(57)【要約】スピーカ（１０）は、内部容積（１１）を画定する、エンクロージャ（８）と、少なくとも１つ音発生装置（７）であって、内部容積を出入りする空気が動作可能に通過する通気導管（１５）を画定する１つ以上の表面を備え、さらに、少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）および少なくとも１つの絶縁電極（２，３）を備える、音発生装置（７）と、を含む。電圧源手段（６）は、少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）と、少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）と、の間に電界を発生させ、複数の電極に近接して通気導管（１５）内にプラズマ（１００）を動作可能に生成するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカ（１０）であって：
・内部容積（１１）を画定する、エンクロージャ（８）と；
・少なくとも１つ音発生装置（７）であって、前記内部容積（１１）を出入りする空気が動作可能に通過する通気導管（１５）を画定する１つ以上の表面（１２，１３，２１，２２，１４，３５，３６，６４，６５，６６，６７，６８，６９）を備え、さらに、少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）および少なくとも１つの絶縁電極（２，３）を備える、音発生装置（７）と；
・前記少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）と、前記少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）と、の間に電界を発生させ、前記複数の電極に近接して前記通気導管（１５）内にプラズマ（１００）を動作可能に生成するように構成された、電圧源手段（６）と；を備え、
・前記複数の電極は、前記発生した電界が前記生成されたプラズマ（１００）を動作可能に誘導して、前記通気導管（１５）を通る空気流を生じされるように、互いに、かつ前記通気導管（１５）に対して配置されており；かつ
・前記電圧源手段（６）は、提供された電気音声信号（２５）に応じて前記電界を変調することにより、前記通気導管（１５）を通る空気流を変調して前記スピーカ（１０）から対応する音声信号（４０）を生成するように構成されている、スピーカ（１０）。
【請求項２】
・前記少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）は、前記通気導管（１５）を画定する前記１つ以上の表面（１２，１３，１４，６４，６５，６６，６８）の対応する１つの下に配置されており；
・前記少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）は、前記少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）に対してオフセットして前記通気導管（１５）内に配置されている、請求項１に記載のスピーカ（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）は、前記少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）に対応する前記表面（１２，１３，１４，６４，６５，６６，６８）と、前記通気導管（１５）への入口（１６）と、の間の前記通気導管（１５）内に配置されている、請求項２に記載のスピーカ（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの空気暴露電極（１，４）は、前記少なくとも１つの絶縁電極（２，３，７０）に対応する前記表面（１２，１３，１４，６４，６５，６６，６８）に隣接し、かつ当該表面に対して傾斜して前記通気導管（１５）内に配置されている、請求項２または３に記載のスピーカ（１０）。
【請求項５】
前記１つ以上の表面（１２，１３，３６，６５，６６）は、前記通気導管（１５）がその端部で前記エンクロージャ（８）の前記内部容積（１１）に向かって拡大するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項６】
前記１つ以上の表面（１２，１３，３６）は、前記エンクロージャ（８）の前記内部容積（１１）に向かって湾曲した端部（４１）を備える、請求項５に記載のスピーカ（１０）。
【請求項７】
・前記通気導管（１５）を画定する前記１つ以上の表面は、第１の表面（１２，６４）と第２の表面（１３，６６）とを含み、該第１の表面および該第２の表面は、それらの間に第１の隙間（１８，１８０）を画定するように互いに対向して隔てられており、
・前記少なくとも１つの絶縁電極は、前記第１の表面（１２，６４）の下に配置された第１の絶縁電極（２，７０）と、前記第２の表面（１３，６６）の下に配置された第２の絶縁電極（３）と、を少なくとも含み、かつ
・前記少なくとも１つの空気暴露電極は、前記通気導管（１５）内に前記第１の隙間（１８，１８０）に隣接して配置された、第１の空気暴露電極（１）を少なくとも含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項８】
前記第１の空気暴露電極（１）は、前記第１の隙間（１８，１８０）を画定する前記第１の表面（１２，６４）に対して傾斜している、請求項７に記載のスピーカ（１００）。
【請求項９】
前記第１の表面（１２，６４）と第２の表面（１３，６６）との間の距離は、少なくとも前記第１および第２の表面の前記端部において、前記エンクロージャ（８）の前記内部容積（１１）に向かって増加している、請求項７または８に記載のスピーカ（１００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの空気暴露電極は、前記通気導管（１５）内に、前記第２の表面（１３）に隣接して配置された、第２の空気暴露電極（４）をさらに含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載のスピーカ（１００）。
【請求項１１】
前記第２の空気暴露電極（４）は、前記第１の隙間（１８）を画定する前記第２の表面（１３）に対して傾斜している、請求項１０に記載のスピーカ（１００）。
【請求項１２】
・前記１つ以上の表面は、第３の表面（６５）と第４の表面（６８）とをさらに含み、該第３の表面および該第４の表面は、それらの間に第２の隙間（１８１）を画定するように互いに対向して隔てられており；
・前記少なくとも第１の空気暴露電極（１）は、前記通気導管（１５）内に、前記第２の隙間（１８１）に隣接して配置されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載のスピーカ（１００）。
【請求項１３】
前記１つ以上の表面（１４，３５，３６）は、前記通気導管（１５）の孔（１９）を画定する表面（１４）を含み、前記空気暴露および絶縁電極の配置は、前記孔（１９）を画定する前記表面（１４）の下に配置された少なくとも絶縁電極（２）と、前記通気導管（１５）内に配置されて前記孔（１９）に隣接する空気暴露電極（１）と、を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスピーカ（１００）。
