JP4948397B2 - 閉ループ式埋込み型オーディオ伝送ライン技術 - Google Patents

Description

本発明は、音響再生に用いるスピーカに関する。

ラウドスピーカは、日常生活の一部であるとともに、一般消費者用、商業用、軍事用及び研究用途目的で用いられる。標準的なラウドスピーカは、エレクトロダイナミック・トランスデューサであり、この標準的なスピーカは、一定の幅と直径又は一定の形状を有するダイアフラムを備える。エレクトロダイナミックとは、電源の変化に応じて上方向及び下方向に移動し、付近の空気分子を刺激するトランスデューサを示すものである。現段階においては、この種のスピーカは消耗品と見なされているとともに、安価で豊富な供給量を有するとされている。これらのラウドスピーカは一般的に、従来の製品又は構造の一部として常にバッフル上に取り付けられている。実用的な容器としての機能を有する一部のハウジング形状において又は一部の状況において、特殊な形状のエンクロージャが使用され、結果として低音演奏の音質を向上させている。

重要な問題の一つとして、ドライバが有する固有の特性が挙げられる。この特性は、音の大きさのわりに小幅な振動を生じる音響インピーダンスにおいて有意に機能する。さらに小型のドライバは、通常、低振動の場合、不均衡な音響インピーダンスを有する。また、この音響インピーダンスは高振動の場合にも不均衡である。エンクロージャも、小幅な振動を好む。振動が小幅ではない場合、エンクロージャは激しく反応し、エンクロージャ内部にインコヒーレントな定常波を多数作り出す。この定常波は、非対称の振動パターンを有し、ダイアフラムを変調する。エンクロージャ内部で発生するこれらの不規則な変調は、ドライバ本来の分散パターンに乱れを生じさせるとともに、増幅した音源に電気的フィードバック（リアクタンス）をもたらす。現在の試みとしては、力に依存する方法及び強力なゲージワイヤリングによる方法が挙げられる。これらの試みは、増幅器及び音質への効果にとってのこの問題点を最小限に抑えている。別の問題点は、一般的な音響インピーダンスの差異に関する。この差異は、ドライバのダイアフラムの両側において発生する。エンクロージャは定常波を作り出し、この定常波は、音響インピーダンスの振動帯域内において、ドライバの音響インピーダンスを絶え間なく変更させる。このため、ダイアフラムは異なる２つの音響環境において同時に機能する必要がある。部屋の規模に応じて周波数は低くなるため、室内から反響した周波は、ドライバの音響インピーダンスにさらなる変更を生じさせる。より小型のエンクロージャでは、音質はさらに悪くなる。これは、高周波数の振動が内部で反響し、低周波振動指数が失われるためである。２つの同じドライバは、エンクロージャのみが作動するため異なる別個のドライバと考えられるかもしれない。当業界は、この問題を中音域スピーカとさらに関連する問題として認識している。また当業界は、ダイアフラムの後ろに忠実のバスケットを備える装置を製造している。これにより、他のドライバから発生する不規則な定常波を抑制することができる半面、中音域ドライバにより作り出された周波数帯域に大きな背圧がかかることになる。このことは、ドライバが、その全作動範囲にわたって生じる音響インピーダンスの明確な違いを識別することにつながり、結果として自然な音を作り出すことができない。

有利に機能する特定の周波数帯域は、ラウドスピーカドライバの寸法に応じて定まる。したがって、広範囲における試聴を望む場合には、単一のドライバで全周波数に対応するのは不可能である。




本発明による設計目的は、必要最小限の大きさを有するラウドスピーカを製作し、適切な音量レベルを持続させることである。その一方で、全周波数帯域での音の再生を保持するとともに、音のゆがみを低減化した状態で、広域に定分散させかつ低コストでの音の再生を保持する必要がある。この難問を研究すると、矛盾が存在するように思われる。この矛盾は、妥協案と複合式のドライバの使用を必要とする。複合式ドライバは一般的に音を出すために作動する。従来のラウドスピーカの設計目的は客観的に定められるものであるが、現在のラウドスピーカ設計は。主観的に認知できるラウドスピーカを製造しようという理念に基づいている。

単一ドライバを使用するには必要条件があり、この必要条件は解決手段を示している。単一ドライバは、中音域での音質を維持する反面、より低いかまたはより高いエンド周波数において有益に作用する。人間の耳は、より高い周波数に対して敏感に反応する傾向にある。しかし、人間の耳と脳との組み合わせは、位相または周波数が大きく変わらない状態の周波数帯にある全周波数を聴く傾向にあり、この位相または周波数は、事象のエネルギの流れを遮断する。そうでなければ、音は人工的に聞こえることになる。音の再生は、一般的にはコミュニケーションおよびエンターテイメントという２つの目的のいずれかを有する。後者は、問題を排除した音の均衡および音の分散を必要とし、この音の均衡および音の分散は、音を聴く環境内に存在するエネルギのバランスを保つ。

予測可能分野により出た成果を用いて、音の再生を達成しようとする継続的な試みがなされているが、この試みはエンクロージャが有するジレンマを解決する方法に大きく左右される。エンジニアは、ドライバのエンクロージャを必要悪または開発された付属品から利益を得る機会として認識している。しかしながら、係属中の出願において展開しているように、エンクロージャの使用は良好な作動環境を提供し、この作動環境は正確な音質を作り出す。結論としては、特異な動作の除去、客観的な音の享受、スピーカ設計の簡素化および音響状況の変化に対して予測可能な結果を生じさせることになる。

スピーカのドライバが最適に機能するのは、入力端末に存在するすべての電気的エネルギが動きに変換される場合においてである。この場合、機械的な遅延または音響上の位相の乱れは発生しない。スピーカドライバの音響エネルギを適切に分散させるための必要条件として、放射表面全域で生じる同時動作が挙がられるが、これはエネルギが可聴周波帯域の全体又は一部分に及んでいる場合である。非標準型かつ非実用的な方法を用いて、このスピーカを作ることを試みるスピーカ設計が存在するが、この方法は、ほんのわずかな成功しか達成していない。容易に利用可能な動力コーン型のドライバは、常に最上の選択肢である。これは、低コストでたやすく、各種サイズおよび形状を、比較的容易に生産することができるためである。この方法は受け入れられており、十分な汎用性を備えて広範囲に渡り機能する。その反面、ダイナミックスピーカのトランスデューサは、その性能が大きく限定され、特異な動作を生じることなく広範囲に渡る周波数帯域を正確に再生することができる。この特異な動作のために、ダイナミックスピーカの性能を向上させるすべての取り組みは、費用を要するものとなり、収益は低い。本発明者は、以下に基本的なダイナミックドライバの性能を向上させる実用的な方法を示す。この方法は、不可能だと考えられた本発明において、たとえ小型のドライバであっても機能することを可能としている。商品市場が売りに出したダイナミックドライバの性能は、本発明により中心となる部分である。この中心となる部分については、本明細書中の実施例に記載しているとともに、非標準型ラウドスピーカにより得られる利益点についても同様に記載している。

ラウドスピーカの利用を目的とする様々な産業分野において、既存のラウドスピーカ市場は、研究目的や商品開発に対して行う取り組みの目的に焦点をあてていない。これらに焦点をあてないことにより、既存の基本的なラウドスピーカ技術と関連する固有の特異性は、技術的な根拠を有さない変化形が確固として存在する状況をもたらしている。本業界の高級志向の消費者は、現段階において当技術が有する技術上の弱点を現在のところ活用している。その結果として、費用をかけて客観性のない加工を行ったりまたは付属品を装備させる段階を経て、音質の向上に関する根拠のない要求が生じることになる。これらの非実用的かつ概して効果のない方法が、技術的な成功を収めた場合、これらの方法は、ラウドスピーカを多数の使用目的で利用するにはあまり有効ではない。本発明による提案は、基本的なラウドスピーカドライバの性能向上を対象としているとともに、従来技術がいまだに調査していない分野であって、ラウドスピーカが技術的に必要とする分野にも適用している。ラウドスピーカが技術的に必要とする分野は、ラウドスピーカの性能を向上させ、上述のように非生産的な多くの方法を排除し、音に関する技術的な問題を解決することを可能にする。本発明により提案する技術を用いて以下のことを行った。３インチのドライバを備える単一のラウドスピーカの小型製品が、開発され市場に出ているが、この製品は多数の市場に存在するラウドスピーカの必要条件の８０パーセントをカバーする性能を備える。本発明により提案するラウドスピーカは、単一ユニットまたは複合式ユニットで使用する場合においても、非常に低価格な装置および製造コストを維持する。市場スパンは、通常特定の高い分解能を有する２チャネルステレオでの試聴から、音を分布させて商業的に利用する順応型複合ユニットに至るすべてを扱う。直接的に本発明が焦点とする部分は、ラウドスピーカ工学の土台を作り出す。またこのラウドスピーカ工学の土台は、当業界におけるラウドスピーカの性能を向上させ、繰り返し利用可能な客観性を与えている。

