JP6286158B2 - デュアル電磁アセンブリを有するラウドスピーカシステム - Google Patents

Description

本開示は、一般にラウドスピーカシステムに関し、より詳細には、二つの電磁構造を含むラウドスピーカシステムに関する。

ラウドスピーカは、聴衆にオーディオ出力を提供するために永年用いられてきた。種々の特性の音を表す電気信号は、ラウドスピーカによって、振動板の振動に変換される。振動板のこのような動作は、そばにいる者によって聴き取ることのできる音波を生成する。典型的には、ラウドスピーカの振動板は、コーン型に形成されており、音波は、コーンの開口端が指向している一般的な方向に向かってコーンから発せられる。

ラウドスピーカは、典型的にはボイスコイルを使用している。ボイスコイルは、紙、アルミニウム、又は樹脂等でできた中空のシリンダ又はチューブの周りに巻回されており、永久磁石の磁場内に位置決めされている。また、中空のシリンダ又はチューブは、振動板に接続されている。電流がコイルに流れたとき、中空のシリンダ又はチューブの周りに磁場が生成される。中空のシリンダ又はチューブは、永久磁石の磁場によって、電流の方向に基づき、引きつけられたり、反発されたりする。電流の方向が切り替わると、引きつけ力又は反発力も切り替わる。このようにして、中空のシリンダ又はチューブは、前後に移動し、振動板を前後に動かす。この振動がラウドスピーカによって生成される音を生成するのである。

本開示は、ラウドスピーカシステムである。同ラウドスピーカシステムは、複数のドライバを備える。各ドライバは、前面、後面、及び前記前面と前記後面との双方に対し実質的に直角に延びて通る対称軸を含むとともに、各ドライバは、その前面から実質的に前記対称軸に沿って低周波音波と高周波音波とを放出するように構成されている。前記複数のドライバは、それぞれが第１スピーカと、第２スピーカと、オーディオ信号ドライバとを備える。前記第１スピーカは、第１アコースティカル振動板を支持するように構成された第１円錐台フレーム部と、前記第１アコースティカル振動板に結合された第１ボイスコイルであって、第１の正のオーディオリード線と第２の負のオーディオリード線とを有する前記第１ボイスコイルと、前記第１ボイスコイルを第１磁場内に懸架するように構成された第１磁石アセンブリであって、前記第１アコースティカル振動板に結合された前記第１磁石アセンブリと、を含む。前記第２スピーカは、第２アコースティカル振動板を支持するように構成された第２円錐台フレーム部と、前記第２アコースティカル振動板に結合された第２ボイスコイルであって、第１の正のオーディオリード線と第２の負のオーディオリード線とを有する前記第２ボイスコイルと、前記第２ボイスコイルを第２磁場内に懸架するように構成された第２磁石アセンブリであって、前記第２アコースティカル振動板に結合された前記第２磁石アセンブリと、を含む。前記オーディオ信号ドライバは、前記第１ボイスコイル及び前記第２ボイスコイルのそれぞれと電気的に接続され、前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板が一斉に振動するように前記第１ボイスコイル及び前記第２ボイスコイルが反対側の電極に配線される。本ラウドスピーカシステムは、内部を有する第１支持機構を備える。第１支持機構は、前記複数のドライバのそれぞれの前面が前記内部に向かって指向するとともに、前記複数のドライバのそれぞれの前面から延びる前記対称軸が前記内部の中心に位置する中心点のところ又は近傍にある比較的小さな体積部分に対して交差するように配置された前記複数のドライバを支持するように構成される。リスニングエリアは、前記第１支持機構の内部の外側である。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記第１支持機構は、前記複数のドライバを実質的に球形状に支持するように構成されている。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記第１支持機構は、前記複数のドライバを実質的に半球形状に支持するように構成されている。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、共振を低減するために前記第１支持機構の前記内部に配置された不活性ボールをさらに備える。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記複数のドライバは、それぞれが、低周波と高周波の音波が前記複数のドライバの背面から漏れないように前記背面に配置されたマフラを含む。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、球形状に形成された前記第１支持機構と同心に配置された球形状の第２支持機構をさらに備え、前記第２支持機構は、複数のウーファドライバを支持するように構成されている。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、複数のウーファドライバであって、各ウーファドライバは、前面、後面、及び前記前面と前記後面との双方に対し実質的に直角に延びて通る対称軸を含むとともに、各ウーファドライバは、その前面から実質的に対称軸に沿って低周波音を生成するように構成されている、前記複数のウーファドライバと、球形状に形成された前記第１支持機構と同心に配置された球形状の第２支持機構であって、前記第２支持機構は、前記複数のウーファドライバのそれぞれの前面が前記第１支持機構の内部を指向するとともに前記複数のウーファドライバのそれぞれの前面から延びる対称軸が球形状に形成された前記第１支持機構の内部空間の中心に位置する中心点上またその近傍の比較的小さな体積部分に対して交差するように配置された前記複数のウーファドライバを支持するように構成されている、前記第２支持機構と、をさらに備えている。また、そのようなラウドスピーカシステムにおいて、球形状に形成された前記第１支持機構は、さらに、前記複数のドライバを前記中心点から実質的に等間隔で支持するように構成されており、球形状の前記第２支持機構は、さらに、当該ウーファドライバを前記中心点から実質的に等間隔で支持するように構成されていることが好ましい。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記第１スピーカ及び前記第２スピーカは、前記第１円錐台フレーム部及び前記第２円錐台フレーム部の広角端を互いに対向させて配置されている。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記第１スピーカ及び前記第２スピーカは、前記第１円錐台フレーム部及び前記第２円錐台フレーム部の広角端を互いに対向させて配置されているとともに、前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板の少なくとも一部が接合している。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板は、円錐台形状を有する。また、そのようなラウドスピーカシステムにおいて、前記第１アコースティカル振動板の広角端の周縁が前記第２アコースティカル振動板の広角端の周縁と接合していることが好ましい。
本開示の別の側面は、前記ラウドスピーカシステムにおいて、少なくとも第１アコースティカル振動板のエッジ部は、少なくとも第２アコースティカル振動板のエッジ部と当接しており、かつ少なくとも第２アコースティカル振動板のエッジ部と直接接合しており、前記オーディオ信号ドライバは、前記第１アコースティカル振動板に直接作用する第１振動力を生成するために第１音声コイルに信号を供するものであり、前記第１振動力は、前記第１アコースティカル振動板のエッジ部から当該第１振動力を前記第２アコースティカル振動板のエッジ部に機械的に伝達する前記第１アコースティカル振動板のエッジ部を介して当該第２アコースティカル振動板に伝達されるものであり、前記オーディオ信号ドライバは、前記第２アコースティカル振動板に直接作用する第２振動力を生成するために第２音声コイルに信号を供するものであり、前記第２振動力は、前記第２アコースティカル振動板のエッジ部から当該第２振動力を前記第１アコースティカル振動板のエッジ部に機械的に伝達する前記第２アコースティカル振動板のエッジ部を介して当該第１アコースティカル振動板に伝達されるものである。

