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
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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。
-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。
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。
-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FEav、背面FEar、および2つの第1および第2の側面FElat1とFElat2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FElat1およびFElat2は、音響エンクロージャEの前面FEav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FEavに垂直な主放出方向Dav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FEarに垂直な後方放出方向Dar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、Dav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FEav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Savを備える。少なくとも1つの前部音響ソースSavは、音響エンクロージャEの主放出方向Davに実質的に等しい主前方ソース放出方向DSav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FElat1およびFElat2の一方および/または他方に対応するソースFElat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Slatを備える。少なくとも1つの横方向音響ソースSlatは、側面FElat1およびFElat2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DSlat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VSavおよびサイドボリュームVSlat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。
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DSlatにおいて少なくとも1つの横方向音響ソースSlatによって放出される音束Flatをふさぐように、かつ主横方向ソース放出方向DSlatの両側にある2つの第1および第2の複数の横方向DSlat1およびDSlat2に向けて音束Flat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Slat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DSlat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FElat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OSLat_avを有し、音響ソースSlatによって放出される音流Flatが、主放出方向Dav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OSLat_avを示している。
好ましくは、前オリフィスOSLat_avは、少なくとも1つの音響ソースSlatからの音流Flatが、前オリフィスOSLat_avによって決定されるエンクロージャEの方向DOSLatav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OSlat_avは、少なくとも1つの音響ソースSlatの音流Flatが、エンクロージャの方向DOSLat_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OSLat_arを有し、音響ソースSlatによって放出される音流(Flat)が、後方放出方向Dar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OSLat_arを示している。
好ましくは、後オリフィスOSLat_arは、少なくとも1つの音響ソースSlatによって放出される音流Flatが、後オリフィスOSlat_arによって決定される音響エンクロージャEの方向DSlat_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OSLat_avおよび少なくとも1つの後開口部OSLat_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。
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FEav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FElat1に向けて配向された第1の複数の音響ソースSlat1、および複数の音響ソースSlat1と同一であり、エンクロージャEの前面FEav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Slat2を有し、したがって、エンクロージャEの横方向面FElat2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(FElat)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Savおよび少なくとも1つの側部音響ソースSlat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Savおよび少なくとも1つの側部音響ソースSlat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Savと少なくとも1つの側部音響ソースSlat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Dav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OSlLt_avとOSlat_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。
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Dav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OSlLt_avとOSlat_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、Dav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。
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Sav、少なくとも1つの側部音響ソースSlat、および少なくとも1つの側部音響ソースSlat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FEsupおよび第1の下面FEinfをさらに備え、他方では第2の上面FE’supおよび第2の下面FE’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FEsupおよび第2の下側FE’inf、または第1の下側FEinfおよび第2の上側FE’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FElat1およびFElat2のいずれかに接合される。
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FElat1およびFElat2のいずれかに接合される。
Claims (8)
- 前面(FEav)、背面(FEar)、2つの第1および第2の側面(FElat1)および(FElat2)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(FEav)に垂直な主放出方向(Dav)ならびに前記音響エンクロージャ(E)の前記背面(FEar)に垂直な後放出方向(Dar)を有し、前記音響エンクロージャ(E)が、-前記前面(FEav)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(DSav)を有する、少なくとも1つの前部音響ソース(Sav)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(Dav)に略等しい、少なくとも1つの前部音響ソース(Sav)と、
-ソース(FElat)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(Slat)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(FElat)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(FElat1)および(FElat2)の一方および/または他方であり、前記横方向音響ソース(Slat)が前記横方向面(FElat1)および(FElat2)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(DSlat)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(DSlat)に前記側部音響ソース(Slat)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(Flat)を、前記主側部ソース放出方向(DSlat)の両側にある2つの第1および第2の複数の側部方向(DSlat1)および(DSlat2)に方向付け、前記導波管(G)が接合手段によってソース(FElat)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(Slat)と、
-ソース(FElat)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(OSLat_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(OSLat_av)が形成され、前記音響ソース(Slat)によって放出された音流(Flat)が、主放出方向(Dav)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(OSLat_av)と、
-ソース(FElat)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(OSLat_ar)であって、横方向音響ソース(Slat)によって放出された前記音流(Flat)が、前記エンクロージャの後端において放出方向(Dar)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(OSLat_ar)と、を備える、音響エンクロージャ(E)。 - 前記少なくとも1つの前部音ソース(Sav)が、フロントボリューム(VSav)に位置し、少なくとも1つの側部音ソース(Slat)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(VSav)から分離されるサイドボリューム(VSLat)に位置する、請求項1に記載の音響エンクロージャ(E)。
- 前記前部音響ソース(Sav)および前記側部音響ソース(Slat)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)。
- 前記前部音響ソース(Sav)および前記側部音響ソース(Slat)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)。
- 前記前部音響ソース(Sav)および前記側部音響ソース(Slat)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)。
- 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(FEsup)および第1の下面(FEinf)、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(FE’sup)および第2の下面(FE’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)。 - 少なくとも1つの横方向音響ソース(SLat)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(FEar)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)。
- 前記音束を遮る前記手段(Gsup、Ginf)は、前記ソース(FElat)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(FEsup)および下面(FEinf)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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