(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＭＥＭＳ音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）と、
第１の主要表面（１２ａ）上に互いに隣接して配置された複数の止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を備える多層回路基板からなる一体型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）であって、前記一体型バッフルが包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）であり、前記包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）は、前記複数のＭＥＭＳ音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）に電気的に接触するために複数の導体路が形成される導体路層（１２ｃ’’’）を含む、一体型バッフルと、を備え、
前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）の各音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）は、それぞれの音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）のために、各止まり穴が前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）の前記それぞれの音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）と一緒になって、包囲された背面容積（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を形成するように、前記複数の止まり穴の関連する止まり穴内に配置される、ラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項２】
前記複数の音響変換器は、１×ｍラインアレイとして配置されるか、または
前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）は、ｎ×ｍ面状アレイとして配置される、請求項１に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項３】
各凹部は、円形、楕円形、または長方形の形状を備える、請求項１または請求項２に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項４】
前記凹部の深さに対する幅の比は、３：１〜１：３の比で提供される、請求項３に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項５】
前記止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ）は、フライス加工される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項６】
駆動電子機器（２０）は、前記第１の主要表面上、または前記第１の主要表面に対向する第２の主要表面上、または前記包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）内に配置され、前記駆動電子機器（２０）は、前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）を駆動するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項７】
前記止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ）は、前記一体型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）のほぼ全厚にわたって延在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項８】
駆動電子機器（２０）は、前記包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）内に配置され、前記駆動電子機器（２０）は、前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）を駆動するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項９】
音導部、ホーン、バスレフ経路、および／または伝送線路が、前記包囲型バッフルの担体材料に組み込まれる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）。
