JP5628921B2 - ラウドスピーカー・ホーンの自動化されたカスタマイズ - Google Patents

Description

本願は、ラウドスピーカー・ホーンの自動化されたカスタマイズに関する。

大型の会場用の音声再現システムは、通常モジュール式ラウドスピーカーの配列を使用して、会場を音で満たすために必要な音エネルギーのレベルおよび分配を作り出す。
いくつかの例では、１つのスピーカーで会場の一部を満たそうとする１個限りのカスタム・ラウドスピーカーは、設計者による、このようなラウドスピーカーの適切な大きさの目算に基づいて製造される。

米国特許出願公開１０／９６４４２１ 米国特許第５，８１２，６７６

通常、いくつかの態様において、ラウドスピーカーは、第１端面パネル、第２端面パネル、第１側面パネル、および、第２側面パネルを含むホーンを含む。少なくとも第１および第２側面パネルの端は、回折スロット開口部を画定する。第１および第２側面パネルは、それぞれ、少なくとも１つの剛性支持材によって、応力がかけられ、湾曲した状態で保持された可撓性素材から成るシートから製造される。

実施例は、１つ以上の以下の特徴を含んでもよい。第１および第２端面パネルはそれぞれ剛性シート材を含む。回折スロット開口部は、前記ホーンの内部に対して凸曲率を有する。前記側面パネルは、前記回折スロット開口部に対応する方向に湾曲されているとともに、前記回折スロット開口部に対して垂直な方向において真っ直ぐなままである。第１および第２側面パネルそれぞれの湾曲した形状は、真円錐表面の一部と一致する寸法を有する。前記円錐表面部分は、第１半径の第１円弧、第２半径の第２円弧、および、前記第１および第２円弧それぞれの端部と前記円錐の頂点と交差する前記円錐表面上の直線と共線的な真っ直ぐな端とによって囲まれる。円錐表面部分は、第１半径の第１円弧、様々な半径の第２円弧、および、前記第１および第２円弧それぞれの端部と前記円錐の頂点と交差する前記円錐表面上の直線と共線的な真っ直ぐな端とによって囲まれる。第１および第２側面パネルは、内周半径、外周半径および所定角度によって画定される、平面の環の一部と一致する平面である際の寸法を有し、第１および第２側面パネルそれぞれは、スロット開口部の程度に沿って長さおよび曲率が変化する。前記第１および第２側面パネルそれぞれは、第１端を備え、前記両側面パネルの前記第１端は、前記第１端の長さに沿って張力をうけて、かつ固定具なしに前記剛性支持部材にそれぞれ結合される。両側面パネルの前記第１端は、前記第１端の長さに沿って変化する角度で前記剛性支持体にそれぞれ結合される。

ラウドスピーカーは、複数のマニホールド部品であって、それぞれが前記回折スロット開口部に結合された出口を有し、前記複数のマニホールド部品の前記出口は、前記回折スロット開口部でともに回折スロット音源を構成する、複数のマニホールド部品と、複数の電気音響変換器であって、それぞれが前記マニホールド部品の１つの入口に結合される、複数の電気音響変換器と、を備える。前記マニホールド部品は、それぞれ２つの入口を有し、かつ２つの音響通路を備え、前記音響通路それぞれが、前記２つの入口のうち異なる方に第１端を、前記出口に第２端を有し、前記音響通路それぞれが、異なる方向において前記出口から離れるように湾曲しており、これにより、前記入口は、前記ホーンの両側付近に位置する。マニホールド部品はそれぞれ、１つの入口を有し、前記入口に第１端と前記出口に第２端とを有する１つの音響通路を備え、 前記マニホールド部品それぞれの前記音響通路は、隣接する前記マニホールド部品の音響通路の方向と反対方向において前記出口から離れるように湾曲しており、これにより前記入口が、前記隣接するマニホールド部品の入口から前記ホーンの反対側付近に位置する。

一般的にある態様では、本工程は、ラウドスピーカーに使用される電気音響変換器の数、前記ラウドスピーカーの水平および垂直カバー範囲角度、および、前記ラウドスピーカーのホーンの壁の長さを特定するラウドスピーカー・データを取得する。本工程は、変換器の数に基づいた長さを有する前記ラウドスピーカーの回折スロットの曲率を算出し、垂直カバー範囲角度に対応する、前記ラウドスピーカーの前記ホーンの上面および下面パネルを画定し、変換器の数、前記水平および垂直カバー範囲角度、および、前記回折スロットの前記曲率に基づいた長さ、幅および曲率を有する前記ホーンの第１および第２側面パネルを画定し、第１および第２側面パネルに対応する平面パネルの寸法を算出し、上面および下面パネルと前記第１および第２側面パネルの製造の機械可読な設計図を出力する。

実施例は、１つ以上の以下の特徴を含んでもよい。平面パネルは、出力された設計図に基づいて製造され、ホーンを形成するように組み立てられる。平面パネルを製造するステップは、ＣＮＣ旋盤に設計図を入力するステップと、ＣＮＣ旋盤を操作して設計図に従って薄い可撓性素材から成るパネルを切り出すステップと、を含む。薄い可撓性素材はＰＶＣを含む。平面パネルを組み立てて前記ホーンを形成するステップは、側面パネルそれぞれの第１および第２端を前記上面および下面パネルの第１および第２端に固定するステップと、側面パネルそれぞれの第３端が算出された前記曲率に合うように前記側面パネルを屈曲するステップと、を含む。側面パネルを屈曲するステップは、上面または下面パネルの一方を算出された前記曲率に対応する湾曲した支持構造体の第１の端に固定するステップと、上面または下面パネルの他方を前記湾曲した支持構造体の第２の端に向けて引っ張り、これにより、前記側面パネルそれぞれの第３の端が前記湾曲した支持構造体内の溝内にそれぞれ収まるステップと、を含む。

算出された前記曲率に対応する湾曲した支持構造体を含むキールが組み立てられる。マニホールド部品は、前記支持構造体に固定され、それぞれが前記支持構造体内に位置する出口を有し、前記複数のマニホールド部品の前記出口がともに回折スロット音源を形成する。複数の電機音響交換器は、それぞれ前記マニホールド部品の１つにそれぞれ固定され、交換器それぞれが対応する前記マニホールド部品の入口に結合される。キールは、設計図に従って製造されるホーンに結合され、これにより、前記回折スロット音源が、前記第１および第２側面パネルの端によって画定される前記ホーンの回折スロット開口部に結合される。

前記第１および第２側面パネルを画定するステップは、環の内周半径Ｒ_１、前記環の外周半径Ｒ_２、および、前記環の一部の角度Ｖ_ｆを算出するステップを含み、前記側面パネルそれぞれが、算出された前記角度によって挟まれる前記環の一部に対応する。前記半径Ｒ_１は、数式

を適用することによって算出され、ここでＢは前記変換器の１つの寸法であり、Ｈは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの両側に連結する面間の角度であり、Ｖは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの前と後とに連結する面間の角度であり、Ｎは前記交換器の数である。前記Ｒ_２は、数式Ｒ_２＝Ｒ_１＋Ｌを適用することによって算出され、ここで、Ｌは前記ホーンの長さである。前記角度Ｖ_ｆは、数式

を適用することによって算出され、ここで、Ｈは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの両側に連結する面間の角度であり、Ｖは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの前と後とに連結する面間の角度である。

第１および第２側面パネルを画定するステップは、回折スロットの一部に対応し、カバー範囲エリアの対応するセクションに回折スロットの一部によって投射される音響エネルギーを制限するように形状化された、サブ・ホーンのセットをモデル化するステップと、全てのサブ・ホーンにかかる連続的な湾曲されたシートを画定するように台形のサブ・ホーンの隣接する対の側壁面を変形し結合するステップとを含む。カバー範囲エリアの各セクションは、そのセクションへの回折スロットの対応するセクションからの投射方向に垂直な投射エリアに対応すし、全ての投射エリアは、略同一の面積を有する。回折スロットの曲率は、円弧を含む。回折スロットの曲率は、徐々に小さくなる半径を有する曲線を含む。側面パネルを画定するステップは、側面パネルの素材特性を表すデータに基づいて側壁面の曲率を変化させるステップを含む。

