(57)【要約】  本発明は、エンクロージャの共鳴を制御するために、ラウドスピーカエンクロージャに表面の不規則的変化を組み込むことを記述している。記述される共鳴制御技術の使用を通して、エンクロージャによって収容される単一のラウドスピーカドライバは、ワイドレンジ音響スペクトルに渡って優れた性能を提供することができる。選択された特徴のランダム性は、所望の性能を達成することと、装置が現実的に製造されることを補償することのバランス取るために、境界条件の組内での制約を受ける。
2007506371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面と、
外面と、
スピーカドライバを受けるための開口と、
前記内面、前記外面、および前記開口のエッジの少なくとも一つに設けられた、共鳴を減少する表面の不規則的変化とを備えるオーディオ・ラウドスピーカ・エンクロージャ。
【請求項２】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が、前記内面、前記外面、および前記開口のエッジの少なくとも一つにランダムに設けられている請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項３】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が、前記内面、および前記外面の少なくとも一つに設けられた３次元構造からなる請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項４】
前記３次元構造が、前記内面、および前記外面の少なくとも一つに対して、浮き彫り状に形成された突起または窪みの少なくとも一方からなる請求項３記載のエンクロージャ。
【請求項５】
前記３次元構造が、前記内面、および前記外面の少なくとも一方にランダムに構成されている請求項３記載のエンクロージャ。
【請求項６】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が前記開口に沿って設けられた不規則的に変化するエッジからなる請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項７】
請求項１のエンクロージャからなるオーディオ・ラウドスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、オーディオ・スピーカ、特に、可聴スペクトルの範囲に渡って、単一スピーカが極めて高い性能を提供することを可能にするラウドスピーカエンクロージャに関係する。本記述において、用語「ラウドスピーカ」および「スピーカ」は、同義語であり、本明細書では、相互交換可能に使用している。
【背景技術】
【０００２】
典型的なラウドスピーカドライバの断面図が図１に示されていており、スピーカのサウンド放射ダイアフラム、および他の基本構成要素が印されている。典型的には、ダイアフラムは、円形の形状であるが、楕円および矩形のような他の形状も使用されている。ダイアフラムは、通常はフラットではなく、内側のエッジから外側のエッジへ至るある量の深さを有している。ラウドスピーカダイアフラムに対して採用される場合は、この深さは、スムーズな放射面およびエッジを有するコーンおよびドーム状の３次元形状を作り出す。
【０００３】
伝統的に、マルチウェイスピーカシステムは、フルレンジ可聴周波数の再生を容易にするために、異なるサイズの種々のスピーカドライバを有する。本明細書で使用される様に、用語「マルチウエイ」は、低周波数のサウンドを放射するための第１のスピーカ（例えば、ウーハー）と、比較的高い周波数のサウンドを放射するための少なくとも一つの追加のスピーカを採用するスピーカシステムを意味するものとして、解釈される。より大きいスピーカドライバは、低い周波数を再生するために使用され、より小さいドライバは、より高い周波数を生成するために使用される。種々のスピーカドライバは、各スピーカの特定の能力に適合するように制限された周波数の電気信号に接続されている。以下に記載されるように、周波数制限は、ドライビングアンプの出力または多数のアンプへの入力の何れかにおいて、電気的構成要素で達成される。
【０００４】
マルチウェイスピーカシステムに使用するための２つの主要な相互接続トポロジーが存在する。図２に示されるような、「受動クロスオーバ」形態の典型的な回路が、アンプの出力へ直接接続して各ドライバに対する周波数制限を達成する。電気的構成要素は、全可聴周波数範囲を各ドライバに供給される周波数帯域に分割する。「能動クロスオーバ」形態は、その典型的な回路が図３に示されるが、各ラウドスピーカ構成要素と関係するアンプに入力が入る前に、周波数の分割を達成し、その結果ラウドスピーカ構成要素は、専用のアンプ出力に直接接続できるようになる。