【請求項１０】
ラウドスピーカーアレイ（１０、１０’、１０’’）を製造するための方法であって、
多層回路基板からなる一体型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）の第１の主要表面に互いに隣接して配置された複数の止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を提供することと、
前記止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）によって音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）の背面容積が形成されるように、前記複数の止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）の関連する止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）内に複数のＭＥＭＳ音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）を配置することと、を含み、
前記一体型バッフルが包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）であり、前記包囲型バッフル（１２、１２’、１２’’、１２’’’、１２’’’’、１２’’’’’）は、前記複数の音響変換器（１６ａ〜１６ｐ）に電気的に接触するために複数の導体路が形成される導体路層（１２ｃ’’’）を含む、方法。
【請求項１１】
互いに隣接して配置された前記複数の止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を提供することは、キャリアプレートを提供するサブステップと、フライス加工によって複数の凹部（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を挿入するサブステップと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
互いに隣接して配置された前記複数の止まり穴（１４ａ〜１４ｐ、１４ｆ’）を提供することは、深絞り加工、鋳造成形または射出成形のステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、包囲型バッフルおよび複数の音響変換器を有するラウドスピーカーアレイ、ならびにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラウドスピーカーアレイは、例えば、ラインアレイまたは面状アレイとして配置されてもよい。
【０００３】
ラウドスピーカーアレイは、種々の音響放射シナリオにおいてますます重要な役割を果たしている。従来のラウドスピーカーに勝る重要な利点は、各個々の音響変換器を個別に駆動することによってラウドスピーカーアレイの放射特性に影響を及ぼす可能性である。
【０００４】
従来技術によるラウドスピーカーアレイの製造は、複雑であり、材料および組み立ての面でかなりの労力を費やしてようやく実現されることが多い。音響短絡を避けるために、アレイの後方音が、前方に発せられる音から分離されなければならない。これは、例えば、閉鎖され得る筐体内にラウドスピーカーアレイを設置することによって達成される。用途によっては、アレイ内の個々のラウドスピーカーを個別に駆動することは、隣接する変換器が筐体内の後方音圧による影響を受けるのを避けるために、例えば、音響変換器ごとに気密に隔離され得る別個の筐体を必要とする。したがって、各個々の変換器に独自の閉鎖した筐体容積を持たせるために、ラウドスピーカーアレイの筐体は、いわゆるチャンバに分割されなければならないが、それは多大な労力を必要とする。
【０００５】
米国特許第７，２０１，２５１号に開示されているように、アレイ構造は、個々の閉鎖したラウドスピーカー筐体を直列に配置することによっても代替的に実現することができる。しかしながら、アレイのサイズによっては、上述の両方の概念に関与する材料および組み立ての面における労力はそれに準じて高い。よって、改善された手法の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，２０１，２５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ラウドスピーカーアレイのためのラウドスピーカー筐体の単純な構造、およびラウドスピーカーアレイの簡便な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、独立請求項によって達成される。
【０００９】
第１の実施形態は、包囲型バッフルおよび複数の音響変換器を有するラウドスピーカーアレイを提供する。包囲型バッフルは、第１の主要表面上に互いに隣接して配置された複数の凹部を備える。複数の音響変換器の各音響変換器は、それぞれの音響変換器のために各凹部によって包囲された背面容積が形成されるように、複数の凹部の関連する凹部内に配置される。
【００１０】
したがって、本発明の核心は、複数のチャンバを有するラウドスピーカー筐体の代わりに、複数の凹部を有する包囲型バッフルを用いることである。原則として、包囲型バッフルは、厚みを増加させた平坦な要素であるため、凹部またはチャンバが直接その中に形成され得、音響変換器を凹部に挿入した後に背面容積を形成し得る。よって、ラインアレイおよび面状アレイの両方として自由自在に拡大縮小され得る単純なラウドスピーカー構造を製造することができる。
【００１１】
実施形態によれば、凹部は、止まり穴として、例えば、ドリル加工またはフライス加工された止まり穴として形成され、その結果、例えば、円形の形状を備え得るが、楕円形またはさらには長方形の形状も備え得る。凹部の深さに対する幅の比は、５：１〜１：５、３：１〜１：３の範囲、または２：１〜１：２の範囲である。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、包囲型バッフルが複数の（接合されたおよび／または概ね接続された）層を有するサンドイッチ構造として構成されることも考えられる。この場合、一実施形態によれば、１つまたはいくつかの表層（第１の主要表面を参照）が、凹部のための複数の貫通孔を含み、最後の層は、この場合も同様に、止まり穴が形成されるように凹部を閉鎖する後壁を形成することも可能である。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、包囲型バッフルは、例えば、ホーン、バスレフ経路、または伝送路の形態で、少なくとも１つの音導部を含む。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、包囲型バッフルは、音響変換器に電気的に接触するための導体路を有する導体層も備え得る。その配置は、バッフルの材料の選択に応じて変化する。
【００１５】
さらなる実施形態は、ラウドスピーカーアレイを製造するための方法を提供する。この方法は、包囲型バッフルの第１の主要表面に互いに隣接して配置された複数の凹部を提供すること、および音響変換器の背面容積を形成するように、関連する凹部内に複数の音響変換器を配置することの２つの基本的なステップを含む。この実施形態では、ラウドスピーカー全体が、非常に単純な、したがって安価な様式で製造されることが有利である。
【００１６】
製造において、互いに隣接して配置された複数の凹部を提供するステップは、フライス加工もしくはドリル加工を介してキャリアプレートに凹部を挿入することによって、または直接成形によって、例えば、鋳造成形もしくは射出成形によって、１つの方法ステップで達成され得る。前述の全ての製造方法は、１つの部品およびいくつかの部品の両方からの単純かつ迅速な製造が可能である一方で、複雑性が低いことに起因して、製造または少なくとも筐体の製造が完全自動様式においても達成され得るという利点を提供する。
【００１７】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】第１の実施形態による線形ラウドスピーカーアレイの概略３次元図を示す。
【図１ｂ】さらなる実施形態によるさらなる線形ラウドスピーカーアレイの概略断面図を示す。
【図２】さらなる実施形態による平坦なパネル型のラウドスピーカーアレイの概略３次元図を示す。
【図３ａ】さらなる実施形態による、サンドイッチ構造としての包囲型バッフルを有するラウドスピーカーアレイの概略断面図を示す。
【図３ｂ】さらなる実施形態による、サンドイッチ構造としての包囲型バッフル、および重畳後壁を有するラウドスピーカーアレイの概略断面図を示す。
【図３ｃ】付加的な実施形態による付加的な駆動電子機器を有するラウドスピーカーアレイの概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する前に、同一の要素および構造には、それらの記述が同義であり、かつ相互に適用可能であるように、同一の参照番号が付与されることに注意されたい。
【００２０】
図１ａは、線形ラウドスピーカーアレイ１０を示す。線形ラウドスピーカーアレイは、直列に配置された全部で６個の音響変換器１６ａ〜１６ｆを有する細長い包囲型バッフル１２を含む。包囲型バッフル１２は、例えば、木材もしくはアルミニウム、または１×６の凹部１４ａ〜１４ｆがその中に挿入され得るように十分な壁厚を有する異なる筐体材料で作製される。凹部１４ａ〜１４ｆは、互いに隣接して配置される止まり穴として提供され、また、音響変換器１６ａ〜１６ｆに対応して、直列に配置される。完全性のために、全ての凹部１４ａ〜１４ｆが包囲型バッフル１２の同じ主要表面１２ａ上に配置されていることに注意されたい。対応する凹部１４ａ〜１４ｆ内に配置される複数の音響変換器１６ａ〜１６ｆも、まさにこの主要表面１２ａ上に提供される。この時点で、凹部１４ａ〜１４ｆは、例えば、キャリアプレート１２に止まり穴をフライス加工もしくはドリル加工することによって製造されてもよいか、または射出成形によって直接的に製造され得ることに留意されたい。
【００２１】
凹部１４ａ〜１４ｆ内における音響変換器１６ａ〜１６ｆのこの配置に起因して、明確性のために参照番号１４ａ〜１４ｆによっても示される１つの包囲された背面容積が、対応する音響変換器１６ａ〜１６ｆのために凹部１４ａ〜１４ｆによってそれぞれ形成される。複数の音響変換器１６ａ〜１６ｆの複数の背面容積１４ａ〜１４ｆは、互いに隔離されており、音響的に切り離されていると言うこともできる。したがって、背面容積１４ａ〜１４ｆは、筐体材料１２において直接的にいわゆる個々の筐体を形成し、個々の筐体は、後方音によって互いに影響を及ぼすことができないように互いから隔離されている。従来のラウドスピーカーのチャンバと比較して、例えば、穴または組立許容誤差に起因する気密隔離の欠陥が生じ得ない。容積１４ａ〜１４ｆは、ほぼ同じサイズである。さらなる利点は、このようにして製造される筐体１２の高い強度、および有孔板、または例えばハニカムコアに類似した板構造に起因する高い内部制動性である。
【００２２】
この時点で、複数の音響変換器１６ａ〜１６ｆは、必ずではないが、好ましくは、同じ種類の音響変換器として具現化され、その配置によってアレイが形成されることに留意されたい。個々の音響変換器１６ａ〜１６ｆを別々に駆動することにより、アレイ１０から有向性様式で音を放射させることができ、その方向は、音響変換器１６ａ〜１６ｆが駆動される様式によって変化し得る。
【００２３】
図１ｂには、可変筐体容積を有する実施形態が示される。図１ｂは、包囲型バッフル１２’内に配置された６個の音響変換器１６ａ〜１６ｆを有するラウドスピーカーアレイ１０’を示す。凹部１４ａ〜１４ｅは、図１ａの凹部１４ａ〜１４ｅに対応するが、凹部１４ｆはサイズが縮小されている。
【００２４】
この断面図では、凹部１４ａ〜１４ｅが包囲型バッフル１２’のほぼ全厚にわたって延在することが見て取れる。この場合、幅に対する深さの比は、約１：１．５である。凹部１４ｆ’は、深さが浅く、したがって包囲された背面容積が少なく、幅に対する深さの比は約１：２である。たとえ音響変換器１６ｆが音響変換器１６ａ〜１６ｅと同じ種類の音響変換器を用いた場合でも、音響変換器１６ｆは、包囲された背面容積１４ｆ’が小さいことに起因して改善された特徴を備える。ここでも見て取ることができるように、１×ｎの凹部１４ａ〜１４ｆ’間のボア穴の距離はほぼ一定である。
【００２５】
代替として、止まり穴１４ｆ’の深さを変化させる代わりに、またはそれに加えて、改善された特徴を形成するために、凹部１４ｆ’の直径または幅を変化させることも考えられる。凹部１４ｆ’の直径または広がりを変化させた場合、改善された寸法に起因して異なる音響変換器１６ｆが典型的に用いられる。代替として、変換器の開口部が音響変換器１６ｆに一致し続けるように、円錐状のボア穴が用いられてもよい。
【００２６】
図２は、平坦なラウドスピーカーアレイ１０’’を示す。これは、音響変換器１６ａ〜１６ｐの背面容積１４ａ〜１４ｐとしての役割を果たす４×４の凹部１４ａ〜１４ｐが挿入される平坦な包囲型バッフル１２’’を含む。見て取れるように、凹部１４ａ〜１４ｐおよび音響変換器１６ａ〜１６ｐは、４×４マトリックスおよび／または一般的なｍ×ｍマトリックスとして配置されており、個々の凹部１４ａ〜１４ｐ間のドリル加工距離は、Ｘ方向およびＹ方向において任意選択的に同じである。
【００２７】
図３ａ〜図３ｃを参照して、図２の平坦なラウドスピーカーアレイ１０’’、ならびに図１ａおよび図１ｂのライン型ラウドスピーカーアレイ１０および１０’の下位変形例を、それぞれ説明する。
【００２８】
図３ａは、サンドイッチ構造として具現化された包囲型バッフル１２’’’を示す。この目的のために、包囲型バッフルは、ラウドスピーカー１６ａ〜１６ｃを配置するための主要表面を形成する第１の表層１２ａ’’’と、第２の裏層１２ｂ’’’とを含む。任意選択的に、層１２ａ’’’と層１２ｂ’’’との間に中間層１２ｃ’’’が提供されてもよい。凹部１４ａ〜１４ｃは、３つの層１２ａ’’’、１２ｂ’’’、および１２ｃ’’’を含むまさにこのサンドイッチにおいて形成される。
【００２９】
実施形態によれば、中間層１２ｃ’’’は、ラウドスピーカー１６ａ〜１６ｃに電気的に接触するために１つ以上の導体路を含んでもよい。この電気的接触は、例として、ラウドスピーカーの膜の共振コイルに接触する、ラウドスピーカー１６ａの接触部１８によって示される。層１２ａ’’’および１２ｂ’’’の材料の選択に応じて、ラウドスピーカーの信号またはその一部も、これらの層によって実現され得る。したがって、導電層１２ａ’’’および１２ｂ’’’が、変換器１６ａ〜１６ｃのための接地を形成することが考えられる。
【００３０】
図３ｂは、同じくサンドイッチ構造として具現化されたさらなる包囲型バッフル１２’’’’を示す。この場合、サンドイッチ構造は、複数の貫通ボア穴を有する表層１２ａ’’’’（有孔板とも称される）と、後壁を形成し、したがっていずれの間隙も有しない裏層１２ｂ’’’とを含む。この実施形態は、後壁１２ｂ’’’と接合された後に、複数の貫通ボア穴によって有孔板１２ａ’’’’に筐体容積１４ａ〜１４ｃが構成されるという点において有利である。貫通ボア穴は、止まり穴と比較して製造するのが非常に容易であるため、そのような構造は、製造費の面で改善される。
【００３１】
図３ｃは、止まり穴として具現化される凹部１４ａおよび１４ｂを有するさらなる包囲型バッフル１２’’’’’を示す。ラウドスピーカー１６ａおよび１６ｂのための駆動電子機器２０は、第１の主要表面の包囲型バッフル１２’’’’’上に提供される。駆動電子機器２０は、例えば、アレイの複数の音響変換器の個々の駆動を調整するように構成されてもよい。この場合、バッフルは、所々で必要とされる可能性がある熱放散を実現する、いわゆる冷却層（冷却面）を含んでもよく、かつ／またはそれに組み込まれてもよい。
【００３２】
駆動電子機器２０は、ワイヤによって変換器１６ａおよび１６ｂに接続され、ここでは、ラウドスピーカー１６ａのための接触ワイヤ１８によって例示的に示されている。代替として、図３ａを参照して説明されるように、接続は、導体路によって具現化されることも考えられる。この実施形態において、包囲型バッフル１２’’’’’がサンドイッチ構造として具現化されるか、またはこの実施形態において１つの部品として具現化されるかは重要ではないことに留意されたい。
【００３３】
前述の実施形態を参照すると、用いられる音響変換器１６ａ〜１６ｅは、膜および発振コイルを有する古典的な往復式の音響変換器であり得るが、静電的音響変換器または小型ラウドスピーカー、例えば、ＭＥＭＳスピーカーでもあり得ることに注意されたい。
【００３４】
さらなる実施形態によれば、いわゆる音導部、例えば、ホーン、バスレフ経路、または伝送線路が、包囲型バッフルの担体材料に組み込まれてもよい。
【００３５】
前述の実施形態を参照すると、導体路層の代わりに、または導体路層に加えて、包囲型バッフルは、単一ラウドスピーカーのケーブル敷設のためにフライス加工された部分を備え得ることにも留意されたい。
【００３６】
図３ａを参照すると、導体路層１２ｃ’’’は、必ずしも中間層として具現化される必要はないが、第１の主要表面またはさらなる主要表面上に配置されてもよいことに注意されたい。この点において、導体路層１２ｃ’’’は、サンドイッチ構造と併せて使用されるのみではないことは、当業者には明らかである。
【００３７】
図３ｃを参照すると、駆動電子機器２０は、第２の対向する主要表面上（すなわち、後側）に配置されてもよいこと、または表面と面一になるようにさらなる凹部に挿入されてもよいことに留意されたい。
【００３８】
上記でしばしば「止まり穴」と称される要素は、空洞または窪みという意味の凹部であり、正面側の平面から見たときに、開口部がバッフル内に延在し、バッフル内で閉鎖されるという事実によって定義される。さらに、容積部が板の厚さを超えて突出するように湾曲した構成（例えば、深絞り加工によって提供されるプラスチック板）は、止まり穴として理解される。この場合、一方では、任意の形状の止まり穴（円形、長方形、または自由な形状）、また他方では、任意の深部の穴プロファイル、すなわち、線形、円錐形、または任意の数学関数経路に対応する別の形状が考えられる。
【００３９】
密封された筐体に言及する場合、当業者は、閉鎖筐体、および例えば、ヘルムホルツ共振器の意味で共振器を有する筐体の両方、すなわち、バスレフ型筐体または受動膜を有する筐体を理解することにさらに留意されたい。
【００４０】
さらなる実施形態は、ラウドスピーカーアレイの製造方法に関する。基本的な変形例において、これは、凹部によって包囲型バッフルの背面容積が形成されるように、「バッフルの第１の主要表面に互いに隣接して配置された複数の凹部を提供するステップ」と「複数の凹部の関連する凹部内に複数の音響変換器を配置するステップ」とを含む。さらなる実施形態によれば、複数の凹部を提供する第１のステップは、フライス加工、ドリル加工、または機械加工全般のいずれかによって達成され得る。代替として、他の材料除去法によって（例えば、エネルギー衝撃によって）または化学的手段によって、固体材料に凹部を作製することもできる。代替として、形成様式において、例えば、深絞り加工品として、または成形様式において鋳造品もしくは射出成形品として、凹部を有する包囲型バッフルが直接製造されることも考えられる。
【００４１】
前述の実施形態を参照すると、回路基板上のラウドスピーカーアセンブリ（多層回路基板に直接フライス加工されたラウドスピーカー筐体）は、例示の目的を果たしているに過ぎず、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義されるということに注意されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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