[发明专利]声学结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于吸收和散射声音的技术。

背景技术

在礼堂、剧院等声学空间中，安置用于散射声音的声学结构从 而去除诸如多次回声之类的声干涉。例如，日本专利申请公开 No.2002-30744公开了一种声学结构，其中形成沿一个方向延伸的空 腔，并且其中布置了多个部件，每个部件都具有开口，该开口使得该 空腔与外部空间连通。一旦声波进入该空腔，则通过多个部件的开口 被再次辐射，从而可以实现声音散射效果。

对于相对小的空间，诸如普通房子的起居室或客厅、会议室或 音乐室，则不仅要求实现合适的声音散射效果，还要实现合适的声音 吸收效果。然而，如果在有限空间内分别提供用于实现声音散射效果 的声学结构以及用于实现声音吸收效果的声学结构，那么各个声学结 构将会占据很大空间。而且，如果使用诸如毛毡之类的多孔声音吸收 材料来制造声学结构，从增强低频带的声音吸收效果的观点来看，声 学结构将会增大其厚度方向上的尺寸并且由此进一步使得有限空间 变窄。

发明内容

根据前述问题，本发明的目的在于提供一种改进的技术，该技 术在避免声学结构的尺寸增大的同时，不仅可以在宽频带上有效地散 射声音而且还可以在宽频带上实现声音吸收效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种声学结构，其包括：共 振腔，具有沿一个方向延伸的中空区域，所述中空区域经由开口部分 与外部空间连通；以及反射面，被布置成靠近所述开口部分并且面对 所述外部空间，其中入射声波从所述外部空间落入所述开口部分并且 落在所述反射面上。当所述反射面响应于入射声波辐射反射波时，所 述共振腔响应于入射声波而发生共振并且经由所述开口部分辐射相 位不同于来自反射面的反射波的相位的反射波。而且，通过将所述开 口部分的声阻抗率除以所述开口部分的介质的特性阻抗计算出的值 的实部几乎为0。

在本发明的共振腔的开口部分靠近反射面定位的声学结构中， 反射面处的反射波和声学结构的开口部分处的反射波相互干涉，并且 开口部分和反射面上的反射波的相位在开口部分和反射面之间的边 界区域中变得彼此不连续，从而引起气体分子的流动并且由此可以实 现声音散射效果。优选的是开口部分相对于反射面不平行。而且，通 过由气体分子的流动引起的能量损耗可以实现声音吸收效果。而且， 通过共振现象，反射波的幅度相互抵消，从而在靠近开口部分的外部 空间中，可以在包括低频带的宽频带范围内实现很强的声音吸收效 果。

在优选实施例中，当反射面辐射响应于入射声波的反射波并且 共振腔辐射基于共振的反射波时，通过将开口部分的声阻抗率除以开 口部分的介质的特性阻抗计算出的值的绝对值小于1。

根据本发明的另一方面，还提供了一种声学结构，其包括：共 振腔，具有沿一个方向延伸的中空区域，所述中空区域经由开口部分 与外部空间连通，并且反射面靠近所述开口部分定位并且面对所述外 部空间，其中，当所述反射面辐射反射波时，所述共振腔响应于所述 入射声波发生共振并且经由所述开口部分辐射相位不同于来自所述 反射面的反射波的相位的反射波。而且，在所述共振腔的中空区域与 所述开口部分之间提供声压均匀分布的气体层，并且所述开口部分中 的介质粒子的运动速度的绝对值大于所述中空区域与所述气体层之 间的边界面上的介质粒子的运动速度的绝对值。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于计算声学结构的设计 条件的程序，所述声学结构包括：共振腔，具有形成在所述共振腔的 内部并且沿一个方向延伸的中空区域，所述中空区域经由开口部分与 外部空间连通；以及反射面，其被布置成靠近所述开口部分并且面对 所述外部空间，所述程序使得计算机以如下方式执行计算所述共振腔 与所述开口部分的设计条件的步骤：在来自所述外部空间的入射声波 落入所述开口部分并落在所述反射面上的情况下，并且在响应于所述 入射声波所述反射面辐射反射波并且所述共振腔通过开口部分辐射 相位不同于来自所述反射面的反射波的相位的反射波的情况下，使得 通过将所述开口部分的声阻抗率除以所述开口部分的介质的特性阻 抗计算出的值的实数部分接近0。