnético generado por el inductor. Tfpicamente el nucleo del recipiente incluye dos mitades de ferrita 59a, 59b que definen una cavidad 60 dentro de la cual pueden estar dispuestos los devanados del inductor. Vease la Figura 6C. Un espacio de aire G puede ser incluido para aumentar la permeabilidad del nucleo del recipiente sin afectar a la capacidad de proteccion del nucleo. Por lo tanto, aumentando el tamano del espacio de aire G, se puede aumentar la permeabilidad del nucleo del recipiente. No obstante, el aumento del espacio de aire G requiere tambien un aumento del numero de vueltas en el o los inductores mantenidos dentro del nucleo del recipiente con el fin de conseguir una cantidad de inductancia deseada. Por lo tanto, un espacio de aire puede aumentar la permeabilidad y al mismo tiempo reducir el calor generado por el inductor del nucleo del recipiente sin comprometer las propiedades de proteccion del nucleo.

En los ejemplos ilustrados en las Figuras 6A y 6B se usa un transformador elevador de bobinado dual. No obstante, los bobinados primario 55 y secundario 56 pueden ser combinados en lo que comunmente se denomina una configuracion de autotransformador. Cualquiera o los dos bobinados primario y secundario pueden estar contenidos dentro del nucleo del recipiente.

Como se ha discutido antes, es deseable conseguir un circuito de resonancia paralelo con el inductor 54 y el emisor. Tambien es deseable hacer coincidir la impedancia del par inductor/emisor con la impedancia esperada por el amplificador. Esto generalmente requiere aumentar la impedancia del par inductor/emisor. Tambien puede ser deseable conseguir estos objetivos siempre que se coloque el inductor ffsicamente cerca del emisor. Por lo tanto, en algunas realizaciones el espacio de aire del nucleo del recipiente se selecciona de modo que el numero de vueltas en el bobinado primario 55 presente la carga de impedancia esperada por el amplificador. De este modo, cada bucle del circuito puede ser sintonizado para operar a un nivel de eficiencia aumentado. El aumento del espacio de aire en el nucleo del recipiente proporciona la capacidad de aumentar el numero de vueltas en el elemento inductor 55 sin cambiar la inductancia deseada del elemento inductor 56 (que de otro modo afectana a la resonancia en el bucle del emisor). A su vez, este proporciona la capacidad de ajustar el numero de vueltas en el elemento inductor 55 para igualar la carga de impedancia esperada por el amplificador.

Una ventaja adicional del aumento del tamano del espacio de aire es que el tamano ffsico del nucleo del recipiente puede ser reducido. Por lo tanto, un transformador de nucleo del recipiente menor puede ser usado en tanto que proporcione la misma inductancia para crear una resonancia con el emisor.

El uso de un transformador elevador proporciona unas ventajas adicionales al presente sistema. Debido a que el transformador “asciende” desde la direccion del amplificador al emisor, necesariamente “desciende” desde la direccion del emisor al amplificador. De este modo, cualquier realimentacion negativa que pudiera de otro modo viajar desde el par inductor/emisor al amplificador es reducido por el proceso de descenso, minimizando asf el efecto de cualquier suceso en el amplificador y el sistema en general (en particular, se reducen los cambios en el par inductor/emisor que podnan afectar a la carga de impedancia experimentada por el amplificador).

En una realizacion se usa un hilo metalico esmaltado Litz 30/46 para los bobinados primario y secundario. El hilo metalico Litz comprende muchos cordones de hilo metalico delgados, aislados individualmente y retorcidos o tejidos conjuntamente. El hilo metalico Litz usa una pluralidad de conductores aislados individualmente en paralelo. El diametro de los conductores individuales se elige que sea menor que una profundidad de penetracion en la frecuencia operativa, de modo que los cordones no sufran una apreciable perdida de efecto pelicular. Por lo tanto, el hilo metalico Litz puede permitir un mejor funcionamiento a frecuencias mas altas.

Se aplica un voltaje de polarizacion a traves de los terminales B1, B2 para proporcionar una polarizacion al emisor. El rectificador de onda completa 57 y el condensador de filtro 58 proporcionan una polarizacion de CC al circuito a traves de las entradas del emisor D1, D2. Idealmente, el voltaje de polarizacion usado es aproximadamente el doble (o mas) que la polarizacion inversa que se espera que tome el emisor. Esto es para asegurar que el voltaje de polarizacion es suficiente para sacar el emisor de un estado de polarizacion inversa. En una realizacion el voltaje de polarizacion es del orden de 350-420 Voltios. En otras realizaciones se pueden usar otros voltajes de polarizacion. Para emisores ultrasonicos los voltajes de polarizacion estan tipicamente en el intervalo desde unos pocos cientos a varios cientos de voltios.

