JP2007531448A - 分散された音響キャビネット - Google Patents

Abstract

音響トランスデューサ（２）用の筐体（１）は、音響トランスデューサ（２）を収容するための第１の室（１１）と、離隔されて配置された第２の室（１２）とを有し、前記第１及び第２の室は結合部（１５）によって音響的に結合される。前記結合部は、前記第１及び第２の室よりも小さい径を持っても良い。任意の更なる結合部（１６）が、第１の室（１１）を任意の第３の室（１３）に音響的に結合しても良い。前記筐体の体積は種々の室に分散され、かくして第１の室（１１）が小さい場合であっても比較的大きな筐体を提供する。結合部（１５、１６）によって引き起こされるいずれの非基本共振もが、トランスデューサ（２）の動作領域の外部に存する。

Description

本発明は、分散された音響キャビネットに関する。更に詳細には、本発明は、ラウドスピーカのような音響トランスデューサを収容する筐体に関する。

ラウドスピーカのようなトランスデューサを、一般に箱型の筐体即ち「キャビネット」に収容することは良く知られている。筐体、又は少なくともトランスデューサの後部から前部を分離するパネル無しでラウドスピーカ又は同様のトランスデューサを利用することは、非常に限られた音声が再生されることに帰着する。なぜなら、前記前部と後部との間に音響的な「短絡」が存在するからである。とりわけ、低周波の音声は該「短絡」による影響を被る。

筐体は斯かる音響的な「短絡」を除去するが、適切に設計されない場合には他の望ましくない影響をもたらし得る。筐体内の空気は一般にばねとして働き、とりわけ筐体の体積が小さ過ぎる場合には、トランスデューサと筐体とによって構成される音響系の共振周波数を増大させる。このことは明らかに望ましくないため、筐体の体積はトランスデューサの大きさに対して一定の最小体積を持つ必要がある。

音響トランスデューサを含む多くの装置において、空間の量は制限される必要がある。例えばテレビジョンセットのハウジングは一般に、所与の画面の大きさに対して、可能な限り小さくなるように設計される。各ラウドスピーカに対して比較的大きな筐体を備えることは、ハウジングが望ましくない程大型で体積の大きなものとなることを必要とし、一方で比較的小さな筐体を備えることは、上述した有害な効果に帰着する。

欧州特許出願ＥＰ−Ａ０５１９５０９は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）画面を持つテレビジョンセットにおける利用のためのウーファモジュールを開示している。該ウーファモジュールは、ラウドスピーカが収容される細長い筐体と、２つの音声通路とを有する。第１の通路はトランスデューサの前部に位置し、第２の通路は筐体の内部を外部と接続する。該筐体はテレビジョンのハウジングの底背部に装着され、２つの前記通路がテレビジョンセットの後部から前部へと音声を伝達する。

該既知の筐体はテレビジョンセットの側において大きな体積がとられることを回避するが、幾つかの欠点がある。実際の筐体は依然として大きく、該筐体はＣＲＴ画面を持つテレビジョンセットには収容され得るが、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又はプラズマ画面を持つテレビジョンセットには大き過ぎる。加えて、前記音声通路は望ましくない音声の「着色」を引き起こし、音声の周波数特性を変更する。

本発明の目的は、先行技術のこれらの及び他の問題を克服し、比較的大きな体積を持ちつつ、比較的小さなハウジングに容易に収容され得る、音響トランスデューサ用の筐体を提供することにある。従って、本発明は、音響トランスデューサ用の筐体であって、前記筐体は、前記音響トランスデューサを収容するための第１の室と、第２の室とを有し、前記第１の室と前記第２の室とは結合部によって音響的に結合され、前記第１の室と前記第２の室とは離隔されて配置される筐体を提供する。

離隔されているが音響的に結合されている少なくとも２つの室を備えることにより、個々の室がそれぞれ比較的小さな体積を持つ場合でも大きな総体積が得られる。結果として、該筐体を構成する種々の室が装置のハウジングの別個の部分に収容され、かくして分散されたトランスデューサ筐体を形成し得る。

ドイツ国特許出願ＤＥ−Ａ３１４４５４５は、分離されたトランスデューサ用の筐体を開示していることに留意されたい。本先行技術の筐体は、分離壁により分離された２つの隣接する室を有する。該２つの室は、両方の室へと延在する比較的短い管により音響的に結合される。前記管は共振素子を形成し、トランスデューサと筐体とによって形成される音響系の音響特性に寄与する。より具体的には、前記管内の空気が、トランスデューサの音響移動質量、第１の体積の音響コンプライアンス、前記管内の空気の音響質量、及び第２の体積の音響コンプライアンスから成る所謂４次の共振系における音響質量として働く。結果として、該既知の音響系の動作周波数範囲は、前記管内の空気の質量により影響される。本発明においては、室は隣接せずに離隔され、少なくとも１つの結合部材が含む空気が、別個の音響質量を形成するのではなく筐体の総体積に寄与するように該結合部材が好適に設計される。

