(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラウドスピーカーダイヤフラムからある距離の音圧により表された、ダイヤフラムの放射抵抗の決定のためのセンサ手段を持ち、それにより、信号処理装置を介して、リスニングルームの音響特性に適合させる態様でラウドスピーカーの性能を調整するフィルター装置に制御信号を提供する形式のラウドスピーカーであって、前記センサ手段が前記音圧を検出するためのマイクロホンを含むものにおいて、前記センサ手段がダイヤフラムから異なる間隔を置いた少なくとも二つの点で音圧を検出するためのマイクロホンを含むこと、及び一つの同じマイクロホンを少なくとも二つの点のそれぞれの音圧に効果的にかつ連続的にさらされることを可能とするように担持手段が設けられていることを特徴とするラウドスピーカー。
【請求項２】
担持手段が前記二つの点間でマイクロホンを置き換えるように操作可能であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項３】
担持手段が回転可能であることを特徴とする請求項２に記載のラウドスピーカー。
【請求項４】
マイクロホンの位置が担持手段に沿った並進運動的変位により置き換え可能であることを特徴とする請求項２に記載のラウドスピーカー。
【請求項５】
マイクロホンが静止位置に取り付けられており、かつダイヤフラムから間隔を置かれて設けられた自由端を持つ音導波管と音響的に連結されており、前記管がその自由端がダイヤフラムから異なる間隔を置いた位置間で置き換え可能であることができるように伸縮自在にまたはそうでなければ調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項６】
マイクロホンが静止位置に取り付けられており、かつダイヤフラムから異なる間隔を置いた位置に設けられた自由端を持つ管手段を通して音場に操作的に結合されており、弁手段がマイクロホンを選択的に前記自由端のいずれかと音響的に連結するために設けられていることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項７】
ダイヤフラムの放射抵抗の決定のためのセンサ手段を持つ形式のラウドスピーカーであって、第一マイクロホンが第一位置に静止的に取り付けられており、かつ第二マイクロホンが、前記第一位置の第一マイクロホンにきわめて接近した、少なくとも一つの第二位置と前記第一位置間で物理的に変位可能であるように取り付けられており、前記第一位置と前記第二位置がダイヤフラムから異なる間隔を置かれており、前記第一マイクロホンと前記第二マイクロホンの両方が信号処理装置内の較正装置に連結されており、前記信号処理装置は、前記第一及び第二位置で測定された音圧に基づいて、リスニングルームの音響特性に適合させる態様でラウドスピーカーの性能を調整するフィルター装置に制御信号を提供することを特徴とするラウドスピーカー。
【請求項８】
ラウドスピーカーが、前記担持手段に関して配置された第二マイクロホンを更に含み、前記担持手段は、請求項１に記載のマイクロホン及び前記第二マイクロホンが前記二つの点間で操作的に置き換えられることを可能とすることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項９】
請求項１に記載のマイクロホン及び前記第二マイクロホンが、担持体の回転により入れ換え可能であるように回転可能な担持体上に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載のラウドスピーカー。
【請求項１０】
前記第二マイクロホンが、支持体に沿った並進運動により置き換え可能であるように支持体上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のラウドスピーカー。
【請求項１１】
ダイヤフラムの放射抵抗の決定のためのセンサ手段を持つ形式のラウドスピーカーであって、二つのマイクロホンが静止位置に取り付けられており、二つのマイクロホンが、それぞれがダイヤフラムから異なる間隔を置かれて設けられたそれぞれの自由端を持つ音導波管と連結されており、前記音導波管は、それらの自由端が、ダイヤフラムから異なる間隔を置いた位置間で置き換え可能であることができるように伸縮自在にまたはそうでなければ調整可能に配置されており、前記二つのマイクロホンはそれにより、ダイヤフラムから異なる間隔を置いた二つの位置で音圧を測定することが可能であり、ラウドスピーカーは信号処理装置を更に設けられており、前記信号処理装置は、前記測定された音圧に基づいて、リスニングルームの音響特性に適合させる態様でラウドスピーカーの性能を調整するフィルター装置に制御信号を提供することを特徴とするラウドスピーカー。
