(57)【要約】      （修正有）【課題】さらなる、小形で低音再生性能に優れた音響再生システムを提供する。【解決手段】低音再生特性ではなく、低音再生能力の範囲を大幅に改善した、ドライバのフレームに第２エッジを設けたところの、スピーカシステムのエンクロージャが振動しない条件を設け、ドライバのｆ０より低い周波数範囲のボイスコイルのインピーダンスが極小になる周波数付近で、帯域強調の、さらに低い周波数範囲にある、ボイスコイルのインピーダンスが極大になる付近を遮断周波数とする低域遮断の信号処理を組み合わせる。【選択図】図５
0003201942.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
請求項の記述で、
以下の記述で、
符号｛｝は、解釈の範囲が多様にならないよう、記述をより正確に定義する目的で、主として記述の用語に使用するものとし、｛｝内の記述は｛｝外の記述に優先して意味を持つものとし、
周波数とは150Hz以下もしくは以下に定義の  f0  以下の低音域の周波数であるものとし、
磁気回路とボイスコイルとコーンとダンパとエッジとフレームからなる音響信号を音に変換する機能をアクティブドライバとし、
アクティブドライバ単体の諸元の一つである低域の共振周波数を  f0  とし、
アクティブドライバのフレームを第1フレームとし、アクティブドライバのエッジを第1エッジとし、
アクティブドライバの第１フレームの外周に設けたエッジを第２エッジとし、
第２エッジの外周に設けたフレームを第２フレームとし、
第１フレームと第２フレームが、第２エッジを介して、第２エッジの自由度をもって連結されているものとし、
｛アクティブドライバと第２エッジの組み合わせたもの｝、またはアクティブドライバと第２エッジと第２フレームを組みあわせたもの｝を｛ダブルエッジドライバ｝とし、
｛第２フレーム｝もしくは｛第２エッジの外周｝がエンクロージャに固定されていている構造のスピーカシステムを｛ダブルエッジスピーカ｝とし、
アクティブドライバのボイスコイルの電気インピーダンスを｛ボイスコイルインピーダンス｝とし、
ボイスコイルに一定の電圧を与え、周波数が低い方から実測して、｛｛アクティブドライバ｝の振動が最大になるポイント｝または｛｛ボイスコイルインピーダンス｝が極大になるポイントを｛低域極大インピーダンス周波数｝とし、
｛低域極大インピーダンス周波数｝より高い周波数の低音域において、｛ボイスコイルインピーダンス｝が極小になるポイントを｛低域極小インピーダンス周波数｝とし、
与えられたアクティブドライバの諸元を条件として、｛低域極大インピーダンス周波数｝と｛低域極小インピーダンス周波数｝の両者が存在すべく、
｛｛アクティブドライバの質量｝と
｛アクティブドライバの音響放射面積｝と
｛アクティブドライバのコーンを支える｛ダンパと第１エッジ｝のスティフネス｝と
｛第２エッジのスティフネス｝と
｛第２エッジの可動最大外径による音響放射面積｝｝
を主とする諸元と
｛エンクロージャの容積｝と
が決定された｛ダブルエッジスピーカ｝であって、｛低域極大インピーダンス周波数｝が80Hz以下に、かつ、｛低域小インピーダンス周波数｝がf0より低い周波数にある特性に製作されたダブルエッジスピーカを｛強振動ダブルエッジスピーカ｝とし、
エンクロージャが、アクティブドライバの振動の影響を受けて低音再生周波数帯で振動しないか、もしくは、アクティブドライバの振動振幅の  1/10  の以下の振動に収まるよう、他の構造物に固定されているところの｛強振動ダブルエッジスピーカ｝を｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝とし、
｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝を有することを第１の特徴とし、
ボイスコイルの磁気回路に対する振動を｛純ボイスコイル振動｝とし、
動かない放射空間に対する、磁気回路が固定されている第1フレームの振動を｛磁気回路振動｝とし、
｛低域極大インピーダンス周波数｝付近において、｛純ボイスコイル振動｝と｛磁気回路振動｝が｛逆位相かまたは逆位相から60度の範囲の位相で振動する｝ところの｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝の振動モードを｛逆相振動モード｝とし、
｛逆相振動モード｝の付近と｛逆相振動モード｝より低い周波数帯域を｛逆相振動帯域｝とし、
｛低域極小インピーダンス周波数｝付近において、｛純ボイスコイル振動｝と｛磁気回路振動｝が｛同位相かまたは同位相から30度の範囲の位相で振動する｝ところの｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝の振動モードを｛同相振動モード｝とし、
｛同相振動モード｝の付近を｛同相振動帯域｝とし、
｛逆相振動帯域｝において、
｛ボイスコイルに直結したコーンの振動による音波｝と｛第１フレームに直結した｛ダブルエッジスピーカ｝の振動による音波｝が逆位相の関係にあり、その結果、再生音の基本波が相殺される傾向にあり、その結果、｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝では、再生音に含まれる非線形歪み成分が増加する傾向を｛逆相振動帯域歪み増加傾向｝とし、
｛同相振動帯域｝において、
｛純ボイスコイル振動｝と｛磁気回路振動｝の双方による音波  が同位相の関係にあることから、その結果、｛ボイスコイル、即ちコーン  と  磁気回路即ち｛ダブルエッジドライバ｝の双方振動によるエンクロージャ内の圧力変化｝が顕著となり、その結果、ボイスコイルに流れる電流によって発生する駆動力に対する反作用が大きく、その結果、｛ボイスコイルの磁気回路に対する振動｝は抑制され、その結果、｛ボイスコイルインピーダンス｝が低くなる傾向にあり、この傾向を｛同相振動帯域ボイスコイル負荷増加傾向｝とし、
｛逆相振動帯域歪み増加傾向｝にある帯域において、再生音の歪みを抑制する目的で、ボイスコイルに加える電圧を抑制する帯域減衰フィルターを｛逆相振動帯域減衰フィルター｝とし、
｛逆相振動帯域減衰フィルター｝を有することを第２の特徴とし、
｛逆相振動帯域歪み増加傾向｝にある帯域を含む低い周波数帯域において、再生音の歪みを抑制する目的でボイスコイルに加える電圧を抑制する低域減衰フィルターを、｛逆相振動帯低域減衰フィルター｝とし、
｛逆相振動帯低域減衰フィルター｝を有することを第３の特徴とし、
｛同相振動帯域｝において、低域再生音を増強する目的で、ボイスコイルに加える電圧を増強する帯域フィルターを｛同相振動帯域強調フィルター｝とし、
｛同相振動帯域強調フィルター｝を有することを第４の特徴とし、
第１と｛第２または第３のいずれか｝と第４の特長を有するところの、｛同相振動帯域｝における低域再生領域の拡張と、｛逆相振動帯域｝における歪みの抑制によって、
低音再生性能を改善するところの、ダブルエッジスピーシステムと、音響フィルターからなるところの音響再生システム。
【請求項２】
請求項１に定義の｛逆相振動帯域減衰フィルター｝が、2次の帯域フィルターからなる帯域減衰特性を持つものとし、
｛｛極大インピーダンス｝付近の特定の周波数帯域、または、｛極大インピーダンス｝付近より低い周波数帯域｝の信号の大きさが、特定の閾値を基準に、小さくなれば帯域減衰特性の減衰度を小さくする機能を｛逆相振動帯域自動減衰フィルター｝とし、
｛逆相振動帯域自動減衰フィルター｝を有することを第５の特徴とし、
請求項１に定義の｛逆相振動低域減衰フィルター｝が、1次もしくは2次のフィルターからなる低域減衰特性を持つものとし、