Aunque no esta mostrado en las figuras, cuando el voltaje de polarizacion es lo suficientemente alto, la produccion de chispas puede ocurrir entre las capas conductoras 45, 46. Esta produccion de chispas puede ocurrir a traves de las capas de aislamiento intermedias asf como en los bordes del emisor (alrededor de los bordes exteriores de las capas aislantes). Por lo tanto, la capa aislante 47 puede ser hecha mayor en longitud y anchura que las superficies conductoras 45, 46, para impedir la produccion de chispas en el borde. Igualmente, en donde la capa conductora 46 es una pelfcula metalizada sobre un sustrato aislante, la capa conductora 46 puede ser hecha mayor en longitud y anchura que la capa conductora 45 para aumentar la distancia desde los bordes de la capa conductora 46 a los bordes de la capa conductora 45.

La resistencia R1 puede ser incluida para disminuir o aplanar el factor Q del circuito de resonancia. La resistencia R1 no es necesaria en todos los casos y el aire como una carga disminuira naturalmente Q. Igualmente, un hilo metalico Litz mas delgado en el inductor 54 puede tambien disminuir Q de modo que el pico no sea demasiado agudo.

La Figura 7 es un diagrama que ilustra otro ejemplo de configuracion del emisor que no forma parte de la presente invencion. El emisor en esta configuracion incluye una rejilla conductora 65 como la capa inferior, una capa media aislante 47 y una capa conductora superior 46. Las capas 46 y 47 pueden ser puestas en practica usando los ejemplos para las capas 46 y 47 antes descritos con referencia a las Figuras 3 y 4. La rejilla conductora 65 puede ser hecha utilizando un material conductor, o un material con una superficie o revestimiento conductor. Debido a que la rejilla conductora 65 forma uno de los electrodos del emisor, un cable de entrada 52b esta conectado a la rejilla conductora 65.

La rejilla conductora 65 puede tener un patron de agujeros, ranuras u otras aberturas. En algunas realizaciones las aberturas son aproximadamente el 50% del area de la rejilla conductora 65. En otras realizaciones las aberturas pueden ser un porcentaje mayor o menor del area de la rejilla conductora 65. La rejilla conductora 65 puede tener aproximadamente un espesor de 60 mils. En otras realizaciones la rejilla conductora 65 puede tener unos espesores diferentes.

La Figura 8 es un diagrama que ilustra otro ejemplo de configuracion de emisor que no forma parte de la presente invencion. El emisor en esta configuracion incluye una rejilla conductora 65 como la capa inferior, una capa media aislante 47 y una capa conductora superior 46 y una rejilla superior 48. El emisor ilustrado en la Figura 8 es similar al ejemplo ilustrado en la Figura 7, con la adicion de la rejilla 48.

Las capas que forman los emisores aqrn descritos pueden unirse conjuntamente usando varias tecnicas diferentes. Por ejemplo, marcos, pinzas, presillas, adhesivos u otros mecanismos de union pueden ser usados para unir las capas conjuntamente. Las capas pueden ser unidas conjuntamente en los bordes para impedir la interferencia con resonancia de las pelfculas del emisor.

Como se ha observado antes, en varias realizaciones la superficie conductora 45 esta provista de una superficie irregular. Para crear una superficie irregular, en las realizaciones antes discutidas la superficie puede ser en relieve, estampada, lijada, tratada con chorro de arena, formada con picos o irregularidades en la superficie, depositada con un grado deseado de “piel de naranja” o de otro modo provista con una textura. En otras realizaciones la superficie conductora 45 puede comprender una placa conductora u otro miembro que este formado o provisto de crestas u otros elementos texturales iguales para presentar una superficie irregular a la pelfcula emisora conductora 46.

La Figura 9A es un diagrama que ilustra una vista de la seccion transversal de una porcion de una superficie irregular que comprende crestas de acuerdo con un ejemplo de la tecnologfa aqrn descrita y que no forma parte de la presente invencion. En el ejemplo ilustrado en la Figura 9A una contraplaca conductora 104 esta provista de una superficie 105 con crestas. Los picos de la superficie 105 con crestas soportan la capa conductora 46. Aunque la capa conductora 46 se muestra como separada de los picos de la superficie 105 con crestas, la capa conductora 46 puede descansar sobre o estar en contacto con los picos de la superficie 105 con crestas. En algunas realizaciones la capa conductora 46 comprende una capa conductora 46a y una capa aislante 46b que separa la capa conductora 46a de los picos. Aunque no esta ilustrado, cuando un voltaje de polarizacion se aplica a traves del emisor, la capa conductora 46 sera llevada a un contacto mas estable con la superficie 105, haciendo que la capa 46 haga contacto con los picos y, con una polarizacion suficiente, sea llevada al menos parcialmente en los valles. Preferiblemente, la polarizacion no es lo suficiente fuerte para llevar la capa 46 a un contacto completo con la totalidad de la superficie 105, ya que se desea que un volumen de aire permita que la capa 46 se mueva en respuesta a la aplicacion de la serial ultrasonica modulada de audio.

