JP4338102B1 - Speaker system - Google Patents

Speaker system Download PDF

Info

Publication number
JP4338102B1
JP4338102B1 JP2008214867A JP2008214867A JP4338102B1 JP 4338102 B1 JP4338102 B1 JP 4338102B1 JP 2008214867 A JP2008214867 A JP 2008214867A JP 2008214867 A JP2008214867 A JP 2008214867A JP 4338102 B1 JP4338102 B1 JP 4338102B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speaker
housing
spherical
sound
speaker unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008214867A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010050863A (en
Inventor
薫 長山
Original Assignee
薫 長山
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 薫 長山 filed Critical 薫 長山
Priority to JP2008214867A priority Critical patent/JP4338102B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4338102B1 publication Critical patent/JP4338102B1/en
Publication of JP2010050863A publication Critical patent/JP2010050863A/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

【課題】擬似呼吸球方式を採る球形スピーカーシステムの「筺体の小型化」と「定在波の減衰を促し、スピーカーユニット間の直接背面波による相互干渉を抑止する」ことにより中・高音域の周波数特性のピークやギャップの改善と音質向上を図り、尚且つ、これに伴う筺体容量の不足による低音域再生能力の低下を効率よく補うことで全周波数帯域に渡る音質向上を図る。
【解決手段】擬似呼吸球方式・全指向性球形スピーカーシステム10のように複数の同等スピーカーユニット13を球形筺体11の表面に均等に配置して同相駆動するスピーカーシステム10に於いて、各スピーカーユニット13から等距離である位置にヘルムホルツ共振による低音域補強を為す音響ポート15の筺体内側開口部16を配置する。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To reduce the size of the mid- and high-frequency range of a spherical speaker system using a pseudo-breathing ball system by "miniaturizing the housing" and "promoting the attenuation of standing waves and suppressing the mutual interference caused by direct back waves between speaker units". It aims to improve the sound quality over the entire frequency band by improving the peak and gap of the frequency characteristics and improving the sound quality, and efficiently compensating for the lowering of the low frequency reproduction capability due to the lack of the housing capacity.
In a speaker system 10 in which a plurality of equivalent speaker units 13 are evenly arranged on the surface of a spherical housing 11 and driven in the same phase as in a pseudo respiratory sphere type omnidirectional spherical speaker system 10, each speaker unit A housing inner side opening 16 of the acoustic port 15 for reinforcing the low frequency range by Helmholtz resonance is disposed at a position equidistant from 13.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、高品位音場再生の為のスピーカーシステムに関する。   The present invention relates to a speaker system for high-quality sound field reproduction.

高品位音場再生とは、コンサートホールやスタジオなどで収録された原音を、あたかも自宅のリビングルームにその奏者を招いたかの如く忠実に再生することであり、奏者の技量や録音現場の音響特性までもが、音の入り口から出口まで全く修飾されない再現性があってこそ、その先の芸術性を語ることが出来ると、本願発明者は考えている。
つまり、スピーカーシステムにあっては、入力された電気信号の全てを忠実に音波に変換して聴取空間に放射する機能に特化すべきであり、即ち、出力指向性周波数特性・出力音圧周波数特性いずれもがフラットなスピーカーシステムこそが、高品位音場再生に供するに相応しい、真に高性能なスピーカーシステムと言える。
High-quality sound field reproduction is to faithfully reproduce the original sound recorded in a concert hall or studio as if the player was invited to the living room at home, and even the skill of the player and the acoustic characteristics of the recording site. However, the present inventor believes that it is possible to talk about the artistry beyond that if there is reproducibility that is not modified from the entrance to the exit of the sound at all.
In other words, speaker systems should specialize in the function of faithfully converting all input electrical signals into sound waves and radiating them into the listening space, that is, output directivity frequency characteristics and output sound pressure frequency characteristics. In any case, a flat speaker system is truly a high performance speaker system suitable for high-quality sound field reproduction.

本願発明者は、既に特願2007−223570号の明細書にて、高品位音場再生には「点音源・全指向性スピーカーシステム」が理想的であるとの旨を述べた。しかし、この「点音源・全指向性スピーカーシステム」は、理論上の理想像に過ぎず、現時点での最も近い実現方法としては、図7(a)に示すように、複数の同等音源を球面上に均等に配置し同相駆動することで「膨張・収縮することによって外部に音圧を放射するゴム毬様の球体(呼吸球)」を模した、「擬似呼吸球方式」が採られる(出力波の近似状態を図7(b)に示す。)。図中、符号2a〜2dは、複数の同等音源としてのスピーカーユニットである。   The present inventor has already stated in the specification of Japanese Patent Application No. 2007-223570 that a “point sound source / omnidirectional speaker system” is ideal for high-quality sound field reproduction. However, this “point sound source / omnidirectional speaker system” is only a theoretical ideal image, and as the closest realization method at present, as shown in FIG. A “pseudo respiratory sphere method” that imitates a “rubber-like sphere that radiates sound pressure to the outside by expanding and contracting (respiratory sphere)” by evenly arranging and driving in phase on the top (output) The approximate state of the wave is shown in FIG. In the figure, reference numerals 2a to 2d denote speaker units as a plurality of equivalent sound sources.

この、「擬似呼吸球方式」の実用化は、既に多くの先達により試みられてきたものであるが、本願発明者が知る限り、いずれもが何らかの課題を残しており、未だ完成の域に達しているとは云い難く、以下にその実例と残された課題を挙げる。   The practical application of the “pseudo respiratory sphere method” has already been attempted by many pioneers, but as far as the inventors of the present application are aware, all of them still have some problems, and have yet to be completed. It is difficult to say, but the following are examples and the remaining issues.

先ず、より簡便な方法として、球形あるいは正12面体や32面体と呼ばれる略球形の筺体表面に複数の同等のスピーカーユニットを配置し同相駆動する「擬似呼吸球方式」の球形スピーカーシステムは、特許文献1や特許文献2や特許文献3など多数あるが、残念ながら、いずれの先達も単に「球形あるいは正12面体や32面体と呼ばれる略球形の筺体表面に複数のスピーカーユニットを配置し同相駆動する」だけでは、特許文献1の段落[0004]の(ロ)に記載され[図3]のグラフに示されている、また、特許文献2の段落[0003]に記載され[図4(A)]のグラフに示されている、更には、特許文献3の段落[0004]に記載され[図5]のグラフに示されているようにフラットな出力指向性周波数特性の実現には至っておらず、複雑な電子(電気)回路を前段に備え入力信号に対処療法的補正を加えることでフラットな出力指向性周波数特性を得ようとしている。   First, as a simpler method, a “pseudo respiratory sphere type” spherical speaker system in which a plurality of equivalent speaker units are arranged on the surface of a spherical or regular spherical body called a regular dodecahedron or 32-hedron and driven in phase is disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 and Patent Literature 3 are many, but unfortunately, all of them are simply "arranged a plurality of speaker units on the surface of a spherical body called a spherical or regular dodecahedron or thirty-hedron to drive in phase." Is described in (b) of paragraph [0004] of Patent Document 1 and shown in the graph of [FIG. 3], and is described in paragraph [0003] of Patent Document 2 [FIG. 4 (A)]. Furthermore, as shown in paragraph [0004] of Patent Document 3 and shown in the graph of [FIG. 5], a flat output directivity frequency characteristic can be realized. And yet it not, is going to get a flat output directional frequency characteristic by adding a complex electronic (electric) circuit Treat correction to the input signal provided to the preceding stage.

一方、特許文献4記載の「直径10cm足らずの正12面体の全ての面(実際には11面)を振動板として各振動板に対応した駆動ユニットでドライブする形態」を実施することで、より「呼吸球」に近いものとして既に市場に発表されているビクターのPulsating Sphereでは、中・高音域に於いては再生指向性周波数特性のフラット化に著しい効果を獲得しており、当出願人は、その主な要因は「筐体を持たないことに拠る」と述べているが、そのために新たに、極めて複雑な構造のスピーカーユニット(当出願人は「電気音響変換器」と称している)の開発を必要としたうえ、その外形の小ささゆえに充分な低音再生能力を得られず、その不足を別途にウーハー(低音域再生専用のスピーカーユニット)を外付けすることで補っている。   On the other hand, by implementing “a configuration in which all the faces of a regular dodecahedron having a diameter of less than 10 cm (actually 11 faces) are driven by a drive unit corresponding to each diaphragm as described in Patent Document 4”, Victor's pulsing sphere, which has already been announced on the market as being close to the “breathing ball”, has achieved a remarkable effect in flattening the reproduction directivity frequency characteristics in the middle and high frequencies. The main factor is that it depends on the fact that it does not have a housing. For this reason, a speaker unit with a very complicated structure is newly created (the applicant refers to it as an “electroacoustic transducer”). In addition, because of its small external shape, sufficient bass reproduction capability cannot be obtained, and a separate woofer (speaker unit dedicated to low range reproduction) is externally attached. It is supplemented with.

これら特許文献1〜4に限らず、球形の筺体表面に複数のスピーカーユニットを均等に配置し同相駆動する「擬似呼吸球方式」を採るスピーカーシステムは、総じて、1)出力特性に大きなピークやギャップが出てしまう、2)高音域では能率が著しく低下する、3)低音域での再生能力不足、と言う問題を抱えることは、当業者の間では良く知られており、現在公表又は市販されているいずれの擬似呼吸球方式・球形スピーカーシステムを視ても、入力信号の電気(電子)的補正を必要とせずスピーカーユニットと筺体のみからなるシンプル且つローコストな構成で高品位音場再生を実現できる球形スピーカーシステムは、本願発明者が知る限りでは見当たらない。   In addition to these Patent Documents 1 to 4, a speaker system that employs a “pseudo respiratory sphere method” in which a plurality of speaker units are evenly arranged on the surface of a spherical housing and driven in the same phase is generally 1) a large peak or gap in output characteristics. It is well known among those skilled in the art that 2) the efficiency is significantly reduced in the high frequency range, and 3) the reproduction capability is insufficient in the low frequency range. High-quality sound field reproduction is realized with a simple and low-cost configuration consisting of only a speaker unit and a housing without requiring electrical (electronic) correction of the input signal, no matter what pseudo-bulb system or spherical speaker system is viewed. A spherical speaker system that can be used is not found as far as the inventors of the present application know.

本願発明者は、前述の「擬似呼吸球方式・球形スピーカーシステムが抱える問題」の内、特に1)・2)に関しては、特願2007−223570号の明細書に記載したようにその一因を「球形筺体内に於いて発生する定在波と各スピーカーユニット同士の相互干渉によるもの」とし、「定在波の減衰を促し、スピーカーユニット間の直接背面波による相互干渉を抑止する手段」として、「球形筺体内の略中心に、球形筺体の内壁面に平行になる面を一つも持たない多面体の剛体を置く」ことで改善をみた。更に、本願発明者の別途解析に拠れば、前述の問題1)・2)は、「擬似呼吸球方式」が目指す「点音源」は理論上音源が一つであるのに対し「擬似呼吸球方式」は複数の音源を持つことに起因しており、その問題解決には、スピーカーシステムの外形をより小さくすることが有効である(実際、この観点から前述の特許文献1〜4を比べると、中・高音域に於いては、外形が他のものより極端に小さい特許文献4の再生指向性周波数特性が格段に優れていることも肯ける)。これ以外の理由、例えば製造コストの点でも、設置の自由度の点でも、擬似呼吸球方式のスピーカーシステムは外形が小さいに越したことはない一方で、低音域に関しては一般に「筺体容量が大きいほど有利である」ことも事実であり、前述の問題1)・2)を改善することは、即ち、3)の「低音域での再生能力不足」と言う問題を増長することとなる。このジレンマに対して、特許文献1〜4の各出願人は前述のような「入力信号補正」や「ウーハーの外付け」と言う対処療法的手段で、その妥協点を求めている。   The inventor of the present application, among the above-mentioned “problems of the pseudo respiratory sphere system / spherical speaker system”, particularly 1) and 2), contributed to the cause as described in the specification of Japanese Patent Application No. 2007-223570. “A standing wave generated in a spherical enclosure and due to mutual interference between speaker units” and “Means to promote attenuation of standing waves and prevent mutual interference due to direct back waves between speaker units” The improvement was seen by placing a polyhedral rigid body that has no surface parallel to the inner wall of the spherical enclosure at the approximate center of the spherical enclosure. Further, according to a separate analysis by the inventor of the present application, the above-mentioned problems 1) and 2) indicate that the “point sound source” aimed by the “pseudo respiratory sphere method” is theoretically one sound source, whereas the “pseudo respiratory sphere” The “system” is caused by having a plurality of sound sources. To solve the problem, it is effective to make the outer shape of the speaker system smaller (in fact, comparing the above-mentioned Patent Documents 1 to 4 from this viewpoint). In the middle and high sound ranges, it can also be confirmed that the reproduction directivity frequency characteristic of Patent Document 4 whose outer shape is extremely smaller than the other is remarkably superior). For other reasons, for example, in terms of manufacturing cost and freedom of installation, the pseudo-breathing ball type speaker system has never been small in size, while the bass is generally “large in volume. It is also a fact that it is “advantageous”, and improving the above-mentioned problems 1) and 2) will increase the problem of “insufficient reproduction capability in the low sound range” in 3). With respect to this dilemma, each of the applicants of Patent Documents 1 to 4 seeks a compromise with coping therapy means such as “input signal correction” and “external woofer” as described above.

