JP5472880B2 - 導波路電気音響変換 - Google Patents

Description

本明細書は、改良された音響導波路（ウェーブガイド）を説明する。

音響導波路については、特許文献１に一般的に説明されている。音響導波路の特定の態様のいくつかについては、特許文献２及び特許文献３に説明されている。

米国特許第４６２８５２８号明細書 米国特許第６７７１７８７号明細書 米国特許出願第０９／７５３１６７号 米国特許第６２７８７８９号明細書

［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット（ＵＲＬ： http:/www.phys.unsw.edu.au/jw/Helmholtz.html）

一態様では、ラウドスピーカアセンブリは、音響導波路と、第一の表面から導波路内に音波を放射してその音波が導波路から放射されるように導波路に取り付けられた音響ドライバと、導波路に沿った或る位置において音響導波路に音響的に結合された音響体積部とを有し、その音響体積部の位置及び寸法が、音響導波路から放射される音波の振幅の増大をもたらす。音響導波路は実質的にロスレスであり得る。音響体積部は、導波路の有効音響長さに等しい波長の音波の振幅を増大させ得る。音響導波路は、音響体積部の壁を形成する湾曲した壁を有し得る。音響導波路は、導波路からの音響放射を増大させるために音響導波路に音響的に結合された音響体積部の壁を形成する湾曲した壁を有し得る。音響体積部はティアドロップ型であり得る。導波路の壁は、音響導波路に結合された他の音響体積部の壁を形成し得る。ラウドスピーカアセンブリは更に、音響体積部内に配置された電子部品を備え得る。ラウドスピーカアセンブリは更に、音響導波路を音響体積部に音響的に結合するための結合体積部を備え得て、結合体積部及び音響体積部の組み合わせが、ラウドスピーカアセンブリの動作範囲外のヘルムホルツ共鳴周波数を有し得るヘルムホルツ共鳴器を形成し得る。音響ドライバは、音響ドライバの第二の表面が周囲環境に直接放射するように、取り付けられ得る。導波路は、複数の音響経路を実質的に定める複数の湾曲部分を備え得て、各音響経路は、ラウドスピーカアセンブリの有効音響長さの１０％未満の長さを有するか、又は、音響経路は、ラウドスピーカアセンブリの有効音響長さの１０％よりも長くて周波数応答のディップが生じない長さ範囲内にある長さを有し得る。音響体積部は、音響経理の長さがその長さ範囲内にあるようにするバッフル構造を備え得る。導波路は、実質的に一定の断面積を有し得る。音響ドライバに隣接する導波路の閉口端は、導波路の開口端よりも大きな断面積を有し得る。

他の態様では、ラウドスピーカアセンブリは、音響ドライバと、音響ドライバの第一の表面が音響導波路内に放射し導波路が導波路の開口端から音響放射を放射するように音響ドライバに音響的に結合された実質的に連続的な壁を備えた音響導波路と、を備え、導波路は、導波路の開口端から放射される音響放射の振幅を増大させるための構造を備える。振幅を増大させるための構造は、音響導波路に音響的に結合された音響体積部を備え得る。音響導波路は実質的にロスレスであり得る。音響導波路は、導波路からの音響放射を増大させるために音響導波路に音響的に結合された音響体積部の壁を形成する湾曲した壁を有し得る。音響導波路は、ティアドロップ型の音響体積部の壁を形成し得る。導波路の壁は、音響導波路に結合された他の音響体積部の壁を形成し得る。ラウドスピーカアセンブリは更に、音響体積部内に配置された電子部品を含み得る。ラウドスピーカアセンブリは更に、音響導波路を音響体積部に音響的に結合するための結合体積部を備え得て、結合体積部及び音響体積部の組み合わせが、ラウドスピーカアセンブリの動作範囲外のヘルムホルツ共鳴周波数を有するヘルムホルツ共鳴器を形成し得る。音響ドライバは、音響ドライバの第二の表面が周囲環境に放射するように、取り付けられ得る。導波路は、音響導波路に結合された少なくとも一つの音響体積部を実質的に画定する複数の湾曲部分を備え得る。音響導波路は、音響導波路に結合された他の音響体積部を実質的に画定し得る。音響体積部はティアドロップ型であり得る。導波路が或る有効音響長さを有し得て、音響体積部が複数の音響経路を有し得て、各音響経路が、ラウドスピーカアセンブリの有効音響長さの１０％未満の長さを有するか、又は、各音響経路が、ラウドスピーカアセンブリの有効音響長さの１０％よりも長くて周波数応答のディップが生じない長さ範囲内にある長さを有する。音響体積部は、音響経路の長さがその長さ範囲内にあるようにするバッフル構造を備え得る。導波路は、実質的に一定の断面積を有し得る。導波路は、音響ドライバに隣接する閉口端において、開口端におけるよりも大きな断面積を有し得る。