好適な実施例においては、前記結合部は、前記第１の室及び／又は前記第２の室よりも小さな径、又は一般に断面を持つ。即ち、前記結合部は、長さ方向と垂直な方向から見たときに、該結合部が結合する前記室よりも小さな内径を持つ。比較的細い結合部を備えることは、筐体の局所的な大きさを減少させ、該筐体をハウジングに収容すること、又は一般に該筐体を利用可能な空間に装着することをより容易にする。前記結合部は、円形、楕円形、長方形、八角形又はその他の断面を持っても良く、径という語は本発明を略円形の結合部に限定する意図ではないことは、理解されるであろう。

前記室と前記少なくとも１つの結合部材との組み合わせは、特有の音響特性を持つ。とりわけ好適な実施例においては、前記筐体は、所謂２次の音響系を構成するように大きさを決定される。即ち、前記筐体は好ましくは、前記トランスデューサと前記筐体とにより構成される音響系が、動作周波数範囲内で２次の系として挙動するように大きさを決定される。係る系は、前記筐体（トランスデューサを含む）の音響コンプライアンス及び前記トランスデューサの音響質量から成る従来の「閉じた箱」系と同等である。このようにして、いずれの望ましくない副作用（有害な共振）もが、動作周波数範囲外に維持される。

本発明の筐体は、例えば該筐体中の静圧を等化させるため、又は「バスリフレックス（bass reflex）」効果を提供するため、１以上の前記室において開口部を持っても良いが、本発明の筐体は略閉じていることが好ましい。即ち、前記筐体は好ましくは、略閉じられた体積を構成する。勿論、トランスデューサが外部の空気と接触するようにするために開口部が設けられる必要があるが、該開口部はトランスデューサによって閉じられていると考えられる。

好適な実施例においては、前記筐体は、更なる結合部によって、前記第１の室又は前記第２の室と音響的に結合された第３の室を更に有する。本実施例は、更に大きな体積、又はより小さな室を利用した同等の体積という利点を提供する。従って、前記筐体の体積を３以上の室に分散させることが可能である。対応する結合部に結合された第４及び任意に第５の室といった更なる室もが備えられても良いことは理解されるであろう。

前記更なる結合部は、前記第１の室、前記第２の室及び／又は前記第３の室よりも小さな径を持つことが好適である。

上述したように、本発明の筐体は、前記室が利用可能な空間に分散されるため、柔軟な態様で該利用可能な空間に収容されることができる。例えば、第１の室と第２の室と第３の室とが３次元の配置を構成しても良い。加えて、又は代替として、前記第２の室は、前記第１の室の長さ方向に対して略垂直な長さ方向を持つても良い。本実施例においては、前記室は略細長く、互いに対して直角に配置される。例えば前記室が互いに直列に並んだ、又は鋭角若しくは鈍角に配置されたもののような、他の種々の配置もがとり得ることは理解されるであろう。更に、必ずしも全ての室が略同一の平面上に配置される必要はない。代わりに、前記室が、ことによると相互に直交する３方向に延在し、従って３次元の構成を形成する配置も可能である。

前記トランスデューサが前記第１の室の外部の表面に配置されること、即ち前記室の外面に比較的近接して配置されることが更に好適である。このことは、前記トランスデューサにより生成される音声が、いずれの通路によっても影響されない（即ち「着色されない」）ことを保証する。

以上本発明は単一のトランスデューサを参照して議論されたが、前記筐体が２以上のトランスデューサ（例えば３又は４個のトランスデューサ）を有することも可能である。少なくとも１つの前記トランスデューサは好ましくは可動のコーンを持つが、例えば静電トランスデューサのような他のトランスデューサが適用されても良い。

本発明は更に、上述したような筐体に収容された音響トランスデューサ、特に前記第１の室に収容された音響トランスデューサを有するオーディオシステムを提供する。斯かるオーディオシステムは更に、前記少なくとも１つのトランスデューサに励磁信号を供給するための増幅器と、好ましくはチューナ、ＣＤプレイヤ、ＤＶＤプレイヤ、ＭＰ３プレイヤ、マイクロフォン及び／又はコンピュータのような信号源とを有しても良い。

本発明のオーディオシステムにおいては、分散された筐体の設計は、特定の周波数において共振を引き起こし得る。それ故、有利な実施例においては、前記トランスデューサは、前記トランスデューサと前記筐体とによって構成される音響系のいずれの高次共振周波数をも除外するように選択された周波数範囲において動作する。それ故、本実施例においては、基本（即ち一般には最低の）共振周波数が、前記音響系の動作周波数範囲内に存する。しかしながら、音響系の動作範囲がいずれの共振周波数より低い代替の実施例も可能である。

