(57)【要約】媒体（２）の有用ストリームを発生する発生装置（１）。これは、高周波数媒体ストリーム（１５）を発生する少なくとも１つの媒体ストリーム源と、発生された媒体ストリーム（１５）と共に動作する少なくとも１つの媒体ストリームダイオード（３６，３７）と、媒体ストリームダイオード（３６，３７）によって影響される媒体ストリームと共に動作する少なくとも１つの媒体ストリームシンク（４０，４１）とを有する。ここでは、低い周波数範囲の有用媒体ストリーム（２）が得られるように、少なくとも１つの媒体ストリームシンク（４０，４１）が媒体ストリームにおける高周波数ストリーム成分を抑制する。
2006519549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともある流速で媒体の有用ストリームを発生するよう設けられ構成され、前記流速が、第１の周波数範囲内にある有用周波数により変化させられることが可能である、発生装置であって、
交番する互いに逆の流れ方向に少なくともある媒体ストリームを発生し、当該互いに逆の流れ方向が、第２の周波数範囲内にある周波数で交番し、この第２の周波数範囲が、前記第１の周波数範囲のものよりも高い周波数をカバーするようにした、少なくとも１つの媒体ストリーム源と、
少なくとも１つの媒体ストリーム源によって発生された媒体のストリームと共働動作するよう設けられ、構成され、配され、共働動作する媒体のストリームの流れ方向に応じて異なる値の流れ抵抗をもって当該媒体のストリームに抗して動作し、これにより当該少なくとも１つの媒体ストリームダイオードの伝送方向に流れるトータルの媒体ストリームをもたらすようにした少なくとも１つの媒体ストリームダイオードと、
前記少なくとも１つの媒体ストリームダイオードによって発生された前記トータルの媒体ストリームと共働動作するよう設けられ、構成され、配され、当該トータルの媒体ストリームに含まれる前記第２の周波数範囲内のストリーム成分を抑制し、当該少なくとも１つの媒体ストリームシンクの出力において前記第２の周波数範囲における当該抑制されたストリーム成分を伴うことなく前記第１の周波数範囲における媒体の有用ストリームを得るようにした少なくとも１つの媒体ストリームシンクと、
を有する発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発生装置であって、有用な気流を発生するように構成された発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発生装置であって、前記媒体ストリーム源としての少なくとも１つの超音波源と、前記媒体ストリームダイオードとしての少なくとも１つの音響ダイオードと、前記媒体ストリームシンクとしての少なくとも１つの超音波シンクとを有する発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発生装置であって、前記超音波源は、超音波周波数を有するキャリア信号を発生する信号発生器を有し、さらにこの信号発生器が、略可聴範囲に属する周波数スペクトルを有する有用信号を供給するための少なくとも１つの接続端子を有し、当該信号発生器が、前記有用信号に応じて前記キャリア信号を変調するよう構成される、発生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発生装置であって、前記信号発生器は、前記有用信号における最高周波数の値の少なくとも１０倍の値を有する超音波周波数を有するキャリア信号を発生するよう構成される、発生装置。
【請求項６】
請求項３に記載の発生装置であって、２つの超音波シンクが設けられている、発生装置。
【請求項７】
