(57)【要約】【課題】多数のスピーカユニットを使用することなく、３次元の全方向に対して音響再生する。【解決手段】直流磁束を発生させる磁気回路と、第一コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第一コイルとの間に発生する第一方向の駆動力により音響再生を行う第一振動板と、第二コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第二コイルとの間で前記第一方向とは反対の第二方向に発生する駆動力により前記第一方向の背面側に音響再生を行う第二振動板と、前記第一振動板の周端部と前記第二振動板の周端部との間の領域において前記第一方向および前記第二方向に直交する周方向の第三方向の駆動力により音響再生を行う第三振動板と、を備え、前記磁気回路は共通の磁石からの直流磁束を前記第一コイル及び第二コイル並びに第三コイルに対して作用させる、ことを特徴とするスピーカ。【選択図】図１
2011078065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流磁束を発生させる磁気回路と、
第一コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第一コイルとの間に発生する第一方向の駆動力により音響再生を行う第一振動板と、
第二コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第二コイルとの間で前記第一方向とは反対の第二方向に発生する駆動力により前記第一方向の背面側に音響再生を行う第二振動板と、
前記第一振動板の周端部と前記第二振動板の周端部との間の領域において前記第一方向および前記第二方向に直交する周方向の第三方向の駆動力により音響再生を行う第三振動板と、を備え、
前記磁気回路は共通の磁石からの直流磁束を前記第一コイル及び第二コイル並びに第三コイルに対して作用させる、
ことを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記磁石の一端に配置される第一ポールピースと、
前記第一ポールピースの周囲に第一磁気ギャップを介して配置される第一リングヨークと、
前記磁石の他端に配置される第二ポールピースと、
前記第二ポールピースの周囲に第二磁気ギャップを介して配置されると共に、前記第一リングヨークとの間に第三磁気ギャップを介して配置される第二リングヨークと、
前記第一磁気ギャップに前記第一コイルが配置され、前記第二磁気ギャップに前記第二コイルが配置され、前記第三磁気ギャップに前記第三コイルが配置される、
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記第三振動板と前記第三コイルとは、伸縮可能な素材で構成される、
ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記第三振動板と前記第三コイルとは、伸縮可能なようにたわみ部を有して構成される、
ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記第三振動板と前記第三コイルとは、複数の要素に分割されて構成される、
ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記第三振動板と前記第三コイルとは、全方向に均等ではなく、特定の方向に前記駆動力を発生するよう構成されている、
ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカに関し、特に、３次元の全方向に対する音響再生を可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在は、スピーカとして振動板の振動によって空気中に振動を伝えるようにしている。この結果、スピーカは指向性を有しており、振動板の向いている方向に向かって音響再生を行っている。また、スピーカは周波数に依存して指向性が狭くなる特性が一般的であり、高域再生用のスピーカほど指向性が狭くなっている場合が多い。また、楽器の音、その他自然界の各種の音は、点音源・無指向性の音である場合が多い。このため、スピーカの指向性を広げ、全方向への再生を行うことが望まれている。
【０００３】
