JP2006528467A

JP2006528467A - パッシブ音響放射

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Publication number: JP2006528467A
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Inventors: ジェフリー・シー・シック; ハル・ピー・グリーンバーガー; ローマン・リトフスキー; クリストファー・ビー・アイクラー; ロジャー・マーク; ジョージ・ニコルズ
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Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-12-14
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Abstract

オーディオデバイスは、音響ドライバにより駆動されるパッシブ放射器を備える。パッシブ放射器は、純機械的振動が最小にされるように配列される。

Description

本発明は、音響放射デバイス（acoustic radiating devices）に関するものであり、より具体的には、パッシブ音響放射器（passive acoustic radiators）を含む音響放射デバイスに関するものである。

本発明の重要な目的は、振動の少ないパッシブ放射器を含む音響放射デバイスを実現することである。

本発明によれば、音響デバイスは、外面を備え、内部容積を囲み、更に外面内に開口部を備えた音響筐体と、各々が第１の放射面を備え、この第１の放射面が筐体内部容積に臨むように取り付けられた第１の音響ドライバ及び第２の音響ドライバとを備える。音響デバイスは、更に、パッシブ放射器モジュールも備え、これは、開口を有するキャビティを形成する閉じた三次元構造を備え、内部容積から隔てられ、筐体内にキャビティを形成する開口部内に取り付けられる。このデバイスは、更に、第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器を備え、各々は２つの対向面を有する放射素子を備え、表面の１つがキャビティに臨むようにモジュール内に取り付けられている。また、第２の音響ドライバ及び第２のパッシブ放射器から、第１の音響ドライバ及び第１のパッシブ放射器を音響的に絶縁する、筐体内のバッフル構造を備える。

本発明の他の態様では、音響筐体で使用されるモジュールは、開口でキャビティを形成する閉じた三次元構造並びに第１の表面及び第２の表面を有する振動素子を備える第１のパッシブ放射器を含む。振動素子は、意図された振動方向を有する。第１のパッシブ放射器は、第１の表面がキャビティに臨むように構造内に取り付けられる。第１のパッシブ放射器は、質量及び表面積により特徴付けられる。モジュールは、更に、第１の表面及び第２の表面と意図された振動方向を有する振動素子とを備える第２のパッシブ放射器を含む。第２のパッシブ放射器は、第１の表面がキャビティに臨むように構造内に取り付けられる。第２のパッシブ放射器は、質量及び表面積により特徴付けられる。第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器は、更に、第１のパッシブ放射器の意図された振動方向及び第２のパッシブ放射器の意図された振動方向が略平行になるように配置される。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、三次元境界構造（bounding figure）によって形成された音響筐体を備える。筐体は、筐体内部容積を形成する壁を備える。音響筐体内には、壁の１つにより内部容積から隔てられ、実質的に境界構造内に形成された、１つのキャビティがある。デバイスは、更に、パッシブ放射器の第１の表面がキャビティに臨み、パッシブ放射器の第２の表面が筐体内部に臨むように一方の壁に取り付けられた、第１の表面及び対向する第２の表面及び意図された振動方向を有する第１のパッシブ放射器も備える。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、内部を有する音響筐体を備える。デバイスは、更に、意図された振動方向を有する振動素子を備え、音響筐体内に取り付けられた、第１のパッシブ音響放射器も備える。デバイスは、更に、意図された振動方向を有する振動素子を備え、音響筐体内に取り付けられた、第２のパッシブ音響放射器も備える。デバイスは、更に、オーディオ信号に応答して第１の音響ドライバ振動素子を振動させ第１の音響エネルギーを筐体内部に放射し、第１のパッシブ音響放射器振動素子を振動させ第２の音響エネルギーを放射するようにオーディオ信号源に接続可能な、意図された振動方向を有する振動素子を備える、音響筐体内に取り付けられた、第１の音響ドライバも備える。デバイスは、更に、第１の音響ドライバ振動素子の意図された振動方向に平行な意図された振動方向を有する振動素子を備え、音響筐体内に取り付けられた、第２の音響ドライバも備える。第２の音響ドライバは、オーディオ信号源に接続可能であり、これは第１の音響ドライバ振動素子と位相が機械的にずれている状態でオーディオ信号に応答して第２の音響ドライバ振動素子を振動させ、第１の音響エネルギーと音響的に同相状態で第３の音響エネルギーを放射し、第１のパッシブ放射器振動素子と位相が機械的にずれている状態で第２のパッシブ音響放射器振動素子を振動させ、第２の音響エネルギーと同相状態で第４の音響エネルギーを放射する。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、内部を有する音響筐体、筐体内に取り付けられた第１の音響ドライバ及び第２の音響ドライバ、筐体内に取り付けられた第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器、及び第２の音響ドライバ及び第２のパッシブ放射器から、第１の音響ドライバ及び第１のパッシブ放射器を音響的に絶縁する筐体内のバッフル構造を備える。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、内部及び外部を有する音響筐体を備える。音響ドライバは、音響ドライバが音響エネルギーを内部及び外部に放射するように筐体内に取り付けられている、モーター構造を備える。デバイスは、更に、パッシブ放射器が、内部に放射される音響エネルギーに応答して振動し、音響エネルギーを外部に放射するように音響筐体内に取り付けられた２つの面を有するパッシブ放射器も備える。音響ドライバは、モーター構造が筐体の外部に置かれるように取り付けられる。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、内部及び外部を有する音響筐体を備える。音響ドライバは、音響ドライバが音響エネルギーを内部に放射するように筐体内に取り付けられている。デバイスは、更に、筐体内に取り付けられた２つよりも多い複数のパッシブ放射器も備える。パッシブ放射器の各々は、内部に放射される音響エネルギーに応答して振動する。各々のパッシブ放射器の振動は、意図された運動方向及び力により特徴付けられる。パッシブ放射器は、力の総和が力のいずれか１つよりも小さくなるように組み立てられ配列される。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、大量の空気を封じ込めた音響筐体を備える。振動面を有する第１のパッシブ放射器は、音響筐体の壁に取り付けられる。第１の複数の音響ドライバは、音響エネルギーが大量の空気と相互作用して振動面を振動させるように音響筐体内に音響エネルギーを放射するためのものである。複数の音響ドライバは、パッシブ放射器に関して対称的になるように配置される。

本発明の他の態様では、音響デバイスは、音響筐体を備える。音響ドライバは、音響筐体内に取り付けられる。第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器は、音響ドライバにより互いに機械的に位相がずれた状態で第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器が駆動されるように音響筐体内に取り付けられる。デバイスは、音響筐体を構造コンポーネントに機械的に結合するための取付要素を備える。

本発明の更に他の態様では、音響デバイスは、第１の音響筐体を備える。デバイスは、更に、第１の筐体の内側に取り付けられた、第１の音響ドライバを備える。第１のパッシブ放射器は、第１の音響ドライバにより第１の方向に第１のパッシブ放射器が振動させられるように音響筐体内に取り付けられる。デバイスは、更に、第２の音響筐体も備える。第２の音響ドライバは、第２の筐体の内側に取り付けられる。第２のパッシブ放射器は、第２の音響ドライバにより第２の方向に第２のパッシブ放射器が振動させられるように音響筐体内に取り付けられる。第１の方向及び第２の方向が平行になるように、且つ、第１のパッシブ放射器の振動及び第２のパッシブ放射器の振動が機械的に位相ずれ状態になるように第１の音響筐体及び第２の音響筐体を結合するための機械的結合構造がある。

他の特徴、目的、及び利点は、付属の図面に関して以下の詳細な説明を読むと明らかになるであろう。

図面、より具体的には図１Ａを参照すると、本発明によるオーディオデバイスの等角投影図が示されている。第１の音響筐体１２１Ａは、側面１２３Ａ及び１２７Ａ及び上面１２６Ａを含む表面により囲まれている。底部等の他の境界面及び側面１２５Ａ等の他の側面もありうるが、この図には見えていない。側面１２７Ａには、音響ドライバ１３６Ａが取り付けられているが、これは、１つの放射表面が筐体１２１Ａ内に臨むように取り付けられている。第２の音響筐体１２１Ｂは、側面１２３Ｂ及び１２５Ｂ及び上面１２６Ｂを含む表面により囲まれている。底部等の他の境界面及び側面１２７Ｂ等の他の側面もありうるが、この図には見えていない。側面１２５Ｂには、パッシブ放射器１３８Ｂが取り付けられているが、これは、１つの放射表面が筐体１２１Ｂ内に臨むように取り付けられている。筐体１２１Ａ及び１２１Ｂは、機械カップリング１２９、１３１、及び１３３により結合され、この図に示されていない他の要素により機械的に結合することもできる。オーディオデバイスは、更に、後の図に示される追加音響ドライバ及びパッシブ放射器も備えることができる。

