(57)【要約】  本発明は、スピーカ（１）に関し、スピーカ（１）は、内部容積（２７）を画定する前部分（１５）、側方部分（２１）、および後方部分（２５）を有するエンクロージャ（２）であって、前部分（１５）は、導波管表面（８）として形成され、導波管表面（８）の中心に少なくとも１つのドライバ（１２、１３）を含み、第１の音響軸（１０）の方向に、スピーカ（１）の主な音響パワーを周囲容積（２６）に放出することができる、エンクロージャ（２）と、エンクロージャ（２）に取り付けられるさらなるドライバ（４）とを含む。本発明によれば、さらなるドライバ（４）は、サブ容積（２２）が、内部容積（２７）の内側に形成されるように、エンクロージャ（２）の内側に取り付けられ、サブ容積（２２）は、ドライバ（４）、ドライバ（４）と前部分（１５）の間のスペーサ（３３）、およびエンクロージャ（２）の前部分（１５）により制限され、少なくとも１つのポート（２０）は、サブ容積（２２）から、周囲容積（２６）へと、エンクロージャ（２）の側方部分（２１）または後方部分（２５）に開口するように適合され、少なくとも１つの共振器（４０）は、サブ容積（２２）に音響的に接続され、共振器（４０）は、サブ容積（２２）の望ましくない共振の少なくとも１つに同調される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  内部容積を画定する前部分、側方部分、および後方部分を有するエンクロージャと、
−  前記前部分は、導波管表面として形成され、前記導波管表面の中心に少なくとも１つのドライバを含み、スピーカの主な音響パワーを第１の音響軸の方向に放出することができる、
−  前記エンクロージャに取り付けられる少なくとも１つのさらなるドライバとを含み、
−  前記さらなるドライバは、サブ容積が前記内部容積の内側に形成されるように、前記エンクロージャの内側に取り付けられ、前記サブ容積が、前記ドライバ、前記ドライバと前記前部分の間のスペーサ、および前記エンクロージャの前記前部分により制限される、
−  少なくとも１つの第１のポートは、前記サブ容積から周囲容積へと、前記エンクロージャの側方部分または後方部分のいずれかに開口するように適合される、スピーカであって、
−  前記サブ容積に音響的に接続される少なくとも１つの共振器を含み、前記共振器は、前記サブ容積の望ましくない共振の少なくとも１つに同調されることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記共振器は、広帯域特性を有する抵抗性共振器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記共振器は、ＰＥＳウール、連続気泡フォーム材料、ガラス繊維、ミネラルウール、フェルト、または他の繊維質の、連続気泡、もしくは多孔質材料、あるいは代替的に、材料は、気泡サイズもしくは繊維サイズが、１μｍ（マイクロメートル）から１ｍｍ（ミリメートル）の寸法範囲にある連続気泡または繊維構造であるように、前記容積に代えて製作される任意の固体材料などの減衰材料を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記共振器は、パネル共振器またはヘルムホルツ共振器などのリアクティブ性共振器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記サブ容積は、Ｗ／Ｌの比が、通常、約１．８である、１．２〜２．５の範囲にあるように、幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記エンクロージャは、金属製、通常はアルミニウム製であり、前記共振器は、このエンクロージャの一体部分であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前ポートの平面、および前記第１のポートのいずれかの平面は、０度よりも大きく、好ましくは、前記第１のポートが前記後方部分に位置していないとき、４５度を超える角度αを有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項８】
−  第１の周波数帯域、および対応する第１の音響軸を生成するように構成された第１のドライバと、
−  前記第１の周波数帯域とは異なるが、クロスオーバ領域で重複し得る第２の周波数帯域を生成するように構成された第２のドライバであって、前記第２の周波数帯域は、第２の音響軸を有する、第２のドライバと、
−  前記ドライバに取り付けられた前部分、側方部分、および後方部分を有し、エンクロージャの前部分上で前記第１のドライバの周囲に位置する３次元的な導波管を備える前記エンクロージャとを含み、
−  前記３次元的な導波管は、前記第１の周波数帯域の音波を、本質的に、音響的に反射して、前記第１の音響軸に対して角度を付けた方向に伝達する音響的に選択的に透過性のある部分を備え、
−  前記選択的に透過性のある部分は、前記第２の周波数帯域の音波に対して本質的に透過性があり、前記選択的に透過性のある部分を通して、前記第２の音響軸の方向に伝達する、