【請求項１２】
ラウドスピーカーが少なくとも第二マイクロホンを更に含み、請求項１に記載のマイクロホンと前記第二マイクロホンがラウドスピーカーダイヤフラムから異なる間隔を置いた三つまたはそれ以上の異なる位置間で置き換え可能であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項１３】
第一測定点がダイヤフラムから１−５ｃｍの間隔を置いて設けられており、第二測定点がダイヤフラムからさらに数ｃｍの間隔を置かれていることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はラウドスピーカーダイヤフラムの放射抵抗を測定するための、及びラウドスピーカー装置を環境適合性とするために補正フィルターの伝達特性を制御するための検出システムを持つ形式のラウドスピーカー装置に関する。
【０００２】
かかるシステムはＷＯ  ８４／００２７４から知られており、それはラウドスピーカーダイヤフラムから見たときの部屋の“音響風土（sound climate）”に全て応じて、すなわちラウドスピーカーの位置と方向に全て応じてラウドスピーカー性能を高忠実度最適条件に調整するために使用され、その目的はリスニングルームの音響出力／周波数応答を制御すること及び部屋に音響的に主要な変化がある場合の再調整を可能とすることができることである。
【０００３】
本発明は同様な目的を持ち、前記ＷＯ文献に開示されたのと同様な考えに基づいており、従って更なる背景情報に関してはその文献が直接参照させられる。
【０００４】
既知のシステムにおいて、基本センサ装置はダイヤフラムに直接取り付けられた加速度計とダイヤフラムの前方にわずかな間隔を置いて取り付けられたマイクロホンである。しかし、これらのセンサは二つのセンサのそれぞれが常に、すなわちラウドスピーカーの作動寿命を通して、同じ信号入力に対して同じ応答をするであろうという条件で、放射抵抗の決定のために必要な信号を提供するであろう。センサの一つの既にかなり小さい偏差も原始較正を顕著に妨げるかもしれず、これを背景に１０−２０年にも渡って安定しているであろう非常に高価なセンサを使用することが要求される。
【０００５】
本発明によれば、別の方法で放射抵抗を決定することができることが見出された。これは実施するのが必ずしも容易ではないが、その価格が劇的に減少した、約５００倍も減少したセンサ装置により実施されることができる。
【０００６】
基本的考えは、ダイヤフラムと直接連結された加速度計を用いることなく、ラウドスピーカーダイヤフラムから異なる間隔の二つの（またはそれ以上の）点の音圧の検出に基づいて放射抵抗の変化を決定することができるということである。関連した目的のために放射抵抗絶対値を実際に測定する必要がない。というのも同じ二つの（またはそれ以上の）点の音圧の後の検出と比較するために、参照値、即ちスケール倍率以外の絶対的な放射抵抗を得ることで十分であるからである。
【０００７】
第一のアプローチによれば、ダイヤフラムに比較的接近した点の音圧の測定に基づいてダイヤフラムの表面速度を推定することができ、それに基づいて、音の大きさが第一点におけるより小さい別の点、すなわちダイヤフラムから更なる間隔を置いた点での音圧を測定することにより放射抵抗を決定することができる。もしその位置の一つが第二の位置よりダイヤフラムにもっと近いとしたら、そのときはダイヤフラムの加速度（及び逆に速度）が組み合わされた音圧から推定されることができ、かつ放射抵抗は第二音圧とそれぞれの第一音圧間の比に比例する。
【０００８】
別のアプローチによれば、前記加速度は二つの測定された音圧間の差（接近位置はダイヤフラムに非常に接近している必要はない）から推定されることができる。差はその速度を持つ相から９０度であり、すなわち加速度を持つ相にある。なぜなら速度で割った二つの音圧の実部はダイヤフラムに接近した如何なる二つの点の音圧に対する場合がそうであるように、等しいからである。差の大きさは加速度に比例する。なぜなら環境からの反射は二つの音圧に等しく寄与する傾向にあり、従って差を計算するとき相殺されるからである。
【０００９】
