(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-26
(54)【発明の名称】同軸導波管
(51)【国際特許分類】
H04R 1/32 20060101AFI20220119BHJP
G10K 11/172 20060101ALI20220119BHJP
G10K 11/16 20060101ALI20220119BHJP
H04R 1/22 20060101ALI20220119BHJP
【ＦＩ】
H04R1/32 310Z
G10K11/172
G10K11/16 140
G10K11/16 100
H04R1/22 310
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021530215
(86)(22)【出願日】2019-11-25
(85)【翻訳文提出日】2021-05-27
(86)【国際出願番号】 US2019063042
(87)【国際公開番号】W WO2020112653
(87)【国際公開日】2020-06-04
(31)【優先権主張番号】16/205,388
(32)【優先日】2018-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591009509
【氏名又は名称】ボーズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】グレッグ・ジョセフ・ザストウピル
(72)【発明者】
【氏名】ジョセフ・ジェイ・クティル
(72)【発明者】
【氏名】ガーブリエル・ロイド・マレー
【テーマコード（参考）】
5D018
5D061
【Ｆターム（参考）】
5D018AA01
5D018AA10
5D018AB11
5D018AB15
5D018AF16
5D061AA22
5D061CC04
(57)【要約】
様々な実装形態は、ラウドスピーカを含む。いくつかの特定の場合には、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管であって、導波管は、ＬＦドライバの音放射パターンが基準位置でＨＦドライバの音放射パターンと一致するように孔パターンを有する、導波管と、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラウドスピーカであって、高周波（ＨＦ）ドライバと、
前記ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、
前記ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管であって、前記導波管は、前記ＬＦドライバの音放射パターンが基準位置で前記ＨＦドライバの音放射パターンと一致するように孔パターンを有する、導波管と、を備える、ラウドスピーカ。
【請求項2】
前記導波管は、前記ＨＦドライバが露出している開口部を含む、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項3】
前記導波管と前記ＬＦドライバとの間に位置するバッティングを更に備え、前記バッティングは、前記ＬＦドライバと前記導波管との間の空洞共振を制御し、前記バッティングは、低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能する、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項4】
前記導波管が、前記ＬＦドライバの前方に位置する、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項5】
前記導波管が、前記ＨＦドライバを包囲し、前記孔パターンを画定する剛性バッフルを含む、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項6】
前記孔パターンが、前記ＨＦドライバの周りに配置された複数の孔を含む、請求項５に記載のラウドスピーカ。
【請求項7】
前記ＬＦドライバからのエネルギが、音響出力のビーム幅を制御するために前記孔パターン内の孔を通して放出される、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項8】
前記導波管が、前記ＨＦドライバから熱を放散するための材料を含む、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項9】
前記ＬＦドライバの前方の音響ボリュームを画定するエンクロージャと、前記ＬＦドライバの前方の前記音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に備える、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項10】