本明細書中で提案される発明は、ラウドスピーカに関する。特に、非常に低い周波数域、低周波数域、中周波数域及び高周波数域での音質を改善する方法、関連するエンクロージャの寸法を低減する方法、システムコスト及び性能の面における室内音響への依存性を低減する方法に関する。この改善は、ドライバを収容する方式に反映され、音響インピーダンスの一般的な周囲の音響環境によってドライバを変更することをなくし、必然的に等しい直径を有する小さなドライバがフルレンジユニットまたはサブウーハユニットとして機能することを可能とする。サブウーハユニットは、フルレンジユニットとともに作動するものであり、主に、周波数スペクトルの最低音域への応答性能を拡大するものである。
本出願は、小さなスピーカユニットに焦点を当てるものである。この技術は、広い低音域、フルレンジ又はサブバス音再生用途に適用され、大きなドライバ性能、ミッドレンジ及びツイータドライバを強化する。
サブバスレンジでの動作に焦点を当てると、一般的にポート又はホーンを用いることとなり、最大低周波数出力レンジ付近でのダイアフラムの動きが低減する。大きなドライバは、少ないダイアフラムの動きを利用して、より低音域の音を作り出すが、直接的なフルレンジオペレーションを発するにはあまり好ましいことではない。なぜなら、高周波数における性能が制限されるためである。一の実施形態において、低周波数が直接的に発せられる。他の実施形態において、低周波数がポート又はホーンを介して発せられる。ＥＡＴＬは、所望の周波数域にわたって、エンクロージャの内圧を一定に保つ。所望の周波数域において、整然とした定常波を生じ、この定常波は、空気体積の直線的変位を生じせしめ、エンクロージャ内部でドライバのダイアフラムの一層正確な動作を生じさせる。
この結果、相対的に長い波長のシグナルがＥＡＴＬを刺激すると、有益な定常波を生じ、リアルタイムで主要エンクロージャ内の空気を調節することによりドライバのダイアフラムに負荷をかけることとなる。
全ての波長は、部分的に或いは完全にある範囲内で有限な長さを備え、波長は、可変且つ動的な空気密度により影響を受ける。ドライバからの圧力刺激は、ＥＡＴＬ内で、動的な分子の乱れを引き起こし、これにより、所望の定常波が生まれる。定常波は、ダイアフラムを簡単に変位させ、初期の電気的刺激単体よりもその変位は正確なものとなる。この向上した物理的変位は、電源によるドライバの音声コイルの刺激の結果である。電源は、動的な定常波パターンにより調整されるものである。この物理的変位は、ＥＡＴＬ内で生ずる。この予測可能な内部負荷パターンは、全ての他の外部ドライバダイアフラムの刺激についても同様といえる。他の外部ドライバダイアフラムの刺激は、臨界減衰、周波数に対する最適な音響インピーダンス及び室内反響に対する抵抗をもたらすものである。

また本発明による技術は、小型の単一ドライバの種類と大きさとを最適化することを可能にする。これにより、通常は高振動帯域においてのみ有効な小型ドライバを用いて、全帯域およびサブバス帯域の振動へ対応することができる。係属中である本出願を利用して開発されたエンクロージャは、同一ドライバにより有利に機能する音響インピーダンスを決定する。

本明細書中を通じて、特定の項目、図、名称、表現および注目すべき語に参照を付す。これら項目は最初、頭文字を太字の大文字にして表記され、その直後に太字の頭文字のみに省略したものが並べて示される。これらの頭文字を太字の大文字にした表記と、頭文字のみの表記は、後に記憶を新しくする上で有用である。重要な記載の一部は、正しく認識するために下線を引いて示す。本明細書中において重要な語であっても、本明細書の特徴に直接的に関係のない語は、この形態においては強調されず下線も引かれない。図１は発明の主題の好適な実施形態を示す。図１Ａおよび図２Ｂは、本発明により構築されたダイレクト・ラジエータ・エンクロージャ（DRE Direct Radiator Enclosure）（２９）のスピーカ・アセンブリの側面図および前面図を示す。液体の流れに関するベルヌーイの定理によると、液体がコンテナから吹き出し口を介して容器の圧力と同じ圧力領域に流れるためには圧力差がなければならない。このことは単に、ラウドスピーカが音（流体）の波を作り出すとき、ラウドスピーカのダイアフラムと大気との間に圧力差が存在し、この圧力差全ての周波数及び音響条件について一定であることを意味する。本発明に係るドライバはすべて、双方向性を有するものである。双方向性とは、ドライバがダイアフラムの両側から生じた音を放射することを意味する。ドライバダイアフラム（ＤＤ）（３）の一つの面は、大気圧（AP Atmospheric Pressure）の変化によらず、ＤＤ（３）の全ての周波数の範囲において大気圧から動的に分離された状態とされなければならない。動的分離とは、ＤＤ（３）が動作中に、大気圧により影響を受けない状態であることを示し、静的な状態についていうものではない。

図１ＡはＤＲＥ（２９）エンクロージャの垂直断面図を示す。ＤＲＥ（２９）エンクロージャは、間接連結（ＩＤＣ）された埋込み型音響伝送ライン（ＥＡＴＬ（５））を備える。IDC EATLは、スロート／マウス部（６）を介して空気圧を受ける。スロート／マウス部（６）は、ドライバ（４１）の後方に取り付けられる。ドライバ（４１）は、バッフル・ボード（７）上に取り付けられるとともに、図１Ａの空気チャンバ（１０）により衝撃を緩和される。ＥＡＴＬ（５）は、従来型の伝送ラインとは異なり、同じ位置にスロートおよびマウスを重ね合わせた構造を有する。ＩＤＣ（間接連結）とは、ＥＡＴＬ（５）に入る音波が、所定容積の空気チャンバ（１０）を介してＥＡＴＬ（５）に入ることを意味する。この音波は、ＤＤ（３）に対して間接的な影響を与える一方で、空気チャンバ（１０）の容積をリアルタイムに補正する。ＥＡＴＬ（５）は、外部キャビネット（１）の導波路（２０）と、内部キャビネット（２）の導波路（２１）からなる。外部キャビネット（１）の導波路（２０）は、スペーサ（９）により、内部キャビネット（２）の導波路（２０）と離間される。ＥＡＴＬ（５）は、内部キャビネット側壁の導波路（２１）を用いて延長できる。この内部キャビネット側壁は、内部キャビネット（２）に元々備えられた構造であり、導波路（２０）の延長部と接続する。ＥＡＴＬ（５）が有するこれら拡張部（２０Ａ）及び（２１Ａ）は、ＥＡＴＬ（５）が導波路（２０）および（２１）のみを備える場合と比較して、ＥＡＴＬ（５）がより低い周波数に対しても機能することを可能とする。しかし、拡張部（２０Ａ）及び（２１Ａ）の要否は通常、ドライバ（４１）のサイズに応じて定められる。ＥＡＴＬ（５）は、その一端を末端部材（１３）により閉塞されている。末端部材（１３）は、ＥＡＴＬ（５）の一端部において音波を受け止め、この音波を反対方向に向けて動的定常波(DSW Dynamic Standing Wave)を生み出す。この動的定常波はスロート／マウス部（６）において生じ、スロート／マウス部（６）は、両方の隅部の間の中央部に位置する（図１参照）。スロート／マウス部は（６）との語は、反射される音波の出口と入口が同じ位置に存在することを示す。入射する音波と出射する音波が互いに重畳することにより、本発明独特の圧力フィードバック原理が可能となる。ＥＡＴＬ（５）内の空気の体積は、図１の空気チャンバ（１０）（図６においては符号（１９）により表される）において機能している空気の体積と比べて常に小さい。更にこのＥＡＴＬ（５）内は、いかなる種類の閉塞型バンド・パス・ボックス（closed band-pass box）とも区別されるべきものである。ＥＡＴＬ（５）全体の容積は、小型構造化技術を用いてさらに小さくすると、小さな空間に設置可能なより小型のドライバの出力を向上させることできる。或いはＯＥＭツイータ構造によっても、ＥＡＴＬ（５）の容積を小さくすることができる。ＯＥＭツイータ構造においては、リア・ウェーブ（rear wave）が集められ、有用な定常波に戻される。スペーシングの容積は、必要に応じて増減できる。さらに、２０Ａおよび２１Ａが適切な長さを有さない場合には、ＥＡＴＬ（５）を複数回折り返して必要に応じてその長さを伸ばしてもよい。