一般には、筺体容量に制約がある場合、低音域の性能向上には、位相反転型(バスレフ型)方式と言う方法が採られることが多い。
位相反転型方式とは、使用スピーカーユニットの固有定数と、筺体内容積と、筺体内外を繋ぐバスレフダクトと呼ばれる音響ポートの開口面積と長さとで決まる特定周波数(補強したい低音域)でのヘルムホルツ共振を利用して、スピーカーユニット振動板の背面から筺体内に放射された音波の位相を反転させ、振動板前面からの音波の位相に揃えて、音響ポートを通じて筺体外側開口部より筺体外へ放出することにより、スピーカーユニット振動板前面から放射された音波に相乗させて、使用ユニット本来の低音再生能力を補強する仕組みであり、現代のスピーカーシステムでは非常にポピュラーな方式である。
In general, when the housing capacity is limited, a method called a phase inversion type (bass reflex type) is often adopted to improve the performance in the low sound range.
The phase inversion type is a Helmholtz resonance at a specific frequency (low frequency range to be reinforced) determined by the intrinsic constant of the speaker unit used, the volume inside the housing, and the opening area and length of the acoustic port called the bass reflex duct that connects the inside and outside of the housing. Is used to reverse the phase of sound waves radiated from the back of the speaker unit diaphragm into the enclosure, and align it with the phase of sound waves from the front of the diaphragm, and release it from the outside opening of the enclosure through the acoustic port. This is a mechanism that reinforces the original bass reproduction capability of the unit used by synergizing with the sound waves radiated from the front surface of the speaker unit diaphragm, and is a very popular method in modern speaker systems.

然るに、実際には、この位相反転型方式を採るスピーカーシステムでは、低音の量を増やすことは出来ても、その低音の質は、濁っていたり、しまりがなかったりと、所謂バスレフ臭さを感じられるものが多く、必ずしも高品位な音質とは言い難かった。
特開平9−70092号公報 特開2005−051694号公報 特開平10−341493号公報 特開2006−311349号公報
However, in reality, in the speaker system using this phase inversion type, even if the amount of bass can be increased, the quality of the bass is cloudy or there is no tightness, so-called bass reflex smell is felt. It was hard to say that the sound quality was high quality.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-70092 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-05694 JP-A-10-341493 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-311349

本発明は、高品位音場再生の実現のために、擬似呼吸球方式を採る球形スピーカーシステムの全周波数帯域に渡る音質向上を課題とし、「入力信号の補正」や「ウーハーの外付け」と言う対処療法的手段に頼らずとも、「筺体の小型化」と「筺体内に発生する定在波の減衰を促し、また、スピーカーユニット間の直接背面波による相互干渉を抑止する」ことにより中・高音域の周波数特性のピークやギャップの改善と音質向上を図り、尚且つ、これに伴う筺体容量の不足による低音域再生能力の低下を補い豊かで高品位な低音域再生を可能とすることで、全周波数帯域に渡る音質向上を実現するものである。   The present invention aims to improve the sound quality over the entire frequency band of the spherical speaker system adopting the pseudo respiratory sphere method in order to realize a high-quality sound field reproduction, and includes “input signal correction” and “external woofer”. Even without relying on coping therapy measures, it is possible to reduce the size of the chassis and to promote the attenuation of standing waves generated in the chassis and to suppress the mutual interference caused by the direct back waves between the speaker units.・ Improve the peak and gap of the frequency characteristics in the high frequency range and improve the sound quality, and make it possible to reproduce rich and high-quality low frequency range by compensating for the decrease in the low frequency range reproduction capability due to the lack of the housing capacity. Thus, the sound quality is improved over the entire frequency band.

本発明は、上記課題を解決するために、1つの筺体の表面に前記筺体の内部空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数のスピーカーユニットを備え、前記スピーカーユニットの全てを、前記スピーカーユニットの各々の振動板背面から真後方へ放射される音響エネルギーのベクトルの総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って前記筺体の表面に配置し同相駆動するスピーカーシステムであって、全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置でもある前記点P0に筺体内側開口部(入口)を配置し前記筺体の表面に筺体外側開口部(出口)を配置する筒状の音響ポートを備える。
また、前記筺体が球形または円柱形であっては、前記音響ポートの形状は、前記筺体の内壁面のいずれの面とも平行になる面を1つも持たず且つ前記スピーカーユニットのいずれの振動板背面とも平行になる面を1つも持たない形状とする。
また、前記筺体が円柱形であっては、前記音響ポートは、前記筺体の中心軸上に中心軸に沿って配置する。
更に、前記スピーカーユニットとこのスピーカーユニットと前記音響ポートを挟んで相背対する位置関係にある他の前記スピーカーユニットにおいて、前記音響ポートの筺体内側開口部(入口)の大きさは、前記スピーカーユニットの振動板を真後方に投影した像の大きさ以上とする。
但し、「バックキャビティー」とは、スピーカーユニットが振動板背面からの音波を放射する閉空間のことで、「前記筺体空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数の同等のスピーカーユニット」とは、複数の同等のスピーカーユニットの全てが、同一の筺体内空間中に振動板背面からの音波を放射することを意味する。
また、ここで言う「複数の同等のスピーカーユニット」とは、基本的には同一メーカー且つ同一型式であることを指し、最低共振周波数、実効振動板面積、振動系等価質量、等価Q、能率などのスペックの、量産品としての常識範囲内での特性誤差は許容するものである。これは、即ち、最低共振周波数、実効振動板半径、振動系等価質量、等価Q、能率などのスペックが同等ならば、必ずしも同一メーカー且つ同一形式である必要も無いとの意味も含む。つまり、同一の入力に対し略同一の出力を得るスピーカーユニット群との意味を含むものである。
また、「全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置」とは、厳密に「イコール」ではなく、以後記載する本発明による効果を得られる範囲内(実験より、具体的にはスピーカーユニットからの距離の約10パーセント以内)の誤差偏位は許容するものであり、以降の同様の表記に対しても同じく適用するものである。
また、「筒状」とは、その断面形状を円形に限るものではなく、角形、楕円形、あるいは任意の断面形状を形成する筒状でよい。
In order to solve the above-described problem, the present invention includes a plurality of speaker units sharing the internal space of the casing as a common back cavity on the surface of one casing, and all the speaker units are connected to the speaker unit. A speaker system that is arranged on the surface of the casing and driven in phase with a positional relationship in which there is a point P0 where the sum of vectors of acoustic energy radiated directly from the back of each diaphragm is always zero, A cylindrical shape in which a casing inner opening (inlet) is disposed at the point P0 which is also a position where the distances from the diaphragm centers of all the speaker units are equal, and a casing outer opening (exit) is disposed on the surface of the casing . With acoustic port.
In addition, if the casing is spherical or cylindrical, the shape of the acoustic port does not have any plane parallel to any of the inner wall surfaces of the casing, and any diaphragm back surface of the speaker unit Both have a shape that has no parallel surface.
In addition, when the casing is cylindrical, the acoustic port is disposed on the central axis of the casing along the central axis.
Further, in the speaker unit and another speaker unit having a positional relationship opposite to each other across the speaker unit and the acoustic port, the size of the inner opening (entrance) of the acoustic port is set to It should be larger than the size of the image projected directly behind the diaphragm.
However, "back cavity" refers to that of the closed space speaker unit emits sound waves from the rear diaphragm, "a plurality of similar speaker units sharing an internal space of the housing as a common back cavity "Means that all of a plurality of equivalent speaker units emit sound waves from the back surface of the diaphragm into the same enclosure space.
In addition, "plural equivalent speaker units" here means basically the same manufacturer and the same model, such as minimum resonance frequency, effective diaphragm area, vibration system equivalent mass, equivalent Q, efficiency, etc. The characteristic error within the range of common sense as a mass-produced product is acceptable. This also includes the meaning that the same manufacturer and the same type are not necessarily required if the specifications such as the minimum resonance frequency, effective diaphragm radius, vibration system equivalent mass, equivalent Q, and efficiency are the same. That is, it includes the meaning of a speaker unit group that obtains substantially the same output for the same input.
The “position where the distances from the center of the diaphragms of all the speaker units are equal” is not strictly “equal”, but within the range where the effects of the present invention described below can be obtained (specifically, from experiments) Error tolerance within about 10 percent of the distance from the speaker unit) is allowed, and the same applies to the following similar notations.
Further, the “cylindrical shape” is not limited to a circular cross-sectional shape, but may be a square shape, an elliptical shape, or a cylindrical shape that forms an arbitrary cross-sectional shape.

このように、音響ポート入口を置くべき「各スピーカーユニット振動板中心からの距離が全て等しい点」が少なくとも存在し、且つ、同相駆動する複数の同等のスピーカーユニットの各振動板背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトル(方向と大きさ)の総和が常にゼロとなる点(P0)が存在するためには、全てのスピーカーユニットを同一円周上に均等に配置しその円周の中心から放射方向に向けて取り付けるか、又は、全てのスピーカーユニットを同一球面上に均等に配置しその球の中心から放射方向に向けて取り付けなければならない。尚、ここで言う「中心から放射方向に向けて」とは、円周もしくは球の中心にスピーカーユニットの振動板背面が正対する向きに設置することである。「同一円周上に均等に配置し」とは、n個(nは2以上の整数)のスピーカーユニットをその円周の中心から[360/n]度の角度を以ってその円周上に配置するという意味あり、例えば、スピーカーユニットが3個の場合は、各スピーカーユニットを同一円周上にその円周中心から120度の角度を以って配置することである。更に、この円周は唯一である必要はなく、複数の円周でもそれらの中心全てが唯一の点として重なれば、各円周上にそれぞれ均等に配置すれば良く、この配置は同一球面上の、球の中心を中心とする複数の円周に全てのスピーカーユニットを均等に且つ球の中心から放射方向に向けて設置したものでもある。
また、「同一球面上に均等に配置し」とは、球の表面全体をスピーカーユニットの個数で同じ面積と形に等分割したときの各エリアの重心に各スピーカーユニットを配置することであり、例えば、球の表面上で球の中心を中心とした1つの同一円周上に全てのスピーカーユニットを均等に配置することもこれに当てはまるが、スピーカーユニットの数が4個の場合、球に外接する正4面体の各面の中心となる位置もしくは球に内接する正4面体の各頂点となる位置に、6個の場合は球に外接する正6面体の各面の中心となる位置もしくは球に内接する正8面体の各頂点となる位置に、8個の場合は球に外接する正8面体の各面の中心となる位置もしくは球に内接する正6面体の各頂点となる位置に配置するといった具合に、3次元的に配置することも可能である(この配置は、擬似呼吸球方式・全指向性球形スピーカーシステムの典型的な構成そのものでもある)。
尚、以上のいずれの配置でも、「円周の中心」及び「球の中心」は、即ち、音響ポート入口を置くべき「全てのスピーカーユニット振動板中心からの距離が等しい位置」と一致する。
In this way, there is at least a “point where the distances from the center of each speaker unit diaphragm are all equal” at which the acoustic port entrance should be placed, and directly behind the back of each diaphragm of a plurality of equivalent speaker units that drive in phase. In order for there to be a point (P0) where the sum of the vectors (direction and magnitude) of the radiated acoustic energy is always zero , all speaker units are evenly arranged on the same circumference and the center of the circumference Must be mounted from the center of the sphere in the radial direction, or all speaker units must be evenly arranged on the same spherical surface. Here, “from the center toward the radial direction” means to install the speaker unit so that the rear surface of the speaker unit faces the circumference or the center of the sphere . “ Equally arranged on the same circumference” means that n (n is an integer of 2 or more) speaker units are placed on the circumference at an angle of [360 / n] degrees from the center of the circumference. For example, when there are three speaker units, each speaker unit is arranged on the same circumference at an angle of 120 degrees from the center of the circumference. Furthermore, this circumference does not have to be unique, and even if there are multiple circumferences, if all of their centers overlap as the only point, they can be placed evenly on each circumference, and this arrangement is on the same sphere. In other words, all the speaker units are installed evenly on a plurality of circumferences around the center of the sphere and directed radially from the center of the sphere.
In addition, “equally arrange on the same spherical surface” is to arrange each speaker unit at the center of gravity of each area when the entire surface of the sphere is equally divided into the same area and shape by the number of speaker units. For example, it is also possible to arrange all speaker units equally on the same circumference around the center of the sphere on the surface of the sphere. However, if the number of speaker units is four, the sphere is circumscribed. The position of the center of each surface of the regular tetrahedron or the position of each of the vertices of the regular tetrahedron inscribed in the sphere. Is placed at each vertex of the regular octahedron inscribed in the case, or in the case of eight at the center of each surface of the regular octahedron circumscribed by the sphere or at each vertex of the regular hexahedron inscribed in the sphere It is arranged three-dimensionally, such as It is also possible (this arrangement is also a typical configuration itself of the pseudo breathing sphere system, omnidirectional spherical speaker system).
In any of the above arrangements, “the center of the circumference” and “the center of the sphere” coincide with “the positions where the distances from all the speaker unit diaphragm centers are equal” where the acoustic port entrance is to be placed.

1つの筺体の表面に前記筺体の内部空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数のスピーカーユニットを備え、前記スピーカーユニットの全てを、前記スピーカーユニットの各々の振動板背面から真後方へ放射される音響エネルギーのベクトルの総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って前記筺体の表面に配置し同相駆動するスピーカーシステムであって、全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置でもある前記点P0に筺体内側開口部(入口)を配置し前記筺体の表面に筺体外側開口部(出口)を配置する筒状の音響ポートを備えることにより、既に成熟に域に達していると思われる位相反転型方式による低音域補強を、量的にも最も効率よく、質的にも「バスレフ臭さ」のない良質な補強を可能とし、より高品位な低音域再生を可能とする。
A plurality of speaker units that share the internal space of the casing as a common back cavity are provided on the surface of one casing, and all of the speaker units are radiated directly from the back of each diaphragm of the speaker unit. A speaker system that is arranged on the surface of the housing and has the same phase drive with a positional relationship where a point P0 where the sum of vectors of acoustic energy is always zero exists, and the distances from the diaphragm centers of all the speaker units By providing a cylindrical acoustic port in which the housing inner opening (entrance) is disposed at the point P0 where the positions are equal and the housing outer opening (outlet) is disposed on the surface of the housing , Low-frequency reinforcement by the phase inversion method that seems to have reached the highest quality in terms of quantity and quality without the “bass reflex odor” Possible reinforcement and then, to enable playback more high-quality bass.