前記ＬＦドライバと前記ＨＦドライバとの間の音響バックボリュームを画定するハウジングと、前記ＬＦドライバと前記ＨＦドライバとの間の前記音響バックボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に備える、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項11】
ラウドスピーカであって、高周波（ＨＦ）ドライバと、
前記ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、
前記ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管であって、前記導波管は、内部を通って軸方向に延在する複数の孔を有するプレートを含み、前記ＬＦドライバの音放射パターンは、基準位置で前記ＨＦドライバの音放射パターンと一致する、導波管と、
前記導波管と前記ＬＦドライバとの間に位置するバッティングであって、前記バッティングは前記ＬＦドライバと前記導波管との間の空洞共振を制御する、バッティングと、を備える、ラウドスピーカ。
【請求項12】
前記導波管は、前記ＨＦドライバが露出している開口部を含む、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項13】
前記バッティングが、低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能する、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項14】
前記導波管が、前記ＬＦドライバの前方に位置する、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項15】
前記プレートが剛性バッフルを含み、前記複数の孔が前記ＨＦドライバの周りに配置されている、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項16】
前記ＬＦドライバからのエネルギが、音響出力のビーム幅を制御するために前記複数の孔を通して放出される、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項17】
前記ＬＦドライバの前方の音響ボリュームを画定するエンクロージャと、前記ＬＦドライバの前方の前記音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に備える、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項18】
前記ＬＦドライバと前記ＨＦドライバとの間の音響バックボリュームを画定するハウジングと、前記ＬＦドライバと前記ＨＦドライバとの間の前記音響バックボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に備える、請求項１１に記載のラウドスピーカ。
【請求項19】
ラウドスピーカを提供するステップであって、前記ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、
前記ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、
前記ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管と、を含む、ステップと、
電気信号を前記ラウドスピーカで音響出力に変換するステップと、を含む方法であって、
前記導波管は、前記音響出力が、基準位置で前記ＨＦドライバの音放射パターンと一致する前記ＬＦドライバの音放射パターンを含むように孔パターンを有する、方法。
【請求項20】
前記ＬＦドライバからのエネルギが、前記音響出力のビーム幅を制御するために前記孔パターン内の孔を通して放出され、前記ラウドスピーカは、前記導波管と前記ＬＦドライバとの間に位置するバッティングを更に含み、前記バッティングは、前記ＬＦドライバと前記導波管との間の空洞共振を制御し、前記バッティングは、低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概してラウドスピーカに関する。より具体的には、本開示は、低周波ドライバ及び高周波ドライバからの音放射パターンを制御するための同軸導波管を有するラウドスピーカに関する。
【背景技術】
【0002】
薄型スピーカ用途の需要が高まっている。しかしながら、ラウドスピーカの深さが減少するにつれて、低周波ドライバ（ウーファ）と高周波ドライバ（ツィータ）との間の距離が低減されることにより、音響上の課題が生じ得る。例えば、低周波ドライバのビーム幅は、これらの条件下で制御することが困難であり得る。従来のラウドスピーカは、これらの課題に対処することができない。
【発明の概要】
【0003】
下記で言及される全ての例及び特徴は、技術的に可能な任意の方式で組み合わせることができる。
【0004】
様々な実装形態は、同軸導波管を有するラウドスピーカを含む。追加の実装形態では、同軸導波管は、ラウドスピーカの音響出力を制御するために使用される。