本開示の別の側面によれば、ラウドスピーカアセンブリが設けられる。このスピーカアセンブリは、第１スピーカを備えている。第１スピーカは、第１アコースティカル振動板を支持する第１円錐台フレーム部と、前記第１アコースティカル振動板に接合される第１ボイスコイルであって、第１の正リード線と第２の負リード線とを有する前記第１ボイスコイルと、前記第１ボイスコイルを第１磁場内に懸架するように構成された第１磁石アセンブリであって、前記第１円錐台フレーム部に接合された前記第１磁石アセンブリとを備えている。ラウドスピーカアセンブリは、さらに、第２スピーカを備えている。第２スピーカは、第２アコースティカル振動板を支持する第２円錐台フレーム部と、前記第２アコースティカル振動板に接合された第２ボイスコイルであって、第１の正リード線と第２の負リード線とを有する前記第２ボイスコイルと、前記第２ボイスコイルを第２磁場内に懸架するように構成された第２磁石アセンブリであって、前記第２円錐台フレーム部に接合された前記第２磁石アセンブリとを備えている。第１及び第２ボイスコイルのそれぞれに対しオーディオ信号ドライバが電気的に接合されており、第１及び第２ボイスコイルは、第１及び第２アコースティカル振動板が一斉に振動するように反対側の極に配線されている。ある側面において、第１及び第２スピーカは、第１及び第２円錐台フレーム部の広角端をそれぞれ互いに対向させて配置されている。

本開示の上述した、並びに別の側面、特徴、利点は、添付の図面を参照したときに、以下の詳細な説明に照らして、より明確になるであろう。

本開示の種々の実施態様に基づくラウドスピーカドライバの側面図である。

本開示の種々の実施態様に基づく図１のラウドスピーカドライバの破断図である。

本開示の種々の実施態様に基づくラウドスピーカドライバの破断図である。

本開示に基づくスピーカシステムの三次元（３Ｄ）図である。

ドライバの軸線を図示するものである。

ドライバの軸線に沿う第２波の高周波伝播パターンを図示するものである。 ドライバの軸線に沿う第２波の低周波伝播パターンを図示するものである。

本開示の一実施形態に基づく図４に示したスピーカシステムの断面図である。

本開示の別の実施形態に基づくスピーカシステムの断面図である。

本開示に基づくスピーカシステムの別の実施形態の３Ｄ図である。

理解を容易にするため、各図において、共通する同等の要素を示すことが可能な場合には、同一の参照番号が用いられる。作図の目的のため、図面の線図は、単純化されており、必ずしも寸法通りではない。添付の図面は、本開示の実施形態を例示的に図示するものであり、それ自体を、他の同等に効果的な実施形態を許容し得る開示範囲に限定するものと考えるべきではない。これに対応して、ある実施形態の特徴又はステップが他の実施形態に有益に採用し得ることは、さらなる言及がなくても配慮されてきたのである。

本記載は、本開示の原理を指し示すものである。従って、明示的な開示や図示がなくても、当業者が、本開示並びにその精神及び範囲内に含まれる原理を実施した種々の変形を考案することが可能であろうことは、玩味されるであろう。

ここに記載された全ての例示や条件的な言葉は、技術を進展するために本件発明者によって寄与された本開示の原理や概念を理解する上で読者を支援するための教育学的な目的を意図するものであり、そのように詳細に記述された例や条件に限定されることなく解釈されるべきである。

さらに、本開示の原理、側面、及び実施形態を記載している全ての説明は、これらの特定の例示と同様に、構造上及び機能上、均等なものを含むことが意図されている。加えて、そのような均等物は、現在知られている均等物と、これと同様に将来開発される均等物の双方、すなわち、構造如何に拘わらず、同じ機能を奏するあらゆる要素を含むことが意図されている。

図１は、ラウドスピーカドライバ１０の一実施形態の側面図である。本開示の種々の実施態様によれば、ラウドスピーカドライバ１０は、孔１４又は開口を有するフレーム１２を具備している。フレーム１２は、ラウドスピーカドライバ１０の内部構成品、特に音を生成する構成品を囲繞し、保護するので、孔１４は、種々の方向に音波が逃れることを許容する。この場合において、本開示に記載されたラウドスピーカドライバ１０は、全方向スピーカとすることもできる。図示のように、フレーム１２は、例えば、円錐台部のような、二つの対称セクション１３、１５を具備していてもよい。これら二つのセクション１３、１５は、図示のように、バリア２１に沿って、それぞれの広角端１７、１９を互いに臨ませて接合させるように配置されていてもよい。他の実施形態では、フレーム１２は、他のあらゆる好適な形状を含んでいてもよい。また、フレーム１２は、寸法上の制限、及び／又は望まれる周波数特性に基づいて、好適なサイズに構成される。ラウドスピーカドライバ１０は、また、第１磁石アセンブリ１６と第２磁石アセンブリ１８とを含む。各磁石アセンブリ１６及び１８は、磁場を生成するための永久磁石を少なくとも一つ含んでいてもよい。第１及び第２磁石アセンブリ１６及び１８によって生成される磁場は、そのＮ極にＳ極が向かう（引き合う）ように配置されていてもよく、或いは、別の実施形態では、磁場は、そのＮ極とＳ極とが反対向きになる（反発し合う）ように配置されていてもよい。