La Figura 9B es un diagrama que ilustra una vista en perspectiva de una pluralidad de filas de la superficie de un ejemplo de la contraplaca 104 mostrada en la Figura 9A. En el ejemplo ilustrado los picos de la superficie 105 con crestas se extienden longitudinalmente a lo largo de toda o una porcion de la contraplaca 104. Las secciones de la contraplaca 104 pueden ser fabricadas con elementos texturales alargados 107 (en este ejemplo, unas crestas sustancialmente uniformes) que se extienden aproximadamente en paralelo a traves de toda o de secciones de la contraplaca 104. En otras realizaciones las irregularidades 107 en la superficie 105 son de longitudes mas cortas. La Figura 9C es un diagrama que ilustra una vista en perspectiva de las irregularidades formadas en forma de picos (mas bien que crestas alargadas) usadas para formar una superficie irregular. En el ejemplo ilustrado en la Figura 9C las irregularidades de la superficie tienen la forma de piramides cuadradas (con un pico truncado, aplanado), aunque tambien podnan usarse piramides rectangulares. Aunque los bordes de las irregularidades de la superficie (por ejemplo, las crestas 107 de la Figura 9B y las piramides 108 de la Figura 9C) se muestran como teniendo bordes agudos, algunos o todos los bordes de las irregularidades de la superficie pueden tener unos radios mayores (es decir, se pueden suavizar o ser menos agudos).

En el ejemplo mostrado en la Figura 9 la altura de cada uno de los picos es sustancialmente uniforme, o sustancialmente de la misma altura. En realizaciones alternativas la altura de los picos de las crestas puede variar de fila a fila o de pico a pico. La Figura 10 es un diagrama que ilustra una vista de la seccion transversal de una porcion de una realizacion que tiene una superficie irregular que comprende crestas. En la realizacion ilustrada en la Figura 10 los picos de la superficie 111 con crestas son de alturas diferentes. En particular, hay una pluralidad de picos mas cortos 114 limitados por picos mas altos 112. En este ejemplo los picos 112 son picos cargados ya que soportan la capa 46 del emisor. Los picos mas cortos 114 son picos no cargados y pueden estar dispuestos a una altura elegida para proporcionar un volumen de aire deseado entre la capa 46 del emisor y la contraplaca 104. Al igual que la realizacion ilustrada y descrita con referencia a la Figura 9B, la superficie 111 puede comprender una pluralidad de crestas alargadas que se extienden a traves de toda o de secciones de la contraplaca 104. Alternativamente, al igual que la realizacion ilustrada y descrita anteriormente con referencia a la Figura 9C, la superficie 111 puede comprender una pluralidad de piramides cuadradas o rectangulares dispuestas sobre o formando la superficie de la contraplaca 104. En este caso, las piramides cargadas pueden estar dispuestas en filas de modo que haya filas de piramides cargadas contiguas a multiples filas de piramides no cargadas. Alternativamente, las piramides cargadas pueden estar dispuestas de modo que esten rodeadas por piramides no cargadas.

Las alturas de los elementos texturales (por ejemplo, piramides) pueden variar, pero preferiblemente son relativamente pequenas. Las Figuras 11A y 11b son diagramas que ilustran unas dimensiones ejemplares para una superficie texturada de acuerdo con las realizaciones antes descritas con referencia a las Figuras 9 y 10. En el ejemplo de la Figura 11A las crestas o piramides tienen una altura de 8 milesimas y estan dispuestas con una separacion de 19 milesimas. La anchura de la mesa aplanada en la parte superior de las piramides es 3 milesimas. El angulo en la interseccion formado entre las paredes laterales de las piramides contiguas es preferiblemente un angulo recto, aunque se pueden usar otros angulos. Similarmente, en el ejemplo de la Figura 11B las piramides o crestas pueden estar dispuestas con unas dimensiones similares que tienen una separacion de 19 milesimas, una altura de las piramides cargadas es 8 milesimas, y una anchura del pico es 3 milesimas. En la realizacion de ejemplo de la Figura 11B la diferencia de altura entre las piramides cargadas y las piramides no cargadas puede ser relativamente pequena, del orden de 0,25-4 milesimas. Estas dimensiones son como ejemplo y sin embargo pueden ser variadas de aplicacion a aplicacion, estos ejemplos ilustran que la textura proporcionada por los elementos texturales puede ser una textura fina. Por ejemplo, la altura de las crestas donde son piramides puede ir de 5 milesimas a 15 milesimas, y la separacion puede ir de 12 milesimas hasta 100 milesimas, aunque en ambos casos se pueden usar unas dimensiones menores o mayores.