更に、低音域に於いては、従来の位相反転型方式のホルムヘルツ共振による低音域補強効果に加えて音響エネルギーの圧縮作用による低音域補強効果が得られ、また、中・高音域に於いては、当該音響ポートを「前記筺体が球形または円柱形であっては、前記音響ポートの形状は、前記筺体の内壁面のいずれの面とも平行になる面を1つも持たず且つ前記スピーカーユニットのいずれの振動板背面とも平行になる面を1つも持たない形状とする」ことや「前記筺体が円柱形であっては、前記音響ポートを前記筺体の中心軸上に中心軸に沿って配置する」ことや「前記スピーカーユニットとこのスピーカーユニットと前記音響ポートを挟んで相背対する位置関係にある他の前記スピーカーユニットにおいて、前記音響ポートの筺体内側開口部(入口)の大きさは、前記スピーカーユニットの振動板を真後方に投影した像の大きさ以上とする」ことで「定在波の減衰を促し、スピーカーユニット間の直接背面波による相互干渉を抑止する」構造物として働き、これにより中・高音域の出力特性のピークやギャップを改善することができ、結果、再生周波数帯域全域に渡る大幅な音質向上を果たす。
Furthermore , in the low frequency range, in addition to the low frequency range reinforcement effect of the conventional phase inversion type Holm Hertz resonance, the low frequency range reinforcement effect by the compression of acoustic energy is obtained, and in the middle and high frequency range, The acoustic port is defined as follows: “If the housing is spherical or cylindrical, the shape of the acoustic port does not have any surface parallel to any of the inner wall surfaces of the housing and any of the speaker units. "If the casing is cylindrical, the acoustic port is arranged along the central axis on the central axis of the casing." Or “in the speaker unit and another speaker unit that is opposite to each other with the speaker unit and the acoustic port interposed therebetween, the inner opening of the acoustic port ( The size of the mouth), the diaphragm of the speaker unit and more than the size of the image projected onto the true rear "encourage attenuation of" standing wave by, suppress mutual interference due to the direct back wave between the speaker unit to "-out work as a structure, which makes it possible to improve the peak and the gap of the output characteristics of the middle and higher frequencies, the result, play a significant improvement in sound quality over the reproduction frequency band throughout.

先ず、低音域に関して、前述の「バスレフ臭」は、その主な原因としては、筺体の剛性不足や音響ポートの寸法の不適切な設定(開口部面積やポート長、共振周波数、取り付け位置など)などが考えられるが、本願発明者は、特に、バスレフダクトに導入する音波波形に着目し、既に成熟に域に達していると思われる位相反転方式の更なる音質向上の可能性を引き出すべく、先ず、「複数の音源から成る音場」を以下のように解析した。   First, regarding the low frequency range, the above-mentioned “bass reflex odor” is mainly caused by insufficient rigidity of the housing or inappropriate setting of the dimensions of the acoustic port (opening area, port length, resonance frequency, mounting position, etc.) However, in particular, the inventor of the present application pays attention to the sound wave waveform introduced into the bass reflex duct, in order to draw out the possibility of further improvement in sound quality of the phase inversion method that seems to have already reached maturity, First, the “sound field consisting of a plurality of sound sources” was analyzed as follows.

図8に於いて、(a)はA・Bの2つの音源から同相且つ同時に正弦波を出力した時の、両音源を結んだ直線に垂直な方向から見た音の拡がりを表した図であり、(b)はA・B・Cの3つの音源を同一円周上に非等間隔に配置し各音源から同相且つ同時に正弦波を出力した時の、円周に囲まれた平面に対して垂直方向から見た音の拡がりを、(c)はA・B・Cの3つの音源を同一円周上に円周の中心Oから120度の角度を以って等間隔(均等)に配置し、各音源から同相且つ同時に正弦波を出力した時の円周に囲まれた平面に対して垂直方向から見た音の拡がりを表した図である。また図9は、図2中の各音源から同相且つ同時に正弦波2周期分を出力した時の、各点P1〜P10に於ける到達波形(各音源からの合成波形)を、時間を追ってグラフに表したものである(但し、空気中伝播による音の減衰は無視する)。ここで、各音源からの出力を正弦波2周期分のみとした理由は、高品位音場再生用スピーカーシステムが取り扱う音楽等のソースの音声信号は、一般的な測定等に使われる定常正弦波とは異なり、周波数、振幅共に常に変化しているものであり、入力に忠実な出力かどうかを判定するには、同じ波形を延々と繰り返す定常波ではなく、過渡的特性といえる1乃至2周期分の入力に対する応答性(再現性)を視ることが重要だからである。   In FIG. 8, (a) is a diagram showing the spread of sound as seen from the direction perpendicular to the straight line connecting both sound sources when sine waves are simultaneously output from the two sound sources A and B. Yes, (b) shows three planes of A, B, and C arranged at non-equal intervals on the same circumference, and the same phase and sine waves are output simultaneously from each source, with respect to the plane surrounded by the circumference. (C) shows three sound sources A, B, and C on the same circumference at equal intervals (equal) at an angle of 120 degrees from the center O of the circumference. It is the figure which expressed the expansion of the sound seen from the perpendicular | vertical direction with respect to the plane enclosed by the circumference when arrange | positioning and outputting the sine wave simultaneously from each sound source. FIG. 9 is a graph showing the arrival waveforms (synthesized waveforms from the sound sources) at the points P1 to P10 over time when the two phases of the sine wave are simultaneously output from the sound sources in FIG. (However, attenuation of sound due to propagation in the air is ignored). Here, the reason why the output from each sound source is only two cycles of the sine wave is that the sound signal of the source such as music handled by the speaker system for high-quality sound field reproduction is a stationary sine wave used for general measurement etc. Unlike frequency, the frequency and amplitude always change, and in order to determine whether the output is faithful to the input, it is not a stationary wave that repeats the same waveform endlessly, but one or two cycles that can be said to be transient characteristics. This is because it is important to look at the responsiveness (reproducibility) to the input.

図8及び図9から、P1、P2、P4、P7の各点では、波形が各音源からの出力に相似且つ大きさが各音源からの出力の総和に等しい合成波形が観測できる。一方、その他のP3、P5、P6、P8、P9、P10の各点では、観測される波形も大きさも、各音源から出力されたものとは異なるものとなる。P1、P2、P4、P7の各点はいずれも全ての音源から等距離となる点であり、よって、複数の音源から同相且つ同時に正弦波を2周期分だけ出力したとき、全ての音源から等距離である点でのみ、各音源からの出力に相似、且つ、大きさが各音源からの出力の総和に等しい合成波形を観測できることが判る。   From FIG. 8 and FIG. 9, at each point of P1, P2, P4, and P7, a composite waveform whose waveform is similar to the output from each sound source and whose magnitude is equal to the sum of the outputs from each sound source can be observed. On the other hand, at other points P3, P5, P6, P8, P9, and P10, the observed waveform and size are different from those output from each sound source. Each point of P1, P2, P4, and P7 is a point that is equidistant from all sound sources. Therefore, when two phases of sine waves are simultaneously output from a plurality of sound sources, all the sound sources, etc. Only in terms of distance, it can be seen that a composite waveform similar to the output from each sound source and having a magnitude equal to the sum of the outputs from each sound source can be observed.

例えば、図8のP3やP5の波形の音を実際に聴取すると、A・B・C各音源から出力された元の音と比べて、「切れが悪い音」や「締まりのない音」に聞こえ、P6、P8、P9、P10の波形は、「歪んだ音」や「違う音」に聞こえる。この、合成波形の変形の度合いは各音源からの距離差に対し音波の波長が長いほど小さくなる。位相反転型方式で扱う低音域では、筺体のサイズに対し波長が充分長いため、各音源からの到達時間のずれに拠る合成波形の変形は非常に小さいものであるが、それでも人間の耳では「音色の違い」や「違和感」として感じるに充分な差である。   For example, when actually listening to the sound of the waveforms of P3 and P5 in FIG. 8, compared to the original sound output from each of the sound sources A, B, and C, the sound is “bad sound” and “untightened sound”. Hearing, the waveforms of P6, P8, P9, and P10 are heard as “distorted sound” or “different sound”. The degree of deformation of the composite waveform is smaller as the wavelength of the sound wave is longer with respect to the distance difference from each sound source. In the low frequency range handled by the phase inversion method, the wavelength is sufficiently long relative to the size of the enclosure, so the deformation of the composite waveform due to the difference in arrival time from each sound source is very small. This difference is sufficient to feel as “difference in tone” and “discomfort”.

この「複数の音源による音場の解析」を、実際のスピーカーシステムに当てはめてみると、前述のとおり、位相反転型という方式が、「スピーカーユニット振動板の背面から筺体内に放射される音波」の位相をバスレフダクトによって反転させることで「スピーカーユニット振動板前面から筺体外空間に放射される音波」に位相を揃えて、バスレフダクト外側開口部より筺体外へ放出することにより、これを「スピーカーユニット振動板前面から放射される音波」に相乗させて、使用ユニット本来の低音再生能力を補強する仕組みである以上、「スピーカーユニット振動板前面から放射された音波の波形」と、「各スピーカーユニット振動板背面から筺体内に放射され、バスレフダクトの筺体内側開口部に到達した音波の合成波の位相を反転した波形」とが一致しなければ、当然、その合成波形、つまり、この位相反転型スピーカーシステム全体としての出力波形は、本来の波形(入力信号)とは異なるものとなってしまい、逆に、両者の波形が一致していれば、最高の効率と質で低音域補強を行うこととなり、より入力に忠実な低音再生、即ち高品位な低音再生を成し得る。   Applying this "analysis of the sound field by multiple sound sources" to an actual speaker system, as described above, the phase inversion method is "the sound wave radiated from the back of the speaker unit diaphragm to the enclosure." By reversing the phase of the sound through the bass reflex duct, the phase is aligned with the “sound wave radiated from the front surface of the speaker unit diaphragm to the outside of the enclosure” and emitted from the outside opening of the bass reflex duct to the outside of the enclosure. Since it is a mechanism that reinforces the original bass reproduction capability of the unit used by synergizing with the sound waves radiated from the front of the unit diaphragm, “the waveform of the sound waves radiated from the front of the speaker unit diaphragm” and “each speaker unit Inverts the phase of the composite wave of sound waves that are radiated from the back of the diaphragm into the enclosure and reach the inside opening of the bass reflex duct. If the waveform does not match, naturally, the combined waveform, that is, the output waveform of the entire phase-inverted speaker system will be different from the original waveform (input signal). If the two waveforms match, the bass region is reinforced with the highest efficiency and quality, and bass reproduction that is more faithful to the input, that is, high-quality bass reproduction can be achieved.

厳密には、スピーカーユニット振動板前面から放射された音波に対し、バスレフダクト外側開口部より放出される音波は、少なくとも各スピーカーユニットからの音波がバスレフダクトの筺体内側開口部に到達するまでに掛かる時間以上の時間的遅れ、即ち位相のずれを生じる為、たとえ「スピーカーユニット振動板前面から放射された音波の波形」と、「スピーカーユニット振動板背面から筺体内に放射され、バスレフダクトの筺体内側開口部に到達した音波の波形」を反転したものの両者が全く相似な波形であっても、その合成波形、即ちスピーカーシステム全体としての出力波形は原型を損なってしまうこととなる。よって、バスレフダクトの筺体内開口部の位置は可能な限り各スピーカーユニットに近い位置にするよう配慮すべきであるが、それでも、「スピーカーユニット振動板前面から放射された音波の波形」と、「各スピーカーユニット振動板背面から筺体内に放射され、バスレフダクトの筺体内側開口部に到達した音波の合成波の位相を反転した波形」の両者が元から異なっている場合に比べれば、この位相反転型スピーカーシステム全体としての出力波形は、より原形(入力波形)に近いものであることは明白である。   Strictly speaking, the sound wave emitted from the bass reflex duct outer opening relative to the sound wave radiated from the front surface of the speaker unit diaphragm is applied at least until the sound wave from each speaker unit reaches the inner opening of the bass reflex duct housing. In order to cause a time lag more than time, that is, a phase shift, even if “the waveform of the sound wave radiated from the front surface of the speaker unit diaphragm” and “the inner surface of the bass reflex duct is radiated from the rear surface of the speaker unit diaphragm. Even if both of the waveforms obtained by inverting the waveform of the sound wave reaching the opening are completely similar to each other, the synthesized waveform, that is, the output waveform of the entire speaker system is damaged. Therefore, the position of the opening of the bass reflex duct must be as close as possible to each speaker unit. However, “the waveform of the sound wave radiated from the front surface of the speaker unit diaphragm” and “ Compared to the case where both of the “waveforms obtained by inverting the phase of the composite wave of the sound waves radiated from the back of each speaker unit diaphragm to the inside opening of the bass reflex duct” are different from the original, this phase inversion It is clear that the output waveform of the whole type speaker system is closer to the original form (input waveform).