請求項３に記載の発生装置であって、複数の音響ダイオードが設けられている、発生装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発生装置であって、前記互いに逆の流れ方向に平行に延びる少なくとも１つの気流室部が設けられ、この気流室部は、前記互いに逆の流れ方向に平行に延び前記超音波源の膜によって形成された少なくとも１つの境界壁を有し、当該膜は振動可能であり、当該気流室部は、前記互いに逆の流れ方向に横断して延び複数の音響ダイオードを有する少なくとも１つの境界壁部を有し、超音波シンクを形成するシンク室部が、複数の音響ダイオードを有する少なくとも１つの境界壁に設けられる、発生装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発生装置であって、前記互いに逆の流れ方向に横断して延びる少なくとも１つの気流室部の２つの境界壁は、複数の音響ダイオードを有し、超音波シンクを形成するシンク室部は、前記互いに逆の流れ方向に横断して延びる少なくとも１つの気流室部の２つの境界壁の近傍に設けられる、発生装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の発生装置であって、前記音響ダイオードは、激しい気流を発生するように形成された漏斗形状孔を有する、発生装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の発生装置であって、前記発生装置の全ての構成部は、集積技術により集積が可能な固体素子から製造される、発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくともある流速をもった媒体の有用ストリーム（流れ）を発生するために設けられ構成された発生装置に関する。かかる流速は、第１の周波数範囲内にある有用周波数で変化されうるものであり、この発生装置は、交番する互いに逆の流れ方向で少なくとも１つの媒体ストリームを発生する媒体ストリーム源を有し、かかる互いに逆の流れ方向は、第２の周波数範囲内にある周波数で交番し、この第２の周波数範囲は、第１の周波数範囲のものを超えて存在する周波数をカバーするものである。
【背景技術】
【０００２】
冒頭の段落で述べた種類の発生装置は、例えば特許文献ＷＯ０１／３３９０２Ａ２から知られている。この発生装置は、媒体の有用ストリームとして有用な気流を発生する装置である。このような発生装置は、専門分野においてパラメータとしてのラウドスピーカとしても表される。この既知の発生装置は、当該媒体ストリーム源として複数の超音波源を有し、これらの各々は、超音波信号を発生しこれをその超音波源の周囲の空間に放つものであり、これにより、当該空間に存在する空気の振動励起をもたらし、もって交番する互いに逆の流れ方向に空気の流れをつくる。この既知の方策は、空気を含む空間への２つの超音波信号の射出が当該空気の非線形性のためにその射出された超音波信号の重なりをもたらし、この重なりもまた可聴音声となる差動信号をもたらす、という物理的効果を利用している。
【０００３】
この既知の方策には、超音波信号を空気を含む空間内へ比較的高いエネルギ成分で射出して十分に高いエネルギ成分の可聴音声を得ることが必要である。発生されるべき必要な超音波エネルギのレベルは、誤りのない音声再生に必要な可聴音声エネルギのレベルを桁違いに上回っていなければならず、これは最適なエネルギバランスの点で好ましくない。さらに、可聴音声の発生は、空気の特性、特に当該特性の変化に依存しており、これは一貫性のある品質の可聴音声の発生に関しては好ましくない。さらに、当該既知の方策は、比較的複雑な構成上の犠牲が必要であるという問題を抱えており、これは出来る限り経済的にかつ安価な態様で製品を実現するには好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、その目的として上記問題を克服し改良された発生装置を提供することを掲げている。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明による発生装置に発明の特徴が与えられ、本発明による発生装置を次のように特徴づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、少なくともある流速で媒体の有用ストリームを発生するよう設けられ構成され、前記流速が、第１の周波数範囲内にある有用周波数により変化させられることが可能である、発生装置であって、
交番する互いに逆の流れ方向に少なくともある媒体ストリームを発生し、当該互いに逆の流れ方向が、第２の周波数範囲内にある周波数で交番し、この第２の周波数範囲が、前記第１の周波数範囲のものよりも高い周波数をカバーするようにした、少なくとも１つの媒体ストリーム源と、
