(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカアセンブリと、
前記スピーカアセンブリの同一面上に設けられた少なくとも３個の複数のドライバと、を備え、
各ドライバは磁石の反力と、前記スピーカアセンブリの重心に対する位置に部分的に基づくモーメントで関連付けられており、
前記ドライバは、前記スピーカアセンブリの重心に対して前記同一面の横方向において互いにオフセットし、前記スピーカアセンブリに設けられた前記ドライバに関連付けられた力、およびモーメントがスピーカの振動を実質的に相殺されるように設けられている、ラウドスピーカ。
【請求項２】
前記スピーカアセンブリに設けられた全てのドライバに関連付けられた力の合計は、実質的にゼロに等しく、前記スピーカに設けられた全てのドライバに関連付けられたモーメントの合計は実質的にゼロに等しい、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項３】
前記ドライバは、それぞれ、コーンを有し、前記ドライバの少なくとも２つは反対の方向に放射し、前記少なくとも２つのドライバのコーンは同一横方向面上において重なる、請求項２に記載のラウドスピーカ。
【請求項４】
前記ドライバは、実質的に同一横方向面上に位置する、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項５】
前記複数のドライバは、第1の方向を向いているドライバの第１のセット、および第２の方向を向いているドライバの第２のセットを備える、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項６】
前記第１の方向は、前記第２の方向と反対である、請求項５に記載のラウドスピーカ。
【請求項７】
前記ドライバの第１のセットは、第１の取付面に設けられ、前記ドライバの第２のセットは、第２の取付面に設けられ、前記第１の取付面、および前記第２の取付面は、互いに平行であり、前記ラウドスピーカは、前記第１の取付面と実質的に平行であって前記ドライバの第１のセットの正面に取り付けられた第１の音反射板と、前記第２の取付面に平行であって前記ドライバの第２のセットの正面に取り付けられた第２の音反射板とを更に備える、請求個６に記載のラウドスピーカ。
【請求項８】
前記第１の取付面、および第１の音響反射面は、集合的に少なくとも１つの出力開口部で終結する第１のサウンドダクトを規定し、前記第２の取付面、および第２の音響反射面は、集合的に前記少なくとも１つの出力開口部で終結する第２のサウンドダクトを規定し、前記ドライバの第１のセット、および第２のセットからの音響出力は、前記少なくとも１つの出力開口部から発せられる、請求項７に記載のラウドスピーカ。
【請求項９】
前記ドライバの第１のセットは、前記重心に対して対称に配置されている、請求項５に記載のラウドスピーカ。
【請求項１０】
前記ドライバの第１のセットは、前記重心に対して非対称に配置されている、請求項５に記載のラウドスピーカ。
【請求項１１】
前記複数のドライバは、単一の線形アレイ状に配置されている、請求項５に記載のラウドスピーカ。
【請求項１２】
前記全ドライバは、移動質量の点で同一であって、且つ同一のオーディオ信号を受信する、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項１３】
前記ドライバの少なくとも２つは、異なるサイズである、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項１４】
前記ドライバの少なくとも２つは、異なる大きさのオーディオ信号を受けるが、前記スピーカアセンブリの重心に対して、前記全ドライバ間の力、またはモーメントを平衡にするために、同一の周波数成分を有している、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項１５】
前記複数のドライバのそれぞれは、サブウーファである、請求項１に記載のラウドスピーカ。
【請求項１６】
実質的に互いに平行であり、かつ機械的に結合された第１の取付面、および第２の取付面と、
前記第１の取付面に配置されたドライバの第１のセットと、
前記第２の取付面に配置され、前記第１のドライバのセットと比較して反対方向に放射するドライバの第２のセットとを備え、
前記ドライバの第２のセットの少なくとも１つは、前記ドライバの第１のセットの全てから横方向にオフセットされており、
各ドライバは、その前方、および後方の動きに対する磁石の反力、およびスピーカの重心に対する前記ドライバの力と位置から生じるモーメントに関連付けられ、
前記ドライバは、前記ドライバの第１のセット、および第２のセットの力、およびモーメントが実質的に相殺するように配置されている、薄型スピーカ。
【請求項１７】
前記ドライバの第１のセット、および第２のセットは、前記ドライバの全てに関連付けられた力の総和が実質的にゼロに等しくなるように配置され、かつ前記ドライバの全てに関連付けられたモーメントの総和が実質的にゼロに等しくなるように配置されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項１８】
前記第１の取付面は、サイズにおいて、前記第２の取付面と同一の広がりをもつ、請求項１７に記載の薄型スピーカ。
【請求項１９】
前記ドライバの第１のセットの背面側は、前記第２の取付面に対面し、
前記ドライバの第２のセットの背面側は、前記第１の取付面に対面しており、
前記ドライバの第１のセット、および前記ドライバの第２のセットは、互いに離れて対面している、請求項１７に記載の薄型スピーカ。
【請求項２０】
前記ドライバの第１のセット、および前記ドライバの第２のセットは、それぞれ、実質的に同一横方向面内に位置しているコーンを有する、請求項１９に記載の薄型スピーカ。
【請求項２１】
前記ドライバの第１のセット、および前記ドライバの第２のセットは、単一の線形アレイ状に配置されている、請求項２０に記載の薄型スピーカ。
【請求項２２】
前記ドライバの第１のセットは、単一のドライバから構成されており、前記ドライバの第２のセットは、前記単一のドライバから反対方向を向いているドライバのペアから構成されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項２３】
前記ドライバの第１のセットは、前記スピーカの重心から対称的に間隔をあけたドライバの第１のペアから構成されており、前記ドライバの第２のセットは、前記スピーカの重心から対称的に間隔をあけたドライバの第２のペアから構成されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項２４】
前記ドライバの第２のペアは、前記ドライバの第１のペアよりもスピーカの重心から更に間隔をあけ、かつ第１のペアとは反対方向を向いており、前記ドライバの第１のペア、および第２のペアは、単一の線形アレイ状に配置されている、請求項２３に記載の薄型スピーカ。
【請求項２５】
前記ドライバの第１のペア、および第２のペアは、実質的に長方形パターンで配置されており、前記ドライバの第１のペアは前記長方形パターンの第１の対角線を横切って配置され、前記ドライバの第２のペアは前記長方形パターンの第２の対角線を横切って配置され、かつ前記ドライバの第のペアから反対方向を向いて配置されている、請求項２３に記載の薄型スピーカ。
【請求項２６】
前記ドライバの第１のペア、および第２のペアは、実質的に正方形パターンで配置されている、請求項２５に記載の薄型スピーカ。
【請求項２７】
前記ドライバの第１のセットは、単一のドライバから構成されており、前記ドライバの第２のセットは、前記単一のドライバから反対方向を向き、かつ実質的に長方形パターンで配置された４個のドライバから構成されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項２８】
前記ドライバの第２のセットは、実質的に正方形パターンで配置されている、請求項２７に記載の薄型スピーカ。
【請求項２９】
前記ドライバの第１のセットは、第１の正三角形に配置された３個のドライバから構成され、前記ドライバの第２のセットは、第２の正三角形に配置され、かつ前記第１のセットから反対方向を向いている３個のドライバから構成されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３０】
前記ドライバの第１のセットは、第１の実質的に長方形パターンに配置された４個のドライバから構成され、前記ドライバの第２のセットは、前記ドライバの第１のセットからは反対方向を向いている第２の実質的に長方形パターンに配置された４個のドライバから構成されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３１】
前記ドライバの第１のセット、および第２のセットにおける、それぞれのドライバからの後方音響反射は、他方のドライバから音響的に分離されている、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３２】
前記第１のセット、および第２のセットのドライバの全ては、移動質量の観点から同一であり、かつ同一のオーディオ信号を受信する、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３３】