−  前記第２のドライバは、前記音響的に選択的に透過性のある部分の後方の、前記エンクロージャの内側に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第１のポートの合計面積は、通常、前記前ポートの面積の５〜５０％であり、有利には、前記前ポートの面積の１０〜２０％の範囲であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１０】
前記第１のポートは、前記エンクロージャの前記後方部分へのチャネルまたは導体により形成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１１】
前記第１のポートの平面は、第１の音響軸に対して８０〜１８０度の角度を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１２】
前記第２の音響軸は、前記第１の音響軸と同軸ではないことを特徴とする、請求項１から１１のいずれかの請求項を有する請求項に記載のスピーカ。
【請求項１３】
前記第２の音響軸は、前記第１の音響軸と平行ではないことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１４】
前記選択的に透過性のある部分は、多孔質材料製であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１５】
前記選択的に透過性のある部分は、細孔の直径が１ｍｍより小さい多孔質材料製であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１６】
前記選択的に透過性のある部分は、約１〜５ｍｍの厚さを有するフェルト製であることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１７】
前記選択的に透過性のある部分は、約１〜２０ｍｍの厚さを有する連続気泡プラスチックフォーム製であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１８】
前記選択的に透過性のある部分は、ツイータを除く、スピーカ前面全体を覆うことを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項１９】
前記選択的に透過性のある部分は、前記開口部だけを覆うことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２０】
前記第１のドライバは、２つの同軸ドライバを含むことを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２１】
前記第１のドライバは、１つのドライバだけを含むことを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２２】
前記選択的に透過性のある部分は、金属から作られることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２３】
前記選択的に透過性のある部分は、金属メッシュから作られることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２４】
前記選択的に透過性のある部分は、いくつかの層の金属メッシュから作られることを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２５】
前記選択的に透過性のある部分は、打ち抜き孔を有するいくつかの層の金属シートから作られることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２６】
前記選択的に透過性のある部分は、０．２〜２ｍｍの範囲で互いに離間されたシートから作られることを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項２７】
前記スピーカは、バスレフ型スピーカであることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカに関する。詳細には、本発明は、導波管を備えるスピーカに関する。
【０００２】
正確には、本発明は、請求項１のプリンブル部分に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術においては、２つ以上のドライバを有するスピーカ（マルチウェイスピーカ）は特に、スピーカの正面バッフル面（フェース）上の不連続性により生ずる音が回折する問題を示している。実際には、高周波数ドライバ（ツイータ）が、この意味において最も重要な部分である。本出願の出願人は、ツイータの周囲が、単に、ツイータおよび／もしくはミッドレンジドライバ、または代替的に、同軸のミッドレンジ／ツイータドライバのいずれかに向けた、高周波数およびミッドレンジ周波数オーディオ信号に対する連続的な導波管として形成される解決策を作成してきた。
【０００４】