La Figura 12, que comprende las Figuras 12A y 12B, proporciona ademas otra realizacion alternativa para los elementos texturales de la contraplaca. La Figura 12A es una vista de una seccion transversal de un elemento textural de acuerdo con una realizacion de la tecnologfa aqrn descrita, mientras que la Figura 12B presenta una vista en perspectiva. Haciendo referencia ahora a las Figuras 12A y 12B, en este ejemplo, una cresta 120 esta provista con una superficie superior recortada 121. La superficie 121 incluye una pluralidad de puntos altos 125 y unas depresiones 127 que proporcionan un contorno a la parte superior del elemento textural (por ejemplo, cresta 120).

Tambien esta ilustrada en la Figura 12A una capa conductora 46 posicionada encima de la contraplaca 104. Aunque la capa conductora 46 se muestra como separada de los picos de las crestas 120, la capa conductora 46 puede descansar sobre o hacer contacto con los picos de la superficie con crestas 120 siempre que la capa conductora 46 comprenda una capa aislante 46b entre la capa conductora 46a y la contraplaca 104. Aunque no esta ilustrado, cuando se aplica un voltaje de polarizacion a traves del emisor, la capa conductora 46 sera llevada a un contacto mas estable con la superficie superior recortada 121, haciendo que la placa 46 haga contacto con los puntos altos 125 y, con una polarizacion suficiente, sea bajada al menos parcialmente a las depresiones 127 y valles entre las crestas. Preferiblemente, la polarizacion no es suficientemente fuerte para llevar la capa 46 a un contacto completo con toda la superficie de la contraplaca 104, ya que se desea que un volumen de aire permita que la capa 46 se mueva en respuesta a la aplicacion de la senal ultrasonica modulada de audio.

La Figura 13 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un contorno que tiene una pluralidad de elementos texturales tales como los ilustrados en la Figura 12. En este ejemplo los elementos texturales estan dispuestos en forma de crestas posicionadas paralelas entre sf yendo a traves de toda o parte de la contraplaca 104. Como se muestra en este ejemplo, los elementos texturales se encuentran formando una V en la base de cada cresta textural. El angulo de la V en la interseccion formada entre las paredes laterales de las piramides contiguas es preferiblemente un angulo recto, aunque se pueden usar otros angulos.

En realizaciones alternativas los elementos texturales no se encuentran en una configuracion en forma de V en los valles entre las crestas. Por ejemplo, en una alternativa la superficie entre las crestas contiguas 120 es una superficie de radio (por ejemplo, una configuracion en forma de U). Un ejemplo de esto se muestra en la Figura 14 en la que una superficie radiada 122 esta dispuesta entre cada una de las crestas contiguas 120. Como otro ejemplo, en otra alternativa, la superficie entre las crestas contiguas 121 tiene un fondo plano o piso 123. Un ejemplo de esto se muestra en la Figura 15, en la que las crestas 121 estan en pendiente hacia abajo desde sus respectivos picos (una pendiente constante en este ejemplo, aunque tambien se puede usar una superficie curva) y se encuentran en un piso 123 sustancialmente plano del valle. La transicion desde la pendiente de la cresta al piso del valle puede ser brusco, o puede ser radiada.

Las alturas de los elementos texturales (por ejemplo, las crestas 120) pueden variar, pero son preferiblemente relativamente pequenas. La Figura 16 es un diagrama que ilustra unas dimensiones como ejemplo de una superficie texturada de acuerdo con las realizaciones antes descritas con referencia a las Figuras 12-15. La Figura 16A presenta una vista de la seccion transversal mirando abajo a lo largo de las filas de crestas 120, mientras que la Figura 16B presenta una vista en perspectiva que mira a una unica cresta 120 con una pluralidad de puntos altos 125 y depresiones 127. En el ejemplo de la Figura 16 las crestas 120 tienen una altura de 8 milesimas, y estan separadas una distancia de 35 milesimas. Los picos de cada cresta estan dispuestos a una distancia de 35 milesimas; siendo la longitud y la anchura de la mesa aplanada en la parte superior de los puntos altos 125 de 3 milesimas y 30 milesimas, respectivamente, y la profundidad de las depresiones 127 es 0,0008”.

Estas dimensiones son como ejemplo y pueden ser variadas de aplicacion en aplicacion sin embargo, estos ejemplos ilustran que la textura proporcionada por los elementos texturales puede ser una textura fina. Por ejemplo, la altura de las crestas o piramides puede ir de 5 milesimas a 15 milesimas, y la distancia puede ir de 12 milesimas a 100 milesimas, aunque en ambos casos se pueden usar unas dimensiones menores o mayores.