他の態様では、ラウドスピーカ装置は、音響導波路と、第一の放射表面及び第二の放射表面を有する音響ドライバとを備え、音響ドライバは、第一の表面が音響導波路内に音響エネルギーを放射し音響放射が導波路から放射されるように、導波路に取り付けられる。ラウドスピーカ装置は、第二の表面からの放射が導波路からの放射とは位相がずれているキャンセル周波数によって特徴付けられ、導波路からの放射と第二の表面からの放射との間の相殺的干渉がもたらされ、キャンセル周波数においてラウドスピーカ装置からの音響出力のディップがもたらされる。ラウドスピーカ装置は、導波路からの放射の振幅を増大させるために導波路に音響的に結合された音響体積部を有し得て、キャンセル周波数におけるラウドスピーカ装置からの音響出力のディップが少なくなる。

他の特徴、課題及び利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明を読むことによって明らかになる。

他の図面を理解するのに有用な幾何学対象物である。 他の図面を理解するのに有用な幾何学対象物である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略的な断面図である。 導波路アセンブリの概略的な断面図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの概略図である。 導波路アセンブリの一部の概略図である。 導波路アセンブリの一部の概略図である。 他の図面に概略的に示される特徴を含む導波路アセンブリを備えたラウドスピーカシステムの実際の実施態様の図である。 他の図面に概略的に示される特徴を含む導波路アセンブリを備えたラウドスピーカシステムの実際の実施態様の図である。 他の図面に概略的に示される特徴を含む導波路アセンブリを備えたラウドスピーカシステムの実際の実施態様の図である。 他の図面に概略的に示される特徴を含む導波路アセンブリを備えたラウドスピーカシステムの実際の実施態様の図である。

図１Ａ及び図１Ｂは、以下の一部図面を理解するのに有用な幾何学的対象物を示す。図１Ａは、二つの導波路６及び７の等角図である。導波路６及び７は、Ｙ‐Ｚ平面に矩形の断面を有し、Ｙ及びＺ方向の寸法よりもＸ方向の寸法が長い構造として示されている。導波路６のＹ‐Ｚ平面の面積（以下、“面積”と称する）はＡで、Ｙ軸に沿った線寸法（長さ寸法）はｈである。ここでは、面積の変化について述べる。対応する図面では、面積の変化が、Ｙ方向の寸法の変化によって示されていて、Ｚ方向の寸法は一定に保たれている。例えば、面積２Ａの導波路７を、Ｙ軸に沿って長さｈを２ｈに二倍にすることによって、対応する図面に示されている。図１Ｂは、図１Ａの導波路をＸ‐Ｙ平面の断面図として示し、いくつか追加要素を含む。特に断らない限り、以下の図面の導波路は、Ｘ‐Ｙ平面の断面図として示され、最も長い寸法はＸ方向に沿っている。特に断らない限り、“長さ”は、導波路にわたる音響経路の長さを指称する。導波路は頻繁に曲げられるので、長さは、導波路を含むデバイスのＸ方向の寸法よりも長くなり得る。音響導波路は典型的に、少なくとも一つの開口端１８を有していて、また、閉口端１１を有し得る。音響ドライバ１０は典型的には図示されるように閉口端１１に取り付けられるが、破線で示されるように壁１３の一つに取り付けられ得る。以下の図面では、音響ドライバは閉口端１１に取り付けられているものとして示される。