本出願では、この種の音源は導波管ドライバと呼ばれ、またそれらは、この３次元導波管構造の中心に位置する任意のドライバを含む。これらの解決策により、良好な音質、および音エネルギーの正確な方向付けが達成され得る。しかし、放射の指向性を制御するための導波管の周波数範囲および有効性は、導波管により覆われる表面積により、従って、スピーカの前面バッフル（フェース）の寸法により、大部分決定される導波管の寸法に依存する。小さな導波管面積は、指向性制御を、ツイータ範囲だけになど、高周波数に限定する。大きな導波管面積は、指向性制御の周波数範囲を、ミッドレンジドライバ周波数範囲などの、低周波数の方向に広げることを可能にする。
【０００５】
小寸法のスピーカが設計される場合、すべてのドライバは、通常、導波管（低周波数放射体、ウーハなど）の中心に配置され得ず、これらの他のドライバおよびドライバそれ自体により占められる表面積が、導波管に利用可能なバッフル面積を制限するか、オーディオエネルギーの有害な回折をさらに生成するかのいずれかであり、聴取者に聞こえるオーディオ信号の品質を悪化させることになる。
【０００６】
従来技術では、スピーカの前面側に１つまたは複数の導波管を備えたスピーカを作成する試みが行われている。本出願の出願人は、例えば、ＥＰ出願１４１６８９２５．７、および出願ＰＣＴ／ＦＩ２０１４／０５０７５７など、このような様々な解決策を以前に作成している。これらの出願において、解決策が提示されており、非同軸のドライバは、それらが、エンクロージャの前面（フェース）上に作られた導波管形態を乱さないように配置されており、もし同じ面（エンクロージャの前側（フェース））上に配置された場合、それらは、選択された周波数において固体表面として機能し、また導波管がそれに向けて設計されている音源により放出される周波数の貫通を制限するが、他方で、他の周波数、より詳細には、非同軸のドライバにより放出される、通常、ウーハが発する周波数に透過性のある材料によって覆われるので有利である。
【０００７】
ドライバによる空気の容積変位は、空気の流れを可能にする十分な開口部を必要とするため、低周波数ドライバを覆うことは、ドライバの動的性能にいくつかの問題を生ずるおそれがある。加えて、ウーハの前のサブ容積は、望ましくない共振を生ずる可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的
本発明によれば、上記で述べた問題の少なくともいくつかは、スピーカの合計容積が、可能な限り小さく留まるように、ウーハの容積に対して、抵抗性共振器またはリアクティブ性共振器のいずれかを音響的に結合することにより解決される。これらの共振器は、同軸要素の周囲に少なくとも部分的に配置されると有利である。さらに本発明の目的は、ウーハの動的性能を向上させることである。
【０００９】
より具体的には、本発明によるスピーカは、請求項１の特徴付け部分において述べられるものにより特徴付けられる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、スピーカは、サブ容積に音響的に接続される少なくとも１つの共振器を含み、共振器は、サブ容積の少なくとも１つの望ましくない共振に同調される。
本発明で得られる利点
本発明の支援により、かなりの利点が得られる。
【００１１】
本発明の一実施形態の助けを借りると、低周波数ドライバは覆うことができるが、ウーハのサブ容積により生ずる共振に関する問題は抑制され得る。いくつかの実施形態では、その抑制は、異なる周波数に同調された複数の共振器によって複数の周波数で行うことができる。
【００１２】
本発明の助けを借りると、スピーカの前面（フェース）全体は、バスドライバのサブ容積の形成に何らかの妨げる共振を生ずることなく、スピーカの全体容積を可能な限り小さく保ったままで、中間周波数および高周波数に対する連続的な導波管として形成され得る。この手段により、１８〜２００００Ｈｚのオーディオ範囲全体が、正確に１つの「スイートスポット」に方向付けられ、さらに音のエネルギーの残りのものが、スピーカのすべての導波管形態により、リスニングルームに分割され、したがって、本質的に、スピーカのエンクロージャそれ自体は、主方向以外の方向における周波数応答に影響を与えないようにする。
【００１３】
言い換えると、バッフルプレート全体が、平坦であるか、導波管として一部だけ湾曲しているかのいずれかである従来のスピーカにおいて、「スイートスポット」以外の他の方向へと形成される信号は、制御されない状態で、リスニングルームの壁から反射されることになる。しかし、本発明は、音圧がすべての方向に最適に配分され、それによりさらに、壁の反射が人の耳に自然に聞こえるエンクロージャを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下では、本発明のいくつかの好ましい実施形態が、添付図面を参照して述べられる。
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態によるスピーカの正面図。
【図２】図１によるスピーカの横断面図。
【図３】図１によるスピーカの詳細な横断面図。
【図４】本発明によるウーハキャビティ、および対応する共振器の周波数応答のグラフを示す図。
