JP2002509666A - 広帯域拡声器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、広帯域の拡声器に関する。この拡声器は、ほぼ点形で発し、その移動可能な構成要素がドーム形状の拡声器前面に固定され、この構成要素は、後部において、ハウジングの中央軸線周りに同軸に配置されるハウジングシェル内に開放する。振動板の後側面の反対に、後壁の形態をとることができる多角形の偏向平面が存在する。ドーム形状の拡声器前面と、拡声器前面に直接的に固定されることができる好ましくはカップ形状の拡声器振動板と共に、ハウジングシェルの内側断面は、好ましくは不規則な多角形として形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 広帯域拡声器 本発明は、請求項１及び８による改良再生特性によって、ほぼ点状源として放 射する広帯域拡声器に関連する。 これと関連して、本発明の概念は、可能な限り小さくかつ球形状の音波を放射 する点源のための理想の場合に向けられている。 一般的に、エンクロージャー内の音響変換器の配置と共に、各拡声器の形状及 び種類は、再生品質に非常に大きな影響を与える特性を有するので、エンクロー ジャーは拡声器の音響特性に大きな影響を与える。エンクロージャーによって発 生する再生の欠陥は、デジタル技術によって補正することが完全には不可能でな いとしても、結果として非常に難しく、この再生欠陥は主に以下の理由による。 １．定常波はエンクロージャー内で展開し、振動板の背側において干渉作用を有 する。 ２．回折振動数範囲及びそれ以下において、音波は拡声器の外縁部において回折 され、好ましくないエンクロージャー形状の場合において振幅の不規則な降下を もたらす。 ３．筒状波は、真っ直ぐなエンクロージャー縁部に沿って形成され、聞こえる角 度に依存するように直接的な音に重ねられ（直接的な音と干渉され）るようにな る。 ４．使用されるエンクロージャー構成及び材料に依存して、異なる強さの材料の 共鳴が展開し、前パネル及び後パネルが振動する。 前述の欠陥の原因に関して、最も好ましくない一般的なエンクロージャー形状 は、シャシーが中央位置内に据えつけられる時に力強い定常波を生み出し、拡声 器の前面の外側縁部において強い筒状波 を生み出す立方体とされる。広く適合される妥協案は、定常波は三つの振動数の 間で分割され、それゆえそれほど顕著ではないので、三つの異なる縁部長さを有 する矩形エンクロージャーである。別の選択は、付加的に据え付けられた音響反 射器である。ピラミッド状のエンクロージャーは、同様な目的を達成する。干渉 の欠陥は、縁部を溝取りすることによって幾分軽減されうる。さらなる手段なし で、球は強い定常波を生み出すが、独国実用新案ＤＥ−ＧＭ７５０２５６８号に おいて示されているように、回折及び重ね合わせによる欠陥は球状のエンクロー ジャーによって最小化される。引用された実用新案における利点は、振動板がエ ンクロージャーに直接的に固定されているということである。しかしながら、図 面に示されているように、エンクロージャーの外縁部に関する振動板の位置は、 球状のエンクロージャーの前面の利点は効果的でないように悪く選択される。 さらなる欠陥が振動板によって生ぜしめられる。 ５．比較的に高い振動数で放射された音波の密度は、「ｆｂ」〔ｆｂ＝Ｃ／（π ・ｄ）；ｆｂ＝密度振動数；Ｃ＝音速；ｄ＝振動板直径〕（式は平面振動板につ いてであるが、円錐形状振動板は原理的にはさらにより著しい集中をもたらす） から始まる。 ６．材料特性（ねじり剛性、内部減衰等）に依存して、部分的な振動の形態の材 料共振（部分的な振動板の変形による干渉する外の音）がいくつかの振動数にお いて起こる。 ７．カップ形状の振動板の場合における振動板サスペンション（揺動運動）。 ８．振動板サスペンション及び仮枠（質量／ばね効果）によって生ぜしめられる 欠陥、この欠陥は、第二のオーダーのフィルタの場合と類似し、比較的に低い振 動数限界における振幅降下という結果を 生じる。 しかしながら、ステレオの再生品質に関する最も重大な欠陥が、非同軸の多チ ャンネルシステムの場合において、音波の異なる伝送時間によって引き起こされ る。伝送時間の欠陥は、振動板が一平面に配置されていても起こる。それゆえ、 二つのマイクロフォンで高品質の三次元録音再生は、不可能であるか、所定位置 で固定されているリスニング部署についてのみ可能である。合成されたステレオ の音及びより大きな音量の他の効果を与えると、反響効果はさらに起こる。 したがって、同軸の拡声器はこれらの欠陥を除去するのに適しているようであ る。コーン／カップ及びコーン／ホーンの組み合わせの形状の同軸の拡声器が公 知である。両方のタイプについて、ソプラノの範囲のための音の出口は、コーン の開口内に位置する。振動板に割り当てられたソプラノ成分に任意の場合におい てすでに同調している振動板は、カップの場合において多く、ホーンの場合にお いて幾分少なくソプラノシステムの音波によって作用される。別の不利な点は、 別の方法で広い角度で放射するカップの音成分が、振動数に依存する角度へコー ンによって集中させられるということである。ホーンの場合において、ホーン体 の内壁における多数の反射は、いくつかの点において干渉させる。実際の原理は 、独国特許ＧＢ第２２５０６５８号からのソプラノ／中間範囲のカップ形状の拡 声器の同軸形状において見出されるが、部分的な振動の抑制に関していかなる情 報も付与しない。これらの前述の欠陥は、いくつかの場合においてかなりの調波 の歪みを生じる。 それゆえ、本発明の目的は、前述された欠陥が著しく避けられた、改良された 再生特性を有する拡声器を付与することである。 本目的は、請求項１及び８の特徴的な特徴によって示されるよう な、本発明による二つの方法によって実現される。以下の従属クレームは、本発 明の主題のさらなる有利な展開に関連し、可能な実施形態を表す。 第一の方法において、ドーム形状の拡声器の前面は、音の圧力波がエンクロー ジャーの外縁部において急激ではなく漸進的に反射されるという利点を付与する 。それにより、振幅−振動数曲線において干渉も不規則性も展開しない。無限バ ッフルにおける状態と長い管の端部における状態との間の伝送領域は、この場合 において滑らかに前進する。音圧は規則的に−６ｄＢへ減少し、音圧は、例えば 、消極的解決方法の場合において、インピーダンスの平準化によって、一つのチ ャンネルにおいて公知の回路によって容易に補償されることができる。音圧は振 動数の関数としてレベルが下げられることを可能とするので、このような回路は 、ｆ_dと等しいカットオフ周波数によって、回折振動数（ｆ_d）以下の音圧降下を 補償する。それにより、振動数応答は線形化され、無限バッフルの振幅−振動数 応答が形成される。 このドームの内側において、軸線方向に放射された音波がエンクロージャーの 後部において直接的にガイドされ、その一方で、放射された音の成分は、円錐形 に配置された偏向面によって偏向面内にガイドされる。そこで、音の成分は、４ ５°の角度で好ましくは配置されかつエンクロージャーの後壁によって形成され ることができる偏向面に衝突する。好ましくは多角形断面を有するこの偏向面は 、音波はエンクロージャーシェルの内壁で数回反射させられるように音波を偏向 させる。音波は、エンクロージャーキャビティ内に位置する減衰材料を数回通過 しなければならない。軸方向の定常波は展開することができない。 エンクロージャーの内側断面は、奇数本の辺を有する多角形であ るので、線分の数に依存して、半径方向の定常波はいくつかの振動数にわたって 分布させられ、半径方向の定常波が減衰材料によって除去される前にすでに大い に弱められる。 極端に安定したエンクロージャーの構造は、極端に低い共振を有し、材料とし て例えばアルミニウム又はプラスチックが使用されるならば、通常の拡声器のフ レームなしで済まし、エンクロージャー内において振動板サスペンション及びド ライバユニットに直接的に固定することを可能とする。 他の方法は、振動板自身内において振動板の放射を改良することからなる。拡 声器の振動板の集中挙動を改良するために、換言すると放射角度を広げるために 、振動板はカップのように形成される。結果として、記述された伝送領域におけ るほとんど完全な放射挙動は、ドーム形状の拡声器前面と組み合わせて実現され る。 もし振動板に多角形断面を付与することによって、カップ形状の振動板が安定 化セグメントに分割されるならば、振動板の部分的な振動が大いに抑制される。 もしさらに非対称的な再分割が選択されるならば、主に反対の位置で起こる振動 場は生成しえない。円形フランジを得るために内側にリム領域を曲げることによ って、さらなる形状の安定性が得られ、振動板を固定するための平面がつくられ る。 二つの領域への振動板の分割及びこれらの領域の互いの弾性的接続は、この目 的のために特殊化された永久弾性接着剤が使用されることができ、さらに放射挙 動を改良し、換言すると集中現象を最小化させ、さらに高い振動数について効率 を改良する。振幅−振動数応答において弾性カップリングが引き起こす不連続性 は、帯域フィルタによって補正されることができる。さらなる環状領域への分割 は、ある程度まで可能である。振動板の揺動運動は、一端又は両端 で支持されかつ好ましくは軽い中空部材を具備する心合わせ（中心）軸によって 妨けられることができる。干渉（減衰及び反射）を引き起こす心合わせスパイダ ーは不要にされることができる。 最後に、ＦＭ（周波数変調）ひずみは、環状領域と中央領域の結合を絶ち、中 央領域に中央領域自身のドライバ及び中央領域自身の振動板サスペンションを付 与することによって、減少させられることができる。中央領域のドライバは、環 状領域のためにドライバの前に空間を有し、中央領域は、ネオジムのカップのよ うな完全なバッフル要素によって表されることができる。環状領域の内側振動板 サスペンションは、このドライバ又は音響変換器へ固定され、同時にエンクロー ジャーに関する完全なシールを保証する。振動板サスペンションの材料特性に依 存して、この手段のみによって十分な心合わせ及び零点規正が可能である。任意 のわずかな位相の不一致は電子的に補正されることができる。付けられたエンク ロージャーは第一の方法に戻るが、例えば、適切な内側形状を有する球形エンク ロージャーとすることができる。 結果として、エンクロージャーが十分なクリアランス（壁にあまり近接しない ）で配置されることを仮定すると、拡声器の基本構造は、適切に録音された音事 象の驚異的に現実的なステレオの再生を可能にする。他の要求の中で十分なダイ ナミックレンジが実用されるならば、音声信号（可聴信号）のアクティブな予処 理について可能であると共に、前もって条件を整えられる。 実例が添付図面を参照してより詳細に説明される。 図１は、円錐形振動板（４）を有する音響変換器（２）がドーム形状前面（６ ）内に据え付けられ、音響変換器（２）はフレーム又はエンクロージャー（１） 内の両方の振動板サスペンション（５）によって固定される広帯域拡声器の長手 方向断面図を略図的に示す 。ドライバユニット（３）はさらにフレーム又はエンクロージャー（１）又は背 壁（９）へ接合されることができる。斜めに配置された偏向平面（９）は背壁（ ９）によって形成されることができる。円錐形状の内側形状は、放射状に放射さ れた音の成分をエンクロージャー（１）の背領域へ偏向させ、同時に音の成分を 以上に記載された除去処理を受けさせる。 図２は、ドライバユニット（３）及び振動板サスペンション（５）と共に直接 的に固定される凸型及び凹型（点線）の音響変換器を示す。この例において、心 合わせ軸（１５）は端部で支持されている。心合わせ軸の支持部（１６）は、よ り詳細には記載されていないが、例えば、弾性の固定ビードとすることもできる 。 図３は、環状領域（１２）及び中央領域（１３）に分割されたカップ形状の振 動板（１０）を示す。弾性ジョイント（１４）による互いの領域の固定が略図的 に示されている。環状領域（１２）は、環状領域を適切に曲げることによって連 結領域内で強固にされなければならない。図３ａはこの領域の拡大詳細図である 。 図４は、別個に駆動される中央領域（１３、１９）を有する装置を示す。内側 振動板サスペンション（１７）によって、環状領域（１３）と第二ドライバ（１ ９）又は巻型（１８）を接合させる。中央領域（１３）は、中央領域自身のサス ペンションを備え、完全に独立した音響変換器を付与することができる。 図５は、三次元で見た拡声器なしのエンクロージャー（１）を示す。この実際 の例において、エンクロージャー及び皿穴の付けられた背壁（９）が示すように 、外側断面は完全に円形であり、その一方で内側空間は多角形である。 図６は、図３の三次元表示である。この図は、図２及び４の例示に適切である 。図６は、もし中央の分岐部分が無視されるならば図 ２に対応し、もしこの分岐部分が振動板のサスペンションとして解釈されるなら ば図４に対応する。同時に、二つの方法の実際の組み合わせが、ドーム形状の拡 声器前面（６）の多角形の外側形状によって示される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月１４日（１９９９．１．１４） 【補正内容】 請求の範囲 １．拡声器の中央軸線（７）周りに同軸に配置されたエンクロージャーシェル （８）へ向けて後方に広がる、ドーム形状拡声器前面（６）が備えられたエンク ロージャー（１）と、 ドライバユニット（３）、振動板（４）及び振動板サスペンション（５）を備 えた音響変換器（２）とを具備し、 前記音響変換器（２）が前記ドーム形状拡声器前面（６）へ固定される拡声器 において、 多角形偏向平面が、前記エンクロージャーの内側において前記振動板（４）の 背側に面し、 前記エンクロージャーシェル（８）の内側断面が多角形であり、前記多角形は 奇数本の辺を有することを特徴とする拡声器。 ２．前記多角形偏向平面（９）は前記エンクロージャー（１）の背壁によって 形成されることを特徴とする請求項１に記載の拡声器。 ３．前記偏向平面（９）と前記拡声器の中央軸との間の角度は好ましくは４５ °であることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡声器。 ４．前記偏向平面（９）は、前記多角形の開角が前記偏向平面に面するように 位置決めされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の拡声器。 ５．前記ドーム形状の拡声器前面（６）の内側形状は、前記振動板（４）の外 側固定フランジから前記エンクロージャーシェル（８）へ後方に向かう円錐形状 が付与されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の拡声器。 ６．前記エンクロージャーシェル（８）は円錐形状であることを 特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の拡声器。 ７．ドライバユニット（３）、振動板（４）及び振動板サスペンション（５） が付与された音響変換器（２）を具備し、 前記振動板がカップ（１０）のように形成される拡声器において、 前記カップ（１０）には多角形底面が付与されていることを特徴とする拡声器 。 ８．前記カップ（４）の前記多角形底面は奇数の辺を有することを特徴とする 請求項７に記載の拡声器。 ９．前記振動板サスペンション（５）は、前記振動板（４）をエンクロージャ ー（１）へ接合することを特徴とする請求項７又は８に記載の拡声器。 １０．前記カップ（１０）は、円形フランジ（１１）を得るようにリム領域内 へ内側に曲げられることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の拡声 器。 １１．前記振動板サスペンション（５）が前記フランジ（１１）へ固定される ことを特徴とする請求項１０に記載の拡声器。 １２．前記カップ（１０）が中央軸（１５）へ接合されることを特徴とする請 求項７〜１１のいずれか一つに記載の拡声器。 １３．前記カップ（１０）は、環状領域（１２）及び中央領域（１３）へ分割 されることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一つに記載の拡声器。 １４．前記環状領域（１２）は、継手要素（１４）によって永久に弾性的に中 央領域（１３）へ接合されることを特徴とする請求項１３に記載の拡声器。 １５．前記ドライバユニット（３）が前記中央領域（１３）に作用することを 特徴とする請求項１３又は１４に記載の拡声器。 １６．