【0005】
いくつかの特定の態様では、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管であって、導波管は、ＬＦドライバの音放射パターンが基準位置でＨＦドライバの音放射パターンと一致するように孔パターンを有する、導波管と、を含む。
【0006】
別の態様では、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管であって、導波管は、内部を通って軸方向に延在する、複数の孔を有するプレートを有し、ＬＦドライバの音反射パターンが基準位置でＨＦドライバの音反射パターンと一致する、導波管と、導波管とＬＦドライバとの間に位置するバッティングであって、バッティングは、ＬＦドライバと導波管との間の空洞共振を制御するバッティングと、を含む。
【0007】
追加の態様では、方法は、ラウドスピーカを提供することであって、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管と、を有する、ことと、電気信号をラウドスピーカで音響出力に変換することと、を含み、導波管は、音響出力が、基準位置でＨＦドライバの音放射パターンと一致するＬＦドライバの音放射パターンを含むように孔パターンを有する。
【0008】
更なる態様では、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管と、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームを画定するエンクロージャと、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を含む。
【0009】
別の態様では、ラウドスピーカは、高周波（ＨＦ）ドライバと、ＨＦドライバと同軸に配置された低周波（ＬＦ）ドライバと、ＬＦドライバの音放射面を覆う導波管と、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の音響バックボリュームを画定するハウジングと、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の音響バックボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を含む。
【0010】
実装形態は、以下の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0011】
場合によっては、導波管は、ＨＦドライバが露出している開口部を含む。
【0012】
特定の態様では、ラウドスピーカは、導波管とＬＦドライバとの間に位置するバッティングを更に含み、バッティングはＬＦドライバと導波管との間の空洞共振を制御し、バッティングは低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能する。
【0013】
特定の実装形態では、導波管はＬＦドライバの前方に位置する。
【0014】
いくつかの態様では、導波管は、ＨＦドライバを包囲し、孔パターンを画定する剛性バッフルを含む。
【0015】
特定の場合には、孔パターンは、ＨＦドライバの周囲に配置された複数の孔を含む。
【0016】
ある態様では、ＬＦドライバからのエネルギは、音響出力のビーム幅を制御するために孔パターン内の孔を通して放出される。
【0017】
場合によっては、導波管は、ＨＦドライバから熱を放散するための材料を含む。
【0018】
特定の実装形態では、ラウドスピーカは、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームを画定するエンクロージャと、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に含む。
【0019】
場合によっては、ラウドスピーカは、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器内に音響バッティングを含む。
【0020】
特定の実装形態では、ラウドスピーカは、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の音響バックボリュームを画定するハウジングと、ＬＦドライバの前方の音響ボリュームと結合されたヘルムホルツ共振器と、を更に含む。ヘルムホルツ共振器は、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の音響バックボリューム内に位置し得る。
【0021】
いくつかの態様では、ラウドスピーカは、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の音響バックボリューム内に音響バッティングを含む。
【0022】
