JP3240188U - 制御されたブロードバンド指向性を有する音拡散デバイス - Google Patents

Abstract

本考案は、複数の音響ソースを備え、制御されたブロードバンド指向性を有するラウドスピーカエンクロージャに関する。【選択図】図１１Ａ

Description

本出願は、制御されたブロードバンド指向性を有する音響エンクロージャに関する。

最新の場内放送システムの目的は、次のことを保証することである。
－網羅される聴衆エリアにわたる音レベルの均一性であり、これはオーディオスペクトル全体（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）で、このエリア外で音レベルを生成することを回避する。－場内放送システムの様々なコンポーネントの結合の観点から見た、聴衆に対する高レベルの品質である。

低周波数、つまり２００Ｈｚ未満で放出する音拡散デバイスは、音ソースによって生成される波長に比べてサイズが小さいため、指向性が非常に小さい。

回避すべきエリアを汚染し得るだけでなく、部屋の共振モードを励起し、聴衆に不快な残響を生み出し得るこの放出を補償するために、音拡散システムのユーザとメーカーは、音響デバイスに、特にカーディオイドまたはハイパーカーディオイドタイプの特定の指向性を与える電気音響構成を発明した。図１は、異なる指向性タイプに対する極放射パターンを示している。

より具体的には、いくつかの音拡散デバイスを備える場内放送システムを使用する場合、異なる音拡散デバイスから来る音波の、すなわち図１の０°軸の方向における効果的な前方和、および広い帯域の音響周波数にわたる図１の１８０°軸の方向における後方除去、すなわち場内放送システムの後部における音の打ち消しが求められる。異なるデバイスからの音の放射の和は、これらの放射の重畳を意味し、建設的または破壊的をゾーンを形成する。効果的な和は、放射線の重畳が建設的なゾーンを形成する、つまり放射線が互いに打ち消し合わない解決策である。

いくつかの音ソースが存在する場合、リスナーが各ソースの位置との経路の違いによって引き起こされる時間差で放出された波を知覚するという物理現象により、前述の特定の指向性の設計を想定することを可能にする。

音ソースの振幅と位相を電子制御することにより、放射パターン、したがって、音拡散デバイスの指向性を適応させることを可能にする。言い換えれば、周波数の関数（例えば遅延）として同位相で異なる信号をこれらの異なるソースに注入することにより、使用される複数の音ソースの音流の重畳から生じる破壊的または建設的なゾーンを制御することが可能となる。これらの各ソース間の電力比も、この設定によって引き起こされる指向性の有効性に影響を与え得る。

このような指向性は、製品を組み立てることによって、または製品内に新しい音ソース（ラウドスピーカ、ベント）を統合することによって実現され得る。製品アセンブリの例としては、２つのサブウーファの積み重ねの前後の整合、または積み重ねられて旋回されたソースのセットがある。２つのサブウーファの積み重ねの前後の整合を図２に示す。積み重ねられて回転されたソースアレイを図３に示す。このタイプのアレイでは、いくつかのソースは前方に方向付けられ、他のソースは後方に方向付けられる。

ほとんどの場合、製品および／または製品内のコンポーネントの物理的構成には、指向性制御機能を実現するために、大きさと位相、および周波数ごとに個別の電子制御（ＤＳ
Ｐ）設定が伴われる。ただし、ＤＳＰ設定によっては、指向性制御の周波数は、多かれ少なかれ局所化され得る。さらに、正面からのデバイスの異なる要素の和は、多かれ少なかれ最適であり得る。

最新技術の第１の例は、「エンドファイア」設定によって電子的に制御される、図２に示されるような、２つのサブウーファの積み重ねの前後の整合の設計である。この制御は、前積み重ねに時間遅延を電子的に追加することよりなり、前積み重ねと後積み重ねからの波が前方軸（０°として示される軸）に同時に到着し、知覚される音の品質を低下させない。２つの積み重ね整合の後部にいるユーザの場合、前積み重ねからの波は、後積み重ねへのパス差および電子的に追加された遅延の合計である遅延をもって到着する。この遅延を最適化して、特定の音周波数における２つの積み重ね間の位相対立を生成することができる。この調整の最終結果は、後部における非常に局所化された周波数除去を犠牲にして、前部において音の劣化がないことである。このようなシステムの性能を図４Ａから４Ｄに示す：位相差曲線は、前部で良好な音質、つまり、前部の２つの積み重ねからの波の同位相の到着（０°位相シフト）ならびに単一周波数（１８０°位相シフト）の完全除去を示す。