｛｛極大インピーダンス｝付近の特定の周波数帯域、または、｛極大インピーダンス｝付近より低い周波数帯域｝の大きさが、特定の閾値よりを基準に、より大きくなれば、｛逆相振動低域減衰フィルター｝の遮断周波数を大きくする機能を｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝とし、
｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝を有することを第６の特徴とし、
請求項１に定義の｛同相振動帯域強調フィルター｝が2次の帯域フィルターからなる帯域強調特性を持つものとし、
｛同相振動帯域強調フィルター｝の出力信号の大きさが、特定の基準を超えようとすると、強調度を減衰させる機能を｛同相振動帯域自動強調フィルター｝とし、
｛同相振動帯域自動強調フィルター｝を有することを第７の特徴とし、
請求項１の第１の特徴に加えて、
｛請求項１に定義の第２と第３と第４｝の特徴がそれぞれ、｛第５と第６と第７｝の特徴を持つところの、
｛同相振動帯域｝における低域再生領域の拡張と、｛逆相振動帯域｝における歪みの抑制によって、
低音再生性能を改善するところの、
｛ダブルエッジスピーシステム｝と、音響フィルターからなるところの音響再生システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
小形で超低音の再生能力を持っているが、併せて欠点も持ち合わせているところの、｛ダブルエッジスピーカシステム｝と、
｛ダブルエッジスピーカシステム｝の低音再生性能に影響するところの、欠点を抑制し、優れた点を引き出す信号処理方法と
を組み合わせた音響再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１３年１２月現在、携帯端末に組み込まれた高機能のプレーヤの普及に伴い、スピーカシステムの市場では｛小形であること｝と｛超低音再生性能に優れている｝こと、との相矛盾するファクターでの、商品の市場での競争が激しくなっている
現状は、｛アクティブドライバとパッシブラジエータの組み合わせる方法｝によって、低音再生性能の水準は高くなっている。しかしながら、数年前に比べ格段に優れているとはいえ、市場では｛低音再生性能の際限の無い向上｝が求められている。
【０００３】
従来の｛ドライバとパッシブラジエータ｝を組み合わせる手法は｛コストや外観デザインの制約によって決定されたアクティブドライバの性能｝がスピーカシステムの性能を左右する。｛アクティブドライバの低音再生性能の確保｝に必要な主なファクターは二つある。第1に｛一定電流条件で、ボイスコイルが発生する力の大きさ｝と、第2に｛一定電流条件で、同じ駆動力を確保できるボイスコイルの可動範囲の大きさ｝である。
大雑把には｛どれほどに多量の、そして、または、どれほどに高性能の永久磁石を使うか｝という課題に絞られる。小形スピーカでは｛ネオジウムマグナットを代表とする高価で高性能な永久磁石｝が使われることから、コストと性能の比較において妥協が図られる。
【０００４】
２０１３年現在、製造販売されている数多くの小形スピーカシステムの｛商品の仕様決定から設計完了までの行程｝において、一つの共通課題がある。その共通課題とは、｛ドライバもしくはスピーカシステムの振動系｝と｛電力増幅を含めた電子回路部の信号処理｝との関係において、双方の強みと弱みを考慮した設計が深く追求されていない点である。その主な理由は｛商品企画｝と｛組み立てを中心とする製造｝と｛部品である振動系のドライバの製造｝と｛音質仕上げに必要な信号処理を決定する業務｝間の相互の協調体制が取れていないことにある。このことは、｛限られたコストの範囲で最良の音質を再生する｝という課題に対し、｛最適な対処が難しい最大の原因｝の要因となっている。｛より小形｝と｛より強力な低音またはより広い低音再生範囲｝が際限なく求められる今日、｛振動系と信号処理系の双方の協調｝によって最大の効果が引き出されてしかるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国実用新案出願公開第２０１３−０１９５３１１
本案記述の、第１エッジと第２エッジを持つスピーカの構造に関する。
第１エッジと第２エッジを持つスピーカの各部の振動の特殊性に対応して、信号処理との組み合わせによって、最適の再生状態を得ようとするものではない。
特開２００３−０７８９８５
ボイスコイルの振動を予測しての、あらかじめ信号の補正であるが、この文献に記述の方法は一般的なスピーカに関しての方法を記述したものであって、第１エッジと第２エッジを持つスピーカが持つ各部の振動の特殊性に配慮しての、最適の再生状態を得ようとするものではない。
国際公開第２００８−０６２７４８
本案記述の、第１エッジと第２エッジを持つスピーカの構造に関する。
第１エッジと第２エッジを持つスピーカの各部の振動の特殊性に対応して、信号処理との組み合わせによって、最適の再生状態を得ようとするものではない。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
第１に、｛永久磁石の量と質を変えることによる低音再生性能の改善｝ではなく、｛同じ永久磁石の量と質でもって、大幅に改善しようとするものである。
大幅な改善とは、実験的ではあるが、｛低音再生周波数範囲で、１オクターブないしは２オクターブの低音再生範囲の拡張と、その範囲の再生音の歪みの低減｝である。
【０００７】
第２に、｛振動系と信号処理系｝を低音の再生という課題に照らして、総合的な観点から、最大効果を上げるべく｛設計方法や手順が改善できる振動系と信号処理系の構造｝の選択である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下の説明、及び、請求項を含む全文において、下記の用語を定義する。
一つの請求項で定義した用語は他の請求項と明細書においても同様であるとする。
設計とは、｛部品や商品の完成状態を机上で定義づける｝ことを意味する。
振動系とは機械振動を意味するものとする。
信号処理系とは、｛アナログ電子回路やディジタル計算によって入力音響信号に目的の作用を施す機能｝を意味する。
符号｛｝は、解釈の範囲が多様にならないよう、記述をより正確に定義する目的で、主として記述の用語に使用するものとし、｛｝内の記述は｛｝外の記述に優先して意味を持つ。
【０００９】
本案考案の本質の第１は、
アクティブドライバをパッシブラジエータとして機能させ、エンクロージャが低音再生によって振動しないような構造物に固定し、再生範囲を大幅に拡張できる能力を備えさせた機械振動系と、その能力を引き出し、その欠点を抑制する信号処理によって低音再生範囲を大幅に広げる。
【００１０】
｛アクティブドライバの振動｝と｛磁気回路に対するボイスコイルの振動｝の位相を、｛同相振動帯域｝で｛同相または同相に近くなるよう｝、振動系を設計することによって、コーンの放射空間に対する振動を大幅に増加させる。
｛低域極小インピーダンス周波数｝付近では｛駆動力に対する｛純ボイスコイル振動｝が小さくなる｝ことから、ダンパによる振動抑制を必要としなくなり、ダンパのスティフネスを小さく設計できることから、低域の再生範囲をさらに広げることができる。
さらに、｛純ボイスコイル振動｝が小さくなることを利用し、帯域強調フィルターによってこの範囲の信号を強調することで、ドライバの定格電力の範囲内で、低音が強力な再生音を得ることができる。
【００１１】
ボイスコイルの変位が抑制されることは、ボイスコイルに流れる電流に対する逆起電力が小さくなり、その結果、｛ボイスコルインピーダンス｝が小さくなって、同じ電圧に対する駆動電流が大きくなり、スピーカシステムの変換性能を上げることにも貢献する。
｛低域極小インピーダンス周波数｝を  f0  より低い周波数の、ドライバの低音再生範囲の限界外に設計することから、｛低域極小インピーダンス周波数｝付近が拡張された低音再生範囲となる。
｛低域極小インピーダンス周波数｝付近、即ち｛同相振動帯域｝では、第２エッジを含むドライバ全体がボイスコイルと同相で振動することから、この帯域での音響放射をおおはばに改善できる。
【００１２】
｛低域極小インピーダンス周波数｝を高精度で設計することは極めて難しい。
低精度であれば、｛｛アクティブドライバの質量｝と｛アクティブドライバの音響放射面積｝と｛アクティブドライバのコーンを支える｛ダンパと第１エッジ｝のスティフネス｝と｛第２エッジのスティフネス｝と｛第２エッジの可動最大外径による音響放射面積｝｝を主とする諸元と｛エンクロージャの容積｝から計算可能である。そして、計算値に基づいて設計製作した、実働のサンプルを測定することにより、諸元の内、いずれかに修正を加えることで目的とする周波数に追い込むことができる。
周波数だけであれば、エンクロージャの容積、
さらには、第２エッジのスティフネス、などが精密調整の主なファクターである。
｛低域極小インピーダンス周波数｝と｛低域極大インピーダンス周波数｝の双方の｛ボイスコイルインピーダンス｝の比率が大きいほど、低音再生の、範囲がより広く、強度がより大きいスピーカシステムとなることが実験的に確かめられる。
また、｛極小インピーダンス周波数｝におけるインピーダンス特性の特徴を大きくすべく設計するには、振動条件の要因となる総ての諸元の組み合わせの範囲は極めて狭く、
綿密な設計レベルの計算による検証と、
設計に基づくワーキングサンプルの製作と
振動状態の細かい計測と観測と最適信号処理特性による再生音質の確認と
その結果に基づく、ワーキングサンプルの修正や再製作の、
頻繁でおびただしい繰り返しの工程を経て、
量産に耐え得る、ミニマムコストの条件で、再生性能に優れた再生範囲の大幅な改善が可能となる。
表面的な構造だけを真似て製作しても、簡単に得られるものではない。
【００１３】
｛極小インピーダンス周波数｝よりもさらに周波数が低くなると、｛純ボイスコイル振動｝と｛磁気回路振動｝は逆位相の方向に変化する。｛極大インピーダンス周波数｝付近では、完全に逆位相ではないが、約120度前後の位相関係にあって、さらに周波数が低くなると、逆位相に近くなる。
｛極大インピーダンス周波数｝付近より低い周波数帯域では、基本波が相殺される傾向にあることから、歪み成分である高調波が残るので、再生音は低音として感じるものの、それは第２高調波や第３高調波である。実際の楽曲再生場合、混変調歪みとなって再生されることから、この周波数帯では、非線形歪みが発生しないよう、欠点を信号処理でカバーする。この領域には低域遮断フィルターを用いる。
｛極大インピーダンス周波数｝を  fo  から  １オクターブ  ないし  ２オクターブ  低い周波数に設計できることから、低音再生範囲を、その分拡張できることになる。
【００１４】
｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝は、｛同位相振動帯域｝や｛逆相振動帯域｝での機械振動が激しく、通常のスピーカシステムとして据え置き型で使うことは難しい。
質量の大きい構造物に取りつけるか、または、｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝を背中合わせにして、機械振動を相殺することによって商品とすることができる。
【００１５】
本案考案の本質の第２は、
一般的に、小型スピーカシステムは小音量で使われるケースが多いことから、音量や低音成分の状況によって、｛逆相振動帯域減衰フィルター｝と｛逆相振動低域減衰フィルター｝と｛同相振動帯域強調フィルター｝の減衰度を可変することで、より有効に実使用状態での再生範囲を広げ、より強力な低音感を再生する。
｛逆相振動帯域減衰フィルター｝と｛逆相振動低域減衰フィルター｝の低域減衰特性を低域再生信号成分の強度が小さい場合には、歪みが発生しない範囲で減衰度を弱めることで、幾分かの低音再生範囲の拡張を確保する。
｛同相振動帯域強調フィルター｝の帯域強調度を低域再生信号成分の強度が小さい場合には大きく、歪みが発生しない範囲で減衰度を弱めることで、強力な低音信号再生時の飽和歪みを回避する。
人の聴覚は音量が小さくなることで、低音の感度が顕著に低下すること、また、非線形歪みの音の濁りや変調歪みには敏感であることから、減衰や強調の自動調節は極めて有効な手法である。
【００１６】
請求項１は、｛二重のエッジを持つスピーカシステム｝と、｛特別に設計されたスピーカシステムに備わった再生能力を引き出す信号処理｝を組み合わせたスピーカシステムに関する。
請求項２は、より有効な信号処理方法を組み合わせたスピーカシステムに関する。
【考案の効果】
【００１７】
本考案は、以下に記載されるような効果を生む。
第１に、アクティブドライバの性能を変えことなく、また従来の製造方法と信号処理方法
によって、小形で低音再生能力に優れたスピーカシステムの大幅な改善を可能とする。
第２に、振動系は、低音再生特性ではなく、低音再生能力に優れた｛アクティブドライバ、そしてまたは、ダブルエッジドライバ、｝の設計に集中し、スピーカシステム全体の低音再生の最適化を信号処理に委ねることができる。
第３に、軽量化と高性能化が求められる乗用車用のオーディオシステムで、大幅な重量削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アクティブドライバの構成例図。
【図２】ダブルエッジドライバの構成図。
【図３】第２エッジがゴムシートの成形品の一実施例。
【図４】｛取付け構造物｝に本案考案のダブルエッジスピーカを設けた一実施例。
【図５】本案考案の一実施例のブロック図
【図６】ボイスコイルとの磁気回路の合成振動の一説明図。
【図７】ボイスコイルとの磁気回路の合成振動の一説明図。
【図８】｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝の｛ボイスコイルインピーダンス｝とボイスコイルの振動と｛第１フレーム｝の振動の一実施例の測定結果
【図９】｛同相振動帯域｝におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果
【図１０】｛逆相振動帯域｝におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１に、商品としての小形のデスクトップスピーカシステム。
第２に、商品としてのポータブルスピーカシステム
第３に、乗用車のスピーカシステム、
【産業上の利用可能性】
【００２０】
商品としてのダブルエッジドライバを搭載したスピーカシステムの生産と流通。
ダブルエッジスピーカシステムを最適駆動するための信号処理アルゴリズムまたはプロセッサ。
【実施例】
【００２１】
図１は、アクティブドライバの構造を示す。１は第１フレーム、二つの２は磁気回路、３は永久磁石、４はボイスコイル、５はコーン、６はダンパ、７は第１エッジである。
【００２２】
図２は、本案考案のダブルエッジドライバの構造を示す。｛１０は、図１に示すアクティブドライバ｝、１１は第２フレーム、１２は第２エッジである。
｛１０のアクティブドライバの第１フレーム｝に第２エッジを設ける。第２フレームはかならずしも必要条件ではないが、｛ダブルエッジドライバを完成部品として扱う場合｝または｛ダブルエッジドライバをエンクロージャに装着しやすくするため｝には必要となる部品である。アクティブドライバは第２エッジを介してエンクロージャに対し動く。ボイスコイルは磁気回路に対し動くので、コーンの放射空間に対する振動は、双方が加算されたものとなり、双方が同相である範囲の振れ幅は大幅に増加する。ボイスコイルと磁気回路の関係の線型の範囲を増やすことなく、ダイナミックレンジを大幅に増やすことができる。
【００２３】
図３は本案考案のスピーカシステムの一実施例である。１５は図２に示すダブルエッジドライバ、１２はダブルエッジドライバの第２エッジ、１６はエンクロージャである。
この実施例では第２フレームはエンクロージャと共通部品である。
【００２４】
図４は本案考案のスピーカシステムの一実施例であり、図３に示すダブルエッジスピーカを｛自動車の構造物｝に取りつけた状態を示す。１１はダブルエッジドライバ、１６はエンクロージャ、１８は｛乗用車の構造物｝である。
｛乗用車の構造物｝の具体例として、運転席の前にあるダッシュボードの側面の強固な車体の一部、フロントガラスの下部、強固なダッシュボード、天井、ヘッドレスト、などが低音再生にとっては最適である。
【００２５】
図５は本案考案の一実施例のブロック図である。請求項２の場合の可変フィルターの場合の実施例のブロック図である。
Input  は再生しようとする信号の入力、LCT  は｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝の減衰フルターの部分、HCT  は｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝の遮断特性を可変するための低域成分検出部、LD1  は検出された低域成分を特定の基準レベルと比較し、LCT  の遮断特性を制御する機能、である。
BBST  は｛同相振動帯域自動強調フィルター｝の強調フィルターの部分、LD2  は｛同相振動帯域自動強調フィルター｝の出力信号を特定の基準レベルと比較し、BBST  の強調度合いを制御する機能、
PAは｛強振動ダブルエッジスピーカ｝を駆動するための電力増幅機能、
DESS  は｛強振動だぶるエッジスピーカシステム｝である。
図５の、個々の、いずれの機能も、公知ではあるが、
LCT、HCT、LD1  からなる｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝は｛逆相振動帯域｝で発生する再生音の非線形歪みを最小限に抑制し、その範囲で、小音量時、できるだけ低音再生範囲を確保する。｛強振動ダブルエッジスピーカ｝が｛逆相振動帯域｝に持つ欠点をカバーする。
BBST、LD1  からなる｛同相振動帯域自動強調フィルター｝は｛同相振動帯域｝で発生する再生音の飽和歪みを抑制し、その範囲で、小音量時、できるだけ低音再生範囲と強力な低音を確保する。｛強振動ダブルエッジスピーカ｝が｛同相振動帯域｝に持つ特徴を最大限引き出す。
｛強振動ダブルエッジスピーカ｝は常に重い質量の構造物に取りつけられた状態であるかまたは、同じ｛強振動ダブルエッジスピーカ｝を背中合わせにすることによってその特徴が発揮される。後述の  図８、図９、図１０  に示す実施例の特性は、固定された｛強振動ダブルエッジスピーカ｝で  なければ得ることはできない。
【００２６】
図６は｛本案考案のスピーカシステムの一実施例｝の｛｛低域極小インピーダンス周波数｝における各部の振動波形｝を示す。２１は｛純ボイスコイル振動｝の振動波形、
２２は｛磁気回路振動｝の振動波形、２３はボイスコイルの放射空間に対する振動波形である。
図は、説明の簡素化のため、完全な同相状態を示すが、実際は、｛同相振動帯域｝で-、この位相がプラスマイナス９０度の範囲に納まるよう設計する。
【００２７】
図７は｛本案考案のスピーカシステムの一実施例｝の｛極小低域インピーダンス周波数｝領域よりもさらに低い周波数領域での各部の振動波形｝を示す。３１は｛純ボイスコイル振動｝の振動波形、３２は｛磁気回路振動｝の振動波形、３３はコーンの放射空間に対する振動波形である。ボイスコイルの磁気回路に対する振動とアクティブドライバの振動が逆相になっていることから、コーンの放射空間に対する振動は相殺され、小さくなる。この領域では、基本波が相殺され、雑多な非線形歪みが残り、再生音質は良好でない。
図は、説明の簡素化のため、完全な逆相状態を示すが、実際は｛低域極大インピーダンス周波数｝で-、この位相がプラスマイナス９０度の範囲に納まるよう設計する。
【００２８】
図８は、｛強振動ダブルエッジスピーカシステム｝の｛ボイスコイルインピーダンス｝とボイスコイルの振動と｛第１フレーム｝の振動の一実施例の測定結果。
101  はボイスコイルのインピーダンスの周波数特性、102  はコーンの中心、即ちボイスコイルの放射空間に対する振動の周波数特性、103  は第１フレーム、即ち磁気回路の放射空間に対する振動の周波数特性である。
この測定に使ったサンプルは  40mm  の口径のドライバを使ったもので、｛低域極小インピーダンス周波数｝と｛低域極大インピーダンス周波数｝を可能な範囲で最も高くなるよう製作したものである。双方の周波数ポイントで、比較的顕著な特徴が出ているサンプルである。もともとのドライバの  f0  は  220Hz  付近にあり、｛同相振動帯域｝が90Hz  付近にあり、｛極大インピーダンス周波数｝が70Hz  付近にあることから、低音再生範囲の改善は  1オクターブ半  である。
【００２９】
図９は、｛同相振動帯域｝におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果。
110  は測定用信号の波形、111  はコーンの振動波形、112  は第２フレームの振動波形である。双方はほぼ同相であることがわかる。
測定系がディジタルノイズを拾っているが、位相関係にはずれはない。
【００３０】
図１０は、｛逆相振動帯域｝におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果。
110  は測定用信号の波形、121  はコーンの振動波形、122  は第２フレームの振動波形である。双方はほぼ120度  の位相にあることがわかる。
【００３１】
以上の説明のとおり、｛複雑な振動モードの掌握が必要である｝ことから、スピーカシステムの設計方法は従来に比べかなり複雑にはなるものの、これは設計の問題であり、製造にとっては従来とほとんど同程度である。
アクティブドライバの設計は従来に比べ極めて簡単になる。
【符号の説明】
【００３２】
1  第１フレーム
2  磁気回路
3  永久磁石
4  ボイスコイル
5  コーン
6  ダンパ
7  第１エッジ
8  パッシブラジエータのエッジ
9  パッシブラジエータの重り
10  アクティブドライバ
11  第２フレーム
12  第２エッジ
15  ダブルエッジドライバ
16  エンクロージャ
18  ｛取付け構造物｝
21  ボイスコイルの磁気回路に対する振動波形
22  ダブルエッジドライバの振動波形
23  ボイスコイルの音響放射空間に対する振動波形
31  ボイスコイルの磁気回路に対する振動波形
32  ダブルエッジドライバの振動波形
33  ボイスコイルの音響放射空間に対する振動波形
101    ボイスコイルのインピーダンスの周波数特性
102    コーンの中心、即ちボイスコイルの放射空間に対する振動の周波数特性
103    第１フレーム、即ち磁気回路の放射空間に対する振動の周波数特性
111    コーンの振動波形
112    第２フレームの振動波形
121    コーンの振動波形
122    第２フレームの振動波形
Input  再生しようとする信号の入力
LCT    ｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝の減衰フルターの部分
HCT    ｛逆相振動低域自動減衰フィルター｝の遮断特性を可変するための低域成分検出部
LD1    検出された低域成分を特定の基準レベルと比較し、LCT  の遮断特性を制御する機能
BBST   {同相振動帯域自動強調フィルター｝の強調フィルターの部分
LD2    ｛同相振動帯域自動強調フィルター｝の出力信号を特定の基準レベルと比較し、BBST  の強調度合いを制御する機能
PAは｛強振動ダブルエッジスピーカ｝を駆動するための電力増幅機能、
DESS  は｛強振動だぶるエッジスピーカシステム｝
【図１】
0003201942.tif 000003
【図２】
0003201942.tif 000004
【図３】
0003201942.tif 000005
【図４】
0003201942.tif 000006
【図５】
0003201942.tif 000007
【図６】
0003201942.tif 000008
【図７】
0003201942.tif 000009
【図８】
0003201942.tif 000010
【図９】
0003201942.tif 000011
【図１０】
0003201942.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月30日(2015.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
請求項の記述で、
以下の記述で、
周波数とは150Hz以下もしくは以下に定義の  f0  以下の低音域の周波数であるものとし、
磁気回路とボイスコイルとコーンとダンパとエッジとフレームからなる音響信号を音に変換する機能をアクティブドライバとし、
アクティブドライバ単体の諸元の一つである低域の共振周波数を  f0  とし、
アクティブドライバのフレームを第1フレームとし、アクティブドライバのエッジを第1エッジとし、
アクティブドライバの第１フレームの外周に設けたエッジを第２エッジとし、
第２エッジの外周に設けたフレームを第２フレームとし、
第１フレームと第２フレームが、第２エッジを介して、第２エッジの自由度をもって連結されているものとし、
アクティブドライバと第２エッジの組み合わせたもの  、またはアクティブドライバと第２エッジと第２フレームを組みあわせたもの  を  ダブルエッジドライバ  とし、
第２フレーム  もしくは  第２エッジの外周  がエンクロージャに固定されていている構造のスピーカシステムを  ダブルエッジスピーカ  とし、
アクティブドライバのボイスコイルの電気インピーダンスを  ボイスコイルインピーダンス  とし、
ボイスコイルに一定の電圧を与え、周波数が低い方から実測して、    アクティブドライバ  の振動が最大になるポイント  または    ボイスコイルインピーダンス  が極大になるポイントを  低域極大インピーダンス周波数  とし、
低域極大インピーダンス周波数  より高い周波数の低音域において、  ボイスコイルインピーダンス  が極小になるポイントを  低域極小インピーダンス周波数  とし、
与えられたアクティブドライバの諸元を条件として、  低域極大インピーダンス周波数  と  低域極小インピーダンス周波数  の両者が存在すべく、
アクティブドライバの質量  と
アクティブドライバの音響放射面積  と
アクティブドライバのコーンを支える  ダンパと第１エッジ  のスティフネス  と
第２エッジのスティフネス  と
第２エッジの可動最大外径による音響放射面積    
を主とする諸元と
エンクロージャの容積  と
が決定された  ダブルエッジスピーカ  であって、  低域極大インピーダンス周波数  が80Hz以下に、かつ、  低域小インピーダンス周波数  がf0より低い周波数にある特性に製作されたダブルエッジスピーカを  強振動ダブルエッジスピーカ  とし、
決定された  ダブルエッジスピーカ  とは、構造や諸元が既に決まっているところの、低音再生性能を改善しようとすべく、与えられた  ダブルエッジスピーカ  を意味するものとし、
エンクロージャが、アクティブドライバの振動の影響を受けて低音再生周波数帯で振動しないか、もしくは、アクティブドライバの振動振幅の  1/10  の以下の振動に収まるよう、他の構造物に固定されているところの  強振動ダブルエッジスピーカ  を  強振動ダブルエッジスピーカシステム  とし、
強振動ダブルエッジスピーカシステム  を有することを第１の特徴とし、
ボイスコイルの磁気回路に対する振動を  純ボイスコイル振動  とし、
動かない放射空間に対する、磁気回路が固定されている第1フレームの振動を  磁気回路振動  とし、
低域極大インピーダンス周波数  付近において、  純ボイスコイル振動  と  磁気回路振動  が  逆位相かまたは逆位相から60度の範囲の位相で振動する  ところの  強振動ダブルエッジスピーカシステム  の振動モードを  逆相振動モード  とし、
逆相振動モード  の付近と  逆相振動モード  より低い周波数帯域を  逆相振動帯域  とし、
低域極小インピーダンス周波数  付近において、  純ボイスコイル振動  と  磁気回路振動  が  同位相かまたは同位相から30度の範囲の位相で振動する  ところの  強振動ダブルエッジスピーカシステム  の振動モードを  同相振動モード  とし、
同相振動モード  の付近を  同相振動帯域  とし、
逆相振動帯域  において、
ボイスコイルに直結したコーンの振動による音波  と  第１フレームに直結した  ダブルエッジスピーカ  の振動による音波  が逆位相の関係にあり、その結果、再生音の基本波が相殺される傾向にあり、その結果、  強振動ダブルエッジスピーカシステム  では、再生音に含まれる非線形歪み成分が増加する傾向を  逆相振動帯域歪み増加傾向  とし、
同相振動帯域  において、
純ボイスコイル振動  と  磁気回路振動  の双方による音波  が同位相の関係にあることから、その結果、  ボイスコイル、即ちコーン  と  磁気回路即ち  ダブルエッジドライバ  の双方振動によるエンクロージャ内の圧力変化  が顕著となり、その結果、ボイスコイルに流れる電流によって発生する駆動力に対する反作用が大きく、その結果、  ボイスコイルの磁気回路に対する振動  は抑制され、その結果、  ボイスコイルインピーダンス  が低くなる傾向にあり、この傾向を  同相振動帯域ボイスコイル負荷増加傾向  とし、
逆相振動帯域歪み増加傾向  にある帯域において、再生音の歪みを抑制する目的で、ボイスコイルに加える電圧を抑制する帯域減衰フィルターを  逆相振動帯域減衰フィルター  とし、
逆相振動帯域減衰フィルター  を有することを第２の特徴とし、
逆相振動帯域歪み増加傾向  にある帯域を含む低い周波数帯域において、再生音の歪みを抑制する目的でボイスコイルに加える電圧を抑制する低域減衰フィルターを、  逆相振動帯低域減衰フィルター  とし、
逆相振動帯低域減衰フィルター  を有することを第３の特徴とし、
同相振動帯域  において、低域再生音を増強する目的で、ボイスコイルに加える電圧を増強する帯域フィルターを  同相振動帯域強調フィルター  とし、
同相振動帯域強調フィルター  を有することを第４の特徴とし、
第１と  第２または第３のいずれか  と第４の特長を有するところの、  同相振動帯域  における低域再生領域の拡張と、  逆相振動帯域  における歪みの抑制によって、
低音再生性能を改善するところの、ダブルエッジスピーカシステムと、音響フィルターからなるところの音響再生システム。
【請求項２】
請求項１に定義の  逆相振動帯域減衰フィルター  が、2次の帯域フィルターからなる帯域減衰特性を持つものとし、
極大インピーダンス  付近の特定の周波数帯域、または、  極大インピーダンス  付近より低い周波数帯域  の信号の大きさが、特定の閾値を基準に、小さくなれば帯域減衰特性の減衰度を小さくする機能を  逆相振動帯域自動減衰フィルター  とし、
逆相振動帯域自動減衰フィルター  を有することを第５の特徴とし、
請求項１に定義の  逆相振動低域減衰フィルター  が、1次もしくは2次のフィルターからなる低域減衰特性を持つものとし、
極大インピーダンス  付近の特定の周波数帯域、または、  極大インピーダンス  付近より低い周波数帯域  の大きさが、特定の閾値よりを基準に、より大きくなれば、  逆相振動低域減衰フィルター  の遮断周波数を大きくする機能を  逆相振動低域自動減衰フィルター  とし、
逆相振動低域自動減衰フィルター  を有することを第６の特徴とし、
請求項１に定義の  同相振動帯域強調フィルター  が2次の帯域フィルターからなる帯域強調特性を持つものとし、
同相振動帯域強調フィルター  の出力信号の大きさが、特定の基準を超えようとすると、強調度を減衰させる機能を  同相振動帯域自動強調フィルター  とし、
同相振動帯域自動強調フィルター  を有することを第７の特徴とし、
請求項１の第１の特徴に加えて、
請求項１に定義の第２と第３と第４  の特徴がそれぞれ、  第５と第６と第７  の特徴を持つところの、
同相振動帯域  における低域再生領域の拡張と、  逆相振動帯域  における歪みの抑制によって、
低音再生性能を改善するところの、
ダブルエッジスピーカシステム  と、音響フィルターからなるところの音響再生システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
小形で超低音の再生能力を持っているが、併せて欠点も持ち合わせているところの、  ダブルエッジスピーカシステム  と、
ダブルエッジスピーカシステム  の低音再生性能に影響するところの、欠点を抑制し、優れた点を引き出す信号処理方法と
を組み合わせた音響再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１３年１２月現在、携帯端末に組み込まれた高機能のプレーヤの普及に伴い、スピーカシステムの市場では  小形であること  と  超低音再生性能に優れている  こと、との相矛盾するファクターでの、商品の市場での競争が激しくなっている
現状は、  アクティブドライバとパッシブラジエータの組み合わせる方法  によって、低音再生性能の水準は高くなっている。しかしながら、数年前に比べ格段に優れているとはいえ、市場では  低音再生性能の際限の無い向上  が求められている。
【０００３】
従来の  ドライバとパッシブラジエータ  を組み合わせる手法は  コストや外観デザインの制約によって決定されたアクティブドライバの性能  がスピーカシステムの性能を左右する。  アクティブドライバの低音再生性能の確保  に必要な主なファクターは二つある。第1に  一定電流条件で、ボイスコイルが発生する力の大きさ  と、第2に  一定電流条件で、同じ駆動力を確保できるボイスコイルの可動範囲の大きさ  である。
大雑把には  どれほどに多量の、そして、または、どれほどに高性能の永久磁石を使うか  という課題に絞られる。小形スピーカでは  ネオジウムマグナットを代表とする高価で高性能な永久磁石  が使われることから、コストと性能の比較において妥協が図られる。
【０００４】
２０１３年現在、製造販売されている数多くの小形スピーカシステムの  商品の仕様決定から設計完了までの行程  において、一つの共通課題がある。その共通課題とは、  ドライバもしくはスピーカシステムの振動系  と  電力増幅を含めた電子回路部の信号処理  との関係において、双方の強みと弱みを考慮した設計が深く追求されていない点である。その主な理由は  商品企画  と  組み立てを中心とする製造  と  部品である振動系のドライバの製造  と  音質仕上げに必要な信号処理を決定する業務  間の相互の協調体制が取れていないことにある。このことは、  限られたコストの範囲で最良の音質を再生する  という課題に対し、  最適な対処が難しい最大の原因  の要因となっている。  より小形  と  より強力な低音またはより広い低音再生範囲  が際限なく求められる今日、  振動系と信号処理系の双方の協調  によって最大の効果が引き出されてしかるべきである。
【０００５】
米国実用新案出願公開第２０１３−０１９５３１１
本案記述の、第１エッジと第２エッジを持つスピーカの構造に関する。
第１エッジと第２エッジを持つスピーカの各部の振動の特殊性に対応して、信号処理との組み合わせによって、最適の再生状態を得ようとするものではない。
特開２００３−０７８９８５
ボイスコイルの振動を予測しての、あらかじめ信号の補正であるが、この文献に記述の方法は一般的なスピーカに関しての方法を記述したものであって、第１エッジと第２エッジを持つスピーカが持つ各部の振動の特殊性に配慮しての、最適の再生状態を得ようとするものではない。
国際公開第２００８−０６２７４８
本案記述の、第１エッジと第２エッジを持つスピーカの構造に関する。
第１エッジと第２エッジを持つスピーカの各部の振動の特殊性に対応して、信号処理との組み合わせによって、最適の再生状態を得ようとするものではない。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
第１に、  永久磁石の量と質を変えることによる低音再生性能の改善  ではなく、  同じ永久磁石の量と質でもって、大幅に改善しようとするものである。
大幅な改善とは、実験的ではあるが、  低音再生周波数範囲で、１オクターブないしは２オクターブの低音再生範囲の拡張と、その範囲の再生音の歪みの低減  である。
【０００７】
第２に、  振動系と信号処理系  を低音の再生という課題に照らして、総合的な観点から、最大効果を上げるべく  設計方法や手順が改善できる振動系と信号処理系の構造  の選択である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下の説明、及び、請求項を含む全文において、下記の用語を定義する。
一つの請求項で定義した用語は他の請求項と明細書においても同様であるとする。
設計とは、  部品や商品の完成状態を机上で定義づける  ことを意味する。
振動系とは機械振動を意味するものとする。
信号処理系とは、  アナログ電子回路やディジタル計算によって入力音響信号に目的の作用を施す機能  を意味する。
決定された  とは、構造や諸元が既に決まっているものを意味するものとする。
【０００９】
本案考案の本質の第１は、
アクティブドライバをパッシブラジエータとして機能させ、エンクロージャが低音再生によって振動しないような構造物に固定し、再生範囲を大幅に拡張できる能力を備えさせた機械振動系と、その能力を引き出し、その欠点を抑制する信号処理によって低音再生範囲を大幅に広げる。
【００１０】
アクティブドライバの振動  と  磁気回路に対するボイスコイルの振動  の位相を、  同相振動帯域  で  同相または同相に近くなるよう  、振動系を設計することによって、コーンの放射空間に対する振動を大幅に増加させる。
低域極小インピーダンス周波数  付近では  駆動力に対する  純ボイスコイル振動  が小さくなる  ことから、ダンパによる振動抑制を必要としなくなり、ダンパのスティフネスを小さく設計できることから、低域の再生範囲をさらに広げることができる。
さらに、  純ボイスコイル振動  が小さくなることを利用し、帯域強調フィルターによってこの範囲の信号を強調することで、ドライバの定格電力の範囲内で、低音が強力な再生音を得ることができる。
【００１１】
ボイスコイルの変位が抑制されることは、ボイスコイルに流れる電流に対する逆起電力が小さくなり、その結果、  ボイスコルインピーダンス  が小さくなって、同じ電圧に対する駆動電流が大きくなり、スピーカシステムの変換性能を上げることにも貢献する。