以上より、1つの筺体の筺体内空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数の同一のスピーカーユニットを同相駆動するスピーカーシステムにあっては、球形、矩形に限らず如何なる形状の筺体であっても、筺体内の、「各スピーカーユニットから等距離となる点」でのみ、必ず、波形が「各スピーカーユニットから出力された音波の波形」と相似且つ大きさが「各スピーカーユニットからの出力の総和」と等しい音波を得られることになり、本発明では、図1や図2(a)〜(c)で示すように「音響ポート(バスレフダクト)の筺体内側開口部」の位置を「各スピーカーユニットから等距離となる点」に限定して配置することにより、位相反転方式による低音域補強効果を量的にも質的にも最大限に発揮させるものである。   As described above, a speaker system that drives a plurality of identical speaker units that share the internal space of a single chassis as a common back cavity in the same phase can be of any shape, not limited to a spherical shape or a rectangular shape. The waveform is always similar to the “waveform of sound wave output from each speaker unit” and the magnitude is “the sum of the outputs from each speaker unit” only at “points that are equidistant from each speaker unit”. In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2 (a) to 2 (c), the position of the "inner opening of the acoustic port (bass reflex duct)" is set to "each speaker". By arranging only at “points that are equidistant from the unit”, the low-frequency range reinforcing effect by the phase inversion method is maximized in terms of both quantity and quality.

この特徴について、図2を用いて更に詳しく解説する。
(a)は、筺体表面の、ある1つの平面に2個の同等のスピーカーユニットを取り付けたものである。この図では、本発明に係る音響ポートの筺体内側開口部を置くべき点である「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、図中二点鎖線上に無数存在するが、実際には「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、SP1・SP2各スピーカーユニットを結ぶ直線とSP1−SP2の中点で直交するこの二点鎖線を含む平面上に無数存在する。但し、3個以上のスピーカーユニットを1つの平面上に配置する場合は、平面上の同一円周上に配置しなければ「各スピーカーユニットから等距離となる点」は存在せず、その場合「同一平面上の同一円周上に取り付けた各スピーカーユニットから等距離となる点」は、その円周の中心を通りその平面と直交する直線上に無数存在することとなる。
(b)は、筺体表面に円筒曲面の一部を有し、その曲面上に複数(3個)の同等のスピーカーユニットを、円筒曲面の曲率中心Oを中心とする同一円周上に、この円周中心Oから放射方向となる向きに取り付けたものである。この図では、「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、円周中心Oの1点のみであるが、実際には、この円周に囲まれた平面に直交し中心Oを通る直線上に無数存在する。また、この円筒曲面を球面とした場合は、「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、この球面を一部とする球の中心Oの1点のみである。
(c)は、円柱の円形平面を天地とした円柱状筺体の側面となる円筒面上の、円柱中心軸上の1点を中心とした円周上に、複数(3個)の同等のスピーカーユニット(SP1,SP2,SP3)を均等(円周の中心点Oから120度の角度を持って)に配置し、且つ、この円周中心Oから放射方向となる向きに設置したものである。この図中でも、「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、円周中心Oの1点のみであるが、実際には、この円周に囲まれた平面に直交し中心Oを通る直線上、即ち円柱状筺体の中心軸上に無数存在する。尚、この構成を実施するスピーカーシステムとして最も連想し易いものとしては、円柱の2つの円平面を天地とし円筒曲面を側面とする円柱状筺体に於いて、側面上で円柱軸上の1点を中心とする同一円周上に複数の同等のスピーカーユニットを全周均等に配置する、水平方向・全指向性スピーカーシステムがあるが、円柱状に限らず、正多角柱状の筺体全てに適用できる。
更に(c)は、そのまま、球形の筺体に於いて、筺体表面で筺体中心を中心とする同一円周上に複数(3個)の同等のスピーカーユニット(SP1,SP2,SP3)を均等(円周の中心点Oから120度の角度を持って)に配置し、且つ、この円周中心Oから放射方向となる向きに設置したものも表している。この場合でも図中では「各スピーカーユニットから等距離となる点」は、円周中心Oの1点のみであるが、実際には、この円周に囲まれた平面に直交し中心Oを通る直線上に無数存在する。但し、こと球形筺体のように球面を有する筺体に限っては、複数の同等のスピーカーユニットの位置を1つの同一円周上に限定しない場合は、「各スピーカーユニットから等距離となる点」は球の中心Oの唯一1点しか存在し得ない。
This feature will be described in more detail with reference to FIG.
(A) is one in which two equivalent speaker units are attached to a certain plane on the surface of the housing. In this figure, there are innumerable “points that are equidistant from each speaker unit”, which is the point where the housing inner opening of the acoustic port according to the present invention should be placed, “Points that are equidistant from each speaker unit” exist innumerably on a plane that includes the two-dot chain line orthogonal to the straight line connecting the SP1 and SP2 speaker units and the midpoint of SP1 to SP2. However, when three or more speaker units are arranged on one plane, there is no “point that is equidistant from each speaker unit” unless they are arranged on the same circumference on the plane. “Points that are equidistant from each speaker unit mounted on the same circumference on the same plane” are innumerable on a straight line passing through the center of the circumference and orthogonal to the plane.
(B) has a part of a cylindrical curved surface on the surface of the housing, and a plurality (three) of equivalent speaker units are arranged on the curved surface on the same circumference around the center of curvature O of the cylindrical curved surface. It is attached in a direction that is a radial direction from the circumferential center O. In this figure, “a point that is equidistant from each speaker unit” is only one point of the circumference center O, but in reality, it is on a straight line that passes through the center O and is orthogonal to the plane surrounded by the circumference. Innumerable. Further, when this cylindrical curved surface is a spherical surface, “a point that is equidistant from each speaker unit” is only one point of the center O of a sphere that includes this spherical surface as a part.
(C) shows a plurality of (three) equivalent speakers on the circumference centered at one point on the central axis of the cylinder on the cylindrical surface which is the side surface of the cylindrical casing with the circular plane of the cylinder as the top and bottom. The units (SP1, SP2, SP3) are arranged uniformly (with an angle of 120 degrees from the center point O of the circumference), and are installed in a direction that is a radial direction from the center O of the circumference. In this figure, “a point that is equidistant from each speaker unit” is only one point of the circumference center O, but actually, it is on a straight line that passes through the center O and is orthogonal to the plane surrounded by the circumference. In other words, there are countless numbers on the central axis of the cylindrical casing. The speaker system that implements this configuration is most easily associated with a columnar enclosure that has two circular planes of the cylinder as top and bottom and a cylindrical curved surface as a side. There is a horizontal and omnidirectional speaker system in which a plurality of equivalent speaker units are uniformly arranged on the same circumference as the center. However, the present invention is not limited to a columnar shape and can be applied to all regular polygonal columnar casings.
Further, (c) shows that a spherical body has a uniform (circle) multiple (three) equivalent speaker units (SP1, SP2, SP3) on the same circumference centered on the center of the body on the surface of the body. It is also shown that it is arranged at an angle of 120 degrees from the center point O of the circumference and installed in a direction that is a radial direction from the circumference center O. Even in this case, in the figure, “a point that is equidistant from each speaker unit” is only one point of the circumference center O, but actually, the point is perpendicular to the plane surrounded by the circumference and passes through the center O. There are countless numbers on a straight line. However, if the positions of a plurality of equivalent speaker units are not limited to the same circumference, only in a case having a spherical surface such as a spherical case, the “points that are equidistant from each speaker unit” There can be only one point at the center O of the sphere.

以上のように、図2(a)〜(c)の各図で示したいずれのスピーカーシステムであっても、「各スピーカーユニットから等距離となる点」は存在し、其処に「音響ポート(バスレフダクト)の筺体内側開口部」を限定して配置することで、位相反転方式による低音域補強効果を量的にも質的にも最大限に発揮させるものである。但し、「各スピーカーユニットから等距離となる点」が複数存在する場合は、本明細書の段落[0021]の記載を考慮し、音響ポートの筺体内開口部の位置を可能な限り各スピーカーユニットに近い位置にするべきである。   As described above, in any of the speaker systems shown in FIGS. 2A to 2C, there is a “point that is equidistant from each speaker unit”, and there is an “acoustic port ( By restricting the arrangement of the “inner opening of the bass reflex duct)”, the low-frequency range reinforcing effect by the phase inversion method is maximized in terms of both quantity and quality. However, when there are a plurality of “points that are equidistant from each speaker unit”, considering the description in paragraph [0021] of the present specification, the position of the opening of the acoustic port in the housing is set as much as possible to each speaker unit. Should be close to

次に、1つの筺体の筺体内空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数の同等のスピーカーユニットの各振動板背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトル(方向と大きさ)の総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って全ての前記スピーカーユニットを前記筺体表面に配置して同相駆動するスピーカーシステムであって、前記筺体内部で全ての前記スピーカーユニットの振動板からの距離が等しくなる位置でもある前記点P0に筺体内側開口部(入口)を配置し前記筺体表面に筺体内側開口部(出口)を配置する筒状の音響ポートを備えるスピーカーシステムは、本来の位相反転型による低音域補強効果に加えて、以下に示す「更なる低音域補強効果」をもたらす。
Next, the sum of the vectors (direction and size) of acoustic energy radiated from the back of each diaphragm of a plurality of equivalent speaker units that share the internal space of the single chassis as a common back cavity is A speaker system in which all the speaker units are arranged on the surface of the housing with a positional relationship in which a point P0 that is always zero exists, and is driven in the same phase, and from the diaphragms of all the speaker units inside the housing The speaker system having a cylindrical acoustic port in which a housing inner opening (entrance) is disposed at the point P0, which is also a position where the distances of the housings are equal, and a housing inner opening (exit) is disposed on the surface of the housing , In addition to the bass intensifying effect by the phase inversion type, the following “further bass intensifying effect” is brought about.

位相反転方式で利用される低音域の波長は筺体内空間寸法に比して十分大きいため、音は「空気中を伝わる波」と言うよりも、空気が一種の流体である故に「スピーカーユニットの振動板から振幅方向に向かい時間と共に移動する空気密度(気圧)変動」、より解り易く言うと「往復する風」のようなものとみなせる。スピーカーユニットの背面から真後方に放射される低音域の音波の音響エネルギーベクトルをこの「風」に見立てると、「スピーカーユニットの各振動板背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトル(方向と大きさ)の全てが唯一の点でバランスする」とは、図3に表すように「全てのスピーカーユニットから真後方に向かって吹く「風」が筺体内のある1点に向かい、その1点でぶつかり合い、その風の強さと向きがバランスする為に逃げ場を失い、結果、その1点で圧縮される」ことになる。この圧縮作用により、その1点では単に各スピーカーユニットから放射された音の大きさの総和以上のエネルギー密度を得られることとなる。   Since the wavelength of the low frequency range used in the phase inversion method is sufficiently large compared to the internal space dimensions, the sound is not a "wave that travels in the air". It can be regarded as “air density (atmospheric pressure fluctuation) moving from the diaphragm toward the amplitude direction with time”, or “reciprocating wind” more easily. The sound energy vector of the low-frequency sound wave radiated from the back of the speaker unit to the back is considered as “wind”. The sound energy vector radiated from the back of each diaphragm of the speaker unit “All in size” are balanced at a single point ”, as shown in FIG. 3,“ the wind that blows from all the speaker units toward the back is directed to a certain point in the enclosure. They collide with each other and lose their escape to balance the strength and direction of the wind. As a result, they are compressed at that one point. Due to this compression action, at one point, it is possible to obtain an energy density that is equal to or greater than the sum of the loudness of sound emitted from each speaker unit.

前述のように、「各スピーカーユニットの振動板背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトル(方向と大きさ)の総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って全てのスピーカーユニットを筺体表面に配置する」とは、「全てのスピーカーユニットを同一円周上に均等に配置しその円周の中心から放射方向に向けて取り付ける」か、又は、「全てのスピーカーユニットを同一球面上に均等に配置しその球の中心から放射方向に向けて取り付ける」ことであり、この時の円周の中心及び球の中心が「各スピーカーユニットの振動板背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトル(方向と大きさ)の総和が常にゼロとなる点P0」であり、音響ポートの筺体内側開口部を置くべき「全ての前記スピーカーユニットの振動板からの距離が等しくなる位置」である。つまり、前述の圧縮作用により密度を高められた音響エネルギーを、その直近に置く音響ポート開口部に取り込むことは、通常の位相反転方式以上の低音補強効果をもたらす。更に、この構成では、音響ポート筺体内側開口部から各スピーカーユニットまでの距離は最短となり、空気中伝播による音響エネルギーロスや本明細書の段落[0021]の記載を考慮する上でも有利である。
As described above, “all the point relationships where the sum of the vectors (direction and magnitude) of the acoustic energy radiated from the back of the diaphragm of each speaker unit to the back is always zero are present . “Speaker units are arranged on the housing surface” means “all speaker units are evenly arranged on the same circumference and attached in the radial direction from the center of the circumference” or “all speaker units are placed The center of the circumference and the center of the sphere at this time are radiated from the back of the diaphragm of each speaker unit to the back. Point P0 where the sum of acoustic energy vectors (direction and magnitude) is always zero , and the acoustic port housing inner opening should be placed “of all the speaker units This is the “position where the distance from the diaphragm becomes equal”. That is, taking in the acoustic energy whose density has been increased by the compression action described above into the acoustic port opening placed in the immediate vicinity of the acoustic energy brings about a bass reinforcement effect that is higher than that of the normal phase inversion method. Furthermore, with this configuration, the distance from the inner opening of the acoustic port housing to each speaker unit is the shortest, which is advantageous in consideration of acoustic energy loss due to propagation in air and the description in paragraph [0021] of the present specification.