少なくとも１つの媒体ストリーム源によって発生された媒体のストリームと共働動作するよう設けられ、構成され、配され、共働動作する媒体のストリームの流れ方向に応じて異なる値の流れ抵抗をもって当該媒体のストリームに抗して動作し、これにより当該少なくとも１つの媒体ストリームダイオードの伝送方向に流れるトータルの媒体ストリームをもたらすようにした少なくとも１つの媒体ストリームダイオードと、
前記少なくとも１つの媒体ストリームダイオードによって発生された前記トータルの媒体ストリームと共働動作するよう設けられ、構成され、配され、当該トータルの媒体ストリームに含まれる前記第２の周波数範囲内のストリーム成分を抑制し、当該少なくとも１つの媒体ストリームシンクの出力において前記第２の周波数範囲における当該抑制されたストリーム成分を伴うことなく前記第１の周波数範囲における媒体の有用ストリームを得るようにした少なくとも１つの媒体ストリームシンクと、
を有する発生装置である。
【０００７】
本発明によるこうした特徴を備えることによって、少数の比較的に簡単な追加の構成部だけに関係して比較的高い周波数の媒体ストリームを発生するよう設けられ構成された少なくとも１つの媒体ストリーム源は、少なくとも１つの媒体ストリーム源によって発生された媒体ストリームの周波数よりも十分に低い周波数範囲にある媒体の有用ストリームを発生し、当該媒体の有用ストリームの発生が当該発生装置の周囲の媒体に殆ど依存しないようにすることができる。これにより、媒体の有用ストリームの発生が当該発生装置を取り巻く媒体の特性の変化に殆ど依存しなくなる、という従来技術による方策に対しての本質的な利点が得られる。すなわち、発生した媒体の有用ストリームは、殆ど当該発生装置の内部で発生され、発生の後に当該発生装置を取り巻く媒体に入るので、当該発生装置を取り巻く媒体は、当該媒体の有用ストリームの実際の発生に利用されないからである。他の利点は、当該発生装置の外側では非常に小さな高周波数の流れ成分しか得られない点であり、これは、かかる高周波流れ成分は、少なくとも１つの媒体ストリームシンクによる抑制の後に残る流れ成分によってしか形成されないからである。
【０００８】
媒体の有用ストリームを発生する本発明による発生装置は、その媒体として、例えば患者に供給されるものとした血液、プラズマ又は点滴などの液体を扱ってもよい。この場合、本発明による発生装置は、実際にはポンプ又は注入ポンプの機能を果たす。但し、本発明による発生装置がさらに請求項２の特徴を有する場合、効果的であることを見出した。このような構成が非常に有利であるのは、音響上知覚可能な音声が非常に簡単な態様でこのような構成により発生させることができるからであることが分かった。
【０００９】
これに加えて請求項３の特徴が設けられると、前の段落で述べたような本発明による発生装置の実施例においては特に有利であることが見出された。このような方策により、発生可能な超音波振動の振幅について簡単かつ良好な態様で当該超音波が変調可能であるので、空気の流速を迅速かつ巧妙に変化させることができる、という効果が奏される。連続した気流又は低速変調すなわち可聴周波数範囲内にある周波数を伴うものは、このようにして発生可能となる。
【００１０】
前の段落で述べたような本発明の発生装置の実施例においては、当該超音波源は、不変の固定された超音波周波数を有する超音波信号を発生する信号発生器を有してもよい。かかる信号発生器は、超音波信号を変調するために不変の固定された周波数を有する変調信号が追加で供給されることができる。この場合、永続的な周波数の音響信号が発生される。但し、請求項４の特徴が追加で設けられると、前の段落で述べた種類の発生装置は特に有利となることが分かった。これにより、少なくとも全可聴範囲をカバーする周波数スペクトルを有する発生装置によって可聴音声を発生させることができる、という根本的効果が得られる。例えば、このような構成で０Ｈｚから２０，０００Ｈｚの周波数範囲において音声再生が可能である。但し、２０，０００Ｈｚを遥かに超え、すなわち超音波源により達成可能な超音波振動の周波数の半分に対応する周波数に至る音声再生も可能であり、かかる音声再生は、変調された超音波の再生に相当する。
【００１１】
