JP2000308175A - メカニカルフィルタおよびテレビジョンセット - Google Patents
メカニカルフィルタおよびテレビジョンセットInfo
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音響ホーンが呈する音声表現のひずみを、単
純かつ効果的な解決法により低減すること。さらに、共
鳴ピークを除去する音響システム用のメカニカルフィル
タであって、残りの音響周波数スペクトル領域ではシス
テムの音響レスポンスに摂動を導入しないメカニカルフ
ィルタを提供すること。 【解決手段】 少なくとも１つのスピーカと、スピーカ
と関連した音響ホーンと、ホーンの一方の開口端であ
り、スピーカの振動板のエッジに固定されている開口端
と、ホーンの他方の開口端であり、音響出力部を画定す
る開口端とからなるメカニカルフィルタにおいて、ホー
ンは剛性管壁からなり、その管壁は部分的に柔軟性を有
するようにされており、ホーンの柔軟部はホーン内側の
音響的圧力により振動することができ、それにより剛性
ホーンの音響レスポンスにおける共鳴ピークをフィルタ
または吸収するように構成する。
純かつ効果的な解決法により低減すること。さらに、共
鳴ピークを除去する音響システム用のメカニカルフィル
タであって、残りの音響周波数スペクトル領域ではシス
テムの音響レスポンスに摂動を導入しないメカニカルフ
ィルタを提供すること。 【解決手段】 少なくとも１つのスピーカと、スピーカ
と関連した音響ホーンと、ホーンの一方の開口端であ
り、スピーカの振動板のエッジに固定されている開口端
と、ホーンの他方の開口端であり、音響出力部を画定す
る開口端とからなるメカニカルフィルタにおいて、ホー
ンは剛性管壁からなり、その管壁は部分的に柔軟性を有
するようにされており、ホーンの柔軟部はホーン内側の
音響的圧力により振動することができ、それにより剛性
ホーンの音響レスポンスにおける共鳴ピークをフィルタ
または吸収するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音響システム用のメ
カニカルフィルタに関する。当該フィルタを応用できる
いくつかの例から、テレビジョンセットに関する応用例
を引用する。
カニカルフィルタに関する。当該フィルタを応用できる
いくつかの例から、テレビジョンセットに関する応用例
を引用する。
【０００２】
【従来の技術】最近、テレビジョンセット選択の基準に
関して消費者はますます注文が多くなっている。一方で
は画像および音声の技術的な質を求め、他方ではテレビ
ジョンセット外観の視覚的な美しさを求める。良好な音
質を、とりわけ中音域（３００Ｈｚと５ｋＨｚの間）お
よび低音域（２０Ｈｚと３００Ｈｚの間）において確保
するために、振動板のサイズの大きいスピーカが必要で
あるが、これはかなりかさばる。機能的で美しい外観を
確保するために、テレビジョンセット前面の表示画面を
囲む部分のディメンジョンを縮小する。このためには、
表示画面の側部それぞれに配置される音響カラムは目立
たず細長いことが必要であるが、とりわけ１６／９型の
テレビジョンセットに対して必要である。
関して消費者はますます注文が多くなっている。一方で
は画像および音声の技術的な質を求め、他方ではテレビ
ジョンセット外観の視覚的な美しさを求める。良好な音
質を、とりわけ中音域（３００Ｈｚと５ｋＨｚの間）お
よび低音域（２０Ｈｚと３００Ｈｚの間）において確保
するために、振動板のサイズの大きいスピーカが必要で
あるが、これはかなりかさばる。機能的で美しい外観を
確保するために、テレビジョンセット前面の表示画面を
囲む部分のディメンジョンを縮小する。このためには、
表示画面の側部それぞれに配置される音響カラムは目立
たず細長いことが必要であるが、とりわけ１６／９型の
テレビジョンセットに対して必要である。
【０００３】結果的に、電子管とテレビジョンセットの
キャビネットの側壁との間にある空間を使用するよう
に、前面のやや後ろ側にスピーカを配置せざるをえな
い。中音域および高音域の音声は指向性モード（ direc
tional mode ）に従うことにより伝播するため、スピー
カが発する音声はテレビジョンセットの前面にある音響
カラムに侵入することが望ましい。これらの制約を満た
すために音声ガイドを使用するが、これはスピーカと音