ラウドスピーカーのデータを取得するステップは、会場内の当該ラウドスピーカーの場所、前記会場のカバー範囲エリア、および、前記カバー範囲エリアに対する音圧レベルの、会場を表す入力データを受け取るステップを含む。入力データから、当該ラウドスピーカーで使用される前記電気音響交換器の数、前記水平および垂直カバー範囲角度、および前記ホーンの長さの全てが決められる。

交換器の数を決定するステップは、ユーザーからの入力される変換器の数を取得するステップを含む。交換器の数を決定するステップは、前記ラウドスピーカーの位置から前記カバー範囲エリアにわたって前記音圧レベルを提供するのに必要な音響電力量を算出するステップと、算出された前記音響電力量を交換器モデルの電力容量で割るステップと、を含む。回折スロットの前記曲率を算出するステップは、（ａ）前記カバー範囲エリアを前記交換器の数に等しい複数の帯域に分割するステップと、（ｂ）所定長さおよび軸を有する第１のモデル音源を、その長さの第１の端が当該ラウドスピーカーを前記カバー範囲エリアの後方に結合する平面上にあり、かつ、その軸は、前記カバー範囲エリアの後方に対応する、前記複数の帯域の第１の帯域内の中央位置に向けられた状態で配置するステップと、（ｃ）所定長さおよび軸を有する次のモデル音源を、その長さの第１の端が前記第１のモデル音源の長さの第２の端と一致し、かつ、その軸は、前記複数の帯域の第１の帯域に隣接する、前記複数の帯域の次の帯域内の中央位置に向けられた状態で配置するステップと、（ｄ）ステップ（ｃ）を繰り返し、前記モデル音源の総数が決められた前記電気音響交換器の数に等しくなるまで、先のモデル音源それぞれに対して付随的なモデル音源を配置するステップと、を含み、回折スロットの曲率は、全ての前記モデル音源を結合する曲線になる。

利点は、少なくとも部分的に自動化された設計とカスタム・ラウドスピーカー部品を含む、特に会場用の特定音響カバー範囲を提供する１つの統合システムを提供することを含む。

他の特徴および利点は、本明細書および請求項の範囲から明らかになるだろう。

カスタム・ラウドスピーカーを設計するための工程を示す図である。 会場内のラウドスピーカーモデルの斜視図である。 会場内のラウドスピーカーモデルの概略的な側面図である。 会場内のラウドスピーカーモデルの概略的な側面図である。 平面パネルで構成されるラウドスピーカー・ホーンの斜視図である。 図４Ａのラウドスピーカー・ホーンの側面図である。 図４Ａのラウドスピーカー・ホーンの側面図である。 ラウドスピーカー・ホーンの構成に使用される平面パネルを示す図である。 ラウドスピーカー・ホーンの構成に使用される平面パネルを示す図である。 ラウドスピーカー・ホーンの構成に使用される平面パネルを示す図である。 図６Ａの平面パネルの画定に使用される円錐断面を示す図である。 図６Ａの平面パネルの画定に使用される円錐断面を示す図である。 会場内のラウドスピーカーモデルの概略的な側面図である。 会場内のラウドスピーカーのモデルの概略的な平面図である。 ラウドスピーカー・ホーンの中間モデルの側面図である。 図７Ｃの中間モデルの前面図である。 ７Ｃの中間モデルの平面図である。 ラウドスピーカー・ホーンのモデルの側面図である。 図７Ｆのモデルの前面図である。 図７Ｆのモデルの平面図である。 図７Ｆのモデルの斜視図である。 例示的変換器マニホールド要素を示す図である。 例示的変換器マニホールド要素を有するラウドスピーカーの部品のための支持アセンブリを示す図である。 組み立てられたラウドスピーカーを示す図である。 組み立てられたラウドスピーカーを示す図である。 ラウドスピーカー・アセンブリの後斜視図である。 図１２Ａのラウドスピーカー・アセンブリの前斜視図である。 会場内の２つのラウドスピーカー平面図である。 会場内のラウドスピーカー配列の側面図である。

自動ラウドスピーカー設計システムは、図１に示すような工程を用いる。本システムの使用において、ユーザーは、会場の構造モデルから始め、スピーカーの位置、リスニングエリア、所望される音声のバンド幅、および、到達音響レベルなどの設計目標を入力する。図２に会場の簡略化した描写を示す。本システムは、特定の設計目標を達成するだろうカスタムスピーカーを設計する入力パラメータを用いる。いくつかの例では、本システムは、低音ラウドスピーカー、アンプ、および、コントローラなどの追加部品をカスタムスピーカーにさらに追加する。また、本システムは、イコライザ・カーブ、トポロジー、時間延長、および、出力制限などの構成要素のためのコンフィグパラメータを決めてもよい。

図１の自動ラウドスピーカー設計工程１００において、ユーザーは、会場の建築モデルを入力する（１０２）によって始まり、図２の単純な直方形の部屋１５２として表される。これは、建築設計またはＣＡＤソフトから出力されたファイルをロードすることによって、または、会場のモデルを作り出すシステムによって提供されるユーザーインターフェースを使用することによって実施される。このようなシステムの１つが、２００４年１０月１３日に出願された、特許文献１に記載されている。次いで、ユーザーは、会場内のどこの１つ以上のラウドスピーカー１５４が配置されるかを特定する（１０４）。「ラウドスピーカー」とは、アクティブ電気音響変換器と、会場に音を届けるために協働する導波管、ポート、ホーンなどのパッシブな構成要素との完成したアセンブリのことを意味する。図２において、１つのラウドスピーカー１５４は、ラウドスピーカーの最も目立つ部品であるホーンである、通常、台形の箱として示される。通常、建築、審美眼、または、他の考慮事項により、ラウドスピーカーを配置する場所の選択は限られている。ある例では、本システムの自動部分は、１つ以上のラウドスピーカーの設置箇所を特定してもよい。
また、ユーザーは、リスニングエリア１５６と、リスニングエリアにわたってサウンドシステムに必須である音圧レベル（ＳＰＬ）とを特定する（１０６、１０８）。ある例では、ユーザーは、例えば、指数ホーンや、円弧、２次曲線（progressive curve）（螺旋状）、または、Ｊ形状曲線に沿ったライン配列や、他の形態などの、ラウドスピーカーのトポロジーを特定する（１１０）。上述のシステムは、特に、大型のホーンまたは導波管に結合された、連続して湾曲した形状、すなわち、円形の曲率または２次曲線の細長い回折スロット源を有するラウドスピーカーに良好に適している。ラウドスピーカーの形態の選択は、必要な範囲を実現する最適な形態を選択するシステムで自動化されてもよい。他のユーザー入力（図示せず）は、例を挙げると、作り出される音（例えば、音楽または声）のバンド幅またはタイプ、範囲の複合的な領域の識別、または、音声信号入力源のタイプを含み得える。

これらの入力がなされると、本システムは、音源１６０およびホーン１５８から成る、第１の（２つ以上の場合）ラウドスピーカーを設計（１１２）し始める。
第１のステップとして、本システムは、ラウドスピーカーが音声を投射してリスニングエリア１５６をカバーするのに必要な、水平範囲角度Ｈおよび垂直範囲角度Ｖの初期近似値を決める（１１４）。ＨおよびＶは、リスニングエリアの大きさと、ラウドスピーカーの場所とから幾何学的に決定される。図２では、回折スロット音源１６０の長さと幅とが異なるために、Ｖは、実際のラウドスピーカー１５４の後方に位置する仮想点音源１５５での上および下壁面の交差への上および下壁面の投射に基づいて、ホーンの上壁と下壁との間で測定され、一方、Ｈは、ホーンの後端のすぐ後の両側壁の投射の交差から測定される。垂直投射角Ｖは、リスニングエリアの前列および後列に垂直点音源場所を連結する面間の角度である。水平投射角Ｈは、回折スロット音源を客席エリアの右側および左側に連結する面間の角度である。下記のように、最終的に使用される値は、会場の構造によって示唆される初期角度から異なってもよい。矩形の客席エリアでは、より長い距離の後列で、同じ幅をカバーするために、底面より上面で狭くなるように、角度Ｈは、ホーンの高さにわたって変化してもよい。（適切な大きさで）離れるにつれて広くなる客席エリアでは、角度Ｈは、ホーンの高さにわたって一定であってよく、離れるにつれて大きくなる投射範囲が、客席エリアの後の広くなった幅に釣り合う。一般的には、角度Ｈは、所定距離での投射範囲エリアの変化に基づいた作用に従って、ホーンの高さに沿って変化する。多数のドライバーが十分にあれば、非常に複雑な客席エリアを、極めて効果的にカバーすることができる。