次に図１Ｂを参照すると、そこには図１Ａの直線１Ｂ−１Ｂで切断した、図１Ａの音響デバイスの断面図が示されている。図１Ｂは、図１Ａの図面には見えないいくつかの要素を示している。第２の音響ドライバ１３６Ｂは、音響筐体１２１Ｂの側面１２７Ｂに取り付けられている。第２のパッシブ放射器１３８Ａは、側面１２５Ａ内に取り付けられている。２つの筐体及び機械カップリングは、２つの音響ドライバのパッシブ放射器１３８Ａ及び１３８Ｂの矢印により示される運動方向が有意な平行成分を有し、好ましくは略平行（本明細書で使用されているように一致を含む）になるように、且つ、表面が互いに略平行になるように、且つ、好ましくは２つのパッシブ放射器が同軸であるように構成されている。最良の結果を得るために、パッシブ放射器は、後述のように、略同じ質量及び表面積を有する。音響ドライバ１３６Ａ及び１３６Ｂは、モノラルバススペクトル成分を有する、この図面には示されていない、オーディオ信号源に結合される。本発明の態様の周波数範囲について以下で詳しく説明する。２つの音響筐体は、更に、共通オーディオ信号により２つの音響ドライバが駆動される場合に、音響ドライバがパッシブ放射器を音響的には互いに同相状態（in phase）で、機械的には互いに位相外れ状態（out of phase）で振動させるように寸法及び位置を決定される。パッシブ放射器が音響的に互いに同相状態で振動し、機械的に互いに位相外れ状態で振動することになる１つの配置では、２つの音響筐体、２つの音響ドライバ、及び２つのパッシブ放射器が略同一であり、２つのパッシブ放射器の外面が互いに向き合う。

図２Ａは、本発明を組み込んだ第２の音響デバイスの等角投影図を示している。内部容積を囲む音響筐体２０は、多面体、円柱、球体の一部、円錐断面、プリズム、または容積を囲む不規則な形態の形で三次元境界構造により包まれる。図１の実施例では、境界構造は、正六面体、または箱形構造である。筐体は、六面体の表面と合同な側面２４Ｂ及び上面２６を含む外面により定められる。底部、背後部、または第２の側面等の他の外面もありうるが、この図には見えていない。前面２２等の筐体２０の表面は、表面２８Ａ及び３０及びこの図に示されていない他のキャビティ表面を含むキャビティ壁構造により定められる、キャビティ３２への開口部を含むことができる。キャビティは、実質的に境界構造内に置かれ、キャビティ壁構造により筐体の内部から隔てられている。壁構造は、平面壁の組み合わせまたは１つまたは複数の曲面状壁またはその両方で構成できる。キャビティ３２は、外部環境からキャビティに通じる開口３４が１つあるように構成されるか、または外部環境からキャビティに通じる２つ以上の開口があるように構成されうる。音響ドライバ３６Ｂは、円錐の放射面の１つが筐体２０内に放射するように位置決めされ得る。パッシブ放射器３８Ａは、一方の表面がキャビティ３２に臨み、一方の表面が筐体２０の内部に臨むように位置決めされる。この図に示されていない追加音響ドライバ及びパッシブ放射器がありうる。図８Ａ〜図８Ｄを除くいくつかの図は、複数の要素の機能的相互関係を示しているが、縮尺通りには示されていない。

次に図２Ｂを参照すると、そこには図２Ａの直線２Ｂ−２Ｂで切断した、図２Ａのオーディオデバイスの断面図が示されている。この図は、図２Ａに示されている要素に加えて、第２の音響ドライバ３６Ａを示しており、この実施例では、第１の音響ドライバ３６Ｂの反対側の側面２４Ａに取り付けられている。この図は、更に、一方の表面が筐体の内部に臨み、一方の表面がキャビティ３２に臨むように位置決めされた第２のパッシブ放射器３８Ｂも示す。第２のパッシブ放射器３８Ｂは、２つの音響ドライバの矢印により示されている運動方向が有意な平行成分を有し、好ましくは略平行（本明細書で使用されているように一致を含む）になるように、且つ、キャビティに臨む表面が互いに略平行であり、筐体開口部に対し横方向（transverse）に、且つ、好ましくは２つのパッシブ放射器が同軸であるように位置決めすることができる。最良の結果を得るために、パッシブ放射器は、後述のように、略同じ質量及び表面積を有する。更に、図２Ｂは、第１の音響ドライバ３６Ａ及び第１のパッシブ放射器３８Ａを含む第１の室４０を、第２の音響ドライバ３６Ｂ及び第２のパッシブ放射器３８Ｂを含む第２の室４２から音響的に絶縁するバッフル構造４４を示している。音響ドライバ３６Ａ及び３６Ｂは、モノラルバススペクトル成分を有する、この図面には示されていない、オーディオ信号源に結合される。本発明の態様の周波数範囲について以下で詳しく説明する。この実施形態では、キャビティ３２及びキャビティ開口３４（及びもしあれば他のキャビティ開口）は、キャビティ３２内に放射される音響エネルギーに対する音響的な影響が最小となるようにサイズが決められる。他の実施形態では、キャビティ３２及びキャビティ開口３４は、音響フィルタ等の音響素子として働くようにサイズを決めることができる。

筐体２０、１２１Ａ、及び１２１Ｂ、バッフル構造４４、及び前面２２、側面２４Ａ及び２４Ｂ、上面２６、側面１２３Ｂ、１２３ｂ、１２５Ａ、１２５Ｂ、１２７Ａ、１２７Ｂ等のキャビティ表面、及びキャビティ表面２８Ａ、２９Ｂ、及び３０、及び前の図の中で見えていない他のキャビティ表面は、ラウドスピーカー筐体に適した従来の材料で作ることができる。パーティクルボード、木製積層板、及びさまざまな硬質プラスチックが好適である。機械カップリング１３１、１３３、及び１３５は、硬質材料とすることができ、また音響筐体１２１Ａ及び１２１Ｂの一方または両方と一体にできる。音響ドライバ１３６Ａ、１３６Ｂ、３６Ａ、及び３６Ｂは、サスペンションシステムにより支持構造物に移動可能なように結合され、またオーディオデバイスの意図された使用に好適な特性を有する、リニアモーター等の力発生源に結合される、円錐形音響放射器等の従来の音響ドライバとすることができる。サスペンション及び力発生源は、円錐が意図された方向に振動し、サスペンションが意図された運動方向に対し横方向の円錐運動に対向するように構成される。パッシブ放射器１３８Ａ、１３８Ｂ、３８Ａ、及び３８Ｂは、「サラウンド（surround）」またはサスペンションにより支持される硬質平面構造及び質量要素等の従来と同様のものであっても良く、これにより、平面構造が意図された運動方向に運動することを許容すると共に意図された方向に対し横方向の運動に対向する。例えば、硬質平面構造は、エラストマー等の追加質量要素を備えるハニカム構造とすることができ、また質量要素は、金属、木製積層板、またはプラスチック板等の一体構造とすることができる。

図１Ａ及び図１Ｂの音響デバイス及び図２Ａ及び図２Ｂの音響デバイスは、共通構造に機械的に結合され、互いに向き合うように取り付けられた、平行な、好ましくは同軸の運動方向が音響的に互いに同相状態で、機械的に互いに位相外れ状態で駆動されるパッシブ放射器を含む、いくつかの特徴を共有する。デバイスの動作については、図２Ａ及び図２Ｂのデバイスを参照しつつ以下で説明されるが、本発明の原理は図１Ａ及び図１Ｂのデバイスに適用可能であることは理解されるであろう。

図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一態様を例示するために、図２Ａ〜図２Ｂの音響デバイスに類似の音響デバイスの断面図である。図３Ａ及び図３Ｂの音響デバイスでは、バッフル構造は存在しない場合があり、点線で示されている。音響ドライバ３６Ａ及び３６Ｂが動作すると、筐体の内部に臨むパッシブ放射器表面３８Ａ−１及び３８Ｂ−１（これ以降「内面（interior surfaces）」と呼ぶ）に隣接する空気圧が振動し、キャビティに臨む表面を含む筐体の外部に臨むパッシブ放射器表面（これ以降「外面（exterior surfaces）」と呼ぶ）に隣接する空気圧よりも交互に大きくなったり小さくなったりする。内面に隣接する空気圧が外面（この場合、キャビティに臨む）に隣接する空気圧よりも高い場合、差圧によりパッシブ放射器表面同士が図３Ａに示されているように互いに向かい合う方向に移動する。逆に、内面に隣接する空気圧が外面（この場合、キャビティに臨む）に隣接する空気圧よりも低い場合、差圧によりパッシブ放射器表面は図３Ｂに示されているように互いから離れて行く。