【図５】本発明によるウーハのサブ容積の横断面図。
【図６】本発明による第２のウーハのサブ容積の横断面図。
【図７】本発明による第３のサブ容積の横断面図。
【図８ａ】本発明によるウーハの正面図。
【図８ｂ】図７ａのウーハの断面Ａ−Ａを示す図。
【図９】本発明による第３のウーハのサブ容積の横断面図。
【図１０】本発明の１つの代替の実施形態によるスピーカの正面図。
【図１１】図９によるスピーカの横断面図。
【図１２】本発明の別の好ましい実施形態によるスピーカの正面図。
【図１３】本発明の１つの好ましい実施形態によるスピーカシステムの図。
【図１４】本発明の１つの好ましい実施形態によるスピーカの横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
使用される用語のリスト
１  スピーカ
２  エンクロージャ
３  導波管ドライバ、さらに同軸ドライブまたはツイータだけ
４  ウーハ、低周波数ドライバ、付加的ドライバ
５  ウーハに対する前ポート（開口部）、エンクロージャ２の表面上の外側リムを有する低周波数ドライバ、リムは前ポートのリムの平面を画定する
６  音響的に選択的に透過性のある層
７  音響的に透過性のある層に対する支持構造
８  ３次元的な導波管表面、さらに、滑らかな連続する表面を有する主な音響パワーを放出するエンクロージャ２の前面（フェース）であり、導波管ドライバ３の中心周りで軸方向に対称的な機構を備える
９  複数のスピーカに対するスイートスポット
１０  第１の音響軸
１１  第２の音響軸
１２  ツイータ
１３  ミッドレンジドライバ
１５  エンクロージャの前部分（壁）、（導波管表面８とすることもできる）、前面バッフル部分、前部分は、主な音響パワーを放出し、また導波管表面８を含み、第１の音響軸１０に直角な平面２８を有する
Ｂ１  導波管ドライバ３の周波数帯域
Ｂ２  非同軸ドライバ４の周波数帯域
Ｃ  帯域Ｂ１とＢ２の間のクロスオーバ周波数帯域
ｄ  パネル共振器のキャビティ深さ
２０  第１のポート、さらにエンクロージャ表面に第１のポート平面を画定する外側リムを有する側方開口部
２１  エンクロージャの側方部分（壁）
２２  サブ容積、さらに、ウーハの前空間、低周波数ドライバ、内部容積２７の一部
Ｗ  サブ容積の幅
Ｌ  サブ容積の長さ
２３  ドライバ４とエンクロージャ２の間のスペーサを形成するサブ容積（前空間）の側壁、側壁２３の中央における接線は、前部分１５の平面２８に対してゼロとは異なる角度を有し、通常、約９０度の角度である
２５  エンクロージャの後方部分、前部分１５の平面と通常平行な、後方部分２５の中央に形成される接線により画定される平面を有する。後方部分２５の平面は、本発明に従って、様々な異なる角度を有することができる。
２６  周囲容積
２７  エンクロージャ２の内部容積
２８  前部分の平面
２９  側方部分２１の平面、この部分の中心の接線によって決定される
３０  後方部分の平面、この部分の中心の接線により決定される
３１  前ポート５の平面
３２  第１のポート２０の平面、前ポート５の平面３１、および第１のポート２０のいずれかの平面３２は、０度より大きい角度αを有し、第１のポート２０が後方部分２５に位置していないとき、４５度を超えることが好ましい
３３  スペーサ、ウーハと前部分１５との間の部分、エンクロージャ２の一体部分または別要素のいずれかである
３４  反射ポート
α  前ポート５の平面３１と第１のポート２０の平面３２との間の角度
４０  共振器
４０’  サブ共振器
４１  共振器の抑制材料
４３  サブ容積の周波数応答
４４  共振器の周波数応答
ｆ0  共振周波数
４５  ヘルムホルツ共振器の首部
４６  ヘルムホルツ共振器のキャビティ
４７  ウーハカバー
４８  カバー管
５０  パネル共振器のパネル
【００１６】
図１によれば、本発明の一実施形態であるスピーカ１は、ツイータ１２と、その周囲にミッドレンジドライバ１３とを備える同軸の導波管ドライバ３を含む。同軸ドライバ３は、エンクロージャ２の前面（フェース）でもある３次元的な導波管表面８の中心に位置する。エンクロージャは、通常、有利には、アルミニウムである鋳造金属から作られる。λの（λtic）組合せなど、他の鋳造可能な、または成形可能な材料が、エンクロージャの材料として使用され得る。
【００１７】
導波管表面８は、ドライバ３の主な音響パワーを放出する。導波管８は、導波管ドライバ３の中心の周囲で軸方向に対称な機構を備える滑らかな連続面を有する。２つのウーハドライバ４は、エンクロージャ２の内側において、導波管ドライバ３の両側に対称的に配置され、第１のポートである狭いポート（開口部）２０は、エンクロージャ２から外に音響エネルギーを出すために、ウーハ４に対する導波管表面のすぐ後ろに形成される。これらの第１のポート２０は、この実施形態では、エンクロージャ２の狭い前端部にあり、またこれらポートは、聴取方向から部分的に見ることができる。言い換えると、第１のポート２０は、Ｕ字形のスロットである。
【００１８】