この特徴を実施したスピーカーシステムとしては、図2(c)で表した円柱形及び球形のスピーカーシステムの中でも特に、円柱状筺体ではスピーカーユニットを設置した同一円周の中心の1点に、また、球形筺体では球の中心の1点に音響ポートの筺体内側開口部を置くものである。特に、図1で表すようにスピーカーユニットを球形筺体表面に3次元的に均等に配置する構成(擬似呼吸球方式・全指向性球形スピーカーシステムの典型的な構成)では、球形筺体内の中心に集約する音響エネルギーのベクトルは3次元方向のいずれにも逃げ場がなく、音響ポートの筺体内側開口部での圧縮作用を最も期待できることから、本発明を実施するための最良の形態といえる。   As a speaker system that implements this feature, in the cylindrical and spherical speaker systems shown in FIG. 2 (c), in particular, in the cylindrical casing, at one point in the center of the same circumference where the speaker unit is installed, In the spherical housing, the opening inside the housing of the acoustic port is placed at one point in the center of the sphere. In particular, as shown in FIG. 1, in the configuration in which the speaker units are uniformly arranged three-dimensionally on the surface of the spherical housing (a typical configuration of the pseudo respiratory sphere method / omnidirectional spherical speaker system), the speaker unit is located at the center of the spherical housing. The aggregated acoustic energy vectors have no escape in any of the three-dimensional directions, and can be said to be the best mode for carrying out the present invention since the compression action at the opening inside the housing of the acoustic port can be most expected.

ここまでは、本発明が低音域の音質向上に寄与する効果について述べてきたが、本発明の特徴を実施することにより、円柱形筺体の中心軸と重なるように設置された音響ポートや球形筺体の中心に筺体内側開口部を置く音響ポートは、そのスピーカーユニットが高音域にまで至る再生範囲を受け持つ(フルレンジスピーカーとして使用される)場合には、音波が中・高音域に於いては障害物により反射する光のような性質を持つことから、以下に示すように、中・高音域周波数帯域に於いても音質向上効果をもたらす。   Up to this point, the effect of the present invention contributing to the improvement of the sound quality in the low frequency range has been described, but by implementing the features of the present invention, an acoustic port or a spherical enclosure installed so as to overlap the central axis of the cylindrical enclosure. An acoustic port with a housing inner opening at the center of the horn is an obstacle in the middle and high sound range when the speaker unit is responsible for the reproduction range up to the high sound range (used as a full range speaker) Therefore, as shown below, the sound quality is improved even in the middle and high frequency ranges.

先ず、一般に、スピーカーシステムの筺体内で発生する「定在波」は、広帯域に渡ってその再生音質に多大なる悪影響を及ぼす。図4(a)に表すように、円柱形の筺体内に於いては円柱の中心軸に向かい集約・発散を繰り返す同心円状の定在波を、球形の筺体内に於いては球の中心に向かい集約・発散を繰り返す球面波状の定在波を発生するが、これは、円柱や球の内壁面が、円柱軸や球の中心を挟んで対峙する「微細な平行面の対」の集まりであることに由来する。理論上、筺体内壁による反射波のうち波長が筺体内空間直径の約数となる周波数(複数存在する)の音波が、「微細な平行面の対」の間を往復し続ける(発振する)ことで発生する定在波は、この「微細な平行面の対」の全てを遮る位置に平行を崩す形状の障害物を置くことでその発生を阻止できる。   First, in general, a “standing wave” generated in the speaker system housing has a great adverse effect on the reproduced sound quality over a wide band. As shown in FIG. 4 (a), in a cylindrical enclosure, a concentric standing wave that repeats aggregation and divergence toward the central axis of the cylinder, and in a spherical enclosure, at the center of the sphere. A spherical wave standing wave that repeats aggregation and divergence in the opposite direction is generated. This is a collection of "fine parallel plane pairs" in which the inner wall of a cylinder or sphere faces each other across the cylinder axis or the center of the sphere. It comes from something. Theoretically, of the reflected waves from the enclosure wall, the sound wave with a frequency (multiple) whose wavelength is a divisor of the enclosure space diameter continues to reciprocate (oscillate) between "a pair of fine parallel planes". The standing wave generated in can be prevented by placing an obstacle having a shape that breaks parallelism at a position that blocks all of the “fine parallel plane pairs”.

具体的には、円柱形の筺体の場合は、その中心軸の位置に中心軸と同じ向きに、三角柱等のなるべく側面数の少ない多角柱(円柱状は不可)の剛体を置くことで、定在波の発生を阻止できるが、本発明では、この「多角柱の剛体」の役割を音響ポートが果たす。
この場合、音響ポートは、図4(b)に表すように円柱形筺体の中心軸に集約する定在波を乱反射してその減衰・消滅を促す。また、この構成は、円柱形筺体に限らず、側壁面数が偶数である略円柱(少なくとも側壁面が6つ以上の正多角柱)形の筺体に於いても同じ効果を得ることが出来る。
尚、円柱形筺体に於いては音響ポートの外形が「円柱状は不可」である理由は、円柱形筺体と円柱状音響ポートの組み合わせでは、音響ポートの外側面と筺体の側壁内面との間に再び「微細な平行面の対」を無数に形成することとなってしまい、その間で新たな定在波が発生してしまうからである。同様に、側壁面数が偶数である略円柱形筺体の場合も、音響ポート外側面と筺体の側壁内面との間で平行な面が存在しないように、音響ポートの側面の向きや形状に留意する必要がある。また、音響ポートの長さが円柱形筺体の高さに対して短い場合は、音響ポートを延長する形で多角柱の剛体をダミーとして設置することも必要である。更に、略円柱形筺体の場合は、音響ポートの外形を、音響ポートの投影幅が正対し合う筺体側壁面の間で各側壁面の幅(天地面の正多角形の1辺の長さ)以上になるようにすることが、より効果的である。
Specifically, in the case of a cylindrical housing, a rigid body such as a triangular prism or the like that has as few sides as possible is placed in the same direction as the central axis. Although the occurrence of standing waves can be prevented, in the present invention, the acoustic port plays the role of this “polygonal column rigid body”.
In this case, as shown in FIG. 4B, the acoustic port diffuses and reflects the standing wave collected on the central axis of the cylindrical casing to promote attenuation and extinction thereof. In addition, this configuration is not limited to a cylindrical casing, and the same effect can be obtained even in a substantially cylindrical (a regular polygonal column having at least six side walls) having an even number of side wall surfaces.
In addition, the external shape of the acoustic port in a cylindrical casing is “cannot be cylindrical” because the combination of the cylindrical casing and the cylindrical acoustic port is between the outer surface of the acoustic port and the inner wall of the casing. This is because an infinite number of “fine pairs of parallel surfaces” are formed again, and a new standing wave is generated between them. Similarly, in the case of a substantially cylindrical housing having an even number of side wall surfaces, pay attention to the orientation and shape of the side surface of the acoustic port so that there is no parallel surface between the outer surface of the acoustic port and the inner surface of the side wall of the housing. There is a need to. In addition, when the length of the acoustic port is short with respect to the height of the cylindrical casing, it is necessary to install a rigid body of a polygonal column as a dummy so as to extend the acoustic port. Furthermore, in the case of a substantially cylindrical housing, the external shape of the acoustic port is determined by the width of each side wall surface between the housing side wall surfaces where the projected widths of the acoustic ports face each other (the length of one side of the regular polygon on the ceiling). It is more effective to make the above.

次に、球形の筺体の場合は、具体的には、球の中心に4面体等のなるべく面数の少ない多面体(球形状は不可)の剛体を置くことで、定在波の発生を阻止できるが、本発明では、この「多面体の剛体」の役割を音響ポートが果たす。
球形筺体に於いては、音響ポート筺体内側開口部付近の外形が無理に4面体ではなく、図4(c)に表すように円筒端のままでも球形筺体の中心に集約する定在波を乱反射してその減衰・消滅を促し、球形筺体に於ける「定在波の発生を阻止する剛体」としての効果を発揮する。また、この構成は、球形に限らず、正12面体や32面体などの略球形の筺体に於いても同じ効果を得ることが出来る。
尚、球形筺体に於いては音響ポート筺体内側開口部付近の外形が「球形状は不可」である理由も、球形筺体と筺体内側開口端部の外形が球形である音響ポートの組み合わせでは、音響ポートの筺体内側開口端部と筺体内壁との間に再び「微細な平行面の対」を無数に形成することとなってしまい、その間で新たな定在波が発生してしまうからである。同様に、略球形筺体の場合も、音響ポート筺体内側開口端部と筺体内壁面との間で平行な面が存在しないように、音響ポート筺体内側開口端部の向きや形状に留意する必要がある。また、略球形筺体の場合は、音響ボート筺体内側開口部の外形を、音響ポート筺体内側開口部の投影像が正対し合う筺体内壁面の間で各内壁面の大きさ以上になるようにすることが、より効果的である。
Next, in the case of a spherical housing, specifically, the occurrence of standing waves can be prevented by placing a polyhedron with as few faces as possible (such as a spherical shape) such as a tetrahedron at the center of the sphere. In the present invention, however, the acoustic port plays the role of the “polyhedral rigid body”.
In the spherical housing, the external shape of the acoustic port housing inside the vicinity of the opening inside the acoustic port housing is not a tetrahedron, and as shown in FIG. As a result, the damping and extinction are promoted, and the effect as a “rigid body that prevents the generation of standing waves” in the spherical body is exhibited. Further, this configuration is not limited to a spherical shape, and the same effect can be obtained even in a substantially spherical casing such as a regular dodecahedron or a thirty-two-hedron.
In addition, the reason why the outer shape in the vicinity of the inner opening of the acoustic port housing in the spherical housing is “cannot be spherical” is that the combination of the spherical housing and the acoustic port in which the outer shape of the inner opening end of the housing is spherical This is because an infinite number of “fine parallel plane pairs” are again formed between the inner opening end of the port and the inner wall of the port, and a new standing wave is generated between them. Similarly, in the case of a substantially spherical housing, it is necessary to pay attention to the direction and shape of the acoustic port housing inner opening end so that there is no parallel surface between the acoustic port housing inner opening end and the housing wall surface. is there. In the case of a substantially spherical housing, the outer shape of the inner opening of the acoustic boat housing is set to be equal to or larger than the size of each inner wall surface between the inner wall surfaces of the acoustic port housing inner opening facing each other. Is more effective.

次に、一般に、複数の同等のスピーカーユニットを同一筺体に収める場合、スピーカーユニット同士の「相互干渉」にも留意する必要がある。元々、全く同一な仕様の振動板が近くに存在する場合、両者は共振を起こしやすいが、特に図5(a)に表すように、相背対する(振動板背面同士を正対する)振動板同士では各スピーカーユニットの振動板背面から真後方に放射された直接背面波は、相背対するスピーカーユニットにダイレクトに到達し、その振動板を強制的に振動させるため、再生音質に悪影響を及ぼす。この「相背対するスピーカーユニット同士の相互干渉」を防ぐには、各スピーカーユニットの振動板背面から真後方に放射された直接背面波が相背対するスピーカーユニットにダイレクトに到達する経路を遮る障害物を置くことが有効である。   Next, in general, when a plurality of equivalent speaker units are housed in the same housing, it is necessary to pay attention to “mutual interference” between the speaker units. Originally, when diaphragms having exactly the same specifications are present in the vicinity, they are likely to resonate. In particular, as shown in FIG. Then, the direct back wave radiated directly from the back of the diaphragm of each speaker unit directly reaches the opposite speaker unit and forcibly vibrates the diaphragm, which adversely affects the reproduced sound quality. In order to prevent this “interference between opposing speaker units”, an obstacle that blocks the direct path from the back of the diaphragm of each speaker unit directly reaching the opposing speaker unit. It is effective to put

これに対し、「円柱形筺体の中心軸の位置に中心軸と同じ向きに音響ポートを置く」ことや「球形筺体の中心に音響ポート筺体内側開口部を置く」ことは、図5(b),(c)に表すように、音響ポートを形成する構造物が各スピーカーユニットの振動板背面から真後方に放射された直接背面波が相背対するスピーカーユニットにダイレクトに到達する経路を遮る障害物としての役割を果たし、相背対するスピーカーユニット同士の干渉を防ぐことで、スピーカーシステムの再生音質向上に貢献する。
但し、音響ポート筺体内開口部を形成する構造物がスピーカーユニットの振動板背面と正対する面を持たないよう注意する必要が有る。なぜなら、その面によって反射された直接背面波が元のスピーカーユニット振動板に戻り、自己干渉を引き起こすからである。また、音響ボートの外形を、音響ポートの投影像が相背対し合うスピーカーユニットの間で各スピーカーユニットの振動板の大きさ以上になるようにすることが、より効果的である。
On the other hand, “putting the acoustic port in the same direction as the central axis at the position of the central axis of the cylindrical casing” and “putting the opening inside the acoustic port casing at the center of the spherical casing” are shown in FIG. , (C), the obstacle forming the acoustic port obstructs the path where the direct back wave radiated directly from the back of the diaphragm of each speaker unit directly reaches the opposite speaker unit. It contributes to the improvement of the reproduction sound quality of the speaker system by preventing the interference between the opposite speaker units.
However, care must be taken so that the structure forming the opening of the acoustic port housing does not have a surface facing the rear surface of the diaphragm of the speaker unit. This is because the direct back wave reflected by the surface returns to the original speaker unit diaphragm and causes self-interference. In addition, it is more effective to make the outer shape of the acoustic boat equal to or larger than the size of the diaphragm of each speaker unit between the speaker units with which the projected images of the acoustic ports are in conflict.