図１Ａ〜図３Ｂのオーディオデバイスで実現されている本発明の特徴は、従来のパッシブ放射器に装備されるオーディオデバイスに勝るいくつかの利点を有する。

パッシブ放射器（「ドローン（drones）」とも呼ばれることもある）を使用するのは、ポートを使用して低周波放射を増強するよりも有利であるが、それは、パッシブ放射器の粘性損失及びポート雑音及び流体の流れに関連する他の損失の傾向が小さく、またパッシブ放射器が小型の筐体とともに使用される場合に特に重要である占有面積が小さくなるような設計にすることができるためである。

単一のパッシブ放射器を所望の周波数範囲にするには、パッシブ放射器の質量がオーディオデバイスの質量に実質的に関係している必要がある場合がある。パッシブ放射器の機械的運動の結果、慣性反作用が生じて、それにより筐体が振動若しくは「ウォークする（walk）」可能性がありうる。筐体の振動は厄介であり、機械的振動に敏感なＣＤドライブまたはハードディスク記憶装置デバイス等のコンポーネントを含むデバイスでは特に面倒である。通常の動作では、本発明によるデバイスのパッシブ放射器は、空間内で対向方向に移動する、つまり別の言い方をすると、機械的に位相外れ状態である。慣性力は相殺する傾向があり、デバイスの振動を大幅に低減する。

外面がキャビティ内に臨むように、且つ、筐体の外側表面に対し横方向となるようにパッシブ放射器を配置すると、パッシブ放射器がぶつかる、蹴る、つつく等による損傷に対する保護をあまり必要としないため、露出している外面に臨むようにパッシブ放射器を配置するよりも有利である。

２つ以上のパッシブ放射器を使用すると、パッシブ放射器に関連する慣性力を相殺することができ、また個々のパッシブ放射器を小型化できるため、１つのパッシブ放射器を使用するよりも有利である。単一のパッシブ放射器を取り付けられる十分な広さの単一の表面領域がない場合があるため、これは、特に小型デバイスの場合に有利である。更に、２つのパッシブ放射器の個々の質量を、単一のパッシブ放射器よりも小さくできる。この特徴は、単一のパッシブ放射器だと、パッシブ放射器サスペンションの設計が困難になるほどの重量になる可能性があるため、大型デバイスでは特に有利である。

図４を参照すると、パッシブ放射器またはポート等の受動音響素子が、音響カップリングを音響的に結合し、共鳴できるように配置されている場合に生じうる「コモンモード（common mode）」振動状態が示されている。コモンモード振動は、この図では点線で示されているバッフル４４が存在しない場合に発生する可能性が比較的高い。パッシブ放射器の質量、表面積、サスペンション特性、ガスケット漏れ、駆動電気音響変換器に関する配置または配向、または他の特性がわずかでも違っていた場合、コモンモード振動が発生する可能性が高くなり、またより深刻な状態になる可能性がある。コモンモード振動は、通常、望ましくない。２つのパッシブ放射器は、同じ方向に振動する場合があり、それにより、２つのパッシブ放射器の慣性反作用が減算的ではなく加算的となり、単一のパッシブ放射器で発生する可能性のある振動と類似の振動生じる。更に、１つのパッシブ放射器により放射される音響エネルギーは、他のパッシブ放射器により放射される音響エネルギーを一部または全部相殺する可能性があり、その結果、特定のいくつかの周波数でデバイスによる出力が著しく低下する。コモンモード振動により、効率が著しく失われたり、または周波数応答の滑らかさ等の音響デバイスの他のパフォーマンス特性に対しマイナスの影響が生じる場合がある。

図２Ｂを再び参照すると、バッフル構造は、２つの室を音響的に絶縁している。第１のパッシブ放射器３８Ａは、第１の音響ドライバ３６Ａに音響的に結合され、したがって、第１のパッシブ放射器３８Ａは、室４２内の空気、第２のパッシブ放射器３８Ｂ、及び第２の音響ドライバ３６Ｂから音響的に絶縁される。第２のパッシブ放射器３８Ｂは、第２の音響ドライバ３６Ｂに音響的に結合され、第２のパッシブ放射器３８Ｂは、室４０内の空気、第１のパッシブ放射器３８Ａ、及び第１の音響ドライバ３６Ａから音響的に絶縁される。音響的絶縁により、コモンモード振動状態が生じる可能性が低くなる。

図５Ａ〜図５Ｄを参照すると、本発明の特徴を組み込んだモジュールの等角投影図、平面図、及び図５Ａに示されている直線に沿って切断された断面図が示されている。前の図の要素を実装するコンポーネントは、対応する要素と類似の番号を付している。モジュール４６は、図５Ｄの壁２８Ａ、２８Ｂ、３０、及び４８、及び背後部５０によって囲まれた、少なくとも１つの開口を備える三次元構造の形態とすることができる。モジュール４６では、壁２８Ａ内に、第１のパッシブ放射器３８Ａを取り付けており、また壁２８Ｂ内に、パッシブ放射器３８Ａに対向し、それと同軸の第２のパッシブ放射器３８Ｂを取り付けている。モジュール４６は、前の図のキャビティ３２を形成するため音響筐体の開口部に取り付け可能であり、したがって、開口３４は外部環境に臨む。壁は、キャビティが望む音響効果を有するように寸法を決め、構成することができ、例えば、キャビティがパッシブ放射器によりキャビティ内に放射される音響エネルギーに対するキャビティの音響効果が最小になるようにする。更に、音響筐体の幾何学的形状及びモジュールの配置に応じて、壁３０、４８、または５０のうちの１つまたは複数をなくし（例えば、図５Ｄの壁５０において破線で示されているように）、モジュール内の第２の開口が音響筐体内の第２の開口部内にはめ込まれ、第２のキャビティ開口を形成するようにする。

壁２８Ａ、２８Ｂ、３０、４８、及び５０は、パーティクルボード、木材、木製積層板、または硬質プラスチック等のラウドスピーカー筐体に好適な材料で形成することができる。プラスチック材料を使用すると、壁構造を単一ユニットとして簡単に成形することができる。パッシブ放射器３８Ａ及び３８Ｂは、振動放射表面５２及びサラウンド５４を含むサスペンションシステムを有する従来のものとすることができる。パッシブ放射器は、意図された使用と調和するように寸法を決め、構成することができる。

モジュール４６のモジュール設計により、設計者は本発明を組み込んだオーディオデバイスの複数の要素を自由自在に配列することができる。図６Ａ〜図６Ｉは、モジュール４６を使用するオーディオデバイスの実施例の線図を示している。

図６Ａ〜図６Ｃは、細長い開口を備えたモジュールを、長さ方向が垂直になるか、水平になるか、または傾斜するように配向できることを示している。更に、モジュールの位置をあちこち移動して、図６Ｄ、図６Ｅ、及び図６Ｆの実施例のように、追加音響ドライバを収納することができる。音響筐体内の開口部の位置及び向きを修正することにより配向を変えることができるが、この修正には、音響筐体全体の広範な再成形を必要としない。

図６Ａ〜図６Ｆの配列に加えて、モジュール４６が取り付けられている音響筐体内の開口部は、図６Ｇのように、音響ドライバと異なる筐体表面内に設定できる。開口部は、更に、筐体の上面（図６Ｈに示されているような）、側面（図６Ｉに示されているような）、または背後部に取り付けることができるか、または筐体が配置される表面から筐体の底部に間隔をあけるスペーサ（standoffs）を備えていれば筐体の底部に取り付けることができる。