図２は第一の導波路アセンブリ１００を示す。音響ドライバ１０は、導波路の動作周波数範囲にわたって低ロス（低損失）、好ましくは実質的にロスレス（損失なし）の導波路１２Ａの一端に取り付けられる。導波路１２Ａは、断面積Ａ及び有効音響長さｌを有する。導波路は、導波路の有効音響長さによって基本的には決められる同調周波数（チューニング周波数）を有し、その有効音響長さは物理的長さに端効果補正を足したものである。端効果補正は、推定方法を用いて又は経験的に決められる。簡単のため、図面では、長さｌは、物理的長さとして示され、“長さ”という用語は、有効音響長さを指称するものとする。導波路１２Ａは体積ｌＡを有する。

図３Ａは第二の導波路アセンブリを示す。音響ドライバ１０は、導波路の動作周波数範囲にわたって低ロス、好ましくは実質的にロスレスの導波路１２Ｂに結合される。導波路１２Ｂは、物理的長さβｌ及び断面積βＡを有し、ここで、βは１未満の係数である。導波路１２Ｂの体積は、β^２ｌＡである。音響体積部つまりチャンバ２２は、開口部３４によって導波路１２Ｂに音響的に結合される。チャンバ２２の体積は、ｌＡ−β^２ｌＡであり、導波路１２Ｂの体積にチャンバ２２の体積を足したものが、図２の導波路１２Ａの体積と同じになる。チャンバ２２の効果は、導波路１２Ｂが、長さが短いにもかかわらず、図２の導波路１２Ａと本質的に同じ同調周波数を有するようにすることである。図３Ａの導波路の利点は、チャンバ２２が正確な体積を有する限りにおいて、そのチャンバ２２が多様な形状となり得ることである（以下のヘルムホルツ共鳴器の議論及び図６Ａ及び図６Ｂの議論を除く）。例えば、図３Ｂに示されるように、チャンバ２２の壁は、緩やかに湾曲した表面３１を形成し得て、その表面が導波路１２Ｂの壁を形成する。緩やかな湾曲を有する導波路は、より急な湾曲や方向の変化を有する導波路よりも、乱流や望ましくないノイズが少なく、また、空間を効率的に使える。予定の体積が維持されている限りにおいて、チャンバ２２の寸法は、多様な値を有し得るが、以下の図６Ａ及び図６Ｂの議論は除く。

図３Ｃ及び図３Ｄは、導波路アセンブリのＹ‐Ｚ平面の断面図を示し、Ｘ方向の寸法（導波路の最も長い寸法）は紙面に垂直である。図３Ｃの導波路では、チャンバ２２が、導波路１２ＢのＹ及びＺ方向の寸法よりも大きなＹ方向及びＺ方向の寸法を有していて、チャンバが導波路を部分的に又は完全に包み込んでいる。必要であれば、例えば製造を簡単にするため、バリア４６若しくはバリア４８又はこれらを両方とも導波路１２Ｂ、チャンバにそれぞれ配置し得て、（二つの導波路１２Ｂ‐１及び１２Ｂ‐２、二つのチャンバ２２Ａ及び２２Ｂ、又はこれら全部が存在するようにして）、あたかもバリアが存在しないのと同じような音響的な結果を達成する。視線５２、５４，５６は以下で参照する。高周波数ピークをなくすため、図３Ａの導波路及び以下の図面の全ての導波路には、特許文献４による耐音響材料が少量存在し得る。

図３Ａ及び図３Ｂに示されるように導波路の断面積及び長さを減少させ、また、導波路にチャンバを追加するというコンセプトは、導波路（例えばステップ型導波路）全体に対してだけではなく、導波路の一部（例えばステップ型導波路のステップ部分）に適用可能である。図４Ａは、特許文献２によるステップ型導波路１２Ｃを示す。音響ドライバ１０は、ステップ型導波路１２Ｃの一端に取り付けられる。ステップ型導波路１２Ｃは、導波路の長さ方向に沿って四つの部分２４〜２７を有し、部分２４は音響ドライバに隣接し、部分２７は導波路の開口端１８に隣接する。これら部分は、実質的に長さｌのものである。部分２４は、断面積Ａ_１を有し、部分２５は、Ａ_１よりも大きな断面積Ａ_２を有し、部分２６は、断面積Ａ_３を有し、部分２７は、Ａ_３よりも大きな断面積Ａ_４を有する。部分２４の体積Ｖ_１はＡ_１ｌであり、部分２５の体積Ｖ_２はＡ_２ｌであり、部分２６の体積Ｖ_３はＡ_３ｌであり、部分２７の体積Ｖ_４はＡ_４ｌである。従来の導波路では、周囲環境に面する音響ドライバの表面（以下、外面と称する）からの放射は、導波路内に面する音響ドライバの表面からの放射とは位相がずれている。導波路の有効音響長さに等しい波長では、導波路からの放射と、導波路の外面からの放射とは相殺的に干渉し、導波路及び音響ドライバの放射の組み合わせを減じる。図４Ａによる導波路システムでは、導波路からの放射は、音響ドライバの外面からの放射よりも大きいので、導波路及び外面からの放射の組み合わせにおけるディップがなくなる。図４Ａの導波路アセンブリの一実施形態では、Ａ_１＝Ａ_３、Ａ_２＝Ａ_４であり、

である。図４Ａの導波路アセンブリの動作は特許文献２に説明されている。

図４Ｂは、導波路に音響的に結合されたチャンバを用いた導波路システムを示し、その導波路が、対応する従来の導波路よりも短くなっている。音響ドライバ１０は、導波路１２Ｄの一端に取り付けられている。導波路１２Ｄ及び以下の図面の導波路は、導波路の動作周波数範囲にわたって低ロス、好ましくは実質的にロスレスである。導波路１２Ｄは、図４Ａの導波路の部分２４及び２６の断面積Ａ_１に等しい断面積を有する。図４Ａの部分２５及び２７はそれぞれ部分２５’、２７’に置換されている。部分２５’及び２７’は、長さβｌと、βＡ_２に等しい断面積Ａ’_２を有し、ここで、βは０よりも大きく１未満の数である。本例では、

であり、図４Ｂの導波路は、導波路の長さ方向全体にわたって一定の断面積Ａを有する。部分２４’及び２６’は断面積Ａ及び体積ｌＡ（それぞれＶ_１、Ｖ_３）を有する。部分２５’及び２７’は、断面積Ａ’_２及び体積β^２Ａ_２ｌ（それぞれＶ’_２、Ｖ’_４）を有する。導波路の音響ドライバ端からの距離ｄ_１（ここで、ｌ＜ｄ_１＜１＋βｌであり、一例ではｄ_１＝１＋（βｌ／２））において、チャンバ２２は、開口部３４を介して導波路に音響的に結合されている。導波路の音響ドライバ端１１からの距離ｄ_２（ここで、ｌ＋βｌ＋ｌ＜ｄ_２＜ｌ＋βｌ＋ｌ＋βｌであり、一例ではｄ_２＝ｌ＋βｌ＋（βｌ／２））において、チャンバ２９が、開口部３８を介して導波路に音響的に結合されている。チャンバ２２は、Ａ_２ｌ（１−β^２）の体積Ｖ_Ｃを有して、Ｖ’_２＋Ｖｃ＝Ｖ_２となり、チャンバ２９は、Ａ_４ｌ（１−β^２）の体積Ｖ_Ｄを有して、Ｖ’_４＋Ｖ_Ｄ＝Ｖ_４となり、図４Ｂのアセンブリによって占められる総体積と、図４Ａのアセンブリによって占められる総体積とが実質的に等しくなる。上述のように、チャンバが正確な体積を有する限りにおいて、その体積は、チャンバのあらゆる形状、向き、線寸法を有することができるが、図６Ａ及び図６Ｂに示されそれに対応する明細書部分の議論を除く。

開口部３４又は３８は、それぞれチャンバ２２又は２９と共に、導波路システムの動作に悪い音響効果を有し得るヘルムホルツ共鳴器を形成し得るような面積を有し得る。ヘルムホルツ共鳴器については、例えば、非特許文献１に説明されている。しかしながら、開口部３４及びチャンバ２２の寸法は、ヘルムホルツ共鳴周波数が、導波路システムの動作に悪影響を与えない周波数、又は導波路の動作周波数範囲外の周波数であるように、選択可能である。ヘルムホルツ共鳴周波数が導波路の動作周波数外であるように寸法を選択することは、チャンバ２２及び２９に対するそれぞれ開口部３４及び３８の幅を、チャンバの幅に近く（例えばチャンバの幅の５０％よりも大きく）することによってなすことができる。