前記ドライバの第１のセット、および第２のセットの少なくとも２つは、異なるサイズである、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３４】
前記ドライバの第１のセット、および第２のセットの少なくとも２つは、異なる大きさのオーディオ信号を受けるが、スピーカアセンブリの重心に対して、前記全てのドライバ間の力、またはモーメントを平衡にするために、同一の周波数成分を有する、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３５】
前記ドライバの第１のセット、および第２のセットのドライバのそれぞれは、サブウーファである、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３６】
前記第１の取付面と実質的に平行であって前記ドライバの第１のセットの正面に取り付けられた第１の音響反射板と、前記第２の取付面に平行であって前記ドライバの第２のセットの正面に取り付けられた第２の音響反射板とを更に備える、請求項１６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３７】
前記第１の取付面、および第１の反射面は、集合的に少なくとも１つの出力開口部で終結する第１のサウンドダクトを規定し、前記第２の取付面、および第２の反射面は、集合的に前記少なくとも１つの出力開口部で終結する第２のサウンドダクトを規定し、前記ドライバの第１のセット、および第２のセットからの音響出力は、前記少なくとも１つの出力開口部から発せられる、請求項３６に記載の薄型スピーカ。
【請求項３８】
スピーカアセンブリと、
前記スピーカアセンブリに設けられた少なくとも３個の複数のサブウーファドライバを備え、
各サブウーファドライバは、その前方、および後方の動きに対する磁石の反力、およびスピーカの重心に対する前記ドライバの力と位置から生じるモーメントに関連付けられ、
前記サブウーファドライバは、実質的に前記スピーカアセンブリの同一横方向面上に位置しており、かつ前記スピーカアセンブリに設けられた全ての前記サブウーファドライバに関連付けられた力の総和が実質的にゼロであり、前記サブウーファドライバの全てに関連付けられたモーメントの総和がゼロに等しくなるように配置されている、平衡サブウーファスピーカ。
【請求項３９】
前記スピーカアセンブリは、実質的に互いに平行であり、かつ機械的に結合された第１の取付面、および第２の取付面を備え、
前記複数のサブウーファドライバの第１のグループは、第１の取付面に配置され、前記複数のサブウーファドライバの第２のグループは、前記第１のサブウーファドライバの第１のグループからは反対方向を向き、かつ第２の取付面に配置されている、請求項３８に記載の平衡サブウーファスピーカ。
【請求項４０】
前記サブウーファドライバの第１のグループは、前記第２の取付面から離れて対面し、前記サブウーファドライバの第２のグループは、前記第１の取付面から離れて対面する、請求項３９に記載の平衡サブウーファスピーカ。
【請求項４１】
前記サブウーファドライバの第１のグループ、および前記サブウーファドライバの第２のグループは、線形アレイ状に配置されている、請求項４０に記載の平衡サブウーファスピーカ。
【請求項４２】
前記サブウーファドライバの第１のグループの正面に配置され、かつ第１の取付面と実質的に平行な第１の音響反射板と、前記サブウーファドライバの第２のグループの正面に配置され、かつ前記第２の取付面と実質的に平行な第２の音反射板とを更に備え、前記サブウーファドライバの第１のグループ、および第２のグループからの音響出力は、混合され、かつ少なくとも１つの共通の出力開口部から発せられる、請求項４０に記載の平衡サブウーファスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響再生、特に、スピーカの構造、および筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの音響再生システムは、超低周波のオーディオ信号を再生するためのサブウーファラウドスピーカを含む。サブウーファは、特に、ホームオーディオシステム、自動車サウンドシステム、映画サウンドシステム、ホームシアターシステム、およびライブパフォーマンスサウンドシステム等を含む、様々の環境で使用されている。
【０００３】
これらの需要にも関わらず、通常のサブウーファは、数多くの潜在的な欠点、または不都合を抱える。例えば、サブウーファスピーカは、過度に広いスペースを占める可能性がある。サブウーファスピーカキャビネットのサイズ、および形状は、自動車内、および多くの家庭環境のような限定された広さの視聴領域、または構造上の制限で設置することが困難な可能性がある。一般的なサブウーファキャビネットは、通常、形状が立方体であり、スピーカキャビネットや、自動車内、または他の限定されたスペースに設置することが困難な場合がある。
【０００４】
サブウーファのドライバは、超低周波の最適な音響再生のために、他のドライバ（例えば、高音領域、および中音領域）と比較して、相対的に直径が大きく、同様に、ドライバは一般的に相対的に深いコーンを有することが一般的である。ドライバに、適切な量の空気を移動させるのに十分な能力を可能にするために、大きな空洞を有するサブウーファスピーカ筐体を構成することも一般的である。これらの検討事項は、多くの場合、限定されたスペースに容易にフィットしない巨大なデザインのサブウーファキャビネットの原因となる。
【０００５】
サブウーファスピーカの他の問題は、１つには超低周波音を再生するようなサブウーファドライバによって作り出される比較的大きく、かつ強力な変位のため、サブウーファスピーカが、近くの物体に好ましくない振動を生成する可能性があることである。この現象は、独立型のサブウーファスピーカキャビネットでは目立たないが、大きな構造の一体部品として設計される家、または建物の壁に埋め込まれたサブウーファ、または自動車に搭載されたサブウーファで、一般的に現れる。これらの設置されたサブウーファは、直接的、または間接的に建造物、または自動車のフレームに物理的に接触しているので、低振動が建造物やフレームに接する他の製品、または家／建造物の隣接する部屋に、顕著なガタガタ音を引き起こしたり、強制的に物を動かしたり、物に損害を与えたりする。サブウーファによって再生された超低周波からの振動は、高周波を減衰しながら家、または建物を容易に通過させることが可能であり、居住者、または近隣の静けさを乱す可能性のある振動を引き起こす。
【０００６】
独立型のサブウーファスピーカキャビネットも、似たような問題を抱える可能性がある。独立型のスピーカキャビネットは、部屋の隅、または低いキャビネット等のように目立たないか、控えめな場所に設置されていることがあるが、これらの過度の振動が原因で、他の機能が制限されている。例えば、独立型のスピーカ筐体上に配置された物体は、顕著なガタガタ音を立て、徐々に表面を滑り、または下落し、不快音を発生させたり、物体を損傷させたりする。
【０００７】
いくつかのサブウーファスピーカは、音を増大して出力するために、またいくつかの設計において、キャビネット、または筐体の振動を低減するために２つ（またはそれ以上）のドライバを含む。２つのドライバは、互いに対面して配置されている場合、ドライバユニットの動きは対称であり、２つのドライバの反対運動は相殺し、キャビネット、または筐体の振動を低減させることができる。しかしながら、この設計のタイプの１つの欠点は、スピーカキャビネット、または筐体は、２つの向かい合うドライバを収容するのに十分に深くなければならず、制限されたスペースに設置することが困難な、より大きなキャビネット、または筐体の原因になる可能性がある。したがって、消費者、およびサウンドシステムの設計者は、多くの場合、キャビネット／筐体の振動のある程度のレベルを許容するか、大きくて、巨大なサブウーファラウドスピーカのための配置を見つけるかの選択を任せられる。
【０００８】
より小さく、より狭いスペースで使用することができるように、狭い外形を有するサブウーファ、または類似のスピーカを提供することは有利である。音声出力、および忠実性の高いレベルを維持しながら振動を低減したサブウーファを提供することは更に有利である。家庭、建物内、または自動車内に埋め込まれたスピーカとして使用するのに適したサブウーファを提供することは更に有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一態様において、ドライバの動きによって生成された力、および／またはモーメントを、実質的に相殺し、その結果、他の物の間で、スピーカハウジングまたは筐体の好ましくない音を減衰、または消失するように配置、および駆動される複数のドライバを有するサブウーファ、または他のスピーカが提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つ以上の実施形態においては、サブウーファ、または他のスピーカは、同一面上に並んで設置された一方を向いているドライバの第１のセット、および他方を向いているドライバの第２のセットの複数のドライバを含んでいる。ドライバは、好ましくは、全てのドライバからの力のベクトルの和をゼロにした状態で、ドライバの第１のセットからの力が、ドライバの第２のセットからの反対方向の力が等しくなるように設置し、中心点に対しての全てのドライバのモーメントのベクトルの和が全体でゼロになるように設置される。