破線を用いて、ウーハ４と、ウーハサブ容積２２の外形と、ウーハサブ容積２２に接続された共振器４０の外形とが示される。共振器４０の機能は、ウーハのサブ容積２２の共振を抑制することである。これらの共振器４０は、同軸ドライバ３の後ろに部分的に位置し、各サブ容積２２は、同軸ドライバ３の両側に２つの共振器を有する。サブ容積２２は、Ｗ／Ｈの比が、約１．８であり、通常、１．０〜５の範囲にあるような幅Ｗおよび高さＨを有する。共振器４０は、通常、エンクロージャの一体部分である。
【００１９】
共振器は、この時間長さにおいて、最も長い寸法が、抑制すべき波長のλ／４、または代替的にλ／２であるような寸法である。言い換えると、サブ容積２２が、波長λで望ましくない共振を有する場合、共振器は、λ／４の長さにすべきである。周波数領域において、これは、共振ｆ0において、λ＝ｖ／ｆ0であることを意味し、ここで、ｖは音速である。有利には、共振器４０は、ＰＥＳウール、連続気泡フォーム材料、ガラス繊維、ミネラルウール、フェルト、または他の繊維質、連続気泡、もしくは多孔質材料、あるいは代替的に、材料は、気泡サイズもしくは繊維サイズが、１μｍ（マイクロメートル）から１ｍｍ（ミリメートル）の寸法範囲にある連続気泡または繊維構造であるように、その容積に代えて製作される任意の固体材料などの抑制材料４１で満たされる。
【００２０】
図２を参照すると、共振器４０はまた、同軸ドライバ３の後ろに少なくとも部分的に位置することができる。
【００２１】
図２および図３を参照すると、同軸ドライバの周囲に対称的に配置される２つのウーハ４は、ウーハがそれ自体の音響軸１１を有しているが、本質的に導波管ドライバ３と同じ、音響軸１０に沿ってポート２０を通して放射する等価な大きなウーハを形成する。
【００２２】
言い換えると、スピーカ１は、第１の周波数帯域Ｂ１および対応する第１の音響軸１０を生成するように構成された第１のドライバ３と、第１の周波数帯域Ｂ１とは異なるが、クロスオーバ領域で重複し得る第２の周波数帯域Ｂ２を生成するように構成された第２のドライバ４であって、その第２の周波数帯域Ｂ２は、第２の音響軸１１を有する、第２のドライバ４とを含む。エンクロージャ２は、前記ドライバ３、４を囲み、エンクロージャ２の前面に、また第１のドライバ３の周囲に位置する３次元的な導波管８を備える。
【００２３】
上記で述べたように、個々のウーハドライバの第２の音響軸１１は、第１の音響軸１０とは非同軸であるが、共に動作する複数の対称的なウーハ（等価なウーハドライバ）の得られた軸は、導波管ドライバ３である同軸ドライバと同じ音響軸を有する。しかし、この対称性は、本発明のすべての実施形態において必要なものではない。軸１０および軸１１は平行または非平行であり得る。
【００２４】
図２および図３を参照すると、ウーハ４は、サブ容積２２が、ウーハ４の前に形成され、ウーハ４それ自体および側壁２３により制限されるように、エンクロージャ２の内側に位置する。共振器４０は、サブ容積２２に音響的に接続される。適切な抑制材料４１が、望ましくない周波数をさらに減衰させるために、共振器４０の内側で使用され得る。
【００２５】
サブ容積（前空間）２２の側壁３３は、ドライバ４とエンクロージャ２の間のスペーサを形成し、サブ容積２２を、エンクロージャ２の内部容積２７の残りの部分から封止する。より詳細には、内部容積２７は、エンクロージャ２の壁、すなわち、前部分１５、側方部分２１、および後方部分２５により制限される。
【００２６】
通常、第１のポート２０は、第１の軸１０および第２の軸１１に対して実質的に直交するように、最も好ましくは、これらの軸に対して６０〜１２０度の範囲で方向付けられる。しかし、第１のポート２０は、例えば、チャネルにより、エンクロージャ２の後方部分２５へと導かれる場合、第１のポート２０の方向と、軸１０および軸１１の方向の間の差は、１８０度にもなる可能性がある。
【００２７】
第１のポート２０の合計面積は、重要な機能であり、したがって、第１のポート２０は、諸図で示されるように、各ウーハ４に対して１つだけの単一の第１のポート２０とすることができるが、または１つの単一のポートに対応する面積を備えた格子状の複数の第１のポート２０から形成され得る。
【００２８】
第１のポート２０は、３次元的な導波管表面８を乱すべきではなく、したがって、それらは、エンクロージャ２の側方部分２１上に位置すると有利である。当然であるが、これらの第１のポート２０は、適切な管またはチャネル（図示せず）によってエンクロージャ２の後方部分２５に導かれ得る。言い換えると、第１のポート２０は、エンクロージャ２の前部分１５の３次元的な導波管８の外側の領域への通気路を形成する。
【００２９】
図４のグラフは、ｆ0において１つの共振を有するウーハ４のサブ容積２２の周波数応答（実線）と、サブ容積２２に音響的に接続された共振器４０の対応する周波数応答（破線）とを示しており、共振器４０は、サブ容積２２の望ましくない共振を補償する。
【００３０】
図５は、サブ容積の２つの望ましくない周波数に対する異なる長さを有する２つの抵抗性共振器（４０）を備えた代替的な実施形態を示す。さらに、有利には、抑制材料で満たされた、１つまたは複数の抵抗性の広帯域共振器が使用され得る。この場合、共振器キャビティの機械的寸法（長さ、幅、および深さ）は、共振器の１つまたは複数の同調周波数の同調を画定する。