En estas y otras realizaciones la profundidad del canal entre las crestas o piramides puede ser un factor importante en la determinacion de la resonancia del sistema emisor pelfcula/contraplaca. Preferiblemente, la frecuencia de la portadora de la senal ultrasonica modulada es elegida para estar en o cerca de la frecuencia de resonancia del sistema emisor para una operacion eficiente. En diversas realizaciones la frecuencia de resonancia preferiblemente es mayor de 35 kHz. En otras realizaciones la frecuencia de resonancia es preferiblemente mayor de 50 kHz. En algunas realizaciones la capa 46 del emisor puede tener una frecuencia de resonancia natural de cualquiera en el intervalo de 30 a 150 kHz, aunque son posibles alternativas por encima y por debajo de este intervalo. En una realizacion se usa un emisor pelfcula/contraplaca con una frecuencia de resonancia de 80 kHz.

Igualmente, el volumen de aire entre la pelfcula 46 y la contraplaca 104 puede ser ajustado para formar un sistema de resonancia en el intervalo de 30 a 150 kHz, aunque son posibles otras frecuencias superiores e inferiores de este intervalo. En una realizacion se usa una frecuencia de la portadora de 80 kHz y el volumen de aire esta configurado para dar la frecuencia de resonancia del sistema de 80 kHz. En diversas aplicaciones el volumen de aire sera el factor dominante en la determinacion de la frecuencia de resonancia. En otras configuraciones dominara la rigidez de la pelfcula y el volumen de aire puede ser elegido arbitrariamente. En otras configuraciones ambos contribuyen en cantidades casi iguales. Por consiguiente, se pueden considerar unas concesiones en el diseno y ser utilizadas coincidencias de frecuencia menos que ideales.

En la realizacion antes descrita con referencia a las Figuras 9 a 16, asf como en otras realizaciones iguales, la contraplaca 104 puede estar hecha de aluminio u otro material conductor. El aluminio es deseable debido a su peso ligero y su resistencia a la corrosion. El aluminio u otro material conductor puede ser mecanizado (por ejemplo, molido), fundido, estampado, o de otra manera fabricado para formar el patron de superficie deseado para la contraplaca 104. Adicionalmente, la contraplaca puede estar hecha de plastico u otro material no conductor y despues revestida con un material conductor tal como mquel o aluminio. Esta contraplaca no conductora puede ser moldeada por inyeccion, fundida, estampada o de otro modo fabricada para formar el patron de la superficie deseado.

El emisor puede ser fabricado usando varias tecnicas de fabricacion diferentes para unir la capa 46 a la contraplaca 104. Por ejemplo, en una realizacion la capa 46 es tensionada a lo largo de su longitud y anchura y unida de forma fija a la contraplaca 104 usando adhesivos, fijadores mecanicos, u otras tecnicas de fijacion. Por medio de otro ejemplo, se puede disponer un area relativamente plana alrededor de la periferia de la contraplaca 104 para presentar un area plana a la que la pelfcula 46 se puede pegar o de otro modo fijar a la contraplaca 104. La pelfcula 46 puede ser pegada o de otro modo asegurada a la contraplaca 104 a lo largo de toda la periferia de la contraplaca 104 o en unos lugares seleccionados. Adicionalmente, la pelfcula 46 puede ser pegada o de otro modo asegurada a la contraplaca 104 en puntos o lugares seleccionados dentro de la periferia. La tension aplicada a la pelfcula durante la fabricacion es preferiblemente una tension suficiente para suavizar la pelfcula para impedir arrugas o un material innecesariamente en exceso. Es deseable una tension suficiente para permitir que la pelfcula sea llevada a la placa tras la aplicacion uniforme de un voltaje de polarizacion a traves del area de la contraplaca. En algunas aplicaciones la cantidad de tension puede ser del orden de 10 PSI, aunque se pueden usar otras tensiones.

Para impedir la entrada no deseada de aire entre la pelfcula 46 y la contraplaca 104 durante las operaciones de union, se pueden disponer uno o mas agujeros para el aire en la parte trasera de la contraplaca 104 para permitir que el aire escape. Esto puede evitar la formacion de una presion no deseada en la cavidad de aire y evitar el “hinchamiento” de la pelfcula tras el montaje.