特定の場合には、ＬＦドライバからのエネルギは、音響出力のビーム幅を制御するため、孔パターン内の孔を通して放出され、ラウドスピーカは、導波管とＬＦドライバとの間に位置するバッティングを更に含み、バッティングはＬＦドライバと導波管との間の空洞共振を制御し、バッティングは低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能する。
【0023】
本概要の項に記載される特徴を含む、本開示に記載される特徴の２つ以上は、特に本明細書に記載されない実装形態を形成するために組み合わされ得る。
【0024】
１つ以上の実装形態の詳細が、添付図面及び以下の説明において述べられる。他の特徴、目的、及び利点は、本説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】様々な実装形態によるラウドピーカの側面断面図を示す。
【0026】
【0027】
【図3】様々な追加の実装形態によるラウドピーカの側面断面図を示す。
【0028】
【図4】様々な更なる実装形態によるラウドピーカの側面断面図を示す。
【0029】
【図5】従来のラウドスピーカと比較した、様々な実装形態によるラウドスピーカの音圧レベル（ＳＰＬ）対周波数を示す例示的な周波数応答グラフを示す。
【0030】
【図6】従来のラウドスピーカ及び様々な実装形態によるラウドスピーカの例示的なビーム幅グラフを示す。
【0031】
様々な実装形態の図面は必ずしも縮尺どおりではないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを示すことを意図するものであり、したがって、実装の範囲を限定するものと見なされるべきではない。図面において、同様の番号付けは、図面間の同様の要素を表す。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本開示は、同軸導波管がラウドスピーカに有益に組み込まれ得るという認識に、少なくとも部分的に基づいている。例えば、同軸導波管を有するラウドスピーカは、埋め込み型又は表面実装型の用途において所望の音響出力を提供し得る。
【0033】
図中の共通にラベル付けされた構成要素は、例示目的のために略同等の構成要素であると見なされ、それらの構成要素の重複する説明は、明確化のために省略する。
【0034】
本明細書に記載されるように、薄型スピーカシステムでは、高周波（ＨＦ）ドライバ（又は、ツィータ）と低周波（ＬＦ）ドライバ（又はウーファ）との間の間隔が低減されるため、システム設計上の課題が生じる。多くのエンドユーザの用途では、埋め込み型又は表面実装型のスピーカ設計が求められるため、ラウドスピーカシステム設計者は、ＨＦドライバとＬＦドライバとの間の間隔を低減するとともに所望の音響出力を提供することを試みる必要がある。この問題に対処するための従来のアプローチは、低周波数でのビーム幅を制御することができず、空洞共振を示し、かつ／又は一貫しない軸外音響出力を示す。
【0035】
従来のシステムとは対照的に、様々な実装形態によって開示されるラウドスピーカは、ＨＦドライバと同軸に配置されたＬＦドライバを含む。ラウドスピーカは、ラウドスピーカの前方の基準位置においてＨＦドライバの音放射パターンと一致するようにＬＦドライバの音放射パターンを制御するための孔パターンを有する導波管を含む。ある場合には、ラウドスピーカの音放射パターンは、そのビーム幅によって画定され得る。様々な実装形態によって開示されるラウドスピーカは、例えば、ＨＦドライバ及びＬＦドライバの中心軸の周辺に様々な距離で一貫した軸外音響出力を提供し得る。統合された導波管構成は、広範な周波数にわたって（例えば、ＬＦドライバの低域遮断周波数から、ＨＦドライバがスピーカの応答を制御するクロスオーバー周波数まで）音響出力における一貫性を改善し得る。加えて、様々な実装形態によって開示されるラウドスピーカは、ＬＦドライバとＨＦドライバとの間の空洞共振を制御するための音響バッティングを含み得る。場合によっては、導波管はまた、ＨＦドライバを冷却するためのヒートシンクとして機能することができ、従来のシステムと比較して、より高い音圧レベル（ＳＰＬ）を有するより高い電力用途を可能にする。
【0036】
図１は、様々な実装形態によるラウドスピーカ１０の側面断面図を示し、図２はラウドスピーカ１０の平面断面図を示す。図１及び図２を同時に参照する。様々な実装形態によれば、ラウドスピーカ１０は、高周波（ＨＦ）ドライバ３０及び低周波（ＬＦ）ドライバ４０を収容するエンクロージャ２０を含む。場合によっては、ＨＦドライバ３０は、ドームツィータ、コーンツィータ、ピエゾツィータなどのツィータを含む。特定の一実装形態では、ＨＦドライバ３０はドームツィータである。ある実装形態では、ＬＦドライバ４０はウーファを含む。いくつかの実装形態では、ＬＦドライバ４０は、ＨＦドライバ３０と同軸上に配置され、それにより、図１の軸（Ａ）によって示されるように、ＬＦドライバ４０の運動の中心軸は、ＨＦドライバ３０の運動の中心軸と一致する。しかしながら、他の実装形態では、ＨＦドライバ３０の中心軸は、ラウドスピーカ１０の出力が非対称になるように、軸（Ａ）に対して角度付け／回転され得る。
【0037】