本システムは、リスニングエリアにわたって特定の音響レベルを提供するのに必要になるだろう総合放射電力を予測する（１１６）。電力および放射範囲角度は、別々に決定されてもよいし、共依存であってもよい。ドライバーと称される、複合音響変換器によって駆動される回折スロット音源の場合、ユーザーは、使用されるドライバーの数Ｎを随意的に選択する（１１８）。ドライバーの数は、必要な放射電力を達成するためのホーンの壁長さＬに対して相殺されるかもしれない。（投射範囲角ＨおよびＶの）より長い壁のホーンは、より幅広い口部を有する。より低周波数への指向性の制御を実現する、すなわち、所定エリアをカバーするのに、より短いホーンより少ない電力を必要とする。所定ドライバーは、一定の入手可能な電力を有し、これにより、必要とされるドライバーの数は、で配電とホーンによって提供される自由空間インピーダンス整合とにわたってホーンが提供する制御量によって影響される。ドライバーの数とそれらの大きさによって決まる音源の全長は、音源がドライバーによってもたらされる電力を送達する際の効率にも影響する。多くの場合、ホーンの大きさは、建築によって、かつ、視覚的な考慮によって制約され、ドライバーの数は、リスニングエリアにわたって特定のＳＰＬを提供するのに必要な電力によって決定される。また、ドライバーの様々なモデルが、異なる電力レベルを送達するように特定されてもよい。Ｈ、Ｖ、Ｎ、およびＬが決定または入力されると、本システムは、特定の投射範囲を実現するだろう音源とホーンとを設計するのに必要な情報を有することになる。

幾何学的に、変換機構は、下記のように、音声を放射する開口または表面から離間してもよい。実際に、電気信号を音圧に変換する「ドライバー」から音源を分化するために「音源」としての回折スロット音源を形成する線において配置される、放射開口または表面が参照される。図１〜図３の参照において、本明細書で説明されているのは、これら「音源」の配置である。ドライバーの正確な位置決めは、音源の位置決めから独立していてよく、図８〜図１０を参照に後述される。ラウドスピーカーのアルゴリズム設計のこの考察に対して、音源は、図示したように、回折スロットに直接配置されたドライバーとして考慮されてもよい。

円形の円弧形状回折スロットに対して、Ｎ個の音源が、全垂直投射範囲角Ｖに対応する円弧の角度範囲と、その角度および音源の高さで円弧に収める必要がある音源の数Ｎによって決まる半径とを有する円弧に単純に位置する（１２０）。

場所によって曲率半径が変化する、２次曲線形状を有する回折スロットに対して、構成要素である音源の角度および位置を決定するために使用されてもよい複数の方法がある。ある例では、角度は、等比級数などの、等差数列または他の数学数列に従って決定され、音源の位置は、その曲率に沿って連続的な音源を形成するように設定される。

別の例では、本システムは、図３Ａに示され、湾曲した回折スロットを設計するために下記に説明されるモデルを使用してもよい。
図７Ａおよび図７Ｂに位置するホーンの図も、この考察のために有益であるかもしれない。Ｈ、Ｖおよびリスニングエリアにわたって必要な電力を所与として、本システムは、リスニングエリアの長さに沿ってＮ個の同電力帯域１６２ｉ（図３Ａの場合Ｎ＝７であり、７つの帯域１６２ａ〜１６２ｇが存在する）に分割し（１２０ａ）、これらの帯域はそれぞれその全副の長さであり、かつ、本システムは帯域１６２ｉに対応するＮ個の音源の列１７０を配置する。ドライバーと適切にサイズが決められたホーンから利用可能な所与の電力に対して、各音源は、音源の軸に垂直な、特定のサイズの所定エリアを明らかにすることができる（より幅が狭いホーンを必要とするより離れた同サイズのエリアであり、より狭い立体角に電力を抑制している）。帯域１６２ｉは、均一の電力によって駆動される音源からの同一音響レベルをもたらすリスニングエリアのセクションを示す。帯域が増減する（図示するように）か、ラウドスピーカーからの距離が遠くなるつれ一定の奥行きを維持するかどうかは、リスニングエリアの幅が増えるまたは減るか、ラウドスピーカーと各帯域との間の角度、および、ラウドスピーカーが離れる距離に従ってどれほど良好に分散を制御するか、による。音源１６０ｉは、音源それぞれの帯域１６２ｉをそれぞれカバーするように向けられ（１２０ｂ）、連続的な湾曲を形成するように配置される。

ある例では、リスニングエリアは、下記のように、同一の電力帯域に分割される。図３Ｂは 追加的な測定を示す、図３Ａからの帯域１６２ｇの詳細を示す。ラウドスピーカーが所定角度でリスニングエリアの帯域１６２ｇを投射する際に、リスニングエリアは、軸１６４ｇによって示される放射方向に垂直な放射エリア１８０ｇによってカバーされる。リスニングエリアの帯域１６２ｇへの投射は、前および後面１８２ａおよび１８２ｂによって囲まれる。投射範囲エリアＡｃと称する、ラウドスピーカーから下方向の角度ｖでのリスニングエリアの小さなセクションに対して、投射されたエリアＡｐ（ｖ）が、投射範囲エリアＡｃ（ｖ）および入射角θから算出される。

特定の直流電界強度Ｉｄをもたらすのに必要な電力は、強度×カバーされるエリアに等しい。入射角がリスニングエリアの前から後へかなり変化するリスニングエリアに十分近いラウドスピーカーに対して、投射されたエリアが、距離が離れても一定であり続ける間でさえ、実際の投射範囲エリアは角度とともに変化し（同様に位置とともに変化する）、よって、総必要電力（２）を求めるためにリスニングエリア（すなわち、前の垂直角度ｖ０と後の垂直角度ｖｎとの間）にわたって積分計算する。

積分でＡｃ（ｖ）を定義する関数（２）は、θと同様、会場の形状およびラウドスピーカーの位置による。直接電界強度Ｉ_ｄも、リスニングエリア内の位置の関数、または定数であってもよい。従って、積分に対する特殊解は、工程１００を実施する本システムの性能に従って、工程１００に対する入力に基づいて数的または代数的に解かれてもよい。

必要電力Ｗ_reqは、Ｎに対する下界を見いだすために１つのドライバーによって提供される公称電力Ｗ_ｓによって分割される。

ユーザーは、より大きな値のＮを特定してもよく、または、少なくとも算出された最小値で始まるように選択してもよい。次いで、リスニングエリアは、１つのドライバーの電力Ｗ_ｓによってカバーされるエリアを画定するＶ_１およびＶ_２に値のために積分（２）を解くことによって、同一電力帯域１６２ｉに分割される。