響カラムを連結するダクトである。ダクトは、一方の開
口端が他方の開口端よりもフレアされている「ホーン」
形状を有し、本明細書中では以下「音響ホーン」と呼
ぶ。
キャビネットの側壁との間にある空間を使用するよう
に、前面のやや後ろ側にスピーカを配置せざるをえな
い。中音域および高音域の音声は指向性モード（ direc
tional mode ）に従うことにより伝播するため、スピー
カが発する音声はテレビジョンセットの前面にある音響
カラムに侵入することが望ましい。これらの制約を満た
すために音声ガイドを使用するが、これはスピーカと音
響カラムを連結するダクトである。ダクトは、一方の開
口端が他方の開口端よりもフレアされている「ホーン」
形状を有し、本明細書中では以下「音響ホーン」と呼
ぶ。
【０００４】音響ホーンは一般的に剛性プラスチックの
成形により製造される。ホーンのフレアされた端部は、
機械的締め付け具によりスピーカの振動板のエッジに固
定され、ホーンの他端の断面は長形であり、テレビジョ
ンセットの前面に配置されている音響カラムに平行にな
っており、このカラム内に侵入している。
成形により製造される。ホーンのフレアされた端部は、
機械的締め付け具によりスピーカの振動板のエッジに固
定され、ホーンの他端の断面は長形であり、テレビジョ
ンセットの前面に配置されている音響カラムに平行にな
っており、このカラム内に侵入している。
【０００５】そのような音響ホーンは機械的および美的
観点からは疑いなく満足のいくものであるが、音声表現
（ sound rendition ）に聞き手が知覚できるほどのひ
ずみを呈する。
観点からは疑いなく満足のいくものであるが、音声表現
（ sound rendition ）に聞き手が知覚できるほどのひ
ずみを呈する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、音響
ホーンが呈する音声表現のひずみを、単純かつ効果的な
解決法により低減することである。
ホーンが呈する音声表現のひずみを、単純かつ効果的な
解決法により低減することである。
【０００７】さらに、共鳴ピークを除去する音響システ
ム用のメカニカルフィルタであって、残りの音響周波数
スペクトル領域ではシステムの音響レスポンスに摂動を
導入しないメカニカルフィルタを提供することが、本発
明の別の課題である。
ム用のメカニカルフィルタであって、残りの音響周波数
スペクトル領域ではシステムの音響レスポンスに摂動を
導入しないメカニカルフィルタを提供することが、本発
明の別の課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によっ
て、少なくとも１つのスピーカと、該スピーカと関連し
た音響ホーンと、該ホーンの一方の開口端であり、スピ
ーカの振動板のエッジに固定されている開口端と、前記
ホーンの他方の開口端であり、音響出力部を画定する開
口端とからなるメカニカルフィルタにおいて、ホーンは
剛性管壁からなり、その管壁は部分的に柔軟性を有する
ようにされており、ホーンの当該柔軟部はホーン内側の
音響的圧力により振動することができ、それにより剛性
ホーンの音響レスポンスにおける共鳴ピークをフィルタ
または吸収するように構成して解決される。
て、少なくとも１つのスピーカと、該スピーカと関連し
た音響ホーンと、該ホーンの一方の開口端であり、スピ
ーカの振動板のエッジに固定されている開口端と、前記
ホーンの他方の開口端であり、音響出力部を画定する開
口端とからなるメカニカルフィルタにおいて、ホーンは
剛性管壁からなり、その管壁は部分的に柔軟性を有する
ようにされており、ホーンの当該柔軟部はホーン内側の
音響的圧力により振動することができ、それにより剛性
ホーンの音響レスポンスにおける共鳴ピークをフィルタ
または吸収するように構成して解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に示すのはキャビネットすな
わちボックス１を有するテレビジョンセットであり、電
子管（図示せず）を囲んでおり、表示画面（図示せず）
がテレビジョンセットの前面または正面の開口部２に配
置されている。開口部２のいずれの側にも音声すなわち
音響カラム３があり、各カラム内には音響ホーン５の長
形開口端４が侵入している。ホーン５の他方のフレア形
開口端はスピーカ６に固定されている。ホーン５はスピ