【００３１】
図６は、１つのリアクティブ性ヘルムホルツ共振器４０を備えた代替的な実施形態を示す。一般に、リアクティブ性共振器は、高い品質ファクタを有し、またそれらは、非常に有効な狭帯域共振器である。さらに、これらのタイプの共振器は、いくつかの鋭い望ましくない共振がある場合、１つのサブ容積２２内にいくつかを取り付けることができる。このタイプの共振器はまた、１つまたは複数の望ましくない周波数ｆ0に同調される。ヘルムホルツ共振器の寸法は、以下で説明される。
【００３２】
共振は、共振器４０の音響的空気量の首部分と、共振器のチャンバの空気容積の音響コンプライアンスにより生成される一連の共振回路との効果から生ずる。共振周波数の近くのヘルムホルツ共振器は、サブ容積２２の望ましくない共振を減衰する。共振器４０の首部−キャビティシステムは、共振器のキャビティの空気容積と、首部の直径およびその長さとから導出され得る。
【００３３】
【数１】
2020518175.tif 000003
【００３４】
式中、ｆ0は共振周波数であり、ｃは音速であり、Ａは首部の断面積であり、Ｌは、首部の長さであり、またＶはチャンバの容積である。
【００３５】
図７は、共振器として１つのリアクティブ性パネル共振器を備えた代替的な実施形態を示す。この実施形態は、単位当たりのパネル５０の質量と、キャビティ深さｄに基づいて、以下の方法で寸法が示される。
【００３６】
パネル共振器／薄膜吸収器共振周波数ｆは、以下のように定義される。
【００３７】
【数２】
2020518175.tif 000004
【００３８】
ここで、ｍは、
ｍ＝パネル５０の単位面積当たりの音響質量（ｋｇ／ｍ2）
ｄ＝キャビティ深さ
薄膜固定の剛性は、無視できるものと仮定される。
【００３９】
図８ａは、平坦なカバー４７と、ヘルムホルツ共振器を同様に形成する短い管４８とを有するウーハ４を上面図として示しており、管は首部であり、またカバーとウーハコーンの間の容積は、共振器の容積を形成する。図８ｂでは、この解決策が、Ａ−Ａ断面として示されている。同調原理は、図５および図６と同じである。
【００４０】
図９は、別の代替的な解決策を示しており、共振器４０は、前面バッフル部分および１５と、ウーハのサブ容積２２との間に形成される。共振器は、何らかの首部分を有しない抵抗性タイプ、またはサブ容積２２への開口部が管として作られている場合はリアクティブ性タイプのいずれかとすることができる。同調原理は、前の図と同じである。
【００４１】
本発明によるスピーカは、通常、よく知られたバスレフ原理に従って機能し、低周波数ドライバ４は、エンクロージャの内側に含まれる空気容積２７と、図２の反射ポート３４の内側に含まれる空気容積のコンプライアンスの助けを借りて共振に同調される。
【００４２】
本発明の一実施形態が（図１０〜図１１）さらに、以下のように述べられ得る。
【００４３】
スピーカ１は、内部容積２７を画定し、また内部容積２７とエンクロージャ２の周囲容積２６との間に流体通路を提供するための前ポート５を有する前面バッフル部分１５（前部分）と、バッフル部分１５の周辺から後方に延びる側方部分２１とを含むエンクロージャ２を備える。側方部分２１は、側壁またはエンクロージャ２を形成する。エンクロージャは、後方部分２５をさらに含み、それは、通常、本質的に、前面バッフル部分１５と平行であり、エンクロージャ２の後ろ側を形成する。スピーカ１は、エンクロージャ２に取り付けられるドライバ４をさらに備え、したがって、ドライバ４は、バッフル部分１５から距離を置いて配置され、サブ容積２２が、スペーサ３３によって、ドライバ４とバッフル部分１５との間に形成されるように、エンクロージャ２の内側にサブ容積２２を形成し、ここにおいて、前記前ポート５は、サブ容積２２と、エンクロージャ２の周囲容積２８との間で前ポートとして働く。この実施形態によれば、第１のポート２０は、サブ容積２２と周囲容積２６とを互いに接続するために、側方部分２１または後方部分２５のいずれかにおいて、エンクロージャ２に形成される。
【００４４】
図１０によれば、本発明の一実施形態である２つのウーハドライバ４は、エンクロージャ２の内側の導波管ドライバ３の両側に配置され、適切なポート（開口部）５が、音響エネルギーをエンクロージャ２から外に出すために、ウーハ４に対して形成される。
【００４５】
図１１を参照すると、開口部５は、導波管表面８の一部を形成する音響的に透過性のある層６によって覆われる。必要に応じて、音響的に透過性のある層６は、支持バー７を用いて、下方から支持され得る。ウーハドライバ４は、通常、音響的に透過性のある層６から離間される。
【００４６】
図１０を参照すると、２つのウーハ４は、ウーハがそれら自体の音響軸１１を有しているが、本質的に、導波管ドライバ３と同じ音響軸１０に沿って放射する等価な大きなウーハを形成する。
【００４７】
言い換えると、スピーカ１は、第１の周波数帯域Ｂ１、および対応する第１の音響軸１０を生成するように構成された第１のドライバ３と、第１の周波数帯域Ｂ１とは異なるが、クロスオーバ領域で重複することのできる第２の周波数帯域Ｂ２を生成するように構成された第２のドライバ４とを含み、その第２の周波数帯域Ｂ２は、第２の音響軸１１を有する。エンクロージャ２は、前記ドライバ３、４を囲み、またエンクロージャ２の前面上で、第１のドライバ３の周囲に位置する３次元的な導波管８を備える。３次元的な導波管８は、本質的に、第１の周波数帯域Ｂ１の音波に対して音響的に反射して、第１の音響軸１０へと角度を付けた方向に伝達する音響的に選択的に透過性のある部分６を備え、導波管部分６は、本質的に、第２の周波数帯域Ｂ２の音波に対して透過性があり、導波管部分６を通して第２の音響軸の方向に伝達し、また第２のドライバ４は、音響的に選択的に透過性のある部分６の後ろでエンクロージャ２の内側に位置する。
【００４８】
上記で述べたように、個々のウーハドライバの第２の音響軸１１は、第１の音響軸１０と同軸ではないが、共に動作する複数のウーハ（等価なウーハドライバ）の得られた軸は、導波管ドライバ３である同軸ドライバと同じ音響軸を有する。しかし、この対称性は、本発明のすべての実施形態において必要なものではない。軸１０および軸１１は、平行または非平行であり得る。
【００４９】
図１０および図１１を参照すると、ウーハ４は、サブ容積２２が、ウーハ４の正面に形成され、ウーハ４それ自体、側壁２３、および音響的に選択的に透過性のある層６により制限されるように、エンクロージャ２の内側に位置する。共振器４０は、サブ容積２２に接続され、サブ容積２２によって生成された望ましくない周波数へと同調される。共振器４０は、抵抗性またはリアクティブ性のいずれかとすることができる。抵抗性共振器を用いると、抑制特性は、広帯域タイプのものである。言い換えると、抵抗性共振器によって生成される中心周波数ｆ0付近のノッチは、リアクティブ性共振器におけるようには、鋭くない。サブ容積（前空間）２２の側壁３３は、ドライバ４とエンクロージャ２の間のスペーサを形成し、サブ容積２２を、エンクロージャ２の内部容積２７の残りのものから封止する。より詳細には、内部容積２７は、エンクロージャ２の壁により、すなわち、前部分１５、側方部分２１、および後方部分２５により制限される。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態では、音響的に選択的に透過性のある層６は、機械的に保護する格子によって置き換えることができ、格子は、この場合、サブ容積ならびに内部容積２７を制限する。ウーハ４の動作を最適化するために、第１のポート２０が、サブ容積２２の側壁２３に、またエンクロージャ２の側方部分２１に対して形成されると有利である。これらの第１のポート２０を用いない場合、ウーハ４の性能は損なわれ得る。第１のポート２０は、例えば、図で示されるように短い側方部分２１上に、または代替的に、長い側方部分２１になど、側方部分２１のいずれかに配置され得る。
【００５１】
通常、第１のポート２０は、第１の軸１０および第２の軸１１に対して実質的に直交するように、最も好ましくは、これらの軸に対して６０〜１２０度の範囲で方向付けられる。しかし、第１のポート２０は、例えば、チャネルにより、エンクロージャ２の後方部分２５へと導かれる場合、第１のポート２０の方向と、軸１０および軸１１の方向の間の差は、１８０度にもなる可能性がある。
【００５２】
これらの第１のポート２０の面積は、ウーハ４に対する開口部５の面積の、通常５〜５０％であり、最も有利には、ウーハ４に対する開口部５の面積の１０〜２０％の範囲である。第１のポート２０の合計面積は、重要な機能であり、したがって、第１のポート２０は、諸図で示されるように、各ウーハ４に対して１つだけの単一の第１のポート２０とすることができるが、または１つの単一のポートに対応する面積を備えた格子状の複数の第１のポート２０から形成され得る。
【００５３】
第１のポート２０は、３次元的な導波管表面８を乱すべきではなく、したがって、それらは、エンクロージャ２の側方部分２１に位置すると有利である。当然であるが、これらの第１のポート２０は、適切な管またはチャネル（図示せず）によって、エンクロージャ２の後方部分２５に導かれ得る。言い換えると、第１のポート２０は、エンクロージャ２の前部分１５の３次元的な導波管８の外側の領域への通気路を形成する。
【００５４】
通常、第２のドライバ４は、音響的に選択的に透過性のある部分６の後ろのエンクロージャ２の内側に位置し、またそれから離間されており、したがって、サブ容積２２は、エンクロージャ２の内側に形成され、ドライバ４により、またドライバ４とエンクロージャ２の前部分１５との間のスペーサとして形成された側壁２３により、内側容積２７から離間される。
【００５５】
音響的に選択的に透過性のある層６に関して、本質的に反射することは、音響エネルギーの少なくとも５０〜１００％、好ましくは、８０〜１００％の範囲の反射または吸収を意味する。
【００５６】
同様にして、本質的に透過性のあることは、音響エネルギーの少なくとも５０〜１００％、好ましくは、８０〜１００％の範囲の透過性を意味する。
【００５７】
以下では、音響的に選択的に透過性のある層６のさらに有利な特性が示される。
