1. Dispositivo amplificador de sonido audible que comprende una primera parte cilíndrica compuesta por un micrófono,

una etapa de amplificación, al menos una batería, y una segunda parte compuesta por una bocina acoplada a dicha primera parte, caracterizado porque comprende un array paramétrico de transductores ultrasónicos dispuesto en dicha primera parte junto a la entrada de la garganta de la bocina sin filtros.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha bocina comprende una superficie de revolución cuya generatriz es una superficie curva que presenta dos asíntotas que forman entre sí un ángulo comprendido entre 90º y menos de 180º.

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho array paramétrico es de forma cilíndrica.

4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho array paramétrico cilíndrico tiene un diámetro de 1 cm.

5. Dispositivo, según las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque dicho array paramétrico comprende un mínimo de 50 transductores ultrasónicos.

6. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque los transductores ultrasónicos tienen una frecuencia de resonancia mínima de 40 KHz.

7. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un circuito de modulación de amplitud.

8. Dispositivo, según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicha primera parte comprende una zona de asidero adaptada para el transporte de dicho dispositivo con al menos una mano del usuario.

9. Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha zona de asidero tiene forma de mango.

10. Dispositivo, según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende medios para su instalación en al menos una parte exterior de un vehículo móvil.

DISPOSITIVO AMPLIFICADOR DE SONIDO AUDIBLE

La presente invención hace referencia a un 5 dispositivo amplificador de sonido audible.

A efectos de claridad, se entenderá el concepto de directividad o direccionalidad de una fuente sonora como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de potencia de una fuente isotrópica, es decir, una fuente que irradia uniformemente en todas las direcciones. Actualmente existen distintos tipos de dispositivos amplificadores de sonido en el mercado. Éstos básicamente consisten en una estructura compuesta por un transductor y un amplificador acoplado en una estructura en forma cónica o en forma de trompeta. El amplificador se alimenta con pilas para que dicho dispositivo sea un elemento autónomo sin necesidad de estar conectado a la electricidad.

Dichos dispositivos amplificadores de sonido presentan los siguientes problemas: 1) La directividad de un dispositivo amplificador de sonido convencional a bajas frecuencias es muy limitada debido a la frecuencia de corte de la estructura cónica o bocina. La frecuencia de corte de una bocina determinada es la frecuencia más baja en la que ésta puede controlar el movimiento del diafragma sin provocar distorsión. Esta frecuencia está relacionada con el tamaño de la bocina y depende de la tasa de variación de la sección transversal de la misma (desde la garganta hasta la boca de la bocina) . Cuanto mayor sea ésta, menor será la frecuencia de corte. Teniendo en cuenta que la frecuencia de corte depende del tamaño del dispositivo amplificador de sonido, una frecuencia típica de corte está entre 500 Hz y 1.000 Hz.

2) El diámetro de la boca (d) de la bocina (o diámetro equivalente o diámetro hidráulico en el caso de sección rectangular) debe ser, como mínimo, un cuarto de la longitud de onda (λc) correspondiente a la frecuencia λc c

de corte ( ) , es decir, d ≤ . Por tanto si λc = , 4 fc

entonces se deduce que fc ≤ c . Por esta razón, desde un 4d punto de vista teórico, una bocina de baja frecuencia capaz de reproducir frecuencias cercanas a los 20 Hz, tendría que tener unas dimensiones exageradamente grandes. Adicionalmente, debido a la relación entre el tamaño de la bocina y la longitud de onda de la onda acústica emitida, la directividad del dispositivo amplificador de sonido depende de la frecuencia. Así pues, para bajas frecuencias, la bocina de un dispositivo amplificador de sonido convencional es prácticamente transparente de forma que la directividad sigue el patrón de directividad del transductor de dicho dispositivo amplificador de sonido convencional, que eventualmente en frecuencias muy bajas, puede llegar a ser omnidireccional. Para frecuencias intermedias y superiores a la frecuencia de corte de dicho tipo de dispositivo amplificador de sonido convencional, la bocina actúa de manera que la directividad de dicho dispositivo permanece aproximadamente constante. Finalmente, para frecuencias superiores a dichas frecuencias intermedias, si la directividad del transductor es superior a la de la bocina, el efecto de la bocina será nulo.

3) La eficiencia de un dispositivo amplificador de sonido convencional es baja para bajas frecuencias por debajo de la frecuencia de corte debido principalmente a que la parte real de la impedancia de dicho dispositivo en dicho rango frecuencial es prácticamente nula. Por otro lado, la eficiencia de un dispositivo amplificador de sonido convencional es alta para altas frecuencias por encima de la frecuencia de corte debido a que la parte reactiva de la impedancia de dicho dispositivo en dicho rango frecuencial es prácticamente nula y únicamente existe la parte real de dicha impedancia. Así pues, la eficiencia del dispositivo también depende de la frecuencia. 4) Por lo general, este tipo de dispositivos está diseñado para operar en el rango de frecuencias del habla humana, es decir entre los 500 Hz y 3500 Hz, y resulta complicado emitir señales acústicas fuera de este rango sin una gran distorsión.

