(57)【要約】      （修正有）【課題】変換器の周波数応答曲線に対するオーディオフィルタの調整ばらつきに不感であり、小型で良好な音質のスピーカシステムを提供する。【解決手段】電気的信号を、オーディオ信号の全周波数帯域における音波に変換するように構成されたスピーカシステムが提供される。このスピーカシステムは、各ドライバが整合振動板に固着された円筒形状のボイスコイル２２，２３，２４を備えており、該ボイスコイルは円筒形状のアセンブリに同軸に構成され、前記ボイスコイルの各々が入力されるオーディオ信号を電気的に伝達し、前記各ドライバが、前記入力されるオーディオ信号によって活性化された際に、前記ボイスコイルの主長軸に沿って相互に動くように構成されている、複数のドライバと、前記ボイスコイルを収容するように構成された中空の永久磁石２１とを備えている。【選択図】図２
0003173221.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電気的信号を、オーディオ信号の全周波数帯域における音波に変換するように構成されたスピーカシステムであって、
（ｉ）各ドライバが整合振動板に固着された円筒形状のボイスコイルを備えており、前記ボイスコイルは円筒形状のアセンブリに同軸に構成され、前記ボイスコイルの各々が入力されるオーディオ信号を電気的に伝達し、前記各ドライバが、前記入力されるオーディオ信号によって活性化された際に、前記ボイスコイルの主長軸に沿って相互に動くように構成されている、複数のドライバと、
（ｉｉ）前記ボイスコイルを収容するように構成された中空の永久磁石と
を備えているスピーカシステム。
【請求項２】
前記永久磁石が、円筒形状である請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項３】
前記ドライバの各々の前記動きが、印加されたオーディオ信号及び周波数応答ドライバのグループから選択されたパラメータに従って規定される請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項４】
前記振動板の形状が、円錐形状又は半球形状のグループから選択される請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項５】
前記振動板が、最適性能のために設計された非球面の形状を有している請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項６】
前記振動板が、紙、金属、又はプラスチックで形成された薄い壁を有している請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項７】
前記スピーカが、単一のウーハコイルと、前記ボイスコイルのアセンブリを作動させる３つの強磁性体コアを備えている請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
３つの異なる周波数帯域信号が、前記ドライバの各々を駆動する請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項９】
前記ドライバの前記周波数応答曲線が、発生した音の周波数全体に渡って平坦な全周波数応答に合成されている請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１０】
前記合成された周波数応答曲線が、単調でありかつ一定である請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１１】
前記合成された周波数応答曲線が、オーディオ信号フィルタの出力と前記ドライバの周波数応答曲線との間の調整ばらつきに不感である請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１２】
前記ドライバが、１つの小型スピーカユニットに詰め込まれている請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１３】
前記オーディオ駆動電圧の電気的フィルタリングに適合するように動作しない請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１４】
ウーハ、中間帯域ドライバ、及びツィータを備えている請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項１５】