パッシブ放射器モジュールが複数の低音電気音響変換器を備えたデバイス内に実装される場合、パッシブ放射器モジュールは、低音音響ドライバが、パッシブ放射器が最大の偏位を有する周波数帯域内で略同一であるオーディオ信号を受信する場合に最も効果的である。したがって、例えば、図６Ｄ及び図６Ｅの実装において、２つの音響ドライバ３６Ａ及び３６Ｂが全帯域ドライバである場合、２つのドライバに伝達される信号は、最大のパッシブ放射器偏位の周波数帯域内で、略同一であり同相であることが望ましい。図６Ｆの実装では、音響ドライバ７８Ｌ及び７８Ｒがツイーター、「ツイドラー（twiddlers）」、または中音域変換器であり、音響ドライバ３６Ｃがウーファーである場合、パッシブ放射器４６は、望ましければ、例えば、変換器７８Ｌ及び７８Ｒの背後部を密閉することにより変換器７８Ｌ及び７８Ｒから音響的に絶縁されることが可能である。パッシブ放射器は、通常、低音音響エネルギーを増強するためのものである。低音スペクトル帯域内で略同一であり同相であるオーディオ信号を供給すると、その結果、略同一であり機械的に位相外れ状態である２つのパッシブ放射器が運動し、これにより、パッシブ放射器誘起慣性反作用の相殺が最大になり、そのため、オーディオデバイスの筐体がごくわずか振動する。信号が同じでない場合、本発明によるオーディオデバイスは、ほとんどの状況において、本発明を組み込まないデバイスに比べて振動が少ない。低音周波数帯域の略同一の信号を供給するための信号処理システムが以下に示されている。

次に図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、低音スペクトル周波数領域内で実質的にモノラルのオーディオ信号を供給するための２つのオーディオ処理回路が示されている。オーディオ信号源５６は、オーディオ信号記憶デバイス５８及びオーディオ信号デコーダ６０を備えることができる。オーディオ信号源は、左チャネル信号を信号線６２に出力し、右チャネル信号を信号線６４に出力することができる。信号線６２は、オーディオ信号源５６を加算器６６及びクロスオーバー回路７０内のハイパスフィルタ６８に結合する。信号線６４は、オーディオ信号源５６を加算器６６及びクロスオーバー回路７０内のハイパスフィルタ７２に結合する。加算器６６の出力は、ローパスフィルタ７４に結合される。図７Ａでは、ハイパスフィルタ６８の出力は、全帯域音響ドライバ３６Ａに結合される加算器７５に結合され、ハイパスフィルタ７２の出力は、全帯域ドライバ３６Ｂに結合される加算器７６に結合される。ローパスフィルタ７４の出力端子は、加算器７５及び７６に結合される。図７Ｂでは、ハイパスフィルタ６８の出力端子は、非低音変換器７８Ｌに結合され、ハイパスフィルタ７２の出力端子は、非低音変換器７８Ｒに結合され、ローパスフィルタ７４は、低周波音響ドライバ３６Ｃに結合される。図７Ａ及び図７Ｂの回路は、更に、本発明とは密接な関係がなく、これらの図に示されていない増幅器、圧縮器、リミッタ、クリッパ、ＤＡＣ、及びイコライザ等のコンポーネントを含むことも可能である。図７Ａの回路は、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｇ、図６Ｈ、及び図６Ｉのオーディオデバイスに好適であり、図７Ｂの回路は、図６Ｆのオーディオデバイスに好適である。図７Ａ及び図７Ｂの回路はいずれも、２つよりも多い入力チャネルを有するオーディオ信号源に適合させることができる。モノラルの低音信号を供給するための他の多くの回路接続形態（circuit topologies）が使用可能である。

オーディオ信号記憶デバイス５８は、ＲＡＭ、ＣＤドライブ、またはハードディスクドライブ等のデジタル記憶デバイスとすることができる。オーディオ信号デコーダ６０は、デジタル信号プロセッサを備え、更に、ＤＡＣ及びアナログ信号処理回路を備えることもできる。オーディオ信号源５６は、ポータブルＣＤプレーヤーまたはポータブルＭＰ３プレーヤー等のデバイスとすることができる。オーディオ信号記憶デバイス５８またはオーディオ信号源５６またはその両方とも、他の回路素子から機械的に取り外し可能であって良い。オーディオ信号源５６及びオーディオ信号記憶デバイス５８は、別々のデバイスであっても良いし、または他の回路素子から機械的に取り外し可能な単一のデバイスに組み込んでも良い。他の回路素子は、従来のアナログまたはデジタルコンポーネントとすることができる。すでに説明したように、本発明によるデバイスは、ハードディスクドライブまたはＣＤドライブを組み込んだデバイスまたは機械的振動に特に敏感な他のデバイスの場合に特に有利である。また、オーディオデバイスをＭＰ３プレーヤー等の小型デバイスとともに使用すると、音響再生システムが小型で、持ち運びが簡単になり、しかも同じサイズ及び重量の典型的な携帯型再生デバイスに比べて放射する低周波音響エネルギーを大きくできるため、都合が良い。非低音変換器７８Ｌ及び７８Ｒは、「ツイドラー」、つまり、中音域周波数と高音域周波数の両方を放射する変換器、または中音域変換器、またはツイーターとすることができる。また、筐体または別々の筐体内に追加変換器を取り付けることも可能である。図７Ａ及び図７Ｂの説明において、また前の図の説明では、オーディオ信号の伝送に関する「結合された状態（coupled）」は、「通信できるように結合された状態（communicatingly coupled）」を意味し、物理的結合なしでオーディオ信号を無線により送信できることを認識している。

図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の原理を実装するデバイスの等角投影図を示している。図８Ａ〜図８Ｄでは、参照番号は、従前の図の類似の参照番号が付されている要素を実装する要素を指している。図８Ａ及び図８Ｂのデバイスは、図７Ａの信号処理回路を使用する、図６Ｄの形態のデバイスである。図８Ａの実装は、ドッキングステーション８４を含み、その中に、オーディオ記憶デバイス５８、オーディオ信号デコーダ６０、またはオーディオ信号源５６を配置することができる。図８Ｂの実装は、ドッキングステーション８４の適所に、オーディオ信号源、この場合は、ポータブルＭＰ３プレーヤーが配置された、図８Ａのデバイスを示している。図８Ｃは、図８Ａのデバイスの内部取出図である。音響筐体２０は、２つのはめ合いセクション２０Ａ及び２０Ｂで形成される。モジュール４６は、キャビティ開口３４が筐体開口部８６と合わさるように構成される。図８Ｄは、モジュール４６の内部取出図である。図８Ｄの実装は、スペーサ、ボス、及びデバイスの組み立てを補助するようなもの等の要素を含む。

図９Ａ〜図９Ｃは、本発明の追加態様を説明する、本発明の他の実施形態の断面図である。図９Ａ〜図９Ｃの中の参照番号は、他の図の中の番号が振られている類似の要素と同じようにして実質的に同じ機能を実行する要素を指している。図９Ａでは、音響筐体２０は、第１の室４０Ａ、及び第２の室４０Ｂ、及び第３の室４０Ｃを互いに音響的に絶縁するバッフル構造４４を備える。音響ドライバ３６Ａ−１及び３６Ａ−２が、音響エネルギーを室４０Ａ内に放射するように室４０Ａの壁に配置されている。同様に、音響ドライバ３６Ｂ−１及び３６Ｂ−２は、音響エネルギーを室４０Ｂ内に放射するように室４０Ｂの壁内に配置され、音響ドライバ３６Ｃ−１及び３６Ｃ−２は、音響エネルギーを室４０Ｃ内に放射するように室４０Ｃの壁内に配置されている。パッシブ放射器３８Ａは、一方の表面が室４０Ａに臨み、一方の表面がキャビティ３２に臨むように位置決めされる。同様に、パッシブ放射器３８Ｂは、一方の表面が室４０Ｂに臨み、一方の表面がキャビティ３２に臨むように位置決めされ、パッシブ放射器３８Ｃは、一方の表面が室４０Ｃに臨み、一方の表面がキャビティ３２に臨むように位置決めされている。図２Ａ及び図２Ｂのデバイスと同様に、キャビティ３２は、その中に放射される音響エネルギーに対する音響効果が最小になるように製作し、配列することができる。

図９Ａのデバイスは、図２Ａ及び図２Ｂのデバイスと同様の仕組みで動作する。

音響ドライバ３６Ａ−１、３６Ａ−２、３６Ｂ−１、３６Ｂ−２、３６Ｃ−１、及び３６Ｃ−２は、筐体２０の外部の環境に音響エネルギーを放射する。更に、音響ドライバ３６Ａ−１、３６Ａ−２、３６Ｂ−１、３６Ｂ−２、３６Ｃ−１、及び３６Ｃ−２は、それぞれ、音響エネルギーを４０Ａ、４０Ｂ、及び４０Ｃのうちの１つに放射する。これらの室内に放射された音響エネルギーは、室内の空気と相互作用し、パッシブ放射器３８Ａ、３８Ｂ、及び３８Ｃを振動させ、それにより、音響エネルギーをキャビティ３２内に放射する。その後、キャビティ３２内に放射された音響エネルギーは、外部環境に放射され、音響ドライバにより環境に直接放射される音響エネルギーを補足する。