【請求項１４】
前記表面（１４）、前記孔（１９）および前記絶縁電極（２）は円筒形である、請求項１３に記載のスピーカ（１０）。
【請求項１５】
前記空気暴露電極（１）は、前記表面（１４）に対して傾斜している、請求項１３または１４に記載のスピーカ（１０）。
【請求項１６】
前記電圧源手段（６）は、キャリア周波数を有する電圧源信号（４０）を生成するように構成されており、かつ前記複数の電極のための供給電圧（２６）を生成するように、前記電圧源信号（４０）を、前記電気音声信号（２５）で変調するようにさらに構成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項１７】
前記キャリア周波数は、１５ｋＨｚを超え、好ましくは１８ｋＨｚを超える、請求項１６に記載のスピーカ（１０）。
【請求項１８】
前記電圧源手段（６）は、前記複数の電極に追加の直流電圧（２７）を加えるようにさらに構成されている、請求項１６または１７に記載のスピーカ（１０）。
【請求項１９】
前記キャリア周波数を、前記生成されたプラズマ（１００）の実際のスパイク周波数に対応する値に調整するように構成された、制御手段（３０）を含む、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項２０】
前記電圧源手段（６）は：
・前記複数の電極に電源電圧（５０）を加えて、前記プラズマ（１００）を動作可能に生成し；
・前記プラズマの生成後に、前記電源電圧（５０）から直流電圧（５１）に切り替え；かつ
・前記電気音声信号（２５）で前記直流電圧（５１）を変調するように構成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの音発生装置は、互いに直接にかつ／または段階的に配置された複数の音発生装置（７）を含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項２２】
前記電気オーディオ信号（２５）は、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの範囲の周波数を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項２３】
前記電気信号（２５）は、２０ｋＨｚ超、かつ好ましくは３ＭＨｚ以下の周波数を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のスピーカ（１０）。
【請求項２４】
前記スピーカは、少なくとも１つの音発生装置（２’，３’）と共通の通気導管の周りに配置されて、前記音発生装置（２’，３’）の一方から軸方向に隔てられた、少なくとも１つのさらなる音発生装置（２’’，３’’）を備え、前記少なくとも１つのさらなる音発生装置は、前記少なくとも１つの音発生装置の前記一方と逆位相で駆動される、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのスピーカ（１０）を備える、ヘッドフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を対応する音声信号に変換するプラズマスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在利用可能なスピーカまたは電気音響トランスデューサの大多数は、周囲の空気に音エネルギーを伝達するための振動膜を含む。振動膜の質量は、他の非線形性（例えば、磁気特性の非線形性およびサスペンション特性の非線形性）に加えて、音に歪みや音色をもたらす。
【０００３】
さらに、振動膜の力学上の理由から、現在利用可能なスピーカ単体では、オーディオスペクトル全体を十分かつ効率的にカバーすることができない。したがって、オーディオスペクトル全体（ウーファー、ミッドレンジ、ツイーター）をカバーするには、複数のスピーカを並行して使用する必要がある。複数のスピーカを使用すると、異なる周波数帯で重大なオーバーラップが発生し、意図した音が歪む可能性がある。
【０００４】
これらの既知のスピーカにおける問題を克服するために、有効質量（振動する空気の質量は除く）がゼロであるスピーカを達成するためのいくつかの試みがなされている。質量がゼロであるスピーカを製作する１つの方法には、大気プラズマを使用して空気を振動させる方法がある。
【０００５】
大気プラズマは、大容量の空気に大きな電界を課すことによって最も容易に生成される。電界は、空気分子の破壊をもたらす。空気分子は、いったん破壊されるとイオン化されて、印加された電界勾配の方向に移動する。移動イオンは、その運動量を周囲の空気に伝達する。電界を変調することによって、空気をオーディオ信号に時間的に移動させることができ、それによって音波を生成することができる。
【０００６】
３つのタイプの既知のプラズマスピーカがある。
【０００７】
・プラズマアーク：これらのスピーカは、オーディオ信号を使って変調された電気アークを使用する。電気アークは、関与する高電界によって引き起こされる接点の浸食に起因して最終的に破壊される。さらに、電気アークの使用は非常に危険である。
【０００８】
・テスラコイル：これらのスピーカは、テスラコイルをベースにしているため、多くの電気的干渉が引き起こされ、商品化には非常に非実用的である。
【０００９】
・フレーム（火炎）：これらのスピーカは、火炎（ブンゼンバーナー）を使用して音を生成する。印加された高電圧を使用して火炎内のイオンを変調することにより、音を発生させることができる。同様に、このような装置の商業化は非常に困難であり、火炎の使用は非常に危険である。
【００１０】
これらのアプローチは異なるものの、概して、これらの種類のプラズマスピーカは実用的であるとは到底言えず、例えば、生成された音の周波数範囲および音量などにおいて、重要な性能限界を有すると考えられている。
【００１１】
例えば、既知のプラズマスピーカのいずれも、オーディオスペクトルの下端（２．５Ｈｚ未満）で十分な音量を生成することができない。したがって、これらのプラズマスピーカは、ツイーター（高周波スピーカ）としての使用に制限されている。
【００１２】
ＤＢＤ（誘電体バリア放電）は、電極間にプラズマを生成するための既知の装置である。プラズマは、典型的には、（空気破壊電界を超える）大きな電圧が印加される２つの平行なプレート電極間の絶縁表面上に形成される。ＤＢＤは、主に、材料の前処理または医療用途における表面滅菌の濡れ性を高めるための表面処理を目的としている。ＤＢＤは、空気中、他の気体中または低圧で形成され得る。ＤＢＤに関する研究の多くは、プラズマ形成を安定化（例えば、微小放電を除去）させて、正確な表面処理に必要とされる均一なプラズマを形成することに関係している。
【００１３】
ＤＢＤに由来するプラズマアクチュエータも知られている。プラズマアクチュエータは、絶縁されているか、または封入されている１つの電極と、空気に曝された１つの電極と、を含む一対の電極を使用して空気流を操作するための装置である。２つの電極間に電界が発生し、この電界が、アクチュエータの表面上の電界勾配の方向に（一般に、絶縁された電極に向かって）空気の動きを引き起こす。この空気流は、一種のウォールジェットである。