図４Ｂの導波路１２Ｄの同調は、図４Ａの導波路１２Ｃの同調と本質的には同じである。図４Ｂの部分２４’及び２６’は、図４Ａの部分２４及び２６と同じ導波路の同調に対する効果を有する。図４Ｂの部分２５’及び２７’の物理的長さは、図１の部分２５及び２７の物理的長さｌよりも短いβｌ（β＜１）であるが、図４Ｂの部分２５’及び２７’は、図４Ａの部分２５及び２７と同じ導波路の同調に対する効果を有する。

上述の図面は単に例示的なものであり、包括的なものではなく、多様な変形例が考えられる。例えば、導波路が四つよりも多くの部分を有したり、部分２５’及び２７’等の部分が異なる長さを有したり、部分２５’及び２７’等の部分の体積が異なったり、Ｖ_３及びＶ_４等の体積の組み合わせがＶ_２に等しくなかったり、以下で説明するように、チャンバの異なる構成が考えられる（例えば、以下で説明するように、チャンバの数が異なったり、チャンバが異なる体積、形状、導波路に沿った配置を有したりする）。

より短い長さの導波路で同じ同調周波数を提供することに加えて、図４Ｂの導波路システムは、対応する波長が導波路の有効長さに等しい周波数における、音響ドライバ及び導波路の出力の組み合わせのディップをなくす点に関して、図４Ａと同じ利点を有する。こうした周波数において、導波路の音響出力は、音響ドライバによって周囲環境に直接放射される音響出力よりも大きくて、導波路及び音響ドライバからの放射の組み合わせが、従来の導波路システムからの出力の組み合わせよりも大きくなる。また、図４Ｂの導波路アセンブリは、図４Ａの導波路アセンブリよりも、急な面積の不連続性において生じ得るウインドノイズ（風切音）が少ない。

図４Ｃは、図４Ｂの導波路アセンブリの変形例を示す。図４Ｃの導波路アセンブリでは、図４Ｂのチャンバ２２が、チャンバ２２Ａ及び２２Ｂに置換されていて、チャンバ２２Ａ及び２２Ｂの総体積がチャンバ２２の体積に等しい。チャンバ２２Ａへの入口３４Ａは、音響ドライバからの距離ｄ_１に、ｌ＜ｄ_１＜ｌ＋（βｌ／２）となるように、一例ではｄ_１＝ｌ＋（βｌ／４）となるように配置され、チャンバ２２Ｂへの入口３４Ｂは、音響ドライバからの距離ｄ_２に、ｌ＋（βｌ／２）＜ｄ_２＜ｌ＋βｌとなるように、一例ではｄ_２＝ｌ＋（３βｌ／４）となるように配置される。図４Ｂのチャンバ２９はチャンバ２９Ａ及び２９Ｂに置換されていて、チャンバ２９Ａ及び２９Ｂの総体積がチャンバ２９の体積に等しい。チャンバ２９Ａへの入口３８Ａは、音響ドライバからの距離ｄ_３に、ｌ＋βｌ＋ｌ＜ｄ_３＜ｌ＋βｌ＋ｌ＋（βｌ／２）となるように、一例ではｄ_３＝ｌ＋βｌ＋ｌ＋（βｌ／４）となるように配置され、チャンバ２９Ｂへの入口３８Ｂは、音響ドライバからの距離ｄ_４に、ｌ＋βｌ＋ｌ＋（βｌ／２）＜ｄ_４＜ｌ＋βｌ＋ｌ＋βｌとなるように、一例ではｄ_４＝ｌ＋βｌ＋ｌ＋（３βｌ／４）となるように配置される。チャンバ２２Ａ及び２２Ｂの導波路アセンブリの同調の効果は、図４Ｂのチャンバ２２の効果と実質的に同じであり、チャンバ２９Ａ及び２９Ｂの導波路アセンブリの同調の効果は、図４Ｂのチャンバ２９の効果と実質的に同じであり、波長が導波路の有効長さに等しい周波数における、導波路アセンブリの出力のディップを軽減するという同じ有利な効果を有する。一般的に、複数のチャンバを用いることによって、同調周波数を、図４Ａの導波路等のような等価なステップ型導波路の同調周波数により適合させることができる。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの態様を組み合わせることができる。例えば、図４Ｄの導波路アセンブリは、導波路１２Ｅに第一の部分において距離ｄ_１（ここでｌ＜ｄ_１＜ｌ＋βｌ）で結合されたチャンバ３２と、距離ｄ_２＝ｌ＋βｌ＋ｌで始まるステップ部分２７とを有する。図４Ｅの導波路アセンブリは、距離ｄ_１＝ｌで始まるステップ部分２５を備えた導波路１２Ｆと、距離ｄ_２＞ｌ＋ｌ＋ｌにチャンバ２９とを有する。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの態様は、特許文献２の図１に示されるタイプの場合、本願の図４Ｆに示されるようにテーパ型導波路としても実施可能である。テーパ型導波路の使用について、チャンバのサイズと、導波路からチャンバへの開口部の位置とは、モデル化によって決定可能である。図４Ｆの導波路等のように実質的に連続的な壁を備えた導波路等の導波路は、急な面積の不連続部において生じる可能性のあるウインドノイズが少ない。図４Ｇの導波路アセンブリは、図４Ａ〜図４Ｅの要素を取り入れた実際の導波路アセンブリの概略図である。図４Ｇの実施態様は、六つの２．２５インチ音響ドライバ１０Ａ〜１０Ｆを有し、図面に示された寸法を有する。