Ｖ_２が既知（すなわち、第１の帯域に対して、Ｖ_２＝Ｖ_ｎ）である、リスニングエリアの後から始めると、積分（４）が、前のスライスの下方角Ｖ_ｉが次のスライスの上方角Ｖ_２になるとともに、各帯域１６２_ｉのために反復して解かれる。ユーザーが、（３）によって必要な数より大きいＮを特定した場合、（４）のＷ_ｓは、Ｗ_req／Ｎ_userによって置き換えられ得る。角度が変化すると、実際の投射範囲エリアの面積が変化し、その一方、投射範囲エリアが、実際の投射範囲エリアそれぞれに対して同一である。ある例では、ラウドスピーカーが地面に対して低く、入射角度がかなり厳しいときなどに、追加的な数値計算が、ただ留意される単純化より、各音源および投射範囲エリアに対して必要かもしれない。１つのホーンの場合、実際のカバーエリアは、図３に示すように、リスニングエリアの幅に延在し、異なる奥行きを有する矩形の（または矩形に近い）帯域である。図３で使用される寸法は任意のものであり、工程を図示するためだけに選択されている。多数のラウドスピーカーが使用される場合、帯域は、リスニングエリアの全幅より小さくカバーしてもよい。帯域が求められると、音源がそれぞれの対応する帯域をカバーするようにそれぞれ向けられる（１２０ｂ）。

繰り返し工程は、音源に位置を決め、全回折スロット音源の曲線を画定するためにも使用されてもよい。第１の音源１６０ａは、その上端が曲線の最上部を画定する状態で配置される。この音源は、後列に点音源１５５をつげる面にすぐ上の曲線の起点となる。各音源のピッチ角は、上記計算に使用された、対応する帯域の中心の角度Ｖに一致するだろう。上端位置、ピッチ角、および音源の寸法から、第１の音源の下端の場所が分かる。隣りの音源は、その上端が前の音源の下端になる状態で配置され、上記ステップが繰り返される。これは、図３に示す２次曲線を作り出しながら全ての音源が配置されるまで継続する。最後の音源は、その底縁が点音源１５５を前列に連結する面を若干超えて延在する状態で位置する。カバーエリアの端での電力の落ち込みは、隣接する音源のカバーすることになる重複によって音源間で補われる。上記算出されたエリアは、各音源の投射されるエリアを適切に重複する音源間の角度をもたらすだろう。同じ工程が、最低光源１６０ｇおよび最前帯域１６２ｇからは始めて適用され、この工程は、例えば、リスニングエリアに亘る均一な強度が所望されない場合には、別の目標を達成すべく変更されてもよい。

音源の円弧によって設けられる回折スロット音源が画定されると、ホーン壁が、音源によって放射された音をリスニングエリアに限定するように設計される。汎用ホーン１５８を図４Ａ〜図４Ｃに示す。音源の湾曲から独立して、ホーン１５８は、会場の後へ音を投射するために、頂部でより狭く、より深く、かつ、会場の前部にわたって音を分散するために、底部でより幅広く、より浅い、複雑な形状を有してもよい。このことが、１つのラウドスピーカーが、リスニングエリアのかなりの部分をカバーすることを可能にする。別の例では、ホーンは、頂部から底部まで同じ形状を維持する。ホーンの壁を画定するために、平面の上面パネルおよび下面パネル１６６、１６８が、リスニングエリア１５６の上下に一致するように垂直投射範囲角Ｖによって分離された平面に配置される（図２）（より一般的には、ラウドスピーカーが様々な向きで設置されてもよいことから、パネル１６６および１６８は、端面パネルと称されてもよい）。ホーン１５８の側壁２００が、次に、リスニングエリア１５６の両側に一致するように画定される（１２４）。側壁２００は、水平投射角Ｈによって分離され、上述のように高さにともなって変化してもよい。前ステップで画定された湾曲した音源に適合するために、側壁２００も曲げられる。下述のホーンの製造工程において、側壁は平パネルから形成され、必要な湾曲形状に曲げられる。ある例では、側壁の理想的な曲線が、過度な負荷を素材に与えるため、側壁の曲線は、必要に応じて理想的な形状からやわらげられる（１２４ａ）。追加的なラウドスピーカーが要求される場合、これらのラウドスピーカーは、反復して、または、始めのラウドスピーカーに応じて同一工程に従って設計される。

一度ホーン形状が決定されてから、改善されてもよい。音響システム・シミュレーション・ソフトウェアが、等化パラメータを決め、ラウドスピーカーの放射パターンを予測するために使用されてもよい。次いで、予測放射パターンは、例えば、特許文献１に記載されているようにグラフで、または、例えば特許文献２に記載されているように音声シミュレーションを介してユーザーに提供される（１２８）。ユーザーは、設計を承認するか、１つ以上のパラメータ（Ｈ、Ｖ、Ｎ、またはＬ、あるいは、１つ以上の独自の入力パレメータ）を変更するかを選択する（１３０）。例えば、ドライバーの数、壁の長さ、または、放射角を変更することが、より滑らかな放射パターンをもたらすかもしれない。多すぎるドライバー、予算に対して特定された場合、ユーザーは、代替案として特定の音響レベルを下げるかもしれず、予算に余裕がある場合は、ユーザーは、より多くのドライバーを直接特定するかもしれないし、特定の音響レベルを上げるかもしれない。変更がなされた場合、新しい設計を作りシミュレーションするために、音源およびホーンの設計ステップが反復される。ある例では、この反復も自動化される。予測放射パターンが、ある閾値内で入力パラメータとマッチしない場合、差分を使用して、Ｈ、Ｖ、Ｎ、またはＬの値を練り直し、次いで、練り直した値に従って音源およびホーンの形状を変える適切なステップを繰り返す。これを、目標からのずれ、反復ごとの改善、または、さらに設計を改善するために必要な変化が、所定の閾値より小さくなるように、値が収束するまで続けてもよい。ホーン形状が承認される（１３０）と、側壁が、数学的（分析的または数値的）に平面形状に変形される（１３２）。上下および側壁の設計図が、下記のように、製造のために出力される（１３４）。

ある例では、ラウドスピーカー設計工程１００は、均等化設定、時間遅延、制限レベル、素材のビル、図表などの、同一または同様の入出力設定パラメータを使用するシステム設定工程と併用される。システム設定の自動工程が、参照により本明細書に組み込まれた特許文献２に記載されている。設定１３８は、手動で実行されてもよい。最後に、本システムが設置され（１４０）、使用される。

カスタマイズに適切な特定のラウドスピーカーと、特に、上述の自動設計工程とを図５〜図１０に示す。図５Ａ、５Ｂおよび６Ａは、上述の工程に従って設計され、図４Ａ〜４Ｃに示すホーンを形成するように組み立てられる平パネルを示す。特に、図６Ａの側面パネル２００は、図５Ａおよび図５Ｂのもののように上面および下面パネル１６６および１６８に結合され、円弧の音源とともに使用されるホーンを形成する。これらのパネルの形状を決める工程は、下記に説明される。同類の素材から２次曲線のホーンを作り出すことが、図７Ａ〜図７Ｉを参照に下記にさらに説明される。図８に示すような、モジュール式マニホールドセクションのセットは、変換器の対応する放射開口または表面に結合され、図９に示めす剛性湾曲キール上に組み立てられ、ホーン１５８に結合され図１０に示す完成したラウドスピーカー１５４を形成する、湾曲した回折スロット音源を形成する。このタイプのラウドスピーカーが、手動で設計され、組み立てられる一方で、このラウドスピーカーは、入力する性能および会場パラメータに基づいてスピーカーを確定的に設計する、本明細書に記載の自動工程に適している。

ホーン１５８は、平パネルとして始まる４つの面から形成され、必要な複雑な曲率を形成するように結合される。図５Ａおよび５Ｂに示すように、上面および下面パネル１６６および１６８は、側端２０２、２０４、２０６および２０８とともに三角形（先端を切り取られた状態）である。三角形の中心角が、ホーンの水平投射範囲角Ｈを決定する。三角形の端面パネル１６６および１６８が、同一である場合（図示せず）であれば、水平角Ｈが、ホーンの高さに沿って一定であろう。三角形の端面パネル１６６および１６８が、同一でない場合、側壁の曲率は、より複合的であり、Ｈはホーンの高さに沿って変化するだろう。幅と深さは独立したものであってよいが、一端がより狭くて深い、一方で、他端がより幅広で浅くてもよい。このような複合的な曲率は、上述の長くて幅狭い上面パネルと短くて幅広い下面パネルとをもたらす。さらに複雑な曲率において、上面パネル１６６の一対の端２０２および２０４は、下面パネル１６８の端２０６および２０８とは異なる長さであってよく、壁の長さＬがホーンの高さに沿って変化させている。例えば、このことが、ホーンに幅狭い端部および幅広い端部だが、両端で同一の深さ端部を設ける。従って、示される例では、この三角形およびホーンは、所定軸に対して対称であるが、このことは必須ではない。ホーンは、各三角形の両端２０２／２０４および２０６／２０８が異なる場合、水平面において非対称であってもよい。

