Acoustic generator having a pump actuator |
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| 申请号 | JP2000597974 | 申请日 | 2000-01-28 | 公开(公告)号 | JP2003501849A | 公开(公告)日 | 2003-01-14 |
| 申请人 | ニュー トランスデューサーズ リミテッド; | 发明人 | オスカー ブショール; ハンス ヨーヘン ライダ; | ||||
| 摘要 | (57)【要約】 本発明の目的は、吸音手段を用いて干渉をなくすための、及び、 信号 、スピーチ及び音楽を再生するための音響発生器を生成することである。 出 力 流れは、要求される音響信号に基づいてアクチュエータ（１６）によって制御され音響通路（１１）を経由して出ていき、補助通路（１１'）が閉じられた緩衝容積（１５）に作用する、微小及び極微小メカニカルエアポンプ（１２）によって好適に音響が生成される。 従来型のラウドスピーカのエンクロージャと同様に、緩衝容積（１５）の機能は、音響通路（１１）と通路（１１'）の無効な双極の範囲外に音響単極を作ることである。 圧力差が大きいエアポンプ（１２）の場合、それに応じて必要な緩衝容積は小さい。 音響発生器の容積流は、音響通路（１１）において、微小メカニカル流量計（１８）によって測定され、要求値と実測値との比較に基づいて再調整できる。 最終的に、流れ抵抗が大きい孔（１９）が緩衝容積中の空気圧力の変動とドリフトエラーとを平均化する。 | ||||||
| 权利要求 | 【特許請求の範囲】 【請求項１】 吸音のための、及び超低周波数から超音波帯域までの信号、 スピーチ及び音楽を再生するための音響発生器であって、 （ａ）前記音響発生器は、ポンプと変調装置を備えるポンプシステムと、緩衝容積と、音響開口とを有する、 （ｂ）前記ポンプシステムは、前記緩衝容積と前記音響開口との間に配置され、 前記音響開口を通して変調された流体容積流を出力する、 （ｃ）流体容積流のユニフロー流がゼロである、 （ｄ）センサは、前記ポンプシステムと、前記緩衝容積の流体と、前記流体容積流と、又は放射音圧の物理データを高度な時間的解像度で記録し、前記データを前記ポンプシステムを制御又は調整する制御ユニットへ送る、 （ｅ）前記ポンプシステムのポンプ周波数は、有用な音の変調周波数よりも高いか又は等しい、 （ｆ）前記変調された流体容積流は、前記緩衝容積内で圧力変化を引き起こし、 前記音響開口で音響単極放射を生成する、 （ｉ）前記変調された流体容積流は、周囲へのインパルス伝達によって、単極放射のみならず双極放射及び指向性音響放射結果も生成する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する音響発生器。 【請求項２】 （ａ）ポンプとして、精密な微小又は超微小技術で公知のポンプの１つ、又は図示のポンプの１つが使用されている、 （ｂ）前記ポンプは、ピストン、膜、回転、又は他の公知のポンプ形式に属し、 又は換気装置、圧縮器、ブロワ、タービン又は鞭毛ポンプである、 （ｃ）前記ポンプは、緩衝容積内に可撓性の能動的に制御可能な壁を備え、 （ｄ）前記ポンプは、回転、振動又は旋回部分によって、及び／又は公知の機械的導波管によって容積変位及び／又は圧力増加を引き起こす、 （ｅ）前記ポンプは、一定の供給方向を有し、又は前記ポンプは、蓄積可能であり吸引及び圧縮作動を行う、 （ｆ）前記ポンプは、アナログ式又はデジタル式流体容積流を供給する、 （ｇ）前記ポンプ及び／又は変調装置の作動は、電気モータ、圧電素子、機械、 油圧、空気圧アクチュエータ、又は他の公知のアクチュエータにより生じる、 （ｈ）前記ポンプシステム又は同様のアクチュエータは、該流体自身によって、 又は熱放射によって冷却される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１に記載の音響発生器。 