図２は、図１のラウドスピーカドライバ１０の破断図である。本開示の種々の実施態様によれば、ラウドスピーカドライバ１０は、さらに、振動板２０又は他の形式の膜を具備している。振動板２０は、あらゆる好適な材質を具備していることに着目すべきである。振動板２０は、図示のように、平らで実質的に縦置きにしてもよい。振動板２０は、サスペンション２２によって、フレーム１２に接続されていてもよい。いくつかの実施形態において、サスペンション２２は、省略してもよく、その代わり振動板２０は、直接フレーム１２に接続されていてもよい。サスペンション２２は、種々の実施形態に存在するとき、振動板２０の外縁を囲繞するリングサスペンションであってもよい。サスペンション２２は、振動板２０を適切に保持し、音波を生成する目的のため、振動板２０が振動することを許容する。従来のコーン形状の膜の代わりに、実質的に平らな振動板２０の固有の構成のため、サスペンション２２は、「スパイダ」サスペンション要素のような付加的なサスペンション機構を必要とすることなく、充分に振動板２０を支持し得ることに、着目すべきである。

ラウドスピーカドライバ１０は、また、接続チューブ２４を備えている。接続チューブ２４は、第１磁石アセンブリ１６から第２磁石アセンブリ１８へ延びている。接続チューブ２４は、紙、アルミニウム、樹脂等のような材質で作られていてもよい。いくつかの実施形態では、接続チューブ２４は、中空の端部を含んでいてもよい。このようにして、接続チューブ２４は、各磁石アセンブリ１６、１８からそれぞれ突出するポスト２５、２７によって適切に保持される。接続チューブ２４は、ポスト２５、２７に沿って摺動するように構成されていてもよい。ポストの側部と接続チューブ２４の内側には、中空端にエアポケットが形成されるのを防止するスリットが形成されていてもよい。

接続チューブ２４が、例えば、接続部材、中実のシリンダ部材、ロッド等、他の形状とされてもよいことが玩味されるべきである。

接続チューブ２４は、振動板２０の孔に挿通されている。いくつかの実施形態において、接続チューブ２４の半分が振動板２０の一方の側に位置決めされ、他の半分が他方の側に位置決めされていてもよい。また、接続チューブ２４は、その軸が振動板２０の平面に対して直角になるように構成されていてもよい。加えて、接続チューブ２４は、振動板２０の中心を挿通又は交差していてもよい。接続チューブ２４は、また、振動板２０に対し、交差しているエリアで接合されるように構成されていてもよく、あらゆる好適な種類の接着剤２６によって、交差しているエリアが接着されていてもよい。いくつかの実施形態によれば、接着剤２６は、接続チューブ２４の外側の周囲にリングを形成し得る糊粒、又は他の好適な接着剤であってもよい。

加えて、ラウドスピーカドライバ１０は、第１ボイスコイル２８と第２ボイスコイル３０とを具備している。第１及び第２ボイスコイル２８及び３０は、芯線を被覆する被覆材を備えた電線を具備している。第１ボイスコイル２８は、接続チューブ２４の第１端に巻回され、第２ボイスコイル３０は、接続チューブ２４の第２端に巻回されている。ボイスコイル２８及び３０は、接続チューブ２４に巻回されているだけではなく、磁力によるボイスコイル２８及び３０の移動により接続チューブ２４が逐次動くように、これらは接続チューブ２４に接続されてもいる。

図示のように、ボイスコイル２８及び３０は、同じ方向に巻回されていてもよい。しかしながら、他の実施形態においては、ボイスコイル２８及び３０は、互いに逆向きに巻回されていてもよい。各ボイスコイル２８及び３０の一端は、正（「＋」）のリード線として示されている第１オーディオリード線３２に接合されている。各ボイスコイル２８及び３０の他端は、負（「−」）のリード線として示されている第２オーディオリード線３４に接合されている。第２オーディオリード線３４は、正負のリード線は、黒や赤といったカラーの電線とされていてもよい。図示のように、一方のボイスコイルからのオーディオリード線は、他方のボイスコイルからの特定のオーディオリード線に接続されている。しかしながら、いくつかの実施形態によれば、一方のボイスコイルからのオーディオリード線は、他方のボイスコイルからの別のオーディオリード線に接続されていてもよい。個別のデザインは、第１及び第２磁石アセンブリ１６及び１８の永久磁石によって生成される二つの磁場の極（すなわち、Ｎ極及びＳ極）の指向性に主として依存する。

磁石アセンブリ１６及び１８は、それぞれ接続チューブ２４の終端に対して、一般的な方向に永久磁場を生成するように構成されている、１又は２以上の永久磁石を具備していてもよい。例えば、いくつかの実施形態によれば、永久磁石は、ボイスコイル２８及び３０を囲繞するリング磁石であってもよい。他の実施形態では、永久磁石は、別の形状を含んでいてもよく、接続チューブ２４の軸方向に沿って位置決めされていてもよい。これらの或いは別の構成は、ボイスコイル２８及び３０の中心点に関し、一般的な方向に永久磁場を生成するために用いてもよい。

