(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガス充填水中共振器と、
前記第１の共振器に接続された第２のガス充填水中共振器と、
前記第１のガス充填水中共振器および前記第２のガス充填水中共振器を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材と
を備え、
前記第１のガス充填水中共振器が、前記少なくとも１つの励振部材による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
前記第２のガス充填水中共振器が、前記少なくとも１つの励振部材による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
前記第１の共振周波数が、前記第２の共振周波数とは異なる、音源。
【請求項２】
前記少なくとも１つの励振部材が、前記第１のガス充填水中共振器の内部チャンバと前記第２のガス充填水中共振器の内部チャンバとの間を互いに反対方向に移動する、請求項１に記載の音源。
【請求項３】
前記第１の共振周波数および前記第２の共振周波数のうちの少なくとも１つが、５〜１０Ｈｚの範囲内である、請求項１又は２に記載の音源。
【請求項４】
前記少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのモータによって駆動される少なくとも１つのピストンを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の音源。
【請求項５】
前記少なくとも１つのモータが、回転モータまたはリニア・モータを含む、請求項４に記載の音源。
【請求項６】
前記少なくとも１つのモータが、前記第１のガス充填水中共振器と前記第２のガス充填水中共振器との間に配置されている、請求項４又は５に記載の音源。
【請求項７】
前記第１の共振器が、第１のバブル円筒形共振器を備え、前記第２の共振器が、第２のバブル円筒形共振器を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の音源。
【請求項８】
前記第１のバブル円筒形共振器および前記第２のバブル円筒形共振器の各々が、内圧下の非弾性端部および弾性円筒壁を有する、請求項７に記載の音源。
【請求項９】
前記第１の水中バブル円筒形共振器が、壁によって前記第２の水中バブル円筒形共振器に接続された、請求項８に記載の音源。
【請求項１０】
前記第１の共振器または前記第２の共振器のうちの１つを取り囲む非弾性管をさらに備える、請求項９に記載の音源。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのモータによって駆動される少なくとも１つのピストンを備え、前記少なくとも１つのピストンが、前記第１のバブル円筒形共振器および前記第２のバブル円筒形共振器のうちの少なくとも１つを励振させるように前記壁の少なくとも１つの開口部を通って移動するように構成された、請求項１０に記載の音源。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの励振部材が、前記第１のガス充填水中共振器の内部チャンバの容積を変化させ、前記第２のガス充填水中共振器の内部チャンバの容積を変化させることによって、前記第１のガス充填水中共振器および前記第２のガス充填水中共振器を励振させるように構成された、請求項１から１１のいずれか一項に記載の音源。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのリニア・モータを備え、前記少なくとも１つの励振部材が、前記少なくとも１つのリニア・モータのストローク変位に基づいて、前記音源によって放射される音の振幅を制御するように構成された、請求項１から１２のいずれか一項に記載の音源。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの励振部材が、第１の回転モータおよび第２の回転モータを備え、前記少なくとも１つの励振部材が、前記第２の回転モータに対する前記第１の回転モータの回転の位相に基づいて、前記音源によって放射される音の振幅を制御するように構成された、請求項１から１２のいずれか一項に記載の音源。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの励振部材が、空気圧パルス波形を独立して制御する入口比例弁および出口比例弁を有する少なくとも１つの回生送風機を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の音源。
【請求項１６】
第１のガス充填共振器管と、
前記第１のガス充填共振器管に接続された第２のガス充填共振器管と、
前記第１のガス充填共振器管および前記第２のガス充填共振器管を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材であって、前記第１のガス充填共振器管の内部チャンバの容積を変化させ、前記第２のガス充填共振器管の内部チャンバの容積を変化させることによって、前記第１のガス充填共振器管および前記第２のガス充填共振器管を励振させるように構成された、少なくとも１つの励振部材と
を備え、
前記少なくとも１つの励振部材が、前記第１のガス充填共振器管および前記第２のガス充填共振器管を順次励振させるように構成され、
前記第１のガス充填共振器管が、前記少なくとも１つの励振部材による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
前記第２のガス充填共振器管が、前記少なくとも１つの励振部材による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
前記第１の共振周波数が、前記第２の共振周波数とは異なる、音源。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
低周波音響および地震音響プロジェクタは、海洋地震作業、水中海洋音響トモグラフィ、長距離音響航法および通信、ならびに、海洋石油およびガス産業における深底浸透地震プロファイリングに適用される。そのような地震源（ｓｅｉｓｍｉｃ  ｓｏｕｒｃｅ。（「人工震源」と呼んでもよい））は、北極氷下音響遠距離航法および通信、水中全地球測位システム（ＲＡＦＯＳ）、ならびに、長距離海洋音響トモグラフィおよび温度測定で使用され得る。低周波水中音源は、強力で効率的であるべきである。
【０００２】
低周波源は、爆発物（たとえば、ダイナマイト）であり得るか、または、単一のパルスを提供する空気銃、もしくは連続的な周波数掃引を提供するバイブロサイスなどの、より複雑な技術を使用することができる。空気銃、プラズマ（スパーカー）音源、およびブーマーなどの、地震用途のために使用されるいくつかの音響源は、送信機が短い時間期間中に大きい非コヒーレントな圧力パルスを放出する衝撃型のものである。海底の下にある石油およびガス鉱床の探査で使用されるものなどの、地震性空気銃調査は、大きい領域にわたって伝播し、雑音レベルを大幅に増加させる、大きく鋭い衝撃を発生させる。そのような信号は、周波数成分または再現性のいずれにおいても高度に制御可能ではない。海洋バイブロサイスなどのコヒーレントな音源は、はるかにより静かで、潜在的に海洋環境に対してより害が少なく、特定の探査活動において空気銃の代わりに使用されるべきである。
【０００３】
現在の連続波型発生源は、水中で低周波音波を発生させる際に、音響エネルギーを貯蔵し、インピーダンス・マッチングを改善するために、液圧式、空気式、圧電式、または磁歪式のドライバと、異なるタイプの共振システムとを利用する。単純な音響源の出力は、容積、速度、および周波数の二乗に比例し、妥当なレベルを達成するために大きい振動領域を必要とする。結果として、音源は、容認できないほど大きく、高価になり得る。
【０００４】
水中のガスで満たされたバルーン（またはバブル）の形態の地震源は、たとえば、その全開示が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第８，４４１，８９２号、第８，２１８，３９９号、および第８，６３４，２７６号において提案され、特許取得されている。共振バブル地震源は、単純で効率的な狭帯域プロジェクタである。バブル共振器とも呼ばれる共振バブル地震源は、浅水中で約４０に等しいＱ値を有することができ、その周波数帯域は、狭いことがある。圧力ガスで満たされた水中の泡（または弾性材料によるバルーン）は、電気モータによって駆動される開放シリンダ（気筒）を備えた対称空気ポンプによって音を発生させる。地震探査用途は、大きい周波数帯域を要求することがあり、水中バブル源は、大きい周波数帯域にわたって機械的に調整され得る。