【００１４】
空気流は、電界線に沿ってアクチュエータ近傍の空気へ移動する、プラズマイオンからの運動量の伝達によって発生する。
【００１５】
Suzenによる電気浸透型フローモデル（Numerical Simulations of Flow Separation Control in Low- Pressure Turbines using Plasma Actuators，Suzen, Y B, Huang, P G, Ashpis, D E，第４５回ＡＩＡＡ航空宇宙科学会議および展示会，２００７年１月８日〜１１日，ネバダ州リノ）、Rothによる常誘電性フローモデル（The physics and phenomenology of paraelectric one atmosphere uniform glow discharge plasma（oaugdp（商標））actuators for aerodynamic flow control，Roth, J Reece, Dai, Xin, Rahel, Jozef, Sherman, Daniel M，ＡＩＡＡ紙  ２００５−０７８１）、およびAlonso Chirayathによるモデル（Plasma Actuated Unmanned Aerial Vehicle，Chirayath, V, Alonso, Dr J. スタンフォード大学，物理学科，２０１０，２０１１，NASA Grant資金提供）は、正負電圧の異なる種のイオン化速度に関係し、移動イオンがどのように運動量を空気に伝達するのかを説明する理論の例である。
【００１６】
Susenのモデルによれば、電子は、絶縁体／空気暴露電極の表面に達するまで（極性に応じて）電界線に沿って流れる。電子が絶縁体表面に到達すると、それらは印加された電界を打ち消すように分布する。イオンは非常に遅く、ＡＣサイクルあたりそれほど遠くまでは移動しない。この理論によれば、絶縁体の表面電荷とイオンとの間の相互作用が空気への運動量の伝達を引き起こす。全体的なプラズマ量は、ナノ秒のタイムスケール内で中性である。
【００１７】
空気暴露電極（空気に曝された電極）が負の場合、電子は、絶縁体表面に移動して表面電荷を構築する。この表面電荷は、空気暴露電極から離れた正味の運動量（イオンによって引き起こされる）を作り出すような方法で再分布する。
【００１８】
空気暴露電極が正の場合、電子は、絶縁体表面から空気暴露電極に（電界線をたどって）移動し、イオンは、空気暴露電極を離れて絶縁体表面に向かって（電界線にほぼ接して）移動する。
イオンはほとんどすべての運動量伝達に関与している。運動量は、通常、両方のサイクルで等しいわけではなく、これによって、空気に対する押し込み／より小さな押し込み動作が生じる。
【００１９】
プラズマアクチュエータは、主に航空宇宙科学（例えば、航空機の翼）における流量制御の用途に関係している。大気圧プラズマを横切る電界の非線形性を利用することにより、周囲の空気に流れが付与される。この空気流は、プラズマ表面上に吸引／吹き出し効果を引き起こすことによって、アクチュエータ上の気流の乱れを低減するために使用することができる。
【００２０】
流量制御の用途におけるプラズマアクチュエータの主な制限の１つは、発生する空気流の速度が遅いことである。大部分の研究は、主に、電極の隙間のサイズ、電極のサイズ、誘電体の種類、金属の種類、鋸歯状電極、アクチュエータの電圧および周波数、ＡＣ電圧波形（正弦波、三角波、のこぎり波など）を変更することによって、空気流の速度を向上させることを目指している。
【００２１】
プラズマアクチュエータには、いくつかの名称が関連づけられており、ＳＤＢＤ（単誘電体バリア放電）、スライドＳＤＢＤ（追加のＡＣまたはＤＣ電圧を使用して、少なくとも僅かに力を増加させる）、ＯＡＵＧＤＰ（One Atmosphere Uniform Glow Discharge Plasma、例えば、表面処理に使用される）、マイクロＤＢＤ（ＭＥＭｓスケールデバイス）がある。空気暴露電極のＳＤＢＤ設計には、いくつかの修正版があり、例えば、サーペンタイン形または三角形の設計（主に、空気流制御のためのマイクロボルテックスの生成を対象としている）がある。
【発明の概要】
【００２２】
本発明の第１の態様によれば、請求項１に記載のスピーカが提供される。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、請求項２５に記載のヘッドフォンが提供される。
【００２４】
第１の態様によるスピーカは、質量ゼロのスピーカ、すなわち、生成されたプラズマ以外に可動部を有しないスピーカである。
このスピーカは、質量がないため、機械的可動膜を有する既知のスピーカよりも音を正確に再現することができる。
【００２５】
さらに、第１の態様によるスピーカは、オーディオスペクトル全体を（その下端が２．５ｋＨｚ未満であっても）カバーすることができる。したがって、このスピーカによれば、ウーファ、ミッドレンジおよびツイーターの既存のスピーカの組合せを、単一のより小さなユニットに置き換えることができる。また、生成される音の音量範囲も改善される。
【００２６】
既存のプラズマツイーターと比較して、本発明によるスピーカは、通気導管内の大量の空気を押し出すことができる。例えば、５０ｍｍ２の面積を有する導管の場合、空気を１〜１０ｍ／ｓで押し出して、１ｍあたり７５ｄＢ、場合によっては８４ｄＢのＳＰＬ（音圧レベル）を発生させることができる。これと比較して、既存のプラズマツイーターは、僅かな量の空気を放電部の先端（数ｍｍ２）の周りに移動させるだけであり、２．５ｋＨｚオーディオの低音量では問題ないが、より低い周波数で可聴音を生成するのに十分な空気を押し込むことができない。スピーカの動作を超音波領域にまで拡張することも可能である。
【００２７】
さらに、第１の態様によるスピーカの構造は、容易に大きさを変更することができ、また、既知の大半のスピーカと比較して非常に小さい。このサイズは、ＭＥＭｓ（微小電気機械システム）レベル以下にまで縮小することもでき、マイクロサイズのデザインやヘッドフォンを可能にするだけでなく、スピーカの動作電圧を下げることもできる。
【００２８】
本発明によるスピーカの小型化によれば、指向性のある音のような音響効果を作りやすくすることも可能となる。
【００２９】
第１の態様によるスピーカは、また、既知のプラズマツイーターと比較して格段に安全である。
【００３０】
一般に、第１の態様によるスピーカは、使用部品が削減されており、構成が大幅に簡素化され、小型であり、構築が容易および安価であり、また、既知のスピーカと比較してより信頼性が高くかつ安全であると同時に、オーディオスペクトルのより低い周波数においても、質の高い音の伝達と音量を提供できることが理解されよう。
【００３１】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して例示する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による第１の例示的なスピーカの部分断面図である。