ＥＡＴＬ（５）は、密度交番性伝送媒体（ADTL Alternate Density Transmission Medium）（４）により囲まれている。この好適な実施形態においては、ＡＤＴＬ（４）は、オープンセル構造の発泡ウレタンからなる。ＡＤＴＬ（４）の発泡ウレタンは、標準的な空気密度で高周波数であるときは不活性であり、ランダムに新しい空気分子を受け入れる。しかし、かつ加圧された状態にあってより低い周波数であるときは、ＡＤＴＬ（４）の発泡ウレタンは新たな空気分子をセル内部に受け入れる。この空気分子はセル内部で体積的に膨張する。一方で、熱放散により増加分の体積は消失する。したがって、この不可逆的な過程はＤＳＷの減少およびドライバ振動最高値（DRP Driver Resonance Peak）の減衰をもたらす。このことは、図１２ＢのＡ及び図１２ＤのＣに対照的に示されている。図１２Ｂはこの好適な実施形態におけるインピーダンスを示す曲線である。減衰（Damping）との語は、刺激を取り除いたときに振動体が即座に運動を停止する能力を表す。

ＥＡＴＬ（５）のスロート／マウス部（６）に入る比較的高周波の音波は、ドライバ・ダイアフラム（３）から数インチの範囲に入る必要がある。これにより、この比較的高周波の音波は、標準的な密度の空気中でその波長に達することができる。図２に示す標準的なエンクロージャの奥行きは僅か数インチである。このことは、周波数１０ｋＨｚ以下の音波はすべて、ほぼすぐにエンクロージャに反射されることを意味する。図２は、エンクロージャ内の空気の占有領域（１１）を示す。このエンクロージャの外形寸法は図１のエンクロージャと等しいが、内部エンクロージャ（２）及びＡＤＴＬ（４）を備えない。波は、ストリームライン（１５）のように移動する。この波は、ＥＡＴＬ（５）のマウス部（６）に入った後、ＥＡＴＬ（５）を通って密度交番性伝送媒体（４）の表面セルと相互作用する。この音波は拡散してほぼすぐに末端部材（１３）に至る。末端部材（１３）は、この音波を反射してドライバ・ダイアフラム（３）へ方向付ける。ＥＡＴＬ（５）の入口部に位置するスロート／マウス部（６）にＤＳＷの波の節と波の腹が位置する。波の節と波の腹は重なり合ってチャンバ（１０）内に圧力を生み出す。この圧力はＡＰに対して正圧であると考えられる。最初に影響された周波数から周波数が下がる間、ＥＡＴＬ（５）はドライバ・ダイアフラム（３）に対して一定の正圧状態を保つ。これは空気スペース（８）のＤＳＷ状態と、ストリームライン（１４）により示すような音波の侵入により生じるＤＳＷ状態により可能となる。波長／強度が変化すると、ＡＤＴＭ（４）セル構造のより深い領域においてそれぞれのＤＳＷが生み出されるので、ドライバ・ダイアフラム（３）の動きが大幅に向上する。こうして生み出されたＤＳＷの圧力は集約されて、合成ＤＳＷが生み出される。このとき、複数の周波数が（重畳して）同時に存在する。導波路（２０）と導波路（２１）の間の間隔を小さく保つことにより、波エネルギを保存して末端部材（１３）へ方向付けることができる。本発明の好適な実施形態においては、導波路（２０）と導波路（２１）の間隔と、延長部（２０Ａ）と延長部（２１Ａ）の間隔は、それぞれ、１２ｍｍと９ｍｍとする。これら間隔はドライバの直径およびシステムの用途にしたがって調節される。ドライバ（４１）において、これらＤＳＷは音響インピーダンスに影響を及ぼす。これは、大気との圧力差が周波数にしたがって維持されるからである。ＤＳＷは、周波数と、ドライバの弾性（compliance）と、ＡＤＴＭ（４）の材料がそのセルに入る音エネルギに対して有する抵抗性とを変化させることにより生み出される。この３つの変数の相互作用の結果として、周波数が変化する一方で、ドライバ速度が線形に保たれるとき、チャンバ（１０）内の圧力が一定に保たれる。チャンバ（１０）内部の圧力は、音声コイル（２８）信号インプットとＤＤ（３）の初期動作により生じる合成ＤＳＷと、チャンバ（１０）内の一定圧力と、及びＥＡＴＬ（５）内に生じる正圧をもたらす。結果として得られる合成圧力は一定であるとともにＥＡＴＬ（５）内の強度及び波長に比例し、ＤＤ（３）の動作を決定する。

ＥＡＴＬ（５）の長さは、図１２Ｂ及び図１３Ａの曲線により明確に示されるように、その周波数の下限と直接関係している。図１２Ｂは、図１のスピーカシステムのインピーダンスを示すグラフである。このインピーダンスのグラフにおいて、２つのピークが存在する。大きなピークＡはＤＲＰであり、その周波数は１５０Ｈｚである。他のピークＢはＥＡＴＬ（５）を示し、その周波数は５００Ｈｚである。ピークＢはピークＡと比べて波のインピーダンスが１／４である。図１３Ａは図１のエンクロージャを２ｃｍ延長して図３のエンクロージャとした場合の周波数応答を示す。エンクロージャの奥行き（２６）を２ｃｍ延長すると、ＥＡＴＬ（５）の新たなピークＥ（周波数４００Ｈｚ）が生じる（図１３Ａ参照）。このピークはＥＡＴＬ（５）のスロート／マウス部において１００Ｈｚの周波数の低下を招く。スロート／マウス部において音波はＤＳＷに変換される。図３のドライバの主要な共振周波数は、空気チャンバ（１０）が拡張されても、有意に変化しない（図１３Ａ）。このことは、周波数応答を示す図１４Ｅの曲線Ｑからも理解できる。図１４Ａは図３に示すエンクロージャの周波数応答を表し、出力は４００Ｈｚから開始している。一方で、図１に示す奥行きの狭いエンクロージャの場合にはこの出力は５００Ｈｚから開始する。図１２Ｄにおいて大きなピークＣが読み取れる。図１２Ｄの曲線は、図２に示す標準的な閉塞型エンクロージャ（２９Ｂ）内に同じドライバを設置した場合のインピーダンスを表す。図１２Ｄの曲線には、インピーダンスのピークＡが適切にダンピング（制御）されてピークＢとなるような減衰がみられない。空気チャンバ（１０）の容積の変化は、ドライバ（４１）のドライバ共振周波数Ｃに殆ど影響を及ぼさない。これは、ＥＡＴＬ（５）が上述のような小さな距離で有効に波を遅らせることができることを示す。ＤＤ（３）のダンピングにより、低音周波数の音響インピーダンスが向上し、カットオフスロープが小さくなる。これにより、更に低音領域を拡げたり、過渡性能を向上することができる。図１２Ｂに示す５００ＨｚのＥＡＴＬ（５）のピークＢは、下限となる周波数を示す。この周波数は、図１に示すＥＡＴＬ（５）により高められ、標準的なドライバ・ボックスの共振周波数Ｃを上回るＤＤ（３）の低い出力（図１２Ａ及び図１２Ｃ）を補正する。また、ＥＡＴＬ（５）が振動状態をドライバの共振周波数Ａに近い値、同じ値、或いは下回る値にダンピングし始める点を補正する。