各々の室の中に放射される音響エネルギーと室内の空気との相互作用の結果、ベクトル８８Ａ〜８８Ｃで表される力がパッシブ放射器表面に加えられ、このベクトルの大きさは、質量と加速度の大きさの積を表し、ベクトルの方向は、加速の方向を表す。図９Ａのデバイスのコンポーネントの特性、配置、及び幾何学的形状は、３つのパッシブ放射器の運動を表す合成力ベクトルの総和が、個々の力ベクトルのどの１つよりも小さい大きさを有するベクトルとなり、好ましくは総和がゼロになるように選択される。ゼロベクトル総和を達成する特性、配置、及び幾何学的形状の１つの組み合わせは、対称的に配置された略同一の音響ドライバと、同じ容積を有し、略同一または鏡像の３つの室と、略同一のパッシブ放射器と、断面が正三角形をしている直角柱の形態を有するキャビティであり、軸が同一平面の上にあり、それぞれ正三角形の辺の１つの中点に置かれるようにパッシブ放射器を配置し、各々の音響ドライバに実質的に同じオーディオ信号を供給する。図９Ａの構成では、パッシブ放射器表面の運動方向が平行であるかまたは一致するということのない場合の図２Ａの構成に類似の結果が得られることに注意されたい。振動パフォーマンスを改善するために、力ベクトルの総和は、総和された力ベクトルの大きさが単一のパッシブ放射器の力ベクトルの大きさよりも小さい限り、正確にゼロになる必要はない。図９Ａの実施形態は、更に、本発明の他の特徴を示している。音響ドライバのペアの各々は、対応するパッシブ放射器表面にかかる差圧が低く、好ましくはゼロに近くなるようにそのパッシブ放射器に関して対称的に配置される。音響ドライバのペアの位置が対称的に設定される１つの構成では、軸がパッシブ放射器の軸と同一平面上にあるように、音響ドライバ円錐の点、例えば中心とパッシブ放射器表面の重心との間の距離９０Ａ−１と他の音響ドライバ上の対応する点とパッシブ放射器表面の重心との間の距離９０Ａ−２が等しくなるように、音響ドライバ３６Ａ−１の運動の軸と音響ドライバの中心等の点とパッシブ放射器の中心とを結ぶ直線とのなす角度θ１が、音響ドライバ３６Ａ−２の運動の軸と対応する点とパッシブ放射器の中心とを結ぶ直線とのなす角度θ２に等しくなるように、２つの音響ドライバを位置決めする。音響ドライバが対称的に配置される他の構成では、正三角形内の音響ドライバをパッシブ放射器の平面に平行な平面内に配置し、正三角形の中心を通るパッシブ放射器の意図された運動方向の直線がパッシブ放射器の重心を通るようにする。パッシブ放射器表面にかかる差圧が低ければ、「ロッキング（rocking）」運動の発生の可能性が低くなり、パッシブ放射器表面の対角線上の対向している点は異なる方向に移動し、その結果「スロッシング（sloshing）」が生じ、音響出力及び効率が失われる。

図９Ｂは、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、筐体及びキャビティは、断面が正六角形の直角柱の形態を為し、パッシブ放射器の各々は同一平面上にある運動軸を有し、それぞれ六角形の辺の１つの中点に配置される。図９Ｂの実施形態では、パッシブ放射器の各々は、単一の音響ドライバにより駆動される。音響ドライバは、対応するパッシブ放射器と音響ドライバとか同軸となるように配置される。パッシブ放射器及び対応する音響ドライバの同軸配置により、通常、パッシブ放射器表面にかかる差圧は低くなる。図９Ａの実施形態と同様に、音響ドライバ３６Ａ〜３６Ｆは、略同一とし、略同一のオーディオ信号を受信することができ、パッシブ放射器３８Ａ〜３８Ｆは、略同一とし、パッシブ放射器表面に加えられる力が、総和されると個々の力ベクトルのどの１つよりも小さい大きさのベクトルになり、好ましくは総和されるとゼロになる合成ベクトル８８Ａ〜８８Ｆにより表されるように配置することができる。図９Ｂの実施形態は、パッシブ放射器の数が多い場合、各々のパッシブ放射器が他のパッシブ放射器のいくつかと平行な有意な成分を持たない意図された運動方向を有しうる構成により所望の効果が得られることを示している。

図９Ａ及び図９Ｂの実施形態は、本発明の他の特徴を例示する。音響ドライバは、音響ドライバのモーター構造９２が筐体２０の外部にあるように配置される。この配置は、モーター構造の動作により発生する熱は、閉じている筐体内ではなく外部環境に直接放射できるため熱的に有利である。

図９Ｃの実施形態では、図１の実施形態の形のオーディオデバイスは、音響ドライバのモーター構造９２がキャビティ３２内に入るように配置された音響ドライバを備える。音響エネルギーは、音響ドライバにより、キャビティ内に直接、またキャビティが及ぼす中に放射される音響エネルギーに対する音響影響は最小であるため、周囲環境に放射される。音響エネルギーは、更に、音響ドライバにより筐体内部内に放射され、そこで、筐体内の空気と相互作用し、パッシブ放射器３８に、音響エネルギーをキャビティ内へ放射させ、その後、周囲環境へ放射させる。キャビティ内の空気は、外部環境に熱的に結合され、熱的には有利である。図９Ｃの構成は、図９Ａ及び図９Ｂの説明で述べられている理由から、モーター構造が音響筐体内部にある構成よりも熱的に有利である。図９Ｃの構成は、モーター構造が露出している構成よりも有利であるが、それは、蹴ったりつついたりして傷が付かないようにするために、またユーザが高温の導電性素子に触れないようにするため、モーター構造で必要とする保護構造がそれほど強力でなくて良いからである。

図２Ａ、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃの要素の他の多くの拡張形態及び変更形態も可能である。例えば、筐体、キャビティ、またはその両方を、パッシブ放射器を外周に規則正しく配置した、円柱形状とすることができる。キャビティ、筐体、またはその両方は、パッシブ放射器の運動を記述する力ベクトルが総和するとゼロに等しくなるか、またはゼロベクトルがないように音響ドライバ及びパッシブ放射器を配置できる十分に規則正しく、対称的である多面体または連続体形状とすることができる。キャビティまたは筐体またはその両方は、連続体形状または球体または球形セクションの形とすることができる。キャビティまたは筐体またはその両方は、パッシブ放射器が、パッシブ放射器の運動を特徴付ける力ベクトルの総和が個々の力ベクトルのどの１つよりも小さい大きさを有するベクトルとなるように、且つ、好ましくは総和されるとゼロになるように、且つ、好ましくはパッシブ放射器表面にかかる差圧が小さくなるように取り付けられる限り、不規則な形状であっても良い。角柱または円柱形状の筐体は、音響ドライブの１つまたは複数またはパッシブ放射器の１つまたは複数またはその両方が角柱また円柱の末端に配置されるように構成することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、本発明を組み込んだ他のオーディオデバイスの２つの等角投影図が示されている。図１０Ａ及び図１０Ｂのオーディオデバイスは、オーディオシステムまたはホームシアターオーディオシステムのウーファーまたはサブウーファーユニットとすることができ、このシステムは、ウーファーまたはサブウーファーユニットに加えて帯域の制限されたサテライトスピーカー（図に示されていない）を含む。図１０のデバイスは、側面Ａ、側面Ｂ、側面Ｃ、及び側面Ｄと指定された４つの側面を有し、上面と底面を備えた略箱形の構造とすることができる。対向する側面Ａ及びＣの各々に、意図された運動方向が略平行である、１つまたは複数の（この場合２つの）音響ドライバ８０Ａ〜８０Ｄを配置できる。対向する側面Ａ及びＣに垂直な対向する側面Ｂ及びＤの各々に、パッシブ放射器が略平行な意図された運動方向を有するように配置されたパッシブ放射器８２Ａ及び８２Ｂを配置することができる。