前の段落において説明した構成の発生装置における信号発生器は、当該有用信号の最高周波数の値の倍の値を有する超音波周波数のキャリア信号を発生するように構成されてもよい。但し、請求項５の特徴を加えて設けると、有利性が高いことを見出した。このような構成は、同質で実用上妨害のない波形を有する媒体の有用ストリームが得られる、という効果を奏する。
【００１２】
２つの超音波シンクが設けられる場合には、少なくとも１つの超音波源を持つ発生装置において非常に有利となることが判明された。これにより、高周波流動成分の極めて良好な抑制がなされ、また、高効率の発生装置が得られることが達成されて好都合である。
【００１３】
さらに、複数の音響ダイオードを設けた場合には、少なくとも１つの超音波源を持つ発生装置において有利となることが判明した。これにより、音響ダイオードを形成する自由度が比較的に高くなり、全有効直径が当該複数の音響ダイオードの複数の小さな直径によって形成される。すなわち、より大なる有効直径が、各音響ダイオードの小さな直径によって与えられる各個別の音響ダイオードの高い整流効率と組み合わされてではあるが利用可能となる。
【００１４】
請求項８の手段を加えて講ずる場合には、複数の音響ダイオードを持つ発生装置において非常に有利となることが分かった。このような構成は、実際上、特に比較的に簡単な製造や、出来る限り小さな空間しか使わない構成を考えたときに非常に効果的であることが判明された。
【００１５】
加えて請求項９の特徴を設けた場合には、前の段落において述べた気流室部（チャンバ）を持つ発生装置において特に有利であることが分かった。これにより、特に高い整流作用が得られるという効果が奏される。
【００１６】
さらに、当該音響ダイオードが激しい気流を発生するよう形成された漏斗形状の孔を有する場合、気流室部を持つ発生装置において効果的であることが判明した。このような構成は、音響ダイオードの比較的簡単な製造の面で有利であることが分かった。何故ならば、いわゆる激しい気流の発生について存分に担う当該漏斗形状孔の形状及び寸法は、良好な再現性を持って比較的簡単な態様で製造可能であるからである。
【００１７】
当該発生装置の全ての構成部が集積可能な固体素子により集積回路技術によって製造される場合、本発明による発生装置において特に効果的であることが判明した。これにより、本発明による多数の発生装置が、半導体技術から知られている処理及び方法を用いたマイクロメカニクス製品のように比較的に簡単な方法で製造可能である、という主要な効果が奏される。
【００１８】
本発明の上記態様及びその他の態様は、以下に説明する実施例から明らかとなるとともに、これら実施例を参照して明瞭となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に示した３つの実施例に基づいて詳細に説明する。但し、これら実施例に本発明は限定されない。
【００２０】
図１は、発生装置１を示している。この発生装置１は、有用な媒体ストリームすなわち本例では有用な気流を発生するために構成されている。この有用な気流は、図１における矢印２によって模式的に示される。気流２には、図１において二重矢印３によって示される多くの流速が生じる。流速３は、第１の周波数範囲ＦＡ１内にある有用周波数ｆＵＦで変化可能である。本例において、これは実質的に可聴周波数範囲に対応する第１周波数範囲ＦＡ１（本例では概して１０．０Ｈｚから１８，０００Ｈｚまで）に関係する。或いは、第１周波数範囲ＦＡ１は、１．０Ｈｚから２０，０００Ｈｚまでに拡張してもよい。１．０Ｈｚを下回るほどの周波数やゼロ周波数でも可能である。本例では、当該可聴範囲に主として存在する周波数スペクトルを有する信号源４により供給される有用信号ＳＵＦ（図４参照）が存在する周波数範囲によって第１周波数範囲ＦＡ１が規定される。
【００２１】
上述したように、本例では、発生装置１は、可聴周波数範囲にある有用な気流２を発生するよう構成される。これは、換言すれば、発生装置１は、音声、より特定すれば可聴音の発生をなすように設けられ構成され、ラウドスピーカの機能を満たすことを意味する。この発生した有用気流２すなわち可聴音は、ここでは音声信号を発生し再生するために作用しうる。或いは、有用気流２は音楽信号を再生する作用を呈しうる。最も簡単な例では、有用気流２は、ある与えられた周波数を有する呼出信号又は警報信号を発生するように作用することも可能である。発生装置１は、例えば電磁式ラウドスピーカなどの伝統的スピーカから長らく知られているように、拡声スピーカの機能を果たすことができるように仕切り壁５内に収納される。