図２に示す形態に関するインピーダンス曲線（図１２Ｄ）は、図１に示す形態に関するドライバ共振周波数Ｃ（図１２Ｂ）と図３に示す形態に関する曲線（図１３Ａ）と同じ部分を示す。図１２Ｄの曲線はこのピークＣが１５０Ｈｚで生じることを明らかにしている。図１２Ｄの曲線を見ると、ピークＣの点より上（の周波数）には、図１２Ｂ、図１３Ａ、及び図１３Ｂの曲線におけるＥＡＴＬ（５）のピークＢが存在しない。図１の形態に関する曲線Ｕ（図１２Ａ）を見ると、５００Ｈｚの点（すなわち、図１２ＢのＥＡＴＬ（５）のインピーダンスのピーク（Ｂ））から出力が増加していることが分かる。このピークを上回る全ての周波数において、ゲインを大きくする出力の増加が見られるとともに、フラット・リスポンスが維持される。この例における効率のゲインは、平均して６ｄｂである。この値は、５００Ｈｚ以上の複数の点を平均して求められる。この減少を起こす唯一の方法は、エンクロージャ内部から一定した圧力を加えることにより、周波数が増加する間、ＤＤ（３）の適切な速度を維持することである。この過程はドライバ（４１）の音響シグナルパラメータを変化させない。この過程により変化するのは、多数のランダムな内部定常波がドライバ（４１）の動作に及ぼす影響のみである。図１の形態に関する図１２のグラフは、５００Ｈｚに周波数ピークＵＵが存在するが、このピークは図２の形態に関する図１２Ｃのグラフには存在しない。また図１２Ｃには図１２Ａの１０ｋＨｚにおける周波数増加が存在しない。図１２Ｃの点ＴＴ（周波数５００Ｈｚ）において、一旦減少した後、小さなピークを示し、そして応答が低下する。

振動体は、同一の刺激を受けた場合、その周波数の上下への周波数の変動が少ないとき、共鳴による運動が最大となる。出力（速度）は、共振周波数を下回るときは弾性に起因して急速に減少し、一方で、共振周波数を上回るときは質量に起因して徐々に減少する。共振周波数を上回る状態での出力のロスは質量に直接関係している（高周波数において必要となるとき、ＤＤ（３）の加速度に影響を及ぼす）。ＥＡＴＬ（５）内のＤＳＷは周波数に直接関連しているのに加えて、周波数が増加する間、圧力を増加させてロスを補い、圧力を一定に保つ。ＥＡＴＬ（５）のマウス部において内方へＤＳＷが生み出されるとすぐに、ＤＳＷはＥＡＴＬ（５）のチャンバ（１０）内の空気により緩和された正圧を生み出す。それぞれの周波数が、大気圧に対して最大の信号伝達を維持できる合成波を必要とするからである。図２のエンクロージャ内に存在するランダム定常波は、ＤＤ（３）の様々な場所で相関しない圧力を生み出すことにより、拡散パターンを乱して、その位相特性に影響を及ぼす。ラウドスピーカの分野の技術者は、製品のパラメータを決定する際、実際の使用場面でのエンクロージャの影響を予測できない。エンエンクロージャの雑然とした内部定常波パターンがＤＤ（３）の放射パターンを変更することが許される場合には、任意の直径のドライバの振動特性と拡散を予測するために開発された仕様は有用ではない。このことを主な理由の一つとして、技術者たちは、さまざまな種類のサスペンジョン（２７）とＤＤ（３）を構成する材料を模索し、不測の事態によるＤＤ（３）の破損の防止を試みている。このような破損パターンはランダムな定常波により引き起こされる。これらＤＳＷは動的であり、エンクロージャ（１）と、ソース信号と、レベルに関連している。ランダムな内在波を生み出す波エネルギが相関されなければ、ドライバの特性を維持或いは向上することができない。既存のエンクロージャの設計では、この波エネルギは捕捉される。ランダムな内部定常波を排除し、有用な干渉性の内部定常波を生み出すことにより、ドライバ（４１）が、静的なＡＴＭと関連した周波数を有する動的な正圧を維持できる環境で動作することが可能になる。このようにして音響的に生み出された内部正圧は結果としてダイアフラムの破損を低減する。これは調節された圧力がダイアフラムの全面に対して加わることにより、固体伝達破損モードの効果を低減することができるからである。これらの破損モードは、音声コイル（２８）が刺激されたときに引き起こされる。音声コイル（２８）に対する最初の刺激は、ＤＤ（３）の速度、全ての部材の屈曲、及び機械的エネルギの物理的な波としてのＤＤ（３）の周縁部への物理的伝達を招く。ＤＤ（３）の外周部には、任意の種類の可撓性材料（２７）が配される。可撓性材料（２７）はダイアフラムを取囲んで固定する。これにより、音声コイル（２８）により刺激を受けると、アセンブリの可動部分全体が動作することになる。コーン形状の機械的パスを伝わる波エネルギが、ダイアフラムの材料中で消費され、運動エネルギとして周辺部（２７）に入ることが望ましい。実際多くの場合にこのような現象が起こる。ダイアフラムと周辺部（２７）は全ての波を吸収するわけではなく、波の一部は中心すなわち原点に向かって反射される。このとき波（干渉性の波と非干渉性の波）は、ＤＤ（３）の材料に物理的に衝突し、正の定常波と負の定常波の領域がＤＤ（３）表面に存在することとなる。結果として拡散パターンが変化する。これらの種類のパターンは、設計段階において発見及び防止することができる。それによりドライバ（４１）の性能が向上する。ＥＡＴＬ（５）はこれらの種類の破損モードの発生率を最小化するが、完全に防止することはできない。

