JP2014508453A - 超音波減衰装置を備えているスピーカシステム - Google Patents

超音波減衰装置を備えているスピーカシステム Download PDF

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Abstract

本発明は、複数のマイクロ・エレクトロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)と、音響周波数領域にある音波(22)を出力するために、電気的な制御信号(S1)でもってスピーカユニット(2)を制御する制御回路装置(4)とを有している、スピーカシステム(1)に関する。スピーカシステム(1)は、スピーカユニット(2)の後方の音波伝播方向(R)において、音響的なローパスフィルタとしての、周波数選択性の減衰を行なうフィルタ装置(6)、例えば層系を有しており、該フィルタ装置(6)は、少なくとも一つの超音波周波数領域の音波(23)を、音響周波数領域の音波(22)よりも強く減衰させる。

Description

スピーカシステムは、電気信号を音波に変換するための電気音響変換器として使用されている。
従来のスピーカシステムは、アナログ信号レベルに依存してスピーカダイアフラムを撓ませるためにアナログ電気信号を使用している。それによって、所望の可聴周波数領域(音響周波数領域、オーディオ周波数領域)にある音波が直接的に形成される。
更には、オーディオ周波数領域にある所望の音波の他に、原理上、オーディオ周波数領域を上回る音波、特に超音波も形成されるスピーカ構造が公知である。これに関しては、特にMEMS(micro-electro-mechanical systems)スピーカが公知であり、このMEMSスピーカは多数の小さい音波を形成する複数のスピーカユニットから形成されており、それらのスピーカユニットの音波を形成するダイアフラムは比較的高い周波数、例えば超音波でクロック制御される。その種のMEMSスピーカシステムは例えば、Diamond, Brett M等著「Digital Sound Reconstruction Using Arrays of CMOS-MEMS Microspeakers」,Proc. of the Fifteenth IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems,Las Vegas,2002,292-295頁、及びDiamond, Brett Matthew著「Digital Sound Reconstruction Using Arrays of CMOS-MEMS Microspeaker, Electrical and Computer Engineering」,Carnegie Mellon University,2002に記載されている。EP 1 216 602 B1,WO 2009-066290 A2及びWO 2007-135678 A2にも、MEMSシステムを備えているスピーカ構造が開示されている。
ここで、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ・スピーカユニット又はMEMSスピーカユニットとは、空洞部と、この空洞部を上から覆うダイアフラムとを備えている基板、特に半導体基板に形成されているスピーカユニットであると解される。マイクロ・メカニカルな構成は、一般的に、10mmを下回る、有利には1mmを下回る、即ちマイクロメートルの範囲のダイアフラム直径を含む。ダイアフラムは、ディジタル信号、例えばバイナリ信号でもって制御され、特に、比較的高い周波数領域、例えば超音波領域にあるクロック周波数のパルス幅変調(PWM)でもって制御される。制御されるマイクロ・メカニカルスピーカユニットの数によって音波レベルの大きさ乃至音量を調整することができる。つまり、オーディオ周波数領域にある周波数の調整は、有利にはパルス幅変調のパルス幅によって行なわれる。
しかしながら、その種のMEMSスピーカユニットの欠点は、比較的高い周波数領域でのダイアフラムのクロック制御は、付加的に、超音波領域におけるダイアフラムの相応の振動も惹起し、それによって、一般的に、音響信号に超音波信号が重畳されているということである。
基本的に、この超音波信号を小さく維持すること、又は、破壊的な干渉による超音波信号成分の低減を達成することを試みることができる。
発明の概要
本発明によれば、複数のスピーカユニットから出力される音波を周波数選択的に減衰する装置が設けられる。従って、周波数選択性の減衰装置はマイクロ・メカニカル型のスピーカユニットと聴き手との間に設けられている。この周波数選択性の減衰装置はオーディオ周波数領域若しくは可聴周波数領域、即ち、約16Hzから約20kHzの間の周波数領域にある音波を比較的弱く減衰させるか、又はそれどころか無視できる程にしか減衰させず、また、超音波周波数領域の少なくとも一つの部分領域、即ち16kHzを超える領域、例えば1MHz迄の領域の音波をより強く減衰させる。
この関係において、減衰とは、周波数選択性の減衰装置を通過する際の音圧レベル、即ち音響信号強度の低減であると解される。この減衰を、基本的にはエネルギの吸収によって行なうことができるが、しかしながら例えば別の方向への反射によっても行なうことができる。