以上に挙げた、「筺体内の定在波の減衰・消滅の促進」と「スピーカーユニットの相互干渉の抑止」という2つの効果は、もはや本来の位相反転型方式におけるバスレフダクトの役割を超越し、円柱形や球形のスピーカーシステムの全周波数帯域に渡る音質向上に大きく貢献するものであるため、本願発明者は[特許請求の範囲]に於いて、敢えて「バスレフダクト」ではなく「音響ポート」と表現した。   The two effects mentioned above, "Promoting attenuation and extinction of standing waves in the enclosure" and "Detering mutual interference of speaker units", are no longer beyond the role of bass reflex ducts in the original phase-reversal system. Since the present invention greatly contributes to the improvement of sound quality over the entire frequency band of a cylindrical or spherical speaker system, the inventor of the present application dared to say “acoustic port” instead of “bass reflex duct” in “Claims”. Expressed.

このように、本発明は、主に、スピーカーシステムに於ける低音域の量的・質的向上をもたらすべく為されたものであり、実際のスピーカーシステムにあっては、低音域再生を受け持つ専用のスピーカーユニット(ウーハー)を複数備える位相反転型のスピーカーシステムであれば、筺体の形状の如何を問わず効果を発揮するものである。更に、円柱形や球形スピーカーシステムに於いては、低音域のみならず再生周波数帯域全体に渡る音質向上効果を発揮するものである。
なかでも、特に擬似呼吸球方式・全指向性球形スピーカーシステムに本発明を実施するとき、その効果は最も有益且つ効率よく働くことから、球形スピーカーシステムに於ける最良の形態を以下に挙げる。
As described above, the present invention is mainly intended to bring about the quantitative and qualitative improvement of the low frequency range in the speaker system. In the actual speaker system, the dedicated low frequency range reproduction is dedicated. If it is a phase inversion type speaker system provided with a plurality of speaker units (woofers), it will be effective regardless of the shape of the housing. Furthermore, in a cylindrical or spherical speaker system, an effect of improving the sound quality over the entire reproduction frequency band as well as the low sound range is exhibited.
In particular, when the present invention is applied to a pseudo respiratory sphere type / omnidirectional spherical speaker system, the effect is most useful and efficient, and the best mode in the spherical speaker system is listed below.

本願発明者の別途解析に拠れば、一つの球形筺体表面に複数の同等のスピーカーユニットを均等に配置して同相駆動する擬似呼吸球方式の全指向性球形スピーカーシステムにあっては、その外形が小さいほど、中・高音域特性にとっては有利となることは既に述べたが、詳細には、隣接するスピーカーユニット間距離が小さいほど、即ち、同じスピーカーユニット数ならば筺体外形が小さいほど、筺体外形が同じならばスピーカーユニット数が多いほど、中・高音域の出力指向性特性はフラットに近づく。
但し、一般に、スピーカーユニット数を増やすことは低音域再生の為にも有効となるが、それに伴い必要な筺体容量も大きくなり、結果、球形筺体は大きくせざるを得なくなる。更に、スピーカーユニット数の増加は製造コストに直接影響するためむやみに増やしたくない。よって、高品位音場再生の為には、前・後・左・右・上・下に均等に出力波をサービスできる必要最小限のスピーカーユニット数で、球形筺体の小型化を目指すべきである。
また、略球形筺体の場合は、特許文献4のように外形を正12面体のままで置くよりも、筺体外側表面に角がなく滑らかな球面にした方が、筺体外側表面での回折・反射による波形の乱れも避けられ、出力指向性特性はよりフラットになる。
According to the inventor's separate analysis, in the pseudo-respiratory sphere omnidirectional spherical speaker system in which a plurality of equivalent speaker units are evenly arranged on the surface of one spherical enclosure and driven in phase, the outer shape is It has already been described that the smaller the value, the more advantageous for the mid / high range characteristics, but in detail, the smaller the distance between adjacent speaker units, that is, the smaller the outer shape of the case with the same number of speaker units, the outer shape of the case. If the number of speaker units is the same, the more the number of speaker units, the closer the output directivity characteristics in the middle / high range will be flat.
However, in general, increasing the number of speaker units is also effective for low-frequency range reproduction, but as a result, the required housing capacity increases, and as a result, the spherical housing must be enlarged. Furthermore, since the increase in the number of speaker units directly affects the manufacturing cost, we do not want to increase it unnecessarily. Therefore, for high-quality sound field reproduction, the spherical housing should be miniaturized with the minimum number of speaker units that can service the output waves evenly in front, back, left, right, up and down. .
In addition, in the case of a substantially spherical casing, the diffraction and reflection on the outer surface of the casing is better when the outer shape of the casing is smooth and spherical than when the outer shape is left as a regular dodecahedron as in Patent Document 4. Waveform disturbance due to is avoided, and the output directivity characteristic becomes flatter.

本発明に係る形態を球形スピーカーシステムに実施する時、前置条件として「球形筺体表面に複数の同等のスピーカーユニットを均等に配置して同相駆動する」ことは、スピーカーユニット同士で振動系の運動モーメントがバランスし相殺される為、スピーカーシステム全体としても、各スピーカーユニットの振動系による影響から開放され、スピーカーシステムの設置方法や設置場所に自由度を増すことも2次的メリットと言える。   When the embodiment according to the present invention is implemented in a spherical speaker system, as a precondition, "a plurality of equivalent speaker units are uniformly arranged on the surface of the spherical enclosure and driven in phase" is the movement of the vibration system between the speaker units. Since the moments are balanced and offset, the entire speaker system is freed from the influence of the vibration system of each speaker unit, and increasing the degree of freedom in the installation method and location of the speaker system can be said to be a secondary merit.

筺体内部の中心に筺体内側開口部を置かれた音響ポートは、前述のように、単にバスレフダクトという音響フィルターとしての役割だけでなく、筺体内中心部に集約する定在波や各スピーカーユニットからの直接背面波の反射板としての役割も果たす為、それ自身が振動しないよう充分な機械強度を持たせる必要がある。
更に、その開口部の大きさ(開口面積ではなく開口部を形成する構造物の大きさ)は、特に相背対するスピーカーユニットの対が存在する場合は、対の一方から他方に直接到達する背面波(直接背面波)を遮れる充分な大きさとして、少なくとも各スピーカーユニットの有効振動板面積以上の投影面積となる大きさであることが望ましいことは既に述べたとおりである。
更に、音響ポート内を流れる空気の流量・流速は共に、従来の位相反転型方式のバスレフダクト内のそれを遥かに凌ぐ大きなものとなる為、音響ポート内壁面を鏡面研磨し、出入り口に滑らかなアールを取る等、風切音の対策が不可欠である。
As described above, the acoustic port with the inner opening at the center of the housing is not only a function of an acoustic filter called a bass reflex duct, but also from standing waves and each speaker unit that are concentrated at the center of the housing. Therefore, it is necessary to provide sufficient mechanical strength so that it does not vibrate itself.
Furthermore, the size of the opening (the size of the structure that forms the opening, not the opening area) is the back surface that reaches directly from one of the pair to the other, particularly when there is a pair of contradicting speaker units. As described above, it is desirable that the projection area is at least as large as the effective diaphragm area of each speaker unit as a sufficient size to block the wave (direct back surface wave).
Furthermore, both the flow rate and flow velocity of the air flowing in the acoustic port are much larger than those in the conventional phase reversal type bass reflex duct, so the inner wall surface of the acoustic port is mirror-polished and smooth at the entrance and exit. It is indispensable to take measures against wind noise, such as taking a round.

また、音響ポートの筺体内側開口部の位置を球形筺体内部の中心に限定することは、以下のような設計上の制約を受ける。
通常、位相反転型スピーカーシステムを設計する際は、使用するスピーカーユニットの諸元からホルムヘルツの計算式により、必要な筺体容量と、補強したいホルムヘルツ共振周波数に相応した音響ポートの容量(ポート開口面積とポート長の積)が決まり、次にスピーカーユニットの等価有効振動板面積とダクト内の空気流量の制限から、風切音を出さない最低限のダクト開口面積とポート長も決まる。このとき、本発明の特徴である、「音響ポートの筺体内側開口部の位置を球形筺体内部の中心に置く」ためには、必然的に、筺体外形直径を音響ポート長の2倍にしなければならない。筺体としての強度を確保する為に必要な板厚も含め、これら全ての条件を満たす寸法を見出さなければならず、もし、ポート長の計算値が大きくなりすぎる場合は、中・高音域の音質を損なうこととなる筺体直径を増やすことは避け、音響ポートを屈曲させて必要な長さを稼いだり、音響ポートの本数を増やしたりすることで対処する。それでも尚、全ての条件が満たされない場合は、スピーカーユニットそのものの仕様変更も考えるべきである。
In addition, limiting the position of the opening inside the housing of the acoustic port to the center inside the spherical housing is subject to the following design restrictions.
Normally, when designing a phase-inverted speaker system, the required capacity of the housing and the acoustic port capacity (port opening area Next, the minimum duct opening area and port length that do not produce wind noise are also determined from the equivalent effective diaphragm area of the speaker unit and the restriction on the air flow rate in the duct. At this time, in order to “position the position of the opening inside the housing of the acoustic port at the center inside the spherical housing”, which is a feature of the present invention, the outer diameter of the housing must be made twice the acoustic port length. Don't be. You must find dimensions that meet all of these conditions, including the plate thickness necessary to ensure the strength of the enclosure, and if the calculated port length is too large, the sound quality in the middle and high frequencies This is dealt with by increasing the diameter of the housing that would damage the sound, and by bending the acoustic port to gain the required length or increasing the number of acoustic ports. Still, if all the conditions are not met, you should consider changing the specifications of the speaker unit itself.

以上、本発明を球形スピーカーシステムに実施するための最良の形態を述べたが、球形以外のスピーカーシステム全般に於いては、スピーカーユニットの数が3個以上の場合、「全てのスピーカーユニットから等距離となる点」が少なくとも1箇所以上存在する為には、全てのスピーカーユニットを同一円周上もしくは同一球面上に配置しなければならない。また、「全てのスピーカーユニットから等距離となる点」が複数存在する場合は、本明細書の段落[0021]の記載を考慮し、音響ポートの筺体内開口部の位置を可能な限り各スピーカーユニットに近い位置にするべきであることを付け加えておく。   In the above, the best mode for carrying out the present invention for a spherical speaker system has been described. However, in general speaker systems other than a spherical speaker, when the number of speaker units is three or more, “from all speaker units, etc.” In order for at least one “point to be a distance” to exist, all speaker units must be arranged on the same circumference or the same spherical surface. Further, when there are a plurality of “points that are equidistant from all the speaker units”, the position of the opening of the acoustic port in the enclosure is considered as much as possible in consideration of the description in paragraph [0021] of this specification. Note that it should be close to the unit.

以上のように、位相反転型方式は既に熟成され尽くした感のある非常にポピュラーな手段であり、本発明の基本的動作原理は既存の位相反転型スピーカーシステムと同じくヘルムホルツ共振を利用したものであるにも拘らず、既存の球形スピーカーシステムのみならず一般的な矩形スピーカーシステムの中にも、本発明と同じ目的でバスレフダクトの筺体内側開口部の位置を意図的に限定したと思われる前例は、本願発明者が検索した限りでは見当たらなかった。なぜなら、これまで当業者が位相反転型方式による低音の量的補強にばかり目を奪われがちであったのに対し、本発明は「複数の同等のスピーカーユニットを備えた筺体内に於ける各スピーカーユニットから放射される背面波の振る舞い」という本願発明者独自の視点からの解析の基づいて得られた所謂「コロンブスの卵」的思想によってなされたものだからであり、当然、本発明の「バスレフダクトの筺体内側開口部の位置を各スピーカーユニットから等距離となる位置に限定する」という技術的特徴ついても、当業者が思い至らなかったものであろう。   As described above, the phase inversion method is a very popular means that has already been matured, and the basic operating principle of the present invention is that using Helmholtz resonance as in the existing phase inversion speaker system. In spite of this, not only in the existing spherical speaker system but also in the general rectangular speaker system, a precedent that seems to have intentionally limited the position of the opening inside the housing of the bass reflex duct for the same purpose as the present invention Was not found as long as the inventors searched. This is because, until now, those skilled in the art have tended to focus only on the quantitative reinforcement of the bass by the phase inversion type method. This is because of the so-called “Columbus egg” idea obtained based on the analysis from the inventor's unique viewpoint of “behavior of the back wave radiated from the speaker unit”. Even the technical feature that “the position of the duct inner opening of the duct is limited to a position that is equidistant from each speaker unit” would not have been conceived by those skilled in the art.

特に、3個以上の同等のスピーカーユニットを備えたスピーカーシステムについては、全てのスピーカーユニットから等距離の位置にバスレフダクトの筺体内側開口部を位置するような前例は皆無で、この事実からも本発明が独自の思想に拠るものであることを確信している。   In particular, in the case of a speaker system having three or more equivalent speaker units, there is no precedent in which the opening inside the housing of the bass reflex duct is located at an equal distance from all the speaker units. I am convinced that the invention is based on a unique idea.

更に、本願明細書段落[0029]〜[0034]に挙げた2つの効果は、本願発明者による特願2007−223570号の明細書に記載した本願発明者独自の思想に基づく「球形筺体内における音波解析」から派生し、更に掘り下げることで得られたものであることから、その新規性、有用性は間違い無いものと確信する。   Further, the two effects listed in the paragraphs [0029] to [0034] of the present application are based on the idea of the present inventor described in the specification of Japanese Patent Application No. 2007-223570 by the present inventor. It is derived from "Sonic Analysis" and obtained by digging further, so we are convinced that there is no doubt that it is novel and useful.