【００１１】
サブウーファ、または他のスピーカは、２つの対向するオフセットドライバ間に生成されたモーメントが、少なくとも１つの付加的なオフセットドライバの付加により相殺できることを確実にするために、最小で３個のドライバを含んでもよい。本明細書に記載された特定の原理によるサブウーファ、または他のスピーカは、３個、４個、５個、６個、または更に多くのドライバを含んでもよい。サブウーファスピーカの形状は、対称でなくてもよく、力のモーメントがスピーカの中心、または重心を相殺するような非対称にすることができる。同様に、ドライバは、好ましくは、同一平面内に配置されている一方で、代わりに、それらは、力、およびモーメントが、スピーカの重心、または中心点に対して相殺するような三次元パターンで配置されてもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、ドライバの第１のセット、およびドライバの第２のセットは、同一平面に位置しているが、互いに反対を向いている。ドライバの各セットは、隣接するスロットや、開口部から外側に向かって音を向かわせる反射面に向かって出力してもよい。スピーカ筐体は、ドライバの２組からの音を組み合わせるように、単一の開口、またはドライバの両方のセットに共通の開口部から出力されるように結合された開口部で構成されてもよい。
【００１３】
特定の実施形態において、サブウーファ、または他のスピーカは、壁が部分的に音響的に不透明な材料で覆われたフレームから形成されている軽量だが固く、かつ頑丈な筐体で構成されている。例えば、筐体は、ハニカムパターンのような反復パターンに配置された音響的に不透明な材料で被覆、または重ねあわせ支持フレームの組で構成されてもよい。各ドライバ、またはドライバのセットは、スピーカの他のドライバと干渉するドライバ（群）の後方への音響放射を防止するために、それ、またはそれら自身の分離した筐体を有していてもよい。
【００１４】
さらなる実施形態、代替物および変更は、本明細書に記載、または添付の図面に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】４個のドライバ、および共通の出力開口部を有する薄型サブウーファの一実施形態の正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのスピーカの、上面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのスピーカの、断面図である。
【図２】付加的に詳細に示している、図１Ａ−図１Ｃの一般的な原理にしたがって構成された薄型サブウーファスピーカの分解図である。
【図３Ａ】３個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の正面図である。
【図３Ｂ】３個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の側面図である。
【図４Ａ】４個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の正面図である。
【図４Ｂ】４個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の側面図である。
【図５Ａ】４個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの他の実施形態の正面図である。
【図５Ｂ】４個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの他の実施形態の側面図である。
【図６Ａ】５個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の正面図である。
【図６Ｂ】５個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の側面図である。
【図７Ａ】６個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の正面図である。
【図７Ｂ】６個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の側面図である。
【図８】６個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの他の実施形態の正面図である。
【図９Ａ】８個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の正面図である。
【図９Ｂ】８個のドライバを有する薄型サブウーファスピーカの一実施形態の側面図である。
【図１０】本明細書に開示される実施形態に従って動作する４個のドライバを有するスピーカのための力とモーメントの相殺を示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１つ以上の実施形態によれば、異なる方向に配置され、ドライバの動きによって生成された磁石の反力、およびモーメントが実質的に相殺するように選択的に駆動され、その結果、スピーカハウジング、または筐体の不要な振動を低減、または排除する、マルチプルドライバを備えたサブウーファスピーカシステムが提供される。
【００１７】
一実施形態によれば、サブウーファスピーカは一方向を向いている第１のドライバのセットと、反対方向を向いている第２のドライバのセットを含み、第１のドライバのセット、および第２のドライバのセットは、スピーカハウジング、または筐体の深さが低減されるように、同一面上に配置されている。各ドライバのコーン、または振動板は前後に動き、ドライバはコーン、または振動板を前に押し出す第１の力と、ドライバのフレーム、またはシャーシを支持するスピーカハウジング、または筐体に適用される第１の力と等しいが反対向きの第２の力を生成する。互いに正反対に配置されたドライバは、平衡であれば、互いに相殺する力を生成することが可能であり、その結果、振動が減衰する。しかしながら、スピーカハウジング、または筐体の重心、または中心点から外れて設置されたドライバは、回転力を生成する傾向があり、言い換えれば、好ましくない振動を引き起こす可能性がある磁石の反力に関連付いたモーメントを生成する傾向がある。
【００１８】
このような振動を低減、または排除するために、ドライバは、好ましくは、ドライバの第１のセットからの力の和と、ドライバの第２のセットの力の和の反対が等しいだけでなく、重心、または中心点に対してのドライバからのモーメントのベクトルの和が合計でゼロになるように設置、および配置する。
【００１９】
本明細書に開示される実施形態のサブウーファスピーカは、任意の数のドライバを含むことができ、ドライバ間の力とモーメントを相殺するために、例えば、２つの対立しているオフセットドライバ間に生成されるモーメントを、少なくとも１つの付加的なオフセットドライバの付加によって相殺することができるように、最低で３個のドライバを使用することが予想される。サブウーファスピーカは、対称、または非対称のいずれかの配置中に３個以上のドライバを含んでもよく、好ましくは、必須ではないが、同一主平面に一直線に配置する。
【００２０】
さらに、少なくとも幾つかの実施形態において、ドライバは、出力スロット、または出力開口部の隣接から外側に向かって音の方向を換えて導く反射板に向かって音を出力する。スピーカ筐体は、ドライバの２組の音を合成し、単一の開口、またはドライバセットの両方に共通の開口から出力されるように結合された開口部が構成されていてもよい。
【００２１】
本明細書に開示された一実施形態にしたがって構成された薄型サブウーファスピーカ１００は、図１Ａ−図１Ｃに記載されている。図１Ａは、薄型サブウーファスピーカ１００（後述するように、正面音響反射カバーを示していない）の正面図であり、図１Ｂ、および図１Ｃは、それぞれ、スピーカ１００の上面図、および側面図である。その中に示すように、この例のスピーカ１００は、メインスピーカ筐体１２０に設けられた４つのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂを含む。この例のスピーカ筐体１２０は、２つのドライバ１０５ａ、１０５ｂを設置するための孔を有する第１のバッフル１３０と、２つのドライバ１１０ａ、１１０ｂを設置するための孔を有する第２のバッフル１３１を含む。ドライバ１０５ａ、１０５ｂの第１のペアは、ドライバ１１０ａ、１１０ｂの第２のペアから反対方向に設けられ、４つ全てのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、同一平面１３５内に設けられている。すなわち、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂのコーンは、同じ方向を向いていないにも関わらず、重なっている。ドライバ１０５ａ、１０５ｂの第１のペアは、好ましくは、スピーカ筐体１２０の中心の両サイドに対称に設けられる。一方、ドライバ１１０ａ、１１０ｂの第２のペアは、ドライバ１０５ａ、１０５ｂのどちらかのサイドにそれぞれ対称に設けることで、スピーカ筐体１２０の中心に対して、同様に対称に設けられる。