とりわけ有利な実施例においては、前記トランスデューサは、該トランスデューサがその一部である前記音響系の共振周波数において動作するように構成される。筐体に装着され、かくして形成される音響系の（基本）共振周波数において動作するトランスデューサは非常に効率的であり、比較的低い入力電流で高い音声レベルを生成する。共振周波数において動作するように設計された音響トランスデューサのとりわけ適切な例は、欧州特許出願ＥＰ０３１０３３９６．２（参照により本明細に組み込まれたものとする）に記載されている。斯かるトランスデューサにおいては、高い品質係数（Ｑ）がとりわけ好ましい。

本発明は更に、それぞれ本発明による筐体を備えた、とりわけＬＣＤ画面又はプラズマ画面のような平坦な画面を有するテレビジョンセットのようなテレビジョンセット及びモニタを提供する。

本発明は、添付図面において示される実施例を参照しながら以下に更に説明されるであろう。

図１に単に非限定的な例として示された筐体１は、第１の室１１、第２の室１２、第３の室１３、第１の結合部１５及び第２の結合部１６を有する。本例においてはラウドスピーカにより構成される音響トランスデューサ２は、第１の室１１において前面に接して収容され、該前面に１以上の適切な開口が備えられている。

第１の結合部１５は、第１の室１１と第２の室１２とを接続し、音響結合を提供する。同様に、第２の結合部１６は、第１の室１１と第３の室１３とを接続する。図示された例においては、結合部１５及び１６は室１１、１２及び１３よりも小さな径を持つ。しかしながら、前記結合部が前記室と略等しい径を持つ実施例も考えられる。また、図１の例においては、室１１、１２及び１３が直列に配置されている。しかしながら、図２を参照しながら後に説明されるように、このことは必須ではない。

図１の実施例においては、第２の室１２と第３の室１３とは、トランスデューサ２が収容された第１の室１１の他方の側に配置される。他の実施例（図示されていない）においては、第３の室１３が、第１の室１１ではなく第２の室１２に結合される。この実施例は依然として、比較的小さな室の体積により構成される比較的大きな結合された体積を持つ分散された筐体を提供する。

図１の実施例において、第１の室１１は例えば０．３０ｄｍ^３の体積を持ち、一方第２の及び第３の室１２及び１３はそれぞれ０．２５ｄｍ^３の体積を持っても良い。結合部１５及び１６がそれぞれ０．２ｄｍ^３の体積を持つ場合、本例においては総体積１．２ｄｍ^３が得られる。かくして、該筐体は１．２ｄｍ^３の体積を持つ一方、個々の室は０．３０ｄｍ^３を超えない体積を持つ。例えば消費者向け装置のハウジングに本発明の筐体を収容することは、先行技術の筐体よりもかなり容易であることが明らかであろう。

上述したように、室１１及び１２並びにいずれの任意の更なる室も、直列である必要はない。例えば図２の例においては、前記筐体は略Ｕ型である。第２の室１２は第１の室１１に対して直角に配置され、第３の室１３は第２の室１２に直角に且つ第１の室１１に平行に配置される。本実施例においては、結合部１５及び１６は、筐体１の角部分によって構成される。トランスデューサ２は、図１の実施例と同様に、第１の室１１に収容される。図２の略２次元の構成の代わりに、例えば３つの室１１、１２及び１３が相互に直角な方向に延在する略３次元の構成も可能である。斯かる実施例は図３に示される。

図２及び３の実施例は、単一の大型の室が収容されることができないテレビジョン又は同様の装置に特に適している。本発明による複数の分散された室を利用することにより、大型の筐体が依然として得られる。前記室の相互の配置は、例えば特定のハウジングに適するように、特定の用途の要件に従って変更されても良いことは理解されるであろう。本発明はまた、ラウドスピーカキャビネットを提供するために利用されることもできる。多くの消費者は部屋に大きな箱型のラウドスピーカキャビネットを配置することを望まないが、分散された設計を持つラウドスピーカキャビネットは快く受け入れるであろう。

本発明の音響系の周波数特性は、図４に模式的に示される。本発明の筐体（図１及び２の１）に収容されたトランスデューサにより生成される音圧レベル（ＳＰＬ）が、周波数ｆの関数として示される。音圧レベルはデシベル（ｄＢ）で測定され、周波数はＨｚで、１０Ｈｚ乃至１０００Ｈｚの範囲において対数スケールで示される。