図５Ａは、図４Ｂに概略的に示される導波路アセンブリの実施態様を示し、チャンバ２２及び２９の壁が複数の湾曲した表面３１Ａ及び３１Ｂを形成し、それら表面３１Ａ及び３１Ｂも導波路の壁を形成していることによって、空間を効率的に使用しつつ、より急な湾曲で生じるよりも乱流が少なくなっている。図５Ａの参照符号は、図４Ｂの対応する導波路システムと同様に符号が付された要素を示す。図５Ｂは、図４Ｅに概略的に示される導波路の実施態様を示し、チャンバ２９の壁及びステップ部分２５が示されている。図５Ｂの参照符号は、図４Ｅの対応する導波路システムと同様に符号が付された要素を示す。

図６Ａ及び図６Ｂは、導波路アセンブリの他の特徴を示す。図６Ａでは、導波路１２Ｂは、開口部３４を介してチャンバ２２に音響的に結合されている。音波は、開口部３４に入り、複数の音響経路（例えば、経路６６Ａ）に沿って、音波が音響境界にあたるまで、チャンバ２２内を伝播する。音波が伝播する音響経路は多数存在し得るが、簡単のため、一つだけ示されている。

一般的に、全ての音響経路の長さが、導波路１２Ｂの有効音響長さの四分の一よりも顕著に短くなるようにチャンバを構成することが望ましい。音響経路のうち一つの長さが導波路の有効音響長さの四分の一よりも顕著に短くないと（例えば、１０％未満ではない）、特定の周波数において、出力ディップが生じ得る。一例では、図４Ｂの導波路アセンブリと同様の導波路アセンブリは４４Ｈｚに同調されて、１．９６ｍ（６．４３フィート）の有効音響長さを有する。１８５１．１ｃｃ（１１４立方インチ）の体積のチャンバ２２は、閉口端１１から３９．６ｃｍ（１５．６インチ）の位置で導波路１２Ｂに結合される。チャンバ２２は、長さ４０．６ｃｍ（１６インチ）の音響経路６６Ａ（図６Ａを参照）を有し、つまり、導波路アセンブリの有効音響長さの（４０．６ｃｍ／１．９６ｍ）×１００＝２０．７％となる。周波数応答の望ましくないディップは、略２００Ｈｚで生じ得る。開口端１１からのチャンバ２２の距離等の因子に応じて、音響経路６６Ａの長さが２５．４ｃｍ（１０インチ）の短さ、つまり、導波路１２Ｂの有効音響長さの（２５．４ｃｍ／１．９６ｍ）×１００＝１３．０％の場合に、周波数応答のディップが生じ得る。