図４はＩＲＥエンクロージャ（２９）を表す。図４のエンクロージャ（２９）は、図１及び図３と同様であるが、ポート（１７）を備える。ポート（１７）は低音周波数を増強するためのものである。ポート（１７）を付加しても、スロート／マウス部（６）のＤＳＷは影響を受けない。ＤＳＷはＥＡＴＬ（５）により高周波を保つ。この実施形態におけるＥＡＴＬ（５）の主要な用途は、ドライバ（４１）の共振周波数を以上での信号ロスを生じさせる質量を相殺することである。ＥＡＴＬ（５）はＤＤ（３）を効果的にダンピングし、低周波数における安定性を向上する。このことは図１のエンクロージャのインピーダンスを表す図１２Ｂと、図２のエンクロージャのインピーダンスを表す図１２Ｂに対照的に示される。これらのインピーダンスを表す曲線は、両方のエンクロージャにおいて、共振周波数がほぼ一定に保たれることを示す。しかしながら、図１２Ｂ中のピークＡがＤＤ（３）の適切なダンピングを示す。つまり、ピーク率がコントロールされており、滑らかで幅広い低音応答が実現していることを示す。一方で、図１２Ｄのインピーダンスを表す曲線は、ドライバ（４１）が高く鋭い音響ピークＣを有することを示す。このピークＣは鋭い音と鈍い音が交互に繰り返す共鳴音を示す。この高度にダンピングされた状態は、図４の低音応答を拡張するためのポート（１７）を備える形態のインピーダンスを表す曲線においても維持されている。図１３Ｂのインピーダンスを表す曲線は、３つの際立ったピークを有する。すなわち、ポートピークＦとサドルＧ（ボックス共振周波数）と、その後に現れるドライバ共振ピークＨである。この曲線は、十分にダンピングされたドライバ（４１）において、反射動作が起きていることを示す。このとき同時に、ドライバ（４１）の上方の周波数は、４００Ｈｚから増加している。図１２Ｄに示すインピーダンス曲線を有する図２のドライバと比して、図４のドライバ（４１）は図１３Ｂに示すように３つのピークを有する。このことは、ドライバ共振ピークＨより上方及び下方のいずれにおいても出力が増加していることを示す。この出力の増加は、定常波がコントロールされていることに起因している。図１３Ｂにおいて、ＥＡＴＬ（５）内が正圧状態であることにより現れるピークＩの周波数位置を見ると、図１３Ｂのグラフが、図４に示すポートを備えるエンクロージャのグラフであることが分かる。図４の形態のエンクロージャは、９ｍｍの深さを有し、前述のごとくグラフ上で４００Ｈｚの位置を占める。ドライバのピークＨとＥＡＴＬ（５）のピークＩが図１２Ｂのインピーダンス曲線と同じ４００Ｈｚの位置にあることは、増強された（適切にダンピングされ拡張された）低周波数域と、（速度が維持された）高周波数域を有するスピーカであることを示す。図１０は、ポートの代わりに適切なパッシブ・ラジエータ（３０）を用いた形態を示す。パッシブ・ラジエータ（３０）は、ドライバ（４１）とともに低音領域をより低い周波数まで拡大する役割を果たす。パッシブ・ラジエータ（３０）を用いると音響システムをシールされた状態に保つことができる。しかしながらこの種の共鳴システムが全ての形態において有効であるわけではない。パッシブ・ラジエータ（３０）の取り付けには一般的に、より広い領域を必要とするから、バッフルボード（７）の利用可能な領域が大きい大型のシステムに適する。パッシブ・ラジエータ（３０）を備える形態のＥＡＴＬ（５）はポートを備えるシステムと同様の一般的な特徴を有し、図１３Ｂと同様の曲線を示す。ＤＲＥ（２９）の別の配置では、図１１に示すごとく、ドライバ（４１）の前面が音響ローパスフィルタと接続する。ポート（１７）又はパッシブ・ラジエータ（３０）は、空気体（３１）とともに音響ローパスフィルタの役割を果たす。ＥＡＴＬ（５）は一定の圧力ローディング、ダンピング、高音バスの増強された出力及びコントロールをもたらすのと同時に、ポート（１７）は空気体（３１）にボックス・ローディングを加え、ＤＤ（３）の偏位運動を低減する。これにより、空気チャンバ（１１）がシールされた状態となり、ダンピング性が向上する。この形態のエンクロージャは、他のポートを有する形態のＥＡＴＬ（５）と同様に３つのインピーダンスのピークを有する。ポートを有するＥＡＴＬ（５）の他の形態としては、ポートをＤＲＦの前方に有する形態と後方に有する形態が挙げられる。前述の例と同様にパッシブ・ラジエータ（３０）は新たな空気体（３１）を共鳴させる。空気体（３１）はドライバ（４１）前方に位置する。ドライバ（４１）は追加のエンクロージャ（３２）の少なくとも１つの壁面に取付けられる。ＩＤＣ ＥＡＴＬ（５）は、理想的なインピーダンス・マッチング・デバイスとしての役割を果たす。ＩＤＣ ＥＡＴＬ（５）は、ほぼ全ての従来型のドライバ及びローディング方法に対してこのような役割を果たす。ＩＤＣ ＥＡＴＬ（５）は、２つの範囲において圧力の増加を生み出すことにより、ドライバのレゾナンスより高い周波数及び低い周波数における性能を向上する。共振周波数を上回る周波数は、フルレンジにおいては直接放射される。或いは、ＤＤ（３）を音響ローパスフィルタ内に配して、低音周波数の範囲に特化させてもよい。

全てのドライバには、動作に最適な周波数が存在する。この最適周波数とは、最も再現に適した周波数である。１つのドライバ（４１）が２０Ｈｚから２０，０００Ｈｚの範囲に完全に対応して動作することは、特に高い出力レベルにおいては、不可能ではないが困難である。個々のＥＡＴＬ（５）に最適化されたエンクロージャＤＲＥ（２９）は、狭い音域に対して優れた性能を有することにより、ドライバのその最適範囲における動作を補助する。

このことは、音域を分割して、それぞれの音域に最適なドライバ（図８の２９Ｈ、２９Ｍ、２９Ｌ、２９ＶＬ）を用いる目的に対して好適である。これらドライバは、それぞれに最適なＥＡＴＬ（５）エンクロージャを備える。或いはこのことは、同じ音域を有するドライバ（図８の２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ）の音響レベルを向上させる目的に対して好適である。これら同じ音域を有するドライバは、同じ周波数の範囲で動作する複数のＥＡＴＬ（５）エンクロージャを有する。或いはこれらのドライバ両方を同時に用いてもよい。この種の動作は、それぞれのドライバの後方に生じる正圧と、その結果ダイアフラムが互いに干渉しあうことにより生じる抵抗により改善される。従来の狭い間隔で設けられたドライバは、それぞれのドライバの内部と外部に存在する定常波が、ランダムな性質を有する上に、拡散パターンを変化させるので、多くの不測の効果が生じる。ＥＡＴＬ（５）の干渉性の出力は、マルチウェイ・スピーカに集約される。これにより、１つのドライバからの他のスムーザーへのクロスオーバーが生み出され、ローブを少なくする。補強ドライバの群からの干渉性の出力は、クラスター・アレイ或いはライン・アレイがそれらの意図された原理に従って行う。特殊なハウジング（１６）を用いると、ＤＲＥ（２９）ユニットをその用途に合わせて適切に調節することができる。

ＥＡＴＬ（５）は、図７に示すごとく、外部音響トランスデューサ（２９）とともに用いることもできる。この外部音響トランスデューサ（２９）の例としては、静電的及び動的な平面型のダイアフラムが挙げられる。一般的に、フラットパネル型のラウドスピーカは、無制限に双方向に音を放射する。これは、エンクロージャ或いは閉塞型の配置を有する壁が繊細なダイアフラムの一面に及ぼす影響の結果である。この種のエンクロージャでは、有意な音量を生み出すのに必要なダイアフラムの表面積が大きいから、ランダムに反射された定常波はより重大な悪影響を及ぼす。図７はこれらのフラットパネル型のラウドスピーカとともに用いられるＥＡＴＬの要部を示す。ＥＡＴＬ（５）はダイナミック・ドライバ（４１）として示す構成と同様の基本構造を有するが、フラットパネルと、ＥＡＴＬ（５）の構造に関連するその他のパラメータを調節するための手段を備える。ある種の外部ドライバは、ＥＡＴＬ（５）のＩＤＣのみを限定して利用する。これは平面スピーカＤＤ（３）の場合にも当てはまる。図９は、ホーン状延長装置（４２）を用いた場合を示す図である。ホーン状延長装置（４２）はＩＤＣ ＥＡＴＬ（５）のエンクロージャ（２９）と機械的に接続する。ホーン状延長装置（４２）は伝達効率を更に向上させるために用いられる。ホーンを用いると、一般的に音質レベルや距離が向上する。加えて、特定領域の音の届く範囲のカバーと他の音域に対するシャドウィング（shadowing）が可能となることもある。ホーン状延長部と、図２の標準的なエンクロージャ内に配されたドライバ（４１）を緊密に接続することにより、ＤＤ（３）は、ＤＤ（３）内へ強い反射を生み出すことができる。一般的にホーンを備えるドライバ（４１）には慢性的に故障の問題が生じる。これは、これらの反射された波が音響的に増幅されて、ＤＤ（３）がその表面において、競合するホーンベル型の反射を受けるからである。ダイアフラムの種類に応じて圧力伝達を最大限化するためには、フェーズ・プラグ（２５）が必要である。ＤＲＥエンクロージャ（２９）の補助を受けてＥＡＴＬ（５）に正圧状態を保った同様のドライバ（４１）は、これらの反射に対する改善された抵抗性を有する。その結果、適切な設計のホーンを接続することにより、更に明瞭な出力を生み出す。