【０００５】
大きい周波数帯域をカバーするために、たとえば、米国特許第８，６３４，２７６号において、調整可能なバブル共振器が特許されている。そのシステムでは、プロジェクタは、２つの内部共振器間の空気ダクトの長さを機械的に変化させることによって、その共振周波数を変化させる。コンピュータ制御の電子機械式アクチュエータは、２つの内部共振器間に空気を導く管に沿って円筒状スリーブを移動させ、掃引周波数信号の瞬時周波数においてプロジェクタを共振させたままにする。コンピュータは、線形周波数変調信号を合成し、送信信号と基準信号との間で位相を比較し、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）システムを使用して、バブル共振器周波数をドライバ周波数と共振させたままにする。
【０００６】
この調整可能なバブル地震源は、２０Ｈｚよりも高い周波数ではかなりよく機能するが、より低い周波数では、乱流損失が、調整可能な空気ダクトおよび共振器全体に対して大きい寸法を要求する。５〜２０Ｈｚの周波数帯域を有する地震源の規模は、標準的な空気銃配備システムに関する最大限度（４トン）よりも大きくなる。同時に、はるかにより低い周波数（１Ｈｚまで）に対する大きな関心および要求がある。高Ｑ調整可能システムは、多くの他の欠点を有し、それらは、曳航深さ変動および水流変動に敏感すぎ、それらは、それらの周波数掃引速度に制限を有し、それらは，ゆっくりと変化する周波数を有する特定の波形のみを送信し、それらは、共振周波数を送信信号の瞬時周波数と等しく保つために、複雑であり、かつ、特別に制御されたシステムを必要とし、それらは、大きい開始／停止過渡時間を有する。
【発明の概要】
【０００７】
非常に低い周波数帯域に関する周波数掃引式、調整可能な共振地震源のパラメータを改善するために、二重共振広帯域地震源が本明細書で開示される。弾性材料から製造された加圧ガス充填水中バブルまたはバルーンの形態の共振器を有する低周波数深海地震源は、音響アクチュエータ技術におけるどのような既知の技術的解決策とも異なる。高い効率を達成するために、電気リニア・モータまたは回転モータによって駆動される開口筒を有する対称空気ポンプによって、音圧を発することが開示されている。電気モータ・ドライバは、コンピュータによって制御され得、デジタル合成された信号波形と同期され得る。様々な態様によれば、電気モータは、リニア・モータ、またはクランク・シャフト機構を有する従来の回転モータとすることができる。非常に高出力のために、高調波成分が重要でない場合、制御可能な比例弁を有するターボポンプを提案する。
【０００８】
一実施形態によれば、音源は、２つの異なる周波数および周波数帯域のエッジに恒久的に調整された２つのバブル共振器を備えることができる。一実施形態では、振動は、共振器間のリニア・モータまたは回転モータによって駆動されるピストンによって励振されてもよい。さらに、共振器は、水を介して結合されてもよく、一般的な無線受信機で広く使用されているＲＦ結合ＬＣ発振器と同様に、二重共振周波数応答を形成する。実施形態によれば、水中地震源の容積寸法は、調整可能地震源の容積寸法よりも３〜４倍小さくすることができる。水中地震源は、４０００ｋｇよりも軽くすることができ、空気銃交換のための重量および寸法の要件を容易に満たすことができる。それは、空気銃船配備システムの通常のクレーン容量である。実施形態によれば、地震源は、２０Ｈｚよりも低い周波数で動作するように構成されてもよい。この源は、深さ（圧力）変化および水流変動に敏感ではなく、周波数掃引の速度は、より速くなり得、この源は、周波数−位相−振幅変調で任意の波形を伝送することができ、この源は、特別な共振周波数制御システムを必要とせず、この源は、小さい開始／停止過渡時間を有する。
【０００９】
本明細書で開示される実施形態の目標は、音源を、どのような既知のデバイスよりも小さく、安価で、信頼性が高く、強力にすることを含む。加えて、音源は、任意の波形送信に適していてもよく、現在のデバイスよりも低い製造コストを有し得る。実施形態によれば、周波数帯域のエッジにおける２つの異なる周波数に恒久的に調整された２つのバブル共振器からなり得る二重共振広帯域地震源が提案される。振動は、共振器間のリニア・モータまたは回転モータによって駆動され得るピストンによって励振されてもよい。一実施形態によれば、共振器は、水を介して結合されてもよく、無線受信機で広く使用されている結合ＬＣ発振器と同様に、二重共振周波数応答を有する。一実施形態によれば、水中地震源の容積は、調整可能な変形例の容積寸法よりも３〜４倍小さい。それは、５〜２０Ｈｚ帯域、さらには５Ｈｚよりも低い周波数に関する空気銃置換に必要な需要を満たす。この源は、深さ変動および水流変動にあまり敏感ではない。周波数掃引の速度は、より速く、この源は、任意の周波数−位相−振幅変調で波形を伝送することができ、この源は、ＰＬＬを有する特別な共振周波数制御システムを必要とせず、この源は、小さい開始／停止過渡時間を有する。
【００１０】
本明細書に記載の実施形態の様々な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。しかしながら、構成および動作方法の両方に関する様々な実施形態は、以下の添付図面と合わせて以下の説明に従って理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態による２つのバブル共振器を備える二重共振広帯域地震源の図である。
【図２Ａ】本開示の別の実施形態による二重共振広帯域地震源の図である。
【図２Ｂ】本開示の別の実施形態による二重共振広帯域地震源の図である。
【図２Ｃ】本開示の別の実施形態による二重共振広帯域地震源の図である。
【図３】本開示の別の実施形態による二重共振広帯域地震源の図である。
【図４】図１に示す２つのバブル共振器を備える二重共振広帯域地震源の実施形態の周波数応答のグラフィカルな図である。
【図５Ａ】本開示による二重共振広帯域地震源の実施形態の有限要素解析を示す。
【図５Ｂ】本開示による二重共振広帯域地震源の実施形態の有限要素解析を示す。
【図５Ｃ】本開示による二重共振広帯域地震源の実施形態の有限要素解析を示す。
【図５Ｄ】本開示による二重共振広帯域地震源の実施形態の有限要素解析を示す。
【図６】本開示による二重共振広帯域地震音源の一実施形態の大きな膜による共振器内の圧力の依存性のグラフである。
【図７】本開示による二重共振広帯域地震音源の別の実施形態の、大きな膜を有する共振器内部の圧力および水中の音源から３ｍの距離における音圧の依存性のグラフである。
【図８】本開示による二重共振広帯域地震音源の別の実施形態の、実世界のプール試験からのモータ電流のグラフである。
【図９】本開示による二重共振広帯域地震源の別の実施形態の図である。
【図１０】本開示による二重共振広帯域地震源の別の実施形態の図である。
【図１１】本開示による二重共振広帯域地震源の別の実施形態の図である。
【図１２】本開示による二重共振広帯域地震源の別の実施形態の図である。
【図１３】本開示による二重共振二制御弁地震源のための電気回路の回路図である。
【図１４】本開示による空気送風機ドライバを有する二重共振地震源のコンピュータ・シミュレートされた周波数応答のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
５〜１００Ｈｚの周波数範囲を有する非常に低い周波数の音源、その用途が、海洋地震活動、北極氷下音響遠距離航法および通信、深底浸透地震−音響プロファイリング、ならびに長距離海洋音響トモグラフィである、音源に対する需要が高まっている。例示したような用途の大部分では、妥当なコストで高効率広帯域発生源を必要とする。バブル変換器は、３０〜４０％の高効率性能の可能性を有する。現代の技術は、バブル源による予備試験を修正することを可能にし、そのことは、はるかに効率的なエンジニアリング解を示唆している。
【００１３】
バブル振動の微分方程式が、知られている。
【数１】
0006793182.tif 000002
および、
【数２】
0006793182.tif 000003
【００１４】
ここで、
【数３】
0006793182.tif 000004
は、半径α、容積Ｖ０＝（４／３）πα３、圧力Ｐ０に基づいた球形バブルの共振周波数であり、γは、バブル内のガスの一定容積における比熱に対する一定圧力における比熱の比であり、ｋｒ＝ωｒ／ｃは、共振波数であり、Ｑ＝１／（ｋｒα）は、Ｑ値である。