【００２２】
第１のバッフル１３０、および第２のバッフル１３１は、メインスピーカ筐体１２０の対向している壁を形成し、この例では、更に、メインスピーカ筐体１２０は４個のチャンバに分けられており、４個のチャンバは２個の外側のチャンバ１３６、１３７、および２個の内側のチャンバ１３８、１３９を含んでいる。４個のチャンバ１３６−１３９は、好ましくは、スピーカ動作中、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂのいくつかの運動が隣接するドライバに干渉することがないように音響的に分離する。さらに具体的に言うと、４個のチャンバ１３６−１３９は、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂのいずれかからの後方への音響反射が他のドライバに干渉しないように設けられている。メインスピーカ筐体１２０は、完全な筐体を形成するために、天壁１６０と、底壁１６１（図１Ｃのように）と、側壁１６２、１６３（図１Ｂのように）を備えていてもよい。チャンバ１３６−１３９のサイズは、好ましくは、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂの適切な運動を許容できるように選択される。特に、第１のバッフル１３０と第２のバッフル１３１間の幅は、ドライバ１１０ａ、１１０ｂのコイル１０７ａ、１０７ｂが第１のバッフル１３０に接触することなく振動することを可能にし、ドライバ１０５ａ、１０５ｂのコイル１０６ａ、１０６ｂが第２のバッフル１３１に接触することなく振動することを可能にする。
【００２３】
したがって、スピーカ筐体１２０の幅は、必要に応じて、例えば、互いに向かい合った２つのドライバが設けられたスピーカよりも大幅に薄く作成することが可能である。この場合、厚さは、２つのドライバのサイズだけでなく、両方のドライバのコイルの運動の範囲まで占めなければならない。
【００２４】
全ての実施形態おいて必要とは限らないが、スピーカ１００の例において、メインスピーカ筐体１２０は、キャビネット天壁１５０と、キャビネット底壁１５１と、キャビネット後壁１４０と、キャビネットフロントパネル１４１を含む外部構造によって、下記に記載されているトップサウンド開口部１５５とボトムサウンド開口部１５６から音を直接出力することができるよう、様々なサウンドダクトを規定するために、メインスピーカ筐体１２０から間隔を開けて囲まれている。外部スピーカキャビネットは、メインスピーカ筐体１２０の側壁１６２、１６３と共有していてもよく、さらに、支柱１５７、１５８を介してメインスピーカ筐体１２０に構造的に接続されてもよい。
【００２５】
動作において、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、剛性音響反射板に向かって音を出力し、その都度、音響出力は９０°向きを変えて、出力開口部の方へ向かう。さらに具体的に言うと、ドライバ１０５ａ、１０５ｂの第１のペアはスピーカキャビネット後壁１４０を構成する第１の剛性板に向かって音を出力し、ドライバ１１０ａ、１１０ｂの第２のペアはスピーカ筐体フロントパネル１４１を構成する第２の剛性板に向かって音を出力する。マウンティングバッフル１３０とスピーカキャビネット後壁１４０は、音響出力をドライバ１０５ａ、１０５ｂの第１のペアと比較して９０°の方向へ付勢するナロ−サウンドダクト１４５を集合的に規定する。一方、マウンティングバッフル１３０とスピーカ筐体フロントパネル１４１は、音響出力をドライバ１１０ａ、１１０ｂの第２のペアと比較して９０°の方向へ付勢するナローサウンドダクト１４６を集合的に規定する。この特定の設計において、ドライバ１０５ａ、１０５ｂからの出力は、音響エネルギーがリアサウンドダクト１４５から抜け、流れ進み、そしてトップサウンド開口部１５５とボトムサウンド開口部１５６から抜け出るように２回９０°向きを変える。同様に、フロントサウンドダクト１４６を通過したドライバ１１０ａ、１１０ｂからの音響出力は、４つの全てのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂからの音がトップサウンド開口部１５５とボトムサウンド開口部１５６から抜け出るように、トップサウンド開口部１５５とボトムサウンド開口部１５６を介して抜け出る。
【００２６】
図１Ａ−図１Ｃの実施形態において、強度が同一の同じ信号が４つ全てのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂに供給される場合に、振動が効果的に低減、または消失されるように、それらの相対的な運動は、様々な力とモーメントを相殺できる。この効果は、４つのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂに加わる同時的な力によって生成された反対のモーメントの相殺を示した図１Ａ−図１Ｃ、および図１０の基本的なスピーカの設計の簡略な図を示す図５Ａ、および図５Ｂを参照して明らかにすることができる。図５Ａ、および図５Ｂは、特に、４個のドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂに同一の強度の等しい信号が与えられる場合における効果を示している。当業者にはよく知られているように、典型的なドライバは、すべてのフレーム、またはシャーシに取り付けられ、その背面側にコイルが取り付けられたコーン、または振動板を含む。ドライバに関連付けられたサスペンションシステムは、ピストンのように、コイルが隙間の前後に移動することを許容する。電気オーディオ信号は、コーン、または振動板の前後に順番に振動するコイルに磁気的なエネルギーを与え、ドライバのフレーム、またはシャーシを支持するスピーカハウジング、または筐体に伝えられるフレーム、またはシャーシ上に反対の力を生成する。ドライバのサスペンションシステムは、移動した後、コーンや振動板を中立の位置に戻す復元力を提供する。
【００２７】
本例において、ドライバ１０５ａ、１０５ｂの前進運動は、スピーカハウジング、またはスピーカ筐体１２０上に「下降」運動（図５Ｂによれば）を生成する。一方、ドライバ１１０ａ、１１０ｂの前進運動は、スピーカハウジング、またはスピーカ筐体１２０上に「上昇」運動を生成する。各ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂが同一の信号によって駆動され、かつ各ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂが同じ物理的、および電気的特性を有していると仮定すると、スピーカハウジング、またはスピーカ筐体１２０上の下降方向の力は上昇方向の力を相殺するので、振動は低減、または相殺する。同様な現象は、サスペンションシステムの復元力が、ドライバのコーン、または振動板を基準位置から後方に動かした時に、ドライバ１１０ａ、１１０ｂの復元力を相殺するドライバ１０５ａ、１０５ｂの復元力が発生する。
【００２８】
ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、さらに好ましくは、前後運動に関連付いた力によって生成されるモーメントを全体で相殺するように位置決めして配置されている。この現象は、図１０を参照して説明される。スピーカ筐体１２０の中心点、または重心は、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂの位置と関連付いて示されている。ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂのそれぞれは、中心点から物理的にオフセットされ、自身が動くようなモーメントを生成する。一般的に、各ドライバのモーメントはベクトルの外積ｒ×Ｆと等しい。ここで、ｒは問題になっている中心点からドライバの重心までのベクトルであり、Ｆはドライバによって生成された力である。この例において、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、実質的に中心点を横切る同一面１３５であり、力Ｆは一般的にドライバの面から垂直なので、ベクトルの外積はドライバと中心点の距離と力Ｆのベクトルの積になる。しかしながら、ドライバが同一面上にない場合、その代わりに、様々なモーメントの評価は、ベクトルの外積が使われる。全てのドライバが同一面上に配置されている固有条件はない。
【００２９】
図１０の例において、ドライバ１０５ａと１０５ｂは中心点からの距離Ａと仮定し、ドライバ１１０ａと１１０ｂは中心点からの距離Ｂと仮定する。ドライバの対称配置に与えられた検査から、ドライバ１１０ａの運動によって生成されたモーメントＭ１はドライバ１１０ｂの運動によって生成されたモーメントＭ４＝Ｂ×Ｆを相殺する−Ｂ×Ｆであり、ドライバ１０５ａの運動によって生成されたモーメントＭ２はドライバ１０５ｂの運動によって生成されたモーメントＭ３＝Ａ×Ｆを相殺する−Ａ×Ｆであることが分かる。一方を向いているドライバ１０５ａ、１０５ｂのモーメントは互いに相殺し、同様に他方を向いているドライバ１１０ａ、１１０ｂのモーメントは互いに相殺する。
【００３０】