周波数選択性の減衰装置は特に、結合個所、例えばスピーカユニット若しくはその半導体構成素子を収容するケーシングの横方向の側方の個所に取り付けられており、また場合によっては、横方向の中央の別の支持個所に取り付けられている支柱無しで自立式の層系で良い。その種の層系を平坦若しくは平らに形成することができるか、又は、湾曲した形状、シャーレの形状若しくは包囲構造の形状で形成することもできる。更には、多層の配置構成も考えられる。周波数選択性の減衰装置は、スピーカシステムのケーシングを完全に覆うことができるか、又は、例えば個々の複数の開口部を有することもできる。
従って、周波数選択性の減衰装置は、マイクロ・メカニカル型のスピーカユニットに取り付けられており、且つ、不所望な超音波領域を減衰する音響的なローパスフィルタとして機能する。このローパスフィルタはオーディオ周波数を妨げずに通過させることができるか、又はほぼ妨げずに通過させることができるが、しかしながら関連する超音波周波数を実質的に低減若しくは減衰する遷移周波数応答特性を有している。
層系は一つ又は複数の層を有することができる。それらの層を連続気泡性の材料、例えば連続気泡性フォーム、又は、気体透過性の自由空間若しくは孔を備えている焼結体から形成することができるか、又は、独立気泡性の材料、例えば独立気泡性に架橋されているフォーム若しくはフィルム、例えば相応の厚さのフィルム、特にプラスチックフィルムから形成することもできる。有利には、気泡性(連続気泡性又は独立気泡性)の材料の層厚は、孔の大きさ(孔径)の少なくとも3倍である。これによって、直接的な音波通過は生じないことを保証することができる。複数の層から成る構成ではそれらの材料を組み合わせることができ、例えば、連続気泡性フォームから成るシャーレの一方の面、例えば上面又は下面、又は、両面を適切なフィルムでもって閉じることができる。
多孔性の材料として、例えば、PU(ポリウレタン)フォーム、発泡シリコーン、発泡ゴム、発泡金属、例えば発泡アルミニウム、更には焼結セラミック又は焼結金属が使用される。
オーディオ領域(可聴周波数領域)においてではなく超音波領域での効果、若しくはオーディオ領域においては無視できる程度の効果を達成するために、個々の層が有利には凡そ少なくとも1mmから50mm迄の厚さを有している。典型的な層厚は例えば2mmから10mm迄である。本発明によれば、複数の層を組み合わせることができるので、その場合には個々の層の層厚を薄くすることができる。
他の影響、例えば埃又は湿気からの保護のために、層若しくは層系にプラスチック又はゴムから成る薄い膜、例えば50から300マイクロメートルの厚さの膜を被せることができる。
共振的な構成のためには、例えばPUフォームから成る一つ又は複数の軟らかい層と、例えばセラミック又は発泡金属から成る重い層の組み合わせが有利である。
基本的には、超音波周波数全体がオーディオ周波数領域の周波数よりも強く減衰されるように、周波数選択性の減衰装置を構成することができる。従って、超音波の広帯域の低減が達成される。しかしながら、例えば、選択された周波数領域の超音波のみを減衰させることもできる。これに関しては、特定の超音波周波数領域においては遷移減衰が高くなるように個々の層を特別に形成することができる。
その種の周波数選択性の減衰のために、音響的なローパスフィルタの種々の特性を適切に設計することができる。特に、スピーカの幾何学形状又は層系の幾何学形状全体をそのように適合させることができる。これに関する適切なパラメータには、特に、層系からマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット迄の距離、更には、個々の層の層厚及びそれら層相互の配置構成が含まれるが、更に、スピーカシステムのケーシング内部空間、即ち、適切な共振体を形成するための、層系と下側の境界、例えばケーシング底部又はスピーカユニットの回路支持体との間に形成すべき共振空間の正確な構成も含むことができる。しかしながら、周波数選択性の減衰を、特定の周波数を減衰する適切な材料によっても規定することができる。この場合、周波数選択性は、目標周波数領域において系の一つ又は複数の共振を生じさせることを目的として、材料特性、特に弾性モジュール及び厚さの設計及び幾何学的な寸法によって達成される。多孔性の材料が使用される場合には、特定の超音波周波数の共振減衰を達成するために、孔の大きさも適切に選択することができる。共振構成を特に、制御信号のクロック周波数若しくはその高調波又はオーバートーンに合わせて調整することができる。
以上のことから、本発明によれば幾つかの利点が得られる。MEMSの構成は、所要面積及び所要体積の小さい廉価な構成を実現する。音響領域における音波の品質はバイナリ又ディジタルの直接的な制御によって非常に良好である。つまり、信号対雑音比が非常に良好である。従来のMEMSスピーカシステムにおいて発生する妨害的な超音波負荷を、本発明によれば、僅かな付加的な装置コストでもって著しく低減することができる。更には、ローパスフィルタは別の外的な影響、例えば湿気又は汚染等に対する保護部も表すことができる。
本発明の一つの実施の形態によるスピーカシステムが制御エレクトロニクスと共に示されている。 連続気泡性の層としての音響的なローパスフィルタを示す。 上側の独立気泡性の層と下側の連続気泡性の層とを備えている音響的なローパスフィルタを示す。 上側の連続気泡性の層と下側の独立気泡性の層とを備えている音響的なローパスフィルタを示す。 上側及び下側の独立気泡性の層と中央の連続気泡性の層とを備えている音響的なローパスフィルタを示す。 図1のスピーカシステムのパラメータ化乃至調整を示す。 図5のスピーカシステムのパラメータ化乃至調整を示す。