（直接連結式の低周波数限定アプリケーション）
従来のラウドスピーカは、低周波数を作り出すための大きなダイアフラム領域及び／又は大きな部分を必要とし、このプロセスにおいて、低いバンド幅を伴い高い相対的効率を達成している。現在の低音再生のプロセスは、本質的に効率的である。なぜなら、プロセスは、ドライバを共振周波数及びその近傍で操作し、大きな低音を備える音質を作り出すためである。
共鳴は、任意のスピーカシステムの実施に含まれるパラメータであるけれども、最終的な音響システムにとっては最も大きな悪因である。直接連結型ＥＡＴＬ（DC EATL）（５）の操作モードは、非常に小さなドライバの音響インピーダンスに合致し、中間のＳＰＬレベルでの低い低音周波数を作り出す。所望の周波数範囲で音響インピーダンスに合致させることは、低い周波数での歪みの低減となることを意味するものである。しかしながら、ドライバが小さな音波出力であるときも、そのような現象を得られる。大きなドライバはもちろんであるが、ＥＡＬＴ技術は、低周波での歪みの低減が、利用可能な個人向けの低い音響周波数量（小さな領域に向けての用途）を作り出すのに好適であるものとすることを可能とする。大きなドライバが低周波再生用に開発される一方で、現在の基本的なエンクロージャ構造において、大きなドライバは、非常に低い周波数に音響学的に合致するものでなく、共鳴及び室内反射の問題を有するものである。
ＥＡＴＬ（５）は、実用的に寸法が定められ、音響学的に中間のエンクロージャプラットフォームは本質的に静的な低い共鳴、拡張された低周波数応答、室内反射に対する耐性を確かなものとする。ＥＡＴＬ（５）のエンクロージャに基づくサブウーハのデザインは、任意の種類のスピーカに音響学的に調和する。このスピーカは低周波数の拡張を要求するものである。サブウーハのデザインは、通常の室内反射に耐性を有する。なぜなら、後述するように、サブウーハのデザインは、独特の非同調式配置をなすためである。

図５は、動的ドライバ（４１）とともに用いられるＥＡＴＬ（５）の応用形態を示し、非常に低い周波数のみを作り出すことを目的とするものである。この応用形態は、直接連結型（DC: Direct Coupled）ＥＡＴＬ（５）と称される。ＤＣ ＥＡＴＬ構造は、ＩＤＣに非常に類似するものであるが、ドライバの直径と等しい大きなスロート／マウス開口部（６）及びドライバ（４１）の直前に配された圧縮プラグ（１２）において非類似である。
ＥＡＴＬ（５）は、直接的にドライバ（４１）に接続し、ドライバとＥＡＴＬ（５）のスロート／マウス部（６）の間のチャンバ（１０）内で最小の領域の空気専有領域を有する。ドライバは、ＥＡＴＬ（５）のマウス部（６）の前に搭載され、ＥＡＴＬ（５）のマウス部（６）に対向する。そして、ドライバの負荷に応じて、高い圧縮チャンバ（１０）を作り出す。このモードにおいて、ドライバ（４１）は、圧縮力が負荷され、圧縮プラグ（１２）が音波の動きをＥＡＴＬ（５）に方向付ける助けをするために用いられる。また、圧縮プラグ（１２）は、ＥＡＴＬ（５）のスロート／マウス部での乱流状態を最小限化するために用いられる。加えて、圧縮プラグ（１２）は、ＥＡＴＬ（５）に対して正しいスロート／マウス部（６）領域を作り出すために用いられる。直接接続（ＤＣ）により、ドライバ（４１）は完全にＥＡＴＬ（５）の影響下に置かれることとなり、ドライバ（４１）は、作り出される周波数パターンに従う。ＡＤＴＭ（４）は、ＡＤＴＭ深さ方向への音波の進入を介して音波の遅延を作り出す。これにより、幅の広いＤＳＷバンド幅が可能となる。ドライバ（４１）の共振周波数よりも高い低周波数は、セル構造によりすぐには影響されず、ＡＤＴＭ深さ方向への音波の進入が始まる前にＥＡＴＬ（５）内のＤＳＷに起因して生ずる一定の圧力を維持することとなる。
このことは、図１３Ｃ及び図１４Ｄに示される。図１３Ｃの周波数応答曲線は、ドライバとＥＡＴＬ（５）の直接連結型（ＤＣ）のドライバ（４１）の出力を示す。周波数応答は１２db/octのドライバ（４１）共振周波数からの出力降下を示し、略４００Hzまでにおいてドライバの共振周波数以上の平坦な応答を示す。この曲線は、ＤＤ（３）上への一定の高い正圧を示し、この圧力は、周波数及び動的圧力に関連するものである。動的圧力は、システムのバンド幅中の全ての周波数に対する大気圧より非常に大きなものである。システムが組み立てられ、１００Hzで計測すると、ＤＤ（３）でのこの信号は、マウス部のポート（１７）での信号よりも４０dbだけ大きいものとなる。ＥＡＴＬ（５）によるＤＳＷの負荷に起因するＤＤ（３）の前部に与えられる正圧を用いて、ＤＤ（３）の後部の近傍で測定を行ったときにドライバ（４１）の実際の曲線を、この出力曲線は示す。自由大気において、12db/octの傾斜がドライバの自由大気共振周波数で始まることを除いて、同様のパターンを作り出すことが可能である。曲線Ｓは、参照用の高圧力曲線を示し、この曲線は予測可能な１２db/octの降下率を備える。この曲線Ｓは、コーンの他の側に取付けられた音響ローパスフィルタを用いて簡単に描くことができる。
図１３Ｃの曲線Ｓは、周波数が低くなることに関連して低下するダイアフラムの予測可能な軌跡を反映するが、音響ローパスフィルタの受動的な低い圧力負荷環境により影響されるものではない。音響ローパスフィルタ（１８）の反射エンクロージャは、好ましくは更に、低音域のパワー周波数レンジ（３０Hz ６０Hz）でのＤＤ（３）の動きを低減する。また、この反射エンクロージャは、超低周波数レンジ（< 20 Hz）での歪みを制御する亜音速フィルタを必要とすることがない。図５のドライバ（４１）のＥＡＴＬ（５）に接続した音響ローパスフィルタ（１８）は、最も低い周波数（これら周波数は、図１３Ｃの曲線Ｓに示すように降下するけれども）に好適である。１２db/octの比率で降下する図１３Ｃに示す出力は、図６に示す装置に対しては、図１３Ｄに示す曲線Ｒのように変形する。曲線Ｒは、70Hzから６db/octの割合での上昇を示す。図１３Ｃの曲線は、高圧環境においてドライバ（４１）のみを用いて作り出されたものである。高圧環境は、ドライバの一定の高圧負荷にほとんど影響を与えることなくボックスを共振させる。
この正圧の制御は、ドライバ後部での出力が、12db/octの傾斜内の周波数で音響空間領域（１０）を用いて反射エンクロージャを共振させることを可能とする。変化の範囲における効率は、ドライバのミッドバンドの効率に関連して適度のものであるが、小さな低いマスドライバが高応答性ダイアフラムを用いてＥＡＴＬ（５）により決定された周波数で利用可能な低音領域を作り出すことを可能とする。ほとんど同一の直径のドライバ（４１）が同一寸法のＩＤＣ内で用いられる。もしドライバの弾性が失われていないならば、このドライバは図１３Ｃ及び図１３Ｄに示す曲線を作り出すこととなる。
正の１／４波圧はリアルタイムの質量要素であり、この質量要素は音響学的にＤＤ（３）に利用され、図６の装置に対する図１３Ｄ中のピークＲにより示されるようなドライバ（４１）からの向上したローパス性能を作り出すこととなる。
ドライバ（４１）の体積質量及び他のパラメータは、歪み、効率並びにある程度大きな周波数の遮断に影響を与える。それ故、図６に示すＥＡＴＬ／反射性エンクロージャからの最適な性能は、ドライバ（４１）の選択に依存することとなる。ＥＡＴＬ／反射型システムの効率は、実際のＤＤ（３）に関係し、当該効率は、ドライバ（４１）が大きくなるにつれて増大する。なぜなら、ドライバ（４１）が大きくなれば、より多くの空気分子が移動することが通常だからである。典型的には、大きなドライバ（４１）の低周波数出力は中域バンドの出力に関係して増大する。なぜなら、大きなダイアフラムの領域は、高周波数での出力を抑止するためである。直接連結型（ＤＣ）のＥＡＴＬ（５）の低周波数システムは、幾何学的でないダイアフラム領域からの出力を発達させる。リスニングルーム、典型的には寸法的ゲインを備える音響空間は、低い周波数が存在するならば、当該低い周波数に好適なものである。図１４Ｃの曲線は、図６のサブバスシステムを測定したときの離れた位置にあるマイクロフォンの配置を示す。図１４Ｃの曲線Ｏで表されるように、低い低音周波数で出力を増大させると、リスニングルームは、反射型エンクロージャと同様の作用をする。即ち、隣接する周波数に対して、１オクターブ当たり１５Ｈｚでゲインの大きな増大を示す。図１４Ａは図５及び図６の装置のインピーダンスを示す。曲線は、重ねて示され、反射型ボックスが接続されると、反射型ボックスは共振周波数及びドライバに負荷を与えるＥＡＴＬ（５）のＯをほとんど変化させないことを示す。このことは、ＥＡＴＬ（５）内の正圧が、ドライバのインピーダンスを支配することを示し、音響ローパスフィルタの追加により生ずるドライバ（４１）／ＥＡＴＬ（５）の操作パラメータへの影響はほとんど存在しない。図１４Ａにおいて、大きなピークＫは、図５のドライバのインピーダンスを現わす。小さなピークＪは、図１４Ａに示すドライバのピークＬの後に生じ、これは、従来の反射型エンクロージャを備えるポートのピークと考えられる。周波数がこのピークに達すると出力は急速に降下する。このピークは、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂのインピーダンスピークにおいて観察されたＥＡＴＬ（５）のピークと同一であるが、ＥＡＴＬ（５）の近接した結合に起因して、ドライバの共振周波数以下にピークが押し下げられている点で異なる。近接した結合によっても生ずるものであるが、ＥＡＴＬ（５）の長さの増大は、ＥＡＴＬ（５）のピークを低下させる。ＡＤＴＭ（４）の深さ方向の進入は、１／４波長信号を引き起こす高圧力下で大きくなり、ボックスチューニング下方のドライバダイアフラムで生ずる。図１３Ｄに示す如く、出力は、主要なＥＡＴＬ（５）のピークの後、降下するが、近接した結合は、ドライバに負荷を与え、ＥＡＴＬ（５）の遮断周波数（１５Ｈｚ近傍において）をもたらす。図６に示すサブバスエンクロージャに関する図１３Ｄの出力曲線Ｒを注意深く観察すると、３５ＨｚのＥＡＴＬ（５）のピークでの出力が最も高いことが分かる。このことは、顕著な特徴といえる。この理由は、図１４Ｄの曲線を観察すると明らかになる。図１４Ｄは、図６のサブウーハの位相曲線を現わす。曲線は、重ね合せられ、曲線間の関係が示される。曲線Ｍは、ダイアフラムの表面境界領域（２４）におけるドライバダイアフラムに非常に近接したマイクロフォンの位置を示す。この曲線は、ＥＡＴＬ（５）の曲線を示す。曲線Ｎは、図６の同一のサブバススピーカのポート（１７）での出力を示す。曲線Ｎから、５５Ｈｚで始まる位相の大きなシフトを示す。これは、ボックスチューニング周波数の近くで生ずる。ＤＤ（３）及びポート（１７）の出力は、図１４Ａのボックス周波数Ｇでの位相のシフトが始まるまで、非常に近似したものとなっている。ボックス周波数Ｇは、図１３ＤのＧにおける曲線Ｒに示されるような出力の初期増加を作り出す。図１４Ｄのドライバの位相曲線Ｍは、同一の点５５Ｈｚ近傍で始まる逆変化を示す。この逆変化は小さな下降を示し、この下降はドライバでの位相曲線の残りの部分にわたって現れる。この下降は、ＤＤ（３）に高圧が負荷されていることを示し、ポートでの位相変化及び対応する出力増加を作り出す。ＤＤ（３）が、最大効率に対するボックスの負荷以下になると同時に、この圧力がもたらされる。５５Ｈｚまでの平坦な位相曲線によって示されるように、ダイアフラム上の圧力は一定状態を保ち、ＥＡＴＬ（５）のピークが更にダイアフラムに負荷され、出力増大を生じさせたときも変化しない。ＥＡＴＬ（５）のフィードバック及びボックスローディングの結果、効率的な音響ローパスシステムが確立され、この音響ローパスシステムは、実用的なドライバの直径で、ドライバの通常の低周波数出力に関連して効果的に低い周波数を作り出すことを可能とする。これは一般的には、中域バンドの効率よりも若干低く、ドライバの大きさに関係するものである。

直接連結の圧縮動作モードにおいて、物理的なスペースが真に考慮すべき事項でないならば、低い周波数の再生に対してドライバのホーンローディングは効率的である。十分にロードされたドライバ（４１）は、周囲に接続するホーンのよい代替物となるが、大きな表面膨張領域が、長い波長を放出することを支持するために必要とされる。ある実施形態において、建物又は大きな構造に埋め込む形態は、構造物の一部がホーン式の導波路として作用することを可能とする。ある実施形態において、必要とされる導波路が折れ曲がった形態をなすならば、エンクロージャの形態であっても低い周波数のホーンの実装が可能となる。

ＥＡＴＬ（５）のＤＲＥ（２９）のエンクロージャとともにＩＲＥ（２９Ｉ）の多数のユニットが、図８Ａに示すような結合した干渉源のような出力を増大するように設計される。音は、ユニットが倍増するごとに理論的に６ｄｂに近づく。このこと並びに部屋の反射に対する優れた耐性は、ソースの一体性を維持せしめる。ＩＲＥ（２９Ｉ）は、図８Ｂに示すように結合することもでき、異なる範囲でＥＡＴＬ（５）のピークを生ずる。これにより各レンジでの出力が最大限化される。このことは、広いレンジにわたって、最大低周波出力が生ずることを可能とする。

単一の音響システムに対して同時に用いられるＩＤＣ及びＤＣシステムの極端な利用形態の好適な実施例が図１４Ｂのグラフにより示される。図１４Ｂのグラフは、図１４Ｂ中の曲線が、３５Ｈｚ以下から２０ｋＨｚまでのオーディオレンジをカバーすることを示している。この形態においては、３つの同一の３インチの直径のドライバを用い、ほとんど同形に大きさを定められた図１及び図６に示されるようなＤＲＥ（２９）とＩＲＥ（２９Ｉ）エンクロージャの小型模型（０．０６立方フィート）中で、これらドライバは動作するものである。これらドライバは、図１の左方のスピーカ、図１の右方のスピーカ及び図６のサブウーハであり、これらは両チャネルから低い低音を再生する。図１に示されるような３インチドライバ（４１）は、この種のシステムに対する唯一の候補となる。なぜなら、ドライバは分散特性を維持するためである。分散特性はツイータや高周波数ドライバに要求されるが、３インチドライバ（４１）は、直接的或いは独立的に結合したＥＡＴＬ（DC又はIDC EATL）（５）により合致したインピーダンスを有する能力を備えるための十分なダイアフラム領域を備える。これにより、周波数レンジ全体をカバーすることができる。
ドライバのフリーエア共振は１００Ｈｚであり、通常、サブウーハ操作に対して高い数値である。直接連結型（ＤＣ）のＥＡＴＬ／反射型エンクロージャ（２９Ｉ）は、３５Ｈｚ以下から１２５Ｈｚの範囲をカバーする。このレンジは、１２５Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲をカバーする同一種のドライバを用いる独立連結型（ＩＤＣ）のＥＡＴＬエンクロージャ（２９）と一致する。
直接連結型（ＤＣ）のＥＡＴＬ／反射型の低周波数システム（２９Ｉ）は、上側の周波数レンジ並びに電気的に調節されるボリュームを有し、個別のアンプにより動力が与えられる。これにより、低周波数システム（２９）は、任意のフィールド環境内でのＩＤＣ ＥＡＴＬエンクロージャ（２９）と適切に調和するようにセットされる。このシステムは、略完璧な垂直方向及び水平方向のオフアクシス応答を達成し、エンクロージャ内に追加の部品を必要とすることがない。このシステムの出力は、図１４Ｂに示され、指示された周波数レンジに対して平均的な大きさの部屋中の聴取位置において９０ｄｂを超える出力を達成する能力を有する。このシステムは２つのスピーカ、サブウーハ、アンプ、三脚及び接続用付属部品を備え、標準的なエクゼクティブサイズのブリーフケース内に好適に収容可能であり、新たな形態で製造される。