【００２２】
発生装置１は、発生装置１の全ての構成部が集積技術により固体素子から製造される、という主要な利点を有する。これは、固体基板に基づいて、好ましくはシリコン基板のような半導体基板によって発生装置１が製造されることを意味する。これにより、このような発生装置１を非常に数多く単一の集積処理によって製造可能であるという主要な効果が奏される。
【００２３】
発生装置１は、ほぼ立方形のハウジング６を有し、ハウジング６の側壁７，８及び９並びに前方壁１０及び後方壁１１が図１に示される。ハウジング６の第４の側壁は、図１の断面図では視認できない。複数の音声通過開口部１２は、前方壁１０に設けられる。音声通過開口部１２は、ハウジング６の内部から空気が発生し、有用気流２が音声通過開口部１２を通過した後に得られるようにその開口部を流れることができるように構成される。空気通過開口部１３は、後方壁１１に同様に設けられ、ハウジング６の内部へ空気が導入されることを可能にしている。ハウジング６は略立方体構造なので、側壁７，８及び９に直角に断ち切られたハウジング６の断面は矩形を呈することになる。但し、ハウジング６は、これとは異なり四角又は円若しくは楕円又は六角形の断面を有するものとしてもよい。
【００２４】
発生装置１は、媒体ストリーム１５を発生する媒体ストリーム源１４を有し、この媒体ストリーム１５は、図１における矢印１５によって示される。本例における媒体ストリーム１５は、気流１５である。互いに逆の流れ方向１６は、気流１５において交互に発生し、かかる相互逆流方向１６は、図１における他の二重矢印１６によって示される。この相互逆流方向１６は、第２の周波数範囲ＦＡ２にある周波数ｆＵＳをもって交互に入れ替わる。第２の周波数範囲ＦＡ２は、第１の周波数範囲ＦＡ１のものを上回る周波数をカバーするものであり、当該周波数ｆＵＳは、超音波周波数である。本例における超音波周波数ｆＵＳは概ね４ＭＨｚである。或いは、超音波周波数ｆＵＳは、４０ｋＨｚと１００ＭＨｚ（可能なら２００ＭＨｚ）との間にあるものとしてもよい。
【００２５】
超音波源１４は、平面状ピエゾ素子１７を有する。この平面状ピエゾ素子１７は、側壁７，８及び９並びにハウジング６の見えない側壁においてそのエッジ部によって保持される。ピエゾ素子１７は、超音波振動において矢印１６の相互逆流方向に移動可能となっている。ピエゾ素子１７は、実質的に非伝導性材料のキャリア層からなり、かかる層は、その２つの主面上にそれぞれ導電性被膜が設けられる。このようなピエゾ素子は当業界において一般に知られている。このようなピエゾ素子１７はまた、堅い膜とみなすことができる。
【００２６】
超音波源１４の信号発生器２０は、側壁９を通じたそれぞれの２つの接続ライン１８及び１９を介してピエゾ素子１７の当該２つの被膜に接続される。信号発生器２０は、超音波周波数ｆＵＳを有するキャリア信号ＣＳを発生するよう構成される。信号発生器２０はまた、有用信号ＳＵＦを供給するための接続端子２１を有する。信号発生器２０は、ここでは信号発生器２０が有用信号ＳＵＦに基づいてキャリア信号ＣＳを変調するのに適したものとなるように構成される。これにより、図４において見てとれるように、キャリア信号ＣＳが有用信号ＳＵＦの関数として変調されるので、超音波源１４によって発せられた超音波振動の振幅の主な変化及びその結果としての有用気流２の振幅の主な変化を奏させることができ、高い音声ボリュームが得られる。
【００２７】
キャリア信号ＣＳの発生のための信号発生器２０について注記すると、この信号発生器２０は、本例では有用信号ＳＵＦにおける最も高い周波数の値の２００倍の値を有する超音波周波数ｆＵＳのキャリア信号ＣＳを発生するよう構成されている。
【００２８】
超音波源１４について注記すると、これも図４において見てとるように、超音波源１４はその共鳴周波数ｆｒｅｓの領域において動作させられる。図１に示されるような発生装置１の図４に示されるケースにおいては、共鳴周波数ｆｒｅｓ近傍の領域における超音波源１４の超音波振動の発振振幅は、供給周波数の変化によって変化し、これは供給される有用信号ＳＵＦによって行われる。なお、これに代えて超音波源１４の超音波振動の発振振幅を、超音波源１４の共鳴周波数ｆｒｅｓの振動を通じて代わりに変化させるようにしてもよい。図１の発生装置１の上限周波数は、特に超音波源１４によっても決定される。加えて、この上限周波数は、２つのいわゆるシンク室部（チャンバ）によっても決定される。かかるシンク室部については、以下により詳しく説明する。