したがって、図１０の配置は、ドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂによって生成された上方向、および下方向の力を完全に相殺するだけでなく、慎重に選ばれたドライバ１０５a、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂの対称配置によってドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、１１０ｂの回転モーメントも同様に相殺する。その結果、互いに直面するドライバのペアを分割する必要がなく、スピーカ１００は、線形配列されたドライバ間の空間が複数あるにも関わらず、振動を実質的に低減する。
【００３１】
実際には、必要に応じて、中心点を通過する中心面１３５からのドライバ１０５ａ、１０５ｂ、１１０ａ、または１１０ｂの重心ずれ、および／または、互いに非対称の配置を考慮して少しの調整を行ってもよい。このような調整は、例えば、ドライバ、またはコイル（ドライバの出力は移動質量に正比例するので）の大きさ、または質量を変更する形式、またはドライバに提供される電気的オーディオ信号を変化させる形式であってもよい。
【００３２】
図２は、様々な観点から、図１Ａ−図１Ｃに示されている薄型サブウーファスピーカのわずかな変化を示している。図２において、参照番号「２ｘｘ」は、図１Ａ−図１Ｃにおける同様の参照番号「１ｘｘ」と対応している。したがって、図２におけるスピーカ２００は、線形に配置された４個のドライバ２０５ａ、２０５ｂ、２１０ａ、２１０ｂを含む。ドライバ２０５ａ、２０５ｂの２つは、メインスピーカ筐体２２０の第１のバッフル２３０に設けられる。ドライバ２１０ａ、２１０ｂの他の２つは、メインスピーカ筐体２２０の第２のバッフル２３１に設けられる。ドライバ２０５ａ、２０５ｂの第１のペアは、第１の音響反射板２４０（スピーカの後壁でもよい）に向かって音を出力する。一方、ドライバ２１０ａ、２１０ｂの第２のペアは、第２の音響反射板２４１（スピーカのフロントパネルでもよい）に向かって音を出力する。メインスピーカ筐体２２０は、この例においては、長方形の箱の一般的な形状のスピーカハウジングフレーム２９０を含み、支柱２５７、２５８の組を介してメインスピーカ２２０と接続し、ボトムフレームメンバ２５１を支持する第１の縁と、トップフレームメンバ２５０を支持する第２の縁（トップとボトムはこの場合任意に定義される、スピーカ１００が側面横方向配置のドライバのように配置される）を含む、より大きなスピーカキャビネットの一部である。スピーカハウジングフレーム２９０の底部は、スピーカバックパネル２４０に取り付けられている。
【００３３】
この特定の例において、付加的なスピーカフレームの構成要素は、機械的なサポート、アシスト台、美的感覚が提供される。例えば、トップ／ボトムスピーカフレームアセンブリ２８５は、スピーカ２００の天部、と底部に取り付けることができ、サイドスピーカフレームアセンブリ２８０は、スピーカ２００の両サイド部に取り付けることができる。トップ／ボトムスピーカフレームアセンブリ２８５は、クロスサポート２９７によって接続される縦サポート２９５，２９６を含んでもよい。一方、サイドスピーカフレームアセンブリ２８０は、クロスサポート２９３によって接続される縦サポート２９１，２９２を含んでもよい。スピーカハウジングフレーム２９０は、アルミニウムのような軽くて硬い材料、その他の金属、その他の合金、またはその他の適切な材料で構成することが可能であり、一方、トップ／ボトムスピーカフレームアセンブリ２８５、およびサイドスピーカフレームアセンブリ２８０は、木材、プラスチック、合成材料、潜在的な金属の構成要素（サポート２９７、または２９３のような）、または補強材で構成することができる。
【００３４】
上記と同じ考えは、好ましくは、重心、または中心の周りに対しての力、およびモーメントが相殺する限り、対称、または非対称に配置することができる異なる数、および異なる配置のドライバを有するスピーカに適用することができる。また、ドライバは、すべてが同じサイズである必要はないが、ドライバによって生成される出力の大きさの効果が一致する異なるサイズを選択することができる。同様に、それぞれのドライバに同じ強度の信号が適用される必要はないが、いくつかのドライバは、ドライバによって生成される出力の大きさに影響を与える増幅、または減少強度の信号を受信してもよい。
【００３５】
図３Ａ−図３Ｂ、図４Ａ−図４Ｂ、図６Ａ−図６Ｂ、図７Ａ−図７Ｂ、または図８、図９Ａ−図９Ｂは、全て、本明細書に開示される発明概念を適用する場合の多様な種類の実施可能なスピーカデザイン、およびドライバの配置を示している。例えば、図３Ａ、および図３Ｂは、それぞれ、薄型サブウーファスピーカ３００の別の実施形態の正面図および側面図であり、この場合、直線的に配置された３個のドライバ３０５、３１０ａ、および３１０ｂを備える。本実施形態において、単一のドライバ３０５は、スピーカ３００の第１のバッフル３３０に設けられる。一方、その他の２つのドライバ３１０ａ、３１０ｂは、第２のバッフル３３１に設けられている。図１Ａ―図１Ｃの実施形態と同様に、全ての３つのドライバ３０５、３１０ａ、３１０ｂは、同一横方向面３３５に位置しているが、一方向を向いている第１のドライバ３０５は、スピーカ３００の中心点３０９の中心に配置される。一方、第1のドライバ３０５と比較して反対方向を向いているその他の２つのドライバ３１０ａ、および３１０ｂは、中心点３０９から両サイドに距離Ｄだけ離して対称に配置されている。明示的に示していないが、ドライバ３０５、３１０ａ、および３１０ｂのそれぞれは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。
【００３６】
ドライバ３０５、３１０ａ、３１０ｂのサイズ（それゆえ、移動質量）、および／または、それぞれのオーディオ信号の振幅は、好ましくは、第１のドライバ３０５によって生成された力Ｆが、反対方向を向いているドライバ３１０ａ、および３１０ｂのペアによって生成された力Ｆ／２の倍になるように選択されている。その結果、第１のドライバ３０５の力は、反対方向を向いているドライバ３１０ａ、および３１０ｂのペアによって生成された力の和と相殺する。これを達成するために、ドライバ３１０ａ、３１０ｂのコイル、および可動部品の質量は、例えば、ドライバ３０５のコイル、および可動部品の質量の半分に選択することができ、その結果、ドライバ３１０ａ、３１０ｂの生成した力は、ドライバ３０５の生成した力の半分になる。もう一つの方法として、ドライバ３１０ａ、３１０ｂは、ドライバ３０５と同じサイズでもよいが、ドライバ３０５によって受信されたオーディオ駆動信号と比較して振幅が減衰したオーディオ駆動信号を受信し、その結果、減衰した力に至る。具体的には、一般的に生成する力Ｆ＝ｍ×Ａ、ここで、ｍ＝コイル、およびその他の構成要素の移動質量であり、Ａ＝加速度、信号強度の変化を通してドライバの加速度の調整は、ドライバの生成された力を調節する。この場合、ドライバ３１０ａ、３１０ｂに対する信号の振幅は、ドライバ３０５の変位の半分動いた時のドライバ３１０ａ、３１０ｂの変位のように選択され、その結果、生成された力の半分に至る。
【００３７】
もう一つの方法として、ドライバ３１０ａ、３１０ｂによって生成された力は、可動コイル、または構成要素の換算質量の組み合わせと、減衰振幅の信号によってドライバ３０５の半分の力であるように調整することができるが、この場合、計算が若干複雑になる。
【００３８】
同様に、スピーカ３００の全てのドライバ３０５、３１０ａ、３１０ｂによって生成されるモーメントは、モーメントの和がゼロに等しくなるように相殺する。ドライバ３０５は、中心点３０９を通過しているスピーカ３００の中心軸に沿って配置されているので、ドライバ３０５は、ゼロのモーメントを有する。ドライバ３１０ａ、および３１０ｂは、それぞれＤ×Ｆ／２に等しいモーメントを生成するが、両者は中心点３０９の反対側にあるので符号が反対である。したがって、ドライバ３１０ａ、および３１０ｂによって生成されたモーメントは互いに相殺し、全てのモーメントの和はゼロに至る。
【００３９】
したがって、図３Ａ、および図３Ｂのスピーカ３００において、全てのドライバ３０５、３１０ａ、３１０ｂの力の和は、合計でゼロに相殺し、モーメントの和も同様にゼロに相殺する。
【００４０】
薄型サブウーファスピーカの別の実施形態が図４Ａ、および図４Ｂに記載されており、正面図と側面図が示され、それぞれ、４つのドライバを備えるスピーカ４００が示されている。図４Ａ、および図４Ｂにおいて、スピーカ４００は第１のバッフル４３０に設けられたドライバ４０５ａ、４０５ｂの第１のペアを備える。一方、スピーカ４００の第２のバッフル４３１に設けられた２つのドライバ４１０ａ、４１０ｂを備える。この例の４つのドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、４１０ｂは、実質的に正方形のパターンで対称に配置されている。ドライバ４０５ａ、４０５ｂの第１のペアは、正方形の一方の対角線４３６を横切って配置され、ドライバ４１０ａ、４１０ｂの他のペアは正方形の他方の対角線４３７を横切って配置されているが、４つのドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、４１０ｂは、同一横方向面４３５に位置している。明示的に示していないが、ドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、および４１０ｂのそれぞれは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。