最先端技術の第２の例は、いわゆる「勾配」制御によって電子的に制御される図、２に示すような、２つのサブウーファの積み重ねの前後の整合の設計である。この制御では、後部から見たときに前積み重ねと後積み重ねからの波が同時に到着するように、後積み重ねに電子遅延を追加し、位相対立を追加して後部における音を打ち消すことが伴われる。図５Ａ～５Ｄは、このようなシステムの性能を示す。前積み重ねと後積み重ね間の位相差曲線が１８０°であることから分かるように、広い周波数範囲にわたる効果的な除去が実現される。ただし、０°軸の前部に位置決めされるユーザの場合、後積み重ねから放出される波は一定の時間遅延で到着する。０°軸方向の位相差プロットでは、位相差がゼロである１つの周波数を除いて、２つの積み重ねの不整合が周波数帯域全体で観察され得る。また、前積み重ねと後積み重ねからの波は、常に一定の遅延によって時間的にシフトされ、これにより、前部で知覚される信号の品質に悪影響を与えるエコーが生じる。

最先端技術の第３の例は、図に示すように、「オールパスフィルター」設定によって２電子的に制御されるサブウーファの２つの積み重ねの前後の整合の設計である。この電子制御は、音の周波数によって変化する遅延を導入するフィルターのように機能する。この調整により、広い周波数帯域にわたる後方除去と、前部ソースおよび後部ソースからの波の効率的な和との間で妥協点を見つけることが可能になる。このようなシステムの性能を図６Ａ～６Ｄに示す。異なる周波数での指向性の極座標プロットは類似している。また、後部（１８０°軸）における位相差曲線は、周波数において、より一定の位相対立を示している。

スタンドアロン製品の物理的構成には、指向性と音質の目標を達成するために物理的構成を調整することができるユーザに柔軟性を提供するという利点があるが、指向性と音質制御機能を直接カプセル化する製品よりも高いレベルの専門知識が必要となる。

したがって、一部のメーカーは、エンクロージャ内にいくつかの電子制御されたソースを統合することを提供する。例えば、いくつかの製品には、前部に２つのドライバー／ベントアセンブリがあり、後部に２つのドライバー／ベントアセンブリがある。このような製品の例を図７に示す。前部と後部に多数のソースがあるこのタイプの製品の欠点は、ラウドスピーカの前に位置決めされたリスナーの場合、異なるソースの位相と時間の整合が高周波数で適切でない点である。この欠点はサブウーファには許容可能であるが、特に６０Ｈｚを超えるより高い周波数を再生する製品にはもはや許容可能でない。

したがって、最先端技術で知られている解決策は、ソース間の距離を減少することによって、後部ソースの伝播時間を短縮するために、前部に位置決めされた音ソースに加えて、多かれ少なかれ側部に位置決めされた音ソースを備える製品を製造することである。このような製品の例を図８に示す。

このタイプの製品構成の欠点は、一方では、得られる音拡散の品質に固有のものである。図９Ａおよび９Ｂは、第１の構成では、音響エンクロージャにおいて前部に音ソースを有し、第２の構成では、側部に追加のソースがある、音響エンクロージャの主放出方向によって画定された音響エンクロージャの前半球の異なるリスニング方向において得られたｄＢ ＳＰＬ（音圧レベル）での応答曲線を示す。周波数曲線は、側部に追加のソースがある第２の構成では、側部への指向性ローブの速い減衰を示し、これにより聴衆全体に不均一な拡散が生じる。

音ソースが多かれ少なかれ側部に位置決めされている製品の欠点も機械的である。図１０に示すように、ソースが多かれ少なかれ側部に位置決めされている製品は、側部に積み重ねることができず、さもなければ、製品の効率が低下し、このタイプの製品では、製品の連続的なアレイを形成し、製品に他のオブジェクトを取り付けることが難しく、最後に、横方向のソースが外側から可視となる。

本考案は、最先端技術の欠点を克服すること、特に、前部および側部ソースを備える製品構成の指向性品質を改善することを目的としている。

したがって、本考案は、前面、背面、および２つの第１および第２の側面を備えるボリュメトリック形状の音響エンクロージャに関する。該エンクロージャは、音響エンクロージャの前面に垂直な主放出方向と、音響エンクロージャの背面に垂直な後放出方向とを有する。該エンクロージャは、以下を備える：
－少なくとも１つの前部と、前面から放出するように構成され、前部ソースの主放出方向を有する音響ソースであって、該前部ソース主放出方向は、音響エンクロージャの主放出方向に実質的に等しい、音響ソースと、
－少なくとも１つの横方向の少なくとも１つのソース側面に方向付けられた音響ソースであって、該ソース側面は、２つの第１および第２の側面の一方および／または他方であり、少なくとも１つの横方向音響ソースは少なくとも１つの横方向ソース面に方向付けられ、該横方向のソース面は２つの第１および第２の横方向面の一方および／または他方であり、該横方向音響ソースは第１および第２の横方向面の一方および／または他方に実質的に垂直な主横方向ソース放出方向を有する、音響ソースと、
－少なくとも１つの音導波管であって、該導波管は、該横方向音響ソースによって主横方向ソース放出方向に放出される音束を遮断するように少なくとも１つの横方向音響ソースの前に位置決めされ、該導波管は、主横方向ソース放出方向に横方向音響ソースから放出される音束を遮断し、該横方向音響ソースから放出される音束を主横方向ソース放出方向の両側にある２つの第１および第２の複数の横方向に方向付けるように、少なくとも１つの横方向音響ソースの前に位置決めされ、該導波管は接合手段によってソースを用いて該横方向面に接合される、少なくとも１つの音導波管と、
－ソースを備える該横方向面と該音導波管との間の隙間によって形成された少なくとも１つの前孔であって、少なくとも１つの前オリフィスが該側面と該音導波管との間の空間によって形成された、少なくとも１つの前孔と、該横方向の音響ソースによって放出された音流が、エンクロージャの主放出方向によって画定された半球を指す方向で通過することを可能にし、
－ソースを有する該側面と、該音導波管との間の空間によって形成された少なくとも１つの後オリフィスであって、該横方向音響ソースによって放出された音流が、エンクロージャの後放出方向によって画定された半球を指す方向で通過することを可能にする、少なく
とも１つの後オリフィスと、を備える。