いくつかの実施形態によれば、ラウドスピーカドライバ１０は、図２に示すように、アコースティカル振動板２０と接続チューブ２４とを単に具備していてもよい。接続チューブ２４は、接続チューブ２４の第１端に近接した第１セクションと、接続チューブ２４の第２端に近接した第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間にある中間セクションとを有していてもよい。ラウドスピーカドライバ１０は、また、第１ボイスコイル２８を含んでいる。この第１ボイスコイル２８は、接続チューブ２４の第１セクションの少なくとも一部に接続されてこれを囲繞している。第１ボイスコイル２８は、第１オーディオリード線と第２オーディオリード線とを有する。ラウドスピーカドライバ１０は、また、第２ボイスコイル３０を含んでいる。この第２ボイスコイル３０は、接続チューブ２４の第２セクションの少なくとも一部に接続されてこれを囲繞している。第２ボイスコイル３０は、第１オーディオリード線と第２オーディオリード線とを有する。ラウドスピーカドライバ１０は、また、第１ボイスコイル２８を第１磁場内に懸架するように構成された第１磁石アセンブリ１６と、第２ボイスコイル３０を第２磁場内に懸架するように構成された第２磁石アセンブリ１８とを含む。接続チューブ２４は、アコースティカル振動板２０と交差し、接続チューブ２４の中間セクションは、アコースティカル振動板２０に接続されている。

付加的な実施形態によれば、上述したラウドスピーカドライバ１０は、さらに、第１磁石アセンブリ１６が第１永久磁石を具備し、第２磁石アセンブリ１８が第２永久磁石を具備するように構成されていてもよい。例えば、第１永久磁石は、第１ボイスコイル２８の周囲に位置決めされたリング磁石であってもよく、第２永久磁石は、第２ボイスコイル３０の周囲に位置決めされたリング磁石であってもよい。第１磁石アセンブリ１６と第２磁石アセンブリ１８は、接続チューブ２４を実質的に軸方向に移動可能に構成されたアラインメント構造を具備していてもよい。例えば、軸方向は、接続チューブ２４の軸方向であると規定されていてもよい。ラウドスピーカドライバ１０は、さらに、第１ボイスコイル２８及び第２ボイスコイル３０が同時に電気信号を受けることによって、これら第１ボイスコイル２８と第２ボイスコイル３０とが協同して力を接続チューブ２４に加え、接続チューブ２４が実質的に軸方向に前後するように構成されるように、規定されていてもよい。

いくつかの実施形態によれば、上述したラウドスピーカドライバ１０は、さらに、アコースティカル振動板２０が静止しているときに実質的に平らであるように規定されている。例えば、アコースティカル振動板２０は、電気信号がラウドスピーカドライバ１０に供給されていないときに静止していてもよい。電気信号（例えばオーディオ信号）を受けたとき、振動板２０は、ラウドスピーカドライバ１０から音波が放射されるように振動することになる。いくつかの実施態様において、アコースティカル振動板２０は、円形状を有していてもよいが、別の実施態様によれば、振動板は、正方形、長方形、又は別の適切な形状であってもよい。

さらに、ラウドスピーカドライバ１０は、また、フレーム１２を具備している。フレーム１２は、第１磁石アセンブリ１６と第２磁石アセンブリ１８とを支持するように構成されていてもよく、これらの間に予め設定された間隔を維持するように構成されていてもよい。また、ラウドスピーカドライバ１０は、アコースティカル振動板２０のエッジをフレーム１２に接続するように構成されたサスペンション２２（例えば、リングサスペンション）を具備していてもよい。サスペンション２２は、対応する振動板２０の形状やエッジ寸法に基づいて、何らかの好適な形状を有していてもよい。また、サスペンション２２の形状は、フレーム１２の内寸法や形状に基づいていてもよい。フレーム１２は、好適には、アコースティカル振動板２０を周囲に露出する少なくとも１つの孔１４を具備している。孔１４は、フレーム１２の内側から、音を聴衆が聞くことのできる周りのエリアに、音を出すことを許容する。

加えて、ラウドスピーカドライバは、さらに、第１ボイスコイル２８の第１オーディオリード線が第２ボイスコイル３０の第１オーディオリード線に接続し、第１ボイスコイル２８の第２オーディオリード線が第２ボイスコイル３０の第２オーディオリード線に接続されるように規定される。この場合において、第１磁場の極は、第２磁場の極と実質的に揃うことになる。従って、第２ボイスコイル３０が引く力を加えている間、第１ボイスコイル２８は、振動板２０を押す力を加えることになる一方、第２ボイスコイル３０が押す力を加えている間、第１ボイスコイル２８は、引く力を加えることになる。この場合の力は、ボイスコイル２８及び３０が対立的に作用することなく、接続チューブ２４を同じ方向に動かす加勢的なものである。

他の実施形態において、第１ボイスコイル２８と第２ボイスコイル３０は、接続チューブ２４の周囲に同一方向に巻回され、第１磁場の極が実質的に第２磁場の極と反対になっていてもよい。換言すれば、Ｎ極が両者とも内側（又は外側）となりＳ極が外側（又は内側）となる。この場合、第１ボイスコイル２８と第２ボイスコイル３０は、接続チューブの周囲に逆向きに巻回されることになる。この構成でもまた、ボイスコイル２８及び３０が対立的に作用せずに接続チューブ２４を同じ方向に動かす加勢的なものとなる。

ここに記載したように二つの電磁構造によって、振動板２０に作用する力は、基本的には二倍になり得る。例えば、何れの電気信号においても、他方のボイスコイルが引く力を（すなわち、フレーム１２の中央から遠ざかるように）接続チューブ２４に加えている間、一方のボイスコイルは、押す力を（すなわち、フレーム１２の中央に向かい）接続チューブ２４に与える。その結果は、振動板２０の迅速な反応であり、迅速な動きである。それは、ラウドスピーカドライバ１０のダイナミックレンジを増加する。振動板が引く力と押す力の双方によって高加速で動くので、振動板は、音を生成する際により効果的に力を伝達する。すなわち、音エネルギーへの電気のパワー変換において、高効率である。また、デュアルで押したり、引いたりするボイスコイルは、ラウドスピーカドライバ１０の高周波数応答および低周波数応答の双方を拡張することが可能となる。

さらにまた、本開示に記載されたラウドスピーカドライバ１０の対称的な側面は、振動板２０のより好適な制御を許容し、それによって、より正確なオーディオ信号の再生をもたらす。振動板に押す力と引く力とを加えることにより、振動板の振動は、より正確に音響電気信号に追従し、従来の装置に比べ、サウンド再生のより高い鮮明度をもたらす。

本開示の教示や原理は、ダイナミックランジを増加したラウドスピーカを達成する種々の実施態様を構成し得る。ある実施形態において、二つの従来スピーカを開口部同士、つまり、振動板と振動板同士で接合し、二つの振動板が一斉に振動するように極を逆向きに配線してもよい。そのような実施形態において、二つの振動板は、一つの信号振動板であるかのように一斉に振動する。そのような実施態様を図３に図示する。

図３を参照して、スピーカアセンブリ１００は、第１及び第２スピーカ１１２−１、１１２−２を含む。第１スピーカ１１２−１は、サスペンション１２２によって、フレーム部１１３に接合されたコーン形状又は円錐台状の振動板１２０−１を有する円錐台フレーム部１１３を含む。第１スピーカ１１２−１は、さらに、上述したような磁石アセンブリ１１６とボイスコイル１２８とを含む。同様に、第２スピーカ１１２−２は、サスペンション１２２によってフレーム部１１５に接合されたコーン形状又は円錐台状の振動板１２０−２を有する円錐台フレーム部１１５と、磁石アセンブリ１１８と、ボイスコイル１３０とを含む。第１及び第２スピーカは、フレーム部１１３、１１５の広角端１１７、１１９がそれぞれ互いに対向し、その状態で振動板１２０−１、１２０−２の少なくとも一部、例えば、部位１２３が互いに接続されるように構成されている。各振動板１２０−１、１２０−２は、コーン形状又は円錐台形状を有するので、部位１２３は、円形であり、従って、振動板１２０−１、１２０−２は、円形に接続される、ということが玩味されるべきである。他の実施形態では、振動板１２０−１、１２０−２は、互いに接触していない。

スピーカアセンブリ１００は、さらに、オーディオ信号ドライバ１５０を含む。オーディオ信号ドライバ１５０は、正の出力部１５２と負の出力部１５４とを含むボイスコイル１２８、１３０を電気的に駆動するためのものである。例示的に、オーディオ信号ドライバは、オーディオアンプ、レシーバ、等、或いは、オーディオ信号を示す電気信号を与える他のあらゆる既知の機器を含む。各ボイスコイル１２８、１３０は、正のオーディオリード線１３２と負のオーディオリード線１３４とを含む。この実施形態において、ボイスコイル１２８、１３２は、二つの振動板が一斉に振動するように、逆向きの極に結線される。例えば、ボイスコイル１２８の正のオーディオリード線１３２−１は、ドライバ１５０の正の出力１５２に接続されている一方、ボイスコイル１３０の正のオーディオリード線１３２−２は、ドライバ１５０の負の出力１５４に接続されている。同様に、ボイスコイル１２８の負のオーディオリード線１３４−１は、ドライバ１５０の負の出力１５４に接続されている一方、ボイスコイル１３０の負のオーディオリード線１３４−２は、ドライバ１５０の正の出力１５２に接続されている。この場合において、第２ボイスコイル１３０が振動板１２０−２に対して引く力を加える間、第１ボイスコイル１２８は、振動板１２０−１に対して押す力を加えることになるとともに、第２ボイスコイル１３０が押す力を加える間、第１ボイスコイル１２８は、引く力を加えることになる。このようにして、二つの振動板１２０−１、１２０−２は、一つの信号振動板であるかのように一斉に振動する。

別の実施形態においては、複数のドライバとドライバ配置方法とを含むウーハレス、ボックスレスラウドスピーカシステムが提供される。この実施形態において、ラウドスピーカシステムは、上述したようなマルチドライバを使用して、低周波が他のツィータドライバの出力によって強化されつつ、等角に配設されたドライバによって、高周波が均等に按配された音波のスペースを生成する。ドライバの配置は、その角度が重要である他は、どこにでも配置することができる。すなわち、配置は、同心状であり、等角配分である。ドライバの構成は、三次元的であり、したがって、結果として生じる形状ないし形態は、立方状、平板状、球状、円筒状、その他の形状となり得る。

図４を参照して、同図には、本開示に基づく三次元（３Ｄ）で見たスピーカシステム２００が図示されている。スピーカシステム２００は、図１〜図３に関連して上述したような複数のドライバ１０を備えており、三次元的な球状の構成に構成されている。

図５Ａを参照して、各ドライバ１０に対して、幾何学的に対称的な仮想軸線２１４がある。各ドライバ１０は、前面、すなわち面２１６と、裏面、すなわち背面２１８とを含む。仮想軸線２１４は、ドライバ１０の裏面２１８から前面２１６を通って両方向に延びている。ドライバの振動板は、軸線２１４に沿って動くので、この軸線は、また、一般的にこの軸２１４に沿ってドライバの前面２１６から伝播する、音波の伝播する方向を示すものでもある。図５Ｂは、ドライバ２１２での軸線２１４に沿う高周波の伝播パターンを図示し、図５Ｃは、ドライバ２１２での軸線２１４に沿う低周波の伝播パターンを図示する。この実施形態では、前に放出される周波と後に放出される周波とが互いに干渉するのを防止するため、シール材又はマフラ２２４がドライバ１０の後部又は背側に付加されている。