【００４１】
ドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、４１０ｂのサイズ（それゆえ、移動質量）、およびそれぞれのオーディオ信号の振幅は、それぞれのドライバによって生成された力Ｆが同一なように、全て同一であってもよい。その結果、ドライバ４０５ａ、４０５ｂの第１のペアによって生成された力の和は、反対方向を向いているドライバ４１０ａ、４１０ｂの第２のペアによって生成された力の和と相殺し、全ての力はゼロになる。同様に、スピーカ４００の全てのドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、４１０ｂによって生成されるモーメントは、全てのモーメントの和がゼロになるように相殺する。ドライバ４０５ａ、４０５ｂは、それぞれ、対角線４３６に対してＤ×Ｆに等しいモーメントを生成するが、両者は、中心点４０９の反対側に位置するので符号が反対である。したがって、ドライバ４０５ａ、および４０５ｂによって生成されるモーメントは、互いに相殺する。同様に、ドライバ４１０ａ、４１０ｂは、それぞれ、対角線４３７に対してＤ×Ｆに等しいモーメントを生成するが、両者は、中心点４０９の反対側に位置するので符号が反対である。したがって、ドライバ４１０ａ、および４１０ｂによって生成されるモーメントは、互いに相殺し、全てのモーメントの和はゼロに至る。
【００４２】
したがって、図４Ａ、および図４Ｂのスピーカ４００において、全てのドライバ４０５ａ、４０５ｂ、４１０ａ、４１０ｂの力の和は合計でゼロに相殺し、モーメントの和も同様にゼロに相殺する。
【００４３】
図４Ａ−図４Ｂ、および図５Ａ−図５Ｂのスピーカ設計は、４つのドライバを利用しているが、ドライバの異なる配置も有することを留意すべきである。それでもなお、いずれの場合でも、本明細書に開示される設計原理を利用して、全てのドライバの力の合計がゼロであり、全てのドライバによって生成されるモーメントの合計がゼロであるようなスピーカが構成される。
【００４４】
さらに別の実施形態の薄型サブウーファスピーカが図６Ａ、および図６Ｂに５個のドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄを備えるスピーカ６００の正面図、および側面図がそれぞれ示されている。図６Ａ、および図６Ｂの設計において、スピーカ６００は、第１のバッフル６３０に設けられた第１のドライバ６０５と、スピーカ６００の第２のバッフル６３１に設けられた４つのドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのセットを備えている。この例で、第１のバッフル６３０に設けられた単一のドライバ６０５は、中心に配置される。一方、４つのドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄは、実質的に正方形のパターンで対称に配置され、ドライバ６１０ａ、６１０ｄの一方のペアは正方形の一方の対角線６３６を横切って配置され、ドライバ６１０ｂ、６１０ｃの他方のペアは正方形の他方の対角線６３７に横切って配置されているが、全ての５つのドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄは、同一横方向面６３５に位置している。明示的に示していないが、ドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのそれぞれは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。
【００４５】
ドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのサイズ（それゆえ、移動質量）、および／または、それぞれのオーディオ信号の振幅は、好ましくは、第１のドライバ６０５によって生成された力Ｆが、反対方向を向いているドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのセットによって生成された力Ｆ／４の４倍になるように選択されている。その結果、第１のドライバ６０５の力は、反対方向を向いているドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのセットによって生成された力の和と相殺する。これを達成するために、ドライバ６１０ａ−６１０ｄのコイル、および可動部品の質量は、例えば、ドライバ６０５のコイル、および可動部品の質量の１／４に選択することができ、その結果、ドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄのそれぞれの生成した力は、ドライバ６０５の生成した力の１／４になる。もう一つの方法として、ドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄは、ドライバ６０５と同じサイズであるが、ドライバ６０５によって受信されたオーディオ駆動信号と比較して振幅が減衰したオーディオ駆動信号を受信し、減衰した力に至る。さらに別の方法として、ドライバ６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄによって生成される力は、可動コイル、または構成要素の換算質量と、減衰振幅の信号の組み合せによって、ドライバ６０５の１／４の力であるように調整することができる。
【００４６】
同様に、スピーカ６００の全てのドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄによって生成されるモーメントは、モーメントの和がゼロに等しくなるように相殺する。ドライバ６０５は、スピーカ６００の中心軸（中心点６０９上）に沿って配置されているので、そのモーメントはゼロである。ドライバ６１０ａ、６１０ｄは、それぞれ、対角線６３６に対してＤ×Ｆ／４に等しいモーメントを生成するが、両者は、中心点６０９の反対側に位置するので符号が反対である。したがって、ドライバ６１０ａ、および６１０ｄによって生成されるモーメントは、互いに相殺する。同様に、ドライバ６１０ｂ、６１０ｃは、それぞれ、対角線６３７に対してＤ×Ｆ／４に等しいモーメントを生成するが、両者は、中心点６０９の反対側に位置するので符号が反対である。したがって、ドライバ６１０ｂ、および６１０ｃによって生成されるモーメントは、互いに相殺し、全てのモーメントの和はゼロに至る。
【００４７】
したがって、図６Ａ、および図６Ｂのスピーカ６００において、全てのドライバ６０５、６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄの力の和は合計でゼロに相殺し、モーメントの和も同様にゼロに相殺する。
【００４８】
別の実施形態の薄型サブウーファスピーカが図７Ａ、および図７Ｂに６個のドライバを備えるスピーカ７００の正面図、および側面図がそれぞれ示されている。図７Ａ、および図７Ｂの設計において、スピーカ７００は、第１のバッフル７３０に設けられたドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃの第１のセットと、スピーカ７００の第２のバッフル７３１に設けられたドライバ７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃの他のセットを備えている。この例の６個のドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃは、実質的に六角形（もっと一般的には円形）のパターンで対称に配置され、ドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃの第１のセットは、一般的に正三角形状に配置され、ドライバ７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃの他のセットは、第１の正三角形をオフセットするように同様に正三角形状に配置され（すなわち、２つの正三角形の頂点は反対方向を示している）ているが、６個のドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃは同一横方向面７３５に位置している。明示的に示していないが、ドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃのそれぞれは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。
【００４９】
ドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃのサイズ（それゆえ、移動質量）、およびそれぞれのオーディオ信号の振幅は、それぞれのドライバによって生成された力Ｆのように同一であってもよい。その結果、３個のドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃの第１のセットによって生成された力の和は、反対方向を向いているドライバ７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃの第２のセットによって生成された力の和と相殺し、全てでゼロになる。同様に、スピーカ７００の全てのドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃによって生成されるモーメントは、全てのモーメントの和がゼロになるように相殺する。好ましくは、スピーカ７００の相対的な正方形状の６個のドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃの非対称によって生成される残留モーメントを回避するために、スピーカ７００は形状が六角形、または円形である。簡単のため、そのような残留モーメントは各ドライバに対してスピーカ７００の形状を対称に作ることによって排除できるので、そのような残留モーメントは無視される。いずれにしても、図７Ａに示すようにｘ−ｙ座標を選び、ベクトルの外積ａ×ｂ＝（ａ２ｂ３−ａ３ｂ２，ａ３ｂ１−ａ１ｂ３，ａ１ｂ２−ａ２ｂ１）、モーメントの和によって相殺するドライバ７０５ｂが生成するモーメントＭ１＝（−Ｄ，０，０）×Ｆ、およびドライバ７１０ａが生成するモーメントＭ４＝（Ｄ，０，０）×−Ｆを評価すると、ここで、力Ｆ＝（０，０，ｆ）であり、モーメントは合計で（０，２Ｄ・ｆ，０）となる：
Ｍ２＝（Ｄ・ｃｏｓ６０°，Ｄ・ｓｉｎ６０°，０）×（０，０，ｆ），ドライバ７０５ａによって生成された
Ｍ３＝（Ｄ・ｃｏｓ６０°，−Ｄ・ｓｉｎ６０°，０）×（０，０，ｆ），ドライバ７０５ｃによって生成された
Ｍ５＝（−Ｄ・ｃｏｓ６０°，Ｄ・ｓｉｎ６０°，０）×（０，０，−ｆ），ドライバ７１０ｂによって生成された
Ｍ６＝（Ｄ・ｃｏｓ６０°，−Ｄ・ｓｉｎ６０°，０）×（０，０，−ｆ），ドライバ７１０ｃによって生成された
ここでＦ＝（０，０，ｆ）は、すなわち、ｘ−ｙ平面にはないスピーカ７００に対して垂直な力である。
【００５０】
ドライバ７０５ａ、７０５ｃ、７１０ｂ、および７１０ｃによって生成される４つのモーメントは下記の様に決定される：
Ｍ２＝（Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°，−Ｄ・ｆ・ｃｏｓ６０°，０），ドライバ７０５ａによって生成された
Ｍ３＝（−Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°，−Ｄ・ｆ・ｃｏｓ６０°，０），ドライバ７０５ｃによって生成された
Ｍ５＝（−Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°，−Ｄ・ｆ・ｃｏｓ６０°，０），ドライバ７１０ｂによって生成された
Ｍ６＝（Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°，−Ｄ・ｆ・ｃｏｓ６０°，０），ドライバ７１０ｃによって生成された
そして、これらのベクトルの和は：
（（２・Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°−２・Ｄ・ｆ・ｓｉｎ６０°），−４・Ｄ・ｆ・ｃｏｓ６０°，０）＝（０，−４／２Ｄ・ｆ，０）＝（０，−２Ｄ・ｆ，０）
これは、明確にドライバ７０５ｂ、および７１０ａによって生成されたモーメントの和と明確に対抗し、相殺する。
【００５１】
したがって、図７Ａ、および図７Ｂのスピーカ７００において、全てのドライバ７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃの力の和は合計でゼロになり、同様に、モーメントもゼロになる。
【００５２】
別の実施形態の薄型サブウーファスピーカが、図８において、６個のドライバを備えるスピーカ８００の正面図が示されている。図８の設計において、スピーカ８００は、第１（トップ）のバッフルに設けられたドライバ８０５ａ、８０５ｂの第１のペアと、スピーカ８００ｂの第２（ボトム）のバッフルに設けられた他の４つのドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄを備えており、これは図３Ｂに示したスピーカ３００と同様の断面図が現れる（したがって、図８において別の図として示していない）。この例の第１の２個のドライバ８０５ａ、８０５ｂは、中心点８０９に対して対称に配置され、同様に反対方向を向いている４つのドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄのセットは、実質的に長方形のパターンで対称に配置されているが、前の実施形態と同様に、６個の全てのドライバ８０５ａ、８０５ｂ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄ、８１０ｄは、横から見た時に同一横方向面に位置している（図３Ｂのように）。明示的に示していないが、ドライバ８０５ａ、８０５ｂ、８１０ａ、８１０ｃ、８１０ｄのそれぞれは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。
【００５３】
ドライバ８０５ａ、８０５ｂ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄのサイズ（それゆえ、移動質量）、および／または、それぞれのオーディオ信号の振幅は、好ましくは、ドライバ８０５ａ、８０５ｂの第１のペアによって生成された力Ｆが、反対方向を向いているドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄのセットによって生成された力Ｆ／２の２倍になるように選択されている。その結果、ドライバ８０５ａ、８０５ｂの第１のペアの力の和は、反対方向を向いているドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄのセットによって生成された力の和と相殺する。これを達成するために、ドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄのそれぞれのコイル、および可動部品の質量は、例えば、ドライバ８０５ａ、８０５ｂのどちらかのコイル、および可動部品の質量の半分にするか、あるいは、全てのドライバが同じサイズであっても、ドライバ８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄがドライバ８０５ａ、８０５ｂによって受信されたオーディオ駆動信号と比較して振幅が減衰したオーディオ駆動信号を受信するかを選択することができる。先に図３Ａ‐図３Ｂに関連して説明したように、あるいは、移動質量とオーディオ信号調整の変化のいくつかの組み合わせは、力を適切に調整させるようしてもよい。
【００５４】
同様に、スピーカ８００の全てのドライバ８０５ａ、８０５ｂ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄによって生成されるモーメントは、モーメントの和がゼロに等しくなるように相殺する。この場合対称に配置されているため、ドライバ８０５ａ、８０５ｂによって生成されたモーメントは、中心点８０９に対して相殺し、ドライバ８１０ａ、８１０ｂによって生成されたモーメントは、ドライバ８１０ｂ、８１０ｃによって生成されたモーメントと相殺し、ゼロのモーメントに至る。
【００５５】
したがって、図８Ａのスピーカ８００において、全てのドライバ８０５ａ、８０５ｂ、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄの力の総和は、合計でゼロに相殺し、モーメントも同様にゼロに相殺する。
【００５６】
一形態において、図８のスピーカ８００は、隣接して配置した図３Ａ−図３Ｂの２つのスピーカ３００のようにみなすことが可能であり、同様の原理を用いて、より大きなスピーカ構造は、比較的大きく、より複雑なサブウーファスピーカの設計を推定することができる。
【００５７】
図７Ａ−図７Ｂ、および図８のスピーカ設計は、６つのドライバを利用しているが、ドライバの異なる配置も有することを留意すべきである。それでもなお、この場合、本明細書に開示される設計原理を利用して、全てのドライバの力の合計がゼロであり、全てのドライバによって生成されるモーメントの合計がゼロであるようなスピーカが構成される。
【００５８】
別の実施形態の薄型サブウーファスピーカが、図９Ａ、および図９Ｂにおいて、８個のドライバを備えるスピーカ９００の正面図、および側面図がそれぞれ示されている。図９Ａ、および図９Ｂにおいて、スピーカ９００は、第１のバッフル９３０に設けられた４つのドライバ９０５ａ、９０５ｂ、９０５ｃ、９０５ｄの第１のセットと、スピーカ９００の第２のバッフル９３１に設けられた４つのドライバ９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ、９１０ｄの他のセットを備えている。ドライバ９０５ａ、９０５ｂ、９０５ｃ、９０５ｄの第１のセットは、中心点９０９に対して、実質的に正方形で対称的なパターンに配置され、反対方向を向いている４つのドライバ９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ、９１０ｄの他のセットは、同様に、中心点９０９に対して、実質的に正方形で対称的なパターンで配置されており、８個の全てのドライバ９０５ａ‐９０５ｄ、９１０ａ‐９１０ｄは同一横方向面９３５に位置している。明示的に示していないが、ドライバ９０５ａ−９０５ｄ、９１０ａ−９１０ｄは、好ましくは、スピーカの筐体内の分離したサブチャンバを経由して他方からの後方音響放射の観点から、音響的に分離されている。ここでは、４つのドライバの正方形のパターンは、互いに９０°オフセットしているが、これは必須要件ではなく、正方形のパターンは、同調している４個のドライバの外側の四角形によって囲まれた４個のドライバの内側の四角形のように配置してもよい。