Adicionalmente, en algunas realizaciones la superficie conductora texturada de la contraplaca puede ser anodizada o de otro modo provista de un revestimiento delgado de material aislante en la superficie superior. Como se ha observado antes, en algunas realizaciones la pelfcula 46 puede ser una pelfcula de mylar metalizado o de kapton con una superficie conductora aplicada a un polfmero u otra pelfcula aislante. Cuando la superficie de la contraplaca 104 esta anodizada no se requiere una pelfcula bicapa (por ejemplo, las capas 46a, 46b) para aislar la pelfcula 46 de la contraplaca 104, y se puede utilizar una pelfcula conductora (sin una capa aislante).

Las capas conductora y no conductora que forman los diversos emisores aqrn descritos pueden estar hechas usando materiales flexibles. Por ejemplo, las realizaciones aqrn descritas usan pelfculas metalizadas flexibles para formar capas conductoras, y pelfculas no metalizadas para formar capas resistivas. Debido a la naturaleza flexible de estos materiales, pueden ser moldeados para formar configuraciones y formas deseadas. En otras realizaciones las capas que pueden integrar los emisores pueden estar formadas usando materiales moldeados o modelados para llegar a la configuracion o forma deseadas.

Por ejemplo, como esta ilustrado en la Figura 17A, las capas pueden ser aplicadas a un sustrato 74 en una configuracion arqueada. La Figura 18A proporciona una vista en perspectiva de un emisor formado en una configuracion arqueada. En este ejemplo un material de respaldo 71 es moldeado o formado con una forma arqueada y las capas 72 del emisor fijadas a el. Otros ejemplos incluyen cilmdricas (Figuras 17b y 18b) y esfericas. Como sena evidente a una persona de una experiencia ordinaria en la tecnica despues de leer esta descripcion, se pueden usar otras formas de materiales de respaldo sobre los que formar emisores ultrasonicos de acuerdo con la tecnologfa aqrn descrita.

El mylar, kapton y otras pelfculas metalizadas pueden ser tensionadas o estiradas en alguna medida. El estiramiento de la pelfcula, y el uso de la pelfcula en una configuracion estirada pueden proporcionar un mayor grado de direccionalidad al emisor. Las senales ultrasonicas por su naturaleza tienden a ser direccionales por naturaleza. No obstante, el estiramiento de las pelfculas da un mayor nivel de direccionalidad.

Igualmente, las capas conductoras pueden estar hechas usando cualquiera de varios materiales conductores. Entre los materiales conductores comunes que pueden ser usados estan el aluminio, mquel, cromo, oro, germanio, cobre, plata, titanio, tungsteno, platino, y tantalio. Tambien se pueden usar las aleaciones de metales conductores.

Como se ha observado anteriormente, las capas conductoras 45, 46 pueden ser hechas usando pelfculas metalizadas. Estas incluyen Mylar, Kapton y otras pelfculas similares. Tales pelfculas metalizadas son disponibles variando los grados de transparencia desde sustancialmente totalmente transparente a opaco. Igualmente, la capa aislante 47 puede ser hecha usando una pelfcula transparente. Por consiguiente, los emisores aqrn descritos pueden ser hechos de materiales transparentes dando como resultado un emisor transparente. Tal emisor puede ser configurado para ser colocado sobre diversos objetos para formar un altavoz ultrasonico. Por ejemplo, uno o un par (o mas) de emisores transparentes pueden ser colocados como una pelfcula transparente sobre una pantalla de television. Esto puede ser ventajoso debido a que como las televisiones se hacen cada vez mas delgadas hay menos espacio disponible para grandes altavoces. Colocando el o los emisores sobre la pantalla de television se pueden colocar los altavoces sin requerir un espacio de caja adicional. Como otro ejemplo, un emisor puede ser colocado sobre un marco de cuadro, convirtiendo un cuadro en un emisor ultrasonico. Tambien, debido a que las pelfculas metalizadas pueden tambien ser altamente reflectantes, el emisor ultrasonico puede ser hecho en un espejo.

Mientras que antes han sido descritas diversas realizaciones de la presente invencion debena comprenderse que han sido presentadas a modo de ejemplo solamente, y no de limitacion. Igualmente, los diversos diagramas pueden representar un ejemplo arquitectonico u otra configuracion para la invencion, la cual esta hecha para ayudar a entender las caractensticas y la funcionalidad que pueden estar incluidas en la invencion. La invencion no esta limitada a las arquitecturas o configuraciones de ejemplo ilustradas, pero las caractensticas deseadas pueden ser puestas en practica usando una variedad de arquitecturas y configuraciones alternativas. En efecto, sera evidente a una persona con experiencia en la tecnica como particionamiento y configuraciones funcionales, logicas o ffsicas alternativas pueden ser puestos en practica para poner en practica las caractensticas deseadas de la presente invencion. Tambien, una multitud de diferentes nombres de los modulos constituyentes de la presente invencion. Tambien una multitud de nombres de los modulos constituyentes distintos de los aqrn representados puede ser aplicada a las diversas particiones. Adicionalmente, con respecto a los diagramas de flujo, las descripciones operativas y las reivindicaciones del metodo, el orden en el que aqrn son presentados los pasos no obligara que diversas realizaciones sean puestas en practica para realizar la funcionalidad citada en el mismo orden a menos que el contexto lo exija de otra forma.