低域極小インピーダンス周波数  を  f0  より低い周波数の、ドライバの低音再生範囲の限界外に設計することから、  低域極小インピーダンス周波数  付近が拡張された低音再生範囲となる。
低域極小インピーダンス周波数  付近、即ち  同相振動帯域  では、第２エッジを含むドライバ全体がボイスコイルと同相で振動することから、この帯域での音響放射をおおはばに改善できる。
【００１２】
低域極小インピーダンス周波数  を高精度で設計することは極めて難しい。
低精度であれば、    アクティブドライバの質量  と  アクティブドライバの音響放射面積  と  アクティブドライバのコーンを支える  ダンパと第１エッジ  のスティフネス  と  第２エッジのスティフネス  と  第２エッジの可動最大外径による音響放射面積    を主とする諸元と  エンクロージャの容積  から計算可能である。そして、計算値に基づいて設計製作した、実働のサンプルを測定することにより、諸元の内、いずれかに修正を加えることで目的とする周波数に追い込むことができる。
周波数だけであれば、エンクロージャの容積、
さらには、第２エッジのスティフネス、などが精密調整の主なファクターである。
低域極小インピーダンス周波数  と  低域極大インピーダンス周波数  の双方の  ボイスコイルインピーダンス  の比率が大きいほど、低音再生の、範囲がより広く、強度がより大きいスピーカシステムとなることが実験的に確かめられる。
また、  極小インピーダンス周波数  におけるインピーダンス特性の特徴を大きくすべく設計するには、振動条件の要因となる総ての諸元の組み合わせの範囲は極めて狭く、
綿密な設計レベルの計算による検証と、
設計に基づくワーキングサンプルの製作と
振動状態の細かい計測と観測と最適信号処理特性による再生音質の確認と
その結果に基づく、ワーキングサンプルの修正や再製作の、
頻繁でおびただしい繰り返しの工程を経て、
量産に耐え得る、ミニマムコストの条件で、再生性能に優れた再生範囲の大幅な改善が可能となる。
表面的な構造だけを真似て製作しても、簡単に得られるものではない。
【００１３】
極小インピーダンス周波数  よりもさらに周波数が低くなると、  純ボイスコイル振動  と  磁気回路振動  は逆位相の方向に変化する。  極大インピーダンス周波数  付近では、完全に逆位相ではないが、約120度前後の位相関係にあって、さらに周波数が低くなると、逆位相に近くなる。
極大インピーダンス周波数  付近より低い周波数帯域では、基本波が相殺される傾向にあることから、歪み成分である高調波が残るので、再生音は低音として感じるものの、それは第２高調波や第３高調波である。実際の楽曲再生場合、混変調歪みとなって再生されることから、この周波数帯では、非線形歪みが発生しないよう、欠点を信号処理でカバーする。この領域には低域遮断フィルターを用いる。
極大インピーダンス周波数  を  fo  から  １オクターブ  ないし  ２オクターブ  低い周波数に設計できることから、低音再生範囲を、その分拡張できることになる。
【００１４】
強振動ダブルエッジスピーカシステム  は、  同位相振動帯域  や  逆相振動帯域  での機械振動が激しく、通常のスピーカシステムとして据え置き型で使うことは難しい。
質量の大きい構造物に取りつけるか、または、  強振動ダブルエッジスピーカシステム  を背中合わせにして、機械振動を相殺することによって商品とすることができる。
【００１５】
本案考案の本質の第２は、
一般的に、小型スピーカシステムは小音量で使われるケースが多いことから、音量や低音成分の状況によって、  逆相振動帯域減衰フィルター  と  逆相振動低域減衰フィルター  と  同相振動帯域強調フィルター  の減衰度を可変することで、より有効に実使用状態での再生範囲を広げ、より強力な低音感を再生する。
逆相振動帯域減衰フィルター  と  逆相振動低域減衰フィルター  の低域減衰特性を低域再生信号成分の強度が小さい場合には、歪みが発生しない範囲で減衰度を弱めることで、幾分かの低音再生範囲の拡張を確保する。
同相振動帯域強調フィルター  の帯域強調度を低域再生信号成分の強度が小さい場合には大きく、歪みが発生しない範囲で減衰度を弱めることで、強力な低音信号再生時の飽和歪みを回避する。
人の聴覚は音量が小さくなることで、低音の感度が顕著に低下すること、また、非線形歪みの音の濁りや変調歪みには敏感であることから、減衰や強調の自動調節は極めて有効な手法である。
【００１６】
請求項１は、  二重のエッジを持つスピーカシステム  と、  特別に設計されたスピーカシステムに備わった再生能力を引き出す信号処理  を組み合わせたスピーカシステムに関する。
請求項２は、より有効な信号処理方法を組み合わせたスピーカシステムに関する。
【考案の効果】
【００１７】
本考案は、以下に記載されるような効果を生む。
第１に、アクティブドライバの性能を変えことなく、また従来の製造方法と信号処理方法
によって、小形で低音再生能力に優れたスピーカシステムの大幅な改善を可能とする。
第２に、振動系は、低音再生特性ではなく、低音再生能力に優れた  アクティブドライバ、そしてまたは、ダブルエッジドライバ、  の設計に集中し、スピーカシステム全体の低音再生の最適化を信号処理に委ねることができる。
第３に、軽量化と高性能化が求められる乗用車用のオーディオシステムで、大幅な重量削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アクティブドライバの構成例図。
【図２】ダブルエッジドライバの構成図。
【図３】第２エッジがゴムシートの成形品の一実施例。
【図４】取付け構造物  に本案考案のダブルエッジスピーカを設けた一実施例。
【図５】本案考案の一実施例のブロック図
【図６】ボイスコイルとの磁気回路の合成振動の一説明図。
【図７】ボイスコイルとの磁気回路の合成振動の一説明図。
【図８】強振動ダブルエッジスピーカシステム  の  ボイスコイルインピーダンス  とボイスコイルの振動と  第１フレーム  の振動の一実施例の測定結果
【図９】同相振動帯域  におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果
【図１０】逆相振動帯域  におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１に、商品としての小形のデスクトップスピーカシステム。
第２に、商品としてのポータブルスピーカシステム
第３に、乗用車のスピーカシステム、
【産業上の利用可能性】
【００２０】
商品としてのダブルエッジドライバを搭載したスピーカシステムの生産と流通。
ダブルエッジスピーカシステムを最適駆動するための信号処理アルゴリズムまたはプロセッサ。
【実施例】
【００２１】
図１は、アクティブドライバの構造を示す。１は第１フレーム、二つの２は磁気回路、３は永久磁石、４はボイスコイル、５はコーン、６はダンパ、７は第１エッジである。
【００２２】
図２は、本案考案のダブルエッジドライバの構造を示す。  １０は、図１に示すアクティブドライバ  、１１は第２フレーム、１２は第２エッジである。
１０のアクティブドライバの第１フレーム  に第２エッジを設ける。第２フレームはかならずしも必要条件ではないが、  ダブルエッジドライバを完成部品として扱う場合  または  ダブルエッジドライバをエンクロージャに装着しやすくするため  には必要となる部品である。アクティブドライバは第２エッジを介してエンクロージャに対し動く。ボイスコイルは磁気回路に対し動くので、コーンの放射空間に対する振動は、双方が加算されたものとなり、双方が同相である範囲の振れ幅は大幅に増加する。ボイスコイルと磁気回路の関係の線型の範囲を増やすことなく、ダイナミックレンジを大幅に増やすことができる。
【００２３】