ーカ６が発した音声を、対応する音響カラム３に向けて
伝送する。
わちボックス１を有するテレビジョンセットであり、電
子管（図示せず）を囲んでおり、表示画面（図示せず）
がテレビジョンセットの前面または正面の開口部２に配
置されている。開口部２のいずれの側にも音声すなわち
音響カラム３があり、各カラム内には音響ホーン５の長
形開口端４が侵入している。ホーン５の他方のフレア形
開口端はスピーカ６に固定されている。ホーン５はスピ
ーカ６が発した音声を、対応する音響カラム３に向けて
伝送する。
【００１０】音響ホーン５を図２により詳細に示すが、
これは一定な長形の断面を有する部分５ａおよびフレア
部５ｂからなる。フレア部５ｂのフレア形開口端７は、
スピーカ６の振動板９のエッジまたはリム８に、ネジま
たはメカニカルクリップを使用することにより取り付け
られている。ホーン５はプラスチック、例えばポリスチ
レンの成形により製造され、管壁の厚みは２．５ｍｍか
ら３ｍｍのオーダーである。このようにして得られるホ
ーン構造体は剛である。
これは一定な長形の断面を有する部分５ａおよびフレア
部５ｂからなる。フレア部５ｂのフレア形開口端７は、
スピーカ６の振動板９のエッジまたはリム８に、ネジま
たはメカニカルクリップを使用することにより取り付け
られている。ホーン５はプラスチック、例えばポリスチ
レンの成形により製造され、管壁の厚みは２．５ｍｍか
ら３ｍｍのオーダーである。このようにして得られるホ
ーン構造体は剛である。
【００１１】この形式の剛性ホーンの音響レスポンス曲
線におけるゆがみに、発明者は注目した。実際、１８０
ｍｍ程度の長さのホーンに対しては、音響レスポンス曲
線の４４０Ｈｚ付近に共鳴ピークが生じる（図４曲線Ａ
参照）。つまり、音響ホーン５の開口端４において周波
数４４０Ｈｚ付近の音声が過度に増幅されて、その周辺
の周波数（１５０Ｈｚ〜３００Ｈｚおよび６００Ｈｚ〜
１ｋＨｚ）を損なうということである。これにより、テ
レビジョン視聴者でもある聞き手が知覚できるほどの音
響ひずみが生じる。この不可避の欠陥はホーン５が形成
する「オルガンパイプ」型の音響共鳴のために生じ、こ
れによると、共鳴ピークはパイプ長の４倍に等しい波長
に相当する（またはパイプ長が波長の４分の１に等し
い）。
線におけるゆがみに、発明者は注目した。実際、１８０
ｍｍ程度の長さのホーンに対しては、音響レスポンス曲
線の４４０Ｈｚ付近に共鳴ピークが生じる（図４曲線Ａ
参照）。つまり、音響ホーン５の開口端４において周波
数４４０Ｈｚ付近の音声が過度に増幅されて、その周辺
の周波数（１５０Ｈｚ〜３００Ｈｚおよび６００Ｈｚ〜
１ｋＨｚ）を損なうということである。これにより、テ
レビジョン視聴者でもある聞き手が知覚できるほどの音
響ひずみが生じる。この不可避の欠陥はホーン５が形成
する「オルガンパイプ」型の音響共鳴のために生じ、こ
れによると、共鳴ピークはパイプ長の４倍に等しい波長
に相当する（またはパイプ長が波長の４分の１に等し
い）。
【００１２】何回もテストを行い、可能な解決法を多数
考えた後、発明者は非常に単純かつ効果的な解決法に到
達した。これを図３および図４を参照して説明する。
考えた後、発明者は非常に単純かつ効果的な解決法に到
達した。これを図３および図４を参照して説明する。
【００１３】本発明は機械的振動現象を使用する。この
現象は細い板を、ホーン５内にある、かつスピーカ６に
より発生される音響的圧力を介して励振することにより
得られ、細い板の始めのいくつかの固有モードを用いる
ことによりホーンの音響レスポンスの不所望のピークを
吸収し、ホーンの音響的性能を改善する。本発明は任意
の音響システム（密閉型または位相反転型エンクロージ
ュア、ラビリンス（ labyrinths ）型、その他の音響ガ
イド等）に応用することができるが、これは本発明が所
定の容積（密閉されていてもいなくても）内でスピーカ
から発生した過剰圧力を使用するからである。
現象は細い板を、ホーン５内にある、かつスピーカ６に
より発生される音響的圧力を介して励振することにより
得られ、細い板の始めのいくつかの固有モードを用いる
ことによりホーンの音響レスポンスの不所望のピークを
吸収し、ホーンの音響的性能を改善する。本発明は任意
の音響システム（密閉型または位相反転型エンクロージ
ュア、ラビリンス（ labyrinths ）型、その他の音響ガ
