JP2003501849A - ポンプアクチュエータを有する音響発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の目的は、吸音手段を用いて干渉をなくすための、及び、信号、スピーチ及び音楽を再生するための音響発生器を生成することである。出力流れは、要求される音響信号に基づいてアクチュエータ（１６）によって制御され音響通路（１１）を経由して出ていき、補助通路（１１’）が閉じられた緩衝容積（１５）に作用する、微小及び極微小メカニカルエアポンプ（１２）によって好適に音響が生成される。従来型のラウドスピーカのエンクロージャと同様に、緩衝容積（１５）の機能は、音響通路（１１）と通路（１１’）の無効な双極の範囲外に音響単極を作ることである。圧力差が大きいエアポンプ（１２）の場合、それに応じて必要な緩衝容積は小さい。音響発生器の容積流は、音響通路（１１）において、微小メカニカル流量計（１８）によって測定され、要求値と実測値との比較に基づいて再調整できる。最終的に、流れ抵抗が大きい孔（１９）が緩衝容積中の空気圧力の変動とドリフトエラーとを平均化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、吸音により干渉を除去するための、音声及び音楽再生のための、及
び音響警報及び情報信号のための音響発生器に関する。

【０００２】 （背景技術） 本技術分野の用途での典型的な解決法は、数多くの特殊なバージョンを有する
電気力学的ラウドスピーカである。この技術の問題点は、特に低周波数領域にお
いて、外気の弾性剛性に起因して大きな構造容積が必要なことである。低域反射
型スピーカにおいては、共振弾性低減が達成できるのでエンクロージャの容積を
減少できるが、周波数応答と位相応答の悪化のためにコスト高となる。特に電気
力学的ラウドスピーカの携帯可能な配置による欠点は、関連する短いローディン
グサイクルによる低い能率である。他の技術的解決法は、アクチュエータとして
の気体エネルギーの使用である。例えば、回転継続器ディスクを有する船のサイ
レンは、理想的な大きさの遠くまで届く混音の再生に適しているが、単なる繰り
返し信号である。また空気式変調器も存在する。ここでは圧縮空気流が電気力学
的バルブによって変調される。低い高調波ひずみ率でもって確実に良好な再生を
行うためには、変調比率はできる限り小さく、即ち音響的に無効な一定の空気流
部分は振動成分に比べてできるだけ大きく保つ必要がある。これは同じ比率だけ
音響効率を低下させる。約２の係数による更なる損失は、バルブの変調が有用な
音を外部の空気に放射するだけでなく、音響出力を後方の空気導管の中にも生成
するという事実に起因する。このようにして作動空気圧の安定性が損なわれ、よ
って高調波歪み率が悪化する。

【０００３】 本発明の目的は、小さな構造の容積を有し、更に良好で歪みのない増幅応答及
び位相応答を有し高能率である吸音、スピーチ、音楽及び音響信号を再生するた
めの音響発生器を提供することである。

【０００４】 （発明の開示） 本発明の主な特徴によれば、公知の空気、ガス又は流体用の精密、微小及び極
微小メカニカルポンプは、音響発生器の作動のために使用される。寸法が小さい
ので応答時間が非常に短く、従って音響信号と出力加速度ｄｑ／ｄｔ＝ｑ°（ｔ
）（ｑとｑ°の単位はｍ³／ｓとｍ³／ｓ²、ｔは時間）を生成するために必要な
出力流ｑ（ｔ）を出力することが可能である。従来型のラウドスピーカは、大き
な膜面積と小さな振動振幅で作用するのに対して、ポンプについては同じ出力加
速度ｑ°（ｔ）であり、従って同じ音響放射を達成できるが、極めて小さな音響
放射の開口面積で作用する。結果として、音響放射開口部の寸法が音の波長より
も短いので無指向性特性の（ラウドスピーカの厄介なスペクトル指向性特性と位
相歪みのない）音響単極放射器を生成できる。自由音場条件下で、出力加速度ｑ
°（ｔ）は、注入点でｒの距離において、音圧ｐ（ｒ，ｔ，−ｒ／ｃ）＝ρｑ°
（ｔ）／４πｒを生成する。音響発生器が断面面積Ａの１次元管路で作動する場
合、音圧はｐ（ｒ，ｔ，−ｒ／ｃ）＝ρｃｑ（ｔ）／Ａであることが分かる。２
次元又は一般的な形状の場合は、類似の条件が当てはまる（ｃ＝音の速度、ρ＝
伝播媒体の密度、例えば空気の場合ｒ／ｃ＝音の走行時間）。