本願発明者は、本発明の効果を実証すべく、本発明に係るスピーカーシステムについて、図1に示す形態の球形スピーカーシステムの試作機を以下のように設計・製作し、試聴した。
本実施例に係るスピーカーシステム10は、球形筐体11に8個のスピーカーユニット13を配置し、筐体内空間12を共通のバックキャビティーとして共有させながら、この8個のスピーカーユニット13のそれぞれの振動板中心14aから距離が等しくなる位置、すなわち、筐体中心18に音響ポート筐体内側開口部(入口)16を形成させ、また、球形筐体11の表面に音響ポート筐体外側開口部(出口)17を形成させた音響ポート15を設けている。
また、8個のスピーカーユニット13は、球形筺体11に外接する正8面体の各面の中心となる位置もしくは球形筺体11に内接する正6面体の各頂点となる位置に配置されている。このようにスピーカーユニット13を配置することによれば、全てのスピーカーユニット13の各々の振動板14の背面から真後方に放射される音響エネルギーのベクトルの全ては筐体中心18でバランスする。言い換えれば、筐体中心18でこれらの音響エネルギーのベクトルがバランスするように8個のスピーカーユニット13が配置されている。
スピーカーユニット13は、一般市販され入手が容易な、米国オーラサウンド社製1インチフルレンジスピーカーユニットNSW1−205−8Aを8個使用し、2個ずつ直列に繋いだもの4セットを並列に繋ぎ、スピーカーシステム10全体のインピーダンスを4オームとした。このスピーカーユニット13は、フルレンジスピーカーユニットとしては異例に小さく、必要とする筺体容量も少なくて済む。また、スピーカーユニット単体での最低共振周波数は220Hzと高く、低音再生能力が極めて低いが、中・高音域に掛けては可聴帯域の上限である20kHzまでほぼフラットに伸びており、これを、低音域を補強し筺体内での定在波の発生とスピーカーユニット13同士の相互干渉を抑制する効果を得ることが出来る本発明に係る特徴を実施する球形筺体11に採用することで、高品位音場再生に耐えうる、高音質な球形スピーカーシステムと成り得ることが期待される。
In order to verify the effect of the present invention, the inventor of the present application designed and manufactured a prototype of a spherical speaker system of the form shown in FIG.
In the speaker system 10 according to the present embodiment, eight speaker units 13 are arranged in a spherical casing 11, and the inner space 12 is shared as a common back cavity, and each of the eight speaker units 13 is shared. An acoustic port housing inner opening (entrance) 16 is formed at a position where the distance from the diaphragm center 14a becomes equal, that is, the housing center 18, and the acoustic port housing outer opening (on the surface of the spherical housing 11). An acoustic port 15 formed with an outlet 17 is provided.
Further, the eight speaker units 13 are arranged at positions that are the centers of the respective faces of the regular octahedron circumscribing the spherical casing 11 or positions that are the vertices of the regular hexahedron inscribed in the spherical casing 11. By arranging the speaker units 13 in this way, all of the vectors of acoustic energy radiated directly rearward from the back surfaces of the diaphragms 14 of all the speaker units 13 are balanced at the housing center 18. In other words, eight speaker units 13 are arranged so that the vectors of these acoustic energies are balanced at the case center 18.
The speaker unit 13 uses eight 1-inch full-range speaker units NSW1-205-8A manufactured by Aura Sound, Inc., which are generally commercially available and easy to obtain, and connects four sets of two connected in series to each other in parallel. The impedance of the entire system 10 was 4 ohms. The speaker unit 13 is unusually small as a full-range speaker unit, and requires a small housing capacity. In addition, the lowest resonance frequency of the speaker unit alone is as high as 220 Hz, and the low-pitched sound reproduction capability is very low. By adopting the spherical housing 11 that implements the features according to the present invention that can reinforce the sound range and suppress the occurrence of standing waves in the housing and the mutual interference between the speaker units 13, a high-quality sound can be obtained. It is expected to be a high-quality spherical speaker system that can withstand field reproduction.

筺体の寸法設定に当たり、前述の条件を満たす寸法を計算シミュレーションから導き出した結果、筺体外形直径=184mm、音響ポート長=92mm(筺体外形直径の半分)、音響ポートの開口直径=25.3mm(ポートの肉厚を加算すると直径32mmとなり、スピーカーユニットの有効振動直径を超える)、板厚=15mm、筺体内容量=約1.7リットル(スピーカーユニット、補強リブ、吸音材など内容物の体積を引いたもの)、ヘルムホルツ共振周波数=約85Hzとした。尚、筺体材料には、板厚15mm、一辺4.1cmの正6角形花梨無垢板材20個、一辺4.1cmの正5角形桜無垢板材12個を組み合わせ、切頂20面体を組み立てた後、表面の各角を高さ約4mm削り落とし、更に表面全体を滑らかになるよう削ってほぼ球形とした。   In setting the dimensions of the chassis, the dimensions satisfying the above-mentioned conditions were derived from the calculation simulation. As a result, the chassis outer diameter = 184 mm, the acoustic port length = 92 mm (half the casing outer diameter), and the acoustic port opening diameter = 25.3 mm (port The thickness is 32mm, which exceeds the effective vibration diameter of the speaker unit), the plate thickness = 15mm, the capacity of the enclosure = about 1.7 liters (subtracting the volume of the contents such as the speaker unit, reinforcing ribs and sound absorbing material) And Helmholtz resonance frequency = about 85 Hz. In addition, after assembling a truncated icosahedron, the box material is a combination of 20 regular hexagonal quince plate with a thickness of 15 mm, 4.1 cm side, and 12 regular pentagonal cherry plate with 4.1 cm side. Each corner of the surface was scraped off by about 4 mm in height, and the entire surface was scraped to make it almost spherical.

完成したスピーカーシステム10の試作機の出力周波数特性を図6のグラフに実線で示す。図6において、破線は、スピーカーユニット13単体の周波数特性を示し、更に本試作機と同容積の密閉型矩形筺体に8個のスピーカーユニットを取り付けた時の出力周波数特性を1点鎖線で示し、また、単に従来の位相反転型としての低音補強のみを施した場合の出力周波数特性を2点鎖線で示す。
本実施例に係るスピーカーシステム10の試作機の再生音は、点線で示すスピーカーユニット13単体の周波数特性はもちろんのこと、2点鎖線で示す従来の位相反転型としての低音補強値をも大幅に超えた低音補強効果を得ることが出来、中・高音域も、先達が苦慮したピークやギャップが抑えられたことでスピーカーユニット13単体の特性をほぼ踏襲しており、球形スピーカーシステムのメリットである濃密な情報量と自然な音の広がりを遺憾なく発揮し、まさに高品位音場再生が実現されていることが理解される。
The output frequency characteristic of the prototype of the completed speaker system 10 is shown by a solid line in the graph of FIG. In FIG. 6, the broken line indicates the frequency characteristics of the speaker unit 13 alone, and further, the output frequency characteristics when eight speaker units are attached to a sealed rectangular housing having the same volume as the prototype, are indicated by a one-dot chain line. Further, the output frequency characteristic when only the bass reinforcement as the conventional phase inversion type is applied is indicated by a two-dot chain line.
The reproduction sound of the prototype of the speaker system 10 according to the present embodiment has not only the frequency characteristics of the speaker unit 13 alone indicated by the dotted line, but also the bass reinforcement value as the conventional phase inversion type indicated by the two-dot chain line. It is possible to obtain a bass-reinforcing effect that exceeds that, and the mid- and high-frequency ranges are almost identical to the characteristics of the speaker unit 13 by suppressing the peaks and gaps that the prior art has been struggling with. This is the merit of the spherical speaker system. It is understood that a high-quality sound field reproduction is realized by demonstrating the rich amount of information and natural sound spread.

本発明により、既に成熟の域に達していると思われた位相反転型方式に更なる音質向上の可能性が見出された。更に、本発明に係る形態を実施することで、他に前例のない合理的且つシンプルな構成により全周波数帯域に渡って音質の向上を果たした球形スピーカーシステムは、低コストでありながら、世のオーディオ愛好者の間でもハイエンドクラスと認められる高音質を獲得し、更に、その、より小型で、より明瞭かつ上質な音を広範囲にサービス出来る本球形スピーカーシステムは、例えば、ホールなどでの拡声用途に於いても従来の単一指向性の拡声装置よりも遥かに少ない設置数でこと足りる、コスト面でのメリットも有する。   According to the present invention, the possibility of further improving the sound quality has been found in the phase inversion type method which has already reached the maturity level. Furthermore, by implementing the embodiment according to the present invention, a spherical speaker system that has improved sound quality over the entire frequency band with an unprecedented rational and simple configuration is low cost, This spherical speaker system that has acquired high-quality sound that is recognized as a high-end class among audio enthusiasts, and that can provide a wider range of more compact, clearer, and higher-quality sounds, for example, for loudspeakers in halls. However, the present invention also has a merit in terms of cost, which is much smaller than the number of installations of the conventional unidirectional loudspeaker.