【図２】図１に示すスピーカの音発生装置を示す図である。
【図３】本発明による第２の例示的なスピーカの断面図である。
【図４】本発明による第３の例示的なスピーカの部分断面図である。
【図５】図４に示すスピーカの音発生装置を示す図である。
【図６】本発明による第４の例示的なスピーカの断面図である。
【図７】本発明による第５の例示的なスピーカの断面図である。
【図８】図７に示すスピーカの音発生装置の正面図である（図７のエンクロージャは不図示）。
【図９】本発明による第６の例示的なスピーカの断面図である。
【図１０】本発明による第７の例示的なスピーカの断面図である。
【図１１】本発明によるスピーカの第１の例示的な電圧源手段を示す概略図である。
【図１２】本発明によるスピーカの第２の例示的な電圧源手段を示す概略図である。
【図１３】本発明による例示的なスピーカのエンクロージャを示す図である。
【図１４】複数の音発生装置を備える、本発明によるスピーカの例示的な実施形態を示す図である。
【図１５】複数の音発生装置を備える、本発明によるスピーカの例示的な実施形態を示す図である。
【図１６】複数の音発生装置を備える、本発明によるスピーカの他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の詳細な説明では、構造的および／または機能的観点から同一または類似の構成要素には、本開示の異なる実施形態で示されているかどうかに関わらず、同じ参照番号を付している場合がある点に留意されたい。また、本発明を明瞭かつ簡潔に説明するために、図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本開示の特定の特徴は幾分概略的な形で示されている場合があることに留意されたい。
【００３４】
添付の図面を参照して、本開示は、内部容積１１を画定するエンクロージャ８を備える、スピーカ１０に関する。内部容積１１は、空気などの気体で満たされていることが好ましいが、他の流体で満たされていてもよい。
【００３５】
スピーカ１０は、少なくとも１つの音発生装置７をさらに備える。音発生装置７は、内部容積１１を出入りする空気が動作可能に通過することができる通気導管１５を画定する１つ以上の表面を含む。
【００３６】
図１〜６に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、互いに隔てられた第１のブロック３１と第２のブロック３２とを備える。ブロック３１は、ブロック３２の表面１３，２２から隔てられた表面１２，２１を備え、これらの間に通気導管１５が画定されている。
【００３７】
特に、（空気が、エンクロージャ８の外部から通気導管１５に入るように）内部容積１に向かう通気導管１５への入口１６を画定するように、表面２１および２２は、互いに隔てられて対向している。表面１３および１２は、それらの間に通気導管１５の隙間１８を画定するように、互いに隔てられて対向している。
【００３８】
好ましくは、表面２１は、ブロック３１の隣接する表面１２に対して傾斜し、また、表面２２は、ブロック３２の隣接する表面１３に対して傾斜している。より好ましくは、表面２１，２２は、隙間１８に向かう方向に沿って、それらの間の距離が減少するように傾斜している。
【００３９】
本明細書において、ある表面に対して「傾斜している」という用語は、リースやスロープを有するか、またはそのような表面に対して角度を形成していることを意味する。したがって、「傾斜している」という用語は、表面に対して「傾けられている」、「傾いている」、「角度がつけられている」、「傾斜している」、「横向きである」、「曲げられている」、「湾曲している」ことを包含する。
【００４０】
図１〜２および４〜５に示す例示的な実施形態において、表面２１は、ブロック３１の隣接する表面１２に対して傾いており、表面２２は、ブロック３２の隣接する表面１３に対して傾いている。
【００４１】
図３に示す例示的な実施形態において、表面２１は、内部容積１１に向かって湾曲しており、表面２２は、表面１３に対して傾いている。
【００４２】
図６に示す例示的な実施形態において、表面２１および２２は、それぞれの表面１２および１３に対して湾曲している。
【００４３】
図１〜２および３に示す例示的な実施形態において、ブロック３２の表面１３は、ブロック３１の対向面１２に対して横方向に、それらの間の距離がエンクロージャ８の内部容積１１に向かう方向に沿って増加するように配置されている。このようにして、隙間１８は、そのような方向に沿って拡大している。
【００４４】
図４〜５および６に示す例示的な実施形態において、表面１２および１３は、平行かつ平坦なトラクト部と、内部容積１１に向かって湾曲した端部４１と、を備える。特には、端部４１は、内部容積１１に向かって隙間１８の端部が拡大するように湾曲している。
【００４５】
図９および１０に示す実施形態において、音発生装置７は、互いに隔てられた、第１のブロック６１と第２のブロック６２とを備える。音発生装置７は、第１および第２のブロック６２，６３の間に配置されているがこれらとは隔てられた、第３のブロック６３をさらに備える。
【００４６】
ブロック６１，６２，６３の隔てられた表面が、通気導管１５を画定している。具体的に、ブロック６３は、対向面６４および６５を含む。ブロック６１は、表面６４とは隔てられた表面６６および６７を含み、ブロック６２は、表面６５とは隔てられた表面６８および６９を含む。表面６６および６４は、それらの間に通気導管１５の第１の隙間１８０を画定し、また、表面６８および６５は、それらの間に通気導管１５の第２の隙間１８１を画定している。
【００４７】
内部容積１１に向かう通気導管１５への入口１６を画定するように、表面６７および６９は、互いに、かつ表面６４および６５と隔てられている。
【００４８】
図９〜１０に示す例示的な実施形態において、ブロック６３は、楕円形であるが、球形または長方形のような他の適切な形状を有していてもよい。
【００４９】
表面６７および６９は、表面６６および６８に対してそれぞれ傾いており、具体的には、入口１６から隙間１８０，１８１に向かってそれらの間の距離が減少するように傾けられている。このようにして、通気導管１５は、入口１６から隙間１８０および１８１に向かって減少している。
【００５０】
あるいは、表面６７および６９は、入口１６から隙間１８０および１８１に向かってそれらの間の距離を減少させるように、湾曲していてもよい。
【００５１】
表面６６および６８は、ブロック６３の対応する表面６４，６５からの距離が、内部容積１１に向かう方向に沿って増加するように配置されている。このようにして、隙間１８０，１８１は、そのような方向に沿って拡大している。
【００５２】
図１３は、例えば、先に説明した実施形態の１つによる音発生装置７が取り付け可能であるエンクロージャ８を示しており、ここでは、空気流導管１５への入口１６が、エンクロージャ８の壁において利用可能となっている。図示のエンクロージャ８は、例えば、密封ボックス８とすることができる。
【００５３】
図７〜８に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、ブロック３３を備える。ブロック３３は、円筒面２４と、該円筒面２４の対向する端部に配置された曲面３５および３６と、を含む。
【００５４】
これらの表面２４，３５，３６は、通気導管１５を画定している。具体的に、曲面２５は、内部容積１１に向かう通気導管１５への入口１６を画定し、円筒面２４は、通気導管１５の中央の円筒孔１９を画定し、曲面３６は、内部容積１１に向かう通気導管１５の端部を画定している。
【００５５】
好ましくは、表面３５は、円筒孔１９から入口１６に向かって通気導管１５が拡大するように湾曲している。
【００５６】
好ましくは、表面３６は、円筒孔１９から内部容積１１に向かって通気導管１５が拡大するように湾曲している。
【００５７】
添付の図面を参照して、音発生装置７は、少なくとも１つの空気暴露電極（空気に曝された電極）１、４と、少なくとも１つの絶縁電極（絶縁された電極）２，３，７０と、を含む複数の電極をさらに備える。電極２，３および７０は、任意の適切な非導電性材料で絶縁することができる。
【００５８】
好ましくは、各電極は、それ自体の延長された導電性表面を有する。電極は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、これらに限定しないが、電極は、平坦な、直線状の、板状の、鋸歯状の、ストリップ状の、または細いワイヤ状の電極とすることができる。
【００５９】
例えば、これらに限定しないが、空気暴露電極１〜４は、銅または他の導電体／半導体で作られていてもよく、絶縁電極２，３は、ポリイミド（例えば、カプトン）またはセラミックまたは任意の他の絶縁材料もしくは半導体材料に封入することができる。
【００６０】
スピーカ１０は、少なくとも１つの空気暴露電極１，４と、少なくとも１つの絶縁電極２，３，７０と、の間に電界を発生させ、該複数の電極に近接して通気導管１５内にプラズマ１００を動作可能に生成するように構成された、電圧源手段６をさらに備えている。
【００６１】
音発生装置７の複数の電極は、通気導管１５内にプラズマ１００を生成することに加えて、生成されたプラズマ１００の、電界の変調に従う移動（エンクロージャ８の内部容積１１に向かう移動または該内部容積１１から離れる移動）を誘導するように、互いに、かつ通気導管１５に対して配置されている。
【００６２】
このようにして、移動イオンは、内部容積１１に向かってまたは内部容積１１から離れる向きに向けられた、通気導管１５を通る空気流を強制的に流すように、周囲空気の粒子に運動量を伝達することができる。
【００６３】
好ましくは、少なくとも１つの絶縁電極２，３，７０は、通気導管１５を画定する表面の対応する１つの下に配置され、少なくとも１つの空気暴露電極１，４は、少なくとも１つの絶縁電極２，３に対してオフセットして通気導管１５内に配置されて、それらの間の電界が、プラズマのイオンの内部容積１１への移動を誘導するようになっている。
【００６４】
図１〜６に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、ブロック３１の表面１２の下に配置された第１の絶縁電極２と、ブロック３２の表面１３の下に配置された第２の絶縁電極３と、を備える。
【００６５】
絶縁電極２および３は、絶縁材料、例えば、誘電材料によって、対応する表面１２および１３から分離されている。例えば、図示の実施形態において、絶縁電極２および３は、対応するブロック３１および３２の絶縁材料内に封入されている。
【００６６】
好ましくは、絶縁電極２および３は、それらが下に配置されている対応する表面１２および１３と平行である。それにも関わらず、このような実施形態の変形例において、絶縁電極は、空気暴露電極からより遠く離れた電界勾配を増加させるように傾斜していてもよい。
【００６７】
図１〜３に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、ブロック３１の表面２１上に配置された１つの空気暴露電極１をさらに備える。
【００６８】
このようにして、空気暴露電極１は、絶縁電極２に対してオフセットして通気導管１５内に配置されており、特に、空気暴露電極１は、通気導管１５への入口１６と、その下に絶縁電極２が配置されている表面１２と、の間に配置されている。
【００６９】
図１〜２では、表面２１が隣接する表面１２に対して傾斜しているので、空気暴露電極１もまた、このような表面１２に対して傾斜している。
【００７０】
図３では、表面２１が表面１２に対して湾曲しているので、該表面２１上に配置された空気暴露電極１もまた、このような表面１２に対して湾曲している。
【００７１】
電圧源手段６は、空気暴露電極１と絶縁電極２、３との間に電界を発生させるように構成されている。
【００７２】
空気暴露電極１が絶縁電極２，３に対してオフセットされているので、電界線は、空気暴露電極１から離れて隙間１８に入る。
【００７３】
このような電界線に続いて、生成されたプラズマ１００は、少なくとも部分的に、その下に絶縁電極２が配置されている表面１２に沿って延びる。絶縁電極３は、プラズマ１００を上方に持ち上げ、プラズマ１００が表面１３にも少なくとも部分に沿って延びるようにする。電界の強さに応じて、絶縁電極３はまた、空気暴露電極１と組み合わせてプラズマ１００の生成に寄与する。
【００７４】
プラズマ１００のイオンは、最大の電界地点で、すなわち、空気暴露電極で生成される。電界線は、生成されたイオンが空気暴露電極１から離れて隙間１８に向かうように、当該イオンの移動を誘導する。
【００７５】
移動イオンは、通気導管１５を介して内部容積１１に向けられた空気流を生成するような方法で、それらの運動量を周囲の空気粒子に移動させる。
【００７６】
実際には、電界線に沿って移動している間、イオンは、隙間１８に、したがって隙間１８それ自体によってアクセス可能な内部容積１１に向けて接線力成分を有する。したがって、プラズマ１００は、空気流を、通気導管１５を通過させて内部容積１１に向けて送るように周囲の空気を押し出す。
【００７７】
図４〜６に示す例示的な音発生装置７は、空気暴露電極１に加えて、空気暴露電極４を備える。
【００７８】
この追加の空気暴露電極４は、ブロック３２の表面２２に配置されている。
【００７９】
このように、空気暴露電極４は、絶縁電極３とオフセットして配置されている。特に、空気暴露電極４は、入口１６と、その下に絶縁電極３が配置されている表面１３と、の間に配置されている。
【００８０】
図４〜５では、表面２２が隣接する表面１３に対して傾斜しているので、空気暴露電極４もまたそのような表面１３に対して傾斜している。
【００８１】
図６では、表面２２が隣接する表面１３に対して湾曲しているので、その上に配置された空気暴露電極４もまたそのような表面１３に対して湾曲している。
【００８２】
電圧源手段６は、空気暴露電極１，４の各々から絶縁電極２，３に向けられた電界を発生させるように構成されている。空気暴露電極１，４が絶縁電極２，３に対してオフセットされているので、電界線は、空気暴露電極１，４から離れて隙間１８に入る。
【００８３】
これらの電界線に続いて、生成されたプラズマ１００は、少なくとも部分的に、表面１２および１３に沿って延びる。さらに、絶縁電極３は、表面１２に沿って生成されたプラズマ１００を上方にリフトし、絶縁電極２は、表面１３に沿って生成されたプラズマ１００を下方にリフトする。このようにして、プラズマ１００は、表面１２，１３に沿って広がり、これらの表面１２，１３の間の隙間１８の残りの空間にも広がる。
【００８４】
プラズマ１００のイオンは、最大の電界地点で、すなわち、空気暴露電極１および４で生成される。電界線は、生成されたイオンが空気暴露電極１，４から離れて隙間１８に向かうように、該イオンの移動を誘導する。
【００８５】
移動イオンは、通気導管１５を介して内部容積１１に向けられた空気流を生成するように、それらの運動量を周囲の空気粒子に移動させる。
【００８６】
図９〜１０に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、ブロック６１の表面６６の下に配置された第１の絶縁電極２と、ブロック６２の表面６８の下に配置された第２の絶縁電極３と、楕円形ブロック６３の対向面６４，６５の下に配置された第３の絶縁電極７０と、を備える。
【００８７】
絶縁電極２，３および７０は、対応するブロック６１，６２および６３の絶縁材料内に封入されている。
【００８８】
音発生装置７は、隙間１８０および１８１に隣接する通気導管１５内に、入口１６と、隙間１８０，１８１を画定する表面と、の間に配置された、１つの空気暴露電極１をさらに備える。
【００８９】
図９において、空気暴露電極１は、楕円形ブロック６３上に配置された湾曲した電極である一方で、図１０において、空気暴露電極１は、ブロック６３の前に配置されたワイヤ状の電極である。
【００９０】
このように、空気にさらされた電極１は、絶縁電極２，３，７０に対してオフセットして、通気導管１５内に配置されている。
【００９１】
電圧源手段６は、空気暴露電極１と、絶縁電極２，３，７０と、の間に電界を生成するように構成されている。
【００９２】
空気暴露電極１は、絶縁電極２，３，７０に対してオフセットされているので、電界線は、空気暴露電極１から遠ざかる方向に向けられて隙間１８０および１８１に入る。
【００９３】
これらの電界線に続いて、生成されたプラズマ１００は、少なくとも部分的に、その下に絶縁電極７０が配置されている表面６４および６５に沿って延びる。絶縁電極２は、ププラズマ１００が少なくとも部分的に表面６６に沿って延びるように、プラズマ１００を表面６４から上方にリフトする。
【００９４】
絶縁電極３は、プラズマ１００が少なくとも部分的に表面６８に沿って延びるように、プラズマ１００を表面６５から下方にリフトする。電界の強さに応じて、絶縁電極２，３もまた、空気暴露電極１と組み合わせてプラズマ１００の生成に寄与する。
【００９５】
プラズマ１００のイオンは、最大の電界地点で、すなわち、空気暴露電極１で生成される。電界線は、生成されたイオンが空気暴露電極１から遠ざかって隙間１８０，１８１に向かうように、該イオンの移動を誘発する。
【００９６】
移動イオンは、通気導管１５を通過する空気流を生成するような方法で、それらの運動量を周囲の空気粒子に移動させる。
【００９７】
実際には、電界線に沿って移動している間、イオンは、隙間１８０，１８１に、したがって隙間１８０，１８１それら自体によってアクセス可能な内部容積１１に向けて接線力成分を有する。したがって、プラズマ１００は、空気流を、通気導管１５を通過させて内部容積１１に向けて送るように周囲の空気を押し出す。
【００９８】
図７〜８に示す例示的な実施形態において、音発生装置７は、円筒孔１９を画定する表面１４の下に配置された、円筒形の絶縁電極２を備える。具体的に、円筒形の電極２は、絶縁材料、例えば、誘電材料によって、対応する表面１４と隔てられている。例えば、図示の実施形態において、電極２は、ブロック３３の絶縁材料内に封入されている。
【００９９】
音発生装置７は、曲面３５上に配置された円形の空気暴露電極１をさらに備え、該円形の電極１は、円形の電極１の延長された導電面が円筒面１４に対して湾曲して配置されている。
【０１００】
電圧源手段６は、円形の空気暴露電極１から円筒形の絶縁電極２に向けられた電界を発生させるように構成されている。円形の暴露電極１は、円筒形の電極２に対してオフセットされているので、電界線は、円形の空気暴露電極１から離れて円筒孔１９に入る。
【０１０１】
これらの電界線に続いて、生成されたプラズマ１００は、少なくとも部分的に、その下に円筒形の絶縁電極２が配置されている表面１４に沿って延びる。プラズマ１００のイオンは、最大の電界地点で、すなわち、空気暴露電極１で生成される。電界線は、生成されたイオンが空気暴露電極１から離れて孔１９に向かうように、該イオンの移動を誘発する。
【０１０２】
移動イオンは、通気導管１５を通過する空気流を発生させ、該空気流を内部容積１１に向けるように、それらの運動量を周囲の空気粒子に移動させる。
【０１０３】
実際には、電界線に沿って移動している間、イオンは、孔１９に、したがって孔１９それ自体によってアクセス可能な内部容積１１に向けて接線力成分を有する。したがって、プラズマ１００は、空気流を、通気導管１５を通過させて内部容積１１に向けて送るように周囲の空気を押し出す。
【０１０４】
本発明に従うスピーカ１０の電圧源手段６は、提供された電気音声信号２５に応じて発生した電界を変調して、スピーカ１０から対応する音声信号４０を生成するようにさらに構成されている。
【０１０５】
電界を変調するために使用される電気オーディオ信号２５は、例えば、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの間のオーディオ範囲内の周波数を有して、オーディオ信号４０を生成してもよい。
【０１０６】
電気オーディオ信号２５は、２０ｋＨｚを超える周波数を有して、少なくとも３ＭＨｚまでの周波数で超音波信号４０を生成してもよい。
【０１０７】
電界の大きさを変調することにより、生成されたプラズマ１００が振動する。
【０１０８】
具体的には、変調された電界の大きさが増すと、プラズマ１００の移動イオンが加速されるので、プラズマ１００によって加えられた力が増大されて、周囲の空気が内部容積１１に押し込まれる。
【０１０９】
理解されるように、空隙導管１５を通って内部容積１１に向けられる空気流が加速することによって、エンクロージャ８の内部容積１１を満たすガスが圧縮される。
【０１１０】
圧縮ガスは、プラズマ１００によって内部容積１１に押し込まれた空気に復元力を及ぼす（その逆も同様である）。
【０１１１】
変調された電界の大きさが減少すると、プラズマ１００によって空気に及ぼされる押し込み力も、復元力によって克服されるまで減少する。
したがって、内部容積１１に向かう空気流は、復元力がエンクロージャ８からその方向を逆転するまで減速し始める。
【０１１２】
スピーカ１０からの音声信号４０は、（図中の二重矢印によって示されるように）通気導管１５を通って内部容積１１を出入りする空気流のこのような変調から生じる。
【０１１３】
エンクロージャ８の壁は、空気流の変調によって内部容積１１内に生成され得る圧力波を相殺／吸収するのに適している。制振材料が、エンクロージャ８の壁の内部表面上に配置されていてもよい。
【０１１４】
実際には、エンクロージャ８を満たすガスがばねのように作用し、通気導管１５を通る変調された空気が移動する振動塊のように作用する。
