(57)【要約】  ラウドスピーカーは、導波面及びホーン型導波管のスロートを位置付けられた、又は隣接した変換器を有しているホーン型導波管を備える。変換器は、略高剛性のドーム形状の音響放射表面を有している。ホーン型導波管の長手軸と前記ホーン型導波管のスロートでの導波面との間に内在するホーン角度は、２０°〜６０°の範囲である。ドーム形状又はドーム形状の補外部分が導波面又は導波面の補外部分と交わる点で、音響放射表面のドーム形状に対して接する平面との導波面に接する平面との間に内在する交差角度は、８５°〜１１０°までの範囲である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波面を有しているホーン型導波管と、
前記ホーン型導波管のスロートに配置されるか、又は該スロートに隣接しており、高剛性の凸状のドーム形状の音響放射表面を有している変換器と、
を備えているラウドスピーカーにおいて、
（ａ）前記ホーン型導波管の長手軸と前記ホーン型導波管の前記スロートでの前記導波面との間に内在するホーン角度が、２０°〜６０°の範囲であり、
（ｂ）前記ドーム形状又は前記ドーム形状の補外部分が前記導波面又は前記導波面の補外部分に交わる点で、前記音響放射表面の前記ドーム形状に接する平面と前記導波面に接する平面との間に内在する交差角度が、８５°〜１１０°の範囲であることを特徴とするラウドスピーカー。
【請求項２】
前記ホーン角度が２０°〜４０°の範囲である場合に、最小交差角度が８５°であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項３】
前記ホーン角度が４０°〜５０°の範囲である場合に、最小交差角度が８５°〜９０°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載のラウドスピーカー。
【請求項４】
前記ホーン角度が５０°〜６０°の範囲である場合に、最小交差角度が９０°〜１００°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項５】
前記ホーン角度が２０°〜４５°の範囲である場合に、最大交差角度が１００°〜１１０°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項６】
前記ホーン角度が４５°〜６０°の範囲である場合に、最大交差角度が１１０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項７】
前記変換器の前記音響放射表面の前記ドーム形状が略回転楕円体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項８】
前記変換器の前記音響放射表面の前記ドーム形状が略球体の一部分であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項９】
前記導波面での前記ホーン型導波管の前記スロートと前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面との間の任意の地点で、前記ホーン型導波管の前記長手軸に略垂直な径方向における任意の離隔距離が、約２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１０】
前記導波面で前記ホーン型導波管の前記スロートの最小直径が、前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１１】
前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面が、少なくともその一部が可撓性を有する周囲部を介して、前記変換器の周囲に位置している支持部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１２】
前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面が、前記ホーン型導波管の前記長手軸に略垂直である径方向で前記変換器の周囲に位置している前記支持部から２．５ｍｍ離隔されていることを特徴とする請求項１１に記載のラウドスピーカー。
【請求項１３】
前記変換器の周囲に位置している前記支持部の最小直径が、前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のラウドスピーカー。
【請求項１４】
前記ホーン型導波管が、前記変換器の前記ドーム形状の高さの少なくとも１．５倍の軸長を有していることを特徴とする請求項１から請求項１３に記載のラウドスピーカー。
【請求項１５】
前記ホーン型導波管が、前記変換器の前記ドーム形状の高さの少なくとも２倍の軸長を有していることを特徴とする請求項１４に記載のラウドスピーカー。
【請求項１６】
前記ホーン型導波管が、その前記長手軸に垂直な断面において非円形であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１７】