図1によれば、スピーカシステム1は複数のマイクロ・エレクトロ・メカニカル型のスピーカユニット2を有しており、それらのスピーカユニット2は一つの回路支持体3、例えば回路基板、又は共通の平面内にある別の適切な基板の上に実装されており、また接触接続されている。回路支持体3には更に制御回路装置(制御エレクトロニクス)4が実装されており、この制御回路4は個々のマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2を電気制御信号S1によって制御する。図1に示されている概略図においては、図面を見やすくするために、制御回路装置4は回路基板3の下面に実装されている。しかしながら、この制御回路装置4を回路支持体3の上面側において、スピーカユニット2の側方に実装することもできる。更に本発明によれば、制御回路装置4が複数のスピーカユニット2を備えている共通の回路支持体3上に取り付けられているのではなく、制御回路装置4が図2から図5に示されているスピーカシステムを制御するための外部ユニットとして設けられていることも考えられる。
マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2は適切な構造化部を備えている半導体素子、例えばCMOS−MEMS技術により作成された半導体素子によって形成される。従って、図1の詳細拡大図によれば、マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2は半導体基板7(半導体ダイ7)に空洞部20と、この空洞部20を上方から塞ぐ、マイクロ・メカニカルに形成されたダイアフラム21とを有しており、このダイアフラム21は例えば圧電式又は静電式の制御(コンデンサ制御)によって撓まされる。複数のマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2を別個の半導体素子に形成し、また共通の回路支持体3上に配置することができる。しかしながら、これに択一的又は補完的に、複数のスピーカユニット2を一つの共通の半導体基板7に形成することもできる。
マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2の寸法は数マイクロメートルからミリメートル迄の範囲、例えば10mmを下回る範囲に達すると考えられる。
制御回路装置4によるマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2の制御は、17kHzを上回る周波数領域のパルスでもって、有利にはパルス幅変調によって直接的にパルス式に行なわれ、これによって、音響領域の音波22を形成することができる。ここでは、この制御を例えばEP 1 216 602 B1に記載されているように行なうことができる。特に、個々のマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2のPWM制御を行なうことができ、このPWM制御においては出力される音波22の周波数は制御信号S1のパルス幅に比例している。音圧レベル、即ち音響信号強度を有利には、並行して、若しくは同時に制御されるスピーカユニット2の数によっても規定することができる。しかしながら、この制御によって不所望な超音波周波数も付加的に発生し、そのような不所望な超音波周波数によって超音波領域の音波23も生じる。つまり、この超音波領域の音波23は音響周波数領域にある音波22に重畳されている。
回路支持体3は、未だ上方が開かれているケーシング5内に収容されており、それにより、スピーカユニット2はケーシングから離れる方向、即ち図面においては上側に向かう方向である、放射方向若しくは音波出力方向Rを示している。回路支持体3をここでは、例えばケーシング5の底部に載置することもできる。スピーカユニット2から距離dを置いて、層系6が音響的なローパスフィルタとして、支柱無しで自立式にケーシング5内又はケーシング5上に固定されている。層系6は有利には回路支持体3に実質的に平行に設けられているので、それによりスピーカユニット2迄の距離dは実質的に等しい。
自立式の層系6を形成しているローパスフィルタは有利には、その横方向の縁部において支持個所9、例えばケーシング5においてのみ固定されている。しかしながら基本的には、補完的な支持部若しくは結合部を中央領域に設けることもできる。
従って、図1によれば、またこの図1に関して図2から図7に示されている実施例によれば、下側及び側面はケーシング5によって画定されており、上側若しくは音波出力方向(放射方向)においては層系6によって画定されている小型のスピーカシステム1が形成される。つまり、ケーシング5及び層系6は、複数のマイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2を備えている回路支持体3が収容されている内部空間8を規定する。
本発明によれば層系6は音響的なローパスフィルタとして、音波に関して波長に依存する減衰特性を有している。この層系6は、マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット2から出力される、超音波周波数領域、即ち約16kHzを上回る、例えば20kHzから1MHzの間の周波数領域にある音波23をフィルタリングするため、若しくは選択的に減衰するために使用される。16Hzから20kHzの音響領域にある音波22は少なくとも、超音波周波数領域にある音波23よりも弱く減衰され、有利には無視できる程度にしか減衰されない。