これらのアプローチの両者とも同じ形式のセンサ、すなわちマイクロホンによる二つの測定の使用を意味し、この発明によればこれは必要とされる測定の両者を実現するために、すなわち、これらはそれぞれ二つの位置の空気圧に物理的に応答する単一マイクロホンにより連続方式でなされるときに単一のセンサを使用することの可能性を開く。これはほんの数分間の時間間隔内でマイクロホン位置を変えるという問題であるであろうし、それはこの時間の経過中にマイクロホンがその伝達機能を顕著に変えないであろうことを現実に想定することができる。もし新しい測定が例えば３年後になされるなら、センサの伝達機能がその間に変化を受けたかどうかは重要でないであろう。なぜなら問題なのは、新しい測定のために必要な数分間の間になおこの機能が変わらないことであろうからである。
【００１０】
代替例はマイクロホンをそれぞれの位置と選択的に音響的に連結するための組み合わされた弁手段を持つ、それぞれ異なる位置に設けられたそれらの自由端を持つ一つまたは二つの音導波管の一端に静止的に位置している単一マイクロホンを使用することであろう。
【００１１】
上記方法は毎年安定な態様で動くことを全く想定されていないセンサの使用を可能とするであろうし、従ってかかるセンサの関連費用は既述のように劇的に減少されることができる。
【００１２】
実際に代替法は二つの対向位置間で、一つはダイヤフラムに比較的接近して、例えばそれから数センチメートルに、そして一つは数センチメートル更に離れて、置き換えできるように配置されている二つの安価なマイクロホン装置の使用であろう。二つのマイクロホンはまた一つの測定が対応して空間を置かれたマイクロホンにより、そして別の測定が一緒に接近して動かされたマイクロホンによりなされるという方式で使用されることができ、それにより別個の較正を導くことができ、従って二つの音圧の第一測定を放射抵抗の決定に対して信頼性のあるものにすることができる。もちろん、測定は結果を洗練するために二つの位置以上でなされることができる。
【００１３】
もし音圧が波長に比べて短い、例えば波長の１／８より短い、距離で測定されるとすれば、音圧の測定に基づくダイヤフラム速度の推定は本目的のために十分に代表するものであることが実際に証明された。
【００１４】
以下にこの発明が図面に関して説明される。図面において
図１はこの発明の一実施例によるラウドスピーカー装置の透視図であり、
図２は一部変更されたラウドスピーカーの概略側面図であり、
図３−５は更なる一部変更の同様な図である。
【００１５】
図１に示された装置はツィーター６とウーハー８のための取付板４を持つボックス２を含む。
【００１６】
ウーハーの前方に交差棒１０が取り付けられており、それは棒１０を１８０°に渡って回転するための手段を持つモーターハウジング１２から延びている。ウーハー８の中心の外側に棒１０は分岐棒１４を持ち、それはその外方端に小さなマイクロホン１６を備え、このマイクロホンは従ってウーハーに対面する位置と、１６′で示されているウーハーから更に間隔を置かれた逆位置との間に回転可能であろう。
【００１７】
上述のように、マイクロホンのこれらの二つの位置の第一位置と次いで他の位置の音圧の検出により、装置１８内で、ウーハーダイヤフラムの放射抵抗を計算することができ、次いで対応する制御信号をラウドスピーカー装置への信号ライン内に、好ましくは増幅器２２の前に、配置されたフィルター装置２０に適用することができる。フィルター２０はウーハーの動作のためにのみ関連しているが、一方同様なシステムが例えばミッドレンジラウドスピーカーを同様に制御するためにも有利である。
【００１８】
フィルター２０の調整は規則的な間隔でまたは放射抵抗の明白な変化の検出に応答してでも自動的に実現されることができる；装置１８はそのとき変化が真実のものであるかまたはマイクロホンの変動によってのみであるかを確認する機会を持つであろう。しかし、好ましくはラウドスピーカーまたはラウドスピーカーを含む再生装置がルーム音響学的に変化がもたらされる時にはいつでも使用者により起動される制御ボタンを備えている。
【００１９】
これに代え、１４′と１６′で示された部品が現実の部品であることができる。すなわち１６′により棒１０の軸に関してマイクロホン１６と対称的に配置された追加のマイクロホンを表してもよい。従って二つのマイクロホンは同じ二つの位置間で置き換えられることができ、そのときは二つのマイクロホンの相対較正を可能とする。
【００２０】
図２に示されているなお更なる代替例はこれらのマイクロホンの一つ、１６を静止的に二つの位置の一つに配置し、他のマイクロホン１６′に対し二つの位置間で、二つのマイクロホンの共通位置の第一マイクロホンときわめて接近して、置き換え可能であるように設けることである。マイクロホン１６′はこれにより支持体１７に沿ってスライド可能に配置されることができる。共通位置に幾らかの横方向間隔が許容されるが、ダイヤフラムへの距離は実質的に同じであるべきである。このシステムではマイクロホンは共通位置をマイクロホンがとるときの較正のために、処理装置１８と組み合わされた較正装置２４に連結されるべきである。