Aunque la invencion esta descrita antes en terminos de diversas realizaciones y puestas en practica como ejemplo se debena entender que las diversas caractensticas, aspectos y funcionalidad descritos en una o mas de las realizaciones individuals no estan limitados en su aplicabilidad a la realizacion particular con la cual estan descritos, pero en cambio se puede aplicar, solo o en diversas combinaciones, a una o mas de las otras realizaciones de la invencion, si o no tales realizaciones esten descritas y si o no tales caractensticas son presentadas como siendo una parte de una realizacion descrita. De este modo, la amplitud y el alcance de la presente invencion no estanan limitados por cualquiera de las realizaciones como ejemplo antes descritas.

Los terminos y frases usados en este documento, y las variaciones de ellos, a menos que de otro modo sean expresamente declarados, debenan ser interpretados como abiertos al contrario que limitativos. Como ejemplos de lo anterior: el termino “incluyendo” debena ser interpretado como significando “incluyendo, sin limitacion” o similar; el termino “ejemplo” se usa para proporcionar casos como ejemplo del tema en discusion, no una lista exhaustiva o limitativa de los mismos; los terminos “un” debenan ser interpretados como significando “al menos uno”, “uno o mas” o similar; y los adjetivos tales como “convencional”, “tradicional”, “normal”, “patron”, “conocido” y terminos de significado similar no debenan ser interpretados como limitando el tema descrito a un penodo de tiempo dado o a un tema disponible como de un tiempo dado, sino que en lugar de ello debena interpretarse para abarcar tecnologfas convencionales, tradicionales, normales, o tipo que pueden ser disponibles o conocidas ahora o en cualquier momento en el futuro. Igualmente, cuando este documento se refiere a tecnologfas que senan evidentes o conocidas a una persona de una experiencia ordinaria en la tecnica, tales tecnologfas abarcan las evidentes o conocidas por el artesano experto ahora o en cualquier momento en el futuro.

La presencia de palabras y frases ampliadas tales como “uno o mas”, “al menos”, “pero no limitado a” u otras frases similares en algunos casos no debe ser interpretada como significando que el caso mas limitado es pretendido o requerido en casos en los que tales frases ampliadas pueden estar ausentes. El uso del termino “modulo” no implica que los componentes o la funcionalidad descritos o reivindicados como parte del modulo esten todos configurados en un conjunto comun. En efecto, cualquiera o todos de los diversos componentes de un modulo, ya sea la logica de control u otros componentes, pueden ser combinados en un unico conjunto o separadamente mantenidos, y pueden ademas ser distribuidos en multiples grupos o conjuntos o a traves de multiples ubicaciones.

Adicionalmente, las diversas realizaciones aqrn expuestas estan descritas en terminos de diagramas de bloques, diagramas de flujo y otras ilustraciones como ejemplo. Como sera evidente a una persona de una experiencia ordinaria en la tecnica despues de leer este documento, las realizaciones ilustradas y sus diversas alternativas pueden ser puestas en practica sin limitacion a los ejemplos ilustrados. Por ejemplo, los diagramas de bloques y su descripcion aneja no debenan ser interpretados como exigiendo una particular arquitectura o configuracion.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un altavoz de audio ultrasonico (6) que comprende:

una contraplaca (104) que comprende una primera superficie principal y una zona conductora, comprendiendo ademas la contraplaca una pluralidad de elementos texturales dispuestos sobre la primera superficie principal; y una capa flexible (46) dispuesta contigua a la primera superficie principal de la contraplaca, comprendiendo la capa flexible una zona conductora (46a) y una zona aislante (46b), en donde la capa flexible esta dispuesta contigua a la contraplaca de modo que la zona aislante este posicionada entre la contraplaca y la zona conductora de la capa flexible, y de modo que haya un volumen de aire entre la capa flexible y las superficies de los elementos texturales; en donde la contraplaca y la capa flexible estan configuradas para ser acoplados electricamente a una respectiva de un par de lmeas de serial que transportan una portadora ultrasonica de audio modulada, y ademas en donde tras la aplicacion de la serial de la portadora ultrasonica modulada la capa flexible es configurada para lanzar una representacion de la onda de presion de la serial de la portadora ultrasonica modulada al aire;

en donde los elementos texturales comprenden una pluralidad de crestas (120) dispuestas sobre la primera superficie principal de la contraplaca, estando las crestas posicionadas paralelas entre sf yendo a traves de toda o parte de la contraplaca con un valle correspondiente dispuesto entre cada par contiguo de crestas paralelas; en donde cada cresta de la pluralidad de crestas comprende dos superficies que se extienden desde los valles contiguos y una porcion aplanada que va a lo largo de un pico de la cresta; y

en donde una superficie superior (121) de cada cresta de la pluralidad de crestas (121) comprende una pluralidad de puntos altos (125) y depresiones (127) que proporcionan un contorno a la superficie superior.

2. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 1, en donde un valle dispuesto entre un par contiguo de crestas comprende una interseccion de superficies contiguas del par de crestas contiguas.

3. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 1, en donde un valle dispuesto entre un par contiguo de crestas comprende una superficie radiada entre las superficies contiguas de un par de crestas contiguas.

4. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 1, en donde un valle dispuesto entre un par contiguo de crestas comprende una superficie plana entre las superficies contiguas del par de crestas contiguas.

5. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 1, en donde la capa flexible comprende una pelfcula metalizada (45).

6. Un emisor electronico, que comprende:

un primer polo (46) que comprende un elemento conductor que tiene una superficie texturada; y

un segundo polo (45) que comprende una pelfcula metalizada dispuesta contigua a la superficie texturada del polo; en donde, tras la aplicacion de una portadora ultrasonica audiomodulada el segundo polo esta configurado para resonar en respuesta a una serial audiomodulada y para lanzar una representacion de la onda de presion de la serial de la portadora ultrasonica modulada al aire;

en donde la superficie texturada comprende una pluralidad de crestas (121) dispuestas en una superficie principal de una contraplaca, en donde las crestas estan posicionadas paralelas entre sf yendo a traves de toda o parte de la contraplaca con un valle correspondiente dispuesto entre cada par contiguo de crestas;

en donde cada cresta de la pluralidad de crestas comprende dos superficies que se extienden desde los valles contiguos y una porcion aplanada que va a lo largo de un pico de la cresta; y

en donde una superficie superior (121) de cada cresta de la pluralidad de crestas comprende una pluralidad de puntos altos (125) y depresiones (127) que proporcionan un contorno a la superficie superior.

7. El emisor electronico de la reivindicacion 6, en donde un valle dispuesto entre un par de crestas contiguas comprende una interseccion de superficies contiguas del par de crestas contiguas.

8. El emisor electronico de la reivindicacion 6, en donde un valle dispuesto entre un par contiguo de crestas comprende una superficie radiada entre las superficies contiguas del par de crestas contiguas.

9. El emisor electronico de la reivindicacion 6, en donde un valle dispuesto entre un par de crestas contiguas comprende una superficie plana entre las superficies contiguas del par de crestas contiguas.

10. Un altavoz de audio ultrasonico que comprende:

una primera capa que tiene una primera superficie principal, una segunda superficie principal y una zona conductora; una segunda capa dispuesta contigua a la primera capa y que tiene una primera superficie principal, una segunda superficie principal y una zona conductora; y

una zona aislante dispuesta entre la primera y la segunda capa;

en donde la segunda capa comprende una contraplaca y la contraplaca comprende una pluralidad de elementos texturales;

en donde los elementos texturales comprenden una pluralidad de crestas (120) dispuestas sobre una superficie principal de la contraplaca, en donde las crestas estan posicionadas paralelas entre sf yendo a traves de toda o parte de la contraplaca con un valle correspondiente dispuesto entre cada par contiguo de crestas paralelas; en donde cada cresta de la pluralidad de crestas (120) comprende dos superficies que se extienden desde los valles contiguos y una porcion aplanada que va a lo largo de un pico de la cresta; y

en donde una superficie superior (121) de cada cresta de la pluralidad de crestas comprende una pluralidad de puntos altos (125) y depresiones (127) que proporcionan un contorno a la superficie superior.

11. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 10, en donde la primera capa comprende una capa flexible dispuesta contigua a los elementos texturales de la contraplaca, la capa flexible tiene una zona conductora y una zona aislante, en donde la capa flexible esta dispuesta contigua a la contraplaca de modo que la zona aislante este posicionada entre la contraplaca y la zona conductora de la capa flexible y de forma que haya un volumen de aire entre la capa flexible y las superficies de los elementos externos.

12. El altavoz de audio ultrasonico de la reivindicacion 10, en donde el arco de las capas primera y segunda esta cada uno configurado para ser acoplado a uno respectivo de un par de lmeas de senal que llevan una portadora ultrasonica modulada de audio, y ademas, en donde, tras la aplicacion de la portadora ultrasonica modulada de audio la primera capa es configurada para lanzar una representacion de una onda de presion de la senal de la portadora ultrasonica modulada al aire.