次に図１１Ａ〜１１Ｇを参照すると、図１０のデバイスとともに使用するバッフル構造の等角投影図及び６つの平面図が示されている。６つの平面図は、図１１Ａ内の対応する矢印の方向で切断したものである。見やすくなるようにバッフル構造の各面が識別される。「Ｒ」サフィックスが付いている面を識別するための参照符号は、それに対応して番号付けされた面の裏面を指し、例えば、面「３Ｒ」は面３の裏面である。バッフル構造は、面１が側面Ａの内側にはまるように、面４及び７が側面Ｂの内側にはまるように、面１４（図１１Ｄのみに見える）が側面Ｃの内側にはまるように、面１０Ｒ及び１１Ｒが側面Ｄにはまるように、面１３が上面の内側にはまるように、面１５（図１１Ｇにのみ見える）が底面の内側にはまるように図１０の構造の内側に配置される構成である。

上述のように挿入される図１１Ａ〜図１１Ｇのバッフル構造では、パッシブ放射器８２Ａは音響ドライバ８０Ｂ及び８０Ｃに音響的に結合され、音響ドライバ８０Ａ及び８０Ｄから音響的に絶縁される。同様に、上述のように挿入される図１１Ａ〜図１１Ｇのバッフル構造では、パッシブ放射器８２Ｂは音響ドライバ８０Ａ及び８０Ｄに音響的に結合され、音響ドライバ８０Ｂ及び８０Ｃから音響的に絶縁される。バッフル構造により得られる音響結合及び絶縁の結果、パッシブ放射器のコモンモード振動が発生する可能性が減じる。更に、パッシブ放射器８２Ａに音響的に結合された２つの音響ドライバ８０Ｂ及び８０Ｃは、それぞれ対向する象限８２Ａ−４及び８２Ａ−２に最も近く、パッシブ放射器８２Ｂに音響的に結合された２つの音響ドライバ８０Ａ及び８０Ｄは、それぞれ対向する象限８２Ｂ−２及び８２Ｂ−４に最も近く、その結果、パッシブ放射器表面にかかる差圧が低くなる。したがって、パッシブ放射器は、図１０Ａの上の説明のように、ロッキング運動を示す可能性は低い。

図１１Ａ〜図１１Ｇのバッフル構造では、複数の音響ドライバを使用し、音響ドライバ及びパッシブ放射器を小さな筐体内に配置することができる。少ない音響ドライブ、大きな筐体を備え、音響素子の間隔があいているデバイスでは、本発明の原理を実装する単純なバッフル構造を使用することができる。

次に図１２を参照すると、本発明の他の特徴を例示する音響筐体が示されている。音響筐体９４は、第１の壁９６内に、音響ドライバ用の開口９８を備える。２つの対向する壁には、パッシブ放射器用の開口１００、１０２があいている。音響筐体９４は、変形可能または偏向可能な突起を含むボルト、ネジ、またはファスナ等の機械的取付具を受け入れるためのスルーホール１０８、１１０を備えた耳１０４、１０６等の取付要素を備える。音響筐体は、この図には見えていない追加の耳等の追加取付要素を備えることができる。

音響筐体９４は、プラスチックまたは他の何らかの好適な材料で作られる。ドライバ開口９８及びパッシブ放射器開口１００及び１０２は、開口９８内に取り付けられた音響ドライバが動作することで、開口１００及び１０２内に取り付けられたパッシブ放射器の放射表面が、互いに機械的に実質的に位相外れ状態で振動するように配置される。開口１００及び１０２内に取り付けられたパッシブ放射器は、音響エネルギーを放射し、開口９８内の音響ドライバにより環境に放射される音響エネルギーを増強する。音響ドライバ及び筐体内に取り付けられるパッシブ放射器は、システムの音響的、電気的、及び機械的要件に基づいており、ドライバ開口９８及びパッシブ放射器開口１００、１０２は、選択されたドライバ及びパッシブ放射器を収納できる寸法及び形状である。図１２の実装では、パッシブ放射器開口は、「長円（racetrack）」形状のパッシブ放射器向けの形状になっている。他の実装では、１つまたは複数の音響ドライバ及びパッシブ放射器の異なるサイズ及び形状用の開口を有することが可能である。他の実装では、更に、追加音響ドライバ用の、及びパッシブ放射器が動作することで生じる機械的振動を相殺しやすくするパッシブ放射器の他の構成用の開口も持つことが可能である。

耳１０４、１０６等の取付要素は、車両の構造コンポーネント等、構造への取り付けを行うためのものであり、筐体を適所に保持し、従来の音響デバイスで生じる可能性のある「ウォーキング」問題を解消する。しかし、振動コンポーネントを含むデバイスの機械的取り付けにより、デバイスから構造コンポーネントへ振動が伝達されうる。振動デバイスから構造コンポーネントへの振動の伝達は、望ましいものではなく、振動減衰要素を使用する必要がある場合がある。しかし、２つのパッシブ放射器の動作から生じる構造振動が相互相殺するように設計されている音響デバイスは、振動減衰要素を弱めるか、単純化するか、またはその必要性をなくすことができる。

次に図１３Ｂ〜図１３Ｄを参照すると、本発明を組み込んだ他のオーディオデバイスが示されている。オーディオデバイスは、一方の放射表面が外部環境に臨むように、且つ、一方の放射表面が音響筐体２０に臨むように筐体表面に取り付けられた、１つまたは複数の音響ドライバ３６Ａ、３６Ｂを備える。筐体２０では、音響ドライバと同じ筐体表面に、以下で詳しく説明される、音響放射口１１２Ａ及び１１２Ｂがある。

図１３Ｂは、図１３Ａの直線Ｂ−Ｂで切断した、図１３Ａのオーディオデバイスの断面図を示している。筐体の内側に、２つのパッシブ放射器３８Ａ及び３８Ｂが取り付けられている。パッシブ放射器の表面には、筐体２０の内部１１４が音響的に結合されている。パッシブ放射器３８Ａ及び３８Ｂの第２の表面は、通路１１６を通る放射口１１２Ａ及び１１２Ｂに音響的に結合されている通路に音響的に結合されている。

図１３Ｃ及び１３Ｄは、それぞれ、直線ｃ−ｃ及びｄ−ｄで切断された断面図である。

図１３Ｂ〜図１３Ｄのオーディオデバイスの要素は、前の図の同様の名前及び番号が付けられた要素と類似しており、類似の機能を類似の方法で実行する。通路１１６は、音響効果が最小になるように寸法を設定し、構成することができるか、または他の実施形態では、ポートまたは導波路等の音響素子として機能するように寸法を設定し、構成することができる。放射口１１２Ａ及び１１２Ｂは、音響効果が最小となるスクリムまたはグリルで覆うことができる。

図１３Ｂ〜図１３Ｄのオーディオデバイスの利点は、デバイスを他の実施形態と比べて薄くできる点である。薄さは、壁にぶら下げられるようになっている音響デバイスまたは薄型テレビキャビネットまたは車両ドア等の薄い空間内にはめ込めるように設計された音響デバイスの等の状況では有利な場合がある。

当業者であれば、本発明の概念から逸脱することなく本明細書で開示されている特定の装置及び手法をさまざまな形で利用し、逸脱することができることは明白である。その結果、本発明は、本明細書で開示され付属の請求項の精神及び範囲によってのみ限定されるありとあらゆる新規性のある特徴及び新規性のある特徴の組み合わせを包含するものとして解釈すべきである。

本発明によるオーディオデバイスの図である。本発明によるオーディオデバイスの図である。本発明による第２のオーディオデバイスの図である。本発明による第２のオーディオデバイスの図である。本発明のいくつかの態様を例示するオーディオデバイスの断面図である。本発明のいくつかの態様を例示するオーディオデバイスの断面図である。コモンモード振動を例示するオーディオデバイスの断面図である。本発明の特徴を組み込んだモジュールの図である。本発明の特徴を組み込んだモジュールの図である。本発明の特徴を組み込んだモジュールの図である。本発明の特徴を組み込んだモジュールの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。図５Ａ〜図５Ｄのモジュールを組み込んだオーディオデバイスの図である。本発明を組み込んだデバイス用にオーディオ信号を供給するためのオーディオ信号処理回路のブロック図である。本発明を組み込んだデバイス用にオーディオ信号を供給するためのオーディオ信号処理回路のブロック図である。本発明を組み込んだデバイスの等角投影図である。本発明を組み込んだデバイスの等角投影図である。本発明を組み込んだデバイスの等角投影図である。本発明を組み込んだデバイスの等角投影図である。本発明の更にいくつかの実施形態の断面図である。本発明の更にいくつかの実施形態の断面図である。本発明の更にいくつかの実施形態の断面図である。本発明を組み込んだ他のオーディオデバイスの２つの等角投影図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。図１０のデバイスとともに使用するためのバッフル構造の図である。本発明の他の態様によるオーディオデバイスの等角投影図である。本発明を組み込んだ更に他のオーディオデバイスの図である。本発明を組み込んだ更に他のオーディオデバイスの図である。本発明を組み込んだ更に他のオーディオデバイスの図である。本発明を組み込んだ更に他のオーディオデバイスの図である。

符号の説明

１，４，７，１３，１４，１５面
２０音響筐体
２２前面
２４Ａ側面
２４Ｂ側面
２６上面
２８Ａ，２８Ｂ，３０，４０表面
３２キャビティ
３４キャビティ開口
３６Ａ第２の音響ドライバ
３６Ｂ音響ドライバ
３６Ｃ音響ドライバ
３８Ａパッシブ放射器
３８Ｂ第２のパッシブ放射器
４０第１の室
４０Ａ第１の室
４０Ｂ第２の室
４０Ｃ第３の室
４２第２の室
４４バッフル構造
４６モジュール
５０背後部
５２振動放射表面
５４サラウンド
５６オーディオ信号源
５８オーディオ信号記憶デバイス
６０オーディオ信号デコーダ
６２，６４信号線
６６，７５，７６加算器
６８，７２ハイパスフィルタ
７０クロスオーバー回路
７４ローパスフィルタ
７８Ｌ，７８Ｒ音響ドライバ
８０Ａ〜８０Ｄ音響ドライバ
８２Ａ，８２Ｂパッシブ放射器
８４ドッキングステーション
８８Ａ〜８８Ｆ合成ベクトル
９２モーター構造
９４音響筐体
９６第１の壁
９８音響ドライバ用の開口
１００，１０２パッシブ放射器開口
１０４，１０６耳
１０８，１１０スルーホール
１１２Ａ，１１２Ｂ音響放射口
１１６通路
１２１Ａ第１の音響筐体
１２１Ｂ第２の音響筐体
１２３Ａ，１２５Ａ，１２７Ａ側面
１２３Ｂ側面
１２５Ｂ側面
１２６Ａ上面
１２６Ｂ上面
１２９，１３１，１３３機械カップリング
１３６Ａ，１３６Ｂ音響ドライバ
１３８Ａ，１３８Ｂパッシブ放射器