図1の層系6はスピーカシステム1を音波伝播方向Rにおいて有利には大部分に閉じているか、又は完全に閉じている。しかしながら基本的には、例えば層系6に開口部又は音波を全く通さない領域も設けることができる。層系を図面に示されているように平坦に形成することができるが、更には、層系がシャーレの形状又は湾曲した包囲構造を有することも考えられる。
図2から図7には、層系6a−6dによって形成されている、図1に示した周波数選択性の減衰装置6の有利な構成が詳細に示されている。
図2には、層系6aとして、単一の連続気泡性の層10が設けられている実施の形態が示されている。従って連続気泡性の層10は気体透過性若しくは空気透過性であり、それにより気体は内部空間8から外部に向かって通過することができる。
図3には、上側の独立気泡性の層12、従って非連続性の層12と、図2に示した層10に相応する、下側の連続気泡性の層14とを有している層系6bが示されている。
図4には、図3とは逆の構成の層系6c、即ち上側の連続気泡性の層14と下側の独立気泡性の層12とを備えている層系6cが示されている。
図5には、3つの層15,16,17、即ち上側の独立気泡性の層15、中央の連続気泡性の層16及び下側の独立気泡性の層17を備えている層系6dの構成が示されている。
連続気泡性の層10,14,16の材料として、例えば連続気泡性フォーム、特にプラスチックフォーム又はゴムフォームが考えられ、更には、固体若しくは硬い物体、例えば金属、ガラス又は硬いプラスチックから成るフォーム、又は、焼結プロセスの間に孔が形成される焼結体、例えば焼結セラミック又は焼結ガラスも考えられる。
独立気泡性の層12,15及び17も同様にそれらの材料、即ち比較的柔らかいプラスチック又はゴム、若しくは、金属、セラミック、ガラス又は硬いプラスチックのような比較的硬い材料から形成することができる。それらの材料は特に一貫した途切れの無い材料、即ち連続性の材料、例えば厚いフィルムであることが考えられるが、更には、架橋が孔を塞いでいるフォーム、即ち、非連続性の孔を形成しているフォームであっても良い。
従って、図3,4及び5の混合型の配置構成では、独立気泡性の層と連続気泡性の層を基本的には同一の基本材料から形成することができ、この基本材料は、それぞれの連続気泡性の層14,16の構成に関しては相応に構造化されているか、発泡されており、また、独立気泡性の構成に関しては非連続性である。
製造に関して、層系6a−6dを例えば一つの適切な基板上に形成し、続いて剥がすことができる。従って、必要に応じて、複数の層12,14又は15,16,17を漸次的に所望の層厚で被着させ、続いて層系を剥がすことができる。
これによって、図3及び図4においては、連続気泡性の層14の片面が、例えば厚いフィルムとして構成されている独立気泡性の層12によって終端している。図5においては、連続気泡性の層16の両面が、例えば厚いフィルムとして構成されている独立気泡性の層15,17によって終端している。従って、図3,4及び5の構成はそれぞれのケーシング内部空間8を気密性にシーリングすることができる。
音響的なローパスフィルタ6乃至6a−6dを基本的には、超音波が広帯域で減衰されるように設計することができる。しかしながら本発明によれば、超音波領域の幾つかの周波数帯域を所期のようにより強く減衰させることもでき、それにより超音波領域の別の周波数帯域はそれ程強く減衰されない。これによって、それらの選択された超音波領域に関する減衰作用も非常に高く調整することができる。この際に、とりわけ、超音波領域の音波23は制御信号S1によって惹起されることから、それらの音波23はその周波数に基づき実質的に既知であることを考慮することができる。従って、その周波数は例えばS1のクロック周波数と一致しているか、その高調波であることが考えられる。つまり、有利な構成によれば、関連する周波数領域にある超音波を選択的にフィルタリング除去するために、共振調整を選択することができる。
これに関して、図6及び図7によれば、適切な寸法設計を選択することができる。図6及び図7によれば、全体の層系、つまり例えば6a又は6dからスピーカユニット2迄の距離dを適切に選択することができる。距離dのこの種の適切な選択は本発明による全ての層系において可能である。
更には、それぞれの層系の個々の層厚の寸法も適切に選択することができる。図2の実施の形態においては、図6によれば、共振調整を距離d並びに層厚によって選択することができる。更には、ケーシング内部空間8の高さhを適切に選択することができ、この高さhは層系6と下側の境界部、即ちケーシング底部との間に形成されるか、又は図1のように、層系6と回路支持体3の上面若しくは基板表面との間に形成される。
図3から図5の多層系、特に図5の三層系においては、層12,14;15,16,17の数が比較的多いことによって、相応に多くの数のパラメータを変更することができる。例えば、図5及び図7の層15,16,17又は図3,4の層12及び14の層厚e,f,gを適切に選択することができる。更には、連続気泡性の層10,14,16においては、中空部若しくは開孔18の大きさも適切に寸法設計することができ、非連続性の孔18を有している独立気泡性の材料においても相応に寸法設計することができる。
更には、材料パラメータ、即ち、個々の層の材料組成を適切に選択することができる。つまり、例えば、ゴム又はプラスチック材料の減衰特性、しかしながらまた金属又はセラミックの減衰特性も利用及び調整することができる。