前記ツィータが前記中間帯域ドライバの中空の容積内を独立して動き、前記中間帯域ドライバが前記ウーハの中空の容積内を独立して動く請求項１４に記載のスピーカシステム。
【請求項１６】
前記ウーハが前記永久磁石の中空の容積内を独立して動く請求項１４に記載のスピーカシステム。
【請求項１７】
前記ウーハの応答曲線が、音波周波数の低い周波数帯域において平坦である請求項１４に記載のスピーカシステム。
【請求項１８】
前記中間帯域ドライバの応答曲線が、音波周波数の中間周波数帯域において平坦である請求項１４に記載のスピーカシステム。
【請求項１９】
前記ツィータの応答曲線が、音波周波数の高い周波数帯域において平坦である請求項１４に記載のスピーカシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、概して、スピーカシステムに関する。本考案は、特に、オーディオ信号の全周波数帯域において直接的に駆動されるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電力増幅技術とデジタル光ディスク記録技術は、高忠実度のオーディオ信号を提供している。したがって、いかなるオーディオシステムにおいても、最終の音質は、スピーカに依存する。最高の録音がなされ、最先端の記録デバイスにコード化され、最高級のデッキとアンプによって再生されたシステムは、そのシステムが高品質のスピーカに接続された場合にだけ、良質な音を得ることができる。システムのスピーカは、ＣＤ、テープ及びＤＶＤのような機器に記録された電子信号を取得して、取得した電子信号を人間が聞くことができる実際の音に変換する部品である。
【０００３】
スピーカは、電気駆動信号を音波に変換する変換器である。変換器の主要な部品はドライバである。ドライバは、柔軟性のあるコーン、又は振動板を急激に振動させることによって、音波を発生させる。紙、プラスチック又は金属により通常は形成されるコーンは、その広い端部が、コーンを移動可能としドライバの金属フレームに取り付けられている、柔軟性のある材料のリムであるサスペンションに取り付けられている。コーンの細い端部は、ボイスコイルに接続されている。ボイスコイルは、一般的に、磁性材料のコアの周りに巻回された電気巻線によって形成され、永久磁石リングの中心に置かれる。巻線を流れる電流は、コイルの周りに変化する磁界を発生させる。この磁界は、ボイスコイルをコーンの中心軸に沿って前後方向に自由に動かすべく、コーンの中心軸に沿った方向の力を与えるように、永久磁石と相互に作用する。
【０００４】
このオーディオ変換器の技術の物理的なサイズは、所与のドライバが出力できる周波数帯域を制限している。低いオーディオ周波数で正確に動作するように構成された大きくて重いボイスコイルは、それよりも高いオーディオ周波数においては十分に動作しない。逆も同様に、高いオーディオ周波数で正確に動作するように構成された小さくて軽いボイスコイルは、それよりも低い周波数においては十分に動作しない。したがって、通常は、３つの独立したドライバが、最も低い音波周波数からおよそ２０ＫＨｚの最も高い可聴周波数までの全ての音周波数帯域を発生している。ウーハは、最も大きいドライバであり、低周波音を発生するよう設計されている。中間帯域ドライバは、音周波数の中間の周波数帯域を発生する。ツィータは、最も高い周波数を発生するように設計された部品である。そのため、クロスオーバネットワークとしてこの分野で知られているデバイスを設けることにより、各ドライバの入力が、ドライバの動作周波数に適したオーディオ信号の周波数成分を含むようにしている。クロスオーバネットワークは、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ及びハイパスフィルタを含んでいる。クロスオーバネットワークの入力は、オーディオ電力増幅器の出力によって駆動されるオーディオ信号である。ローパスフィルタの出力は、ウーハのボイスコイルを駆動するのに用いられる。バンドパスフィルタの出力は、中間帯域ドライバのボイスコイルを駆動するのに用いられ、ハイパスフィルタの出力は、ツィータのボイスコイルを駆動するのに用いられる。３つの変換器によって生成された音は、３つの周波数帯域を１つの連続した可聴周波数帯域に有効に結合する。
【０００５】
一般に、スピーカシステムは、クロスオーバフィルタと、３つの独立したドライバとを含む、１つの共通したハウジング構造によって構成される。その結果、高品質のスピーカは、物理的に大きなサイズとなる。さらに、このスピーカ構成は、３つのボイスコイルドライバと、対応するクロスオーバネットワークの出力信号の調整との影響を非常に受けやすく、これは性能低下を招く。スピーカがオーディオシステムの「弱いリンク」であるという観点から、過去何年にもわたって、スピーカの音の忠実性を改良するためのシステム及び方法が考案された。