ＨＦドライバ３０及びＬＦドライバ４０の両方は、ドライバ３０、４０の一方又は両方を励起するために電気信号を提供するための１つ以上の制御回路（図示せず）と結合され得ることが理解される。それぞれのドライバ３０、４０は、音響出力を生成するための音放射面を含む。制御回路（複数可）は、プロセッサ及び／又はマイクロコントローラを含み得、プロセッサ及び／又はマイクロコントローラは、ＨＦドライバ３０又はＬＦドライバ４０の一方又は両方においてオーディオコンテンツを再生（レンダリング）するためのデコーダ、ＤＳＰハードウェア／ソフトウェアなどを含み得る。制御回路（複数可）はまた、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するための１つ以上のデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含み得る。このオーディオハードウェアはまた、増幅アナログオーディオ信号をＨＦドライバ３０及び／又はＬＦドライバ４０に提供する１つ以上の増幅器を含み得る。
【0038】
エンクロージャ２０は、ＬＦドライバ４０が電気信号によって励起されたときのＬＦドライバ４０の運動に応答する、ＬＦドライバ４０の前方の音響ボリューム５０を画定する。ラウドスピーカ１０はまた、ＬＦドライバ４０とＨＦドライバ３０との間に位置する音響バックボリューム７０を画定するハウジング６０を含む。場合によっては、音響バックボリューム７０は、ＨＦドライバ３０が電気信号によって励起されたときの該ドライバの運動に応答する。他の実装形態では、ＨＦドライバ３０は、ＨＦドライバ３０が音響バックボリューム７０と相互作用しないように、そのトランスデューサに封止された別個のバックボリュームを含み得る。いずれの場合も、エンクロージャ２０及びハウジング６０は、任意の従来のラウドスピーカ材料、例えば、重いプラスチック、金属、複合材料などで形成され得る。
【0039】
ＬＦドライバ４０の音放射面８０は、ＬＦドライバ４０からラウドスピーカエンクロージャ２０の前部１００に音響エネルギを方向付けるための導波管９０で覆われている。様々な実装形態において、導波管９０は、ＨＦドライバ３０が露出している少なくとも１つの開口部１１０を含む。すなわち、導波管９０は、ＨＦドライバ３０を収容するための開口部１１０を含み、ＨＦドライバ３０がラウドスピーカエンクロージャ２０の前部１００で露出するようになっている。
【0040】
図１に示すように、導波管９０はＬＦドライバ４０の前方に位置する。様々な実装形態において、導波管９０は、ＨＦドライバ３０の周りに配置された複数の孔１３０（孔１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃなどとして示される）を含む孔パターン１２０を含む。この孔１３０の配置は、単に１つの例示的な配置であり、様々な実装形態によれば、様々な孔の位置及び／又はサイズが使用され得ることができることが理解される。孔１３０は、導波管９０を通って延在して、音響ボリューム５０とエンクロージャ２０の前部１００との間、すなわち周囲への気流を可能にする。本明細書に記載されるように、様々な実装形態では、孔パターン１２０は、ＬＦドライバ４０の音放射パターンが基準位置でＨＦドライバ３０の音放射パターンと一致するように構成されている。いくつかの実施例では、この基準位置は、スピーカ１０のカバレッジパターン又はビーム幅によって画定される横方向距離内の、ラウドスピーカの前方約１０メートルの任意の位置を含む。ある実施例では、スピーカ１０のビーム幅は、約１３０度～約１５０度の範囲であり得る。すなわち、様々な実装形態によれば、ＬＦドライバ４０からのエネルギは、ラウドスピーカ１０からの音響出力のビーム幅を制御するために導波管９０の孔パターン１２０内の孔１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃなどを通して放出される。
【0041】
特定の実装形態では、導波管９０は、ＨＦドライバ３０を包囲し、孔パターン１２０を画定する剛性バッフルを含む。すなわち、いくつかの実施例では、孔パターン１２０は、中心軸（Ａ）と交差する線によって測定される孔１３０間の中心間隔が約２インチ～約５インチ（いくつかの特定の実施例では、約３．５インチ）になるように構成され得る。パターン内の様々な孔１３０は、別個の中心間隔を有してもよいこと、また、これらの値は、特定の実施例の単なる例に過ぎないことが理解される。
【0042】
様々な実装形態では、導波管９０は、ＨＦドライバ３０から熱を放散するための材料で形成される。場合によっては、導波管９０は、アルミニウム（又はアルミニウムの合金）などの金属を含むが、他の場合には、導波管９０は、ＨＦドライバ３０からの熱の放散を補助するのに十分な熱伝導率を有する別の材料を含む。
【0043】