【００１５】
共振周波数と逆Ｑ値は、圧力または深さの平方根に比例して増加していることがわかる。浅い水では、Ｑ係数は最大４０である。大きい周波数帯域をカバーするために、音源は、２つの内部共振器間の空気ダクトの長さを機械的に変化させることによって調整され得る。バブル地震源の調整可能な変形例は、２０Ｈｚよりも高い周波数で動作することができるが、より低い周波数では、乱流摩擦損失が、調整可能な空気ダクトについて、および共振器全体について大きい寸法を要求する。周波数帯域５〜２０Ｈｚに関する発生源の容積は、１２立方メートル程度の大きさであり得る。そのような大きい調整可能共振源は、深さ変動および水流変動に対して敏感すぎることがあり、制限された周波数レートで特定の波形のみを送信することができる。共振周波数を信号の瞬時周波数に等しく保つために、特別なトラッキング・コントローラが必要とされるときもある。
【００１６】
一実施形態によれば、本開示の音源は、第１のガス充填水中共振器と、第１の共振器に接続された第２のガス充填水中共振器と、第１のガス充填水中共振器および第２のガス充填水中共振器を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材とを備える。第１のガス充填水中共振器は、少なくとも１つの励振部材による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、第２のガス充填水中共振器は、少なくとも１つの励振部材による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整される。第１の共振周波数は、第２の共振周波数とは異なる。一実施形態によれば、第１の共振周波数および第２の共振周波数のうちの少なくとも１つは、５〜２０Ｈｚの範囲内にある。別の実施形態では、第１の共振周波数と第２の共振周波数の少なくとも一方は、５〜２０Ｈｚの範囲内にある。
【００１７】
本開示による二重共振広帯域地震源は、どのような既知のプロトタイプよりも小さく、安価で、信頼性が高く、強力な音源を提供することができる。加えて、本開示による二重共振広帯域地震源は、任意の波形伝送に適し、より低い製造コストを有することができる。一実施形態によれば、二重共振広帯域地震源は、周波数帯域のエッジにおける２つの異なる周波数に恒久的に調整された２つのバブル共振器を備える。振動は、ピストンによって励振されてもよく、ピストンは、共振器間のリニア・モータまたは回転モータによって駆動されてもよい。共振器は、水を介して結合されてもよく、無線受信機で広く使用されている結合ＬＣ発振器と同様に、二重共振周波数応答を有する。水中地震源の容積は、調整可能バブル地震源の容積よりも３〜４倍小さくすることができる。加えて、二重共振広帯域地震源は、５〜２０Ｈｚ帯域および／または５Ｈｚ未満の周波数に関する空気銃置換に必要な重さおよび寸法に対する制限を満たすことができる。様々な実施形態によれば、二重共振広帯域地震源は、調整可能バブル地震源よりも、深さ変動および水流変動に対して敏感ではなくすることができる。加えて、周波数掃引の速度は、調整可能バブル地震源よりも速くすることができ、任意の周波数−位相−振幅変調で波形を送信することができる。本開示の様々な実施形態は、特別な共振周波数制御システム、たとえば、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）コントローラ、を必要としなくてもよい。さらに、本開示の様々な実施形態は、小さい開始／停止過渡時間を有することができる。
【００１８】
図１は、本開示による二重共振広帯域地震音源１００の一実施形態を示す。図１に示すすべての寸法は、メートル単位である。図１の実施形態では、音源１００は、第１のガス充填水中共振器１０１と、第１の共振器１０１に接続された第２のガス充填水中共振器１０３と、第１のガス充填水中共振器１０１および第２のガス充填水中共振器１０３を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材１０５とを備える。共振器を満たすガスは、二重共振広帯域地震音源１００が展開される環境において適切に機能する任意のガスであってよい。たとえば、ガスは、適宜任意の組合せとともに、通常の空気、酸素、窒素、二酸化炭素などであってもよい。
【００１９】
様々な実施形態によれば、第１および第２の共振器１０１、１０３は、水中バブル円筒形共振器であってもよい。共振器１０１、１０３の各々は、内圧下の非弾性端部および弾性円筒壁を備えてもよい。図１に示すように、共振器１０１、１０３は、各々、金属エンドキャップ１１１、１１７を有する膜１１３、１１５を備えてもよい。金属エンドキャップ１１１、１１７は、図１に示すように、アルミニウムを含んでもよい。共振器１０１、１０３の形状は、円筒形として示され、説明されているが、共振器１０１、１０３は、適宜大きさを決定され、構成されてもよく、したがって、全体またはその一部は、たとえば、管状形状、方形または矩形形状、球状形状などを含むことができる。加えて、第１の共振器および／または第２の共振器は、バブル円筒形共振器を備えることができる。様々な実施形態によれば、第１の共振器１０１は、励振部材１０５による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整されてもよく、第２の共振器１０３は、励振部材１０５による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整されてもよい。図１の実施形態に示されるように、第１の共振周波数は、第２の共振周波数とは異なる。
【００２０】
励振部材１０５は、第１の共振器１０１の内部チャンバの容積を変化させること、および第２の共振器１０３の内部チャンバの容積を変化させることによって、第１の共振器１０１と、第２の共振器１０３とを励振させるように構成されてもよい。加えて、励振部材１０５は、第１の共振器１０１と、第２のガス充填共振器とを順次励振させるように構成されてもよい。別の実施形態では、励振部材１０５は、第１の共振器１０１の内部チャンバと第２の共振器１０３の内部チャンバとの間を互いに反対方向に移動するように構成される。様々な実施形態によれば、励振部材１０５は、少なくとも１つのピストンと、１つのモータとを備えてもよく、少なくとも１つのピストンは、モータによって駆動される。加えて、モータは、第１の共振器１０１と第２の共振器１０３との間に配置されてもよい。励振部材は、第１の共振器１０１の内部チャンバの容積および／または第２の共振器１０３の内部チャンバの容積を変化させることによって、第１の共振器１０１および／または第２の共振器１０３を励振させるように構成されてもよい。
【００２１】
加えて、少なくとも１つのモータは、回転モータおよび／またはリニア・モータを備えることができ、励振部材１０５は、少なくとも１つのリニア・モータのストローク変位に基づいて、および／または、図１１に示される実施形態のように、少なくとも２つの回転モータの回転位相の差に基づいて、音源１００によって放射される音の振幅を制御するように構成されてもよい。別の実施形態では、励振部材１０５は、回生回転送風機と、２つのガス蓄積タンクとを備えてもよく、２つのガス蓄積タンクは、弁が、図１２に示される実施形態のように、可動ピストンの効果と同様に、両方の共振器における圧力パルスとガス排気とを作成するために開閉するように構成されるように、タンクと第１の共振器１０１との間の２つの弁と、タンクと第２の共振器１０３との間の２つの弁とに接続される。追加の実施形態によれば、励振部材１０５は、上記で論じたモータおよび弁の任意のまたはすべての態様を、単独でまたは組み合わせて備えることができる。
【００２２】
図１に示すように、２つの共振器１０１、１０３は、内圧下の固体材料端部および弾性膜円筒壁を備える。一実施形態では、共振器の端部は、たとえば、アルミニウムなどの金属製であってもよい。共振器１０１、１０３は、中央に可動ピストンとしての励振部材１０５を有する壁１０７によって分離されているように示されている。ピストンは、第１の共振器１０１および／または第２の共振器１０３のうちの少なくとも１つを励振させるために、壁１０７の開口部を通って移動するように構成されてもよい。壁１０７は、共振器１０１、１０３間の接続部であってもよい。各共振器１０１、１０３の共振周波数は、それぞれ、５Ｈｚおよび１０Ｈｚとして示されている。様々な実施形態によれば、各共振器の共振周波数ｆｒは、５〜１０Ｈｚの範囲内であってもよく、内部容積Ｖ０に対する膜の表面積Ｓ０の比の平方根に比例してもよい。
【数４】
0006793182.tif 000005