マルチドライバ１０を支持するため、種々の支持機構を構成することが可能である。ドライバの前面から延びている対称軸が支持構造の内部（inner volume）の中心に位置する一点のところで交差するように、ドライバ１０は、互いに間隔を隔てて配置されてもよい。いくつかの実施形態では、対称軸は、内部の中心又は中心近傍の比較的少ない体積を通過するものであってもよい。ドライバ１０は、ドライバ１０の各面が指向された方向に向いている内部の周囲に等しく拡がるものであってもよい。ドライバ１０が均等に配設されているとき、それらの対称軸がなす角度は、実質的に等しくてもよい。この構成では、ドライバ１０から生じる音波は、支持構造の中心に向かって内向きに指向する。

図６は、図４に示すスピーカシステム２００の断面図を示す。図６に示すように、各ドライバ１０の軸線２１４が空間２２０の一点に対し、前方に収束するように、ドライバ１０が支持機構２３０上に配置されていてもよい。この実施形態では、ドライバは、収束点２２０から等間隔になっている。全てのドライバが、好適に、原点であり軸線の収束する一つの点を共有しているが、この点に対するドライバの距離は、同一である必要はなく、すなわち、種々のドライバが収束点から異なる距離を隔てて配置されていてもよい。その結果、ドライバの配置は、平板状、筒状、方形状、スパイラル状、又は球状の形状を構成するのにフレキシブルとなる。例えば、ある実施形態では、ドライバが卵形又は突形の形状に配置された構成が提供されるものであってもよい。この実施形態では、ある単一点２２０に対して収束する、各ドライバの軸線２１４の前方への収束を確保しつつ、各ドライバは、他のドライバに対して相対的に異なる角度で配置される。

図６に戻って、ドライバ１０は、各ドライバ１０の対称軸２１４が空間内の単一点２２０に収束するように配置されている。いくつかの実施形態では、ドライバは、単一点２２０から実質的に等距離を隔てて配置されていてもよい。そのような構成では、ドライバ１０から生成される音波が伝播する一般的な線は、共通の点２２０に集約される。共通の点２２０から、ドライバ１０間に形成されるギャップを通して、音波が伝播し続ける。このようにして、音波は、支持機構２３０の内部の外側のエリアに等しく分配され、リスニング空間には、偏るところがない。このような構成を設けることにより、ドライバが聴者に標準を定めているかどうかに拘わらず、ドライバは、聴者に届き得る低周波を強化する。

上述のように構成されたラウドスピーカシステムは、ミッドランジドライバがなく、ウーハドライバがないものからなる。さらに、上述のように構成されたラウドスピーカシステムは、従来のスピーカにおいて共通に採用されているボックス及び／又はエンクロージャのないものからなる。通常のスピーカドライバは、閉じたボックスに装着されるので、そのような構成は、実際上、その特徴的な共振をサウンド素材に与える「ドラム」となる。ドライバ１０は、いくつかの形式の支持機構２３０に組み付けられるが、該構造２３０は、ドライバを支えるのに最小のものであって、スピーカシステムの音質を改変したり、影響したりはしない。ある実施形態では、支持機構２３０は、ワイヤフレームで構成されている。ワイヤフレームは、スピーカシステムによって生成された音には、何等、音色への影響（coloration）を生じることなく、ドライバを支持する。ドライバを配置するために、本開示の教示に基づいて種々の公知の材料から構成される他の支持機構を採用してもよいことが、玩味されるであろう。例えば、支持機構は、ツリー状構造、中空コアを有するハチの巣構造等に構成されてもよい。本開示の原理に基づくスピーカシステムにおいて、ボックスやエンクロージャの共振による音色への影響は、従って完全に除去される。

加えて、共振を低減するために支持機構の内部に不活性マフラ又はバッフルボール２２１を配置してもよい。好ましくは、ボール２２１は、音周波に対して不活性な材料、例えば、石膏、スチレン・フォーム、セメント又はあらゆる音周波に対して共振しない別のあらゆる材料からできたものである。

本開示の原理を採用することにより、数々の利点を達成することができる。
１．本発明のスピーカシステムは、ボール形、コラム、ピラミッド、薄いパネル、卵形等に構成することが可能である。
２．スピーカシステムは、置き場所の制約がない。例えば、図４に示すように、スピーカシステムは、空間内の全方向に、何れの方向にも均等に、音波を放出する三次元球状オブジェクトとして構成されており、従って、全方向指向と呼称される。スピーカシステムに対する聴者の相対的な関係には何等制約がなく、逆も又然りである。
３．スピーカシステムは、聴者の相対的な位置、座っているか、立っているか、動いているか、に拘わらず、同じく聞こえる。
４．スピーカシステムは、ウーハや、ボックスの音色への影響を受けない。
５．スピーカシステムは、コンパクトであり、僅かな設置スペースで足りるから、車のように狭いスペースに設置するのには理想的である。さらなる例において、図４に示したスピーカシステムは、置き台の上に設置することができる。置き台は、比較的小さな設置スペースとすることができ、この置き台の載置部にシステムの設置スペースが設けられる。

理想的なスピーカシステムは、三次元のドライバ集積体であるが、いくつかの実施形態においては、図７に図示したように、集積体の後ろ半分を取り除いて、前半分だけを残してもよい。図７は、半球構成２５０を示す。その結果は、音質、特に低周波数部分、すなわちバス音が、妥協的なものとなる。集積体の後ろ半分が寄与するバス音が、もはや利用できなくなるからである。集積体の前半分が面しているリスニングエリアにおいては、低周波数の強度が低減するので、音の高周波数部分が相対的に強くなりすぎるであろう。これを修正するため、不活性マフラボール２２１がいくつかのドライバ１０の前部に配置され、音の高周波部分の強さを低減するようにしている。音の高周波部分が後ろ側に反射するからである。好ましくは、ボール２２１は、石膏、スチレン・フォーム、セメント、又は何れの音周波に対しても共振することのない別のあらゆる材料のように、音周波に不活性な材料で製造される。