【０００５】 例えば１９９７年のＧ．Ｇｅｒｌａｃｈ、Ｗ．Ｄｏｅｔｚｅｌ、Ｃ．Ｈａｕｓ
ｅｒ Ｖｅｒｌａｇによる著書「Ｇｒｕｎｄｌａｇｅｎ ｄｅｒ Ｍｉｋｒｏｓ
ｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ」（マイクロシステム技術の基礎）には、微小及び極
微小メカニカルポンプの概要が述べられている。特に、バルブ、モータ、発振器
、流量、圧力及び温度センサ等の他の微小及び極微小メカニカル要素の開発状況
が説明されている。

【０００６】 本発明の他の特徴によれば、音響発生器を作動させるために大きな出力圧力を
有するポンプが使用される。複数のポンプを順次接続することにより、圧力差を
更に大きくできる。圧力差が大きいほど単極放射器を作動させるのに必要な緩衝
容積が小さくなる。薄膜ラウドスピーカが必要とするエンクロージャと比較して
、大きな圧力を利用でき作動容積を著しく低減できる。その結果、緩衝容積及び
空気導管も放射される音の波長に比べて短いので、音響リアクタンスのみを有し
、レジスタンスを持たないので、音響出力は後方に放射されず能率と再生音が損
なわれない。

【０００７】 本発明の別の特徴によれば、圧縮及び吸引作動をする可逆ポンプが使用される。
このことは空気変調装置に必要なブラインド空気流が不要になり、関連の出力損
失がなくなる。更に、反転は、緩衝容積に蓄えられた正と負の圧力エネルギーを
回収するのに役立つので、更に能率が高くなり携帯装置の作動時間が長くなる。

【０００８】 本発明の別の特徴によれば、音響発生器のポンプからの出力流は、流量計を使
用して直接的に、又は緩衝容積中の圧力及び温度センサを使用して間接的に測定
され、要求される値／計測された値の比較に基づいて再調整される。そのために
必要なセンサも同様にマイクロシステム技術で公知である。

【０００９】 本発明の別の特徴によれば、同じ周波数で振動するポンプとバルブが使用され
、その振動周波数は放射されるべき有用な音の周波数に比べて高い。この周波数
比率が高いほど、音響信号はより正確に再生できる。ポンプとバルブとの間の位
相及び／又は振幅の調整を通して、寸法と信号によって出力流の制御が行われる
。そういうものとして、圧電アクチュエータを備えた板バネ、又は位相調整可能
なモータによって駆動されるピストンポンプ、及び回転又は往復動バルブを使用
できる。

【００１０】 音源において周期的なポンプ作動によって直接的に引き起こされる繰り返し固
有ノイズを最小化するために、クロックサイクルで１８０°だけオフセットした
複式ポンプが使用される。これにより、奇数値の高調波ノイズをキャンセルでき
る。この二極キャンセルを超えるのは四極構成の２つの複式ポンプである。クロ
ックサイクルで１２０°だけオフセットした３つの単独ポンプでも、四極キャン
セルと有用な音を生成する空気流の理想的な平滑化を達成できる。繰り返し固有
ノイズも吸音による消去によって除去できる。更に、第２の手段は吸音材料であ
り、有用な音を妨げることがなく高周波固有ノイズを除去する、λ／４及びヘル
ムホルツ共鳴器と音響フィルタとネットワークである。

【００１１】 中間（さらにより上の）周波数帯域に関しては、容積の問題は少なくなる。ま
た、小容積の排気量なので極微小技術分野の空気ポンプでも差し支えない。もし
くは、周波数を分割するネットワークを備える従来型の高周波数ラウドスピーカ
も可能である。