【０００５】
両方の形態のクロスオーバ設計において固有の周波数依存位相シフトのために、選択された可聴範囲をカバーするスピーカ構成要素の各々によって受信されるオーディオ信号には劣化が存在する。この位相シフトは、スピーカエンクロージャ内のマルチウェイスピーカ構成要素の各々の互いの物理的位置ずれによってさらに損傷される（この変位は、スピーカエンクロージャ内の取り付け上の制約によって制限される。）。受動クロスオーバスピーカシステムに対して、クロスオーバ構成要素は、数ワットから数百ワットの範囲に渡るフルレンジアンプ信号を分割する必要がある。結果として生じる劣化は、クロスオーバで吸収される電力の損失であり、しばしば、「挿入損失」と呼ばれる。スピーカに供給される信号のさらなる歪みの原因は、電力レベルの変化に対する損失の固有変化である。
【０００６】
能動クロスオーバが採用される場合、受動クロスオーバの欠点の幾つかは、解決される。それにもかかわらず、位相歪およびオーバラッピング周波数応答に関する不完全性が残る。クロスオーバ要素での信号レベルの変化の様な要因は減少される。しかしながら、このトポロジーは、各ラウドスピーカドライバ毎に別個のアンプおよびケーブルを必要とし、コストを相当増大し、この音響システムトポロジーに対する信頼性を本質的に低下する。
【０００７】
電子的に関連されたオーディオ性能の欠点に加えて、現在利用可能なマルチウェイスピーカシステムは、エンクロージャの形状によって、作り出される音響上の問題を被っている。以下の記述は、現存するラウドスピーカエンクロージャの内側および外側形状によって生じる固有の音響上の欠点の議論である。
【０００８】
内側特性
現存するスピーカシステムの大多数が、矩形ボックス形状エンクロージャを用いる。矩形ボックスエンクロージャを有する通常のマルチウェイスピーカの例が、図４に示される。エンクロージャは、木材または複合木材によって構成されるが、場合によっては、プラスチックの様な他の材料が使用される。矩形が人気があるのは、多分、設計および製造が容易であるためであるが、この形状は、内部に収容されるスピーカドライバの音響品質上有害な影響を本質的に有する。
【０００９】
矩形ボックス形状の制限は、エンクロージャの内側の平行面間で成長する定在波を含む。平行面の各組に対して、物理的大きさの波長に対応する周波数で成長する共鳴が存在する。
ボックス共鳴の影響は、スピーカシステムと関係ない応用には適用されている。これらの構造は、ヘルムホルツ共鳴と呼ばれている。しかしながら、一般的に、これらの固有共鳴は、ラウドスピーカシステムの性能に不所望のものであり、キャビネットのサイズに寸法的に比例する周波数に渡って音響出力レベルに変動をもたらす。
【００１０】
或るスピーカエンクロージャの設計は、エンクロージャ内の定在波の重大性を減少するように、多数の非平行な側部を有するスピーカエンクロージャを製造することによって、この特定の制限に対応する試みを行っている。典型的には、最大表面積を表わす側部が、非平行になるように設計することが選択される。図５は、この形態の設計の「傾斜側部」の例を示す。それにもかかわらず、この様な設計において残る平行面が、上述したように、損失的周波数応答特性を依然として示す。傾斜したまたは湾曲した表面が、これらの表面の波長に寸法的に比例する周波数範囲に渡っての周波数不規則性を改善する。しかしながら、エンクロージャは、傾斜したまたは湾曲面の寸法の範囲に対応する波長の周波数に渡って広がる共鳴彩色を依然として示す。
【００１１】
内部のエンクロージャ定在波を減少するために、内側クロス部材および種々の音響吸収材料の使用の様な他の方法も採用される。これらの方法は、エンクロージャのために使用される材料に依存したある程度の成功をもたらすが、結局のところ、ボックス型のスピーカエンクロージャ内の固有の定在波をマスクキングするのに部分的にのみ有効である。
【００１２】
最近、より風変わりなデザインが、定在波の問題に対応するために導入された。このデザインは、典型的には、ボックスの設計に固有の定在波に打ち勝つために、球形ベースの幾何形状を典型的に使用する。しかしながら、球形ベースのエンクロージャに対して二次元で存在する対称性のために、エンクロージャの大きさの波長に寸法的に比例する共鳴の別の形態が依然として存在する。この形態の共鳴の例として、ワイングラスの飲み口によって示されるよく知られている共鳴を考える。スピーカが球形スピーカエンクロージャに取り付けられる場所に対応する開口から離れたワイングラスの容器部分は、本質的に球形である。対称的な形状のスピーカエンクロージャのデザインは、これらの共鳴傾向を減少するために、対照的形状のスピーカエンクロージャのデザインで製造されることができるが、この音色特徴は依然として球形に固有なものである。
【００１３】
現存するスピーカエンクロージャのデザインの極めて高い目標は、図６に示されるように、球形が一つの軸に延ばされたものである。このデザインは、二次元対称性が無いために、基本共鳴周波数を減少する。しかしながら、形状は、物理的幾何形状の寸法に比例する波長の周波数範囲で依然として共鳴する。再び、類型として、容器部分が、同様の対称性寸法を有するステムの長いグラスの飲み口によって示される共鳴を考える。このような状況において、基本周波数が減少するが、複数の共鳴周波数の範囲によって置き換えられる。
【００１４】
外側特性
内部で生成された共鳴に加えて、スピーカエンクロージャトポロジーの外側の幾何形状から生じる多数の有害な効果がある。
前述の矩形ボックス形状エンクロージャに再び戻ると、この形状で発生する種々の不所望の影響がある。最も伝統的なボックスデザインにおける主な発生源は、矩形エンクロージャのエッジからの音響回折である。本質的に、矩形形状のコーナがより鋭いと、エッジの回折の効果がより大きい。この現象は、音響波がキャビネットのエッジに到達する時の大きな圧力降下から発生される第２の音響波として説明されている。
【００１５】
多くの最高級スピーカエンクロージャ製造者は、全周波数応答でエッジ回折の影響を減少するために、矩形形状スピーカエンクロージャのエッジを丸めている。現存する製品がこの技術を採用した時、この丸められたエッジの半径は一定に保たれる。エンクロージャのエッジの半径と特定の周波数の波長との間に相関があることが証明されている。エンクロージャのエッジが、より鋭いと、より多くの周波数またはオーバトーンが発生される。これらの二次周波数は、スピーカによって再生されるサウンドを色付けまたは歪ませる。
【００１６】
徐々に短い波長の周波数を再生する、複数の徐々にサイズの減少したスピーカドライバを使用するマルチウェイスピーカシステムの場合において、二次的効果がある。個々のドライバは、種々の度合いの境界効果を導入する。各ドライバからの音波は、隣接するドライバの物理的寸法と相互に影響し、各ドライバは、周波数範囲の特定の集合に渡って、周波数効果の独立した部分集合を発生する。隣接ドライバの各々に、各ドライバが提供する境界効果は、エッジ回折と関連する圧力降下と効果的に類似する。
【００１７】
マルチスピーカシステムは、各マルチウェイスピーカエレメントの物理的分離と、最適なイメージンクとトランジエントレスポンスを補償するために可能なだけ各ドライバを近づけることが望まれることとの間でトレードオフを行う必要がある。音源信号の凝集性を維持するために、異なる周波数ドライバを組み合せることの要望とともに、ドライバがドライバ間音響境界効果を分離するための、物理的位置ずれに対する固有の要求が、本質的に高くなる。
【００１８】
従来技術によって提供されたスピーカエンクロージャ歪をダンピングするために利用可能な方法があるが、それにもかかわらず、マルチウェイスピーカシステムは、フルレンジのオーディスペクトルを提供するために、異なるサイズの複数のスピーカダイアフラム、複数のドライバ、複数のスピーカサスペンション部品、および複数のアンプまたは複数の電子フィルタ手段を必要とする。この結果、従来のスピーカシステムは、デザインが複雑で、製造するのが高価になる。
【００１９】
したがって、単一のスピーカドライバが、可聴スペクトルに渡って可聴信号を効果的に放射することを可能にする、共鳴を減少するスピーカエンクロージャを採用するラウドスピーカシステムが有利である。このように構成されると、このようなシステムは、一のアンプおよび一組のスピーカサスペンション部品のみを必要とし、単純でかつコンパクトなデザインで、従来のマルチウェイスピーカよりもより製造コストが低いラウドスピーカが得られる。さらに、従来のマルチウェイスピーカに影響する位相関連および他の歪が、改善される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、全ての音響範囲をカバーするために、種々のサイズの構成要素からなる複数のスピーカの必要性を排除している。新規なデザインアプローチの使用を介して、単一のラウドスピーカが、全可聴周波数スペクトル（約２０Ｈｚ乃至２０ＫＨｚ）に本質的に適合することができる。
【００２１】
本発明は、現存するスピーカエンクロージャに固有の上述した共鳴を減少する境界制約ランダム幾何形状を使用する。特に、本発明は、単一のラウドスピーカからワイドレンジ周波数性能を達成するために、スピーカエンクロージャに意図的に組み込まれた表面の不規則的変化に基づいている。換言すると、複数のドライバがスピーカエンクロージャ内に配列されている伝統的なスピーカデザイン方法と比較して、本発明は、スピーカに意図的に組み込まれた構造的な不完全性から起こる予期できない性能上の利点を、利用しており、これによって、単一のドライバを可聴スペクトルを効率的に再生するために使用することができる。
【００２２】
従来のスピーカエンクロージャに固有の一連の節点（ノーダル）共鳴を前以って処理し、各節点次数の強度を順次拡散して、種々の節点次数間のスムーズな遷移を可能にするデザイン要素を提供することを追求する。本発明によると、従来のラウドスピーカエンクロージャに固有の一連のノーダル共鳴を拡散するためのキーは、共鳴を減少する構造的特徴を、スピーカエンクロージャに導入することである。その構造的特徴は、好適には、本質的に不規則であり、エンクロージャの内面および外面の何れかまたは両方に、表面の不規則的変化を与える。
【００２３】
好適な実施の形態に従うと、３次元構造特性は、スピーカエンクロージャの内面および外面の何れかまたは両方に対して、浮き彫り状に形成された突起および／または窪みのようなものである。このような構造的特徴は、好ましくは、不規則な形状であり、リブ(rib)、ストーク(stalk)、脈状または他の三次元形状を想定することができる。リブ(rib)、ストーク(stalk)、または脈状として構成された構造的特徴の使用から導かれる追加の利点は、それらが、エンクロージャ製造工程で簡単に形成され、寸法上の剛性をエンクロージャに与えることにある。他の任意の形状は、その形状がランダムであるかぎり使用することができ、したがって、固有の従来のラウドスピーカエンクロージャのデザインである共鳴を緩和する。
【００２４】
本発明書で記述される共鳴緩和手法を使用するスピーカエンクロージャは、可聴スペトルに渡って可聴信号を効率的放射する単一のスピーカを好ましくは採用するラウドスピーカシステムであり、従来のマルチウェイスピーカシステムよりコンパクトかつ安価に製造されるラウドスピーカシステムとなる。
【００２５】
本発明の他の詳細、目的、および利点は、本発明を実施する現時点で好適な実施の形態および現在好適な方法に関する以下の記述が進むにつれて、明らかになるであろう。
本発明は、添付図面に、例のためにだけに図示される好適な実施の形態の以下に記述からより明瞭になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、図１に示されるものと同様のダイアフラムへの励振力として、従来のダイナミックモータを使用することを記述している。このようなモータは、「スパイダー」サポートを使用して強い磁場内に保持される、ボイスコイルフォーマに巻かれたボイスコイル、およびダイアフラムロール周縁からなる。この形態の電磁スピーカは、今日使用される間違いなく最も普及している形態である。しかしながら、共鳴制御のために本発明で記述される設計原理は、静電スピーカで作用されるような他の電動技術にも適用できる。
【００２７】
内部定在波の問題に対応するために、本発明は、内部の寸法を決めるために、図９乃至１１に示されるように、取り付けられたウウドスピーカドライバのセンターラインから見て、ランダムな一連の半径を採用する。必要な内部容量の要求と製造可能性を達成するために、半径のランダム性は、予め定められた制限内に制約される。
【００２８】
取り付けられたラウドスピーカドライバのセンターラインに対して、内面の半径が変化することに加えて、エンクロージャ内部の幾何学的中心にも考慮が払われる。再度、この点からエンクロージャの内面への半径の値が、前述された境界内で好適にはランダムにされる。この方法で、本発明は、如何なる平行面を除去するだけではなく、ラウドスピーカドライバの背面から発散されるサウンドからの、不必要な共鳴または色付けを起こす如何なる対称性も除去する。
【００２９】
ラウドスピーカドライバは、幅広い範囲の周波数を発生することを本質的にできるので、本発明の設計上の考察は、所定の点から見られるように、上述した半径のランダムな寸法に関するものである。境界制約ランダム性の利点を完全に実現するために、ランダムの粒度が、所定のラウドスピーカドライバと関連する周波数の波長に関して、考慮される必要がある。他の方法で考察すると、寸法のランダム性は、エンクロージャの巨視的な内部容量を規定するマクロレベルから伸びるだけではなく、内部空間のますますより細かい組織に伸びるより細かいレベルにも伸びる。図7は、本発明の境界制約ランダム性のコンセプトを利用するスピーカエンクロージャの内部の例である。
【００３０】
図７に示されるように、表面は、直線エッジ、平行面、球形および不所望の共鳴を発生する他の対称性が避けられるように構成されるのが好ましい。換言すると、スピーカの内面が、ランダムで、完全に不規則に変化する表面であることが好ましい。不規則に変化する面が形成される材料は、エンクロージャの外部の材料と同じでも異なっていてもよい。不規則に変化する内面が形成または機械加工される好適な材料には、木材、プラスチック、スピーカエンクロージャの製造において使用される他の材料が含まれる。発泡ポリスチレン（スチレンフォーム）、コルク、等の様な軽量材料も、利用可能である。
【００３１】
ここまで、読み手の関心は、スピーカドライバによって発生された後方エネルギーを吸収する第１の目的を有するラウドスピーカエンクロージャの内面の共鳴を減少する特徴を改良することに向けられていた。しかしながら、同じ原理が、本発明のエンクロージャの外形および外側組織に、同程度当てはまる。
【００３２】
図８を参照すると、本発明に従って構成されたラウドスピーカエンクロージャの実施の形態が示されている（スピーカドライバは、明瞭化のために除去されている）。参照番号１０によって全体的に示されるエンクロージャは、スピーカドライバ開口１２、内面１４および外面１６を有している。最も共通する形状のスピーカドライバに適合する円形として図示されているが、開口１２としては、既知のまたは後に開発されるであろう対称的、非対称的、幾何学的またはランダムな形状のドライバの周辺形状を想定することができる。
【００３３】
スピーカドライバ開口のエッジが円形、楕円形、矩形または他の形状であるかにかかわらず、従来のラウドスピーカエンクロージャのスピーカドライバの開口のエッジは、スムーズまたは規則正しい。しかしながら、それらが極めてスムーズであると、スピーカドライバが作動中に、不所望の音響エッジ回折が生じる。従って、不規則に変化する内面（および以下に議論される様に不規則に変化する外面）に加えて、エンクロージャ１０が不規則に変化するまたは幾分ぎざぎざのエッジを有するスピーカドライバ開口１２を有することが好ましい。換言すると、開口１２の周辺は、好ましくは、開口の中心に関して連続的にランダムに変化する半径によって、定められるのが好ましい。開口エッジのエッジ形状を不規則に変化することによって、回折は有効に除去される。伝統的なデザインとは対照的に、ドライバ開口の周りの半径のこのような変化は、スピーカドライバが取り付けられるエンクロージャの側部から、所定の周波数での圧力低下を減少する。開口半径がランダムだと、或る周波数が、他の周波数以上に最適に拡散ことも補償する。スピーカドライバを囲む開口１２のランダム化されたエッジの全影響は、スピーカドライバによって放射されている広い周波数範囲に渡ってのエッジ回折の分離を広める。
【００３４】
スピーカドライバ開口１２を囲む最初の半径を一度通過すると、音波がエンクロージャの外面に沿って伝搬する時に、音響回折をさらに分離するために、外面１６に、連続するランダムな幾何形状を本発明は提供する。複数のラウドスピーカが、典型的に、ワイドレンジ周波数を再生するために必要とされるが、外面１６のランダム性の粒度の寸法は、スピーカによって発生される種々の波長に適合するにように、本発明に従って、定められる。
【００３５】
図８に示されるように、エンクロージャ１０は、不規則な形状の物体として構成されるのが好ましい。実際、外面１６、内面１４は、直線エッジ、平行面、球、および有害な共鳴を発生する他の幾何対称性が無いことが好ましい。本発明に従うと、外面１６は、３次元構造特徴の形態の表面に不規則的変化が設けられる。３次元構造特徴は、外面に関して、レリーフ状に形成された突起および／または窪みの形態であると想定することができる。構造的特徴１８の高さおよび／または深さは、エンクロージャ１０の効率的な製造に好適な大きさに制約される。構造的な特徴１８は、形状が不規則的に変化し、ランダムに配置されるのが好ましく、本発明の目的を達成するために３次元形状を想定することができる。
【００３６】
図８に示される図示されるまたは図示されない実施の対応において、３次元構造的特徴１８は、スピーカドライバ開口１２から延びるリブ、ストークスまたは脈に似ている複数の構成として構成される。これらの構成は、他のこの様な構成上の特徴と交差するのが好ましい。図８に示されるような比較的単純な３次元構造特徴１８に加えて、基本的に無制限な構造的変形例が存在し、これらは、製造において使用される材料における不適当性、物理的な設計上の制約に対する特定の対応、およびスピーカのエンドユーザのターゲットグループの嗜好を補うために、共鳴制御の極めて特殊なレベルの構造的変形であり得る。
【００３７】
図８は、カーボンファイバによって補強されたエポキシ樹脂を、制限事項としてではなく、含むモールドプラスチックから形成される場合、ランダムな表面不規則性１８を有するエンクロージャがどの様に現実のものとなるかを、示している。プラスチックからモールド成形される場合、エンクロージャの内面１４の追加のまたは対応する３次元構造的特徴１８'を提供することは特に容易である。
【００３８】
構造的ランダム性は、スピーカエンクロージャの内面および外面で共鳴周波数を除去することに特に関連していることを、本発明者は見出した。理想的には、３次元表面構造１８間の全ての面が、鏡面となる傾向を減少するために、非対称形状である。しかしながら、全ての面に共鳴の傾向があると、構造の形状によって決定される構造１８間の種々のサイズおよび形状のサブ領域を使用することによって、マクロレベルでラウドスピーカエンクロージャに対する支配的共鳴周波数が効率的に除去される。
【００３９】
図９および１０は、本発明に従って構成された自己支持ラウドスピーカを図示している。参照番号１００によって全体的に示されるラウドスピーカは、エンクロージャ１１０およびそれに取り付けられたスピーカドライバ１５０（図９）を含む。図示されるように、ドライバ１５０は、コーン形状ドライバであり、そのダイアフラムには、ダイアフラムの放射面の内面および／または外面に設けられる３次元構造、ダイアフラムがロール周縁と結合する不規則的に変化するエッジ、および／または放射表面のパーフォレーションの様な、共鳴を減少する表面の不規則的な変化１５２が設けられるのが望ましい。スピーカ１００は、比較的低い高さの取外し可能に、または永久的に接続されたスタンドまたは台または、図示されるように、３つ以上の足１２０によって支持されている。
【００４０】
図１１において示されるラウドスピーカ２００は、図９および１０の全ての材料の点でラウドスピーカ１００に対応しているが、対称的に、台またはスタンド２２０によって支持されており、これによって、フリースタンディングフロアー支持スピーカアッセンブリとして機能している点が異なっている。
【００４１】
本発明は、従来のスピーカエンクロージャ幾何形状を発展させ、これによって共鳴ノードの形成を破壊する。このことは、エンクロージャの形状および表面にランダム幾何形状を製造する３次元構造特徴を介して、行われる。結果の効果は、多種多様である。
【００４２】
・  可聴周波数の幅広いスペクトルに渡って、スピーカドライバが利用可能な応答を提供することを可能にするために、エンクロージャに固有の、固有ノーダル（節点）共鳴の減少および拡散
・  スピーカドライバは、動作の低周波数「ピストン」モードにある時有用な、スピーカエンクロージャの剛性の強化
・  強化は実際の材料引きのレベルで制約される（ダイヤフラムモールディングプロセス中のプラスティクの流動特性）。製品の製造者またはエンドユーザにおいて考えられ、改善された信頼性または他の属性。
【００４３】
さらに、共鳴減少３次元構造特徴１８の審美的特徴は、実際上無限である。すなわち、本質的に、ランダム性を示す如何なる考えられる形態も、本願発明に従うスピーカエンクロージャに、共鳴を減少する表面の不規則的な変化を生成するために使用することができる。例えば、３次元構造特徴１８は、所望の設計目標を達成するために種々の「シードパターン(seed pattern)」を採用することができる。限定ではなく、説明として、馴染みのあるＮｉｋｅ社の「スウッシュ」ロゴような企業のロゴ、花のような風変わりのパターン、フラクタル、蜂の巣のような幾何形状、または漢字のようなイメージとすることができる。
【００４４】
本発明の好適な実施の形態に従ったラウドスピーカ、すなわち、単一のドライバスピーカは、伝統的なマルチウェイラウドスピーカシステムに対して、相当の利点を有している。クロスオーバシステムおよびそれに付随する位相シフト、周波数オーバラップおよび挿入（パワー損失）を除去することによって、本発明は、ラウドスピータシステムの効率に相当な改善をもたらす。さらに、単一のドライバを使用することよって、好適な実施の形態は、単一のラウドスピーカエンクロージャ内に異なるサイズのドライバを物理的に分離して配列することを避け、典型的なユーザ視聴距離で可聴なコンポーネントレイアウトを作り出す。例えば、視聴者は、同じスピーカのエンクロージャのトゥイータから分離して動作するウーハーを明瞭に聞くことができる。ボーカル、弦楽器、特に、打楽器の様な音源からの音楽において共通である音楽の遷移が考慮される時に、ワイドな周波数レンジが可能な単一のドライバの利点が明白になる。
【００４５】
簡単な遷移信号の数学的成分が考えられる場合、高調波級数は、周波数範囲を無限級数にする。マルチウェイスピーカシステムが、必要な範囲を可能とする場合であっても、現在利用可能なマルチウェイスピーカシステムと同じ仕方で、他のものから物理的に変位して設置されたトランスジューサの配置からは、リスナーが、正確な遷移情報を再構成することは可能ではない。
【００４６】
さらに、本発明に従って構成されたスピーカはサイズが小さく、従って、これに対応して、より小さいエンクロージャに納めることができる。結果として、実際上如何なるルームセッティングでも利用され、マルチウェイスピーカシステムの大きさ、重量、審美的な欠点を除去した極めてコンパクトな単一ドライバスピーカシステムが達成される。
【００４７】
単一のスピーカドライバの使用が好ましいが、本発明に従うエンクロージャは、必要ならば、可聴周波数スペクトルの分離した範囲をカバーする複数のスピーカドライバを伴って使用することができる。この例において、種々の異なるサイズのエンクロージャが、全可聴周波数範囲の再生を達成するために必要なスピーカドライバの必要な組を収容するために採用される必要がある。典型的にはその範囲のスピーカは、種々の物理的サイズを有しており、個々のドライバの各々を収容する適当なサイズのエンクロージャを必要とする。本発明によって提案される音響回折の減少によって、この様なマルチスピーカシステムは、各スピーカが周囲のラウドスピーカドライバに与える境界効果の影響を対応して減少する。しかしながら、可聴スペクトルの各セグメントを再生するためのスピーカドライバの範囲を採用するラウドスピーカシステムを有する場合と同様に、受動または能動電子的クロスオーバネットワークは、採用される個々のスピーカドライバの特定の周波数範囲に適合するように全周波数応答を分離するために採用する必要がある。従って、最も高い電子構成要素を用いてでさえ、これらの周波数分割クロスオーバネットワークの使用が、位相シフト、歪、および／または挿入損失をラウドスピーカシステムに提供されるフルレンジ信号に導入する。
【００４８】
本発明は、説明の目的のために詳細に記述されたが、このような詳細は、説明の目的のためだけであり、特許請求の範囲に規定される発明の精神および範囲から離れること無しに、当業者によって変更するとこができることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来のコーン形状ラウドスピーカの断面図。
【図２】従来のマルチウェイスピーカシステムで採用される受動クロスオーバの回路図。
【図３】従来のマルチウェイスピーカシステムで採用される能動クスロオーバ回路図。
【図４】矩形ボックスエンクロージャを有するマルチウェイスピーカシステムの斜視図。
【図５】傾斜側部ボックスエンクロージャを有するマルチウェイスピーカシステムの斜視図。
【図６】マルチウェイスピーカシステムに対する従来のボックス形態のスピーカエンクロージャの代替形態の斜視図。
【図７】本発明に従って構成されたスピーカエンクロージャの内面図。
【図８】本発明に従って構成されたスピーカエンクロージャの斜視図。
【図９】本発明に従って構成された自己支持ラウドスピーカの正面図。
【図１０】図９に示されるラウドスピーカの背面図。
【図１１】本発明に従って構成されたフロアー支持ラウドスピーカの正面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月19日(2006.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面と、
外面と、
スピーカドライバを受けるための開口と、
前記内面、前記外面、および前記開口のエッジの少なくとも一つに設けられた、共鳴を減少する表面の不規則的変化とを備えるオーディオ・ラウドスピーカ・エンクロージャ。
【請求項２】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が、前記内面、前記外面、および前記開口のエッジの少なくとも一つにランダムに設けられている請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項３】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が、前記内面、および前記外面の少なくとも一つに設けられた３次元構造からなる請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項４】
前記３次元構造が、前記内面、および前記外面の少なくとも一つに対して、浮き彫り状に形成された突起または窪みの少なくとも一方からなる請求項３記載のエンクロージャ。
【請求項５】
前記３次元構造が、前記内面、および前記外面の少なくとも一方にランダムに構成されている請求項３記載のエンクロージャ。
【請求項６】
前記共鳴を減少する表面の不規則的変化が前記開口に沿って設けられた不規則的に変化するエッジからなる請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項７】
請求項１のエンクロージャを含むオーディオ・ラウドスピーカ。
【請求項８】
放射面、および
前記放射面に設けられた共鳴減少表面不規則性からなるオーディオ・ラウドスピーカ・ダイアフラムをさらに含む請求項７記載のオーディオ・ラウドスピーカ。
【請求項９】
前記共鳴減少表面不規則性が、前記放射面上にランダムに構成されている請求項７記載のオーディオ・ラウドスピーカ。
【請求項１０】
前記共鳴減少表面不規則性が３次元的構造特徴からなる請求項７記載のオーディオ・ラウドスピーカ。
【請求項１１】
前記３次元構造特徴が、前記放射面に関して浮き彫り状に形成された浮き彫り状に形成された突起または窪みの少なくとも一方からなる請求項１０記載のオーディオ・ラウドスピーカ。
【請求項１２】
前記３次元構造特徴が前記放射面上にランダムに構成されていることを特徴とする請求項１０記載のオーディオ・ラウドスピーカ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の他の詳細、目的、および利点は、本発明を実施する現時点で好適な実施の形態および現在好適な方法に関する以下の記述が進むにつれて、明らかになるであろう。
ダイアフラムにこれらの共鳴緩和法を組み込んだ改良されたスピーカも開示される。
本発明は、添付図面に、例のためにだけに図示される好適な実施の形態の以下に記述からより明瞭になるであろう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
エンクロージャに加えて、本発明に従って構成されたエンクロージャおよびダイアフラムを有するスピーカを構成することができる。上述された様に、ダイアフラムは、ラウドスピーカドライバのサウンド放射構成要素である。典型的には、ダイアフラムは、丸い形状を有しているが、楕円および矩形の様な他の形状も使用されている。ダイアフラムは通常は平面では無いが、内側エッジから外側エッジに至る或る大きさの深さを有している。この深さは、スムーズな放射面およびエッジを有するコーンおよびドームの様な３次元形状をもたらす。
本発明のこの実施の形態に従って構成されたスピーカは、可聴範囲全てをカバーするために、種々のサイズの複数の構成要素を必要とすることを無くしている。単一のスピーカが、全可聴周波数スペクトル(約２０Ｈｚ乃至約２０ｋＨｚ)に本質的に適応することができる。特に、スピーカ構造は、単一のラウドスピーカからワイドレンジ周波数性能を達成するために、ダイアフラムに意図的に組み込まれた上述した表面の不規則的な変化に基づいている。換言すると、構造的に完全なまたは理想的なダイアフラムを製造しようとする試みである伝統的なスピーカ設計方法と対称的に、本発明のこれらの実施の形態は、スピーカダイアフラムに意図的に導入された構造的不完全性から生じる、従来予測不可能な性能上の利点を利用する。本発明に従うと、上述したように、エンクロージャの様な、如何なる圧力波放射面、またはコーン状またはドーム状のスピーカダイアフラムの放射面に固有の一連の節点（ノーダル）共鳴列を拡散するための鍵となる点は、好ましくは本質的にランダムである共鳴減少構造特性を導入して、ダイアフラムに不規則的に変化する放射面を与えることにある。
本発明は、説明の目的のために詳細に記述されたが、このような詳細は、説明の目的のためだけであり、特許請求の範囲に規定される発明の精神および範囲から離れること無しに、当業者によって変更するとこができることは理解されるべきである。
【国際調査報告】
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