前記ホーン型導波管が、その前記長手軸に垂直な断面において略円形であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１８】
前記ホーン型導波管が、略円錐台状であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１９】
前記ホーン型導波管が、フレア状であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２０】
前記ホーン型導波管が、駆動音響放射振動板であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２１】
前記駆動音響放射振動板が、前記ドーム形状の変換器から実質的に独立して駆動されることを特徴とする請求項２０に記載のラウドスピーカー。
【請求項２２】
前記駆動音響放射振動板が、前記ドーム形状の変換器よりも実質的に低い周波数の音波を放射するように配置されていることを特徴とする請求項２１に記載のラウドスピーカー。
【請求項２３】
前記駆動音響放射振動板及び前記ドーム形状の変換器が、一体として実質的に共に駆動されることを特徴とする請求項２０に記載のラウドスピーカー。
【請求項２４】
前記駆動音響放射振動板を駆動するために駆動ユニットを含んでいることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２５】
前記ドーム形状の変換器を駆動するために駆動ユニットを含んでいることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２６】
１つ以上のさらなる変換器及び／又は駆動音響放射振動板をさらに含んでいることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２７】
複数の請求項１〜２６のいずれか一項に記載のラウドスピーカーを備えていることを特徴とするラウドスピーカーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラウドスピーカーに関し、特にドーム形状の変換器、例えば、「ツイーターズ（tweeters）」として言及された高周波数変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波数ドーム形状の変換器は、周囲のホーンの存在の有無にかかわらず、操作され得る。ホーンは、静的ホーン（static horn）であってもよく、又は例えばコーン状の振動板のような、それ自体が音響放射振動板（acoustically radiating diaphragm）であってもよい。本発明は、凸状のドーム形状の変換器を利用しているラウドスピーカーを提供することを追及し、周知の構成に比較され、改善された音響の特性を有している。
【特許文献１】米国特許第５，５４８，６５７号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
それに応じて、本発明は、導波面を有しているホーン型導波管と、ホーン型導波管のスロートに配置され、又は隣接した変換器と、を備えているラウドスピーカーであって、変換器が略高剛性の凸状のドーム形状の音響放射表面を有しており、以下の（ａ）及び（ｂ）の特徴を有する。
【０００４】
（ａ）ホーン型導波管の長手軸とホーン型導波管のスロートでの導波面との間に内在するホーン角度（horn angle）が、２０°〜６０°の範囲である。
【０００５】
（ｂ）ドーム形状又はドーム形状の補外部分が導波面又は導波面の補外部分に交わる点で、音響放射表面のドーム形状に接する平面と導波面に接する平面との間に内在する交差角度（intersection angle）が８５°〜１１０°の範囲である。
【０００６】
本発明の発明者は、上記に定義された特徴の組み合わせを有しているラウドスピーカーが今までよりもより広い周波数の範囲にわたって、格段に高めるコンシステンシー（consistency）を有している音波を発生することができることを発見した。特に、発明者は、本発明のラウドスピーカーによって発生した音波が、周知のラウドスピーカーよりも、より広い周波数範囲及び方向の角度にわたって、より一定の応答を有していることを発見した。
【０００７】
（音波に関しては）「球形度（sphericity）」という言葉は、波のウェーブフロントが振動球面のセグメントに接近する程度を画定するために本明細書中で使用される。ドーム形状の変換器によって発生された音波の球形度は、２つの主要な理由のために重要である。まず第１に、音波の球形度が大きくなればなるほど、（一般的にいえば）その指向性がより平らになることができる。例えば、波によって生み出された音圧レベルが、その全体のウェーブフロントにわたって一般により一定である。第２に、特に音波が伝播する方向に沿って、球形度がホーン型導波管の形状に略「合致する」場合（例えば、ウェーブフロントが、ウェーブフロントが導波面に交わる導波面に対して略垂直である。）、高い程度の球形度を有している音波は、重大な応答の不規則性（response irregularities）を一般に避けることができる。本発明者は、（上記に言及した認定に加えて）本発明によるラウドスピーカーによって発生し、伝播された音波が凸状のドーム形状の変換器及びホーン型導波管を備えている周知のラウドスピーカーによって発生し、伝播された音波の球形度よりも高い程度の球形度を有することができることを発見した。
【０００８】
本発明者は、交差角度が特定の点でホーン角度に伴って変化する角度の好ましい範囲内に含まれる場合、特に良い音響結果が本発明のラウドスピーカーで達成され得ることを発見した。それ故に、本発明のいくつかの好ましい実施形態では、ホーン角度が２０°〜４０°の範囲である場合、交差角度の最小交差角度は８５°である。好ましくは、ホーン角度が４０°〜５０°の範囲である場合、交差角度の範囲の最小交差角度は、８５°〜９０°を略直線的に変化する。好ましくは、ホーン角度が５０°〜６０°の範囲である場合、交差角度の範囲の最小交差角度は、９０°〜１００°までを略直線的に変化する。
【０００９】
有利には、ホーン角度が２０°〜４５°の範囲である場合、交差角度の範囲の最大交差角度は、好ましくは、１００°〜１１０°までを略直線的に変化する。好ましくは、ホーン角度が４５°〜６０°の範囲である場合、交差角度の範囲の最大交差角度は１１０°である。
【００１０】
変換器の音響放射表面は、ドーム形状である。少なくとも本発明の最も広範の態様において、ドームの形状は、実質的に任意のドーム形状であってもよいが、好ましくは、ドームの音響放射表面が略滑らかである。本発明のいくつかの実施形態では、音響放射表面のドーム形状は、略回転楕円体であり、例えばその主軸に関して楕円の半回転（half-revolution）によって生み出される表面である。しかしながら、本発明のほとんどの実施形態で、より具体的に、変換器の音響放射表面のドーム形状は、略球のセグメントの形状である。（例えば、ドームは、好ましくは、略球形状のドームである。）
【００１１】
本発明によるラウドスピーカーの変換器のドーム形状の音響放射表面は、略高剛性である。そのような剛性は、例えば、ドームが形成された材料の選択によって得られることができる。（いくつかの好ましい材料は、以下に言及される。）さらに、又はもう一つの方法として、変換器はその剛性を改善する、又は提供するために強化されてもよい。本発明で使用するための特に好ましい変換器は、本発明と同日に本出願人によって出願され、「電気音響変換器」という表題をつけられた英国特許出願において開示されている。従って、本発明のいくつかの好ましい実施形態では、変換器は前面部を備え、前面部は、音響放射表面と、前面部を支持し、音響放射表面から離れた方向へ前面部から（好ましくは前面部の周囲領域から）延在する支持部と、変換器に剛性を提供する補強部を有している。補強部は、好ましくは、補強部の一部が前面部分及び／又は支持部から離隔されるように、支持部から前面部の後方へ延在する。
【００１２】
本発明者は、他の特徴が、本発明の少なくともいくつかの実施形態では、ラウドスピーカーのための増強された音響特性を保証することも発見された。例えば、導波面でホーン型導波管のスロートと変換器のドーム形状の音響放射表面との間の任意の地点で、（ホーン型導波管の長手軸に略垂直な半径方向における）任意の離隔距離は、好ましくは約２．５ｍｍの大きさであり、より具体的には、約２ｍｍの大きさであり、例えば約１．５ｍｍ以下である。この好ましい特徴は、以下のように他の方法で表現されてもよく、又は、好ましい代替特徴は、以下のようである。導波面でホーン型導波管のスロートの最小直径は、変換器のドーム形状の音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいにすぎない。より具体的には、ホーン型導波管のスロートの最小直径は、変換器のドームの最大直径よりも４ｍｍ大きいにすぎなく、例えば３ｍｍ大きいにすぎない。好ましくは、変換器とホーン型導波管との間で可聴周波数の反響を示している略空洞がない。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態では、変換器のドーム形状の音響放射表面は、少なくともその一部が可撓性を有する周囲部を介して、変換器の周囲に位置している支持部に取り付けさせる。好ましくは、周囲は、可撓性である幅の少なくとも一部分を介して（例えば、ホーンの長手軸に略垂直方向で）、一般に環状ウェブ（annular web）を備え、それ故に音波を発生させるドームの略軸方向の移動を可能にする。好ましくは、変換器のドーム形状の音響放射表面は、ホーン型導波管の長手軸に略垂直な半径方向で支持部から約２．５ｍｍの大きさで離隔され、例えば約２ｍｍの大きさである。この好ましい特徴は、以下のように他の方法で表現されてもよく、又は、好ましい代替特徴は、以下のようである。変換器の周囲に位置している支持部の最小直径は、変換器のドーム形状の音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいにすぎなく、例えば４ｍｍ大きいにすぎない。
【００１４】
上記に述べたように、本発明によるラウドスピーカーの（ホーンのスロートでホーン型導波管の長手軸と導波面との間に内在する）ホーン角度は、２０°〜６０°の間である。好ましくは、ホーン角度は、約５５°の大きさであり、特に約５０°の大きさである。好ましくは、ホーン角度は、少なくとも２５°であり、より具体的に少なくとも３０°であり、特に少なくとも３５°であり、例えば４０°である。
【００１５】
本発明の少なくともいくつかの実施形態では、ホーン型導波管は長手軸に対して垂直な断面で非円形である。例えば、ホーンは、断面で楕円であってもよく、又は、実際は実質的に任意の形状であってもよい。しかしながら、本発明の多くの実施形態にとって、ホーン型導波管は、その長手軸に対して垂直な断面で略円形である。
【００１６】
ホーン型導波管は、略円錐台状（frusto-conical）であってもよい。（例えば、ホーン型導波管がホーンのスロートで平頭状のものを除く略円錐状であってもよい。）しかしながら、ホーン型導波管は、フレア状であってもよく、例えば、略指数関数の曲線、又は略放物線の曲線、又は他のフレア状の曲線のように広げてもよい。他のホーン型導波管形状もまた可能である。好ましくは、ホーン型導波管は、変換器のドーム形状の高さの少なくとも１．５倍の軸長を有し、より好ましくは変換器のドーム形状の高さの少なくとも２倍の軸長を有する。変換器のドーム形状の高さは、導波面（又は、それから補外部分）を備える変換器の音響放射表面のドーム形状の交差点からホーンの長手軸と交差するドームの音響放射表面まで、ホーン型導波管の長手軸の点に沿って測定されることで画定される。（すなわち、ドーム形状の高さは、ホーンの長手軸に沿って計測されたその高さである。）ホーンの軸長は、導波面の最内縁部（スロート）から導波面の最外縁部（マウス（mouth））までのホーンの軸に沿って測定されることによって定義される。
【００１７】
上記に指摘したように、ホーン型導波管は、静的導波管（static waveguide）であってもよく、また、例えばコーン型の振動板のような、音響放射振動板自体でもよい。その結果として、本発明のいくつかの実施形態では、ホーン型導波管は、駆動音響放射振動板を備えてもよい。振動板は、例えば、振動板は、一般的にドーム形状の変換器よりも低い周波数の音波を放射するために配置されるように、ドーム形状の変換器から実質的に独立して駆動されてもよい。もう一つの方法として、振動板及びドーム形状の変換器は、例えば、一体として実質的に一緒に駆動されてもよい。その結果として、ラウドスピーカーは、好ましくは、振動板及び／又はドーム形状の変換器を駆動するための１つ又は複数の駆動ユニットを含む。（本発明に対する少なくとも異なる交差角度にもかかわらず）ホーン型導波管自体が音響放射振動板を備えている適切な構成の例は、特許文献１に開示されている。
【００１８】
ドーム形状の変換器は、好ましくは、例えば、金属材料又は合金材料、複合材料、プラスチック材料、及びセラミック材料のような、略高剛性の低密度材料から形成される。適切な金属素材又は合金素材から形成するためのいくつかの好ましい金属は、チタニウム（titanium）、アルミニウム（aluminium）、及びベリリウム（beryllium）を含む。ドーム形状の変換器の音響放射表面は、例えばダイヤモンド（特に、化学的に析出させたダイヤモンド）のような特殊金属（specialist material）から形成されてもよい。
【００１９】
ホーン型導波管は、任意の最適な金属から形成されてもよく、例えば、金属材料又は合金材料、複合材料、プラスチック材料、繊維材料、又はセラミック材料から形成されてもよい。ホーン型導波管が音響放射振動板である本発明のそれらの実施形態のために、音響放射振動板は、好ましくは、例えばプラスチック材料又は繊維材料から形成されている。金属又は紙は、いくつかの場合においてより好ましいかもしれない。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態では、ラウドスピーカーは、例えば、１つ又は複数の変換器及び／又は駆動音響放射振動板を含んでもよい。
【００２１】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による複数のラウドスピーカーを備えているラウドスピーカーシステムを提供する。
【００２２】
本発明の別の好ましい特徴及び選択自由な特徴は、以下に及び従属請求項に記述されている。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態の例は、添付された図面を参照して、一例として記述されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１及び図２は、本発明によるラウドスピーカー１の概略部分断面図を示す。（両方の図は、長手軸の一の側にラウドスピーカーの一の半体を示す。ラウドスピーカーは、軸に関して対称である。）ラウドスピーカー１は、導波面５を有しているホーン型導波管３と、ホーン型導波管のスロート９内に一般的に配置された凸状のドーム形状の変換器７と、を備えている。凸状のドーム形状の変換器７は、略高剛性の音響放射表面１１を有し、略球のセグメントとして形成られる。（例えば、表面１１の曲率が略球の曲率である。）ホーン型導波管３は、長手軸１２を有している一般的に円錐台（frusto- conical）状に開いた静的導波管である。ドーム形状の変換器７の周囲部３１は、ホーン型導波管３のスロート９の後方に支持部１３に取り付けられる。
【００２５】
ドーム形状の変換器７の駆動ユニット１５は、ポット１７、ディスク型磁石１９、及びディスク型内部ポール２１を備えている。ポット１７は、略円筒型であり、ディスク型磁石１９及び内部ポール２１を受容するための開口部２３を有している。開口部２３は、駆動ユニット１５の外部ポールを形成する半径方向内部に延在しているリップ２５によって画定される。ドーム形状の変換器７の略円筒型のフォーマー（又は支持部）２７は、フォーマー２７の周囲に巻き付かれた電気導線（例えば、金属線）のコイル２９を支持する。コイル２９及びフォーマー２７は、駆動ユニットの内部ポール２１と外部ポール２５との間に延在している。ドーム形状の変換器７は、駆動ユニットによって軸１２に略沿って駆動され、可撓性の周囲部３１によって安定される。好ましくは、周囲部３１の径方向の幅の外側の少なくとも５０％は、ホーン型導波管のスロート９によって重複される。
【００２６】
図３は、本発明のラウドスピーカーの（本明細書内で定義するように）「交差角度」の概略図である。図示されるように、交差角度は、球の曲率が導波面から補外された仮想平面３７に交わる点で、音響放射表面１１の球面曲率に対して接する仮想平面３３とホーン型導波管３の導波面５に対して接する平面３５との間に内在する角度である。図３に図示される交差角度は、図のように８７°である。図４は、６つの異なるホーン角度及び様々な交差角度で本発明によるラウドスピーカーをモデル化された可聴周波数（単位Ｈｚ）に対する音圧レベル（単位ｄＢ）のコンピュータモデルの有限要素解析の結果のグラフ表示を示す。コンピュータモデルは、簡単にするために、凸状のドーム形状の変換器が球のセグメントの形状で音響放射表面を有し、且つ表面が、無限に延在している円錐のホーン型導波管の長手軸に沿って駆動されることを仮定している。
【００２７】
当業者が周知であるように、ラウドスピーカーが適切に実行するために、ラウドスピーカーによって生み出された音の音圧レベルがラウドスピーカーの操作している可聴周波数範囲の略全体にわたって、（与えられた入力に対して）可能な限り滑らかであり、且つ大きいことは、必要である。本発明による好ましいラウドスピーカーのために、約２ｋＨｚから約２０ｋＨｚまでである。（又は、スーパーオーディオコンパクトディスク（Super Audio Compact Disc, SACD）システムのために可能な限り高くする、例えば、操作周波数範囲が２０ｋＨｚを超えて延在している。）したがって、本発明によるラウドスピーカーが可能な限り滑らかで、且つ大きいこの周波数範囲にわたっての音圧レベル応答を有することは、所望である。当業者も周知であるように、音圧レベルは、音圧レベルが測定された（又は、モデル化された）ラウドスピーカーに対して方向に伴って（特定のラウドスピーカーのために）通常は変化することができる。その結果として、本発明のコンピュータモデルは、ドーム型の変換器に対する「方向」すなわち「軸上（on-axis）」、及びホーン導波面で２つの原理で実行された。
【００２８】
図４（ａ）〜図４（ｆ）は、各ホーン角度のためのさまざまな異なる交差角度で、２０°、３０°、３５°、４０°、５０°及び６０°の各ホーン角度を有しているホーン型導波管のモデルの結果を示す。各場合において、上記に述べたように、音圧レベル（「ＳＰＬ」）は、ホーンの長手軸上（「軸上」）に、及びホーンの導波面（「軸外（off-axis）」）でモデル化される。各グラフは、上部一連のプロット及び別個の下部一連のプロットを示し、各プロットは、特に特定のホーン角度及び特に特定の交差角度のためのモデルの結果を備えている。上部一連のプロットは、軸上ＳＰＬのモデルの結果を示し、下部一連のプロットは、各３つの交差角度で軸上モデルの結果と軸外モデルの結果との差を示す。
【００２９】
図４に示される各プロットは、可聴周波数（単位Ｈｚ）に対する音圧レベル（単位ｄＢ）のプロットである。示される結果は、直径２５ｍｍのスロート及び直径２５ｍｍのドーム形状の音響放射装置である。しかしながら、プロットは、正規化された波数（ｋａ）に対する音圧レベル（単位ｄＢ）としても示される。
【００３０】
【数１】
2008532404.tif 000003
【００３１】
ここで、r=スロート半径、λ=音響波長である。
【００３２】
さらに、各ＳＰＬのグラフ（plot）における正規化された傾斜（傾き）は、略直線的なグラフから離れていることが明確になるように、グラフに6dB octave slopeを適用することによって略平準化される。
【００３３】
図４にグラフを使って図示されたモデルの結果は、本発明の技術範囲内に含まれるモデル化されたラウドスピーカーのために、例えば８５°から１１０°までの範囲内の交差角度、及び２０°から６０°までの範囲内のホーン角度を有し、「軸上」もホーン導波面でも音圧レベルの応答は、交差角度の画定された範囲に、例えば本発明の技術的範囲に含まれないそれらのモデル化されたラウドスピーカーの音圧レベルの応答よりも著しく滑らかになることを明らかに示す。交差角度の好ましい範囲内に含まれるそれらの交差角度にとって、モデル化された音圧レベルの応答は、本発明の技術的範囲に含まれない交差角度よりも著しく滑らかになっている。
【００３４】
様々なホーン角度で交差角度の好ましい範囲は、上記に言及されている。要約すれば、以下のようになる。ホーン角度が２０°〜４０°の範囲である場合、交差角度の範囲の最小交差角度は、８５°である。ホーン角度が４０°〜５０°までの範囲である場合、交差角度の範囲の最小交差角度は、好ましくは８５°〜９０°まで略直線的に変化する。ホーン角度が５０°〜６０°までの範囲である場合、交差角度の範囲の最小交差角度は、好ましくは９０°〜１００°まで略直線的に変化する。ホーン角度が２０°〜４５°までの範囲である場合、交差角度の範囲の最大交差角度は、好ましくは１００°〜１１０°まで略直線的に変化する。ホーン角度が４５°〜６０°までの範囲である場合、交差角度の範囲の最大交差角度は、１１０°である。それらの好ましい範囲は、図５にグラフを使って図示されている。各ホーン角度での好ましい交差角度は、グラフに示された領域の境界線、又は領域内に含まれる。
【００３５】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明による好ましいラウドスピーカーの寸法のいくつかを概略的に図示している。図６（ａ）は、変換器のドーム形状の音響放射表面の直径Ｄ１、導波面でホーン型導波管のスロートの直径Ｄ２、及び変換器の周囲に位置付けられ、周囲に取り付けられた支持部の直径Ｄ３を示す。図６（ｂ）は、変換器のドーム形状の音響放射表面と導波面でのホーン型導波管のスロートとの間で（（Ｄ２−Ｄ１）／２に等しい）離隔（又は、間隙）Ｇを示す。図６（ｂ）もまた、変換器のドーム形状の音響放射表面と変換器の周囲に取り付けられた支持部との間で（（Ｄ３−Ｄ１）／２に等しい）離隔（又は、間隙）Ｗを示す。この離隔Ｗも、普通は変換器のドームと支持部との間で延在している周囲部の幅に対応する。
【００３６】
図７（（ａ）及び（ｂ））は、Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３の様々な値に対して有限要素コンピュータモデルの結果を示す。図７（ａ）は、例えば、（Ｄ２−Ｄ１）／２のようなホーン型導波管と変換器のドーム形状の表面との間の離隔Ｇを変化させる影響を示す。モデル化された可聴周波数（単位Ｈｚ）に対する音圧レベル（ＳＰＬ、単位ｄＢ）のプロットは、（例えば、Ｄ２−Ｄ１が４ｍｍ又はそれより少ない）２ｍｍ又はそれより少ない離隔Ｇにとって、ＳＰＬの応答が（例えば、Ｄ２−Ｄ１が６ｍｍ又は８ｍｍである）３ｍｍ又は４ｍｍの離隔Ｇのために（人間における可聴の高周波数限界の近傍であり、又は高周波数限界に達している）少なくとも２０ｋＨｚ次第であることよりも滑らかになっている（例えば、一定により近づいている）ことを示す。
【００３７】
図７（ｂ）は、例えば、（Ｄ３−Ｄ１）／２のような、支持部とドーム形状の表面との間の離隔Ｗを変化させる影響を示す。モデル化された可聴周波数（単位Ｈｚ）に対する音圧レベル（ＳＰＬ、単位ｄＢ）のプロットは、（Ｄ３−Ｄ１が５ｍｍ又はそれよりも少ない）２．５ｍｍ又はそれより少ない離隔Ｗにとって、ＳＰＬの応答が（例えばＤ３−Ｄ１が６ｍｍ又は８ｍｍである）３ｍｍ又は４ｍｍの離隔Ｗのために少なくとも２０ｋＨｚ次第であることよりも滑らかになっていることを示す。（Ｄ３＝Ｄ１が理想の音響の場合であるけれども、達成することが機械的に困難な設計であることに留意されたい。）
【００３８】
図８は、本発明によるラウドスピーカーの有限要素コンピュータモデルの結果を示す。このラウドスピーカーは、ホーン幅において４５ｍｍの直径を備えるドーム形状の変換器を有し、８７．５°の交差角度、（スロートで）４０°のホーン角度、及び２ｋＨｚのカットオン周波数を含んでいる拡大割合を備える指数関数的なフレアを有しているホーン型導波管を有している。（フレアの割合は、ホーン領域が固定された要素によって増加するために取られた距離に関連付けられる。指数関数的なホーン型導波管にとって、この距離はホーンの長さの間中略一定である。）結果は、ホーン型導波管の長手軸に対する様々な方向（角度）で可聴周波数（単位Ｈｚ）に対するモデル化された音圧レベル（単位ｄＢ）を示す。結果は、ＳＰＬの応答がホーン型導波管の長手軸に対して０°から６０°までの全ての方向で２０ｋＨｚ次第で（例えば、一定により近づいているように）とても滑らかであることを示す。これは、例えば、ラウドスピーカーに対する方向のばらつきを備える音圧角度においてほとんど振動がなく、ラウドスピーカーのＳＰＬの応答が２０ｋＨｚ次第で一定になり、ラウドスピーカーの指向性も一定になることを意味している。発明者は、本発明なしで、達成することが不可能ではない場合、そのような結果が達成されそうもないことを信じている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるラウドスピーカーの部分断面概略図である。
【図２】図１の細部である。
【図３】本発明によるラウドスピーカーの（明細書内で定義された）「交差角度」の概略図である。
【図４（ａ）】ホーン角度２０°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図４（ｂ）】ホーン角度３０°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図４（ｃ）】ホーン角度３５°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図４（ｄ）】ホーン角度４０°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図４（ｅ）】ホーン角度５０°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図４（ｆ）】ホーン角度６０°に対する様々な変化する交差角度での本発明によるラウドスピーカーのためにモデル化された可聴周波数に対する音圧レベルのグラフ表示である。
【図５】本発明によるラウドスピーカーのためのホーン角度に対する交差角度の好ましい範囲を示しているグラフ表示である。
【図６（ａ）】本発明による好ましいラウドスピーカーの寸法の概略図である。
【図６（ｂ）】本発明による好ましいラウドスピーカーの寸法の概略図である。
【図７（ａ）】本発明によるラウドスピーカーの特定の寸法の値に対する有限要素コンピューターでモデル化された結果を示す図である。
【図７（ｂ）】本発明によるラウドスピーカーの特定の寸法の値に対する有限要素コンピューターでモデル化された結果を示す図である。
【図８】本発明によるラウドスピーカーの特定の例のための有限要素コンピューターでモデル化された結果示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ラウドスピーカー
３  ホーン型導波管
５  導波面
７  凸状のドーム形状の変換器
９  スロート
１２  長手軸
１３  支持部
１５  駆動ユニット
１７  ポット
１９  ディスク型磁石
２１  ディスク型内部ポール
２３  開口部
２７  フォーマー
２９  コイル
３１  周囲部
３３  平面
３５  平面
【図１】
2008532404.tif 000004
【図２】
2008532404.tif 000005
【図３】
2008532404.tif 000006
【図４（ａ）】
2008532404.tif 000007
【図４（ｂ）】
2008532404.tif 000008
【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
2008532404.tif 000010
【図４（ｅ）】
2008532404.tif 000011
【図４（ｆ）】
2008532404.tif 000012
【図５】
2008532404.tif 000013
【図６（ａ）】
2008532404.tif 000014
【図６（ｂ）】
2008532404.tif 000015
【図７（ａ）】
2008532404.tif 000016
【図７（ｂ）】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月7日(2007.11.7)
【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】
導波面を有しているホーン型導波管と、
前記ホーン型導波管のスロートに配置されるか、又は該スロートに隣接しており、音響放射表面に堅固に結合されていない高剛性の凸状のドーム形状の音響放射表面を有している変換器と、
を備えているラウドスピーカーにおいて、
（ａ）前記ホーン型導波管の長手軸と前記ホーン型導波管の前記スロートでの前記導波面との間に内在するホーン角度が、２０°〜６０°の範囲であり、
（ｂ）前記ドーム形状又は前記ドーム形状の補外部分が前記導波面又は前記導波面の補外部分にと交わる点で、前記音響放射表面の前記ドーム形状に接する平面と前記導波面に接する平面の間に内在する交差角度が８５°〜１１０°の範囲であることを特徴とするラウドスピーカー。
【請求項２】
前記ホーン角度が２０°〜４０°の範囲である場合に、最小交差角度が８５°であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー。
【請求項３】
前記ホーン角度が４０°〜５０°の範囲である場合に、最小交差角度が８５°〜９０°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載のラウドスピーカー。
【請求項４】
前記ホーン角度が５０°〜６０°の範囲である場合に、最小交差角度が９０°〜１００°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項５】
前記ホーン角度が２０°〜４５°の範囲である場合に、最大交差角度が１００°〜１１０°まで略直線的に変化していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項６】
前記ホーン角度が４５°〜６０°の範囲である場合に、最大交差角度が１１０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項７】
前記変換器の前記音響放射表面の前記ドーム形状が略回転楕円体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項８】
前記変換器の前記音響放射表面の前記ドーム形状が略球体の一部分であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項９】
前記導波面での前記ホーン型導波管の前記スロートと前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面との間の任意の地点で、前記ホーン型導波管の前記長手軸に略垂直な径方向における任意の離隔距離が、約２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１０】
前記導波面で前記ホーン型導波管の前記スロートの最小直径が、前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１１】
前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面が、少なくともその一部が可撓性を有する周囲部を介して、前記変換器の周囲に位置している支持部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１２】
前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面が、前記ホーン型導波管の前記長手軸に略垂直である径方向で前記変換器の周囲に位置している前記支持部から２．５ｍｍ離隔されていることを特徴とする請求項１１に記載のラウドスピーカー。
【請求項１３】
前記変換器の周囲に位置している前記支持部の最小直径が、前記変換器の前記ドーム形状の前記音響放射表面の最大直径よりも５ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のラウドスピーカー。
【請求項１４】
前記ホーン型導波管が、前記変換器の前記ドーム形状の高さの少なくとも１．５倍の軸長を有していることを特徴とする請求項１から請求項１３に記載のラウドスピーカー。
【請求項１５】
前記ホーン型導波管が、前記変換器の前記ドーム形状の高さの少なくとも２倍の軸長を有していることを特徴とする請求項１４に記載のラウドスピーカー。
【請求項１６】
前記ホーン型導波管が、その前記長手軸に垂直な断面において非円形であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１７】
前記ホーン型導波管が、その前記長手軸に垂直な断面において略円形であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１８】
前記ホーン型導波管が、略円錐台状であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項１９】
前記ホーン型導波管が、フレア状であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２０】
前記ホーン型導波管が、駆動音響放射振動板であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２１】
前記駆動音響放射振動板が、前記ドーム形状の変換器から実質的に独立して駆動されることを特徴とする請求項２０に記載のラウドスピーカー。
【請求項２２】
前記駆動音響放射振動板が、前記ドーム形状の変換器よりも実質的に低い周波数の音波を放射するように配置されていることを特徴とする請求項２１に記載のラウドスピーカー。
【請求項２３】
前記駆動音響放射振動板及び前記ドーム形状の変換器が、一体として実質的に共に駆動されることを特徴とする請求項２０に記載のラウドスピーカー。
【請求項２４】
前記駆動音響放射振動板を駆動するために駆動ユニットを含んでいることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２５】
前記ドーム形状の変換器を駆動するために駆動ユニットを含んでいることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２６】
１つ以上のさらなる変換器及び／又は駆動音響放射振動板をさらに含んでいることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項に記載のラウドスピーカー。
【請求項２７】
複数の請求項１〜２６のいずれか一項に記載のラウドスピーカーを備えていることを特徴とするラウドスピーカーシステム。
【国際調査報告】
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