【００１２】 本発明による別の特徴は他の用途に関する。ポンプで送られた空気流は例えば
電子部品の冷却や空気の濾過や除湿に使用される。多くの場合、既存の構造的容
積は緩衝容積として使用できる。例えばスピーチ再生器を備えた時計では、表面
とガラスとの間の空間が使用できる。別の場合には、制御電子部品の上方の（任
意の形の）容積である。 本発明は、幾つかの実施例を用いて示されている。

【００１３】 （発明を実施するための最良の形態） 説明において次の名称を使用する。（Ｘ＝図の番号）、Ｘ０＝音響発生器、Ｘ
１＝音響開口、音響通路、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４＝ポンプユニット、ポンプアクチュ
エータ、ポンプ構成要素、Ｘ５＝緩衝容積、Ｘ６、Ｘ７＝変調ユニット、バルブ
、バルブ構成要素、Ｘ８＝流量、圧力及び／又は温度計測用センサ、Ｘ９＝音響
ネットワーク、保護膜、他の構成要素である。

【００１４】 図１はエアーポンプ１２と緩衝容積１５を有する音響発生器１０の基本設計を
示す。エアーポンプ１２の空気排気量（出力加速度ｑ°（ｔ））は、内蔵のポン
プ制御装置１６により所望の音響信号ｐ（ｔ）に基づいて制御され、発生時に音
響通路１１を通して点音源として作動する。この説明は、放射された音の波長が
音響通路１１の直径に比べて大きい限り当てはまる。複数の前記点音源放射を用
いて公知の方法で、線、面積、及び体積放射器を作ることができる。微小及び極
微小技術で十分に高い作動周波数を有するポンプシステムが知られており、その
システムは可逆性であり圧縮及び吸引作動の両方に適している。別のポンプ開口
部１１’は緩衝容積１５に開口している。これは音響的に従来型ラウドスピーカ
のエンクロージャと同じ機能を有している。更に、音響通路１１には流量センサ
１８が設けられており、これによって出力流量出力加速度が決定され、目標値に
一致するよう調整される。間接的に流量を測定するために、緩衝容積１５中に圧
力センサを設けてもよい。この目的のためにも、微小システム技術が試行試験さ
れ、測定システムが使用できる状態にある。エアーポンプ１２と流量センサ１８
との空気圧力変動とドリフトエラーを補正するために緩衝容積１５に流れ抵抗の
大きな孔１９が設けられている。

【００１５】 図２の音響発生器２０に関して、ポンプ制御装置２６とポンプ媒体２４とを有
するポンプ２２は、薄膜２１及び２３によって密封される。ポンプ媒体２４は、
空気、ガス、又は液体であってもよい。図１に示す開系統とは異なり、例えば時
計に組み込まれるラウドスピーカにおいて必要である完全な密封シールをもたら
す。薄膜２１の変位量は、ここでは音響放射器として作用し、容積制御ポンプ２
２によって駆動される。緩衝容積２５は補正の機能を果たす。本実施例は、薄い
膜厚で十分な容積剛性を確保するために球形になっている。

【００１６】 正及び負の流れを用いた（即ち圧縮と吸引作動を用いた）容積制御装置は、予
定のポンプシステムの数を減らすことができるので、図３は、互いに対向するよ
うに配置され出力方向が反対向きの２つの同一のポンプ３２及び３２’を有する
音響発生器３０を示す。（圧縮）ポンプ３２は、緩衝容積３５から開口３１を経
由して外部空間に空気を送り、逆に吸引作用は（吸引）ポンプ３２’によって開
口３１’を通って緩衝容積３５へ行われる。音響放射にとって重要な開口３１及
び３１’の正味流量は、緩衝容積中の圧力を測定する圧力センサ３８によって間
接的に調整できる。圧力差を大きくするために、２つまたはそれ以上の（圧縮）
ポンプ３２及び（吸引）ポンプ３２’が次々に接続される。圧力が２倍になると
緩衝容積は半分になる。図４による音響発生器４０は、多数の圧縮ポンプ４２と
、それと同数の吸引ポンプ４２’とから構成される。これらのポンプはそれに設
られた音響開口４１と緩衝容積４５との間に接続される。圧縮及び吸引ポンプ４
２及び４２’は、連続作動条件に設定される。音響発生と、その結果としての出
力流量は、本実施例ではオンオフされる圧縮及び吸引ポンプ４２及び４２’の数
によってのみ制御される。微小及び極微小メカニカル要素の時間と製造コストは
実際にはその数には無関係なので、唯一のポンプを使用する代わりに複数の小型
ポンプを使用する方が有利な場合もある。小型化すると吸引及び圧縮ポンプ４２
及び４２’の反応時間と回転立ち上がり時間は短くなる。大きなダイナミックレ
ンジをカバーするために、ポンプの大きさを２種類以上にするのが有利である。
この種の等級付けは、低周波数及び高周波数音響放射に関する異なる出力流量に
も良く適合する。