図６Ａは、三角形の端面パネル１６６に結合され、円形の曲率に音源を合わせるホーンを形成する、平面の側面パネル２００を示す。パネル２００は、環の一セクションであり、中心２１１から半径Ｒを有する内円周セクション２１０、２つの端２１２と２１４との間の角Ｖ_ｆ、各長さＬ（ホーンの深さ）、および、半径Ｒ_２の外円周２１６よって画定される。２つのパネル２００が水平投射範囲角Ｈで分岐する一方で、２つのパネルの内周端２１０が平行を維持するように、２つのパネル２００を結合することは、それらの垂直な空間に沿ってパネル上に曲率を与える。図６Ｂに示すように、このようなホーンの側面パネル２００は、コーン２２０の一部の面のセクションに相当する。図６Ｃは、明確にするために１つのパネル２００のみを有する図６Ｂと同一である。コーンは、頂点２２１を有し、側壁パネル２００を画定する面は、線２２２および２２４上に位置する端２１２および２１４と、コーン２２０の面上に平行な円弧を形成する内円周端２１０および外円周端２１６と、を有するバンドである。

側面パネル２００の寸法は、先に定義された、初期値Ｈ、Ｖ、Ｎ、およびＬによって順に決められる、コーン２２０の所定の態様によって決定される。図６Ｂでは、水平面２２８が、そのコーンとの交差によって内周端２１０を画定する。面２２８は、設置時には通常垂直である、湾曲した回折スロット音源（図示せず）の円弧を含む。側面パネル２００は、コーンの基部に向けて面２２８から離れるように延在する。図６Ｂでは、第２の側面パネルが、コーンから少しオフセットされ、回折スロット音源の幅を表している。第２のパネルに対応する第２のコーンは図示されていない。

各側面パネル２００が、中心面２２８から水平投射範囲角Ｈの半分であるように、側面パネル２００と面２２８との間の角度はＨ／２である。面２２８はコーンの軸２３０に垂直なので、Ｈ／２はコーンの底角でもある。ホーンの垂直投射角Ｖは、軸２３０で交差する端面パネル１６６および１６８を画定する、２つの面間の面２２８における角度とマッチする（図示しないが、２つ面は端面パネル１６６および１６８はコーン２２０の図示したセクションの近い面と遠い面とに相当する）。上述のように、端２１２および２１４の長さはＬであり、ホーンの壁の長さを直接画定する。（下面パネル２００の遠端２１４は隠される。しかしながら、両端２１２および２１４ｈ可視であるが、両端２１２および２１４は、図６Ａにおいて上面パネル上に可視でありラベル表示される。）

内円周端２１０は、ドライバーの数Ｎにマッチする複数の線分２１０ａを連結し、それぞれの線分は長さＢを有する。一線分２１０ａに中心からコーンの軸２３０に戻すように垂直セグメント２３４を投射することは、長さＢ／２の底辺と斜辺２３８とを有する直角三角形を形成する。パネル２００がコーンに適合するように曲げられるとき、斜辺２３８の長さＲ_ｓは、内周縁端２１０面の面２２８における半径である。この三角形の角度は、軸２３０で、１Ｖ／２Ｎ（角度ＶがＮ個のセグメントに分割され、また、この三角形はそれらの１つを半分にさらに分割する）であり、底辺の長さは、Ｂ／２であり、これにより、斜辺２３８の長さは次のように求められる。

内縁半径Ｒと、図６の平面パネル２００の端２１２および２１４間の角度Ｖ_ｆとの値は、円錐面が平面に広げられた際に、端２１０が円形を維持するが、コーン内で有した半径Ｒ_ｓと異なる半径Ｒを有する事実から求められる。結果として、端２１０の円弧長は両方の図において同一である。すなわち：

パネル２００の角から頂点２２１への線２２２の線分も、長さＲ_１を有する。この線分は、半径２３８ｂとコーンの軸２３０とともに直角三角形を形成するように見られる。面２２８とコーンの表面との間の角度Ｈ／２が分かると、頂点２２１から端２１０までの長さは次のように求められる。

Ｖ_ｆに対して（４）および（５）を解くと、

（５）および（７）を組み合わせて、Ｒ_１も入力単位として求められる。

Ｖ_ｆ、Ｒ_１、およびＬが与えられ、パネル２００は、内周半径Ｒ_１、外周半径Ｒ_２＝Ｒ_１＋Ｌ、および含まれる角度Ｖ_ｆを有する、単に環の一部として、平面シートから切り出され得る。

図６Ｂに示すホーンは、上面パネルおよび下面パネル１６６および１６８が同一であるように、一定な角度Ｈを維持する。パネルが、コーンの形状に応じて設計されても、それが、異なる角度を有する上面パネルと下面パネルとを用いることによって変化する水平角を有するホーンにおいて使用されてもよい。その高さに沿って長さＬが変化するホーンを設計するために、外半径Ｒ_２は、Ｈも応用に変化するかは関係なく、場所に応じて変化してもよい。このような場合、外半径Ｒ２は、一端から他端へ単調に変化する。すなわち、それは、見方によって、大きくなる、または小さくなる。水平角が小さくなるにつれ、壁が長くなるように、ＬおよびＨがともに変化する場合、ホーンは、変化する角度とともに形成されてもよく、依然として矩形の口部、または、角度が狭くなるにつれ、むしろ広くなる口部を有する。

ホーンの側面を形成する第２の方法は、一連の平面形状体から始まる。この方法は、例えば、Ｊ状曲線、２次曲線、または、別の複雑な音源をともなうときに便利である。図７Ａ〜図７Ｅに示すように、ホーン１５８は、各ドライバーに１つ、一連の重ねられたサブ・ホーン１５８に概念的に分割され得る。図７Ａおよび図７Ｂは、明確にするために、上および下サブ・ホーン１５８ａ、１５８ｇのみを示す（７つのドライバーホーンに対して）。これらの図は、図内または図間で縮小拡大されていないことに留意するべきである。各サブ・ホーンは、図３に関して説明した、その場所とリスニングエリアの対応する帯域１６２ｉとの間の関係に基づいた、それ自体の水平および垂直投射角Ｈｉ、Ｖｉを有する。このサブ・ホーン１５８ｉが重ねられたものは、図７Ｃ〜図７Ｅに示すようにモデル化される。始めに、各サブ・ホーンは、矩形の口部を有してモデル化され、側壁のより小さく平面のバージョンとその三角形の上面パネルおよび下面パネルとによって形成される。
単純化した場合では、側壁は、始めに台形、または、上記で円弧の音源に関して説明したように環の一部として、それぞれが、１のＮと、帯域１６２ｉのカバー範囲エリアに関して設定されるＨ、Ｖ、およびＬとともに始めに作られる。図７Ａおよび７Ｂに示すように、上面パネルおよび下面パネルは、これらの対応する（上記に工程１００のステップ１２０ａおよび１２０ｂで決定される）音源１６０ａ、１６０ｇの上および下端で始まるように位置し、リスニングエリアの対応するスライスの上端および下端に一致する（音源位置決め工程に関して上術のように、実際のカバー範囲エリアは、カバー範囲エリアの端での電力の落ち込みを補うために、通常、リスニングエリアの限界を僅かに超えて延在する）。これらのカバー範囲エリアに対応する破線は、図７Ａの音源１６０ａおよび１６０ｇに対して示される。交差点に投げ戻されるこれらの破線間の角度は、サブ・ホーンに対してＹｉになる（平行に近い、帯域１６２ａの上線および下線交差点は、その頁に入りきらないほど遠くなるため、これらの破線は不完全な形で示される）。図の３つ全ての軸が、異なる構成要素として異なる尺度で引かれているので、図の幾何学的関係は、実際の導入にはマッチしないかもしれない。異なる垂直カバー範囲角度を有するサブ・ホーンのこのような重ねられたものを一緒に結合することは、リスニングエリア全体にわたって、より均一な周波数応答を可能にする。