いくつかの実施形態によれば、正面からみたドライバ１０の一般的な形状は、円形又は卵形である。三次元の内部周りにドライバ１０を円形又は卵形に構成することにより、どのようにドライバ１０を近接させていようとも、ドライバ１０間にギャップが形成されることが認識されるべきである。内部に向かって指向する音波の多くは、従って、ギャップを通してドライバ１０の配置の外側にある空間に対して放出され得る。よって、リスニングエリアがラウドスピーカシステムの外側にあるようにすることで、オーディオ信号は、中心点２２０のところ、又はその近傍である単一の原点から発せられるかのような様相となる。

ドライバ１０は、図６の実施形態による単一の原点と対称軸への収束を共有するが、点２２０に対するドライバ１０の距離は、同一である必要はない。つまり、種々のドライバ１０は、収束点２２０から異なる距離に配置されていてもよい。その結果、ドライバ配置は、平面状、円筒状、立方状、螺旋状、球面形状等々、いくつかの実施形態において柔軟なものにすることができる。例えば、ドライバ１０は、卵形又は突出形に配置してもよい。そのような実施形態では、各ドライバの対称軸が共通点に対して交差することを確保しつつ、各ドライバは、他のドライバに対し、異なる角度で配置される。いくつかの実施形態では、対称軸２１４は、ドライバ１０と支持機構の構成の中心に位置する点２２０のところ又は近傍にある、比較的小さな体積部分、細長い部分、又は線分と交差していてもよい。

図４及び図７のスピーカシステム２００及び２５０は、ツイータのみを含み、ミッドランジドライバやウーファドライバを含まない構成であってもよい。さらにまた、スピーカシステム２００及び２５０は、一般に、従来のスピーカシステムに採用されているボックスやエンクロージャなしで構成されていてもよい。従来のスピーカドライバは、上述したように、一般に、音波を直線状に投射するために外部に面している振動板を有する閉じたボックスの表面に通常は装着されている。このため、従来のスピーカボックスは、相当に音質を変えてしまう特徴的な共振を音波に与えるものである。本開示の種々の実施態様によれば、ドライバ１０は、スピーカシステム２００、２５０の音質に、あったとしても殆ど影響しない支持構造に装着される。支持機構は、ドライバ１０を支持するに際し、ボックス又はエンクロージャの共振による音色への影響を低減、或いは完全に消去さえするように、最小限の素材を含んでいてもよい。

ある実施形態において、支持構造は、ワイヤフレームで構成されていてもよい。ワイヤフレームは、スピーカシステムによって生成された音には、何等、影響や音色への影響を生じることなく、ドライバを支持することになる。ドライバを配置するために、本開示の教示に基づいて種々の公知の材料から構成される他の支持機構を採用してもよいことが、玩味されるであろう。例えば、支持機構は、ツリー状構造、中空コアを有するハチの巣構造等に構成されてもよい。

他の実施形態において、ラウドスピーカシステムのバスパフォーマンスを拡張するために、ラウドスピーカシステムは、球状のドライバ周りに球状のウーファドライバが同心に配置されたウーファドライバを採用することになるであろう。図８を参照して、同図には、本開示に基づく実施形態としてのスピーカシステム３００の三次元図が図示される。この実施形態において、ドライバ集積体は、内向き且つ球状構造に構成されるとともに、同じく内向きにされ、且つ低音周波、典型的には４０ヘルツから１Ｋヘルツ以上の低音周波を生成するために公知のように構成されたウーファドライバによって補われている。各球状の集積体は、個別に給電されてもよく、スピーカシステム３００は、２ｗａｙスピーカシステムとして稼働してもよい。

図８において、ツイータ球は、複数のドライバ１０を含んでおり、内側のドライバ球を囲繞する複数のウーファ３０２からなる外側の球内に破線で示されている。内側のツイータ球と外側のウーファ球は、同心であり、空間内の共通の終点を共有する。ウーファドライバ３０２は、内側のドライバ１０に対し、相対的に種々の構成に配置し得ることが玩味されるべきである。例えば、ある実施形態では、ウーファドライバ３０２は、放出される音波をそらせるために、ツイータドライバ１０の真後ろに配置されていてもよい。他の実施形態において、各ウーファドライバ３０２は、対称軸がツイータドライバ１０のギャップを経由して中心を通るように配置されていてもよい。

これまで図示し、記載した種々の特徴は、置換可能であり、ある実施形態に示された特徴は、別の実施形態に含み得るものである。

本開示は、具体的に図示された実施形態を参照して記載されてきたが、これらの実施形態は、単に本開示の原理や応用の図示に過ぎない、と理解されるべきである。従って、添付の特許請求の範囲によって規定された本開示の精神と範囲から逸脱しない範囲で、図示された実施形態に数々の変形を加えることが可能であり、別の構成を考案することが可能である。

Claims (15)