【００１７】 図５による、緩衝容積５５及び圧力センサ５８を有する音響発生器５０は、鞭
毛ポンプの原理を利用して駆動される。この原理は、自然界で鞭毛虫類が推進す
るために利用している。この目的のために、複数の機械的な横波用導波管５２が
音響開口５１の通路に取り付けられている。導波管５２の端部には振動励振器５
４及び５４’が設けられている。振動励振器５４は、導波管５２内で放射音の周
波数よりも極めて高い周波数で音響開口５１の方に伝播する、撓み即ち振動連続
波を生成する。（例えば空気又は流体などの）周囲の媒体と波との相互作用によ
りここに力が作用し、その結果、音響開口５１へ向かう流れに力が作用する。振
動励振器の出力を通して音響生成出力の流れを制御できる。同様の方法で、反対
向きの出力流が振動励振器５４’によって制御される。鞭毛推進の原理から、達
成可能な相互作用力、従ってここで注目される出力空気又は出力流体量は、撓み
波の速度が小さいほど大きく、導波管５２の固有損失が小さいほど大きいことが
分かっている。金属及びガラス繊維強化プラスチック製の薄膜ストリップ及びワ
イヤーがこれらの要求を満足する。一般に、この波は導波管５２を通り抜けた時
にはまだ完全に減衰されていない。防振技術（ＡＶＣ＝能動的振動制御）で知ら
れているように、振動励振器５４及び５４’は、相互に能動的振動吸収装置とし
ての役割を果たすことができる。

【００１８】 図６において、音響発生器６０は、緩衝容積６５、出力開口６１を有する圧縮
ポンプ６２、及び吸引開口６１’を有する吸引ポンプ６２’とで構成される。例
えば、ルーツ送風機型のポンプ６２及び６２’は、差動歯車６４を介して駆動さ
れる。更に、ポンプ軸には制御（ブレーキ）モータ６６及び６６’が取り付けら
れている。これにより異なる回転モーメントが生じ、その結果（自動車の差動装
置から分かるように）ポンプ６２と６２’の回転速度、つまり出力容積が調整で
きる。

【００１９】 図７及び８による実施例は、定出力ポンプによって駆動され音響発生器の空気
流がバルブによって制御される音響発生器７０及び８０を示す。図７において、
ポンプ７２は負の圧力容積７５’から正の圧力容積７５に空気を吸引する。制御
バルブ７６は、開口７１を介して放射されるべき外部空間へ空気を放出する。同
様にして、空気は開口７１’を通り、バルブ７６’を経由して吸引される。ポン
プ７２の出力量は放射されるべき音響出力量に依存し、その大きさに調整される
。急激な容積増加に対する余裕を持つために、図８に示すようにある程度の容量
をもつのが好都合であるが、定出力ポンプ８２と回転バルブ８６及び８６’とを
有する唯一の緩衝容積８５を備えている。バルブ８６の設定角度によって、外部
への空気流と緩衝容積８５への空気流の比率が、回転バルブ８６’を経由する吸
引流の比率と同じに調整される。外部への正味空気流が音響信号を与える。主双
極放射器を超える更に有用な単極放射器を作るために、緩衝容積８５によって空
気流の変化が同様に平均化される。音響開口８１及び８１’の前には、低域フィ
ルタを有し音響発生器８０の高周波数固有音響を抑制する音響開口８１’’を備
えるチャンバ容積８９が置かれている。