【００２９】
発生装置１は、本例では音響ダイオード２２によって形成される媒体ストリームダイオード２２をさらに有する。音響ダイオード２２は、本例ではピエゾ素子１７の中心に配され、ピエゾ素子１７に結合される。音響ダイオード２２は、超音波源１４によって発生された媒体ストリーム１５、すなわち当該超音波源により発せられた気流１５と共働動作するように設けられ、構成され、配される。音響ダイオード２２は、前方壁１０の方向において細くなる尖頭形の隆起部からなり、かかる隆起部において漏斗形の孔Ｈが設けられる。この孔Ｈは、この孔Ｈによりいわゆる激しい気流が発生可能なように形成されている。かかる激しい気流は、所望の作用をなす上で必要なものである。いわゆる層流は本例には適さない。音響ダイオード２２は、この気流１５の流れ方向１６に応じて異なる値の流れ抵抗によってそれと共働動作する気流１５に逆らう。超音波源１４によって発生された超音波振動の一定の振幅の場合、平均的には音響ダイオード２２によって規定される順方向の一定気流１５をもたらすことになる。超音波源１４によって発生された超音波振動の振幅が、（本例における有用信号ＳＵＦに応じて）変化したとき、音響ダイオード２２によって規定される順方向の平均気流１５の量的値が変わることになる。すなわち、音響ダイオード２２を設けることにより、音響ダイオード２２の順方向における媒体のトータルの流れが得られる。
【００３０】
発生装置１は、ここでは２つの媒体ストリームシンク２３及び２４を有する。２つの媒体ストリームシンク２３及び２４は、ここでは第１シンク室部２３と第２シンク室部２４とによって形成される。第１シンク室部２３は、ハウジング６の前方壁１０とピエゾ素子１７との間に設けられる。第２シンク室部２４は、ハウジング６の後方壁１１とピエゾ素子１７との間に設けられる。この２つのシンク室部２３及び２４は、発生装置１の製造中に上述した集積処理におけるいわゆる２つの犠牲的な層の製造により実現されうる。かかる層は、それ自体は長く知られているように、集積処理の進行において再び除去される。第１シンク室部２３の寸法Ｄ１と第２シンク室部２４の寸法Ｄ２は、実際上概ね０．１ｍｍの値を有しうる。
【００３１】
この２つのシンク室部２３及び２４は、超音波源１４及び音響ダイオード２２によって発生されたトータルの媒体ストリームと共働動作するために設けられ、構成され、配置される。２つのシンク室部２３及び２４の寸法は、当該発生されたトータルの媒体ストリームにおいて発生する周波数に関係して選ばれ、この２つのシンク室部２３及び２４がトータルの媒体ストリームに存在する第２周波数範囲ＦＡ２における流れ成分を抑え、これにより、シンク室部２３及び２４の下流において抑制された流れ成分を伴うことなく有用な流れをもたらす。これは、第１のシンク室部２３の出力における第１のシンク室部２３が、第２の周波数範囲ＦＡ２における抑制された流れ成分を伴うことなく第１の周波数範囲ＦＡ１に応じて、媒体の有用なストリームすなわち有用な気流２をもたらすことを意味する。発生装置１における第１のシンク室部２３及び第２シンク室部２４は、これらがどちらも超音波シンクとなるように構成される。
【００３２】
なお、２つのシンク室部２３及び２４の構成について注記すると、流れ方向１６に平行に測定された寸法Ｄ１及びＤ２は、それぞれのシンク室部における定在波の形成が両方のシンク室部２３及び２４において可能とされ、かかる定在波が音響ダイオード２２の領域において最大値を有するように選定される。このような条件によって、超音波源１４の効率を高くすることが確実となる。
【００３３】
音源を形成する図１の発生装置１においては、音源の音の発生した流れは、実用上、周波数の関数として全周波数範囲にわたり原理的に一定である。振幅（高調波）の関数としての音声の流れの線形性は、実際上、超音波源１４を制御する制御信号すなわち再生されるべき有用信号ＳＵＦの関数として超音波源１４によって発生された超音波振動の振幅の線形性にのみ依存し、必要とされるならば電子的に補償されるようにしてもよい。