【０００６】
特許文献１には、低周波数スピーカと、この低周波数スピーカと同軸に配列された高周波数スピーカとを含む同軸スピーカシステムに組み合わせて使用するための音響フィルタが開示されている。音響フィルタは、単一の区間フィルタを構成するために間に空間を含むように互いに適当な距離を介して分離され、適当な方法により周辺で結合された孔の空いた平行な１対のシートを有している。音響フィルタは低周波数スピーカと高周波数スピーカとの間に配置されており、これにより、音響フィルタは高周波数スピーカの高周波数音が低周波数スピーカの円錐形状の振動板の内側側壁と相互作用することを防止している。
【０００７】
特許文献２には、同軸に配置された複数の多角形状の振動板が個々の磁気回路を備えている、同軸型の平面振動板のスピーカシステムが開示されている。各磁気回路は、対応する多角形状の振動板と同じ形状を有すると共にこの振動板に連結されたボイスコイルボビンを備え、振動板の各辺に沿って設けられた２つの平行な板を含んでいる。ボイスコイルボビンは、その反対側の端に取り付けられ、磁気回路に形成された空隙内に配置されたボイスコイルを備えている。分割振動を防止するために、ボイスコイルボビンと振動板との連結線より内側の振動板の面積は、連結線よりも外側の振動板の面積と等しくなっている。
【０００８】
特許文献３には、ハウジングとこのハウジングによって支持された第１スピーカ（ウーハ）とを含む複合スピーカが開示されている。第１スピーカは、第１振動板を有する。第２スピーカ（ツィータ）を支持する支持部が設けられ、ハウジングはこのツィータ支持部を支持している。ツィータ支持部の一部は、第１振動板（ウーハ振動板）と離隔されており、ツィータは、ウーハ振動板と離隔されている。ツィータ支持部は、保護網の形態又は環状リングの形態とすることができる。スポンジダンパは、ツィータ支持部の離隔された部分に取り付けられている。ツィータは、第２振動板（ツィータ振動板）と圧電変換器とを含んでいる。ツィータ振動板は、スポンジダンパに取り付けられ、このスポンジダンパにより支持されている。圧電変換器は、ツィータ振動板に取り付けられ、ツィータ振動板により支持されると共に、ウーハ振動板と離隔されている。圧電変換器は、圧電変換器とウーハ振動板との間に障害物が存在しない状態で、ウーハと対向し離隔されている。ウーハ振動板の表面は、圧電変換器の背面とツィータ振動板の背面とから発せられる音波を反射する。
【０００９】
特許文献４には、スピーカが、電気信号を受け取り伝送媒体を介して音響信号を送り出すために設けられることが開示されている。このシステムは、概して２つの要素、すなわち同軸変換器と音響トランスとを含んでいる。同軸変換器は、同軸に配置された高周波ドライバと中間周波ドライバとを含んでいる。音響トランスは、同軸変換器と音響的に連結され、同軸変換器と離れる方向に第１端から第２端へと広がったイニシャルホーン部を有している。イニシャルホーン部は、中間周波音響信号を透過させるが、高周波音響信号を音響的に透過させないことにより、高周波音響信号に対する音波ガイドとして機能するように複数の開口を規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４２８３６０６号明細書
【特許文献２】米国特許第４３５７４９８号明細書
【特許文献３】米国特許第５１９３１１９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０２８５７１２号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
変換器の周波数応答曲線に対するオーディオフィルタの調整ばらつきに不感であり、小型で良好な音質のスピーカシステムが、未だ、長年にわたって切実に要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本考案の主な目的は、共通の容積内に同軸配置されたドライバを有するスピーカを開示することにある。オーディオ信号は、各同軸ドライバに入力される。すべてのドライバがオーディオ周波数の異なる帯域に対して最適に応答するため、ドライバは、それら統合された単調な周波数フィルタリング機能を提供することにより、組合わされた周波数帯域の音を発生させる。
【００１３】
本考案の好適な実施形態に従って、以下、本考案のスピーカシステムについて記載する。
【００１４】