Claims

外面を備え、内部容積を囲み、更に前記外面内に開口部を備えた音響筐体と、
各々が第１の放射表面を備え、該第１の放射表面が前記筐体内部容積に臨むように取り付けられた第１の音響ドライバ及び第２の音響ドライバと、
開口を有するキャビティを形成する閉じた三次元構造を備え、前記内部容積から隔てられ、前記筐体内にキャビティを形成する前記開口部内に取り付けられたパッシブ放射器モジュールと、
各々が２つの対向面を有する放射素子を備え、前記表面の１つが前記キャビティに臨むように前記モジュール内に取り付けられた第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器と、
前記第２の音響ドライバ及び前記第２のパッシブ放射器から、前記第１の音響ドライバ及び前記第１のパッシブ放射器を音響的に絶縁する前記筐体内のバッフル構造と、
を備えることを特徴とする音響デバイス。
本明細書で開示されている前記装置及び手法に存在する、または保有されるあらゆる新規性のある特徴及び新規性がある特徴の組み合わせ。
開口でキャビティを形成する閉じた三次元構造と、
第１の表面及び第２の表面と更に第１の軸に沿った意図された運動方向とを有する振動素子を備える第１のパッシブ放射器であって、
前記第１の表面が前記キャビティに臨むように前記構造内に取り付けられ、
質量及び表面積により特徴付けられる第１のパッシブ放射器と、
第１の表面及び第２の表面と更に第２の軸に沿った意図された運動方向とを有する振動素子を備える第２のパッシブ放射器であって、
前記第１表面が前記キャビティに臨むように前記構造内に取り付けられ、
質量及び表面積により特徴付けられる第２のパッシブ放射器と、
を備えた音響筐体内で使用するためのモジュールであって、
前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器は、前記第１のパッシブ放射器の意図された運動方向と前記第２のパッシブ放射器の意図された運動方向とが略平行となるように配置され、前記第１のパッシブ放射器の振動素子と前記第２のパッシブ振動パッシブ素子とは同一平面上になく、
前記第１のパッシブ放射器の第２の表面が前記内部容積に臨むように、且つ、前記第２のパッシブ放射器の第２の表面が前記内部容積に臨むように内部容積を囲む音響筐体内の第１の開口部内に挿入可能なように組み立てられ配列された、
ことを特徴とするモジュール。
前記第１の軸及び前記第２の軸は、略同軸であることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
前記第１のパッシブ放射器の振動素子の質量及び前記第２の振動素子の質量は、略等しいことを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
前記第１の振動素子の表面積及び前記第２の振動素子の表面積は、略等しいことを特徴とする請求項５に記載のモジュール。
前記第１の振動素子の表面積及び前記第２の振動素子の表面積は、略等しいことを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
前記第１のパッシブ放射器の意図された運動方向と前記第２のパッシブ放射器の意図された運動方向とが、前記開口部に対して略横方向となるように前記音響筐体内の開口部内に取り付け可能であるように組み立てられ配列されたことを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
三次元境界構造によって形成された音響筐体であって、該筐体は筐体内部容積を形成する壁を備えており、
第１の軸回りに第１の表面及び第２の表面を有する音響ドライバであって、前記第１の表面が前記内部容積に臨むように前記音響筐体内に取り付けられた音響ドライバと、
実質的に前記境界構造内に形成された前記音響筐体内のキャビティと、
第１の表面及び第２の表面と第２の軸に沿った意図された運動方向とを有する第１のパッシブ放射器であって、前記第１のパッシブ放射器の第１の表面が前記キャビティに臨み、前記パッシブ放射器の第２の表面が前記筐体内部に臨むように前記音響筐体内に取り付けられた第１のパッシブ放射器とを備え、
前記音響筐体は、前記音響ドライバの第１の表面と前記キャビティとの間の全ての音響経路が前記第１のパッシブ放射器を含むように組み立てられ配列された、
ことを特徴とする音響デバイス。
更に、第１の表面及び第２の表面と第３の軸に沿った意図された運動方向とを有する第２のパッシブ放射器であって、
前記第２のパッシブ放射器の第１の表面が前記キャビティに臨み、前記第２のパッシブ放射器の第２の表面が前記筐体内部に臨むように取り付けられ、
更に、前記第１のパッシブ放射器の意図された運動方向と第２のパッシブ放射器の意図された運動方向とが略平行になるように取り付けられた第２のパッシブ放射器を備え、
前記音響筐体は、前記音響ドライバの第１の表面と前記キャビティとの間の全ての音響経路が前記第１のパッシブ放射器または前記第２のパッシブ放射器を含むように組み立てられ配列された、
ことを特徴とする請求項９に記載の音響デバイス。
前記音響ドライバが動作すると、前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器が振動するように組み立てられ配列され、
前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器の前記振動により、同相の音響エネルギーが前記キャビティ内に放射され、
前記振動の結果、前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器の慣性力が生じ、
前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器は、前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器の前記慣性力のベクトル和が前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器の前記慣性力のいずれかよりも小さくなるように配置される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の音響デバイス。
前記第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器は、前記第１のパッシブ放射器の前記振動及び前記第２のパッシブ放射器の前記振動が機械的に位相外れ状態になるように組み立てられ配列されたことを特徴とする請求項１１に記載の音響デバイス。
前記音響ドライバは、意図された運動方向を有し、前記音響ドライバの意図された運動方向は、前記第１のパッシブ放射器の意図された運動方向及び前記第２のパッシブ放射器の意図された運動方向のうちの少なくとも一方と略平行であることを特徴とする請求項１０に記載の音響デバイス。
更に、前記音響ドライバが音響エネルギーを前記内部容積に放射するように前記音響筐体内に取り付けられた音響ドライバと、
前記内部容積及び前記キャビティを音響的に結合する複数のパッシブ放射器とを備え、
前記音響ドライバから前記内部容積を通り前記キャビティに至る全ての音響経路は、前記複数のパッシブ放射器のうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の音響デバイス。
三次元境界構造によって形成された音響筐体であって、
筐体内部容積を形成する壁を備える音響筐体と、
実質的に前記境界構造内に形成された前記音響筐体内のキャビティと、
前記音響筐体内に取り付けられる音響ドライバであって、
第１の軸に沿って振動し、音響エネルギーを放射する振動ダイアフラムを備え、
前記ダイアフラムは、音響エネルギーを前記外部に放射するために前記音響筐体の前記外部に臨む第１の放射表面と、第２の放射表面であって、該第２の放射表面の実質的に全てが前記内部容積に臨み音響エネルギーを前記音響容積内に放射するように組み立てられ配列された第２の放射表面とを有する音響ドライバと、
前記内部容積及び前記キャビティを音響的に結合する、第１の振動ダイアフラムを備える第１のパッシブ放射器とを備え、
前記第１の振動ダイアフラムは、前記内部容積内に放射された前記音響エネルギーに応答して第２の軸に沿って振動し、音響エネルギーを前記キャビティ内に放射するように組み立てられ配列された、
ことを特徴とする音響デバイス。
前記第１の軸及び前記第２の軸は、平行であることを特徴とする請求項１５に記載の音響デバイス。
前記音響デバイスは、前記第１のパッシブ放射器及び前記第２のパッシブ放射器が、前記音響ドライバにより前記内部容積内に放射された前記音響エネルギーに応答して機械的に位相外れ状態で振動するように組み立てられ配列されたことを特徴とする請求項１０に記載の音響デバイス。
前記第２の軸及び前記第３の軸は、一致することを特徴とする請求項１７に記載の音響デバイス。
前記一致する第２の軸及び第３の軸は、前記第１の軸と平行であることを特徴とする請求項１８に記載の音響デバイス。
前記第２の軸及び前記第３の軸は、前記第１の軸と平行であることを特徴とする請求項１７に記載の音響デバイス。
内部を有する音響筐体と、
前記筐体内に取り付けられた、第１の軸を有する第１の音響ドライバ及び第２の音響ドライバと、
前記筐体内に取り付けられた、第２の軸を有する第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器と、
前記第１の音響ドライバと前記第１のパッシブ放射器を、前記第２の音響ドライバ及び前記第２のパッシブ放射器から音響的に絶縁する前記筐体内のバッフル構造と、
を備えることを特徴とする音響デバイス。
更に、
第３の音響ドライバ及び第４の音響ドライバを備え、
前記バッフル構造は、前記第３の音響ドライバを、前記第１の音響ドライバ及び前記第１のパッシブ放射器から音響的に絶縁し、前記バッフル構造は、更に、前記第４の音響ドライバを、前記第２の音響ドライバ及び前記第２のパッシブ放射器から音響的に絶縁する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の音響デバイス。
前記第１及び第３の音響ドライバは、前記筐体の第１の共通面上に取り付けられ、前記第２及び第４の音響ドライバは、前記筐体の第２の共通面上に取り付けられることを特徴とする請求項２２に記載の音響デバイス。
前記第１の音響ドライバは、前記第３の音響ドライバの上に配置され、前記第４の音響ドライバは、前記第２の音響ドライバの上に配置されることを特徴とする請求項２３に記載の音響デバイス。
前記第１の音響ドライバは、前記第１のパッシブ放射器の表面の他の象限よりも前記第１のパッシブ放射器の表面の第１象限に近く、前記第４の音響ドライバは、前記第１のパッシブ放射器の表面の他の象限よりも前記第１のパッシブ放射器の表面の第２象限に近く、
前記第１のパッシブ放射器の前記第１象限及び前記第１のパッシブ放射器の前記第２象限は対向しており、
前記第２の音響ドライバは、前記第２のパッシブ放射器の他の象限よりも前記第２のパッシブ放射器の第１象限に近く、
前記第３の音響ドライバは、前記第２のパッシブ放射器の他の象限よりも前記第２のパッシブ放射器の第２象限に近く、
前記第２のパッシブ放射器の第１象限及び前記第２のパッシブ放射器の第２象限は対向している、
ことを特徴とする請求項２２に記載の音響デバイス。
前記筐体は平面的な壁を備え、
前記第１の音響ドライバは、前記第１の軸が前記複数の平面的な壁のうちの第１の壁に垂直となるように組み立てられ配列され、
前記第１のパッシブ放射器は、前記第１のパッシブ放射器の意図された運動方向が前記複数の壁のうちの第２の壁に垂直となるように組み立てられ配列され、
前記第１の壁と前記第２の壁とは、垂直である、
ことを特徴とする請求項２１に記載の音響デバイス。
内部及び外部を有する音響筐体と、
音響エネルギーを前記内部に放射するように前記筐体内に取り付けられた音響ドライバと、
前記筐体内に取り付けられた２つよりも多い複数のパッシブ放射器とを備え、
前記パッシブ放射器の各々は前記内部に放射される前記音響エネルギーに応答して振動し、
各々の前記パッシブ放射器の前記振動は、意図された運動方向及び慣性力により特徴付けられ、
前記パッシブ放射器は、前記慣性力の総和が前記慣性力のいずれか１つよりも小さくなるように組み立てられ配列された、
ことを特徴とする音響デバイス。
前記慣性力の前記ベクトル和は、実質的にゼロであることを特徴とする請求項２７に記載の音響デバイス。
音響エネルギーを前記内部に放射する複数の音響ドライバを備え、
前記パッシブ放射器の各々は前記内部に放射される前記音響エネルギーに応答して振動し、
各々の前記パッシブ放射器の前記振動は、意図された運動方向及び慣性力により特徴付けられ、
前記パッシブ放射器は、前記慣性力のベクトル和が前記慣性力のいずれか１つよりも小さくなるように組み立てられ配列された、
ことを特徴とする請求項２７に記載の音響デバイス。
所定体積の空気を封じ込める音響筐体と、
前記音響筐体の壁に取り付けられた振動面を有する第１のパッシブ放射器と、
第１の音響エネルギーを前記音響筐体内に放射するために、前記音響エネルギーが前記体積の空気と相互作用して前記振動面を振動させるように前記第１のパッシブ放射器に関して対称的に配置されている第１の複数の音響ドライバと、
前記音響筐体の壁に取り付けられた振動面を有する第２のパッシブ放射器と、
第２の音響エネルギーを前記音響筐体内に放射するために、前記第２音響エネルギーが前記体積の空気と相互作用して前記第２のパッシブ放射器表面を振動させるように前記第２のパッシブ放射器に関して対称的に配置されている第２の複数の音響ドライバと、
前記第１のパッシブ放射器及び前記第１の複数の音響ドライバを、前記第２のパッシブ放射器及び前記第２の複数の音響ドライバから音響的に絶縁する前記音響デバイス内のバッフル構造と、
を備えることを特徴とする音響デバイス。
音響筐体と、
前記音響筐体内に取り付けられた音響ドライバと、
第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器であって、
前記音響ドライバの動作により、方向及び大きさを有する第１の慣性力により特徴付けられる運動が生じるように前記音響筐体に取り付けられた第１のパッシブ放射器と、
前記音響ドライバの動作により、方向及び大きさを有する第２の慣性力により特徴付けられる運動が生じるように前記音響筐体に取り付けられた第２のパッシブ放射器とを備えると共に、
前記第１の慣性力及び前記第２の慣性力の前記大きさのベクトル和が前記第１の慣性力の前記大きさ及び前記第２の慣性力の前記大きさのいずれかよりも小さくなるように前記音響筐体内に取り付けられた第１のパッシブ放射器及び第２のパッシブ放射器と、
前記音響筐体を前記構造コンポーネントに機械的に結合するための取付要素と、
を備えることを特徴とする構造コンポーネントに結合するための音響デバイス。
前記構造コンポーネントは、車両のシャシであることを特徴とする請求項３１に記載の音響デバイス。
第１の音響筐体と、
前記第１の筐体の壁に取り付けられた第１の音響ドライバと、
前記音響ドライバにより、大きさ及び方向を有する第１の慣性力により特徴付けられる振動が生じるように前記音響筐体内に取り付けられた第１のパッシブ放射器と、
第２の音響筐体と、
前記第２の筐体の壁に取り付けられた第２の音響ドライバと、
前記音響ドライバにより、大きさ及び方向を有する第２の慣性力により特徴付けられる振動が生じるように前記音響筐体内に取り付けられた第２のパッシブ放射器と、
前記慣性力のベクトル和が前記第１の慣性力の前記大きさ及び前記第２の慣性力の前記大きさよりも小さい大きさを有するように前記第１の音響筐体及び前記第２の音響筐体を結合する機械的結合構造と、
を備えることを特徴とする音響デバイス。