【請求項３】 （ａ）前記緩衝容積は、前記ポンプシステム又はその部品が取り付けられる少なくとも１つの開口を備える耐圧ハウジングを有する、 （ｂ）前記緩衝容積として、管路、環状管路、又は螺旋形、円板形、箱形又は球体形状の中空空間、又は既に存在する中空空間を使用できる、 （ｃ）複数の緩衝容積は、音響的に、又は可動の隔壁又は振動要素による振動に関して接続及び／又は結合される、 （ｄ）前記緩衝容積中の定在波は、公知の受動的な吸音装置及び／又は能動的な音響減衰手段によって減衰される、 （ｅ）前記ポンプシステムは、緩衝容積内に組み込まれる代わりに、壁に組み込まれるか又は大きな流体容積へ取り付けられる、 （ｆ）前記緩衝容積において、エネルギーは、流体圧力と同様に流体流又は要素の反作用的たわみによって一時的に蓄えられる、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１又は２の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項４】 （ａ）少なくとも１つの音響開口を有する、 （ｂ）前記音響発生器の音響開口及び／又は他の開口は、薄膜でシールされる（ｃ）前記音響開口に空気力学的拡散器を取り付ける、 （ｄ）前記ポンプシステムの周期的な音又は他の固有の音を減衰するために、能動的又は受動的な音響減衰器又は共鳴器を使用する、 （ｅ）前記音響開口の前部又は後部に、音響増幅又は濾過用の反作用的な要素（ ヘルムホルツ又はλ／４共鳴器）を配置する、 （ｆ）前記音響開口に音響ホーンを取り付ける、 （ｇ）前記音響開口は、塵及び接触保護用のグリッド又は繊維部品を有する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から３の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項５】 （ａ）前記変調装置は、前記ポンプに組み込まれた又は前記ポンプから切り離された、流体変調用の少なくともバルブ又は他の公知の装置を備える、 （ｂ）前記ポンプ自体又は前記変調装置は、ポンプ周波数の変化、可変ポンプストロークによって、個々のポンプ又は通路のオンオフ、周期、振幅又は変調装置とポンプ又は複数のポンプとの間の位相関係によって、緩衝容積の定在波又はサイレン機構又はそれらの組合せによって流体容積流を変調する、 （ｃ）前記バルブは、振幅、周波数、又は位相制御によって流体容積流を変調し、又は複数のバルブは、個々のバルブの開閉によって前記流体容積流を変調する、 （ｄ）１つの供給方向を有するポンプにおいて、前記流体容積流は、達成されるべき流体容積流の変調のために、前記ポンプの前部及び後部の２つのバルブによって又は前記緩衝容積のそれぞれ外部又は内部への流れの偏向によってガイドされる、 （ｆ）受動的な変調は、全体のポンプシステム又はその部品、又は前記緩衝容積内の流れ又は自然な振動を受ける前記音響開口内の流れに生じる、 （ｇ）前記ポンプシステムの周波数依存機能及び／又は損失又は前記ポンプシステムによる圧縮の非線形性は、制御信号の適切な処理が考慮される、 （ｈ）２つのポンプが殆ど同じ周波数の高周波で作動し、タルティーニ効果により低周波数の有用な音響放射を生成する、 （ｉ）同一又は反対の出力方向の２つまたはそれ以上のポンプシステム又はその部品は、連結に影響を与えて図６の実施例に示されるような変調を達成するために、電気的又は機械的に連結される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から４の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項６】 （ａ）前記センサは、前記ポンプシステム又は前記緩衝容積の前記音響開口に接して又はその中に配置され、圧力、温度、流体容積流、流体容積流の速度、及び／又は前記ポンプの外部への音圧、又は前記流体容積流を特徴づける他の変量、又は前記ポンプシステムの挙動を記録する、 （ｂ）前記ポンプの挙動が分かっており及び／又は前記音響発生器の音響忠実度に関して大きな要求が認められない場合、前記システムはセンサを必要としない、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から５の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項７】 （ａ）前記ポンプシステムは、１つ又は複数の同一又は等級付けされた寸法、種類、ポンプ周波数及びストロークのポンプを有する、 （ｂ）複数の開口又は複数の音響発生器は、一次元、二次元、三次元の音響配列又は末端放射配列又は二極配列を形成し、公知の方法で、振幅、周波数、及び／ 又は位相調整によって任意の所望の指向性を実現できる、 （ｃ）前記ポンプシステム、ポンプ又はその部品は、直列又は並列に接続される、 （ｄ）前記音響発生器は、パイプ内、パイプ周囲、又はパイプ上に配置され、前記パイプの前記開口を通して音響放射が起こる、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から６の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項８】 （ａ）前記ポンプシステムは、制御なしで自給的に機能し、 唯一のエネルギー供給源を有し、自然振動又は他の自動システムによって変調する、 （ｂ）前記ポンプシステムは、制御システム又は調整器を有し、これは音響放射又はセンサ信号による前記ポンプシステム、流体流れ又は緩衝容積の他の物理的変数を制御又は調整変数として考慮に入れる、 （ｃ）空気圧の変動とドリフトエラーを平均化するために、前記緩衝容積は流れ抵抗の大きな開口を有する、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１から７の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 【請求項９】 （ａ）前記音響発生器は、例えば時計、携帯電話、遠隔制御ユニット、ペン、眼鏡、宝石、銀行カード、キーボード、スクリーン、キーリング、玩具、家庭用品、補聴器及び他の小さな物品に組み込まれ、使用されていない又は特別に設計されたデッドスペースが緩衝容積として使用される、 （ｂ）前記音響発生器は、現存するラウドスピーカシステムに組み込まれるか又はその機能を拡張する、 （ｃ）前記音響発生器は、形態又は回転要素に取り付けられる、 （ｄ）前記音響発生器は、吸音技術のルールに従う破壊的な干渉によるキャンセルのために使用される、 という特徴のうちの１つまたはそれ以上を有する請求項１乃至８の少なくとも１ 項に記載の音響発生器。 |
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| 说明书全文 | 【発明の詳細な説明】 【０００１】 （技術分野） 本発明は、吸音により干渉を除去するための、音声及び音楽再生のための、及び音響警報及び情報信号のための音響発生器に関する。 【０００２】 （背景技術） 本技術分野の用途での典型的な解決法は、数多くの特殊なバージョンを有する電気力学的ラウドスピーカである。 この技術の問題点は、特に低周波数領域において、外気の弾性剛性に起因して大きな構造容積が必要なことである。 低域反射型スピーカにおいては、共振弾性低減が達成できるのでエンクロージャの容積を減少できるが、周波数応答と位相応答の悪化のためにコスト高となる。 特に電気力学的ラウドスピーカの携帯可能な配置による欠点は、関連する短いローディングサイクルによる低い能率である。 他の技術的解決法は、アクチュエータとしての気体エネルギーの使用である。 例えば、回転継続器ディスクを有する船のサイレンは、理想的な大きさの遠くまで届く混音の再生に適しているが、単なる繰り返し信号である。 また空気式変調器も存在する。 ここでは圧縮空気流が電気力学的バルブによって変調される。 低い高調波ひずみ率でもって確実に良好な再生を行うためには、変調比率はできる限り小さく、即ち音響的に無効な一定の空気流部分は振動成分に比べてできるだけ大きく保つ必要がある。 これは同じ比率だけ音響効率を低下させる。 約２の係数による更なる損失は、バルブの変調が有用な音を外部の空気に放射するだけでなく、音響出力を後方の空気導管の中にも生成するという事実に起因する。 このようにして作動空気圧の安定性が損なわれ、よって高調波歪み率が悪化する。 【０００３】 本発明の目的は、小さな構造の容積を有し、更に良好で歪みのない増幅応答及び位相応答を有し高能率である吸音、スピーチ、音楽及び音響信号を再生するための音響発生器を提供することである。 【０００４】 （発明の開示） 本発明の主な特徴によれば、公知の空気、ガス又は流体用の精密、微小及び極微小メカニカルポンプは、音響発生器の作動のために使用される。 寸法が小さいので応答時間が非常に短く、従って音響信号と出力加速度ｄｑ／ｄｔ＝ｑ°（ｔ ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，Ｉ Ｄ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ |
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