[发明专利]声学膜阵列的优化

权利要求书

1.一种声学装置(100)，所述声学装置包括：

-形成在箔(10)上的声学膜(1，2，3，4)的阵列；以及

-控制器(50)，所述控制器被配置为产生相应的驱动信号以使所述声学膜(1，2，3，4)在所述声学膜的相应谐振频率(Fr)下进行振动以产生相应的声波(W1，W2，W3，W4)，

其中，所述阵列的至少第一子集由邻近声学膜(1，2)的同相对形成，所述邻近声学膜的同相对被连接以接收来自所述控制器(50)的相同驱动信号(S1)，其中，每个同相对包括相应的第一声学膜(1)和邻近的第二声学膜(2)，其中，所述第一声学膜(1)与所述第二声学膜(2)通过两者之间的所述箔(10)的第一中间部分(10i)间隔开，

其中，所述第一声学膜(1)和所述第二声学膜(2)之间的所述第一中间部分(10i)的第一距离(X12)为：第一整数(N12)加上或减去小于十分之一的第一小数(d12)，乘以兰姆波(Ws)的预定兰姆波长(λs)，所述兰姆波通过所述声学膜(1，2)在所述谐振频率(Fr)下穿过所述邻近声学膜(1，2)之间的所述中间部分(10i)产生。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阵列的至少第二子集由邻近声学膜(3，4)的相位延迟对形成，所述邻近声学膜的相位延迟对被连接以接收来自所述控制器(50)的相位延迟的驱动信号(S1，S2)，其中，每个相位延迟对包括第三声学膜(3)和邻近的第四声学膜(4)，其中，所述第三声学膜(3)与所述第四声学膜(4)通过两者之间的所述箔(10)的第二中间部分(10j)间隔开，

其中，所述第三声学膜和第四声学膜(3，4)之间的所述第二中间部分(10j)的第二距离(X34)为：第二整数(N12)加上或减去非零的第二小数(d34)，乘以兰姆波(Ws)的预定兰姆波长(λs)，其中，所述兰姆波通过所述声学膜(3，4)在所述谐振频率(Fr)下穿过所述邻近声学膜(3，4)之间的所述中间部分(10i)产生，其中，所述第二小数(d34)是根据所述第三声学膜和第四声学膜(3，4)之间的相位延迟预先确定的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，相应的声学膜对(1，2；3，4)之间的零或非零相位延迟被确定为使得由所述声学膜(1，2，3，4)产生的相应声波(W1，W2，W3，W4)在所述阵列上方的焦点(C)处进行相长干涉。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，形成邻近膜的相应相位延迟对的声学膜(3，4)设置在所述箔(10)上方与公共焦点(C)相距相应距离Z3和Z4处，

其中，所述距离Z3和Z4被确定为

Z₃＝N₃+ΔΦ₃/2π·λ_a以及Z₄＝N₄+ΔΦ₄/2π·λ_a，

其中，λa为所述膜(3，4)产生的声波的波长，N3和N4为通过在所述相应膜和所述焦点之间拟合的全波长的数目所确定的整数值，并且ΔΦ3和ΔΦ4为所述膜的相应相位；

其中，膜(3，4)的所述相位延迟对之间的距离X34是通过X₃₄＝N₃₄+ΔΦ₃₄/2π·λ_s确定的，

其中，λs是所述兰姆波长(λs)，N34是通过在所述相应换能器和所述焦点之间拟合的全波长的数目所确定的整数值，并且ΔΦ34是膜(3，4)的所述相应相位延迟对之间的相位差；

其中，所述距离X34被选择为使得：

(ΔΦ₃₄/2π)＝|(ΔΦ₃/2π)-(ΔΦ₄/2π)|±d₃₄，

其中，d34是允许的最大小数相位差，所述允许的最大小数相位差的值小于十分之一。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述驱动信号(S1，S2，S3)中的每一个包括对应于所述膜的谐振频率(Fr)的相应驱动频率。