図から分かるように、前記トランスデューサ（図１及び２の２）と前記筐体（図１及び２の１）との構成は、ピーク音圧レベル（１次又は基本共振）を約６０Ｈｚにおいて生成する。前記筐体の設計（とりわけ比較的細い結合部（図１の１５及び１６））により生じる更なる共振は、約２００Ｈｚ及び５００Ｈｚにおいて発生する。

本発明の更なる態様によれば、少なくとも１つのトランスデューサと筐体とから成る音響系が、高次の共振周波数のいずれともオーバラップしない有効動作範囲を持つ。図４の例においては、前記トランスデューサの動作周波数範囲は、前記筐体の高次の共振周波数よりも低く延在し、例えば５０Ｈｚから１５０Ｈｚに延在しても良い。

とりわけ有利な実施例においては、前記少なくとも１つのトランスデューサが、本例では約６０Ｈｚである、音響系の基本共振周波数において動作するように構成される。音響系の基本共振周波数において動作するトランスデューサは非常に効率的であり、比較的低い入力電流で高い音声レベルを生成する。

共振周波数において動作するように構成された音響トランスデューサの特に適切な例は、欧州特許出願０３１０３３９６．２に記載されており、ここで内容全体が本明細に組み込まれたものとする。

本発明の筐体に収容され、音響系の（基本又は高次の）共振周波数において動作するように構成されたトランスデューサは、単一の大きなキャビネット室を回避しつつ、低い励磁電流で非常に高い音声レベルを提供する。

本発明は、分散された筐体を形成するように音響的に結合された２以上の比較的小さい室を備えることにより、比較的大きな音響筐体が得られるという洞察に基づく。本発明は、高次の共振周波数が音響系の動作範囲外に存するように筐体が設計され得るため、室の結合により引き起こされるいずれの共振周波数もが問題を生じないという更なる洞察から利を得ている。本発明は更に、斯かる筐体は、音響系の共振周波数において駆動されるトランスデューサに対して特に適切であるという更なる洞察から利を得ている。

本明細書において利用されるいずれの語も、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。とりわけ、「有する（comprise及びcomprising）」なる語は、明示的に述べられていないいずれの要素をも除外することを意図したものではない。単一の（回路）構成要素は、複数の（回路）構成要素又はその同等物により代用されても良い。

本発明は以上に説明された実施例に限定されるものではなく、添付される請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更及び追加が為され得ることは、当業者には理解されるであろう。

本発明による筐体の第１の実施例を断面図で模式的に示す。 本発明による筐体の第２の実施例を断面図で模式的に示す。 本発明による筐体の第３の実施例を斜視図で模式的に示す。 本発明による筐体の周波数特性を模式的に示す。

Claims (16)

1. 音響トランスデューサ用の筐体であって、前記筐体は、前記音響トランスデューサを収容するための第１の室と、第２の室とを有し、前記第１の室と前記第２の室とは結合部によって音響的に結合され、前記第１の室と前記第２の室とは離隔されて配置される筐体。
2. 前記結合部は、前記第１の室及び／又は前記第２の室よりも小さな断面を持つ、請求項１に記載の筐体。
3. ２次音響系を構成するように大きさを決定された、請求項１又は２に記載の筐体。
4. 略閉じられた、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の筐体。
5. 更なる結合部によって、前記第１の室又は前記第２の室と音響的に結合された第３の室を更に有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の筐体。
6. 前記更なる結合部は、前記第１の室、前記第２の室及び／又は前記第３の室よりも小さな径を持つ、請求項５に記載の筐体。
7. 前記第１の室、前記第２の室及び前記第３の室は、３次元の配置を構成する、請求項５又は６に記載の筐体。
8. 前記第２の室は、前記第１の室の長さ方向に対して略垂直な長さ方向を持つ、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の筐体。
9. 前記トランスデューサは、前記第１の室の外面に配置される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の筐体。
10. ２以上のトランスデューサを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の筐体。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の筐体に収容された少なくとも１つの音響トランスデューサを有するオーディオシステム。
12. 前記少なくとも１つのトランスデューサに励磁信号を供給するための増幅器と、好ましくはチューナ、ＣＤプレイヤ、ＤＶＤプレイヤ、ＭＰ３プレイヤ、マイクロフォン及び／又はコンピュータのような信号源とを更に有する、請求項１１に記載のオーディオシステム。
13. 前記トランスデューサは、前記トランスデューサと前記筐体とによって構成される音響系のいずれの高次共振周波数をも除外するように選択された周波数範囲において動作するように構成された、請求項１１又は１２に記載のオーディオシステム。
14. 前記トランスデューサは、前記トランスデューサと前記筐体とによって構成される音響系の基本共振周波数において動作するように構成された、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のオーディオシステム。
15. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の筐体に収容された少なくとも１つのトランスデューサを有するテレビジョンセット。
16. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の筐体であって音響トランスデューサを備えた筐体を有するモニタ。

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