ある特定の場合には、ラウドスピーカ１０は、導波管９０とＬＦドライバ４０との間の音響ボリューム５０内に位置するバッティング（ｂａｔｔｉｎｇ）１４０を更に含む。バッティング１４０は、綿又は合成繊維を含み得、導波管９０の裏側に固着（例えば、接着又は取り付け）され得るか、又はエンクロージャ２０若しくはハウジング６０の１つ以上の壁に固着され得る。特定の例示的な実装形態では、図１に示されるように、バッティング１４０は導波管９０の裏側に固着される。様々な実装形態において、バッティング１４０は、ＬＦドライバ４０と導波管９０との間の空洞共振の制御を補助し得る。バッティング１４０が導波管９０の裏側に固着される場合には、バッティング１４０は低周波数（例えば、ＬＦドライバ４０のクロスオーバー周波数よりも低い周波数）において音響的に透過であり得るが、高周波数（例えば、ＬＦドライバ４０のクロスオーバー周波数を上回る周波数）において堅固な音響境界として機能し得る。加えて、バッティング１４０が導波管９０の裏側に固着されると、バッティング１４０は、クロスオーバー周波数付近の周波数（例えば、２キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数）で生じる音響ボリューム５０内の空洞共振を減衰させ得る。すなわち、バッティング１４０は、導波管９０の裏側に固着されると、ＨＦドライバ３０からのより平滑な（残響の少ない）軸上応答、並びにＨＦドライバ３０からのより一貫した軸外応答を提供し得る。
【0044】
他の場合には、本明細書に記載されるように、バッティング１４０が導波管９０の裏側に固着されているか又は固着されていないいずれかの状態で、バッティング１４０は、エンクロージャ２０及び／又はハウジング６０の１つ以上の壁に固着される。これらの追加の位置にあるバッティングは、ラウドスピーカ１０内の共振を減衰させ得るが、高周波数において堅固な音響境界として機能しない場合がある。
【0045】
動作中、ラウドスピーカ１０内の制御回路は、電気信号をＨＦドライバ３０及びＬＦドライバ４０で音響出力に変換するように構成されている。本明細書に記載されるように、導波管９０内の孔パターン１２０は、音響出力が、基準位置においてＨＦドライバ４０の音放射パターンと一致するＬＦドライバ４０の音放射パターンを有するように構成されている。すなわち、ＬＦドライバ３０からのエネルギは、音響出力のビーム幅を制御するために孔パターン１２０の孔１３０を通して放出される。ある場合には、バッティング１４０は、ＬＦドライバ４０と導波管９０との間の音響ボリューム５０内の空洞共振を制御するために使用され、バッティング１４０が低周波数において音響的に透過であり、高周波数において堅固な音響境界として機能するようになっている。
【0046】
図３は、ラウドスピーカ３００の追加の実装形態の断面図を示す。図３に示すように、ラウドスピーカ３００は、ＬＦドライバ４０の前方の音響ボリューム５０と結合されたヘルムホルツ共振器３２０を含み得る。ある場合には、ヘルムホルツ共振器３２０は、ＬＦドライバ４０に近接するエンクロージャ２０の壁内に位置する。ラウドスピーカ１０の動作中、ヘルムホルツ共振器３２０は、音響空洞５０内の空洞共振を減衰させ得る。いくつかの実装形態では、ヘルムホルツ共振器３２０は、狭くなったネック部分３４０によって音響ボリューム５０と結合された気体（例えば、空気）のポケット３３０を含む。他の例示的な実装形態では、ヘルムホルツ共振器３２０のポケットの一部分には、そのヘルムホルツ共振器３２０のＱファクタを制御し得る音響バッティング１４０が充填される。Ｑファクタは、共振素子内のエネルギ損失を示す無次元パラメータである。バッティング１４０は、ヘルムホルツ共振器３２０の内側表面に固着され得、ヘルムホルツ共振器３２０のＱファクタを、それが結合される音響ボリューム５０のＱファクタと一致させるために使用され得る。
【0047】
図４は、ラウドスピーカ４００の追加の実装形態の断面図を示す。図４に示すように、ラウドスピーカ４００は、ＬＦドライバ４０とＨＦドライバ３０との間の音響ボリューム５０と結合されたヘルムホルツ共振器３２０を含み得る。ある場合には、ヘルムホルツ共振器３２０は、ＨＦドライバ３０の後ろのハウジング６０の壁内に位置する。いくつかの実装形態によれば、ヘルムホルツ共振器３２０は、例えば、ＬＦドライバ４０とＨＦドライバ３０との間の位置にあるハウジング６０の壁内に位置し、ＬＦドライバ４０とＨＦドライバ３０との間の音響バックボリューム７０内に延在する。ヘルムホルツ共振器３２０は、音響バッティング１４０と組み合わせるいくつかの場合には、音響ボリューム５０内の空洞共振を減衰させるために使用され得る。いくつかの実装形態では、ヘルムホルツ共振器３２０は、狭くなったネック部分（図４にはラベル付けせず）によって音響バックボリューム７０と結合される気体（例えば、空気）のポケットを含む。特定の実装形態では、図３のヘルムホルツ共振器３２０を参照して論じたように、音響バックボリューム７０の一部分には音響バッティング１４０が充填される。
【0048】
図１に戻ると、ラウドスピーカ１０はまた、図３及び図４を参照して示され説明される位置のうちの１つにヘルムホルツ共振器３２０を含み得ることができることが理解される。これらの例示的な実装形態は、仮想線で示されており、ヘルムホルツ共振器３２０は、音響ボリューム５０に結合され、エンクロージャ２０の壁内（図３のラウドスピーカ３００と同様に）、又はハウジング６０の壁内（図４のラウドスピーカ４００と同様に）のいずれかに位置する。