そこで、２つのスピーカを背中合わせに組み合わせたスピーカシステムや、イコライザ（音響反射部材）によって音を各方向に拡散させるスピーカシステムや、多面体の各面にスピーカユニットを配置した多面体スピーカシステムなどが存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−３２５１７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の特許文献１では、２つのスピーカユニットを背中合わせに配置することで、前後に音響再生を行わせて、狭指向性を改善しようとしている。しかし、前後（ｘ）方向以外の、左右（ｙ）方向や、上下（ｚ）方向に対しては何ら改善がなされておらず、全方向への音響再生にはほど遠い状態である。
【０００６】
また、イコライザによる反射で音を拡散させるスピーカシステムでは、イコライザの材質や角度によって音質が変化する問題や、水平面（２次元平面内）では全方向の音響再生が可能であるものの上下方向への音響再生ができないといった問題などが残されている。
【０００７】
一方、正１２面体などの多面体の各面にスピーカユニットを配置したスピーカシステムによれば、各スピーカユニットが向いている全方向の音響再生が可能になる。ただし、多数のスピーカユニットが必要になり、コンパクトに構成できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、多数のスピーカユニットを使用することなく、３次元の全方向に対して音響再生することが可能なスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決する本発明は、以下に記載するようなものである。
（１）請求項１記載の発明は、直流磁束を発生させる磁気回路と、第一コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第一コイルとの間に発生する第一方向の駆動力により音響再生を行う第一振動板と、第二コイルが設けられ、前記磁気回路と前記第二コイルとの間で前記第一方向とは反対の第二方向に発生する駆動力により前記第一方向の背面側に音響再生を行う第二振動板と、前記第一振動板の周端部と前記第二振動板の周端部との間の領域において前記第一方向および前記第二方向に直交する周方向の第三方向の駆動力により音響再生を行う第三振動板と、を備え、前記磁気回路は共通の磁石からの直流磁束を前記第一コイル及び第二コイル並びに第三コイルに対して作用させる、ことを特徴とするスピーカである。
【００１０】
（２）請求項２記載の発明は、前記磁石の一端に配置される第一ポールピースと、前記第一ポールピースの周囲に第一磁気ギャップを介して配置される第一リングヨークと、前記磁石の他端に配置される第二ポールピースと、前記第二ポールピースの周囲に第二磁気ギャップを介して配置されると共に、前記第一リングヨークとの間に第三磁気ギャップを介して配置される第二リングヨークと、前記第一磁気ギャップに前記第一コイルが配置され、前記第二磁気ギャップに前記第二コイルが配置され、前記第三磁気ギャップに前記第三コイルが配置される、ことを特徴とする請求項１記載のスピーカである。
【００１１】
（３）請求項３記載の発明は、前記第三振動板と前記第三コイルとは、伸縮可能な素材で構成される、ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカである。
（４）請求項４記載の発明は、前記第三振動板と前記第三コイルとは、伸縮可能なようにたわみ部を有して構成される、ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカである。
【００１２】
（５）請求項５記載の発明は、前記第三振動板と前記第三コイルとは、複数の要素に分割されて構成されており、該複数の要素の間に、伸縮可能な素材あるいはたわみ部を有して構成される、ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカである。
【００１３】
（６）請求項６記載の発明は、前記第三振動板と前記第三コイルとは、全方向に均等ではなく、特定の方向に前記駆動力を発生するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１−２に記載のスピーカである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
以上のスピーカの発明では、共通の磁石からの直流磁束を用いる磁気回路により、第一方向に第一振動板により音響再生を行い、第一方向とは反対の第二方向に第二振動板により音響再生を行い、第一方向および第二方向に直交する周方向の第三方向に第三振動板により音響再生を行う。これにより、多数のスピーカユニットを使用することなく、３次元の全方向に対して音響再生することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のスピーカの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態のスピーカの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
〔第一実施形態の構成〕
図１は本発明の第一実施形態のスピーカ１００の断面構成を示す構成図である。ここでは、スピーカ１００の第一振動板の音響再生方向をｘ方向として図１紙面左方向に示し、第二振動板の音響再生方向を−ｘ方向として図１紙面右方向に示し、図１紙面手前方向をｙ方向として示し、図１紙面上方向をｚ方向として示している。
【００１７】
また、図２は本発明の第一実施形態のスピーカ１００の外観構成を斜視図として示す構成図である。ここでは、スピーカ１００の第一振動板の音響再生方向をｘ方向として図２紙面左方向に示し、第二振動板の音響再生方向を−ｘ方向として図１紙面右方向に示し、図１紙面右下手前方向をｙ方向として示し、図１紙面上方向をｚ方向として示している。
【００１８】
これら図１および図２において、スピーカ１００の中心付近には軸方向（ｘ方向）に着磁された円柱形状の永久磁石１３０が配置されている。
この永久磁石１３０の一方の端面（一端）には、該端面より若干面積の大きい第一ポールピース１４０ａが配置されている。そして、第一ポールピース１４０ａの外周側には、磁気ギャップ（第一磁気ギャップＧ１）となる環状の空間を空けて、第一リングヨーク１４０ｃ１が配置されている。なお、この第一リングヨーク１４０ｃ１は、永久磁石１３０の側面に取り付けられた環状のスペーサ１４５を介して保持されている。
【００１９】
そして、第一磁気ギャップＧ１は磁路となっており、第一コイル１６０ａが巻回された第一コイルボビン１５０ａが配置される。
この第一コイルボビン１５０ａの端部内側にはドーム状の第一振動板１７０ａが取り付けられると共に、端部外側には第一振動板１７０ａのｘ方向の振動をサポートする第一エッジ１７２ａがリング１４７ａに対して取り付けられている。
【００２０】
また、永久磁石１３０の他方の端面（他端）には、該端面より若干面積の大きい第二ポールピース１４０ｂが配置されている。そして、第二ポールピース１４０ｂの外周側には、磁気ギャップ（第二磁気ギャップＧ２）となる環状の空間を空けて、第二リングヨーク１４０ｃ２が配置されている。なお、この第二リングヨーク１４０ｃ２は、永久磁石１３０の側面に取り付けられた環状のスペーサ１４５を介して保持されている。
【００２１】
そして、第二磁気ギャップＧ２は磁路となっており、第二コイル１６０ｂが巻回された第二コイルボビン１５０ｂが配置される。なお、第二磁気ギャップＧ２は、第一磁気ギャップＧ１と逆向きの磁束となるため、第二コイル１６０ｂの＋／−の極性は、第一コイル１６０ａとは逆になる。
【００２２】
この第二コイルボビン１５０ｂの端部内側にはドーム状の第二振動板１７０ｂが取り付けられると共に、端部外側には第二振動板１７０ｂの−ｘ方向の振動をサポートする第二エッジ１７２ｂがリング１４７ｂに対して取り付けられている。
【００２３】
さらに、第一ポールピース１４０ａ外側の第一リングヨーク１４０ｃ１と、第二ポールピース１４０ｂ外側の第二リングヨーク１４０ｃ２とは、中間部分に磁気ギャップ（第三磁気ギャップＧ３）となる環状の空間を空けて、永久磁石１３０の外周側を覆う筒状の磁路として構成されている。
【００２４】
そして、第三磁気ギャップＧ３には、ドーナツ盤形状の第三コイル１６０ｃが配置されており、この第三コイル１６０ｃの外周側には、円筒面形状の第三振動板１７０ｃが取り付けられている。なお、第三振動板１７０ｃの一端はリング１４７ａに取り付けられ、第三振動板１７０ｃの他端はリング１４７ｂに取り付けられている。この第三振動板１７０ｃは、後述するように、外周もしくは内周方向に伸縮可能に構成されている。なお、以上のような第三コイル１６０ｃに関しては、プリント配線板の技術を適用することも望ましい。
【００２５】
なお、円筒面形状の第三振動板１７０ｃの中央部に第三コイル１６０ｃが配置されているために、該第三振動板１７０ｃには端部のエッジを省略した状態を示しているが、第三振動板１７０ｃの端部にエッジを設けても良い。
【００２６】
また、リング１４７ａ、１４７ｂの外側にフレームなどを設け、該フレームに対してパンチングメタル等による球形の外殻（図示せず）をかぶせるように構成してもよい。
〔第一実施形態の動作説明〕
以上の構成において、永久磁石１３０の一端からの磁束は、第一ポールピース１４０ａ、第一磁気ギャップＧ１（第一コイル１６０ａ）、第一リングヨーク１４０ｃ１、第三磁気ギャップＧ３（第三コイル１６０ｃ）、第二リングヨーク１４０ｃ２、第二磁気ギャップＧ２（第二コイル１６０ｂ）、第二ポールピース１４０ｂ、永久磁石１３０の他端、のようにして磁路中を経由する。
【００２７】
従って、共通の永久磁石１３０、すなわち共通の１つの磁気回路を用いつつ、共通の直流磁束を第一コイル１６０ａ及び第二コイル１６０ｂ並びに第三コイル１６９ｃの三種類の振動板に対して作用させている。
【００２８】
そして、各コイルに信号が供給されると、第一振動板１７０ａがｘ方向に対して音響再生を行い、第二振動板１７０ｂが−ｘ方向に対して音響再生を行い、第三振動板１７０ｃがｙｚ平面内の全周方向方向に対して音響再生を行う。これにより、多数のスピーカユニットを使用することなく、共通の磁気回路と３種類の振動板により、３次元の全方向に対して音響再生することが可能になる。
【００２９】
この場合において、第一振動板１７０ａ、第二振動板１７０ｂ、第三振動板１７０ｃに同じ信号を供給して、三次元の全方向に同じ音響再生を行っても良い。この場合、スピーカ１００の設置は図１，図２の向きに限定されず、第一振動板１７０ａを上向き、第二振動板１７０ｂを下向き、第三振動板１７０ｃを水平面方向に配置しても良い。また、第一振動板１７０ａに左（Ｌ）信号、第二振動板１７０ｂに右（Ｒ）信号、第三振動板１７０ｃにセンター（Ｃ）信号を供給して点音源によるステレオあるいはサラウンド再生を行うようにしてもよい。
【００３０】
以上の構成において、第三コイル１６０ｃと第三振動板１７０ｃとは、円の半径方向、すなわち、外周方向に伸びる、あるいは、内周方向に縮むように、信号に応じて振動する。このため、第三コイル１６０ｃと第三振動板１７０ｃとは、伸縮性のある素材で構成される、伸縮可能なように予めたわみ部を有して構成される、複数の要素に分割されて構成される、などが望ましい。
【００３１】
また、ｚ方向への音響再生が不要である場合には、全方向（ｙｚ全周方向）に均等ではなく、ｙと−ｙ方向などの特定の方向に駆動力を発生するように第三コイル１６０ｃが構成されていてもよい。この場合、第三コイル１６０ｃの巻き線を調整しても良いし、第三磁気ギャップＧ３の間隔調整で対応してもよい。たとえば、音響再生を行いたい方向には第三磁気ギャップＧ３を適正間隔、または、第三コイル１６０ｃの巻き線ありとすると共に、音響再生不要方向には第三磁気ギャップＧ３を広げた間隔、または、第三コイル１６０ｃを第三磁気ギャップＧ３から外した位置に配置するなどで対処できる。この場合、ｙ方向と−ｙ方向へ外に向かって広がる場合には、ｚ方向が凹むことで、伸縮性のない素材であっても、弾力性を有していれば変形することにより対処することが可能になる。
【００３２】
〔第一実施形態の変形例〕
なお、以上の図１と図２とに示した各部の構成は、具体例としての一例であり、各種の変形が可能である。
【００３３】
たとえば、第一振動板１７０ａと第二振動板１７０ｂとは、ドーム状以外の各種形状を適用することが可能である。また、第一振動板１７０ａと第二振動板１７０ｂとは、外周が円形であるものを示したが、楕円、多角形など各種形状を適用することが可能である。
【００３４】
また、第二振動板１７０ｂを省略し、第一振動板１７０ａと第三振動板１７０ｃとにより、ｘ方向、ｙｚ平面方向に音響再生を行うスピーカを構成してもよい。この場合、第二ポールピース１４０ｂの面を壁や床やテーブルに載置した状態で、全方向音響再生に使用する場合に好適である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  スピーカ
１３０  永久磁石
１４０ａ  第一ポールピース
１４０ｂ  第二ポールピース
１４０ｃ１  第一リングヨーク
１４０ｃ２  第二リングヨーク
１４５  スペーサ
１５０ａ  第一ボビン
１５０ｂ  第二ボビン
１６０ａ  第一コイル
１６０ｂ  第二コイル
１６０ｃ  第三コイル
１７０ａ  第一振動板
１７０ｂ  第二振動板
１７０ｃ  第三振動板
１７２ａ  第一エッジ
１７２ｂ  第二エッジ
Ｇ１  第一ギャップ
Ｇ２  第二ギャップ
Ｇ３  第三ギャップ
【図１】
2011078065.tif 000003
【図２】
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