前記中央領域（１３）は別のドライバ（１９）を有する独立した音響変 換器（１９）であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の拡声 器。 １７．前記中央領域（１３）のための前記ドライバ（１９）は、前記環状領域 （１２）のためのドライバユニット（３）の前に配置されていることを特徴とす る請求項１６に記載の拡声器。 １８．前記環状領域（１２）は、第二内側振動板サスペンション（１７）によ って、前記巻型及び前記第二ドライバ（１９）へ固定されることを特徴とする請 求項１８に記載の拡声器。 【手続補正書】 【提出日】平成１２年６月９日（２０００．６．９） 【補正内容】 請求の範囲 １．拡声器の中央軸線（７）周りに同軸に配置されたエンクロージャーシェル （８）へ向けて後方に広がる、ドーム形状拡声器前面（６）が備えられたエンク ロージャー（１）と、 ドライバユニット（３）、振動板（４）及び振動板サスペンション（５）を備 えた音響変換器（２）とを具備し、 前記音響変換器（２）が前記ドーム形状拡声器前面（６）へ固定される拡声器 において、 多角形偏向平面が、前記エンクロージャーの内側において前記振動板（４）の 背側に面し、 前記エンクロージャーシェル（８）の内側断面が多角形であり、前記多角形は 奇数本の辺を有することを特徴とする拡声器。 ２．前記多角形偏向平面（９）は前記エンクロージャー（１）の背壁によって 形成されることを特徴とする請求項１に記載の拡声器。 ３．前記偏向平面（９）と前記拡声器の中央軸との間の角度は好ましくは４５ °であることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡声器。 ４．前記偏向平面（９）は、前記多角形の開角が前記偏向平面に面するように 位置決めされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の拡声器。 ５．前記ドーム形状の拡声器前面（６）の内側形状は、前記振動板（４）の外 側固定フランジから前記エンクロージャーシェル（８）へ後方に向かう円錐形状 が付与されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の拡声器。 ６．前記エンクロージャーシェル（８）は円錐形状であることを特徴とする請 求項１〜５のいずれかに記載の拡声器。 ７．ドライバユニット（３）、振動板（４）及び振動板サスペンション（５） が付与された音響変換器（２）を具備し、 前記振動板がカップ（１０）のように形成される拡声器において、 前記カップ（１０）には多角形底面が付与されていることを特徴とする拡声器 。 ８．前記カップ（１０）の前記多角形底面は奇数の辺を有することを特徴とす る請求項７に記載の拡声器。 ９．前記振動板サスペンション（５）は、前記振動板（４）をエンクロージャ ー（１）へ接合することを特徴とする請求項７又は８に記載の拡声器。 １０．前記カップ（１０）は、円形フランジ（１１）を得るようにリム領域内 へ内側に曲げられることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の拡声 器。 １１．前記振動板サスペンション（５）が前記フランジ（１１）へ固定される ことを特徴とする請求項１０に記載の拡声器。 １２．前記カップ（１０）が中央軸（１５）へ接合されることを特徴とする請 求項７〜１１のいずれか一つに記載の拡声器。 １３．前記カップ（１０）は、環状領域（１２）及び中央領域（１３）へ分割 されることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一つに記載の拡声器。 １４．前記環状領域（１２）は、継手要素（１４）によって永久に弾性的に中 央領域（１３）へ接合されることを特徴とする請求項１３に記載の拡声器。 １５．前記ドライバユニット（３）が前記中央領域（１３）に作用することを 特徴とする請求項１３又は１４に記載の拡声器。 １６．前記中央領域（１３）は別のドライバ（１９）を有する独立した音響変 換器（１９）であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の拡声 器。 １７．前記中央領域（１３）のための前記ドライバ（１９）は、前記環状領域 （１２）のためのドライバユニット（３）の前に配置されていることを特徴とす る請求項１６に記載の拡声器。 １８．前記環状領域（１２）は、第二内側振動板サスペンション（１７）によ って、前記巻型及び前記第二ドライバ（１９）へ固定されることを特徴とする請 求項１７に記載の拡声器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＳ，Ｖ Ｎ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンクロージャー（１）と、ドライバユニット（３）と振動板（４）と振 動板サスペンション（５）とを有する音響変換器（２）とを具備する拡声器にお いて、前記音響変換器は、ドーム形状拡声器前面（６）に固定され、前記前面（ ６）は、前記拡声器の中央軸線（７）周りに同軸に配置されたエンクロージャー シェル（８）へ後方に広がり、背壁によって付与されることができる多角形の偏 向平面（９）が、前記エンクロージャーの内側で振動板の背側に面して配置され る拡声器。 ２．前記偏向平面（９）の角度が好ましくは４５°であることを特徴とする請 求項１に記載の拡声器。 ３．前記エンクロージャーシェル（８）の内側断面は多角形であることを特徴 とする請求項２に記載の拡声器。 ４．多角形断面が奇数本の辺を有することを特徴とする請求項３に記載の拡声 器。 ５．前記偏向平面は、前記多角形の頂点（開角）が前記偏向平面に面するよう に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の拡声器。 ６．前振動板（４）の外固定フランジからエンクロージャーシェル（８）への 前記ドーム形状拡声器前面（６）の内側形状の後方への円錐形状によって特徴づ けられることを特徴とする請求項５に記載の拡声器。 ７．前記エンクロージャーシェル（８）は円錐形状であることを特徴とする請 求項１に記載の拡声器。 ８．ドライバユニット（３）と振動板（４）と振動板サスペンション（５）を 有する拡声器であって、前記振動板（４）はカップ（ １０）のような形状であり、前記振動板（４）はドライバユニット（３）と同様 に振動板サスペンション（５）と共にエンクロージャーへ直接的に固定されるこ とができる拡声器。 ９．前記カップ（１０）は多角形底面でつくられることを特徴とする請求項８ に記載の拡声器。 １０．奇数本の辺が選択されることを特徴とする請求項９に記載の拡声器。 １１．前記カップ（１０）は、円形フランジ（１１）を得るためにリム領域に おいて内側に曲げられることを特徴とする請求項１０に記載の拡声器。 １２．前記振動板サスペンション（５）は前記フランジ（１１）へ固定されて いることを特徴とする請求項１１に記載の拡声器。 １３．前記カップ（１０）は環状領域（１２）及び中央領域（１３）へ分割さ れることを特徴とする請求項１２に記載の拡声器。 １４．前記環状領域（１２）は永久的な弾性手段（１４）によって前記中央領 域（１３）へ接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の拡声器。 １５．前記ドライバユニット（３）は前記中央領域（１３）に作用することを 特徴とする請求項１４に記載の拡声器。 １６．前記カップ（１０）は中央軸（１５）へ接合され、前記カップは前記エ ンクロージャー（１）内で支持されていることを特徴とする請求項８に記載の拡 声器。 １７．前記中央領域（１３）は別個のドライバ（１９）を有する独立した音響 変換器であることを特徴とする請求項１３に記載の拡声器。 １８．前記中央領域（１７）のための前記ドライバ（１９）は、前記環状領域 （１２）のための前記ドライバユニット（３）の前に 配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の拡声器。 １９．前記環状領域（１２）は第二内側振動板サスペンション（１７）でドラ イバユニット（３）の巻型（１８）及び第二ドライバ（１９）へ固定されている ことを特徴とする請求項１８に記載の拡声器。