【００２１】
これに代え、支持体１７はそれぞれの二つの位置間で両方のマイクロホン１６と１６′が置き換えられることができるようにスライド可能なまたはそうでなければ置き換え可能な態様で両方のマイクロホン１６と１６′を支持することができる。この置き換えは例えば図１に示されたシステムで二つのマイクロホンが使用されるときのようにマイクロホンの二重相対較正を可能とするために、支持体１７に沿った並進運動によりなされることができる。
【００２２】
なお更なる代替例が図３に示されている。単独マイクロホン１６がダイヤフラム８に向いている二つの管２８と３０を持つハウジング２６と関連して取り付けられており、ハウジング２６はマイクロホン１６を一方のまたは他方の管のいずれかと連結するように切り替えられることのできる切替弁プレート３２を保持している。マイクロホンにより検出された音圧は音が管を通るその通路により更に拡散されない限り、それぞれの管の開放端での音圧を代表するものであろう。音波は管を通して伝達されるポンピング効果を作り出す。そのため、かかる管は点線の３２で示された反対方向にさえ延ばすことができる。関連低周波数範囲でマイクロホンは全方向性であるだろう。しかし、たとえマイクロホンが完全に全方向性でないとしても、唯一の結果は管端での音圧を直接に検出せずそこから幾らか間隔を置いたものであるであろうということであり、かくしてなお“第二位置での”圧力を測定する。測定条件のみが全時間に渡り変更されないとき、測定結果はなお関連目的に対して代表するものであるであろう。
【００２３】
例としての図４は図３に示されたシステムの変更を示す。二つの静止マイクロホン１６と１６′が用いられ、それぞれが各切替弁３２と３２′を通して、それぞれ二つの管２８，３０と２８′，３０′と音響的に連結可能である。二つの管対２８，２８′と３０，３０′はダイヤフラムから異なる間隔を置いて設けられた自由端を持つそれぞれの共通管２８″と３０″中に融合する。弁プレート３２，３２′を適当に操作することにより、一つのマイクロホン（１６または１６′）を管２８″と連結しかつ同時に他のマイクロホンを管３０″と連結することができ、その後でこれらの連結は新しい測定のために置き換えられることができる。効果は図１に関して述べた二つのマイクロホンの物理的置き換えと同一であるであろうが、今やマイクロホンをダイヤフラムから異なる間隔を置いて設ける必要がない。二つのマイクロホンがそれぞれの測定時に同じ音信号にさらされるとすれば、前記相対較正がとにかく達成されるであろうから、それらはいずれも必然的にそこから等間隔におかれるべき必要はない。管２８″と３０″の自由端のそれぞれの位置により、信号の大きさまたは音圧のみが異なるであろう。
【００２４】
更なる変更が図５に示されており、それは担持腕３４により保持され套管部材３６により取り囲まれた静止マイクロホン１６を示し、套管部材はその自由端がマイクロホン１６の後ろにまたはそれから前方に突出する管部３８の外方端の後ろに位置する引っ込んだ位置から、マイクロホンまたはその組み合わされた管３８の前方の突出位置に、変位されるように操作される。この測定により既に必要な二つの測定が異なる音圧によりなされることが確かめられ、それによりマイクロホン自身の変位のための準備が必要でない。
【００２５】
これに代え、管３８は自由端がダイヤフラムから異なる間隔を置いた十分に規定された位置のそれぞれの固定具内に配置可能である柔軟ホースであることができる。
【００２６】
この発明は唯一のまたは二つのマイクロホンの使用に、またはただ二つの測定位置の使用に限定されない。
【００２７】
この発明の物理学及び数学に関しての更なる説明に対してはデンマーク国特許出願番号１２５６／９８が参照され、それから優先権が主張され；その出願の包袋は９９年１０月５日迄に公開された。
【００２８】
追加的背景開示として、９７年９月５日までに刊行された日本特許出願番号ＪＰ  ０９２３３５９３Ａが参照されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例によるラウドスピーカー装置の透視図である。
【図２】  一部変更されたラウドスピーカーの概略側面図である。
【図３】  更なる一部変更の同様な図である。
【図４】  更なる一部変更の同様な図である。
【図５】  更なる一部変更の同様な図である。
【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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