有利には、少なくとも１つの前部音響ソースがフロントボリュームに位置している。

この場合、有利には、少なくとも１つの横方向の音響ソースは、フロントボリュームとは別のラテラルボリュームに位置する。

１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの前部音響ソースおよび少なくとも１つの側部音響ソースは、高周波および／または中周波、および／または低周波、および／または超低周波の音響ソースである。

１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの前部音響ソースおよび少なくとも１つの側部音響ソースは、ＤＳＰおよび増幅器チャネルによって個別に駆動され、振幅および位相が電子的に制御されて、音響エンクロージャからの音放射の指向性を制御するよう構成される。

１つ以上の実施形態では、本考案による音響エンクロージャは、本考案による第２の音響エンクロージャと積み重ねられるように適合される。音響エンクロージャおよび第２の音響エンクロージャは各々、それぞれ、第１の上側および第１の下側、ならびに第２の上側および第２の下側をさらに備える。音響エンクロージャは、下から、上から、または側部から、第２の音響エンクロージャと積み重ねられ得る。

１つ以上の実施形態では、本考案による音響エンクロージャは、バスレフ型であり、少なくとも１つの横方向音響ソースと関連付けられた少なくとも１つのベントも備える。バスレフ型音響エンクロージャとは、共振器とも呼ばれる１つ以上のベントを備えるエンクロージャを意味する。これらの場合、少なくとも１つのベントが音響エンクロージャの後面に位置決めされる。

本考案のさらなる利点および特徴は、非限定的な例として与えられ、添付の図を参照して行われる以下の説明から生じるであろう。
すでに説明したように、異なるタイプの音の指向性に対応する極座標での放射図を示す。 すでに説明したように、２つのサブウーファの積み重ねの前後の整合を示す。－ すでに説明したように、積み重ねリターンのソースアレイを示す。 すでに説明したように、電子「エンドファイア」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「エンドファイア」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「エンドファイア」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「エンドファイア」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、「勾配」タイプの電子制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、「勾配」タイプの電子制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、「勾配」タイプの電子制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、「勾配」タイプの電子制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「オールパスフィルター」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「オールパスフィルター」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「オールパスフィルター」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、電子「オールパスフィルター」タイプの制御によって制御される、前後に整合された、２つの音ソースの積み重ねを備える、最先端技術の音拡散システムの音響性能を示す。 すでに説明したように、音響エンクロージャの前部と後部に音ソースを備える音響エンクロージャの幾何学的形状の上面図を示す。 すでに説明したように、前部に音ソースがあり、上面図で音響エンクロージャの側部に多かれ少なかれ位置決めされた追加の音ソースがある、音響エンクロージャの幾何学的形状を示す。 すでに説明したように、ソースが、前部ソースに加えて、音響エンクロージャの側部に多かれ少なかれ位置決めされた音響エンクロージャの性能と、前部ソースのみを備えるラウドスピーカの性能と、の比較を示す。 すでに説明したように、ソースが、前部ソースに加えて、音響エンクロージャの側部に多かれ少なかれ位置決めされた音響エンクロージャの性能と、前部ソースのみを備えるラウドスピーカの性能と、の比較を示す。 すでに説明したように、音響エンクロージャの側部に追加のソースを配置した、音響エンクロージャの側部からの積み重ねを概略的に示す。 本考案による音響エンクロージャのデジタルモデルの、それぞれ、３次元図および２次元上面図を示す。 本考案による音響エンクロージャのデジタルモデルの、それぞれ、３次元図および２次元上面図を示す。 本考案による別のタイプの音響エンクロージャの概略図の上面図を示す。 音導波管がある場合とない場合の音響エンクロージャのＳＰＬ値の２つのマップを示す。 音導波管がある場合とない場合の音響エンクロージャのＳＰＬ値の２つのマップを示す。 音導波管がある場合とない場合のエンクロージャＥの、音周波数の関数としての位相差および大きさに関する性能の比較を示す。 音導波管がある場合とない場合のエンクロージャＥの、音周波数の関数としての位相差および大きさに関する性能の比較を示す。 第１のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された導波管を備える音エンクロージャＥの性能を示す。 第１のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された導波管を備える音エンクロージャＥの性能を示す。 第１のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された導波管を備える音エンクロージャＥの性能を示す。 第１のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された導波管を備える音エンクロージャＥの性能を示す。 第２のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された音響エンクロージャＥの性能を示す。 第２のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された音響エンクロージャＥの性能を示す。 第２のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された音響エンクロージャＥの性能を示す。 第２のタイプの電子制御に応じて振幅および位相が電子的に制御された音響エンクロージャＥの性能を示す。

図１１Ａ～Ｂから図１６Ａ～Ｄは、本考案の範囲を限定せずに説明するものであり、以下の詳細な説明および実施例において、より詳細に考察する。図１１Ａおよび１１Ｂは、本考案による音響エンクロージャＥの３次元図および上面図を示す。音響エンクロージャとは、オーディオアンプによって供給された電気信号から音を再生することを可能にする、１つ以上の音響ソースを備えるエンクロージャを意味する。音響エンクロージャＥは、以降、前面Ｆ_Ｅａｖ、背面Ｆ_Ｅａｒ、および２つの第１および第２の側面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}とＦ_{Ｅｌａｔ２}を有する、エンクロージャの内側および外側と称される、エンクロージャの内側のエリアおよび外側のエリアを画定するボリュメトリック形状を有する。図Ａ１１とＢの場合、これは平行六面体である。図１２に示すように、エンクロージャは、押し出し台形などの任意の他のボリュメトリック形状であってもよく、第１および第２の側面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}およびＦ_{Ｅｌａｔ２}は、音響エンクロージャＥの前面Ｆ_Ｅａｖに垂直ではない。

音響エンクロージャＥは、音響エンクロージャＥの外側に向けて方向付けられた前側Ｆ_Ｅａｖに垂直な主放出方向Ｄ_ａｖと、音響エンクロージャＥの外側に向けて方向付けられた後側Ｆ_Ｅａｒに垂直な後方放出方向Ｄ_ａｒを有する。以下では、音響エンクロージャＥの主放出方向は、Ｄ_ａｖまたは０°の放出軸と称される。

音響エンクロージャＥは、前面Ｆ_Ｅａｖを通して音のストリームを放出するように構成された少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖを備える。少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖは、音響エンクロージャＥの主放出方向Ｄ_ａｖに実質的に等しい主前方ソース放出方向Ｄ_Ｓａｖを有する。

音響エンクロージャＥはまた、エンクロージャの２つの第１および第２の横方向面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}およびＦ_{Ｅｌａｔ２}の一方および／または他方に対応するソースＦ_Ｅｌａｔを備える少なくとも１つの横方向面に向けて配向された少なくとも１つの横方向音響ソースＳ_ｌａｔを備える。少なくとも１つの横方向音響ソースＳ_ｌａｔは、側面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}およびＦ_{Ｅｌａｔ２}の一方および／または他方に実質的に垂直であり、音響エンクロージャＥの外側に向けて方向付けられている、主横方向ソース放出方向Ｄ_Ｓｌａｔを有する。

１つ以上の実施形態では、該前部音響ソースおよび側部音響ソースは、音響エンクロージャＥ内の仕切りＣによって具体化された、それぞれ、フロントボリュームＶ_ＳａｖおよびサイドボリュームＶ_Ｓｌａｔの異なるボリュームに分離され得る。これらの実施形態の例を図１２において可視である。このようなボリュームは、該前部音響ソースと側部音響ソースにそれぞれ送信される音信号が異なる音拡散空間を分離するため、より良好な拡散
品質を得ることができる。したがって、これらのボリュームは、干渉など、完成した音響エンクロージャの拡散品質を低下させる可能性のある望ましくない影響を減衰させることができる。いくつかの構成が可能であり、例えば、いくつかの前部音響ソースが存在する場合、それらの各々を別々のボリュームに位置させることも、いくつかを同じボリュームにグループ化することもでき、同様に、いくつかの側部音響ソースが存在する場合、それらの各々を別々のボリュームに位置させることも、いくつかを同じボリュームにグループ化することもできる。

音響エンクロージャＥはまた、少なくとも１つの音導波管Ｇを備える。音導波管とは、入射音波の流れをこのデバイスに方向付けることができる物理的デバイスを意味する。音導波管Ｇは、例えば、単純な壁、または決定された方向において導波管Ｇに到達する音流を案内するように設計された任意の他の３次元形状をとることができる。導波管は、例えば、入射する音流を収束または発散させるように設計され得る。

本考案による導波管Ｇは、主横方向ソース放出方向Ｄ_Ｓｌａｔにおいて少なくとも１つの横方向音響ソースＳ_ｌａｔによって放出される音束Ｆ_ｌａｔをふさぐように、かつ主横方向ソース放出方向Ｄ_Ｓｌａｔの両側にある２つの第１および第２の複数の横方向Ｄ_{Ｓｌａｔ１}およびＤ_{Ｓｌａｔ２}に向けて音束Ｆ_ｌａｔを方向付けるように少なくとも１つの横方向音響ソースＳ_ｌａｔの前に位置決めされる。第１および第２の複数の横方向という用語は、主横方向ソース放出方向Ｄ_Ｓｌａｔによって分離された各半空間にそれぞれ配向された方向を意味する。導波管Ｇは、組み立て手段によって、ソースＦ_Ｅｌａｔを用いて該横方向面に組み立てられる。導波管Ｇは、外面と内面とを有する。

音響エンクロージャＥはまた、音導波管Ｇの内面と音響エンクロージャＥの第１の内部パーティションとの間のギャップによって形成された少なくとも１つの前開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}を有し、音響ソースＳ_ｌａｔによって放出される音流Ｆ_ｌａｔが、主放出方向Ｄ_ａｖによって画定された半球に向かう方向で通過することを可能にする。図１１Ａ～Ｂおよび図１２は、このような前開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}を示している。

好ましくは、前オリフィスＯ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}は、少なくとも１つの音響ソースＳ_ｌａｔからの音流Ｆ_ｌａｔが、前オリフィスＯ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}によって決定されるエンクロージャＥの方向Ｄ_{ＯＳＬａｔａｖ}によって画定された半球に含まれる方で通過することを可能にする。有利には、前オリフィスＯ_{Ｓｌａｔ＿ａｖ}は、少なくとも１つの音響ソースＳ_ｌａｔの音流Ｆ_ｌａｔが、エンクロージャの方向Ｄ_{ＯＳＬａｔ＿ａｖ}に平行な軸を有し、開口半角が３０°である円錐に含まれる方向に通過することを可能にする。特に異なる開口角度を含む他の配置が可能である。

音響エンクロージャＥはまた、音導波管Ｇの内面と音響エンクロージャＥの第２の内部パーティションとの間のギャップによって形成された少なくとも１つの後開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}を有し、音響ソースＳ_ｌａｔによって放出される音流（Ｆ_ｌａｔ）が、後方放出方向Ｄ_ａｒによって画定された半球に向かう方向で通過することを可能にする。図１１Ａ～Ｂおよび図１２は、このような後開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}を示している。

好ましくは、後オリフィスＯ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}は、少なくとも１つの音響ソースＳ_ｌａｔによって放出される音流Ｆ_ｌａｔが、後オリフィスＯ_{Ｓｌａｔ＿ａｒ}によって決定される音響エンクロージャＥの方向Ｄ_{Ｓｌａｔ＿ａｒ}によって画定された半球に含まれる方向で通過することを可能にする。特に異なる開口角度を含む他の配置が可能である。

したがって、少なくとも１つの音導波管Ｇおよび少なくとも１つの前開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}および少なくとも１つの後開口部Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}を有する本考案によるエンクロ
ージャＥは、導波管のない音エンクロージャと比較して、新しい修正された放出部を表す。

特に、音響エンクロージャＥは、エンクロージャＥの前面Ｆ_Ｅａｖの正中面に対応する平面に関して対称性を有し得る。この場合、エンクロージャＥは、エンクロージャの横方向面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}に向けて配向された第１の複数の音響ソースＳ_ｌａｔ１、および複数の音響ソースＳ_ｌａｔ１と同一であり、エンクロージャＥの前面Ｆ_Ｅａｖの正中面に対応する平面に対して対称的に位置決めされた第２の複数の音響ソースＳ_ｌａｔ２を有し、したがって、エンクロージャＥの横方向面Ｆ_{Ｅｌａｔ２}に向けて配向される。

図１３Ａおよび１３Ｂは、導波管のない音響エンクロージャＥのＳＰＬ値（ｄＢ応答）の上面マッピングと、導波管のある同じエンクロージャＥのマッピングの比較を示す。これらのマップは、ＣＯＭＳＯＬ社によって商品化されたＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓソフトウェアで得られた数値シミュレーションから得られる。シミュレーションは有限要素法に基づく。最も明るいエリアは、ＳＰＬ値が高いエリアに対応し、最も暗いエリアはＳＰＬ値が低いエリアに対応する。導波管は、エンクロージャのソース側（Ｆ_Ｅｌａｔ）に接合された平坦な壁によって形成される。エンクロージャには、前部（ドライバーとベント）にいくつかのソースを有し、側部（ドライバー）に音響ソースを有する。導波管があると、導波管Ｇがないエンクロージャのマッピングと比較して、エンクロージャの右側の音流が減少することが観察され得る。さらに、後ポートにおける音のレベルが増加される。

図１４Ａおよび１４Ｂは、周波数の関数として、図１１Ａおよび１１Ｂに先に示したラウドスピーカＥの前部ソースと、側部のソースとの間のモジュラスおよび位相差に関する性能の比較を示す。曲線は、０°軸のリスニング方向に対応し、つまり前方に向かい、したがって聴衆に向かって対応している。位相差のより良好な最小化は、１８０Ｈｚ～３１０Ｈｚの周波数範囲で観察され得、これは、前部ソースと側部のソースによって形成されたセットによって放出される波のより良好な合計に対応する。

音響エンクロージャＥの１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖおよび少なくとも１つの側部音響ソースＳ_ｌａｔは、高周波数、および／または中周波数、および／または低周波数、および／または非常に低周波数の音響ソースである。

ラウドスピーカＥの１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖおよび少なくとも１つの側部音響ソースＳ_ｌａｔは、ＤＳＰおよび増幅器チャネルによって個別に給電され、振幅および位相が電子的に制御されるように構成される。ＤＳＰチャネル給電、および電子振幅と位相制御は、音響エンクロージャＥからの音放射の指向性を制御することを目的としている。

したがって、ラウドスピーカＥにおいて少なくとも１つの導波管Ｇを使用することによって形成された音流の分布により、少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖと少なくとも１つの側部音響ソースＳ_ｌａｔのＤＳＰチャネルの給電と、振幅および位相の電子的制御を介してラウドスピーカＥの指向性の範囲がより広くなることが可能になる。導波管Ｇは、それらの主な前方放出ソースに加えて横方向のソースを有するラウドスピーカの指向性のより良好な制御およびより広い範囲を可能にする。

前部ソースおよび側部ソースを備える音響エンクロージャＥにおいて導波管を使用することによって達成され得る、指向性の制御を示す２つの例を説明する。

例１：軸における完全な整合を有するＤＳＰソリューション
ここでは、ラウドスピーカの両側に前部低周波数ソースと低周波数ソースを備える対称エンクロージャＥを検討する。ソースはＤＳＰチャネルによって供給され、振幅と位相が電子的に制御される。実行される制御は、エンクロージャ（Ｅ）の０°方向軸Ｄ_ａｖにおける完全な整合を目的としている。図１５Ａから１５Ｄは、音の周波数の関数としての、音のレベル（ＳＰＬ）（モジュラスまたは大きさとも呼ばれる）の展開と、前部ソースとラウドスピーカＥの各側のソースとの間の位相差の曲線を示している。０°から９０°の間、つまりエンクロージャＥの前半球に分布されるいくつかのリスニング方向が示される。導波管がない場合とある場合の２つの構成が示される。前部ポートと後部ポートＯ_{ＳｌＬｔ＿ａｖ}とＯ_{Ｓｌａｔ＿ａｒ}で構成される放出部の新しい画定により、導波管Ｇが指向性ローブのより良好な制御を可能にすることが観察され得る。

実際、大きさの曲線では、導波管により、Ｄ_ａｖ軸を中心とする指向性ローブの側で音のレベルを上げることが可能になることが観察され得る。導波管は、エンクロージャＥの前半球でより均一な音の分布を可能にする。

さらに、位相差曲線では、Ｇ導波管により、特に１８０Ｈｚ～３８０Ｈｚの周波数について、０°～９０°の間の異なる観察方向に対応する異なる曲線を引き締めることが可能になることが観察され得る。したがって、導波管Ｇを使用することにより、散乱はより広い周波数帯域にわたってより均一になる。

例２：後方除去の最適化のためのＤＳＰソリューション
ここでは、エンクロージャの両側に前部低周波数ソースと低周波数ソースを備える対称エンクロージャＥを検討する。ソースはＤＳＰチャネルによって供給され、振幅と位相が電子的に制御される。この制御は、キャビネットの後部での除去を最適化することを目的としている。図１６Ａから１６Ｄは、周波数の関数としての、音のレベル（ＳＰＬ）（モジュラスまたは大きさとも呼ばれる）の展開と、前部ソースとエンクロージャＥの各側のソースとの間の位相差の曲線を示している。０°から１８０°の間の、すなわち、その対称性のためにエンクロージャＥの左または右に無関心に半空間に分布されるいくつかの放出方向が表される。導波管を有しないおよび有する２つの構成が示される。

振幅曲線では、Ｇ導波管が使用されると、ラウドスピーカの前半球で、つまり０°から９０°の間のリスニング方向では、サウンドレベルＳＰＬの低下が遅くなることが観察され得る。一方、９０°から１８０°の間の方向について曲線が狭くなることは、導波管が後部空間でより良好な除去均一性を提供することを示している。

前部低周波数ソースと側面のうちの１つにある横方向の低周波数ソースのうちの１つとの間の位相差曲線では、エンクロージャのカバレッジコーン、即ち、０°～５０°に対する曲線が、ゼロ位相差を画定する軸の近くで引き締められることが観察され得る。これは、エンクロージャＥの前半球、つまり０°軸とこの軸から離れた位置でのより良好な時間的な整合を反映している。

上記のように少なくとも１つの導波管を備えるエンクロージャＥの指向性のより良好な制御に加えて、側部に音響ソースを備える製品のためにそのような導波管を使用することは、機械的および組み立て特性に関して特定の利点を提供する。

少なくとも１つの前部音響ソースＳ_ａｖ、少なくとも１つの側部音響ソースＳ_ｌａｔ、および少なくとも１つの側部音響ソースＳ_ｌａｔの前に位置決めされた少なくとも１つの音導波管Ｇを備え、音導波管Ｇの外面が平坦な音響エンクロージャＥの場合、音響エンクロージャＥは、本出願に記載されるような導波管Ｇ’を備えるか、または備えない、第２の音響エンクロージャＥ’と積み重ねられ得る。

積み重ねは、側部で行うことができ、この場合、積み重ね表面は、エンクロージャＥの導波管の外面およびエンクロージャＥ’の側面のうちの１つである。

エンクロージャＥおよびＥは各々、一方では第１の上面Ｆ_Ｅｓｕｐおよび第１の下面Ｆ_Ｅｉｎｆをさらに備え、他方では第２の上面Ｆ_{Ｅ’ｓｕｐ}および第２の下面Ｆ_{Ｅ’ｉｎｆ}をさらに備える場合、積み重ねは下からまたは上から行うことができる。次いで、積み重ね表面は、第１の上側Ｆ_Ｅｓｕｐおよび第２の下側Ｆ_{Ｅ’ｉｎｆ}、または第１の下側Ｆ_Ｅｉｎｆおよび第２の上側Ｆ_{Ｅ’ｓｕｐ}のいずれかになる。

本出願で説明するように、エンクロージャＥを用いて、側部および上または下から平坦な外面を有する導波管Ｇを備えるラウドスピーカを積み重ねることによってラウドスピーカアレイを形成することが可能であり、エンクロージャのいくつかは、他のエンクロージャに対して１８０°回転され得る。

代替的に、本出願で説明するように、持ち運び用ハンドルを平坦な外面Ｇの導波管の外面に組み立てることができる。この場合、持ち運び用ハンドルは、Ｇ導波管の平坦な外面と同一平面に統合されるように設計され得る。
最後に、外部アクセサリと同様の方法で、導波管Ｇを、前部にソースを有し、エンクロージャＥの側面の一方または他方に向けて方向付けられた側部にソースを有する、エンクロージャＥに、組み立てることが可能である。この場合、導波管は、接合手段によって、エンクロージャＥの側面Ｆ_{Ｅｌａｔ１}およびＦ_{Ｅｌａｔ２}のいずれかに接合される。

Claims (8)

1. 前面（Ｆ_Ｅａｖ）、背面（Ｆ_Ｅａｒ）、２つの第１および第２の側面（Ｆ_{Ｅｌａｔ１}）および（Ｆ_{Ｅｌａｔ２}）を有するボリューム形状を有する音響エンクロージャ（Ｅ）であって、前記エンクロージャ（Ｅ）が、前記音響エンクロージャ（Ｅ）の前記前面（Ｆ_Ｅａｖ）に垂直な主放出方向（Ｄ_ａｖ）ならびに前記音響エンクロージャ（Ｅ）の前記背面（Ｆ_Ｅａｒ）に垂直な後放出方向（Ｄ_ａｒ）を有し、前記音響エンクロージャ（Ｅ）が、－前記前面（Ｆ_Ｅａｖ）を通して音束を放出するように構成され、主前部ソース放出方向（Ｄ_Ｓａｖ）を有する、少なくとも１つの前部音響ソース（Ｓ_ａｖ）であって、前記主前部ソース放出方向が、前記音響エンクロージャ（Ｅ）の前記主放出方向（Ｄ_ａｖ）に略等しい、少なくとも１つの前部音響ソース（Ｓ_ａｖ）と、
   －ソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有する少なくとも１つの横方向面に向けて配向される少なくとも１つの横方向音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）であって、少なくとも１つの横方向音響ソース（Ｓ）が、ソース（Ｆ）を有する少なくとも１つの横方向面に向かって配向され、ソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有する前記横方向面が２つの第１および第２の横方向面（Ｆ_{Ｅｌａｔ１}）および（Ｆ_{Ｅｌａｔ２}）の一方および／または他方であり、前記横方向音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）が前記横方向面（Ｆ_{Ｅｌａｔ１}）および（Ｆ_{Ｅｌａｔ２}）の一方および／または他方に略垂直な主横方向ソース放出方向（Ｄ_Ｓｌａｔ）を有し、前記導波管（Ｇ）が、少なくとも１つの側部音響ソース（Ｓ）の前に位置決めされて、前記主側部ソース放出方向（Ｄ_Ｓｌａｔ）に前記側部音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）から放出される音束（Ｆ）を遮り、および前記側部音響ソースから放出される音束（Ｆ_ｌａｔ）を、前記主側部ソース放出方向（Ｄ_Ｓｌａｔ）の両側にある２つの第１および第２の複数の側部方向（Ｄ_{Ｓｌａｔ１}）および（Ｄ_{Ｓｌａｔ２}）に方向付け、前記導波管（Ｇ）が接合手段によってソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有する前記側面に接合される、少なくとも１つの横方向音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）と、
   －ソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有する前記側面と前記音導波管（Ｇ）との間のギャップによって形成された少なくとも１つの前孔（Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}）であって、ソース（Ｆ）を有する前記横方向面と前記音導波管（Ｇ）との間の空間によって少なくとも１つの前オリフィス（Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}）が形成され、前記音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）によって放出された音流（Ｆ_ｌａｔ）が、主放出方向（Ｄ_ａｖ）によって画定された半球に向かう方向で通過することを可能にする、少なくとも１つの前孔（Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｖ}）と、
   －ソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有する前記横方向面と、前記音導波管（Ｇ）との間の空間によって形成された少なくとも１つの後オリフィス（Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}）であって、横方向音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）によって放出された前記音流（Ｆ_ｌａｔ）が、前記エンクロージャの後端において放出方向（Ｄ_ａｒ）によって画定された半球に向かう方向で通過することを可能にする、少なくとも１つの後オリフィス（Ｏ_{ＳＬａｔ＿ａｒ}）と、を備える、音響エンクロージャ（Ｅ）。
2. 前記少なくとも１つの前部音ソース（Ｓ_ａｖ）が、フロントボリューム（Ｖ_Ｓａｖ）に位置し、少なくとも１つの側部音ソース（Ｓ_ｌａｔ）が、少なくとも１つのパーティション（Ｃ）によって前記ボリューム（Ｖ_Ｓａｖ）から分離されるサイドボリューム（Ｖ_ＳＬａｔ）に位置する、請求項１に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
3. 前記前部音響ソース（Ｓ_ａｖ）および前記側部音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）が、実質的に同じ周波数で動作する音響ソースである、請求項１または２に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
4. 前記前部音響ソース（Ｓ_ａｖ）および前記側部音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）が、実質的に中周波数および／または低周波数で動作する音響ソースである、請求項３に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
5. 前記前部音響ソース（Ｓ_ａｖ）および前記側部音響ソース（Ｓ_ｌａｔ）が、ラウドスピーカ（Ｅ）の音放射の指向性を制御するように、ＤＳＰおよび増幅チャネルによって個別に給電され、振幅および位相が電子的に制御されるように構成される、請求項１～４のいずれか一項に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
6. 前記ラウドスピーカ（Ｅ）が、請求項１～４のいずれか一項に記載の第２のラウドスピーカ（Ｅ’）と積み重ねられるように適合され、
   －前記ラウドスピーカ（Ｅ）および（Ｅ’）が各々、一方で第１の上面（Ｆ_Ｅｓｕｐ）および第１の下面（Ｆ_Ｅｉｎｆ）、他方で第２の上面（Ｆ）および第２の下面（Ｆ）をさらに備え、
   前記音響エンクロージャ（Ｅ）および（Ｅ’）が各々、一方で第１の上面（Ｆ）および第１の下面（Ｆ）、他方で第２の上面（Ｆ_{Ｅ’ｓｕｐ}）および第２の下面（Ｆ_{Ｅ’ｉｎｆ}）をさらに備え、
   －前記音響エンクロージャ（Ｅ）が、下から、上から、または側から、前記第２の音響エンクロージャ（Ｅ’）と積み重ねられるように適合される、請求項１～５のいずれか一項に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
7. 少なくとも１つの横方向音響ソース（Ｓ_Ｌａｔ）と関連付けられた少なくとも１つのベントをさらに備え、前記少なくとも１つのベントが、前記ラウドスピーカ（Ｅ）の前記背面（Ｆ_Ｅａｒ）に位置決めされる、バスレフ型の請求項１～６のいずれか一項に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。
8. 前記音束を遮る前記手段（Ｇ_ｓｕｐ、Ｇ_ｉｎｆ)は、前記ソース（Ｆ_Ｅｌａｔ）を有す
   る横方向面と、前記導波管（Ｇ）とを、前記音響エンクロージャ（Ｅ）の上面（Ｆ_Ｅｓｕｐ）および下面（Ｆ_Ｅｉｎｆ）に完全かつ連続的に接続する、請求項１～７のいずれか一項に記載の音響エンクロージャ（Ｅ）。

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