イド等）に応用することができるが、これは本発明が所
定の容積（密閉されていてもいなくても）内でスピーカ
から発生した過剰圧力を使用するからである。
【００１４】本発明の実施例（図３）による解決法は満
足すべき結果を与えるが、その特徴はホーン５のフレア
部５ｂの剛性管壁に開口部１０を設けること、および開
口部１０を細いまたは柔軟な板１１で覆うことである。
これは板１１（開口部１０の境界に作り付けになってい
ると見なす）の機械的振動の第１固有モードが、弱める
べき共鳴周波数に調整されているように行われる。この
ようにして所望のフィルタリングが実現されるが、残り
の音響周波数スペクトル領域においてはシステムの音響
レスポンスは変更されない。板１１の材質（剛性、減衰
係数、厚み等）、ならびにスピーカ６に対する開口部１
０のディメンジョン、形状および位置を色々変えること
により、プラスチックの機械的振動によるノイズを発生
させることなく振動音響（ vibro-acoustic ）現象を最
適化することができる。
足すべき結果を与えるが、その特徴はホーン５のフレア
部５ｂの剛性管壁に開口部１０を設けること、および開
口部１０を細いまたは柔軟な板１１で覆うことである。
これは板１１（開口部１０の境界に作り付けになってい
ると見なす）の機械的振動の第１固有モードが、弱める
べき共鳴周波数に調整されているように行われる。この
ようにして所望のフィルタリングが実現されるが、残り
の音響周波数スペクトル領域においてはシステムの音響
レスポンスは変更されない。板１１の材質（剛性、減衰
係数、厚み等）、ならびにスピーカ６に対する開口部１
０のディメンジョン、形状および位置を色々変えること
により、プラスチックの機械的振動によるノイズを発生
させることなく振動音響（ vibro-acoustic ）現象を最
適化することができる。
【００１５】開口部１０のディメンジョンおよび板１０
の特性を決定するために、以下の式を使用するとよい：
の特性を決定するために、以下の式を使用するとよい：
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで Ｆ0：板の振動の第１固有モード周波数 Ｄ：板の曲げ剛性 Ｅ：材質に対するヤング率 ρ：材質の密度 μ：ポアソン比 ｈ：板の厚み ａおよびｂ：板が形成する矩形の辺の長さ である。
【００１８】上記の式（１）および式（２）より、厚み
が０．５ｍｍ、ディメンジョンが５７ｍｍ×３３ｍｍで
あるポリスチレン板の振動の第１固有モード周波数Ｆ0
を計算することができる。得られる値Ｆ0は約４５７Ｈ
ｚである。図４の曲線Ｂに示すのは、上述の特性を有す
る柔軟性板１１で覆われている開口部１０を備えたホー
ン５の音響レスポンスである。共鳴ピークが大幅に縮小
したことが分かるが、これはより良質な音声表現からも
明らかであり、実際、曲線Ａよりもひずみが小さい。
が０．５ｍｍ、ディメンジョンが５７ｍｍ×３３ｍｍで
あるポリスチレン板の振動の第１固有モード周波数Ｆ0
を計算することができる。得られる値Ｆ0は約４５７Ｈ
ｚである。図４の曲線Ｂに示すのは、上述の特性を有す
る柔軟性板１１で覆われている開口部１０を備えたホー
ン５の音響レスポンスである。共鳴ピークが大幅に縮小
したことが分かるが、これはより良質な音声表現からも
明らかであり、実際、曲線Ａよりもひずみが小さい。
【００１９】単純な実施例は、ホーン５を成形するとき
に開口部１０を直接設けること、および接着剤により取
り付けるポリスチレン板を使用することを特徴とする。
板１１はポリスチレン板を使用することにより確実に振
動機能を有し、接着剤は板をホーン５に固定し、かつ板
に減衰性を加えるように作用するが、これにより高調波
によるいかなる不所望な影響、および板１１の他の振動
モードを低減するようになっている。
に開口部１０を直接設けること、および接着剤により取
り付けるポリスチレン板を使用することを特徴とする。
板１１はポリスチレン板を使用することにより確実に振
動機能を有し、接着剤は板をホーン５に固定し、かつ板
に減衰性を加えるように作用するが、これにより高調波
によるいかなる不所望な影響、および板１１の他の振動
モードを低減するようになっている。
【００２０】開口部１０のディメンジョンおよび板１１
の厚みによっては、そして射出成形により製造される音