サブ・ホーンのスタックが作られると、図７Ｆ〜７Ｉに示すように、サブ・ホーンの台形の側壁が、サブ・ホーンの端および角で合わさるように変形され、シートを形成し、かつ、このシートに連続的な曲率を設けるように曲げられる。破線は、変形され併合されたセグメントを示す。例を挙げれば、長さの平均化、中点のマッチング、または、各下隅を隣接する上隅に移動するなどの、様々な技術が、パネルを結合するために使用されてもよい。作られたサブ・ホーンそれぞれの上面および下面パネル（一番外側の上面および下面パネルは除く）は、１つの開口部を残して取り外される。ある例では、１以上の中間の上面および下面パネル、またはより小さい支持部材は、ホーンに構造的安定性にもたらすために保持され、設計された水平投射角Ｈを維持する。この工程から作り出された側面パネルの曲率が、使用される素材に対して可能または構造的に安全なものを超える場合であれば、曲率は、ホーンを幅広くするまたは狭くして、変曲点（曲率が凸から凹にかわる点）を除くこと、あるいは、半径を縮小することなどによって、変更されてもよい。ある例では、局部相対曲率が０である任意の点で少なくとも一方向が残る限り、非常に複雑な湾曲が可能であることが分かった。

複雑な湾曲を平パネルから形成するために、側面パネル２００は、比較的剛性にある完成組立体を維持するのに十分な剛性を有する薄い可撓性素材から製造される。ある例では、３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）の厚みのＰＶＣシートが、適した剛性を有することが分かっている。また、１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）の厚みのアルミ材シートが、適した剛性を有することが分かっているが、金属は壁を通して音がもれること防ぐのに、十分な内部損失を有さないかもしれない。三角形の端面パネル１６６、１６９は、この例のように曲げられないので、より硬い、またはより厚い素材から作ることができる。プラスチックの側面パネルは、薄い素材であるにも関わらず、非常に高い音圧レベルの音でさえ壁を通してもれることを防ぐことが分かっている。これは、素材の高い内部損失とともに組み立てられると、側壁の加圧された湾曲が剛性を増していることに起因していると思われる。「可撓性」とは、素材の弾性限界内に残りつつ、すなわち、シートを屈曲して形状を作るときにプラスチック変形または亀裂がなく、所望形状に屈曲され得る素材を意味する。反対に、「剛性」とは、自体が屈曲される、でなければ変形されることなしに支持する部品の屈曲された形状を維持するために必要な圧力を分散するのに十分な剛性を有する素材を意味する。ホーンに使用される全ての素材が環境的に安定していることが好ましい。
ある例では、ホーンは、垂直方向において最小の曲率を有する側壁をもたらす、小さな垂直投射角と平端な上および下端とを必要とする場合がある。この場合、剛性のために必要な圧力を足すために、側壁は、水平方向において任意の曲率、すなわち、ホーンの幅が曲線に沿って外側に広がる曲率であってもよい。

ある例では、上面および下面パネルが湾曲されてもよい。この場合、ホーンの特性に応じて、側面パネルも湾曲されてよいし、平面のままでもよい。例えば、非常に小さな垂直投射角に対して、回折スロットは、概ね平面の側面パネルをもたらす、小さな曲率を有してもよく、一方、上面および下面パネルは、回折スロットから広がり離れるように湾曲されてもよい。この形状において、両側面パネルの端は、真っ直ぐより、むしろ湾曲され、湾曲した端面パネルに合う。湾曲された端面パネルが剛性素材から形成される場合、構造は上述通りであってよい。一方、端面パネルが可撓性素材から形成される場合、側面パネルは、端面パネルの湾曲を支持するために剛性である必要があるかもしれない。または、キールと側面パネルの湾曲した端との接合は、４つのパネル全てが可撓性であり、張力において互いを保持して形を保つのに、十分な剛性をもたらすものであってよい。

完成したラウドスピーカーのホーン１５８で使用する音源は、電気音響変換器のセットによって駆動される湾曲した回折スロットである。例えば、変換器は、圧縮ドライバー、コーン型変換器、静電変換器、または他のタイプの電気音響変換器であってよい。回折スロットは、複数のモジュール式マニホールド部品のスタッキングによって形成され、モジュール式マニホールド部品それぞれが、対になる変換器をスロット形状出口に結合する。
例示的マニホールド部品３００を図８に示す。この例では、各マニホールド部品３００は、圧縮ドライバー（図示せず）が取り付けられる２つの取付けプレート３０２を有する。
圧縮ドライバーは、音響エネルギーをダクト３０６内の開口３０４内に向ける。ダクト３０６は、長方形孔３０８で終端する。図９（異なる例のマニホールド部品３０１と）および図１０に示すように、複数のマニホールド部品３００がスタックされる際に、複数の孔３０８はともに回折スロット音源を形成する。変換器を回折スロットから離し、より広い空間があるホーンの側壁の後の空間に移動することによって、マニホールド部品３００は、変換器が回折スロットに直接配置された場合より、より大型の変換器の使用を可能にする。図８の例が両側マニホールド体を示す一方、片側マニホールド部品が使用されてもよく、さらに大きい直径の変換器に適合するように、図９および図１２に示すように側面を交互に代える。

ある例では、図９に示す剛性キール３２０が、マニホールド部品を所望の曲率で揃え、ホーン１５８にマニホールド部品を結合するための構造を実現する。図９の例では、図８の両側式マニホールド部品３００とは対照的に、片側式マニホールド部品３０１が示される。各マニホールド部品３０１は、より大きな直径を有するドライバーに適合する、ラウドスピーカーの両側に屈曲するマニホールドセクションとともに、シングルドライバー（図示せず）を回折スロットに結合する。キール３２０は、ホーンの構造上の「背骨」をもたらしてもよい。ある例では、キールは、別の部品を固定するため、かつ、組み立てられたラウドスピーカーを吊るすための剛性支持体を提供する鉄鋼パネル３２２、３２４、３２６、３２８から組み立てられる。ある例では、キールは、単にマニホールド部品を挟む２つの湾曲した部品から形成される。図９の例では、マニホールド部品は、キールの両側に固定されるのではない。キールの両側は前方に突出し、ホーンの後の一側面に位置し、一方、マニホールド部品は、両側壁の端２１０に接触する。

上述の部品が組み立てられ、図１０に示すような完成したラウドスピーカー１５４を形成する。キール３２０は、ホーン１５８の基部に取り付けられる。マニホールド部品３００のスタック３３０は、ホーンの開口と一体になり回折スロット音源を形成するマニホールド部品の孔３０８とともにキール３２０に取り付けられる。各マニホールド部品は、少なくとも１つのドライバー１８４と一体にされる。図１０の例では、図８の両側式マニホールド部品が使用されるため、２つのドライバーが各マニホールド部品にしようされるが、より遠い側の上のものだけが図では可視である。

ラウドスピーカー１５４にカバーされる面積は、ホーン１５８の寸法によって決まる。任意の必要なカバー範囲パターン、ホーン１５８の寸法は、上述のように決められる。ある例では、図１１に示すように、異なる水平および垂直方向の角度および長さを有するホーン１５８ａ、１５８ｂを有する複合ラウドスピーカー１５４ａ、１５４ｂと、同一または異なる数のドライバーを有するマニホールドスタック３３０ａ、３３０ｂとは、スタックされてもよい。このことは、部品の製造、配送、および在庫を単純化する、より小さな個々の部品の使用を可能にする。ある例では、上述の２次曲線の工程は、側面パネルにおける過度な曲率をもたらすだろうため、作られた１つのホーンの対応する部分のカバー範囲をそれぞれが提供する、２つ以上のスタックされたラウドスピーカーが使用されるだろう。ラウドスピーカーがこのようにスタックされる際、隣接するホーンの上面および底面パネルは、隣接する回折スロットが互いに十分近接して、１つの連続して湾曲した回折スロットとして振舞うように協働するのに十分な薄さである。