周波数応答のディップをなくす方法の一つは、音響経路６６Ａが、導波路システムの有効音響長さの１０％未満の長さ（この場合、１９．６ｃｍ）を有するようにチャンバ２２を再構成することである。しかしながら、実際の導波路では、音響経路６６Ａが、導波路システムの有効音響長さの１０％未満の長さを有するように再構成することが難しいことがある。

周波数応答のディップをなくす他の方法は、６６Ａ等の音響経路の長さを周波数応答のディップを起さない長さに変化させる構造をチャンバ２２に追加することである。図６Ｂは、音響経路６６Ｂが５０．８±１．３ｃｍ（２０±０．５インチ）となるようにチャンバ内に挿入されたバッフル４２を備えた図６Ａの導波路システムを示す。図６Ｂの導波路システムは、図６Ａの導波路システムの周波数応答のディップを有さない。ディップが生じ得る経路の長さ、ディップが生じない経路の長さの範囲、導波路の端に対して相対的なチャンバの開口部の配置に関する経路の長さの変化は、モデル化や実験によって決定可能である。図６Ａ及び図６Ｂに示される状況では、許容範囲（ディップが生じない経路の長さの範囲）が広くなるので、経路の長さを短くすることが一般的に望ましい。上述の例では、２５．４ｃｍ未満の長さが適切であるが、より長い音響経路の許容範囲はわずか±１．３ｃｍである。

図７Ａ及び図７Ｂは、これまでの図面で概略的に示された特徴を有する導波路アセンブリを取り入れたオーディオ再生機器の実際の実施態様を示す。図７Ａ及び図７Ｂの要素は、これまでの図面の同様に符号の付された要素に対応する。図７Ａ及び図７Ｂの破線は、チャンバ２２及び２９の境界を示す。図７Ａは、オーディオ再生機器のＸ‐Ｚ平面の断面図である。導波路アセンブリ１２Ｂは、図３Ｃの導波路アセンブリの形状を有し、その断面は、図３Ｃの視線５２又は５４に対応する視線に沿ったものであり、視線５２及び５４に対応する視線に沿った断面は実質的に同一である。バリア４６（図３のものであるが、図示せず）が存在し、二つの導波路を有する導波路アセンブリとなっている。図７Ｂは、図３Ｃの視線５６に対応する視線に沿った、Ｘ‐Ｚ平面の断面である。音響ドライバ１０（これまでの図面のもの）は、図示されてはいないが、導波路１２Ｂに結合される。コンパートメント５８及び６０は、高周波数音響ドライバ（図示せず）用であり、導波路アセンブリに密接な関係はない。図７Ａ及び図７Ｂの実施態様では、チャンバ２２の体積Ｖ_１は略１８６１ｃｍ^３（１１４立方インチ）であり、チャンバ２９の体積Ｖ_２は略８３６ｃｍ^３（５１立方インチ）であり、導波路の物理的長さは略１３２．１ｃｍ（５２インチ）であり、チャンバ２２に対する開口部３４の中心は、開口端１１から略３９．６ｃｍ（１５．６インチ）に位置し、開口部３４の幅は略３．８ｃｍ（１．５インチ）であり、チャンバ２９に対する開口部３８の中心は、導波路の開口端１８から略１１．７ｃｍ（４．６インチ）であり、開口部３８の幅は略３．８ｃｍ（１．５インチ）であり、導波路は略４４Ｈｚに同調されている。

図７Ｃの導波路アセンブリは、二つの低周波数音響ドライバ１０Ａ及び１０Ｂを有する。図７Ｃの要素は、これまでの図面の同様に符号の付された要素に対応する。導波路１２の第二の部分は、開口部３４Ａ及び３４Ｂによってそれぞれ二つのチャンバ２２Ａ及び２２Ｂに結合されている。導波路１２の第四の部分は開口部３８によって単一のチャンバ２６に結合されている。導波路１２の壁はチャンバ２２Ａ及び２２Ｂの壁（この応用のために、壁と同じアウトラインに実質的に従うことを含む）を形成し、チャンバ２２Ａ及び２２Ｂを実質的に包み込んでいる。チャンバ２２Ａ及び２２Ｂは、“ティアドロップ”型であり、導波路用の大きな同調半径を提供し、より小さな同調半径や急な湾曲の場合に生じる乱流を少なくする。チャンバ２６は、低気流速度の大型チャンバを提供し、電子部品３６用に便利な配置を提供する。低気流速度によって、電子部品３６にあたる際の乱流が少なくなる。チャンバ２６の不規則で何回も湾曲した形状によって、小型デバイス筐体３４内にアセンブリを効率的に適合させることができる。高周波数音響ドライバは導波路１２内には放射しない。