本考案のスピーカシステムは、
（ｉ）入力されるオーディオ信号を有し、各ドライバが整合振動板に固着された円筒形状のボイスコイルを備えており、ボイスコイルが円筒状のアセンブリに同軸に構成されている、複数のドライバと、
（ｉｉ）ボイスコイルのアセンブリが永久磁石の中空の容積内に配置される、中空の円筒形状の永久磁石と、
を備えている。
【００１５】
ボイスコイルに印加されるオーディオ信号が、ボイスコイルアセンブリ内に磁界を発生する。
【００１６】
永久磁石の磁界とボイスコイルによって発生した磁界との相互作用は、ドライバに力を及ぼし、ボイスコイルアセンブリと共に振動板を同軸に動かす。
【００１７】
振動板の動きは、音波を生成する。
【００１８】
各ドライバは、印加されたオーディオ信号の周波数内容及びドライバの周波数応答曲線に従ってオーディオ信号に反応し、スピーカの合成された周波数応答曲線は、音周波数全体に渡って平坦である。
【００１９】
本考案によれば、電気的信号を、オーディオ信号の全周波数帯域における音波に変換するように構成されたスピーカアセンブリが提供される。このスピーカアセンブリは、
（ｉ）各ドライバが整合振動板に固着された円筒形状のボイスコイルを備えており、前記ボイスコイルは円筒形状のアセンブリに同軸に構成され、前記ボイスコイルの各々が入力されるオーディオ信号を電気的に伝達し、前記各ドライバが、前記入力されるオーディオ信号によって活性化された際に、前記ボイスコイルの主長軸に沿って相互に動くように構成されている、複数のドライバと、
（ｉｉ）前記ボイスコイルを収容するように構成された中空の永久磁石と
を備えている。
【００２０】
本考案の一態様によれば、前記永久磁石が、円筒形状であるスピーカシステムが提供される。
【００２１】
本考案の一態様によれば、前記ドライバの各々の前記動きが、印加されたオーディオ信号及び周波数応答ドライバのグループから選択されたパラメータに従って規定されるスピーカシステムが提供される。
【００２２】
本考案の一態様によれば、前記振動板の形状が、円錐形状又は半球形状のグループから選択されるスピーカシステムが提供される。
【００２３】
本考案の一態様によれば、前記振動板が、最適性能のために設計された非球面の形状を有しているスピーカシステムが提供される。
【００２４】
本考案の一態様によれば、前記振動板が、紙、金属、又はプラスチックで形成された薄い壁を有しているスピーカシステムが提供される。
【００２５】
本考案の一態様によれば、前記スピーカが、単一のウーハコイルと、前記ボイスコイルのアセンブリを作動させる３つの強磁性体コアを備えているスピーカシステムが提供される。
【００２６】
本考案の一態様によれば、３つの異なる周波数帯域信号が、前記ドライバの各々を駆動するスピーカシステムが提供される。
【００２７】
本考案の一態様によれば、前記ドライバの前記周波数応答曲線が、発生した音の周波数全体に渡って平坦な全周波数応答に合成されているスピーカシステムが提供される。
【００２８】
本考案の一態様によれば、前記合成された周波数応答曲線が、単調でありかつ一定であるスピーカシステムが提供される。
【００２９】
本考案の一態様によれば、前記合成された周波数応答曲線が、オーディオ信号フィルタの出力と前記ドライバの周波数応答曲線との間の調整ばらつきに不感であるスピーカシステムが提供される。
【００３０】
本考案の一態様によれば、前記ドライバが、１つの小型スピーカユニットに詰め込まれているスピーカシステムが提供される。
【００３１】
本考案の一態様によれば、前記オーディオ駆動電圧の電気的フィルタリングに適合するように動作しないスピーカシステムが提供される。
【００３２】
本考案の一態様によれば、ウーハ、中間帯域ドライバ、及びツィータを備えたスピーカシステムが提供される。
【００３３】
本考案の一態様によれば、前記ツィータが前記中間帯域ドライバの中空の容積内を独立して動き、前記中間帯域ドライバが前記ウーハの中空の容積内を独立して動くスピーカシステムが提供される。
【００３４】
本考案の一態様によれば、前記ウーハが前記永久磁石の中空の容積内を独立して動くスピーカシステムが提供される。
【００３５】
本考案の一態様によれば、前記ウーハの応答曲線が、音波周波数の低い周波数帯域において平坦であるスピーカシステムが提供される。
【００３６】
本考案の一態様によれば、前記中間帯域ドライバの応答曲線が、音波周波数の中間周波数帯域において平坦であるスピーカシステムが提供される。
本考案の一態様によれば、前記ツィータの応答曲線が、音波周波数の高い周波数帯域において平坦であるスピーカシステムが提供される。
【００３７】
本考案に関連する方法によれば、電気的信号を、オーディオ信号の全周波数帯域における音波に変換する方法が提供される。この方法は、特に、以下から選択されるステップを備えている、
ａ．複数の円筒形状のボイスコイルを提供するステップ、
ｂ．複数の振動板を提供するステップ、
ｃ．前記複数の円筒形状のボイスコイルを、前記複数の振動板に連結するステップ、
ｄ．中空の容積の永久磁石を提供するステップ、
ｅ．前記ボイスコイルを、前記中空の容積の永久磁石内に収容するステップ、
ｆ．入力されるオーディオ信号を、前記複数の円筒形状のボイスコイルに電気的に伝達し、
ｇ．全ての前記オーディオ信号を前記ボイスコイルに印加することにより、（ｉ）前記ボイスコイル内で磁界を発生させ、（ｉｉ） 前記複数のボイスコイル及び前記複数の振動板を相互に動かす、ステップ、
ｈ．印加された前記オーディオ信号を、オーディオ信号の全周波数帯域の音波に変換するステップ。
【００３８】
本考案に関連する方法の一態様によれば、前記永久磁石を円筒形状に形成するステップをさらに備えた方法が提供される。
【００３９】
本考案に関連する方法の一態様によれば、前記ドライバの各々の前記動きを、印加されたオーディオ信号及び周波数応答ドライバのグループから選択されたパラメータに従って規定するステップをさらに備えた方法が提供される。
【００４０】
本考案に関連する方法の一態様によれば、前記振動板の形状を、円錐形状又は半球形状のグループから選択されるステップをさらに備えた方法が提供される。
【００４１】
本考案に関連する方法の一態様によれば、前記振動板を、最適性能のために非球面の形状を有するように設計するステップをさらに備えた方法が提供される。
【００４２】
本考案に関連する方法の一態様によれば、前記振動板に連結された前記ボイスコイルを、１つの小型スピーカユニットに詰め込むステップをさらに備えた方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本考案の一実施形態におけるオーディオシステムの概略ブロック図である。
【図２】本考案の一実施形態におけるスピーカを共通軸に沿って無次元で寸法化した断面図である。
【図３】本考案の一実施形態におけるスピーカを共通軸と垂直に無次元で寸法化した断面図である。
【図４】本考案の一実施形態におけるスピーカの出力の音周波数特性の概略のグラフである。
【図５】本考案の一実施形態における、３つのスピーカドライバを作動させる単一のコイルを有するスピーカを共通軸と垂直に無次元で寸法化した断面図である。
【図６】本考案の一実施形態における、３つのスピーカドライバを作動させる３つの周波数帯域信号を有するスピーカを共通軸と垂直に無次元で寸法化した断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００４４】
実施形態に関連して本考案をより理解するために、参照符号が明細書全体にわたって対応する要素を示している添付の図面を以下参照する。
【００４５】
本考案の全章と以下の記載は、全ての当業者が本考案を使用できるようにすると共に、本考案を実施する考案者によって考えられた最良の形態を提示するものである。しかしながら、本考案の一般的な原理がスピーカを提供することと特に規定されているので、当業者は種々の変更態様を容易に想到することが可能である。
【００４６】
以下の詳細な説明において、数々の特定の詳細は、本考案の実施形態を完全に理解するために説明するものである。しかしながら、当業者は、特定の詳細無しにこれら実施形態を実施できると理解するであろう。本明細書全体にわたって参照している「１つの実施形態」又は「一実施形態」は、その実施形態に関連して記載した特定の特徴、構造又は特性が本考案の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って、本明細書全体の種々の箇所に現れる「１つの実施形態において」又は「一実施形態において」なる語句は、同一の実施形態又は考案を必ずしも全て参照はしない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において、任意の適切な方法で組合わせることができる。
【００４７】
図面は本考案の好ましい実施形態を説明している。ここで述べる本考案の実施形態は、本考案の特徴の範囲において種々の変更態様が成し遂げられると理解されるにもかかわらず、本考案を実施する考案者によって商業的環境下で考えられた最良の形態である。
【００４８】
「ラウドスピーカ」又は「スピーカ」という用語は、非限定的な用法で、以下では、電気信号を、離れていても十分にはっきり聞こえる音に変換する電気音響変換器であると参照する。
【００４９】
「スピーカ振動板」という用語は、非限定的な用法で、電磁石に固着された紙、プラスチック又は金属で形成された薄い円錐形状又はドーム形状の構造であると、以下参照する。前後に動く電磁石によってスピーカ振動板が振動し、スピーカの音波が生成される。
【００５０】
「ボイスコイル」という用語は、非限定的な用法で、オーディオ信号がコイルに与えられたときに、前後に動く電磁石であると、以下参照する。前後方向への動きは、環状の永久磁石の磁界及び電磁石の磁界間の相互作用によって生じる力に起因する。
【００５１】
「ドライバ」という用語は、非限定的な用法で、前後に動いたときに音波を発生させる、ボイスコイルに固着された振動板であると、以下参照する。
【００５２】
「永久磁石」という用語は、非限定的な用法で、長期間、単独で磁気的な振る舞いをする特殊な材料であると、以下参照する。
【００５３】
「ウーハ」という用語は、非限定的な用法で、低周波音を再生するように設計されたスピーカドライバであると、以下参照する。
【００５４】
「中間帯域」という用語は、非限定的な用法で、オーディオ周波数の中間部分であると、以下参照する。
【００５５】
「ツィータ」という用語は、非限定的な用法で、高周波音を再生するように設計されたスピーカドライバであると、以下参照する。
【００５６】
「周波数応答曲線」という用語は、非限定的な用法で、ドライバの周波数応答を図で表したものであると、以下参照する。
【００５７】
「スピーカのクロスオーバネットワーク」という用語は、非限定的な用法で、適切な周波数帯域信号を、正しいドライバに送るために使用される電子フィルタデバイスであると、以下参照する。
【００５８】
「非球面」という用語は、非限定的な用法で、完全な球形ではない表面であると、以下参照する。
【００５９】
本考案は、共通の容積内に同軸に配置された複数のドライバからなるスピーカを開示する。オーディオ信号電圧は、同軸のドライバの各々に印加される。すべてのドライバがオーディオ周波数の異なる帯域で最適な応答を行うため、ドライバは、それら統合された単調な周波数フィルタリング機能を提供することにより、組合わされた周波数帯域の音を発生させる。
【００６０】
スピーカは、同じ容積内に３つのドライバを統合させると共に本考案ではクロスオーバユニットを不要としてスペースを節約することにより、省スペース構造を提供している。
【００６１】
さらに、複数のドライバの周波数応答曲線のフィルタリング動作による全体としての周波数応答は、音の全周波数帯域に渡ってほぼ単調で安定している結合された音周波数曲線を提供している。
【００６２】
以下、スピーカの一実施形態に対応するオーディオシステムの概略ブロック図である図１を参照する。システム１０は、スピーカ２０に供給される高出力オーディオ電圧を出力するパワーアンプ１２に供給される出力オーディオ信号のオーディオ源１１を有している。入力されるオーディオ信号によって共通に駆動される、ウーハ、中間帯域ドライバ及びツィータを収容するスピーカ２０は、同軸に構成されている。相互に生成される音は、全周波数帯域に渡って、平坦で単調な周波数を有している。
【００６３】
以下、スピーカ２０の共通軸に平行な断面図である図２を参照する。ウーハの円錐形状の振動板２６に固着された円筒形状の中空のボイスコイル２２は、ウーハの周波数応答曲線に対応した周波数帯域において、印加されるオーディオ電圧２５に比例する力を振動板２６に及ぼす。同様に、中間帯域用ドライバの円錐形状の振動板２７に固着された円筒形状の中空のボイスコイル２３は、中間帯域用ドライバの周波数応答曲線に対応した周波数帯域において、印加されるオーディオ電圧２５に比例する力を振動板２７に及ぼす。同様に、ツィータのドーム形状の振動板２８に固着された円筒形状の中空のボイスコイル２４は、ツィータの周波数応答曲線に対応した周波数帯域において、印加されるオーディオ電圧２５に比例する力を振動板２８に及ぼす。ボイスコイル２４は、ボイスコイル２２内を自由に移動するボイスコイル２３内を自由に移動する。ボイスコイル２２、２３及び２４は、円筒形状の中空の永久磁石２１の中空容積内に配置されている。オーディオ信号２５が、ボイスコイル２２、２３、及び２４に共通に印加されると、これらボイスコイルは、電磁界を発生させる。永久磁石２１の磁界と各ボイスコイルで発生する磁界との相互作用によって、ボイスコイル２２、２３及び２４に、共通の円筒軸に沿ってこれらボイスコイルを突き出す力が及ぼされる。その結果、ボイスコイルに固着された振動板２６、２７及び２８は、各々の異なる機械的な周波数応答帯域に応じて、互いに動き音波を発生する。低周波帯域で動くのに適しているウーハは、低周波帯域の音を発生する。中間周波帯域で動くのに適している中間帯域用ドライバは、中間周波帯域の音を発生する。高周波帯域で動くのに適しているツィータは、高周波帯域の音を発生する。オーディオ信号２５が３つのスピーカドライバに共通して入力され、オーディオ信号をフィルタリングすることなく、発生した音が３つのドライバの特定の周波数応答帯域から３つの異なる周波数帯域に合成されるため、本スピーカにはクロスオーバデバイスが不要である。さらに、複数のドライバの機械的な周波数応答から音周波数全体に渡る合成により、現在得られる従来技術のスピーカのようなクロスオーバデバイスの電気的フィルタとドライバの周波数応答との調整ばらつきがなく、連続的かつ単調な安定したスピーカ周波数応答曲線が得られる。
【００６４】
以下、スピーカの主軸と垂直なスピーカ断面図である図３を参照する。ツィータの円筒形状のボイスコイル２４は、中間帯域ドライバの中空のボイスコイル２３内に配置されている。中間帯域ドライバのボイスコイル２３は、ウーハの中空のボイスコイル２２内に配置されている。ボイスコイル２２、２３及び２４のアセンブリは、円柱形状の永久磁石２１の中空の容積内に配置されている。ウーハの振動板２６は、ボイスコイル２２に固着されている。同様に、振動板２７は、中間帯域ドライバのボイスコイル２２に固着されている。ボイスコイルアセンブリは、ボイスコイル２４に固着されたツィータの振動板を覆い隠す。ボイスコイル２１、２２及び２３に共通して印加されるオーディオ信号は、ボイスコイルアセンブリ内に磁界を発生させる。永久磁石２１の磁界とボイスコイルアセンブリの磁界との相互作用は、ボイスコイルとボイスコイルに固着された振動板を軸方向に独立して突き出す力を各ボイスコイルに与える。
【００６５】
振動板の表面は、生成された音の音質を最適化するように設計された、あらゆる望ましい非球面部分から選択された形状を有する。
【００６６】
以下、スピーカの周波数応答の概略的なグラフ４０である図４を参照する。同図の横軸は単位がＨｚのオーディオ周波数を示している。同図の縦軸はドライバの突き出し力と印加されたオーディオ電圧との比によって規定されるスピーカの応答を示している。
【００６７】
ウーハの応答曲線であるグラフ４１は、低周波帯域では平坦であり、この平坦な領域の始端と終端とで急峻に下降する。中間帯域ドライバの応答曲線であるグラフ４２は、中間周波帯域で平坦であり、この平坦な領域の始端と終端とで急峻に下降する。ツィータの応答曲線であるグラフ４３は、高周波帯域で平坦であり、この平坦な領域の始端と終端とで急峻に下降する。これら応答曲線の各々は、高周波数帯域で平坦であり、この平坦な領域の始端と終端とで急峻に下降する。
【００６８】
オーディオ電圧と、その結果として得られる突き出し力は、同時に３つのドライバに与えられる。３つの同軸ドライバが同時に変動するので、スピーカ４４全体の応答曲線は、３つの個々の応答曲線の合計から合成される。したがって、合成された応答は、音周波数全体にわたって平坦である。個々の応答全体に依存する音周波数応答曲線は、クロスオーバネットワークからの電気的信号とドライバの応答曲線との調整ばらつきに敏感に反応する従来技術の応答とは逆に、安定している。
【００６９】
以下、スピーカの主軸と垂直なスピーカの断面図である図５を参照する。パワーアンプ５０のオーディオ電圧出力は、本実施形態のスピーカを作動させる単一のウーハコイルを駆動する。ツィータの円筒形状の強磁性体コア５４は、中間帯域ドライバの中空の強磁性体コア５３内に配置されている。中間帯域ドライバの強磁性体コア５３は、ウーハの中空のボイスコイル５２内に配置されている。ボイスコイル５２並びに強磁性体コア５３及び５４のアセンブリは、円筒形状の永久磁石５１の中空の容積内に配置されている。ウーハの振動板５６は、ボイスコイル５２に固着されている。同様に、振動板５７は、中間帯域ドライバの強磁性体コア５３に固着されている。ボイスコイルアセンブリは、強磁性体コア５４に固着されたツィータの振動板を覆い隠している。ボイスコイル５１に印加されるオーディオ信号はボイスコイルアセンブリの内部で磁界を発生する。永久磁石５１の磁界とボイスコイルアセンブリの磁界との相互作用は、３つのドライバを共通にかつ独立して作動させる力を各ドライバに与える。
【００７０】
以下、スピーカの主軸と垂直なスピーカの断面図である図６を参照する。本実施形態のスピーカは、オーディオ信号を、各々が対応するドライバの周波数応答曲線に相当する周波数帯域に特徴付けられる３つの信号に分離する従来のクロスオーバデバイス６０を利用する。ツィータの円筒形状のボイスコイル６４は、中間帯域ドライバの中空のボイスコイル６３内に配置されている。中間帯域ドライバのボイスコイル６３は、ウーハの中空のボイスコイル６２内に配置されている。ボイスコイル６２、６３及び６４のアセンブリは、円筒形状の永久磁石６１の中空の容積内に配置されている。ウーハの振動板６６は、ボイスコイル６２に固着されている。同様に、振動板６７は、中間帯域ドライバのボイスコイル６３に固着されている。ボイスコイルアセンブリは、ボイスコイル６４に固着されたツィータの振動板を覆い隠す。ボイスコイル６２、６３及び６４に印加されたオーディオ信号の分離された周波数帯域は、ボイスコイルアセンブリ内で磁界を発生させる。永久磁石６１の磁界とボイスコイルアセンブリの磁界との相互作用は、ボイスコイル及びこれらに固着された振動板を軸方向に個々に突き出す力を、各ボイスコイルに与える。
【００７１】
上述したスピーカは、２つのドライバから実用的な数のドライバまでコイルドライバの数を変更することや、平坦な周波数応答曲線全体について最も効果的な方法によって工夫することを含めて、多くの方法によって変形することができる。
【００７２】
同様に、前述した方法及び装置は、方法と装置についての上記の記載は、方法を実施するための装置、装置を使用する方法、並びに様々な方法を実行するためのコンピュータソフトウェアを含むと解釈するべきである。
【００７３】
本考案の主たる実施形態について、具体的に特定してはいるもののこれは関連性を有しており、形式及び型の特別の選択は重要ではない。本考案についてその実施形態の詳細な説明により記載しているが、これらは例として提供するものであり本考案の範囲を限定するものではない。一般的、又は「かもしれない」、「すべきである」、「好ましくは」、「ねばらならない」等の単語、若しくは重要性や動機の度合を示す他の用語による非限定的記載は、実用新案登録請求の範囲の文言による限定がこれら請求の範囲に表現されている場合を除いて、請求の範囲又はその均等の範囲における限定であると考えるべきである。１つの実施形態に関して記載された特徴及びステップは他の実施形態において使用されるかもしれず、本考案の全てではない実施形態は実施形態の１つに関して記載され又は特定の図において示された全ての特徴及び／又はステップを有していると理解すべきである。即ち、開示は、各要素の他の実施形態の各々に関連して（さらに、もちろん、同一の要素の変更態様における両立できる実施の種々の組み合わせに）記載されていると考えられる各要素の各実施形態との組み合わせの観点から完全であると考えるべきである。当業者は、記載されている実施形態の変更態様を発生させるであろう。さらに、用語「備える」、「含む」、「有する」及びそれらの同根語は、請求の範囲に使用した場合、「必ずしもこれに限定されないが含んでいる」ことを意味するであろう。請求の範囲に現れる単数の各要素は、請求の範囲に記載されたように１つ又はそれ以上の要素を意味するであろう。１つ又はそれ以上の群について選択肢が用意されている場合、請求の範囲は、種々の選択肢から選択されたただ１つの群を必要とし、各選択肢の１つは必要としないと解釈されるであろう。要約は、本願の範囲又は請求の範囲を限定すると解釈されないであろう。
【００７４】
上述した実施形態のいくつかは本考案者等によって熟考された最良の形態を開示しており、従って、本考案に必須なものではなく例として記載されている、構造、動作、又は構造及び動作の詳細を含むであろうことが分かる。ここで記載した構造及び動作は、構造又は動作が異なるものであっても、この技術分野において知られている同一の機能を発揮する等価物で置き換えられる。従って、本考案の範囲は、請求の範囲で用いられている要素及び限定によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１０  システム
１１  オーディオ信号出力
１２、５０  パワーアンプ
２０、４４  スピーカ
２１、５１、６１  永久磁石
２２、２３、２４、５２、６２、６３、６４  ボイスコイル
２５  オーディオ信号（電圧）
２６、２７、２８、５６、５７、６６、６７  振動板
４０  概要図
５３、５４  強磁性コア
６０  クロスオーバデバイス
【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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