【００５９】
ドライバ９０５ａ−９０５ｄ、９１０ａ−９１０ｄのサイズ（それゆえ、移動質量）、およびそれぞれのオーディオ信号の振幅は、それぞれのドライバによって生成された力Ｆのように同一であってもよい。その結果、ドライバ９０５ａ−９０５ｄの第１のセットによって生成された力の和は、反対方向を向くドライバ９１０ａ−９１０ｄの第２のセットによって生成された力の和と相殺し、全てでゼロになる。
【００６０】
同様に、この特定の設計における対称配置に起因して、スピーカ９００の全てのドライバ９０５ａ−９０５ｄ、９１０ａ−９１０ｄによって生成されたモーメントは、モーメントの総和がゼロになるように相殺する。ドライバ９０５ａと９０５ｃは、それぞれＡ×Ｆに等しいモーメントを生成するが符号が反対なので相殺する；ドライバ９０５ｂと９０５ｄも、それぞれ等しいモーメントＡ×Ｆを生成するが符号が反対なので相殺する；ドライバ９１０ａと９１０ｄもそれぞれＢ×Ｆに等しいモーメントを生成するが符号が反対なので相殺する；そして、ドライバ９１０ｂと９１０ｃもそれぞれＢ×Ｆに等しいモーメントを生成するが符号が反対なので相殺する。
【００６１】
したがって、図７Ａ、および図７Ｂのスピーカ９００において、全てのドライバの９０５ａ−９０５ｄ、９１０ａ−９１０ｄの力の和は合計でゼロになり、同様に、モーメントもゼロになる。
【００６２】
本明細書に開示されたように１つ以上の実施形態によれば、平衡サブウーファ、または他のスピーカは、必要に応じて、比較的狭い形状を有し、そのため配置の観点から利点を与えるだけでなく、振動、ガタガタ音等を低減させ、視聴体験が向上する。スピーカは、好ましくは、ドライバによって生成された力が十分に相殺するように振動、ガタガタ音等が除去されるか、少なくとも許容レベル以下に減衰されるように平衡されている。例えば、ドライバは、ドライバに関連付けられた力の和が第１の閾値未満であり、かつドライバに関連付けられたモーメントの和が第２の閾値であるように配置することが可能であり、第１および第２の閾値は、与えられた振動と、ガタガタ音の許容範囲内で選択される。更に好ましくは、ドライバは、全てのドライバに関連付けられた力の総和が実質的にゼロであり、スピーカの重心、または中心点に対しての全てのドライバからのモーメントの和が実質的にゼロであるように配置されている。結果として、通常の聴衆者や観測者に認識するには不十分な振動、およびガタガタ音等を引き起こす場合に、力、またはモーメントの総和は、実質的にゼロに等しくなる。
【００６３】
サブウーファ、または他の同様のスピーカは、例えば、様々な実施形態において、同一平面上に並んで配置された多くのドライバは、一方向を向いている第１のセット、および反対方向を向いている第２のセットを含んでいてもよい。このような場合、ドライバは、全てのドライバからの力の総和がゼロに等しくなるように向けられている。すなわち、ドライバの第１のセットからの力の和が、ドライバの第２のセットからの力の和と等しく、且つ、反対方向になるように配置されてもよい。そして、スピーカの重心、または中心点に対しての全てのドライバからのモーメントの和が全体でゼロに等しくなる。
【００６４】
本明細書に記載のいくつかの原理によるサブウーファ、または他のスピーカは、任意のドライバを含んでいてもよく、いくつかの実施形態において使用されている少なくも３つのドライバは、２つの反対方向を向いているオフセットドライバ間に生成されたモーメントが少なくとも１つの付加的なオフセットドライバの付加によって相殺される。例えば、サブウーファ、または他のスピーカは、３個、４個、５個、６個、またはそれ以上のドライバを含むことができる。スピーカの形状は、対称である必要はなく、中心点やスピーカの重心に対して力、およびモーメントが相殺する限りは非対称にすることができる。同様に、ドライバは、好ましくは同一平面状に配置されるが、スピーカの中心点に対して力、およびモーメントが相殺する限りは３次元のパターンに配置することができる。ドライバは、全て単一の線形アレイ状に配置されるが、代わりに好ましくは（必ずしも必要ではないが）スピーカの重心に対して対称に配置してもよい。力、およびモーメントが、スピーカのガタガタ音や減衰振動が好ましく平衡していれば、偶数、もしくは奇数のドライバを使用することができる。
【００６５】
ある実施形態において、ドライバの第１のセット、およびドライバの第２のセットは、同一平面内に配置されているが、互いに反対方向に向けられている。ドライバのセットのそれぞれは、反射方向の面に向かって音を出力し、同様に隣接するスロット、または開口部から外側に向かって音を向ける。スピーカ筐体は、ドライバの２つのセットのからの音を合成し、単一の開口、またはドライバの両方のセットに共通の開口部から出力されるように結合された開口部で構成されていてもよい。
【００６６】
特定の実施形態において、サブウーファ、または他のスピーカは、壁が、部分的に音響的に不透明な材料のオーバーレイフレームから構成された軽量だが固く、かつ頑丈な筐体で構成されている。例えば、筐体は、ハニカムパターンのように反復パターンで配置された弾力のある発泡体のような音響的に不透明な材料、またはその他のこのような材料を重ねた支持フレームの組、を含むことができる。
【００６７】
スピーカ筐体の内部は、各ドライバ（またはドライバのセット）は、ドライバの後方音響反射が、他のドライバの音響出力と干渉しないように、その（または、それらの）単独の筐体を有していてもよい。
【００６８】
本明細書に開示される実施形態は、様々な用途に使用することができる、そして、特に、視界からスピーカを隠すことが望まれる、また、オーディオシステムが、例えば、スピーカの配置や設置場所の制限に直面している状況に適している。薄型平衡サブウーファスピーカは、本明細書に開示された実施形態にしたがって構成され、例えば、建物の壁、天井または床に設置することが可能であり、また自動車、大きな出力や振動をさらに減らした相対的に狭いスピーカに使用する状況で使用することができる。特定の実施形態において、対向するドライバのアレイは、スピーカ筐体の一部を形成するバッフルのペアに設けられており、まだ同一平面内の、ドライバの第１のセットは第１のサウンドダクトに音を出力し、ドライバの第２のセットは第２のサウンドダクトに音を出力する。実施形態のようなサウンドダクトは、ドライバの両方のセットが同一の１つ以上の開口部から音を出力するように１つ以上の共通の出力開口部が接続されてもよい。
【００６９】
本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて、サウンドシステムで利用されるスピーカは、事実上、受動的であっても、能動的でもよい（内蔵式、またはオンボードの増幅機能を含む）。様々なオーディオチャンネルは、個々に増幅、レベルシフト、ブースト、またはそうでなければ、個々にスピーカ、またはスピーカのペアを適切に調整することができる。いくつかの実施形態において、様々なドライバへのオーディオ信号（群）は、例えば、それぞれのスピーカの音声出力に生成される音波が他方よりも強化を確保するため処理、および／または遅延させることができ、または、他方をそのように調整することができる。サブウーファ、または他のスピーカは、例えばツイーターのような他のデバイスと接続されていてもよく、さらに聴衆者によって経験されるサウンドクオリティのさらに向上させるために平衡ドライバを加え、特に、これらは非常に小さく、または最小限の力を生成するのでスピーカ筐体の振動を無視できるほどの効果を有する。スピーカの構成は、有利なことに、家、ビル、自動車、防音ステージ、楽器用アンプなどに使用することができ、任意のアプリケーションは、薄型スピーカであることが有利または望ましい。
【００７０】
本発明の好ましい実施形態は、本明細書に説明してきたが、多くの変形が本発明の概念、および範囲内のままで可能である。このような変形は、明細書、および図面の検査後に、当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明は、任意の添付の特許請求の範囲の精神、および範囲内を除き、限定されるものではない。
【００７１】
本出願は、２０１３年３月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／７８０，５２１号の利益を主張するものであり、参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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