【００５８】
層６の厚さは、
・フェルト、約１・・・５ｍｍの厚さ
・連続気泡プラスチックフォーム、約１〜２０ｍｍの厚さ、１ｍｍ未満の細孔直径
・それ自体、または層６の一部としての薄い織物
であると有利である。
【００５９】
層６は、導波管ドライバ３の音響放射を減衰すべきである、これは、通常、６００Ｈｚを超える周波数を意味する。
【００６０】
言い換えると、層６は、周波数に応じた音響インピーダンス（または吸収）を有すべきであり、したがって、以下のように音響フィルタとして機能する。
【００６１】
○ウーハドライバ４からの音が通過するときは、低域通過
○導波管ドライバ３からの高周波数に対する減衰（例えば、高域損失を有する乱れまたは吸収により生ずる）、中間および高周波数において音響波の強力な反射を生ずる
○ドライバ３の高周波数に対する高反射率
以下のように、層６が孔もしくは細孔、またはそれらの組合せから形成されると有利である。
【００６２】
○単一の層６が使用される場合、孔は、１ｍｍより小さい直径を有するべきである
○複数の層６が使用される場合、１ｍｍより小さい直径を有する孔が有効であり得る
○さらに、複数の層６が使用される場合、１ｍｍより大きい直径を有する孔が有効であり得る（まだ試験されていない）
○フェルトおよび連続気泡プラスチックなどの微細構造が有効である
層６のための理想的な材料に対する特性は以下のものである。
【００６３】
○気体透過性（＝多孔質）
○クロスオーバ周波数Ｃまでは低い音響損失（ウーハ４）
○クロスオーバ周波数ｃのわずかに上で高い音響反射率
○上記の基準を満たす知られた材料は、
・フェルト、約１・・・５ｍｍの厚さ
・連続気泡プラスチックフォーム、約１〜２０ｍｍの厚さ、１ｍｍ未満の細孔直径
層６は、スピーカ前面（ツイータ１２は除く）、または孔５だけを覆うことができる。
【００６４】
層６はまた、多孔性および周波数特性に対する上記の要件に従って、１つまたはいくつかの層を備えたメッシュもしくは格子のような金属構造としても形成され得る。この種の構造は、例えば、約０．２〜２ｍｍの厚さの孔が開けられた金属シートまたはプレートの積層により形成することもできる。この種の積層の特性は、孔または細孔の配置（分布）、孔または細孔のパーセンテージ（開口性）、および互いに対するプレートの間隔により調整され得る。孔または開口部直径は、通常、約０．３〜３ｍｍで変わり得る。シートまたはプレートの間の間隔は、通常、約０．２〜２ｍｍである。
【００６５】
上記で述べた金属構造は、その特性が、自由に調整され得ること、および色などの外部特性も同様に、制限なく選択され得るため有利である。
【００６６】
クロスオーバ周波数Ｃは、通常、以下のものである。
【００６７】
○低い周波数ｆ＜６００Ｈｚ（ウーハ出力範囲）
○高い周波数ｆ＞６００Ｈｚ（ミッドレンジおよび／またはツイータ出力範囲）
大きな導波管８と組み合わせた本発明によれば、
○ウーハ４は導波管表面８の後ろに置かれる
○２つ以上（例えば、４）のウーハ４が、指向性を得るために使用され得る、ウーハは、同軸ドライバに対して対称的に配置され得る
１つだけのウーハを備えた実施形態も可能であるが、スピーカエンクロージャの前面バッフルのサイズと組み合わせたウーハ表面を変位させる空気のサイズにより提供されるものを超える、低周波数に対する指向性が得られることはない。
【００６８】
本発明の代替的な実施形態では、選択的に透過性のある部分６は、選択的な透過性の完全な特性を有しない機械的な保護格子により置き換えられ得る。
【００６９】
図１２によれば、共振器は、複数の独立したサブ共振器４０’へと分割され、それぞれが、それ自体の共振周波数を有することができる。
【００７０】
図１３は、本発明によるスピーカ１の典型的な位置決めを示しており、スピーカは、スイートスポット９である聴取位置に方向付けられる。エンクロージャ２の正面全体が、導波管８として形成されることにより、非常に良好な指向性が達成される。加えて、導波管形態８は、リスニングルームにおけるすべての方向に対して、すべての周波数の一様な配分を生じさせ、したがって、壁、天井、および床からの反射は、音の色付けを生じない。図１３はまた、スピーカ１のエンクロージャ２の前部分１５、側方部分２１、および後方部分２５を示している。
【００７１】
図１４では、抑制材料４１が共振器キャビティ４０内に位置するスピーカが提示されている。図の上側キャビティ４０だけが、材料で満たされているが、実際には、上側と下側キャビティ４０の両方が、抑制材料で満たされるようになる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８ａ−８ｂ】
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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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【国際調査報告】
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