【００２３】
共振器１０１、１０３の所望の共振周波数を得るために、たとえば、管の形状の非弾性デバイスが、第１の共振器１０１および／または第２の共振器１０３のうちの一方の少なくとも一部を取り囲んでもよい。図１の実施形態によると、共振器１０１の共振周波数を共振器１０３よりも低くするために、共振器１０１の膜部分またはバブルは、たとえばアルミニウムからなり得る金属シリンダ１０９によって部分的に覆われてもよい。圧力が変化したときであっても、共振器１０１、１０３の周波数間の比が一定のままであり得る点に留意することが重要である。図１に示すように、２つの共振器１０１、１０３を分離する壁１０７は、その中に可動ピストン１０５を有する孔を有する。図１に示される実施形態では、励振部材１０５は、壁１０７の中央に位置するが、他の態様では、励振部材１０５は、中央からずれて配置されてもよい。ピストン１０５は、共振器１０３内の容積が増加するとき、共振器１０１内の容積が減少するように、共振器１０１、１０３内の容積を逆に変化させるように動作する。一の実施形態では、励振部材１０５は、可動ピストンの効果と同様に共振器内部に圧力インパルスとガス排気とを同期して発生させるために、回生回転ターボ圧縮機と、２つのガス蓄積タンクと、４つの電気制御される比例弁とを備えることができる。
【００２４】
図２Ａ〜図２Ｃは、本開示の別の実施液体による二重共振広帯域地震音源２００を示す。音源２００は、ゴム膜２２７を有する高周波バブル共振器２０１と、高周波バブル共振器２０１のための管状ホール２０９と、モータ部ハウジング２０６と、励振部材２１３を含むモータ部へのアクセスのためのエンドキャップ２０５と、低周波数共振器２０３のための管状ホール２０７とを備え、低周波バブル共振器２０３は、ゴム膜２２７を有する。積載または曳航接続部２１１は、二重共振広帯域地震音源２００上の適切な位置に設けられてもよい。加えて、各管状ホール２０３、２０７は、金属、複合炭素繊維またはガラス繊維、ガラス、セラミックなどの、アルミニウムまたは他の剛性材料を、それらの組合せとともに含んでもよい。
【００２５】
各共振器２０１、２０９は、エンドキャップ２２３を支持するロッド２２５を備えてもよく、エンドキャップ２２３では、ロッド２２５は、ゴム膜２２７によって覆われる。励振部材２１３は、電気モータ２１５と、フライホイール２１７と、クランク・シャフト２１９と、チャンバ２２９内を移動するピストン２２１とを備える。さらに、ロッド２２５およびエンドキャップ２２３は、鋼、アルミニウム、または必要な場合に十分な剛性を提供する任意の材料などの金属を含んでもよい。図２Ｃに示される実施形態を参照すると、二重共振広帯域地震音源２００は、直径０．５６ｍ、長さ４ｍの寸法と、１２３２ｋｇの重さとを有する。
【００２６】
図３は、本開示の別の実施形態による二重共振広帯域地震音源３００の外観図を提供する。図示のように、二重共振広帯域地震音源３００は、第１の低周波数共振器３０１と、第２の高周波数共振器３０２と、モータ部３０３と、ケージまたはフレーム３０４とを備える。第１の共振器３０１および第２の共振器３０２の各々は、エンドキャップ３０５と、各共振器３０１、３０２の外面上にある膜３０６とを有する。エンドキャップ３０５は、二重共振広帯域地震音源３００が制御されるやり方で水中を曳航されることを可能にするために、フィンまたは他の構造を含んでもよい。フレーム３０４はまた、少なくとも１つの積載または曳航接続部３０７を備えてもよい。フレーム３０４は、音源３００全体を取り囲むように構成されてもよく、使用中、適切な曳航を可能にし、また、音源３００を衝撃から保護するように寸法が決められ、構成される。
【００２７】
図１を参照して、図４は、二重共振広帯域地震音源１００の物理的原理のグラフィカルな図を提供する。図４のベクトル図４０１では、ピストン１０５の動作は、互いに１８０度回転された２つの垂直ベクトル４０３および４０５を参照することによって示されている。共振器１０１からの容積速度は、４０３であり、下を向いており、共振器１０３からの容積速度は、４０１であり、上を向いている。
【００２８】
図１に示される実施形態を参照すると、周波数が低から高に変化している場合、左下部低周波数共振器１０１は、開始時に支配的であり、右上部高周波数共振器１０３は、終了時により大きい音を出すことになる。図４のベクトル図４０１に示すように、伝送の途中では、両方の共振器１０１、１０３は、おおよそ同相で振動することになる。実際に、音源の振動の周波数がその共振周波数よりも高い場合、音圧の位相は、−９０度または反時計回りにシフトし、低周波数の第１の共振器内の圧力に関してベクトル４０７によって示されるように右を指すことになる。音源の振動の周波数がその共振周波数よりも低い場合、位相は、＋９０度になり、高周波数共振器に関するベクトル４０９に見られるように時計回りに回転することになる。結果として、両方の共振器における周波数範囲の中央の音圧は、概して同じ位相を有することになる。したがって、共振器１０１、１０３が周波数範囲の中央にある場合、それらは、同相で振動し、効率的に音を放射することになる。
【００２９】
二重共振地震源物理のＣＯＭＳＯＬ有限要素解析の確認は、図１に示される実施形態に関して図５Ａ〜図５Ｄに示されている。
【００３０】
図５Ａは、５〜１０Ｈｚ周波数帯域を有する音源５００（図１で音源１００として示されている音源と同じ）の周波数応答のグラフ５０２である。グラフ５０２は、それぞれ、共振器５０１、５０３の共振周波数に対応する２つの最大値５０９、５１３を示す。極小値５１１も示されている。図５Ｂは、図５Ｂに示す最大値５０９に対応する周波数６Ｈｚにおいて音源５００の共振器５０１、５０３の表面に及ぼされる総音響圧力場の図５０４である。図５Ｂに示すように、低周波数共振器５０１は、高周波数共振器５０３よりも大きい圧力を経験し、圧力は、約１．５×１０４Ｐａである。
【００３１】
図５Ｃには、最小値５１１に対応する２つの共振器間の周波数６．５Ｈｚにおいて音源５００の共振器５０１、５０３の表面に及ぼされる総音響圧力場の図５０６が示される。図５Ｃに示すように、高周波数共振器５０３における音圧は、低周波数共振器５０１内の音圧と同じ位相を経験し（両方とも明るいグレーで示す）、圧力は、約５×１０３Ｐａである。両方の共振器は、同相で放射している。加えて、図５Ｄには、最大値５１３に対応する音源５００の共振器５０１、５０３の表面に及ぼされる総音響圧力場の図５０８が示される。図５Ｄに示すように、高周波数共振器５０３は、低周波数共振器５０１よりも大きい圧力を経験し、圧力は、約１．０×１０５Ｐａである。
【００３２】
図６は、本開示に従った図２Ｃに示される二重共振広帯域地震音源であり、長さ４ｍ、直径０．５６ｍ、重さ１２３２ｋｇの音源の実験的周波数応答のグラフ６００である。大きい共振器２０１内の音源圧力レベル（ＳＰＬ）は１８２ｄＢの最大値を有していた。実験的な周波数応答は、図２に示す実験用のＴｅｌｅｄｙｎｅ音響プールのプロトタイプで測定した。図６のグラフ６００に示されるように、実施形態の音源の共振周波数は、５Ｈｚおよび１０Ｈｚ周辺であり、周波数応答は、５〜２０Ｈｚの全帯域をカバーする。その帯域幅は、海底地質調査で使用される周波数帯域の下部または空気銃に非常に適している。
【００３３】
図７および図８は、それぞれ、本開示による別の二重共振広帯域地震音源の実世界のプール試験からの周波数応答のグラフ結果である。図２Ｃの音源プロトタイプ２００の共振器２０１及び２０３の共振周波数を変化させるために、ゴム膜部は、交換された。結果として、共振は、より近くなり、音源圧力レベルは、上昇した。グラフ７００は、共振器２０３内の圧力に関するヘルツでの周波数に対するデシベルでの音圧レベル（ＳＰＬ）７０１と、発生源から３メートル離れたハイドロフォンによって測定された圧力７０２とを示す。
【００３４】
図７にグラフ７０１および７０２によって示すように、実施形態の二重共振広帯域地震音源の共振周波数は、７．５Ｈｚおよび８．７Ｈｚ周辺である。グラフ７０１は、ＳＰＬがグラフ６００と比較して増加したこと、及び、周波数帯域が減少して７〜１０Ｈｚになったこと、を示す。周波数に対するＤＣブラシレスモータのコイルを流れる平均電流が図８に示されている。電流は、周波数が０から１４Ｈｚまでゆっくりと変化しているときの実際のチャープ信号について測定された。電流は、図７に示す音源のＳＰＬに従い、これは、電気−音響変換の高い効率を実証する。
【００３５】
図９〜図１２は、本開示の二重共振広帯域地震音源の音響ドライバとも呼ばれる励振部材の様々な実施形態を示す。図９では、音響ドライバ９００は、互いに反対方向に移動するピストン９０５を備える。音響ドライバ９００は、対称的な形状を有してもよい。ピストン９０５は、回転モータ９０６に基づいて第１の低周波数共振器９０１と第２の高周波数共振器９０３との間を移動するように構成される。ピストン９０５は、互いに反対方向に音源９００の壁内の別個の開口部を通って移動することができる。様々な実施形態によれば、ピストン９０５は、単一のモータまたは２つ以上のモータに接続されてもよく、適切であるように同相または異なる相で移動することができる。
【００３６】
互いに反対方向に移動するピストン９０５を有する音響ドライバ９００は、全体として発生源の無駄な振動を回避し、音源９００をより効率的にすることができるように構成され得る。第１および第２の共振器９０１、９０３は、本明細書に記載の共振器の他の実施形態と同じまたは同様であってもよい。
【００３７】
図１０の点から見て、音響ドライバ１０００は、互いに反対方向に駆動する２つのリニア電気モータ１００５を備える。図１０に示される実施形態において、音響ドライバ１０００は、対称的な形状を有する。２つのリニア電気モータ１００５は、第１の低周波数共振器１００１と第２の高周波数共振器１００３との間を移動するように構成される。様々な実施形態によれば、２つのリニア電気モータ１００５は、適切であるように同相または異なる相で移動することができる。リニア・モータ１００５は、リニア・モータ１００５のストローク変位を変化させることによって、音の振幅を制御することができる。第１および第２の共振器１００１、１００３は、本明細書に記載の共振器の他の実施形態と同じまたは同様であってもよい。
【００３８】
図１１の点から見て、音響ドライバ１１００は、互いに反対方向に移動するピストンの２つのセット１１０５、１１０７を備える。図１１に示される実施形態において、音響ドライバ１１００は、シフトされた回転位相を有する２つの回転モータを有する対称的な形状を有してもよい。別の実施形態では、ピストン１１０５、１１０７は、非対称的な形状を有してもよい。ピストン１１０５、１１０７は、それぞれ、回転モータ１１０６、１１０８に基づいて、第１の低周波数共振器１１０１と第２の高周波数共振器１１０３との間を移動するように構成される。ピストン１１０５は、互いに反対方向に音源１１００の壁内の別個の開口部を通って移動することができ、同様に、ピストン１１０７は、互いに反対方向に音源１１００の壁内の別個の開口部のさらに別のセットを通って移動することができる。さらに、第１および第２の共振器１１０１、１１０３は、本明細書に記載の共振器の他の実施形態と同じまたは同様であってもよい。様々な実施形態によれば、ピストン１１０５、１１０７は、単一のモータまたは２つ以上のモータに接続されてもよく、適切であるように同相または異なる相で移動することができる。
【００３９】
一実施形態では、２つの回転ドライバ１１０６、１１０８は、音源の振幅が以下の式に従って相対的な回転位相をシフトさせることによって調整されるように、並列に動作するように構成されてもよい。
【数５】
0006793182.tif 000006
【００４０】
図１２では、音響空気ドライバ１２００は、回生送風機１２０５と、低圧ガス蓄積タンク１２０６と、高圧ガス蓄積タンク１２０７と、比例スリーブ弁の２つの対１２０８、１２０９とを備える。回生送風機は、タンク１２０６へ低圧入力部１２１０が取り付けられ、タンク１２０７へその高圧出力部１２１１が取り付けられる。制御弁１２０８、１２０９は、共振器１２０１、１２０３とガス・タンク１２０６、１２０７との間のガスのための開放経路を提供する。共振器１２０１は、弁の対１２０８によって、低圧タンク１２０６および高圧タンク１２０７に接続される。共振器１２０３は、弁の別の対１２０９によって、低圧タンク１２０６および高圧タンク１２０７に接続される。図１２に示す比例スリーブ弁１２０８、１２０９は、ボイス・コイルまたは小電力リニア・モータなどのリニア・アクチュエータ１２１２によって駆動される。各リニア・アクチュエータ１２１２は、それぞれ、１つの軸１２１４に取り付けられる２つのスライド・スリーブ１２１３を移動させることができる。
【００４１】
様々な実施形態によれば、回転モータまたは回転ボイス・コイルなどの回転アクチュエータによって駆動されるバタフライ弁、または任意の他のタイプの比例ガス弁が使用されてもよい。各対における弁は、逆の方法で１つのアクチュエータによって制御される。高圧タンクに接続されたとき、弁は、開いており、ガスは、共振器に流入し、低圧弁は、閉じている。発生される圧力パルスは、共振器内を移動するピストンからの上昇圧力と同等になり、そのため、低圧タンクに接続されたとき、弁は、開いており、ガスは、共振器から排出され、対からの高圧弁は、閉じており、圧力は、共振器外に移動し、その容積を拡張するピストンと同様に変化している。弁の各対は、可動ピストンからの圧力と同様の共振器内の変化する圧力を発生させるように構成される。
【００４２】
空気ドライバは、ピストンを有する電気モータと同様に動作してもよいが、そのような技術的解決策は、多くの利点を有することができる。電気モータによって駆動される回転回生送風機は、ピストン・システムよりも信頼性が高いことを示すことができ、何年もメンテナンスなしで連続して動作することができる。したがって、構築するのがより容易で安価であり得、同時に、修復するのもより容易であり得る。様々な実施形態によれば、ピストン・エンジンに対するターボ・ジェットと同様に、電気モータ・ドライバよりも高い電力効率および信頼性を提供することができる。
【００４３】
送風機システムはまた、非常によくバランスがとれているので、構造の振動をより少なくすることができる。弁およびダクト内の空気の摩擦は、ピストン・システムの摩擦よりも少なくすることができ、したがって、より高い効率を提供することができる。弁を制御する低電力リニア・アクチュエータは、ピストンを直接動かし、より高い周波数のため、および任意の信号波形生成のために潜在的に適しているアクチュエータよりも小さく、より高速であり得る。リニア・モータとしてのボイス・コイルが通常のオーディオ増幅器に接続されたとき、送風機システム音源は、水中スピーカとして動作することができる。送風機システムの弁対はまた、両方の共振器内の音圧を大きい周波数帯域において同相で発振させるために、信号における位相シフトの制御と独立して制御されてもよい。そのような構成を使用することは、３つ以上の共振器の組合せを潜在的に可能にすることができ、動作可能な周波数帯域を拡大することができる。
【００４４】
図１２および図１３において参照される送風機−サイレン・アクチュエータを有する地震源の動的モデルに関する非線形微分方程式は、以下の通りである。
【数６】
0006793182.tif 000007
【００４５】
ここで、ｐは、バブル内の可変圧力であり、ｖ１，２は、制御弁１、２における容積速度であり、ｖｗは、水中の音の振動容積速度であり、Ｐａは、膜表面に対する音響圧力であり、γは、一定容積における比熱に対する一定圧力における比熱の比であり、Ｐ（Ｈ）は、深さＨにおける静止バブル圧力であり、Ｖは、バブルの容積であり、ｐｍは、膜における圧力降下であり、Ｓは、膜の面積であり、ρは、水の密度であり、Ｃは、水の音速であり、
【数７】
0006793182.tif 000008
ここで、Δｄｌ／ｌは、伸張であり、Δは、ゴム・ベルトの幅であり、Ｎは、ニュートンにおける力であり、ａは、バブルの半径であり、Ｕは、送風機の静圧であり、Ａ１，２は、通気孔の断面積であり、αは、通気孔設計に固有の経験的係数であり、ρａは、空気の密度であり、ｌ１，２は、弁の可変長である。
【００４６】
図１３は、式（１）〜式（５）と等価の電気回路図１３００を示す。ここで、Ｕは、ガス蓄積タンク内の圧力に等しい電圧であり、ｐは、バブル内圧に等しい電圧であり、ｐ−ｐｍは、外部バブル（放射）圧力に等しい電圧であり、ここで、ｖ１，２は、制御される比例弁を通るガス・タンクからのガス流の容積速度に等しい電流であり、ＲＶ１，２は、式（４）によって管理される電流で比例制御される弁と等価の抵抗であり、ｖｉｎ＝ｖ１−ｖ２は、バブル内で変化する結果として生じる容積速度に等しい電流であり、ｖｗは、バブル容積速度の振動分率に等しい電流であり、
【数８】
0006793182.tif 000009
は、バブル容積速度の放射分率に等しい電流であり、Ｃは、バブルの圧縮可能性と等価のキャパシタ、
【数９】
0006793182.tif 000010
であり、Ｌは、バブルに付着した振動水塊慣性と等価のインダクタ、
【数１０】
0006793182.tif 000011
であり、Ｃｍは、膜の弾性と等価のキャパシタ、
【数１１】
0006793182.tif 000012
であり、Ｒは、放射抵抗器、
【数１２】
0006793182.tif 000013
である。
【００４７】
図１４は、図１２に示される実施形態に関するシミュレーション結果を含むグラフ１４００を示す。シミュレーションは、異なるパラメータを有する各バブルについて微分方程式（１）〜（５）を使用して実行されている。グラフは、バブルの外面に対する圧力Ｐａ＝ｐ−ｐｍを示す。グラフ１４００は、５〜２０Ｈｚの周波数範囲をカバーするそのドライバの能力を示す。
【００４８】
本明細書を通した「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」、「１つの態様」、「一態様」などへの参照は、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、明細書全体の場所における「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「１つの実施形態では」、または「一実施形態では」などの語句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の態様において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。したがって、１つの実施形態に関連して図示または説明した特定の特徴、構成、または特性は、限定なしに、１つまたは複数の他の実施形態の特徴、構造、または特性と、全部または一部を組み合わされてもよい。そのような変更および変形は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【００４９】
様々な詳細を上記の説明において述べてきたが、本開示の様々な態様は、これらの特定の詳細なしに実施されてもよいことが理解されよう。たとえば、簡潔さおよび明瞭さのために、選択された態様は、詳細にではなく、ブロック図で示されている。本明細書で提供する詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータ・メモリに記憶されたデータに作用する命令の観点から提示されていることがある。そのような説明および表現は、それらの作業の要旨を当業者に説明し、伝えるために、当業者によって使用される。
【００５０】
特に記載のない限り、上記の考察から明らかなように、上記の説明を通して、「処理する」または「演算する」または「計算する」または「決定する」または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理（電子的）量として表されるデータを操作し、コンピュータ・システム・メモリ、またはレジスタ、または他のそのような情報記憶、送信、もしくは表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータ・システム、または類似の電子演算デバイスの動作およびプロセスを指すことが理解される。
【００５１】
様々な実施形態が本明細書で説明されているが、これらの実施形態に対する多くの修正態様、変形態様、置換態様、変更態様、および等価態様が実施されてもよく、当業者に思い浮かぶであろう。また、特定の成分について材料が開示されている場合、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明および添付の特許請求の範囲は、開示された実施形態の範囲内に入るすべてのそのような修正形態および変形形態をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、すべてのそのような修正形態および変形形態をカバーすることが意図される。
【００５２】
本明細書に記載の実施形態のいくつかまたはすべては、概して様々な態様のための技術を含んでもよく、または、本明細書に記載の技術に従って構成されてもよい。一般的な意味で、当業者は、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せによって個別におよび／または集合的に実施され得る本明細書に記載の様々な態様が、様々なタイプの「電気回路」からなるものと見なし得ることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用される「電気回路」は、限定はしないが、少なくとも１つの個別電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータ・プログラムによって構成される汎用コンピューティング・デバイス（たとえば、本明細書に記載のプロセスおよび／もしくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータ・プログラムによって構成される汎用コンピュータ、または、本明細書に記載のプロセスおよび／もしくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータ・プログラムによって構成されるマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイス（たとえば、ランダム・アクセス・メモリの形態）を形成する電気回路、および／または通信デバイス（たとえば、モデム、通信スイッチ、もしくは光電機器）を形成する電気回路を含む。当業者は、本明細書に記載の主題が、アナログ形式もしくはデジタル形式、またはそれらの何らかの組合せで実施され得ることを認識するであろう。
【００５３】
前述の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、および／または例の使用によって、デバイスおよび／またはプロセスの様々な実施形態を述べている。そのようなブロック図、フローチャート、および／または例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む限り、そのようなブロック図、フローチャート、および／または例内の各機能および／または動作が、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または実質的にそれらの任意の組合せによって個別におよび／または集合的に実施され得ることが、当業者によって理解されるであろう。一実施形態では、本明細書に記載の主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または他の集積フォーマットによって実装されてもよい。しかしながら、当業者は、本明細書で開示した実施形態のいくつかの態様が、全体または一部において、１つまたは複数のコンピュータ上で実行される１つもしくは複数のコンピュータ・プログラムとして（たとえば、１つもしくは複数のコンピュータ・システム上で実行される１つもしくは複数のプログラムとして）、１つもしくは複数のプロセッサ上で実行される１つもしくは複数のプログラムとして（たとえば、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ上で実行される１つもしくは複数のプログラムとして）、ファームウェアとして、または実質的にそれらの任意の組合せとして、集積回路内に等価に実装されてもよく、回路を設計すること、ならびに／または、ソフトウェアおよび／もしくはファームウェアのためのコードを書くことが、本開示に照らして当業者の技術範囲内に良好に入ることを認識するであろう。加えて、当業者は、本明細書に記載の主題の機構が、様々な形態のプログラム製品として配布されてもよく、本明細書に記載の主題の例示的な実施形態が、実際に配布を行うために使用される信号担持媒体の特定のタイプにかかわらず適用されることを認識するであろう。信号担持媒体の例は、限定はしないが、以下、すなわち、フロッピー・ディスク、ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、デジタル・テープ、コンピュータ・メモリなどの記録可能タイプの媒体と、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（たとえば、光ファイバ・ケーブル、導波路、ワイヤード通信リンク、ワイヤレス通信リンク（たとえば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど）など）などの送信タイプの媒体とを含む。
【００５４】
上記の米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用したおよび／もしくは任意の出願データシートに列挙した非特許文献、または任意の他の開示材料のすべては、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。そのように、そして必要な程度まで、本明細書に明示的に記載された開示は、参照により本明細書に組み込まれているどのような矛盾する材料にも優先する。参照により本明細書に組み込まれると言われるが、本明細書に記載の既存の定義、声明、または他の開示材料と矛盾する任意の材料またはその一部は、組み込まれる材料と既存の開示材料との間に矛盾が生じない程度までのみ組み込まれることになる。
【００５５】
当業者は、本明細書に記載の構成要素（たとえば、動作）、デバイス、オブジェクト、およびそれらに付随する考察が、概念的明瞭さのための例として使用され、様々な構成変更が企図されることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用される場合、記載の特定の典型および付随する考察は、それらのより一般的なクラスの代表であることが意図される。一般に、任意の特定の典型の使用は、そのクラスの代表であることが意図され、特定の構成要素（たとえば、動作）、デバイス、およびオブジェクトを含まないことが限定的なものと解釈されるべきではない。
【００５６】
本明細書における実質的に任意の複数形および／または単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈および／または用途に適切であるように、複数形から単数形におよび／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置換は、明瞭化のために本明細書に明示的に記載されていない。
【００５７】
本明細書に記載の主題は、時には、異なる他の構成要素内に含まれるか、または異なる他の構成要素に接続された異なる構成要素を示す。そのように示されたアーキテクチャは、単なる例示であり、実際には、同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャが実装されてもよいことが理解されるであろう。概念的な意味では、同じ機能を達成するための構成要素の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、特定の機能を達成するために結合された本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素に関係なく、所望の機能が達成されるように互いに「関連付けられている」と見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能を達成するために互いに「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」と見なすこともでき、そのように関連付けることができる任意の２つの構成要素は、所望の機能を達成するために互いに「動作可能に結合可能」であると見なすこともできる。しかし、動作可能に結合可能な特定の例は、物理的に結合可能な構成要素および／もしくは物理的に相互作用する構成要素、ならびに／または、ワイヤレスに相互作用可能な構成要素および／もしくはワイヤレスに相互作用する構成要素、ならびに／または、論理的に相互作用する構成要素および／もしくは論理的に相互作用可能な構成要素に限定されない。
【００５８】
いくつかの態様は、「結合された」および「接続された」という表現をそれらの派生語とともに使用して説明されることがある。これらの用語が互いに同義語として意図されていないことを理解すべきである。たとえば、いくつかの態様は、２つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを示すために、「接続された」という用語を使用して説明されることがある。別の例では、いくつかの態様は、２つ以上の要素が物理的または電気的に接触していることを示すために、「結合された」という用語を使用して説明されることがある。しかしながら、「結合された」という用語はまた、２つ以上の要素が互いに直接接触していないが、依然として互いに協働または相互作用することを意味することもある。
【００５９】
いくつかの例では、１つまたは複数の構成要素は、本明細書で、「構成された」、「構成可能な」、「動作可能な／動作する」、「適用された／適用可能な」、「可能な」、「適合可能な／適合された」などと言及されることがある。当業者は、「構成された」が、一般に、文脈が別途指示しない限り、アクティブ状態の構成要素および／または非アクティブ状態の構成要素および／またはスタンバイ状態の構成要素を含むことができることを認識するであろう。
【００６０】
本明細書に記載の本主題の特定の態様が示され、説明されているが、本明細書における教示に基づいて、本明細書に記載の主題およびそのより広い態様から逸脱することなく変更および修正が行われてもよく、したがって、本明細書に記載の主題の真の要旨および範囲内で、添付の特許請求の範囲が、そのような変更および修正のすべてをそれらの範囲内に包含するものであることは、当業者に明らかであろう。一般に、本明細書で、特に添付の特許請求の範囲（たとえば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、一般に「オープンな」用語として意図されることが当業者によって理解されるであろう（たとえば、「含んでいる」という用語は、「限定はしないが含んでいる」と解釈されるべきであり、「有している」という用語は、「少なくとも有している」と解釈されるべきであり、「含む」という用語は、「限定はしないが含む」と解釈されるべきである、など）。導入された請求項の記載（ｃｌａｉｍ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎ）の特定の数が意図されている場合、そのような意図は、請求項に明示的に記載され、そのような列挙がない場合、そのような意図は、存在しないことが、当業者によってさらに理解されるであろう。たとえば、理解への手助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するために、「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」という導入句の使用を含むことがある。しかしながら、そのような語句の使用は、同じ請求項が「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」という導入句と、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」とを含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのような導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、そのような記載を１つのみ含む請求項に限定することを意味すると解釈されるべきではなく（たとえば、「ａ」および／または「ａｎ」は、典型的には、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）、同じことは、請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても当てはまる。
【００６１】
加えて、導入された請求項の記載の特定の数が明示的に列挙されていても、当業者は、そのような記載が、典型的には、少なくとも列挙された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（たとえば、他の修飾語なしの「２つの記載」の裸の記載は、典型的には、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似した慣習が使用されるそれらの例では、一般に、そのような構成は、当業者が慣習を理解するであろう意味で意図される（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定はしないが、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡおよびＢを一緒に、ＡおよびＣを一緒に、ＢおよびＣを一緒に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを一緒に、などを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、またはＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似した慣習が使用されるそれらの例では、一般に、そのような構成は、当業者が慣習を理解するであろう意味で意図される（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定はしないが、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡおよびＢを一緒に、ＡおよびＣを一緒に、ＢおよびＣを一緒に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを一緒に、などを有するシステムを含む）。典型的には、明細書本文、特許請求の範囲、または図面のいずれにおいても、２つ以上の代替用語を提示する離接語および／または離接語句は、文脈が別途指示しない限り、用語のうちの１つ、用語のいずれか、または両方の用語を含む可能性を予期することが理解されるべきであることが、当業者によってさらに理解されるであろう。たとえば、「ＡまたはＢ」という語句は、典型的には、「Ａ」、または「Ｂ」、または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解されることになる。