響システム（ホーン５のような）の場合は、板１１すな
わち振動する振動板を成形の際に部材に直接含めること
ができる。
の厚みによっては、そして射出成形により製造される音
響システム（ホーン５のような）の場合は、板１１すな
わち振動する振動板を成形の際に部材に直接含めること
ができる。
【００２１】扱うべきシステムのディメンジョンおよび
除去すべき欠陥の重要性によっては、この形式のシステ
ムを多数使用する必要が生じる。つまり複数の柔軟性板
１１により覆われた複数の開口部１０が必要となる。こ
れらの柔軟性板は同じディメンジョンにして狭い周波数
バンドのフィルタリング機能を強化することも、異なる
ディメンジョンにしてフィルタする周波数バンドを広げ
ることもできる。
除去すべき欠陥の重要性によっては、この形式のシステ
ムを多数使用する必要が生じる。つまり複数の柔軟性板
１１により覆われた複数の開口部１０が必要となる。こ
れらの柔軟性板は同じディメンジョンにして狭い周波数
バンドのフィルタリング機能を強化することも、異なる
ディメンジョンにしてフィルタする周波数バンドを広げ
ることもできる。
【００２２】一般的には、柔軟性板１１を剛性ホーン５
と同じ材質で製造する場合は、板の厚みは、対応する開
口部１０を取り囲む剛性管壁の厚みの１０％から３０％
の間に選ぶのが有利である。
と同じ材質で製造する場合は、板の厚みは、対応する開
口部１０を取り囲む剛性管壁の厚みの１０％から３０％
の間に選ぶのが有利である。
【図１】本発明を応用する環境としてのテレビジョンセ
ットを示す図である。
ットを示す図である。
【図２】剛性音響ホーンの図である。
【図３】本発明による管壁の一部が柔軟性を有するよう
になっている剛性音響ホーンの図である。
になっている剛性音響ホーンの図である。
【図４】図２および図３に示すホーンの音響レスポンス
曲線を比較する線図である。
曲線を比較する線図である。
４ 開口端 ５ 音響ホーン ６ スピーカ ７ フレア形開口端 ９ 振動板 １０ 開口部 １１ 柔軟性板
Claims (6)
- 【請求項１】 音響システム用のメカニカルフィルタで
あって、 少なくとも１つのスピーカ（６）と、 該スピーカと関連した音響ホーン（５）と、 該ホーンの一方の開口端（７）であり、スピーカの振動
板（９）のエッジ（８）に固定されている開口端と、 前記ホーンの他方の開口端（４）であり、音響出力部を
画定する開口端とからなるメカニカルフィルタにおい
て、 ホーン（５）は剛性管壁からなり、その管壁の部分（１
０、１１）は柔軟性を有するようにされており、 ホーンの当該柔軟部はホーン内側の音響的圧力により振
動することができ、 それにより剛性ホーンの音響レスポンスにおける共鳴ピ
ークをフィルタまたは吸収する、ことを特徴とするメカ
ニカルフィルタ。 - 【請求項２】 前記ホーンの柔軟部は、ホーン（５）の
剛性管壁に設けられた少なくとも１つの開口部（１０）
により形成され、該開口部は柔軟性板（１１）により覆
われている、請求項１記載のメカニカルフィルタ。 - 【請求項３】 柔軟性板（１１）はホーンの剛性管壁に
接着されている、請求項２記載のメカニカルフィルタ。 - 【請求項４】 柔軟性板（１１）はホーンの成形により
直接得られる、請求項２記載のメカニカルフィルタ。 - 【請求項５】 柔軟性板（１１）の厚みは、開口部（１
０）を取り囲む剛性管壁の厚みの１０％と３０％との間
である、請求項２乃至４いずれか１項記載のメカニカル
フィルタ。 - 【請求項６】 テレビジョンセットにおいて、 表示画面を囲むキャビネット（１）と、 前記表示画面に隣接する少なくとも１つの音響カラム
（３）と、 少なくとも１つのメカニカルフィルタであって、請求項
１乃至６いずれか１項に記載のメカニカルフィルタと、 前記音響カラム内に侵入している、ホーン（５）の音響
出力部（４）とを有する、ことを特徴とする、テレビジ
ョンセット。
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| FR9903964 | 1999-03-30 |
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| FR (1) | FR2791802A1 (ja) |
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