上述のように、ホーンのパネル１６６、１６８および２００が決められると、システム出力（１３４）が設計する、すなわち、パネル、また、ある例では平面材からのキールを製造する指示である。ある例では、システムは、平面ＣＮＣフライス盤などの自動化された加工機による使用のための機械可読な指示を直接出力する。パネルおよびキールは、注文対応でカットされてもよく、設置者は、多数かつ限りすらない様々なカスタムホーンを提案するために維持される必要がある独自の商品の数を減らしている。カスタムカットか、既成か関わらず、パネルは、平面状で送られ、取付けの時点で組み立てられてもよく、在庫および配送に必要な空間の容積を減少させている。ねじ、接着剤、圧入などの様々な標準工法が、パネルおよび他の部品を結合するために使用されてもよい。

一例では、両側面パネルの端部は、上面および下面パネルにねじで固定され、付随的パネルが、上面および下面パネルをキールに固定するために使用される。
上面および下面パネルをキールに固定する前に、両側面パネルは、減少した応力を受け、異なる形状に弛緩してもよく、これにより、回折スロット開口部を形成する端が、平行でなくなる。ホーンを組み立てるために、一端面パネル、すなわち、上または下面パネルは、キールに固定され、次いで他方のパネルはキールのもう一端に向けて引っ張られる。自由端面パネルが、所定位置に引っ張られると、それは、両側面パネルを所望の形状に変形させる。ある例では、側面パネル端は、キールの位置で所望の曲率に有し、キール構造体内に用意された溝に収まる。自由端面パネルがキールに固定されると、両側面パネルの屈曲された端はキールの溝内に押圧されたままになり、付随的な固定具の使用なしにきつく収まるが、接合部を完全に密封するために、シーリング材が必要な場合がある。別の例では、キール支持構造体は、スロット開口部より幅広く、両側面パネルの屈曲された端はキール構造体に接触しないが、マニホールド開口部のみに結合する。

本明細書で説明する大型ホーンは、並べられた変換器と組み合わせて、広域範囲わたって良好な指向性制御を可能にし、ある例では、２０ｋＨｚの高域および４００Ｈｚ、３００Ｈｚまたは２５０Ｈｚの低域までをカバーする。完全な音響再生システムのためには、図１２Ａ、１２Ｂに示すようにモジュール式低音ラウドスピーカーが足されてもよい。図１２Ａおよび１２Ｂの例では、モジュール式低音ラウドスピーカー５００は、ラウドスピーカー１５４のホーン１５８の広がった部分の後に部分的に収まるような形状にされる。低音ラウドスピーカー５００は、任意の広がり角度または可能なホーンの範囲内の曲率を有するホーンの後に収まるような形状にされ、これにより、同一の低音ラウドスピーカー５００が上述の工程を使用して作られる任意のホーンと一緒に使用される。例えば、図１２Ａおよび１２Ｂでは、同一の低音ラウドスピーカー５００が、比較的幅狭く上方のホーン１５８ａと、また、比較的より幅広い下方のホーン１５８ｂとともに使用される。図１２Ａの例では、各マニホールド部分５０２が、図９と同じように、１つのドライバーを交互に側を変えて回折スロットに結合させる。

ラウドスピーカーの１つにタイプから４００Ｈｚ以下に下げて制御された指向性を有する良好な再生を提供すること、また、可能であればいくらかの重複領域を有する、より低い周波数専用の複数の低音ラウドスピーカーを使用することによって、システムのクロスオーバー・ポイントは、人の声の範囲（約３００Ｈｚ〜４ｋＨｚ）を下回る、または、低端に位置する。このことは、クロスオーバーが、１ｋＨｚ〜２ｋＨｚぐらいの音声範囲においてより高い必要がある場合に起こり得るように、音声範囲の中間において指向性の不連続性を有することを防止する。ホーン・ラウドスピーカーに近づけて、かつ性格に制御された相対位置に、低音ラウドスピーカーを配置できることは、クロスオーバー・ポイントでの指向性伝達をさらに強化し、全ての角度範囲にわたって良好な位相およびタイミング調整を可能にする。

図１３および図１４は、上述の複数の変化手段を組み合わせた２つの設置例を示す。
図１３では、２つの非対称ラウドスピーカー１５４−Ｌおよび１５４−Ｒが使用され、リスニングエリア１５６の各側に１ずつ配置される。ラウドスピーカーの内側壁（リスニングエリアの中心を向いた側壁）は、リスニングエリアの前方−中央に届くように大きな水平角Ｈ１を有し、一方、外側壁は、十分なシャープネスが後方に届くように、リスニングエリアの外側に音声を制限するために狭い水平角Ｈ_２を有する。回折スロットは、均一な音声カバー範囲をもたらすために、各ホーンの内壁と外壁との間の中央よりむしろ、リスニングエリア１５６の後方−中央に向けられているため、角度Ｈ_１およびＨ_２は同一ではない。他の図でもそうであるように、軸は、尺度があっておらず、図１３における角度および距離は、それらの違いを示すために誇張されている。

図１４では、ラウドスピーカー１５４ａ〜１４５ｄの配列が使用され、非常に長い回折スロットを提供し、１つのリスニングエリア１５６ａ、１５６ｂを有する大型会場をカバーしている。最上のラウドスピーカー１５４ａは、バルコニー１５６ｂまで届ける一方で、下の３つのラウドスピーカー１５４ｂ〜１５４ｄは、下フロア１５６ａをカバーする。
このような構成では、単純な形状の円弧ホーンおよびキールを使用して、異なる半径の円弧モジュールが配列され、長い螺旋配列の効果を可能してもよい。

別の実施例が、以下の請求項、および出願者が特許権を有する別の請求項の範囲内に存在する。

１５４ ラウドスピーカー
１５６ リスニングエリア
１５８ ホーン
１６６ 上面パネル、（第１）端面パネル
１６８ 下面パネル、（第２）端面パネル
２００ 側壁、側面パネル
２０２、２０４ 上面パネルの一対の側端
２０６、２０８ 下面パネル１６８の一対の側端
２１０ 内円周セクション、内円周端、内周端
２１１ 中心
２１６ 外円周端
２２０ コーン
２２１ 頂点
２２８ 水平面、中心面
３００ （両側式）マニホールド部品
３０１ （片側式）マニホールド部品
３０８ キール
５００ 低音ラウドスピーカー

Claims (29)