【００６２】
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、そこに列挙された動作が、一般に、任意の順序で実行されてもよいことを認識するであろう。また、様々な動作フローが順番に提示されているが、様々な動作は、図示されたもの以外の順序で実行されてもよく、または、同時に実行されてもよいことを理解すべきである。そのような順序付けの例は、文脈が別途指示しない限り、重複、交互配置、中断、並べ替え、増分、予備、追加、同時、逆転、または他の変形順序付けを含んでもよい。さらに、「応答して」、「関連した」、または他の過去時制形容詞のような用語は、一般に、文脈が別途指示しない限り、そのような変形を排除することを意図しない。
【００６３】
様々な実施形態が本明細書で説明されているが、これらの実施形態に対する多くの修正態様、変形態様、置換態様、変更態様、および等価態様が実施されてもよく、当業者に思い浮かぶであろう。また、特定の成分について材料が開示されている場合、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明および添付の特許請求の範囲は、開示された実施形態の範囲内に入るすべてのそのような修正形態および変形形態をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、すべてのそのような修正形態および変形形態をカバーすることが意図される。
【００６４】
要約すると、本明細書に記載の概念を用いることから生じる多数の利益が記載されている。１つまたは複数の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的のために提示されている。それは、網羅的であることも、または開示された正確な形態に限定することも意図していない。上記教示に照らして、修正または変形が可能である。１つまたは複数の実施形態は、それによって、当業者が様々な実施形態を、企図される特定の用途に適するように様々な修正とともに利用することを可能にするために、原理および実際的応用を例示するために選択され、説明されている。本明細書とともに提出される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが企図される。
【００６５】
様々な実施形態が、以下の番号の付いた節で説明される。
１．第１のガス充填水中共振器と、
第１の共振器に接続された第２のガス充填水中共振器と、
第１のガス充填水中共振器および第２のガス充填水中共振器を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材と
を備える音源であって、
第１のガス充填水中共振器が、少なくとも１つの励振部材による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
第２のガス充填水中共振器が、少なくとも１つの励振部材による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
第１の共振周波数が、第２の共振周波数とは異なる、音源。
２．少なくとも１つの励振部材は、第１のガス充填水中共振器の内部チャンバと第２のガス充填水中共振器の内部チャンバとの間を互いに反対方向に移動する、節１に記載の音源。
３．第１の共振周波数および第２の共振周波数のうちの少なくとも１つが、５〜２０Ｈｚの範囲内である、節１または２に記載の音源。
４．少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのモータによって駆動される少なくとも１つのピストンを備える、節１〜３のいずれか１つに記載の音源。
５．少なくとも１つのモータが、回転モータまたはリニア・モータを備える、節４に記載の音源。
６．少なくとも１つのモータが、第１のガス充填水中共振器と第２のガス充填水中共振器との間に配置されている、節４または５に記載の音源。
７．第１の共振器が、第１のバブル円筒形共振器を備え、第２の共振器が、第２のバブル円筒形共振器を備える、節１〜６のいずれか１つに記載の音源。
８．第１のバブル円筒形共振器および第２のバブル円筒形共振器の各々が、内圧下の非弾性端部および弾性円筒壁を有する、節７に記載の音源。
９．第１の水中バブル円筒形共振器が、壁によって第２の水中バブル円筒形共振器に接続された、節８に記載の音源。
１０．第１の共振器または第２の共振器のうちの１つを取り囲む非弾性管をさらに備える、節１〜９のいずれか１つに記載の音源。
１１．少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのモータによって駆動される少なくとも１つのピストンを備え、少なくとも１つのピストンが、第１のバブル円筒形共振器および第２のバブル円筒形共振器のうちの少なくとも１つを励振させるように壁の少なくとも１つの開口部を通って移動するように構成された、節１〜１０のいずれか１つに記載の音源。
１２．少なくとも１つの励振部材が、第１のガス充填水中共振器の内部チャンバの容積を変化させ、第２のガス充填水中共振器の内部チャンバの容積を変化させることによって、第１のガス充填水中共振器および第２のガス充填水中共振器を励振させるように構成された、節１〜１１のいずれか１つに記載の音源。
１３．少なくとも１つの励振部材が、少なくとも１つのリニア・モータを備え、少なくとも１つの励振源が、少なくとも１つのリニア・モータのストローク変位に基づいて、音源によって放射される音の振幅を制御するように構成された、節１〜１２のいずれか１つに記載の音源。
１４．少なくとも１つの励振部材が、第１の回転モータおよび第２の回転モータを備え、少なくとも１つの励振源が、第２の回転モータに対する第１の回転モータの回転の位相に基づいて、音源によって放射される音の振幅を制御するように構成された、節１〜１２のいずれか１つに記載の音源。
１５．少なくとも１つの励振部材が、空気圧パルス波形を独立して制御する入口比例弁および出口比例弁を有する少なくとも１つの回生送風機を備える、節１〜１２のいずれか１つに記載の音源。
１６．第１のガス充填共振器管と、
第１のガス充填共振器管に接続された第２のガス充填共振器管と、
第１のガス充填共振器管および第２のガス充填共振器管を励振させるように構成された少なくとも１つの励振部材であって、第１のガス充填共振器管の内部チャンバの容積を変化させ、第２のガス充填共振器管の内部チャンバの容積を変化させることによって、第１のガス充填共振器管および第２のガス充填共振器管を励振させるように構成された、少なくとも１つの励振部材と
を備える音源であって、
少なくとも１つの励振部材が、第１のガス充填共振器管および第２のガス充填共振器管を順次励振させるように構成され、
第１のガス充填共振器管が、少なくとも１つの励振部材による励振時に第１の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
第２のガス充填共振器管が、少なくとも１つの励振部材による励振時に第２の共振周波数を生成するように恒久的に調整され、
第１の共振周波数が、第２の共振周波数とは異なる、音源。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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