本出願書類の大部分は、非常に簡単なプロセスの有効性の検証を含むものである。いくつかの図面のみが、効果的に音質を改善する基本的な技術を説明するために必要とされる。本技術の一般的な原理を用いる多数の方法が存在する。なぜなら、この原理が包括的に改善する特性を備えるものであるからである。例えば、異なる形状で新たな製品を開発することができ、或いは、ＥＡＴＬ（５）の基本原理を含むような形態で、ＥＡＴＬ（５）を大気圧に結合する新たな方法を発見することができる。本出願書類の中で議論された原理の使用は、これらの変更形態や改良形態が本明細書中に明示されていなかったとしても侵害を構成するものである。この問題の重要性を理解する当業者は、図面や経験に基づき、音の差異を生ずることを理解し、十分に理論を理解しなくともプロセスを複製及び改善することができる。ドライバ（４１）と同一の目的の同様の基本的要素が、物理的に同一の様式でエンクロージャに結合するものであるならば、ＥＡＴＬ（５）の目的と同様の利用で、基本的目的から生ずる任意の装置は、本発明の侵害に相当する。このことは、特徴及び実装の程度が調査されず、本発明者が継続的に努力するので、特定の特徴を様々な部分へ移動させることは侵害を許容するものではないことを意味するものである。

本発明による間接・直接連結（IDC Indirect Direct Coupled）、内蔵型伝送回線（EATL Embedded Acoustic Transmission Line）の好適な実施形態の垂直断面図である。 本発明による間接・直接連結（IDC Indirect Direct Coupled）、埋込み型音響伝送ライン（EATL Embedded Acoustic Transmission Line）の好適な実施形態の正面断面図である。 図１のエンクロージャと等しい外部面積および材質を有するエンクロージャの断面図である。このエンクロージャは、ＥＡＴＬの特性を内包していない。 本発明による図１のＩＤＣ ＥＡＴＬ側面図の断面図である。この断面図は、延出部分を表すために示された側面を備える。 エンクロージャに取り付けられた反射ポートを備える図３のＩＤＣ ＥＡＴＬの正面断面図である。 エンクロージャに取り付けられた反射ポートを備える図３のＩＤＣ ＥＡＴＬの側面図である。 本発明による直接連結（DC Direct Coupled）の好適な実施形態の断面図である。 DC EATLの好適な実施形態の断面図であって、このDC EATLはダンパーのない標準的なバスレフエンクロージャと物理的に連結している。 平面的なスピーカを用いたEATL技術の使用方法を示すのに必要な外形を強調した簡単な図面である。 IDC EATL装置により分割された多方向振動を示すのに必要な特徴を強調する簡略図である。 塊状のDREまたはIRE EATLエンクロージャを示すのに必要な特徴を強調する簡略図である。このエンクロージャは単一帯域のSPL（Sound Pressure Level）を増加する。 簡単な図面であって、この図面はホーン状の連結装置を用いたＥＡＴＬ技術の使用方法を示すのに必要な特徴を強調している。 図１のスピーカ装置の、好適な実施例の横断面図の簡略図である。板がパッシブラジエータと代替されており、パッシブラジエータはバッフルボード上にドライバとともに取り付けられている。この図面は、このオペレーションモードに関する部品を説明している。 図１の装置の帯域通過のオペレーションモードを示した簡単な図面である。図１１は、音響ローパスフィルタを示しており、この音響ローパスフィルタはドライバの前面部に連結している。ドライバはポートを使用しており、ポートは音を放射状に発する。参照はオペレーションモードの部材に合わせて作られている。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。 本明細書に記載しているラウドスピーカの性能のグラフィック描写であり、文章中において適合する参照記号を用いて示している。

Claims (13)

1. スピーカのエンクロージャであって、該エンクロージャは、
   第１のボックスを定義する壁部の第１の組と、
   前記第１のボックス内に配される第２のボックスを定義する壁部の第２の組を備え、
   前記第２の壁部のうち少なくとも３つが前記第１のボックスの前面壁に固定され、前記第１の組の壁部と前記第２の組の壁部の間の空間が、閉塞された区画をなし、
   前記エンクロージャは、前記第２の組の壁部のうち１つに位置するアパーチャを備え、該アパーチャは、前記第２のボックスの内部体積と前記閉塞された区画の間の開口部を定め、
   前記エンクロージャは、前記第１の組の壁部及び／又は第２の組の壁部に固定されるとともに前記閉塞された区画に固定される密度交番性伝送媒体を備え、
   音波が前記アパーチャを介して前記閉塞された空間内を通過し、前記音波の波長及び強度に従って変化する際に前記密度交番性伝送媒体を圧縮し、前記アパーチャを通して反射して前記第２のボックスの内部体積内の内部正圧を調節するように構成されてなることを特徴とするエンクロージャ。
2. 前記閉塞された区画の境界を定義する前記第１の組及び前記第２の組の壁部の表面が第１及び第２の導波路を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記一対の導波路の終端に末端部材を備え、
   該末端部材は、第３の導波路を定義する表面を備え、
   前記第１、第２及び第３の導波路が埋め込み型音響伝送ラインを備えることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 第１の組の壁部の内表面に固定された第１の密度交番性伝送媒体及び／又は第２の組の壁部の外表面に固定された第２の密度交番性伝送媒体を備え、前記閉塞された区画内でチャネルを形成することを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記閉塞された区画が、前記アパーチャによりもたらされた単一の開口部を備えるシールされた区画であることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 前記密度交番性伝送媒体がオープンセル構造のウレタンフォームを備えることを特徴とする請求１記載の装置。
7. 前記第１の組の壁部のうち１つにポートを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 前記第１の組と前記第２の組に共通する前面壁が開口部を備え、該開口部がラウドスピーカを収容することを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 改善された音響インピーダンスを備えるスピーカシステムであって、該スピーカシステムは、
   第１のキャビネットと、
   該第１のキャビネット内部に配される第２のキャビネットとを備え、前記第１のキャビネットの内表面と前記第２キャビネットの外表面の間で閉塞された区画を定め、
   前記第２のキャビネットの内部体積と前記閉塞された区画の体積とを接続する、前記第２キャビネットに形成されたアパーチャと、
   前記第１のキャビネットの内表面及び／又は第２キャビネットの外表面のうち１若しくはそれ以上に固定される密度交番性伝送媒体と、
   前記第１のキャビネットの壁部に据付けられるラウドスピーカからなり、音波が前記アパーチャを介して前記閉塞された空間内を通過し、前記音波の波長及び強度に従って変化する際に前記密度交番性伝送媒体を圧縮し、前記アパーチャを通して反射して前記第２のキャビネットの内部体積内の内部正圧を調節するように構成されてなることを特徴とするスピーカシステム。
10. 前記ラウドスピーカが、前記アパーチャの放射軸に沿って中心据付がなされることを特徴とする請求項９記載のシステム。
11. 前記密度交番性伝送媒体が、前記第１のキャビネットの内表面及び／又は前記第２のキャビネットの外表面に固定されたオープンセル構造の発泡体を備えることを特徴とする請求項９記載のシステム。
12. 前記第１のキャビネットの内表面と前記第２のキャビネットの外表面が、前記閉塞された区画の境界を定めるとともに第１及び第２の導波路を定め、該第１及び第２の導波路が埋め込み型音響伝送ラインをなすことを特徴とする請求項９記載のシステム。
13. スピーカ内で反射された音波により生じたバイアス圧力を緩和する方法であって、該方法は、
    第１のチャンバ内でスピーカを用いて音波を作り出す段階と、
    第１のチャンバからスピーカエンクロージャ内の第２のチャンバに向けてアパーチャを介して前記音波を方向付ける段階を備え、前記第２のチャンバは、前記アパーチャを除いてシールされてなり、
    前記方法は、前記方向付けられた音波を用いて前記第２のチャンバ内の密度交番性伝送媒体を圧縮する段階を備え、該圧縮の量は、前記音波の周波数及び強度に応じて変化し、 前記方法は、前記第２のチャンバから第１のチャンバに向かう音波を反射し、前記スピーカエンクロージャ内の内部体積内の内部正圧を調節することを特徴とする方法。

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