【００２０】 図９から１２の実施例は、クロックポンプと、放射されるべき音響周波数より
も高いクロック周波数を有するバルブとを備える。図９において、ポンプピスト
ン９２と振動バルブ９６及び９７とは同一周波数で振動する。破線で示した位置
は、対向する振幅位置でのポンプピストン９２と振動バルブ９６及び９７とを表
す。反作用的な作動力（望ましくないブラインドフォース）を避けるために、３
つの要素９２、９６及び９７は同一共振周波数に調整されるが、それらの位相と
振幅に対して互いに関連して調整される。この種の調整は、例えばアクチュエー
タを用いてなされる。図９における要素９２、９６及び９７の平面設計では、圧
電アクチベータが適している。相互の位相位置により、開口９１における音響的
に有用な出力流は、方向と大きさに関して調整できる。放射されるべき音響出力
に依存する出力流は、ポンプピストン９２の振幅によって調整される。大きな動
的な変動の場合には、いくらか過度な出力が適している。圧電アクチュエータに
よる振動衝撃の代わりに、ポンプピストン９２とバルブ９６、９７を回転式（図
１１参照）に設計することができ、位相制御可能なモータによって作動される。
同様に単極放射を行うために緩衝容積９５が設けられている。緩衝容積は、音響
開口９１及び９１’が２つの音響的に分離された空間上で作動する場合には不要
である。これは例えば音響発生器９０が通路壁に組み込まれ、音響開口９１と９
１’の一方が通路空間に開口し、他方が外部空間に開口する場合に生じる。

【００２１】 図１０において、音響発生器１００の緩衝容積１０５はλ／２共振器として設
計されている。振動ピストン１０２により定在波が生成される。振動バルブ１０
６の固有共振はλ／２共振に変えられる。振動ピストン１０２と振動バルブ１０
６との位相長さと振幅とを利用して、容積流は方向と量とに関連して開口１０１
において制御される。

【００２２】 図１１において、容積１１５と１１５’に２つの定在λ／２が発生し、振動ピ
ストン１１２によって作動され、位相が１８０°だけ変位されている。従って、
開口１１１及び１１１’に反対の音圧が常に存在する。λ／２振動の周波数に等
しい回転周波数でモータ１１７によって作動されるバルブディスク１１６は開口
を有しており、それに半径方向に対向する側面で閉じられている。正圧力未満の
位相位置で、音響開口１１１に対するアクセスが可能になり、空気が外部に出力
され、負の圧力の位相位置において吸引が生じる。しかし、中間位置では開口１
１１と１１１’では空気流は生じない。本実施例でも位相位置と有用な音を生成
する空気流とは方向と量に関連して制御できる。

【００２３】 図１２による実施例は、図１０の一次元の実施例の二次元類似物である。２つ
の直交する振動ピストン１２２及び１２２’は、二次元の緩衝容積１２５に影響
を与え、λ／２振動を水平及び垂直方向に励振する。２つの振動バルブ１２６及
び１２６’は、振動ピストン１２２及び１２２’の周波数に同調されている。そ
れらの位相位置によって、一次元の場合と同様に開口１２１及び１２１’からの
音響生成空気流が制御できる。

【００２４】 図１３の緩衝容積１３５は圧力エネルギーだけでなく運動エネルギーも蓄積す
る。このために緩衝容積１３５の中の空気は、実質的に一定回転するロータ１３
２によって回転される。緩衝容積の周縁にバルブフラップ１３６が配置されてい
る。位置１３６’において空気は外部に出力されるが、反対の位置１３６’’に
おいてガスジェットポンプの原理により、回転運動が外部から空気を吸引する。
この原理は拡大適用でき、休止状態にある第２の緩衝容積を取り付けることもで
きる。