図３は本案考案のスピーカシステムの一実施例である。１５は図２に示すダブルエッジドライバ、１２はダブルエッジドライバの第２エッジ、１６はエンクロージャである。
この実施例では第２フレームはエンクロージャと共通部品である。
【００２４】
図４は本案考案のスピーカシステムの一実施例であり、図３に示すダブルエッジスピーカを  自動車の構造物  に取りつけた状態を示す。１１はダブルエッジドライバ、１６はエンクロージャ、１８は  乗用車の構造物  である。
乗用車の構造物  の具体例として、運転席の前にあるダッシュボードの側面の強固な車体の一部、フロントガラスの下部、強固なダッシュボード、天井、ヘッドレスト、などが低音再生にとっては最適である。
【００２５】
図５は本案考案の一実施例のブロック図である。請求項２の場合の可変フィルターの場合の実施例のブロック図である。
Input  は再生しようとする信号の入力、LCT  は  逆相振動低域自動減衰フィルター  の減衰フルターの部分、HCT  は  逆相振動低域自動減衰フィルター  の遮断特性を可変するための低域成分検出部、LD1  は検出された低域成分を特定の基準レベルと比較し、LCT  の遮断特性を制御する機能、である。
BBST  は  同相振動帯域自動強調フィルター  の強調フィルターの部分、LD2  は  同相振動帯域自動強調フィルター  の出力信号を特定の基準レベルと比較し、BBST  の強調度合いを制御する機能、
PAは  強振動ダブルエッジスピーカ  を駆動するための電力増幅機能、
DESS  は  強振動だぶるエッジスピーカシステム  である。
図５の、個々の、いずれの機能も、公知ではあるが、
LCT、HCT、LD1  からなる  逆相振動低域自動減衰フィルター  は  逆相振動帯域  で発生する再生音の非線形歪みを最小限に抑制し、その範囲で、小音量時、できるだけ低音再生範囲を確保する。  強振動ダブルエッジスピーカ  が  逆相振動帯域  に持つ欠点をカバーする。
BBST、LD1  からなる  同相振動帯域自動強調フィルター  は  同相振動帯域  で発生する再生音の飽和歪みを抑制し、その範囲で、小音量時、できるだけ低音再生範囲と強力な低音を確保する。  強振動ダブルエッジスピーカ  が  同相振動帯域  に持つ特徴を最大限引き出す。
強振動ダブルエッジスピーカ  は常に重い質量の構造物に取りつけられた状態であるかまたは、同じ  強振動ダブルエッジスピーカ  を背中合わせにすることによってその特徴が発揮される。後述の  図８、図９、図１０  に示す実施例の特性は、固定された  強振動ダブルエッジスピーカ  で  なければ得ることはできない。
【００２６】
図６は  本案考案のスピーカシステムの一実施例  の    低域極小インピーダンス周波数  における各部の振動波形  を示す。２１は  純ボイスコイル振動  の振動波形、
２２は  磁気回路振動  の振動波形、２３はボイスコイルの放射空間に対する振動波形である。
図は、説明の簡素化のため、完全な同相状態を示すが、実際は、  同相振動帯域  で-、この位相がプラスマイナス９０度の範囲に納まるよう設計する。
【００２７】
図７は  本案考案のスピーカシステムの一実施例  の  極小低域インピーダンス周波数  領域よりもさらに低い周波数領域での各部の振動波形  を示す。３１は  純ボイスコイル振動  の振動波形、３２は  磁気回路振動  の振動波形、３３はコーンの放射空間に対する振動波形である。ボイスコイルの磁気回路に対する振動とアクティブドライバの振動が逆相になっていることから、コーンの放射空間に対する振動は相殺され、小さくなる。この領域では、基本波が相殺され、雑多な非線形歪みが残り、再生音質は良好でない。
図は、説明の簡素化のため、完全な逆相状態を示すが、実際は  低域極大インピーダンス周波数  で-、この位相がプラスマイナス９０度の範囲に納まるよう設計する。
【００２８】
図８は、  強振動ダブルエッジスピーカシステム  の  ボイスコイルインピーダンス  とボイスコイルの振動と  第１フレーム  の振動の一実施例の測定結果。
101  はボイスコイルのインピーダンスの周波数特性、102  はコーンの中心、即ちボイスコイルの放射空間に対する振動の周波数特性、103  は第１フレーム、即ち磁気回路の放射空間に対する振動の周波数特性である。
この測定に使ったサンプルは  40mm  の口径のドライバを使ったもので、  低域極小インピーダンス周波数  と  低域極大インピーダンス周波数  を可能な範囲で最も高くなるよう製作したものである。双方の周波数ポイントで、比較的顕著な特徴が出ているサンプルである。もともとのドライバの  f0  は  220Hz  付近にあり、  同相振動帯域  が90Hz  付近にあり、  極大インピーダンス周波数  が70Hz  付近にあることから、低音再生範囲の改善は  1オクターブ半  である。
【００２９】
図９は、  同相振動帯域  におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果。
110  は測定用信号の波形、111  はコーンの振動波形、112  は第２フレームの振動波形である。双方はほぼ同相であることがわかる。
測定系がディジタルノイズを拾っているが、位相関係にはずれはない。
【００３０】
図１０は、  逆相振動帯域  におけるボイスコイルと第１フレームの位相関係の一実施例の測定結果。
110  は測定用信号の波形、121  はコーンの振動波形、122  は第２フレームの振動波形である。双方はほぼ120度  の位相にあることがわかる。
【００３１】
以上の説明のとおり、  複雑な振動モードの掌握が必要である  ことから、スピーカシステムの設計方法は従来に比べかなり複雑にはなるものの、これは設計の問題であり、製造にとっては従来とほとんど同程度である。
アクティブドライバの設計は従来に比べ極めて簡単になる。
【符号の説明】
【００３２】
1  第１フレーム
2  磁気回路
3  永久磁石
4  ボイスコイル
5  コーン
6  ダンパ
7  第１エッジ
8  パッシブラジエータのエッジ
9  パッシブラジエータの重り
10  アクティブドライバ
11  第２フレーム
12  第２エッジ
15  ダブルエッジドライバ
16  エンクロージャ
18    取付け構造物  
21  ボイスコイルの磁気回路に対する振動波形
22  ダブルエッジドライバの振動波形
23  ボイスコイルの音響放射空間に対する振動波形
31  ボイスコイルの磁気回路に対する振動波形
32  ダブルエッジドライバの振動波形
33  ボイスコイルの音響放射空間に対する振動波形
101    ボイスコイルのインピーダンスの周波数特性
102    コーンの中心、即ちボイスコイルの放射空間に対する振動の周波数特性
103    第１フレーム、即ち磁気回路の放射空間に対する振動の周波数特性
111    コーンの振動波形
112    第２フレームの振動波形
121    コーンの振動波形
122    第２フレームの振動波形
Input  再生しようとする信号の入力
LCT      逆相振動低域自動減衰フィルター  の減衰フルターの部分
HCT      逆相振動低域自動減衰フィルター  の遮断特性を可変するための低域成分検出部
LD1    検出された低域成分を特定の基準レベルと比較し、LCT  の遮断特性を制御する機能
BBST     同相振動帯域自動強調フィルター  の強調フィルターの部分
LD2      同相振動帯域自動強調フィルター  の出力信号を特定の基準レベルと比較し、BBST  の強調度合いを制御する機能
PAは  強振動ダブルエッジスピーカ  を駆動するための電力増幅機能、
DESS  は  強振動ダブルエッジスピーカシステム