【0049】
図５は、様々な実装形態によるラウドスピーカ（例えば、ラウドスピーカ１０、３００、又は４００）及び本明細書に記載される導波管（例えば、導波管９０又は導波管３１０）を有さない従来のラウドスピーカの音圧レベル（ＳＰＬ）対周波数示す例示的な周波数応答グラフを示す。図５は、様々な実装形態によるラウドスピーカ（例えば、ラウドスピーカ１０、３００、又は４００）の周波数応答は、本明細書に記載される導波路を有さない従来のラウドスピーカと比較して、一定範囲の周波数にわたって変動が著しく少ない（すなわち、応答がより平滑である）ことを示す。
【0050】
図６は、（ａ）本明細書に記載される導波管を有さない従来のラウドスピーカ、及び（ｂ）様々な実装形態によって記載されるラウドスピーカ（複数可）（例えば、ラウドスピーカ１０、３００、又は４００）の例示的なビーム幅グラフを示す。これらのグラフは、対応するラウドスピーカのそれぞれに関するビーム幅対周波数の変動を示す。グラフ（ａ）における従来のラウドスピーカとのこの比較で分かるように、高周波数と低周波数との間のビーム幅は、様々な実装形態によるラウドスピーカ（例えば、ラウドスピーカ１０、３００、又は４００）の応答を表すグラフ（ｂ）では著しく一貫している。
【0051】
従来のラウドスピーカとは対照的に、ラウドスピーカ１０、３００、及び４００は、一貫した軸外応答及び平滑な軸上高周波数応答を有する薄型（例えば、埋め込み型又は表面実装型）スピーカ構成を提供し得る。例えば、場合によっては、本明細書に記載されるラウドスピーカは、著しく大きい深さを有するラウドスピーカと同等の音響出力を提供し得る。
【0052】
本明細書に含まれる図に示されるように、ラウドスピーカ１０、３００、４００並びにその構成要素及び特徴の相対的な比率、サイズ、及び形状は、これらの構成要素のそのような物理的属性の単なる例示であり得ることが理解される。すなわち、これらの比率、形状、及びサイズは、様々な製品に適合するように、様々な実装形態によって変更され得る。例えば、特定の実装形態による、実質的に矩形のラウドスピーカが示される場合があるが、ラウドスピーカはまた、本明細書に記載される音響機能を提供するために他の３次元形状を取り得ることが理解される。
【0053】
様々な実装形態では、互いに「連結」されているとして説明される構成要素は、１つ以上のインターフェースに沿って接合することができる。いくつかの実装形態では、これらのインターフェースは、別個の構成要素間の接合部を含むことができ、他の場合には、これらのインターフェースは、強固に及び／又は一体的に形成された相互接続部を含み得る。すなわち、場合によっては、互いに「連結された」構成要素は同時に形成されて、単一の連続部材を画定することができる。しかしながら、他の実装形態では、これらの連結された構成要素は、別個の部材として形成され、その後、既知のプロセス（例えば、はんだ付け、締結、超音波溶接、接合）によって接合され得る。様々な実装形態では、「連結された」と記載される電子構成要素は、これらの電子構成要素が互いにデータを通信することができるように、従来の有線及び／又は無線手段を介してリンクすることができる。更に、所与の構成要素内の下位構成要素は、従来の経路を介してリンクされていると考えることができるが、必ずしも図示されない。
【0054】
複数の実装形態を説明してきた。それにもかかわらず、本明細書に記載される本発明の概念の範囲から逸脱することなく追加の改変を行うことができ、したがって、他の実装形態も以下の特許請求の範囲の範疇にあることが理解される。
【符号の説明】
【0055】
１０ ラウドスピーカ
２０ エンクロージャ
３０ 高周波（ＨＦ）ドライバ
４０ 低周波（ＬＦ）ドライバ
５０ 音響ボリューム
６０ ハウジング
７０ 音響バックボリューム
８０ 音放射面
９０ 導波管
１００ 前部
１１０ 開口部
１２０ 孔パターン
１３０ 孔
１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ 孔
１４０ バッティング
３００ ラウドスピーカ
３１０ 導波管
３２０ ヘルムホルツ共振器
３３０ ポケット
３４０ ネック部分
４００ ラウドスピーカ
２０ エンクロージャ
３０ 高周波（ＨＦ）ドライバ
４０ 低周波（ＬＦ）ドライバ
５０ 音響ボリューム
６０ ハウジング
７０ 音響バックボリューム
８０ 音放射面
９０ 導波管
１００ 前部
１１０ 開口部
１２０ 孔パターン
１３０ 孔
１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ 孔
１４０ バッティング
３００ ラウドスピーカ
３１０ 導波管
３２０ ヘルムホルツ共振器
３３０ ポケット
３４０ ネック部分
４００ ラウドスピーカ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】