【００２５】 図１４は、例えばステレオ再生又は音響双極の実現に適した、２極式の音響発
生器を示す。このために、関連のラウドスピーカ開口１４１及び１４１’を有す
る２つの独立したポンプアクチュエータ１４２及び１４２’が設けられている。
各々のユニットは図１から１２の実施例の１つに従って設計できる。独立した緩
衝装置の代わりに、本実施例では唯一の共通緩衝容積１４５が設けられている。
極論すればこれは接続パイプになってもよい。多重極ラウドスピーカシステムに
おいて、共通の緩衝容積は全ての個々の極にとっても好都合である。指向性音響
放射のための配列構成についても同様である。緩衝容積１４５内の定在波は吸音
装置１４５によって減衰される。

【００２６】 図１５から１７による実施例は、ポンプとバルブの周期的な音及び他の固有の
音を除去する手段に関する。図１５において、破壊的な干渉によるキャンセルが
そこに生じ、２つの開口１５１及び１５１’は、クロックサイクルが１８０°だ
けずれたポンプとバルブとによって結合される。そのような配置は、単極放射器
をより効率の悪い双極放射器へと変える。四極子特性を有する４つのユニットの
配置は、更に周期的なノイズを低減する。有用な音はそれによって影響されない
。図１６において、開口通路１６１には吸音繊維材料１６９が充填されている。
高周波数で作動するポンプ及びバルブからの好ましくない音は、低周波数の有用
な音よりも相当強力に減衰される。同時に繊維材料１６９により、塵を濾過する
効果も得られる。最後に、図１７において、（本実施例では）ヘルムホルツ共鳴
器を有するラウドスピーカ通路１７１が提供される。この方法で有用な音に影響
を及ぼすことなく周期的な周波数とその高調波を吸収又は減衰できる。また、ラ
ウドスピーカ通路１７１の音響的に有用な容積流も平滑化される。

【００２７】 図１８において、音響通路１８１は横断面の延長部を有する。この延長部は空
気力学的拡散器として設計され、大きな出力流（即ち高速流）に使用され、損失
のある延長部を用いることなく可逆性の圧力均一化を確実に行える。通路の細区
分（図示せず）により、通路長が短くても隣接する渦なし流れを維持できる。一
般的に、拡散器としての音響通路１８１の設計は、音響ホーンの要求を満たさな
い。しかし、当然ホーンを追加してもよい。最終的に音響通路１８１には汚れや
好ましくない接触に対する保護網１８９が設けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図２】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図３】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図４】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図５】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図６】 緩衝容積を有し、容積流量を制御できるポンプによって作動される音響発生器
を示す。

【図７】 緩衝容積を有し、定出力ポンプとバルブによる容積流量の制御によって作動さ
れる音響発生器を示す。

【図８】 緩衝容積を有し、定出力ポンプとバルブによる容積流量の制御によって作動さ
れる音響発生器を示す。

【図９】 緩衝容積と、振動ポンプ出力と、振動バルブとを有する音響発生器を示す。

【図１０】 緩衝容積と、振動ポンプ出力と、振動バルブとを有する音響発生器を示す。

【図１１】 緩衝容積と、振動ポンプ出力と、振動バルブとを有する音響発生器を示す。

【図１２】 緩衝容積と、振動ポンプ出力と、振動バルブとを有する音響発生器を示す。

【図１３】 緩衝容積に運動エネルギーを蓄積する音響発生器を示す。

【図１４】 双極式（ステレオ動作）の音響発生器を示す。

【図１５】 ポンプとバルブの固有ノイズの低減を示す。

【図１６】 ポンプとバルブの固有ノイズの低減を示す。

【図１７】 ポンプとバルブの固有ノイズの低減を示す。

【図１８】 音響開口の設計を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，Ｉ Ｄ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸音のための、及び超低周波数から超音波帯域までの信号、
   スピーチ及び音楽を再生するための音響発生器であって、 （ａ）前記音響発生器は、ポンプと変調装置を備えるポンプシステムと、緩衝容
   積と、音響開口とを有する、 （ｂ）前記ポンプシステムは、前記緩衝容積と前記音響開口との間に配置され、
   前記音響開口を通して変調された流体容積流を出力する、 （ｃ）流体容積流のユニフロー流がゼロである、 （ｄ）センサは、前記ポンプシステムと、前記緩衝容積の流体と、前記流体容積
   流と、又は放射音圧の物理データを高度な時間的解像度で記録し、前記データを
   前記ポンプシステムを制御又は調整する制御ユニットへ送る、 （ｅ）前記ポンプシステムのポンプ周波数は、有用な音の変調周波数よりも高い
   か又は等しい、 （ｆ）前記変調された流体容積流は、前記緩衝容積内で圧力変化を引き起こし、
   前記音響開口で音響単極放射を生成する、 （ｉ）前記変調された流体容積流は、周囲へのインパルス伝達によって、単極放
   射のみならず双極放射及び指向性音響放射結果も生成する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する音響発生器。
2. 【請求項２】 （ａ）ポンプとして、精密な微小又は超微小技術で公知のポ
   ンプの１つ、又は図示のポンプの１つが使用されている、 （ｂ）前記ポンプは、ピストン、膜、回転、又は他の公知のポンプ形式に属し、
   又は換気装置、圧縮器、ブロワ、タービン又は鞭毛ポンプである、 （ｃ）前記ポンプは、緩衝容積内に可撓性の能動的に制御可能な壁を備え、 （ｄ）前記ポンプは、回転、振動又は旋回部分によって、及び／又は公知の機械
   的導波管によって容積変位及び／又は圧力増加を引き起こす、 （ｅ）前記ポンプは、一定の供給方向を有し、又は前記ポンプは、蓄積可能であ
   り吸引及び圧縮作動を行う、 （ｆ）前記ポンプは、アナログ式又はデジタル式流体容積流を供給する、 （ｇ）前記ポンプ及び／又は変調装置の作動は、電気モータ、圧電素子、機械、
   油圧、空気圧アクチュエータ、又は他の公知のアクチュエータにより生じる、 （ｈ）前記ポンプシステム又は同様のアクチュエータは、該流体自身によって、
   又は熱放射によって冷却される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１に記載の音響発生器。
3. 【請求項３】 （ａ）前記緩衝容積は、前記ポンプシステム又はその部品が
   取り付けられる少なくとも１つの開口を備える耐圧ハウジングを有する、 （ｂ）前記緩衝容積として、管路、環状管路、又は螺旋形、円板形、箱形又は球
   体形状の中空空間、又は既に存在する中空空間を使用できる、 （ｃ）複数の緩衝容積は、音響的に、又は可動の隔壁又は振動要素による振動に
   関して接続及び／又は結合される、 （ｄ）前記緩衝容積中の定在波は、公知の受動的な吸音装置及び／又は能動的な
   音響減衰手段によって減衰される、 （ｅ）前記ポンプシステムは、緩衝容積内に組み込まれる代わりに、壁に組み込
   まれるか又は大きな流体容積へ取り付けられる、 （ｆ）前記緩衝容積において、エネルギーは、流体圧力と同様に流体流又は要素
   の反作用的たわみによって一時的に蓄えられる、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１又は２の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
4. 【請求項４】 （ａ）少なくとも１つの音響開口を有する、 （ｂ）前記音響発生器の音響開口及び／又は他の開口は、薄膜でシールされる （ｃ）前記音響開口に空気力学的拡散器を取り付ける、 （ｄ）前記ポンプシステムの周期的な音又は他の固有の音を減衰するために、能
   動的又は受動的な音響減衰器又は共鳴器を使用する、 （ｅ）前記音響開口の前部又は後部に、音響増幅又は濾過用の反作用的な要素（
   ヘルムホルツ又はλ／４共鳴器）を配置する、 （ｆ）前記音響開口に音響ホーンを取り付ける、 （ｇ）前記音響開口は、塵及び接触保護用のグリッド又は繊維部品を有する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から３の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
5. 【請求項５】 （ａ）前記変調装置は、前記ポンプに組み込まれた又は前記
   ポンプから切り離された、流体変調用の少なくともバルブ又は他の公知の装置を
   備える、 （ｂ）前記ポンプ自体又は前記変調装置は、ポンプ周波数の変化、可変ポンプス
   トロークによって、個々のポンプ又は通路のオンオフ、周期、振幅又は変調装置
   とポンプ又は複数のポンプとの間の位相関係によって、緩衝容積の定在波又はサ
   イレン機構又はそれらの組合せによって流体容積流を変調する、 （ｃ）前記バルブは、振幅、周波数、又は位相制御によって流体容積流を変調し
   、又は複数のバルブは、個々のバルブの開閉によって前記流体容積流を変調する
   、 （ｄ）１つの供給方向を有するポンプにおいて、前記流体容積流は、達成される
   べき流体容積流の変調のために、前記ポンプの前部及び後部の２つのバルブによ
   って又は前記緩衝容積のそれぞれ外部又は内部への流れの偏向によってガイドさ
   れる、 （ｆ）受動的な変調は、全体のポンプシステム又はその部品、又は前記緩衝容積
   内の流れ又は自然な振動を受ける前記音響開口内の流れに生じる、 （ｇ）前記ポンプシステムの周波数依存機能及び／又は損失又は前記ポンプシス
   テムによる圧縮の非線形性は、制御信号の適切な処理が考慮される、 （ｈ）２つのポンプが殆ど同じ周波数の高周波で作動し、タルティーニ効果によ
   り低周波数の有用な音響放射を生成する、 （ｉ）同一又は反対の出力方向の２つまたはそれ以上のポンプシステム又はその
   部品は、連結に影響を与えて図６の実施例に示されるような変調を達成するため
   に、電気的又は機械的に連結される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から４の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
6. 【請求項６】 （ａ）前記センサは、前記ポンプシステム又は前記緩衝容積
   の前記音響開口に接して又はその中に配置され、圧力、温度、流体容積流、流体
   容積流の速度、及び／又は前記ポンプの外部への音圧、又は前記流体容積流を特
   徴づける他の変量、又は前記ポンプシステムの挙動を記録する、 （ｂ）前記ポンプの挙動が分かっており及び／又は前記音響発生器の音響忠実度
   に関して大きな要求が認められない場合、前記システムはセンサを必要としない
   、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から５の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
7. 【請求項７】 （ａ）前記ポンプシステムは、１つ又は複数の同一又は等級
   付けされた寸法、種類、ポンプ周波数及びストロークのポンプを有する、 （ｂ）複数の開口又は複数の音響発生器は、一次元、二次元、三次元の音響配列
   又は末端放射配列又は二極配列を形成し、公知の方法で、振幅、周波数、及び／
   又は位相調整によって任意の所望の指向性を実現できる、 （ｃ）前記ポンプシステム、ポンプ又はその部品は、直列又は並列に接続される
   、 （ｄ）前記音響発生器は、パイプ内、パイプ周囲、又はパイプ上に配置され、前
   記パイプの前記開口を通して音響放射が起こる、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から６の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
8. 【請求項８】 （ａ）前記ポンプシステムは、制御なしで自給的に機能し、
   唯一のエネルギー供給源を有し、自然振動又は他の自動システムによって変調す
   る、 （ｂ）前記ポンプシステムは、制御システム又は調整器を有し、これは音響放射
   又はセンサ信号による前記ポンプシステム、流体流れ又は緩衝容積の他の物理的
   変数を制御又は調整変数として考慮に入れる、 （ｃ）空気圧の変動とドリフトエラーを平均化するために、前記緩衝容積は流れ
   抵抗の大きな開口を有する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から７の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。
9. 【請求項９】 （ａ）前記音響発生器は、例えば時計、携帯電話、遠隔制御
   ユニット、ペン、眼鏡、宝石、銀行カード、キーボード、スクリーン、キーリン
   グ、玩具、家庭用品、補聴器及び他の小さな物品に組み込まれ、使用されていな
   い又は特別に設計されたデッドスペースが緩衝容積として使用される、 （ｂ）前記音響発生器は、現存するラウドスピーカシステムに組み込まれるか又
   はその機能を拡張する、 （ｃ）前記音響発生器は、形態又は回転要素に取り付けられる、 （ｄ）前記音響発生器は、吸音技術のルールに従う破壊的な干渉によるキャンセ
   ルのために使用される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１乃至８の少なくとも１
   項に記載の音響発生器。