【００３４】
２つの超音波シンクすなわち２つのシンク室部２３及び２４は、本例で発生する基本的超音波周波数に適応した体積をそれぞれ有するので、シンク室部２３及び２４は、超音波成分をフィルタ出力する。かかる成分は、発生装置１のハウジング６の外部においては有用な気流２が専ら実際上存在し、アクティブとなり、第１の周波数範囲ＦＡ１に対応しその振幅が超音波源１４によって発生する超音波振動の振幅を用いて変化することができるという結果をここでも有する。
【００３５】
ここで注記するに、制御信号により制御可能な能動ダイオードとして音響ダイオード２２が構成された場合、超音波シンク２３を越える有用な気流２の振幅の変化すなわち知覚可能な音響信号は、超音波源１４によって発生可能な超音波信号の振幅の変化によるだけでなく、当該能動ダイオードの制御信号の周波数又は位相の変化（周波数又は位相変調）によっても得ることができる。
【００３６】
発生装置１において用いられる音響ダイオード２２（図２参照）は、移動部分を有しないいわゆる受動ダイオード２２である。但し、図２に示されるような純粋に受動型に構成された音響ダイオード２２に代えて、図３に示されるような音響ダイオード２５を用いることができる。図３の音響ダイオード２５はまた、図２の音響ダイオード２２において設けられているものと同様に通路部Ｈを有する。この通路部Ｈの特色は、図３の音響ダイオード２５における通路部Ｈが概して切頭円錐形を有するのに対して、図２の音響ダイオード２２における通路部Ｈは、曲がった内部表面を持つ漏斗形状となっている点である。図３の音響ダイオード２５は、いわゆるバルブタイプの音響ダイオードであり、バルブシャッタ２６が設けられている。バルブシャッタ２６は、音響ダイオード２５の受動型構成の場合において超音波源１４によって発生された気流によってのみ動かされることができる一方、音響ダイオード２５の能動型構成の場合は、当該バルブシャッタの位置の能動制御も行うことができ、かかるバルブシャッタ２６の位置の制御は、ピエゾ効果によって、また制御信号を用いることによって達成可能である。
【００３７】
図５は、図１の発生装置１のような、これも集積技術により製造される発生装置を示している。図５における発生装置１の同等の構成部には、図１におけるものと同一の参照符号が付されている。
【００３８】
図５の発生装置１のハウジング６は、互いに逆の流れ方向１６と平行に延びる気流室部３０を有する。気流室部３０は、２つの側壁７及び８並びに側壁８と対向するハウジング６の第４の側壁（図５には示されていない）によって閉ざされている。互いに逆の流れ方向１６に平行に延びる気流室部３０の他の境界壁は、超音波源１４の振動可能な膜によって境界付けられる。この膜は、硬い平面状ピエゾ素子３１によっても形成されるが、図５の発生装置１においてはこのピエゾ素子３１に直接接続される音響ダイオードはない。ピエゾ素子３１は、その縁部領域により、側壁８及び側壁８に対向するハウジングの第４の側壁（図５には示されていない）の他、互いに逆の流れ方向１６を横断して延びる２つの境界壁３２及び３３に接続される。気流室部３０は、２つの境界壁３２及び３３によって互いに逆の流れ方向１６に横断するように境界付けられる。膜すなわち平面状ピエゾ素子３１は、振動可能となっており、二重矢印３４の方向に平行に振動することができる。このとき、適切な励起信号がピエゾ素子３１に供給される。かかる励起信号は、ライン１８及び１９を介して信号発生器２０によりピエゾ素子３１へ供給される。
【００３９】
他の室部３５は、気流室部３０に隣接して図５の発生装置１に設けられる。この室部３５は、側壁８及び側壁９並びに側壁８に対向するハウジング６の第４の側壁（図５には示されていない）の他、境界壁３２及び３３によって閉ざされる。他の室部３５を設けることにより、当該膜すなわちピエゾ素子３１の良好な干渉のない振動が保護される。室部３５はさらに、気流室部３０から離れる方向に超音波信号が伝送されるのを回避する。これは、発生装置１の効率を可及的に高くするので有利である。
【００４０】