1. ラウドスピーカシステムにおいて、
   複数のドライバであって、各ドライバは、前面、後面、及び前記前面と前記後面との双方に対し実質的に直角に延びて通る対称軸を含むとともに、各ドライバは、その前面から実質的に前記対称軸に沿って低周波音波と高周波音波とを放出するように構成され、かつ前記複数のドライバのそれぞれが、
   第１アコースティカル振動板を支持するように構成された第１円錐台フレーム部と、
   前記第１アコースティカル振動板に結合された第１ボイスコイルであって、第１の正のオーディオリード線と第２の負のオーディオリード線とを有する前記第１ボイスコイルと、
   前記第１ボイスコイルを第１磁場内に懸架するように構成された第１磁石アセンブリであって、前記第１アコースティカル振動板に結合された前記第１磁石アセンブリと、
   を含む第１スピーカと、
   第２アコースティカル振動板を支持するように構成された第２円錐台フレーム部と、
   前記第２アコースティカル振動板に結合された第２ボイスコイルであって、第１の正のオーディオリード線と第２の負のオーディオリード線とを有する前記第２ボイスコイルと、
   前記第２ボイスコイルを第２磁場内に懸架するように構成された第２磁石アセンブリであって、前記第２アコースティカル振動板に結合された前記第２磁石アセンブリと、
   を含む第２スピーカと、
   前記第１ボイスコイル及び前記第２ボイスコイルのそれぞれと電気的に接続されるオーディオ信号ドライバであって、前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板が一斉に振動するように前記第１ボイスコイル及び前記第２ボイスコイルが反対側の電極に配線される前記オーディオ信号ドライバと、
   を備えた前記複数のドライバと、
   内部を有する第１支持機構であって、前記複数のドライバのそれぞれの前面が前記内部に向かって指向するとともに、前記複数のドライバのそれぞれの前面から延びる前記対称軸が前記内部の中心に位置する中心点のところ又は近傍にある比較的小さな体積部分に対して交差するように配置された前記複数のドライバを支持するように構成された前記第１支持機構と
   を備え、
   リスニングエリアは、前記第１支持機構の外側である
   ラウドスピーカシステム。
2. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
   前記第１支持機構は、前記複数のドライバを実質的に球形状に支持するように構成されているラウドスピーカシステム。
3. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
   前記第１支持機構は、前記複数のドライバを実質的に半球形状に支持するように構成されているラウドスピーカシステム。
4. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
   共振を低減するために前記第１支持機構の前記内部に配置された不活性ボールをさらに備えるラウドスピーカシステム。
5. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
   前記複数のドライバは、それぞれが、低周波と高周波の音波が前記複数のドライバの背面から漏れないように前記背面に配置されたマフラを含むラウドスピーカシステム。
6. 請求項２のラウドスピーカシステムにおいて、
   球形状に形成された前記第１支持機構と同心に配置された球形状の第２支持機構をさらに備え、前記第２支持機構は、複数のウーファドライバを支持するように構成されているラウドスピーカシステム。
7. 請求項２のラウドスピーカシステムにおいて、
   複数のウーファドライバであって、各ウーファドライバは、前面、後面、及び前記前面と前記後面との双方に対し実質的に直角に延びて通る対称軸を含むとともに、各ウーファドライバは、その前面から実質的に対称軸に沿って低周波音を生成するように構成されている、前記複数のウーファドライバと、
   球形状に形成された前記第１支持機構と同心に配置された球形状の第２支持機構であって、前記第２支持機構は、前記複数のウーファドライバのそれぞれの前面が前記第１支持機構の内部を指向するとともに前記複数のウーファドライバのそれぞれの前面から延びる対称軸が球形状に形成された前記第１支持機構の内部空間の中心に位置する中心点上またその近傍の比較的小さな体積部分に対して交差するように配置された前記複数のウーファドライバを支持するように構成されている、前記第２支持機構と、
   をさらに備えているラウドスピーカシステム。
8. 請求項７のラウドスピーカシステムにおいて、
   球形状に形成された前記第１支持機構は、さらに、前記複数のドライバを前記中心点から実質的に等間隔で支持するように構成されており、球形状の前記第２支持機構は、さらに、当該ウーファドライバを前記中心点から実質的に等間隔で支持するように構成されているラウドスピーカシステム。
9. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
   前記第１スピーカ及び前記第２スピーカは、前記第１円錐台フレーム部及び前記第２円錐台フレーム部の広角端を互いに対向させて配置されているラウドスピーカシステム。
10. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
    前記第１スピーカ及び前記第２スピーカは、前記第１円錐台フレーム部及び前記第２円錐台フレーム部の広角端を互いに対向させて配置されているとともに、前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板の少なくとも一部が接合しているラウドスピーカシステム。
11. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
    前記第１アコースティカル振動板及び前記第２アコースティカル振動板は、円錐台形状を有するラウドスピーカシステム。
12. 請求項１１のラウドスピーカシステムにおいて、
    前記第１アコースティカル振動板の広角端の周縁が前記第２アコースティカル振動板の広角端の周縁と接合しているラウドスピーカシステム。
13. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
    少なくとも第１アコースティカル振動板のエッジ部は、少なくとも第２アコースティカル振動板のエッジ部と当接しており、かつ少なくとも第２アコースティカル振動板のエッジ部と直接接合しており、
    前記オーディオ信号ドライバは、前記第１アコースティカル振動板に直接作用する第１振動力を生成するために第１音声コイルに信号を供するものであり、
    前記第１振動力は、前記第１アコースティカル振動板のエッジ部から当該第１振動力を前記第２アコースティカル振動板のエッジ部に機械的に伝達する前記第１アコースティカル振動板のエッジ部を介して当該第２アコースティカル振動板に伝達されるものであり、
    前記オーディオ信号ドライバは、前記第２アコースティカル振動板に直接作用する第２振動力を生成するために第２音声コイルに信号を供するものであり、
    前記第２振動力は、前記第２アコースティカル振動板のエッジ部から当該第２振動力を前記第１アコースティカル振動板のエッジ部に機械的に伝達する前記第２アコースティカル振動板のエッジ部を介して当該第１アコースティカル振動板に伝達されるものであるラウドスピーカシステム。
14. 請求項１のラウドスピーカシステムにおいて、
    少なくとも第１アコースティカル振動板のエッジ部は、少なくとも第２アコースティカル振動板のエッジ部と当接しており、かつ各ドライバは、前記第１アコースティカル振動板の前記エッジ部と前記第２アコースティカル振動板の前記エッジ部とを第１円錐台フレーム部と第２円錐台フレーム部とに接続するように構成されたリングサスペンションを含むラウドスピーカシステム。
15. 請求項１４のラウドスピーカシステムにおいて、前記リングサスペンションは、
    第１アコースティカル振動板の前記エッジ部と前記第２アコースティカル振動板の前記エッジ部とを囲繞するラウドスピーカシステム。

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