Claims (15)

  1. 複数のマイクロ・エレクトロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)と、
    音響周波数領域の音波(22)を出力するために、電気的な制御信号(S1)でもって前記スピーカユニット(2)を制御する制御回路装置(4)とを有している、スピーカシステム(1)において、
    該スピーカシステム(1)は、前記スピーカユニット(2)の後方の音波伝播方向(R)において、周波数選択性の減衰を行なうフィルタ装置(6)を有しており、該フィルタ装置(6)は、少なくとも一つの超音波周波数領域の音波(23)を、前記音響周波数領域の音波(22)よりも強く減衰させることを特徴とする、スピーカシステム(1)。
  2. 前記マイクロ・エレクトロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)のマイクロ・メカニカル型のメンブレン(21)を制御するために、前記電気的な制御信号(S1)はバイナリ及び/又はディジタルであり、
    前記制御信号(S1)のクロック周波数は前記音響周波数領域を上回り、例えば超音波領域にある、請求項1に記載のスピーカシステム。
  3. 前記制御信号(S1)はパルス幅変調信号であり、有利には、16kHzから1MHzの間の周波数領域にあるクロック周波数を有している、請求項2に記載のスピーカシステム。
  4. 前記マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)はそれぞれ、空洞部(20)と、該空洞部(20)を上から覆っており、且つ、前記制御信号(S1)によって撓ませることができる前記マイクロ・メカニカル型のメンブレン(21)とを備えている半導体基板(7)を有しており、
    前記マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)は、一つの共通の基板に形成されているか、又は、一つの回路支持体(3)上に配置されている複数の基板(7)に形成されている、請求項2又は3に記載のスピーカシステム。
  5. 前記マイクロ・メカニカル型のスピーカユニット(2)は一つの平面において横方向に相互に並んで配置されており、前記周波数選択性の減衰を行なう装置(6)は前記平面に実質的に平行に配置されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  6. 前記周波数選択性の減衰を行なう装置(6)は、少なくとも一つの層(10,12,14,15,16,17)から成る層系(6,6a,6b,6c,6d)である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  7. 前記層系(6,6a,6b,6c,6d)は支柱無しで自立式に支持位置(9)に懸架されている、請求項6に記載のスピーカシステム。
  8. 前記層系(6)は、開かれた孔(18)を備えており、例えば発泡材料又は焼結体から成る、少なくとも一つの連続気泡性の層(10,14,16)を有している、請求項6又は7に記載のスピーカシステム。
  9. 前記層系(6b,6c,6d)は、例えば閉じられた孔を備えているか、又は連続性の材料から成る、少なくとも一つの独立気泡性の層(12,15,17)を有している、請求項6乃至8のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  10. 前記少なくとも一つの層(10,12,14,15,16,17)は以下の材料の内の一つから製造されている、即ち、プラスチック、ゴム、固体、例えば金属、セラミック、ガラス、硬いプラスチックの内の一つから製造されている、請求項6乃至9のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  11. 前記層系(6b,6c,6d)は、音波伝播方向(R)において連続的に配置されている複数の層(12,14;15,16,17)を有している、請求項6乃至9のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  12. 前記層系(6b,6c)は連続気泡性の層(12)と独立気泡性の層(14)とを一つずつ有している、請求項11に記載のスピーカシステム。
  13. 前記層系(6d)は下側の独立気泡性の層(17)と、中央の連続気泡性の層(16)と、上側の独立気泡性の層(15)とを有している、請求項11に記載のスピーカシステム。
  14. 少なくとも一つの特定の超音波周波数領域の音波(23)、特に前記制御信号(S1)のクロック周波数及び/又は該クロック周波数の数倍の周波数のための共振調整部を有している、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
  15. 前記共振調整部は、以下のパラメータの内の少なくとも一つを調整することによって形成されている、即ち、前記スピーカユニット(2)から前記層系(6)迄の距離(d)、層厚(e,f,g)、下側境界部から前記層系(6)迄の高さ(h)、前記層系(6)の材料パラメータ、連続気泡性の層(10,14,16)及び/又は独立気泡性の層(15,17)の孔径の内の少なくとも一つを調整することによって形成されている、請求項14に記載のスピーカシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022158955A (ja) * 2021-04-01 2022-10-17 グレートウェーブ株式会社 スピーカシステム及び被覆体