【０１１５】
したがって、ホイッスル効果のように、通気導管１５およびエンクロージャ８は、同調周波数が通気導管１５のサイズ（長さ／幅）およびエンクロージャ８のサイズによって決まるオーディオ同調回路のように作用する。
【０１１６】
同調周波数は、所望の動作周波数における利得を最大にするように選択することができる。実際には、エンクロージャ８および通気導管１５それ自体によって実現されるオーディオ同調回路のＱファクタを最大にするように、通気導管１５および／またはエンクロージャ８のサイズを選択することができる。理解されるように、オーディオでは、Ｑファクタが低いほどよい。
【０１１７】
これは、例えば、通気導管１５のサイズを小さく寸法決定する（その中の空気量を減少させることを意味する）ことによって達成することができる。
【０１１８】
例えば、図１〜６に示す音発生装置７の寸法は、幅約６ｍｍ×高さ約４５ｍｍであり、隙間１８が約約０．５〜３ｍｍ、好ましくは、２ｍｍ〜３ｍｍである。この場合、エンクロージャ８は、約１２０×７０×６０ｍｍであり得る。図１３を参照すると、アクセススロット１６の長さは、約４５ｍｍである。
【０１１９】
図７〜８に示す例示的な音発生装置７を参照すると、円筒孔１９のサイズは、非常に小さく寸法決めされ得るので、プラズマ１００は、孔１９内のすべての空気を一度に移動させることができ、該孔１９の中心を通って出てくるいかなる背圧波（生成された音声信号４０を相殺し得る）を止めることができる。この音発生装置７は、特に、ＭＥＭｓサイズで実現されるのに適している。したがって、その寸法は非常に小さく、大きくても数ミリメートルである。
【０１２０】
超音波オーディオ信号４０を生成する場合、エンクロージャ８はまた、オーディオＱファクタを最大にするように、より小さい寸法とすることができる。
【０１２１】
図１〜６および９〜１０に示す例示的な音発生装置７を参照すると、絶縁電極２に加えて絶縁電極３を使用することによって、隙間１８，１８０，１８１内に生成されたプラズマは、少なくとも部分的に、このような隙間を画定する両対向面に沿って延びる。
【０１２２】
このようにして、プラズマは、隙間１８，１８０，１８１を通る空気流を円滑にガイドすることができ、これはすなわち、渦または乱気流を回避または少なくとも大幅に減少させることができる。
音声信号４０は、通気導管１５を通る空気流の変調によって生成されるので、空気流を改善することは、音圧／音量および音質が改善されることを意味する。
【０１２３】
通気導管１５を通る空気流は、空気暴露電極１を、隙間１８を画定する表面１２に対して傾斜させることによってさらに改善される。これは、面を横切って空気を引っ張る／押すことに一般に関連する乱流または加速減衰効果または境界層効果を回避または少なくとも大幅に低減する。
【０１２４】
同様の理由から、図１〜３に示すブロック３２の表面１３は、隙間１８の延長線に沿って傾斜しており、これは、空気流を層状に保つのを助けることができる。
【０１２５】
図４〜６に示す音発生装置７を参照すると、追加の空気暴露電極４は、図１〜３に示す音発生装置７と比較してプラズマ量を倍増させる（または、音発生装置７は、同じプラズマ量を発生させるがサイズが縮小される）。
【０１２６】
追加の空気暴露電極４はまた、隙間１８を通って空気流を流すために、移動イオンによって周囲の空気に及ぼされる押し込み力を増加させる。
【０１２７】
空気暴露電極４は、表面１３に対して傾斜している。これにより、通気導管１５を通る空気流に対する乱流または加速減衰効果が回避されるか、または少なくとも大幅に低減される。
【０１２８】
表面１２，１３の湾曲した端部４１もまた、境界層効果の影響による減速を回避するか、または少なくとも低減することによって、隙間１８を通る空気流を改善する。
【０１２９】
図９〜１０に示す例示的な音発生装置７を参照すると、２つの隙間１８０，１８１の存在により、生成されるプラズマ１００の量が増加する。
【０１３０】
図７〜８に示す例示的な音発生装置７を参照すると、プラズマは、円筒形の孔１９を通る空気流を円滑にガイドすることができるが、これは、プラズマが少なくとも部分的に円筒形の表面１４に沿って延びているからである。
【０１３１】
円形の空気暴露電極１を円筒形の表面１４に対して傾斜させ、かつ曲面３６を設けることによって、通気導管１５を通る空気流がさらに改善される。
【０１３２】
本発明によるスピーカ１０の電圧源手段１０は、通気導管１５内にプラズマを動作可能に生成するのに十分なレベルの電界を発生させるように構成されている。空気をイオン化するために、電界は、空気（または通気導管１５内の他のガス）の破壊電界よりも大きくなければならない。いったんイオン化されると、空気は、電界勾配の方向に移動する。
【０１３３】
図１１および１２に示す例示的な実施形態を参照すると、電圧源手段６は、音発生装置７の１つ以上の空気暴露電極１，４と１つ以上の絶縁電極２，３との間に、供給電圧２６を印加するように構成されている。
【０１３４】
例えば、空気の破壊電界が約３ｋＶ／ｍｍで誘電率が０．５ｍｍであることを考慮すると、プラズマを生成するのに必要な供給電圧２６の最小値は、約１．５ｋＶである。最大電圧値は、誘電体の飽和を避けるために設定することができ、例えば、約３０ｋＶである。
【０１３５】
図１１に示す電圧源手段６は、キャリア周波数を有する源信号４０を生成するように構成されている。
【０１３６】
電圧源手段６は、変圧器５（例えば、フライバックトランス５）をさらに含む。これは、源信号４０を増幅し、プラズマ１００を生成するのに必要な最小の電圧レベルよりも高い供給電圧２６を生成するためのものである。
【０１３７】
好ましくは、発生音４０の歪みを低減するためには、プラズマを最小レベルに維持するようにバイアスレベルを設定する必要がある。バイアスレベルは、音発生装置７の形状および電気的特性によって決定される。オーディオ電気信号２５が存在しない場合、バイアスレベルはゼロになり得る。なお、ウォームアップ時間は必要としない。
【０１３８】
バイアスレベルは、プッシュプル増幅器における中点のように、プラズマ力とエンクロージャ復元力とのバランス点を設定するので、プラズマがプッシュプルサイクル全体を通して力を直線的に制御することが保証される。プラズマは、空気の破壊点に達するまで点火しないので、最小レベル（上記の例では、１．５ｋＶ）は、押し込みを開始するための空気の破壊点を超えている。バイアス点は、最小電圧と最大電圧との中間にあり得る。言うなれば、０．５＊（０ｋＶｍｉｎ−５ｋＶｍａｘ）＋１．５ｋＶ＝４ｋＶの範囲である。
【０１３９】
また、予め設定されたレベルに固定するのではなく、入来する音楽ストリームレベルに基づいてバイアスポイントを効果的に設定するプレディストーションアルゴリズム（Hammerstein Weiner）に基づいて、バイアスポイントを設定することが可能であり、かつより効率的である。そのようなアルゴリズムは、入力信号を取り込み、これが（スピーカのモデルに基づいて）どれだけのオーディオ歪を生成するのかを決定し、歪の逆を生成してそれを効果的に相殺する。
【０１４０】