図７Ｄの導波路アセンブリは、図４Ｆに概略的に示される導波路の実際の実施態様である。図７Ｄの要素は、図４Ｆの同様の参照符号に対応する。

他の実施形態は特許請求の範囲内に存する。

１０ 音響ドライバ
１１ 閉口端（音響ドライバ端）
１２ 導波路
１８ 開口端
２２、２９ チャンバ（音響体積部）
３４、３８ 開口部
４２ バッフル
４６、４８ バリア

Claims (10)

1. 音響導波路と、
   前記音響導波路に取り付けられた音響ドライバであって、（ｉ）該音響ドライバの第一の表面が前記音響導波路内に音波を放射して該音波が前記音響導波路から放射され、（ｉｉ）該音響ドライバの第二の表面が周囲環境に直接音波を放射する、音響ドライバと、
   開口部を介して前記音響導波路に音響的に結合された音響体積部であって、前記音響導波路から放射される音波の振幅を、前記音響ドライバの第二の表面によって放射される音波の振幅よりも大きく増大させる音響体積部と、を備え、
   前記開口部の寸法及び前記音響体積部の寸法が、ヘルムホルツ共鳴周波数が前記音響導波路の動作周波数範囲外の周波数となるように選択されている、ラウドスピーカアセンブリ。
2. 前記音響導波路が、前記音響体積部の壁を形成する湾曲した壁を有する、請求項１に記載のラウドスピーカアセンブリ。
3. 前記音響導波路の壁が、前記音響導波路に結合された他の音響体積部の壁を形成している、請求項２に記載のラウドスピーカアセンブリ。
4. 前記音響体積部内に配置された電子部品を更に備えた請求項２に記載のラウドスピーカアセンブリ。
5. 前記音響導波路が、前記音響体積部を実質的に画定する複数の湾曲部分を備える、請求項１に記載のラウドスピーカアセンブリ。
6. 前記音響導波路が、他の音響体積部を実質的に画定している、請求項５に記載のラウドスピーカアセンブリ。
7. 前記音響体積部がティアドロップ型である、請求項５に記載のラウドスピーカアセンブリ。
8. 前記音響導波路が実質的に一定の断面積を有する、請求項１に記載のラウドスピーカアセンブリ。
9. 前記音響ドライバに隣接する前記音響導波路の閉口端が、前記音響導波路の開口端よりも大きな断面積を有する、請求項１に記載のラウドスピーカアセンブリ。
10. 音響導波路と、
    第一の放射表面及び第二の放射表面を有する音響ドライバであって、前記第一の放射表面が前記音響導波路内に音響エネルギーを放射し、音響放射が前記音響導波路から放射されるように前記音響導波路に取り付けられた音響ドライバと、を備えたラウドスピーカ装置であって、
    前記第二の放射表面からの放射が前記音響導波路からの放射と位相がずれているキャンセル周波数が、前記音響導波路からの放射と前記第二の放射表面からの放射との間の相殺的干渉をもたらし、前記キャンセル周波数における前記ラウドスピーカ装置からの音響出力の減少をもたらすことを特徴とし、
    前記音響導波路からの放射の振幅を増大させて前記キャンセル周波数における前記ラウドスピーカ装置からの音響出力の減少を少なくするために開口部を介して前記音響導波路に音響的に結合された音響体積部を更に備え、
    前記開口部の寸法及び前記音響体積部の寸法が、ヘルムホルツ共鳴周波数が前記音響導波路の動作周波数範囲外の周波数となるように選択されている、ラウドスピーカ装置。

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