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI127222B (en) * 2013-06-14 2018-01-31 Genelec Oy Speaker with a waveguide

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6157198A (ja) * 1984-08-28 1986-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd パラメトリツクスピ−カ
JPS62200998A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd パラメトリツクスピ−カ
JPH03277100A (ja) * 1990-03-27 1991-12-09 Matsushita Electric Works Ltd 超音波パラメトリックスピーカ
JP2001016675A (ja) * 1999-05-28 2001-01-19 Texas Instr Inc <Ti> スピーカ
JP2003509984A (ja) * 1999-09-13 2003-03-11 カーネギー−メロン ユニバーシティ エラーキャンセレーションを有するmemsデジタル−音響トランスデューサ
JP2004312395A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Seiko Epson Corp パラメトリックスピーカ用電気音響変換器およびパラメトリックスピーカ
JP2009290357A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Mk Seiko Co Ltd パラメトリックスピーカー
JP2010527167A (ja) * 2007-03-30 2010-08-05 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 改良された超音波減衰材料

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57185789A (en) * 1981-05-12 1982-11-16 Sony Corp Digital speaker
GB9506725D0 (en) * 1995-03-31 1995-05-24 Hooley Anthony Improvements in or relating to loudspeakers
WO2007135682A2 (en) 2006-05-22 2007-11-29 Audio Pixels Ltd. Apparatus for generating pressure and methods of manufacture thereof
US7956514B2 (en) * 2007-03-30 2011-06-07 Gore Enterprise Holdings, Inc. Ultrasonic attenuation materials
EP2846557B1 (en) 2007-11-21 2019-04-10 Audio Pixels Ltd. Improved speaker apparatus
CA2759834A1 (en) * 2009-04-23 2010-10-28 Shay Kaplan Dust protection apparatus for flat loudspeakers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6157198A (ja) * 1984-08-28 1986-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd パラメトリツクスピ−カ
JPS62200998A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd パラメトリツクスピ−カ
JPH03277100A (ja) * 1990-03-27 1991-12-09 Matsushita Electric Works Ltd 超音波パラメトリックスピーカ
JP2001016675A (ja) * 1999-05-28 2001-01-19 Texas Instr Inc <Ti> スピーカ
JP2003509984A (ja) * 1999-09-13 2003-03-11 カーネギー−メロン ユニバーシティ エラーキャンセレーションを有するmemsデジタル−音響トランスデューサ
JP2004312395A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Seiko Epson Corp パラメトリックスピーカ用電気音響変換器およびパラメトリックスピーカ
JP2010527167A (ja) * 2007-03-30 2010-08-05 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 改良された超音波減衰材料
JP2009290357A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Mk Seiko Co Ltd パラメトリックスピーカー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022158955A (ja) * 2021-04-01 2022-10-17 グレートウェーブ株式会社 スピーカシステム及び被覆体
JP7264546B2 (ja) 2021-04-01 2023-04-25 グレートウェーブ株式会社 スピーカシステム及び被覆体

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