Existen formas alternativas a los dispositivos 20 de amplificación de sonido audible convencionales basadas en el uso de los denominados arrays paramétricos o matriz paramétrica de transductores ultrasónicos. Éstos modulan una señal audible con una señal ultrasónica y se benefician del comportamiento no lineal del aire para que éste demodule dicha señal audible a lo largo del haz ultrasónico que es altamente directivo. De esta forma se obtiene un sonido audible altamente directivo. Sin embargo, este tipo de dispositivos presenta ciertos problemas. Por un lado el nivel de sonido audible depende directamente del tamaño de la superficie del transductor y del nivel de presión emitida, con lo que se requiere de un número elevado de transductores para conseguir un nivel de presión sonora aceptable. Esto hace que el dispositivo tenga que ser muy grande y, por consiguiente, poco manejable.

Adicionalmente, estos dispositivos requieren una mayor eficiencia o potencia para producir niveles de sonido equiparables a los de los dispositivos convencionales. Esto significa que serán necesarias muchas baterías en comparación con un dispositivo convencional para tener una autonomía de funcionamiento similar a la convencional, con el problema de tamaño y peso que ello puede suponer. Así pues, resulta conveniente encontrar un dispositivo que permitiera resolver los inconvenientes citados. Más en particular, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo amplificador de sonido audible que permita obtener una directividad mayor a la de cualquier dispositivo existente pero que a la vez sea manejable con una mano y tenga buena autonomía.

Según la presente invención, esto se consigue mediante un dispositivo amplificador de sonido audible que comprende una primera parte cilíndrica compuesta por un micrófono, una etapa de amplificación, al menos una batería, y una segunda parte compuesta por una bocina acoplada a dicha primera parte, caracterizado porque comprende un array paramétrico de transductores ultrasónicos dispuesto en dicha primera parte junto a la entrada de la garganta de la bocina sin filtros. Los transductores ultrasónicos modifican la señal eléctrica que proviene del micrófono, amplificándola y modulándola convenientemente con una onda ultrasónica, y la emiten al aire a través de la bocina. El comportamiento no-lineal del aire actúa como demodulador de la señal de forma que el resultado es un haz de sonido audible altamente directivo. Puesto que los transductores son ultrasónicos, la señal emitida estará por encima de la frecuencia de corte del dispositivo amplificador de sonido audible. De este modo, se consigue obtener un dispositivo con una muy buena eficiencia y de un tamaño reducido óptimo para su manejo con una única mano.

Adicionalmente, las frecuencias ultrasónicas utilizadas para transportar las frecuencias sonoras emitidas por un usuario de dicho dispositivo interaccionan con la bocina en el rango frecuencial en el que la directividad de dicho dispositivo viene controlada por las paredes de la bocina de dicho dispositivo, es decir, en el rango de frecuencias en el que la directividad de la densidad de potencia emitida a través de dicha bocina es uniforme. Por consiguiente, la señal ultrasónica se emitirá con máxima directividad uniformemente para ese rango de frecuencias anteriormente mencionado. Dicha señal ultrasónica altamente directiva, que comprende todas las frecuencias sonoras emitidas por un usuario, tendrá la misma directividad que dichas frecuencias sonoras. Adicionalmente, gracias a este dispositivo, se consigue extender el rango de frecuencias (entre 500 Hz a 3.500 Hz) a través del cual un dispositivo productor de sonido convencional puede transmitir con una directividad dependiente de la frecuencia, hasta un rango de frecuencias (desde los 100 Hz hasta los 16.000

Hz (16 KHz) ) con una mejor directividad y uniforme para todo ese último rango de frecuencias. Según una realización preferente de la invención, dicho array paramétrico es de forma cilíndrica de 1 cm de diámetro con un mínimo de 50 y un máximo de 70 transductores ultrasónicos. La bocina acoplada a la salida de los transductores incrementa la superficie del transductor percibida por el oyente gracias a la adaptación de impedancias del array paramétrico al aire, resultando en una eficiencia mayor, unos niveles de presión audibles superiores y un mayor control de la directividad.

Preferentemente, los transductores ultrasónicos tienen una frecuencia de resonancia mínima de 40 KHz. Dicha frecuencia...

1. Dispositivo amplificador de sonido audible que comprende una primera parte cilíndrica compuesta por un micrófono, una etapa de amplificación, al menos una batería, y una segunda parte compuesta por una bocina acoplada a dicha primera parte, caracterizado porque comprende un array paramétrico de transductores ultrasónicos dispuesto en dicha primera parte junto a la entrada de la garganta de la bocina sin filtros.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha bocina comprende una superficie de revolución cuya generatriz es una superficie curva que presenta dos asíntotas que forman entre sí un ángulo comprendido entre 90º y menos de

15 180º.

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho array paramétrico es de forma cilíndrica.

4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho array paramétrico cilíndrico tiene un diámetro de 1 cm.

5. Dispositivo, según las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque dicho array paramétrico comprende un mínimo de 50 transductores ultrasónicos.

6. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque los transductores ultrasónicos tienen una frecuencia de resonancia mínima de 40 KHz.

7. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un circuito de modulación 30 de amplitud.

8. Dispositivo, según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicha primera parte comprende

una zona de asidero adaptada para el transporte de dicho dispositivo con al menos una mano del usuario.

9. Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha zona de asidero tiene forma de mango.

10. Dispositivo, según las reivindicaciones 1