1. 第１端面パネル、第２端面パネル、第１側面パネル、および第２側面パネルを備えるホーンであって、少なくとも前記第１および第２側面パネルの端が回折スロット開口部を画定する、ホーンを備え、
   前記第１および第２側面パネルそれぞれが、少なくとも湾曲した剛性キールによって応力がかけられ湾曲した形状で保持される、可撓性素材から成るシートから成ることを特徴とするラウドスピーカー。
2. 前記第１および第２端面パネルそれぞれが、剛性シート材から成ることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
3. 前記回折スロット開口部は、前記ホーンの内部に対して凸曲率を有することを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
4. 前記側面パネルは、前記回折スロット開口部に対応する方向に湾曲されているとともに、前記回折スロット開口部に対して垂直な方向において真っ直ぐなままであることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
5. 前記第１および第２側面パネルそれぞれの湾曲した形状は、真円錐表面の一部と一致する寸法を有することを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
6. 前記円錐表面の一部は、第１半径の第１円弧、第２半径の第２円弧、および、前記円錐の母線の一部に対応する直線状の端であって、前記母線が第１円弧及び前記第２円弧の各端部と交差する、直線状の端によって囲まれることを特徴とする請求項５に記載のラウドスピーカー。
7. 前記円錐表面部分は、第１半径の第１円弧、様々な半径の第２円弧、および、前記円錐の母線の一部に対応する直線状の端であって、前記母線が第１円弧及び前記第２円弧の各端部と交差する、直線状の端によって囲まれることを特徴とする請求項５に記載のラウドスピーカー。
8. 前記第１および第２側面パネルは、内側半径、外側半径および所定角度によって画定される、平面の環の一部と一致する平面である際の寸法を有することを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
9. 前記第１および第２側面パネルそれぞれが、スロット開口部の程度に沿って長さおよび曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
10. 前記第１および第２側面パネルそれぞれは、第１端を備え、前記両側面パネルの前記第１端は、前記第１端の長さに沿って張力をうけて、かつ固定具なしに前記剛性キールにそれぞれ結合されることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
11. 前記両側面パネルの前記第１端は、前記第１端の長さに沿って変化する角度で前記剛性キールにそれぞれ結合されることを特徴とする請求項１０に記載のラウドスピーカー。
12. 複数のマニホールド部品であって、それぞれが前記回折スロット開口部に結合された出口を有し、前記複数のマニホールド部品の前記出口は、前記回折スロット開口部でともに回折スロット音源を構成する、複数のマニホールド部品と、
    複数の電気音響変換器であって、それぞれが前記マニホールド部品の１つの入口に結合される、複数の電気音響変換器と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
13. 前記マニホールド部品は、それぞれ２つの入口を有し、かつ２つの音響通路を備え、前記音響通路それぞれが、前記２つの入口のうち異なる方に第１端を、前記出口に第２端を有し、前記音響通路それぞれが、異なる方向において前記出口から離れるように湾曲しており、これにより、前記入口は、前記ホーンの両側付近に位置することを特徴とする請求項１２に記載のラウドスピーカー。
14. 前記マニホールド部品はそれぞれ、１つの入口を有し、前記入口に第１端と前記出口に第２端とを有する１つの音響通路を備え、
    前記マニホールド部品それぞれの前記音響通路は、隣接する前記マニホールド部品の音響通路の方向と反対方向において前記出口から離れるように湾曲しており、これにより前記入口が、前記隣接するマニホールド部品の入口から前記ホーンの反対側付近に位置することを特徴とする請求項１２に記載のラウドスピーカー。
15. ラウドスピーカーに使用される電気音響変換器の数、前記ラウドスピーカーの水平および垂直カバー範囲角度、および、前記ラウドスピーカーのホーンの壁の長さを特定するラウドスピーカーのデータを取得するステップと、
    前記変換器の数に基づいた長さを有する前記ラウドスピーカーの回折スロットの曲率を算出するステップと、
    前記垂直カバー範囲角度に対応する、前記ラウドスピーカーの前記ホーンの上面および下面パネルを画定するステップと、
    前記変換器の数、前記水平および垂直カバー範囲角度、および、前記回折スロットの前記曲率に基づいた長さ、幅および曲率を有する前記ホーンの第１および第２側面パネルを画定するステップと、
    前記第１および第２側面パネルに対応する平面パネルの寸法を算出するステップと、
    前記上面および下面パネルと前記第１および第２側面パネルの製造の機械可読な設計図を出力するステップと、
    を備える方法。
16. 前記出力された設計図に基づいて平面パネルを製造するステップと、
    前記平面パネルを組み立てて前記ホーンを形成するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記平面パネルを製造するステップが、
    ＣＮＣ旋盤に設計図を入力するステップと、
    ＣＮＣ旋盤を操作して設計図に従って薄い可撓性素材から成るパネルを切り出すステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記平面パネルを組み立てて前記ホーンを形成するステップが、
    前記第１および第２側面パネルそれぞれの第１および第２端を前記上面および下面パネルの第１および第２端に固定するステップと、
    前記側面パネルそれぞれの第３端が算出された前記曲率に合うように前記側面パネルを屈曲するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 前記側面パネルを屈曲するステップが、
    前記上面または下面パネルの一方を算出された前記曲率に対応する湾曲した支持構造体の第１の端に固定するステップと、
    前記上面または下面パネルの他方を前記湾曲した支持構造体の第２の端に向けて引っ張り、これにより、前記側面パネルそれぞれの第３の端が前記湾曲した支持構造体内の溝内にそれぞれ収まるステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 算出された前記曲率に対応する湾曲した支持構造体と、前記支持構造体に固定される複数のマニホールド部品であって、それぞれが前記支持構造体内に位置する出口を有し、前記複数のマニホールド部品の前記出口がともに回折スロット音源を形成する、複数のマニホールド部品と、それぞれが前記マニホールド部品の１つにそれぞれ固定された複数の電機音響交換器であって、前記交換器それぞれが対応する前記マニホールド部品の入口に結合される、複数の電機音響交換器と、を備えるキールを組み立てるステップと、
    前記キールを前記設計図に従って製造されるホーンに結合するステップであって、これにより、前記回折スロット音源が、前記第１および第２側面パネルの端によって画定される前記ホーンの回折スロット開口部に結合される、前記キールを前記設計図に従って製造されるホーンに結合するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
21. 前記第１および第２側面パネルを画定するステップが、環の内周半径Ｒ_１、前記環の外周半径Ｒ_２、および、前記環の一部の角度Ｖ_ｆを算出ステップを備え、前記側面パネルそれぞれが、算出された前記角度によって挟まれる前記環の一部に対応することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
22. 前記内周半径Ｒ_１は、数式
    

    

    を適用することによって算出され、ここでＢは前記変換器の１つの寸法であり、Ｈは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの両側に連結する面間の角度であり、Ｖは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの前と後とに連結する面間の角度であり、Ｎは交換器の数であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記Ｒ_２は、数式
    Ｒ_２ ＝ Ｒ_１＋Ｌ
    を適用することによって算出され、ここで、Ｌは前記ホーンの長さであることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記角度Ｖ_ｆは、数式
    

    

    を適用することによって算出され、ここで、Ｈは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの両側に連結する面間の角度であり、Ｖは当該ラウドスピーカーの位置をカバー範囲エリアの前と後とに連結する面間の角度であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. 前記回折スロットの前記曲率は、円弧であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
26. 前記側面パネルを画定するステップは、前記側面パネルの素材特性を表すデータに基づいて前記側面パネルの曲率を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
27. 前記ラウドスピーカーのデータを取得するステップは、
    会場内の当該ラウドスピーカーの場所、前記会場のカバー範囲エリア、および、前記カバー範囲エリアに対する音圧レベルの、会場を表す入力データを受け取り、前記入力データから、当該ラウドスピーカーで使用される前記電気音響交換器の数、前記水平および垂直カバー範囲角度、および前記ホーンの長さを決定するステップを備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
28. 前記交換器の数を決定するステップは、
    前記ラウドスピーカーの位置から前記カバー範囲エリアにわたって前記音圧レベルを提供するのに必要な音響電力量を算出するステップと、
    算出された前記音響電力量を交換器モデルの電力容量で割るステップと、
    を備えることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 前記回折スロットの前記曲率を算出するステップは、
    （ａ） 前記カバー範囲エリアを前記交換器の数に等しい複数の帯域に分割するステップと、
    （ｂ） 所定長さおよび軸を有する第１のモデル音源を、その長さの第１の端が当該ラウドスピーカーを前記カバー範囲エリアの後方に結合する平面上にあり、かつ、その軸は、前記カバー範囲エリアの後方に対応する、前記複数の帯域の第１の帯域内の中央位置に向けられた状態で配置するステップと、
    （ｃ） 所定長さおよび軸を有する次のモデル音源を、その長さの第１の端が前記第１のモデル音源の長さの第２の端と一致し、かつ、その軸は、前記複数の帯域の第１の帯域に隣接する、前記複数の帯域の次の帯域内の中央位置に向けられた状態で配置するステップと、
    （ｄ） ステップ（ｃ）を繰り返し、前記モデル音源の総数が決められた前記電気音響交換器の数に等しくなるまで、先のモデル音源それぞれに対して付随的なモデル音源を配置するステップ、
    を備え、前記回折スロットの曲率が、全ての前記モデル音源を結合する曲線になることを特徴とする請求項２７に記載の方法。

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