歪は、電圧、電流または光フィードバックなどの方法を利用して低減することもできる。プラズマ光強度レベルから光フィードバックを使用することにより、現在利用可能なスピーカに使用されているマイクロフォンフィードバックと比較してより迅速な応答時間が得られる。
【０１４１】
図１１に示すように、源信号４０は、変圧器５の一次側で、電気音声信号２５によって変調され得る。あるいは、源信号４０は、変圧器５の二次側で、電気音声信号２５によって変調され得る。
【０１４２】
源信号４０は、ＡＣ信号とすることができる。この場合、電圧源手段６は、電気音声信号２５を用いて、このような信号４０の振幅を変調するように構成されていることが好ましい。
【０１４３】
源信号４０は、パルス信号とすることができる。例えば、源信号４０は、ＰＷＭ信号であってもよいし、フライバックトランス５の共振点の周りで周波数を変化させるＰＦＭ（パルス周波数変調）によって生成されてもよい。実際に、変圧器５の勾配は、変圧器５の二次側でＰＷＭ信号のような信号を生成するために使用される。
【０１４４】
源信号４０はまた、直流高電圧を直接切り替えることによっても生成されるので、変圧器５の使用が回避される。これは、ＭＷＭｓサイズにより適している。
【０１４５】
パルス源信号４０の場合、電圧源手段６は、電気音声信号２５を使用することによって、このような信号４０に対してパルス幅変調を実行するように構成されていることが好ましい。
【０１４６】
好ましくは、源信号４０のキャリア周波数は、１５ｋＨｚを超え、好ましくは、１８ｋＨを超える。このように、源信号４０は、可聴ノイズをもたらさない。
【０１４７】
キャリア周波数は、１または数百ｋＨｚであってもよい。例えば、キャリア周波数は、変圧器５の一次回路に対して共振することができ、例えば、約１００ｋＨｚである。これは、共振点の一方側で他方側よりも押し込み力を大きくすることができ、より良好な低音応答が可能となる。
【０１４８】
例えば、キャリア周波数は、典型的には３ＭＨｚの値を有する場合があるプラズマのスパイク周波数（プラズママイクロ放電によって生じる）に一致するように選択することができる。このようにして、プラズマ１００に影響を及ぼす電流スパイクを低減することができる。
【０１４９】
実際のスパイクプラズマ周波数でキャリア周波数を設定するために、スピーカ１０は、キャリア周波数を、生成されたプラズマ１００のスパイクの実際の周波数に対応する測定値に調整するように構成された制御手段３０を備えることができる。
【０１５０】
スピーカ１０が超音波信号４０を生成するために使用される場合、源信号４０が超音波電気信号２５によって変調されるように、対応するより高いキャリア周波数が選択される。あるいは、超音波電気信号２５は、電源電圧信号４０として直接使用され得る。
【０１５１】
通気導管１５を介して空気を押し込むためにプラズマ１００によって及ぼされる力は、源信号４０の振幅／持続時間に依存する。
【０１５２】
電圧源手段６は、供給電圧２６に加えて、音発生装置７の複数の電極に直流電圧２７を加えるようにさらに構成されている。このようにして押し込み力を増加させると、それによって生成される音声信号４０の振幅が増加する。この場合、高電圧ＤＣは、変圧器５の二次側にある必要があるため、個別のＤＣ電源が必要となる。
【０１５３】
押し込み力は、さらに、プラズマ濃度に依存する。プラズマ濃度を増加させるために、通気導管１５内の空気に適切な粉塵／エアゾルをまくことができる。エアゾル／粉塵は、課せられた電界によって運ばれるイオン化粒子として作用し、これに沿って周囲の空気を引きずり込む。
【０１５４】
図１２に示す電圧源手段６は、通気導管１５内にプラズマ１００を生成するために、まず、複数の電極１〜４に電源電圧５０を加えるように構成されている。プラズマ１００の生成後、電圧源手段６は、電源電圧５０から、例えば、ＰＷＭ信号５１に切り替えるように構成されている。
【０１５５】
複数の電極１〜４に加えられたＰＷＭ信号５１は、音声信号４０を生成するために、電気音声信号２５で変調される。
【０１５６】
好ましくは、この場合、電源電圧５０は、一連のナノ秒パルスを含む。プラズマの密度は、ナノ秒パルスエネルギーによって決定され、プラズマの押し込み力は、プラズマ密度およびＰＷＭ信号サイクルの両方に依存する。
【０１５７】
本発明によるスピーカ１０は、複数の音発生装置７を備えることができる。
【０１５８】
例えば、音発生装置７を直列に配置することによって、空気に及ぼされる全体的な力を増加させることができる。また、異なるプラズマ段階を位相化して波効果を生成することによって、力を増加するか、または音声信号４０を導くことも可能である。
【０１５９】
例えば、図１５は、直列に配置された、図１０に示す例示的な実施形態に従う２つの音発生装置７を示す。
【０１６０】
さらに、音発生装置７は、メッシュ／ハニカム構造となるように相互に配置されてもよい。例えば、図１４は、図７〜８に示す例示的な実施形態に従う複数の音発生装置７を備えるスピーカ１０を示す。
【０１６１】
ここで、図１６を参照すると、さらに他の実施形態では、図１４および１５のそれぞれのように並列または直列に動作する複数の音発生装置の代わりに、音発生器を逆位相で動作させるように構成することができる。したがって、図１６の例に示すように、空気暴露電極１および背面電極２’，３’との間の駆動信号は、空気暴露電極１と背面電極２’’，３’’との間の駆動信号と逆相であり得るので、上述の実施形態のように、空気が単に動的に押し込まれたり引っ張られたりするのではなく、空気が音発生装置を通って動的に空気押し込まれたり引っ張られたりする。図１６には、単一の共通の電極１のみが示されているが、複数の電極が使用され得ることを理解されたい。同様に、電極２’，３’および２’’，３’’は、円筒形であってもよく、駆動信号に対して１つの接続のみを必要とする。
【０１６２】
図示され上述された実施形態において、空気暴露電極は、エンクロージャの外面に向かって示されている。代替的な実施形態では、空気暴露電極および絶縁電極の位置を逆転させることができる、空気暴露電極がエンクロージャ内に配置されて接触から保護されていてもよい。このような実施形態では、スピーカがエンクロージャから空気を引き出し、エンクロージャが復元力を提供する。
【０１６３】
ブロック３１，３２，３３および６１，６２は、図示された実施形態に示されているよりも多くエンクロージャ内に陥没していてもよく、場合によっては、発生したオゾンがエンクロージャから排出されないように、また、電極を接触から保護するように、隙間１８または入口１６を膜で覆うことができる。同様に、空気暴露電極を接地させ、かつ絶縁電極を高電圧に接続することも可能（その逆よりも）である。
【０１６４】
スピーカは、オゾンを発生させること、およびいくつかの実施形態ではエンクロージャを気密にシールして放電を防止できることが理解されよう。しかしながら、オゾンを分散させるための他の技術、例えば、空気層の隙間１８を１００℃を超えて加熱すること、触媒層を使用すること、または、エンクロージャ内でヘリウムもしくはアルゴンなどのガスを使用することなどを利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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