気流室部３０の境界を定める発生装置１における境界壁３２及び３３の部分は、複数の音響ダイオード３６及び３７を有する。音響ダイオードは、ここでは基本的に切頭円錐形の孔３８及び３９を有する。円錐孔３８及び３９は、孔３８及び３９が激しい気流を発生することができるように寸法が定められ配置される。音響ダイオード３６及び３７の順方向は、超音波源１４のピエゾ素子３１によって発生した気流１５の方向である。２つの境界壁３２と３３との間の距離は、定在波の形成が２つのシンク室部３２及び３３の各々において可能となり、その定在波が音響ダイオード３６及び３７の領域において最大値を有し、発生装置１の効率が出来る限り高く得られる効果を奏するように選定される。
【００４１】
第１のシンク室部４０は、第１の境界壁３２に隣接して設けられる。第１のシンク室部４０は、側壁７，８及び９並びに第４の側壁（図５には示されない）及び第１の境界壁３２の他、ハウジング６の前方壁１０によって境界が定められる。音声通過開口部１２は、前方壁１０に設けられる。
【００４２】
第２のシンク室部４１は、第２の境界壁３３に隣接して設けられる。第２のシンク室部４１は、側壁７，８及び９並びにハウジング６の第４の側壁（図５には示されない）と第２の境界壁３３及びハウジング６の後方壁１１によって境界が定められる。この場合、第２のシンク室部４１内へ空気を供給するために設けられた通過孔１３は、側壁７及び側壁９の領域に配される。この２つのシンク室部４０及び４１は、それぞれ超音波シンクを形成する。
【００４３】
超音波源１４のピエゾ素子３１及び音響ダイオード３６及び３７は、図５の発生装置１において互いに独立して実現される。これは、これら構成部特に音響ダイオード３６及び３７の構成及び製造において高い自由度を持つので有利である。
【００４４】
図６は、図５の発生装置１の変形例としての発生装置１を示している。
【００４５】
図５の発生装置１との基本的な違いは、追加の室部３５も図６の発生装置１における気流室部として構成され利用されることである。このために、複数の音響ダイオード３６及び３７は、ここでも漏斗形孔３８及び３９を有し、追加の室部３５を境界付ける互いに逆の流れ方向１６を横断して延びる境界壁３２及び３３のこれらの部分にも設けられる。この場合も、漏斗形孔３８及び３９は、孔３８及び３９が激しい気流を発生することができるように寸法が定められ配置される。図６の発生装置１は、音声の発生に関し、図５の発生装置１がなすよりも高い効率を有する。
【００４６】
通過孔１３は、図６の発生装置１における側壁７、側壁９及び後方壁１１の領域に設けられる。
【００４７】
上述した発生装置１の実施例の各々においては、単一の媒体ストリーム源すなわち超音波源だけを設けている。注記するのは、本発明による発生装置においては、１つの媒体ストリーム源より多い、例えば２つ、３つ若しくは４つの又はこれより多い数の超音波源を設けてもよい点である。２つの媒体ストリーム源が設けられた場合、これらは互いに隣合って配されもって媒体ストリームダイオードと共働動作し、これら媒体ストリームダイオードが２つの発生装置１が得られるように位置合わせされ、これら装置が同じ方向の媒体の２つの有用ストリームか、互いに逆の方向の２つのストリームか、又は交差方向の２つのストリームを発生するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】有用な気流を発生するために構成され超音波源及び音響ダイオードを有する、本発明の第１の実施例における発生装置の簡単に模式化された断面図。
【図２】図１の発生装置の音響ダイオードの図１よりも大きな縮尺による断面図。
【図３】図１の発生装置において十分同等に用いられることのできる、代替実施例における音響ダイオードを図２と同様に示す図。
【図４】図１の発生装置に含まれる超音波源により発生可能な超音波振動の振幅の励起周波数に対する依存性を示す図。
【図５】本発明の第２実施例における発生装置の簡単に模式化された断面図。
【図６】本発明の第３実施例における発生装置を図５と同様に示す図。
【図１】
2006519549.tif 000003
【図２】
2006519549.tif 000004
【図３】
2006519549.tif 000005
【図４】
2006519549.tif 000006
【図５】
2006519549.tif 000007
【図６】
2006519549.tif 000008
【国際調査報告】
2006519549.tif 000009
2006519549.tif 000010