1つの筺体の表面に前記筺体の内部空間を共通のバックキャビティーとして 共有する複数(8個)のスピーカーユニットを備え、前記スピーカーユニットの全てを、前記スピーカーユニットの各々の振動板背面から真後方へ放射される音響エネルギーのベクトルの総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って前記筺体の表面に配置し同相駆動するスピーカーシステムであって、全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置でもある前記点P0に筺体内側開口部(入口)を配置し前記筺体の表面に筺体外側開口部(出口)を配置する筒状の音響ポートを備えることを特徴とする球形スピーカーシステムの実施例を表す透視図である。 A plurality of (eight) speaker units sharing the internal space of the casing as a common back cavity are provided on the surface of one casing, and all of the speaker units are directly behind the rear surface of each diaphragm of the speaker unit. A speaker system that is arranged on the surface of the housing and is driven in the same phase with a positional relationship where a point P0 where the sum of vectors of acoustic energy radiated to the surface is always zero exists, and the diaphragms of all the speaker units A cylindrical acoustic port is provided in which a housing inner opening (entrance) is disposed at the point P0 which is also a position where the distance from the center is equal, and a housing outer opening (exit) is disposed on the surface of the housing. It is a perspective view showing the Example of the spherical speaker system which does. 1つの筺体の筺体内空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数の同等のスピーカーユニットを同相駆動するスピーカーシステムであって、前記筺体内部で全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置に入口を配置し前記筺体表面に出口を配置する筒状の音響ポートを備えることを特徴とするスピーカーシステムの具体的構成を表した図である(各スピーカーユニットからの出力波の拡がりを破線で表す)。但し、各スピーカーユニットの出力指向性特性はフラットとし、筺体壁面による音波の反射及び回折は無視するものとする。 (a)は、筺体表面の内の1つの平面に、複数(2個)の同等のスピーカーユニットを配置し同相駆動するスピーカーシステムであって、各スピーカーユニットから等距離となる筺体内側の点(図中では2点鎖線上の任意の点全てが該当する)に音響ポートの筺体内側開口部を配置し、筺体表面に筺体外側開口部を配置したもの、(b)は、一部に円筒曲面持つ筺体の該当曲面に複数(3個)の同等なスピーカーユニットを同一円周上に円周の中心Oから放射方向に向けて設置し同相駆動するスピーカーシステムであって、各スピーカーユニットから等距離となる点である前記円周の中心Oに音響ポートの筺体内側開口部を配置し、筺体表面に筺体外側開口部を配置したもの、(c)は、円柱の円形平面を天地とした円柱状筺体の側面となる円筒面上の、円柱中心軸上の1点を中心とした円周上に、複数(3個)の同等のスピーカーユニットを均等(円周の中心Oから120度の角度を持って)に配置し、且つ、この円周中心Oから放射方向となる向きに設置したものである。また(c)はそのまま、球形の筺体に於いて、筺体表面で筺体中心を中心とする同一円周上に複数(3個)の同等のスピーカーユニットを均等(円周の中心Oから120度の角度を持って)に配置し、且つ、この円周中心Oから放射方向となる向きに設置したものを表した図でもある。A speaker system that drives a plurality of equivalent speaker units that share the internal space of a single chassis as a common back cavity in the same phase, and the distances from the diaphragm centers of all the speaker units are equal within the enclosure. It is a figure showing the concrete structure of the speaker system characterized by providing the cylindrical acoustic port which arranges an entrance in the position and arranges an exit on the surface of the above-mentioned (the spread of the output wave from each speaker unit is carried out) (Shown with a dashed line). However, the output directivity characteristic of each speaker unit is flat, and the reflection and diffraction of sound waves by the housing wall surface are ignored. (A) is a speaker system in which a plurality of (two) equivalent speaker units are arranged in one plane on the surface of the housing and driven in the same phase, and the points on the inside of the housing that are equidistant from each speaker unit ( (Any point on the two-dot chain line in the figure corresponds to the case) The inside opening of the acoustic port housing is arranged, and the outside opening of the housing is arranged on the surface of the housing. A speaker system in which multiple (three) equivalent speaker units are installed on the same circumference in the same curved surface from the center O of the circumference in the radial direction and driven in the same phase, equidistant from each speaker unit (C) is a cylindrical shape with the circular plane of the cylinder as the top and bottom, wherein the casing inner opening of the acoustic port is disposed at the center O of the circumference, and the casing outer opening is disposed on the casing surface. On the side of the enclosure A plurality of (three) equivalent speaker units are equally distributed (with an angle of 120 degrees from the center O of the circumference) on the circumference of the cylinder surface around one point on the center axis of the cylinder. And it is installed in the direction which becomes the radial direction from this circumferential center O. Further, (c) is the same as in the spherical case, and a plurality of (three) equivalent speaker units are equally (120 degrees from the center O of the circumference) on the same circumference around the center of the case on the surface of the case. It is also a diagram showing what is arranged in an angle) and installed in a direction that is a radial direction from the circumferential center O. 円柱形筺体の側壁面上で円柱中心軸上の1点Oを中心とする同一円周上に均等に配置した複数の同等のスピーカーユニットを同相駆動するスピーカーシステム(水平方向全指向性スピーカーシステム)の筺体内もしくは球形筺体の表面に均等に配置した複数の同等のスピーカーユニットを同相駆動するスピーカーシステム(全指向性スピーカーシステム)の筺体内に於いて、複数の同等の各スピーカーユニットからの背面波が円柱形筺体中心軸上の点Oもしくは球形筺体内中心Oに集約・圧縮される様子をイメージ化して表した図である。A speaker system (horizontal omnidirectional speaker system) that drives a plurality of equivalent speaker units arranged in the same phase on the same circumference centered at one point O on the cylinder central axis on the side wall of the cylindrical enclosure In the case of a speaker system (omnidirectional speaker system) that drives a plurality of equivalent speaker units that are evenly arranged on the surface of a spherical or spherical housing in the same phase, a back wave from each of the plurality of equivalent speaker units It is the figure which imaged and represented a mode that was collected and compressed to the point O on a cylindrical rod center axis | shaft, or the spherical rod center O. (a)は、円柱形もしくは球形の筺体内に於ける定在波の振る舞い(中心Oで集約・発散を繰り返す)を模式的に表した図であり、(b),(c)は円柱形筺体の中心軸上もしくは球形筺体の中心に配置した音響ポートもしくはその開口部が定在波の集約を阻む様子を表した図である。(A) is a diagram schematically showing the behavior of standing waves in a cylindrical or spherical enclosure (repeating aggregation and divergence at the center O), and (b) and (c) are cylindrical shapes. It is the figure which showed a mode that the acoustic port arrange | positioned on the center axis | shaft of a housing, or the center of a spherical housing, or its opening part prevented aggregation of a standing wave. (a)は、円柱形筺体もしくは球形筺体の表面に複数且つ偶数個の同等のスピーカーユニットを円柱形筺体の円柱中心軸上の1点もしくは球形の筺体の中心Oに点対称に配置して同相駆動する球形スピーカーシステムの筺体内で、各スピーカーユニットから真後方に放射された音波(図中では破線矢印で表記)が相背対するスピーカーユニットへ到達する様子を表した図であり、(b),(c)は、筺体の中心軸上もしくは中心に配置した音響ポートが、その到達を阻む障害物として作用する様子を表した図である。(A) shows that a plurality of and even number of equivalent speaker units are arranged on the surface of a cylindrical casing or a spherical casing in a point-symmetric manner at one point on the cylindrical central axis of the cylindrical casing or the center O of the spherical casing. FIG. 6B is a diagram showing a state in which sound waves (indicated by broken-line arrows in the figure) radiated from each speaker unit reach the opposite speaker unit in the housing of the driving spherical speaker system, (b) (C) is a figure showing a mode that the acoustic port arrange | positioned on the center axis | shaft or center of a housing acts as an obstruction which prevents the arrival. 本発明に係る特徴の形態を実施した構成で試作した球形スピーカーシステムを実試聴して、聴感による出力周波数特性をグラフ化し実線で表した図である。比較の為に、スピーカーユニット単体の実データを破線で表し、本試作機と同容積の密閉型矩形筺体に8個のスピーカーユニットを取り付けた時のシミュレーションによる出力周波数特性を1点鎖線で表し、本試作機と同容積の位相反転型矩形筺体(バスレフダクトの筺体内側開口部の位置は任意)に8個のスピーカーユニットを取り付けた時のシミュレーションによる出力周波数特性を2点鎖線で表した。FIG. 3 is a diagram in which a spherical loudspeaker system prototyped with a configuration that implements the aspect of the invention according to the present invention is actually auditioned, and the output frequency characteristics by auditory sensation are graphed and represented by a solid line. For comparison, the actual data of a single speaker unit is represented by a broken line, and the output frequency characteristics by simulation when eight speaker units are attached to a sealed rectangular housing having the same volume as the prototype, are represented by a one-dot chain line. A two-dot chain line represents the output frequency characteristics by simulation when eight speaker units are attached to a phase-inverted rectangular housing having the same volume as the prototype (the position of the opening inside the housing of the bass reflex duct is arbitrary). 1つの球形筺体表面に複数個の同一のスピーカーユニットを備え、同相駆動することで呼吸球に近い効果を期待する「擬似呼吸球方式」の、動作原理を表した図である。It is a figure showing the operation principle of the “pseudo respiratory sphere method” that has a plurality of identical speaker units on the surface of one spherical enclosure and expects an effect similar to a respiratory sphere by driving in phase. (a)は、A・B2つの音源から同相出力した時の音場(破線で表記)を表し、(b)は、A・B・C3つの音源を、点Oを中心とした同一円周(1点鎖線で表記)上にランダムに配置し、各音源から同相出力した時の音場(破線で表記)を破線で表し、(c)は、A・B・C3つの音源を、点Oを中心とした同一円周(1点鎖線で表記)上に中心Oから120度の角度を以って等間隔(均等)に配置し、各音源から同相出力した時の音場(破線で表記)を表した図である。但し、各音源の出力指向性特性はフラット、即ち綺麗な球面波を出力するものとする。(A) represents a sound field (indicated by a broken line) when in-phase output is performed from two sound sources A and B, and (b) represents the same circumference around point O with three sound sources A, B, and C (b). The sound field (indicated by a broken line) when randomly placed on each sound source and output in-phase from each sound source is indicated by a broken line, and (c) indicates three sound sources A, B, and C, and a point O. On the same circumference as the center (indicated by a one-dot chain line), the sound fields are arranged at equal intervals (equal) at an angle of 120 degrees from the center O and output in phase from each sound source (indicated by a broken line). FIG. However, the output directivity characteristic of each sound source is flat, that is, a beautiful spherical wave is output. 図8中のA・B・Cの各音源からの出力波形と、P1〜P10の各点に於ける到達波形を、時間を追って表したグラフである。但し、空気中伝播及び拡散による減衰は無視するものとする。It is the graph which represented the output waveform from each sound source of A * B * C in FIG. 8, and the arrival waveform in each point of P1-P10 over time. However, attenuation due to propagation and diffusion in the air shall be ignored.

符号の説明Explanation of symbols

1 筺体
2a、2b、2c、2d スピーカーユニット
3a、3b、3c、3d 背面波音圧
4 定在波
5a、5b、5c、5d 直接背面波
6 筺体内壁からの反射波
9 音響ポート
10 スピーカーシステム
11 球形筐体
12 筐体内空間
13 スピーカーユニット
14 振動板
14a 振動板中心
15 音響ポート
16 音響ポート筐体内側開口部(入口)
17 音響ポート筐体外側開口部(出口)
18 筐体中心
O 円もしくは球の中心
A、B、C 音源
SP1、SP2、SP3 スピーカーユニット


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2a, 2b, 2c, 2d Speaker unit 3a, 3b, 3c, 3d Back wave sound pressure 4 Standing wave 5a, 5b, 5c, 5d Direct back wave 6 Reflected wave from body wall 9 Acoustic port 10 Speaker system 11 Spherical shape Enclosure 12 Enclosure space 13 Speaker unit 14 Diaphragm 14a Diaphragm center 15 Acoustic port 16 Acoustic port casing inner opening (entrance)
17 Sound port housing outer opening (exit)
18 Center of housing O Center of circle or sphere A, B, C Sound source SP1, SP2, SP3 Speaker unit


Claims (4)

1つの筺体の表面に前記筺体の内部空間を共通のバックキャビティーとして共有する複数のスピーカーユニットを備え、前記スピーカーユニットの全てを、前記スピーカーユニットの各々の振動板背面から真後方へ放射される音響エネルギーのベクトルの総和が常にゼロとなる点P0が存在する位置関係を以って前記筺体の表面に配置し同相駆動するスピーカーシステムであって、全ての前記スピーカーユニットの振動板中心からの距離が等しくなる位置でもある前記点P0に筺体内側開口部(入口)を配置し前記筺体の表面に筺体外側開口部(出口)を配置する筒状の音響ポートを備えることを特徴とするスピーカーシステム。A plurality of speaker units that share the internal space of the casing as a common back cavity are provided on the surface of one casing, and all of the speaker units are radiated directly from the back of each diaphragm of the speaker unit. A speaker system that is arranged on the surface of the housing and has the same phase drive with a positional relationship where a point P0 where the sum of vectors of acoustic energy is always zero exists, and the distances from the diaphragm centers of all the speaker units A speaker system comprising a cylindrical acoustic port in which a housing inner opening (entrance) is disposed at the point P0 which is also equal to each other, and a housing outer opening (exit) is disposed on the surface of the housing. 前記筺体が球形または円柱形であって、前記音響ポートの形状は、前記筺体の内壁面のいずれの面とも平行になる面を1つも持たず且つ前記スピーカーユニットのいずれの振動板背面とも平行になる面を1つも持たない形状である請求項1記載のスピーカーシステム。The casing is spherical or cylindrical, and the shape of the acoustic port does not have any plane parallel to any of the inner wall surfaces of the casing and is parallel to any diaphragm back of the speaker unit. The speaker system according to claim 1, wherein the speaker system has a shape having no surface. 前記筺体が円柱形であって、前記音響ポートを前記筺体の中心軸上に中心軸に沿って配置する請求項1記載のスピーカーシステム。The speaker system according to claim 1, wherein the casing is cylindrical, and the acoustic port is disposed on a central axis of the casing along the central axis. 前記スピーカーユニットとこのスピーカーユニットと前記音響ポートを挟んで相背対する位置関係にある他の前記スピーカーユニットにおいて、前記音響ポートの筺体内側開口部(入口)の大きさは、前記スピーカーユニットの振動板を真後方に投影した像の大きさ以上である請求項1記載のスピーカーシステム。In the speaker unit and another speaker unit having a positional relationship opposite to each other across the speaker unit and the speaker unit, the size of the opening (entrance) inside the housing of the acoustic port is determined by the diaphragm of the speaker unit. The speaker system according to claim 1, wherein the speaker system has a size equal to or larger than a size of an image that is projected right behind.
JP2008214867A 2008-08-25 2008-08-25 Speaker system Expired - Fee Related JP4338102B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008214867A JP4338102B1 (en) 2008-08-25 2008-08-25 Speaker system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008214867A JP4338102B1 (en) 2008-08-25 2008-08-25 Speaker system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP4338102B1 true JP4338102B1 (en) 2009-10-07
JP2010050863A JP2010050863A (en) 2010-03-04

Family

ID=41253426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008214867A Expired - Fee Related JP4338102B1 (en) 2008-08-25 2008-08-25 Speaker system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4338102B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2375857A1 (en) * 2012-01-13 2012-03-07 Universitat Ramón Llull Fundació Privada Omnidirectional sound source and method for generating omnidirectional sounds
US9736609B2 (en) 2013-02-07 2017-08-15 Qualcomm Incorporated Determining renderers for spherical harmonic coefficients
US11113990B2 (en) 2016-08-17 2021-09-07 Telemedica Inc. Auscultatory sound identification training device and auscultatory sound identification training system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101098563B1 (en) 2010-03-31 2011-12-26 한국과학기술원 Idealized sound source system for the virtual acoustic source

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2375857A1 (en) * 2012-01-13 2012-03-07 Universitat Ramón Llull Fundació Privada Omnidirectional sound source and method for generating omnidirectional sounds
US9736609B2 (en) 2013-02-07 2017-08-15 Qualcomm Incorporated Determining renderers for spherical harmonic coefficients
US9913064B2 (en) 2013-02-07 2018-03-06 Qualcomm Incorporated Mapping virtual speakers to physical speakers
US11113990B2 (en) 2016-08-17 2021-09-07 Telemedica Inc. Auscultatory sound identification training device and auscultatory sound identification training system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010050863A (en) 2010-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1906970B (en) Passive acoustic radiating
JP4308790B2 (en) Multi-channel earphone
US6343134B1 (en) Loudspeaker and horn with an additional transducer
JP2673002B2 (en) Speaker system
JP5405598B2 (en) Speaker
US4496021A (en) 360 Degree radial reflex orthospectral horn for high-frequency loudspeakers
RU2311000C2 (en) Wave conductor with single and multiple reflection
US4593784A (en) Loudspeaker enclosure
JP4338102B1 (en) Speaker system
CN107431853A (en) Loudspeaker enclosure with sealed acoustic suspension chamber
JP2012507182A (en) Audio speaker device
US6038326A (en) Loudspeaker and horn with an additional transducer
JP2023065649A (en) Compact speaker system with controlled directivity
JP2010504655A5 (en)
JP4157153B1 (en) Spherical speaker system
JP2010504655A (en) Speaker and speaker system having tweeter array
JP3929808B2 (en) Sound emission device
KR101044222B1 (en) Speaker system
US20230319459A1 (en) Loudspeaker apparatus, loudspeaker system, display panel and systems thereof
US11240594B1 (en) Techniques for loudspeaker
US4512434A (en) Aerodynamic bass-reflex enclosure
US20200236450A1 (en) Vibration cancelling speaker arrangement
JP3790528B2 (en) Speaker system
KR101559658B1 (en) Speaker appartus
JP2008118166A (en) Speaker enclosure, speaker system having the same and multichannel stereo system

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4338102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees