(57)【要約】【課題】非平衡装置よりも性能が高いが平衡装置の欠点の幾つかを軽減する、支持構造、コイル導体を含むダイアフラム、及び少なくとも一次磁気構造を含み、二次磁気構造を追加できる高性能磁気構造を持つ平面型磁気トランスジューサーを提供する。【解決手段】本平面型磁気トランスジューサーは、高性能を達成するために磁性体を更に高効率に且つ安価に使用するため、更に開放したアーキテクチュアを提供することによって高周波数共振及び減衰を緩和し、磁石間間隔を離して広くし、更に良好な音響性能を提供するように磁石間空間を形成し、賦形磁石間間隔の少なくとも一部を形成するように賦形できる高エネルギ磁石を使用する。【選択図】図３
2004531919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
第１表面側及び第２表面側を持ち、入力された電気信号を対応する音響出力に変換するための所定の導電性表面領域を含む所定の作用領域を備えた少なくとも一つの振動可能な薄膜ダイアフラム、
互いに隣接して実質的に平行に配置された少なくとも三つの細長い高エネルギ磁石を含み、各磁石が２５ｍＧＯ以上のエネルギを発生することにより隣接した磁石間に強い相互作用をもたらす一次磁気構造、及び
前記ダイアフラムを捕捉してこれを所定の張力状態に保持し、前記ダイアフラムの一方の表面側を隣接した前記一次磁気構造から所定距離に離間するため、前記一次磁気構造及び前記ダイアフラムに連結され、取り付け支持構造を有し、
前記導電性表面領域は前記磁石と実質的に平行に延びる細長い導電路を含み、
前記取り付け支持構造、前記一次磁気構造の前記少なくとも三つの磁石、及び前記ダイアフラムは、調整された配置を有し、所定の離間関係で協働的に形成されており且つ位置決めされており、（ｉ）前記取り付け支持構造は、静的形体のダイアフラムを、長い使用期間中に亘り、前記ダイアフラムを駆動して音響出力を発生する極めて高いエネルギ力に応じてダイナミック状態が発生するにも拘わらず、安定した状態のままの所定張力で安定させ、（ｉｉ）少なくとも三つの磁石間で相互作用する前記高エネルギ磁力が前記ダイアフラムの所定の張力に干渉せず、
前記薄膜ダイアフラムの前記一次磁気構造とは反対側の表面と隣接して位置決めされており且つ前記ダイアフラムから所定距離離間された少なくとも一つの二次磁気構造を有し、
前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造よりも磁石の個数が少なく、
前記平面型磁気トランスジューサーは、高性能非平衡平面型磁気トランスジューサーとして作動できる、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の６０％より少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項３】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の４０％より少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項４】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の２０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項５】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記平面型磁気トランスジューサー上で側部と側部とを向き合わせた関係で中央に置かれた一列の磁石を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項６】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は前記トランスジューサーの後側であり、前記二次磁気構造は、聴取位置に向かって配向されるように最適化された前記トランスジューサーの前側である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項７】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、５つの隣接した磁石列を有し、前記二次磁気構造は３つの隣接した磁石列を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項８】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、５つの隣接した磁石列を有し、前記二次磁気構造は１つの中央磁石列を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項９】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は高エネルギネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１０】
請求項６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は高エネルギネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１１】
（存在せず）
【請求項１２】
（存在せず）
【請求項１３】
（存在せず）
【請求項１４】
（存在せず）
【請求項１５】
（存在せず）
【請求項１６】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
第１表面側及び第２表面側を持ち、入力された電気信号を対応する音響出力に変換するための所定の導電性表面領域を含む所定の作用領域を備えた少なくとも一つの振動可能な薄膜ダイアフラム、
互いに隣接して実質的に平行に配置された少なくとも三つの細長い磁石を含み、前記磁石のうちの少なくとも一つが高エネルギ磁石であり、これらの各々が２５ｍＧＯ以上のエネルギを発生する、一次磁気構造、及び
前記ダイアフラムを捕捉してこれを所定の張力状態に保持し、前記ダイアフラムの一方の表面側を隣接した前記一次磁気構造から所定距離に離間するため、前記一次磁気構造及び前記ダイアフラムに連結され、取り付け支持構造を有し、
前記導電性表面領域は前記磁石と実質的に平行に延びる細長い導電路を含み、
前記少なくとも三つの隣接した磁石のうちの任意の磁石が、隣接した磁石に対して逆の極性の配向で配向されており、
前記一次磁気構造は、側部と側部とを向き合わせた少なくとも３つの隣接した磁石列を有し、これらの３つの磁石列のうちの外側の少なくとも二つの磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度は、中央磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度よりも低く、
前記平面型磁気トランスジューサーは、高性能非平衡平面型磁気トランスジューサーとして作動する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１７】
請求項１６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、少なくとも５つの隣接した磁石列を有し、これらの５つの磁石列のうちの外側の少なくとも二つの磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度は、中央磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度よりも低い、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１８】
請求項１６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、エネルギ定格が少なくとも３４ｍＧＯのネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１９】
請求項１６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記ダイアフラムは中央領域及びこの中央領域から所定距離離れた遠位領域を有し、
前記一次磁気構造は、中央領域磁石及びこの中央領域磁石から間隔が隔てられた隣接した遠位磁石を有し、
前記一次磁気構造の磁石から前記ダイアフラムの所定の間隔が隔てられた関係は、少なくとも一つの中央磁石上のダイアフラムの中央領域で、少なくとも一つの遠位磁石上の前記柄に領域よりも大きい、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２０】
請求項１６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記薄膜ダイアフラムの前記一次磁気構造とは反対側の表面と隣接して位置決めされており且つ前記ダイアフラムから所定距離離間された少なくとも一つの二次磁気構造を有し、
前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造よりも磁石の個数が少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２１】
請求項２０に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の６０％より小さい、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２２】
請求項２０に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の約４０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２３】
請求項２０に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の２０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２４】
請求項２０に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記平面型磁気トランスジューサー上で側部と側部とを向き合わせた関係で中央に置かれた一列の磁石を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２５】
請求項１６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記ダイアフラムは中央領域及びこの中央領域から所定距離離れた遠位領域を有し、
前記一次磁気構造は、中央領域磁石及びこの中央領域磁石から間隔が隔てられた隣接した遠位磁石を有し、
前記ダイアフラム、及び前記一次磁気構造の前記磁石からの所定の間隔が隔てられた関係は、前記間隔が隔てられた関係が少なくとも一つの中央磁石上で前記ダイアフラムの中央領域で、少なくとも一つの遠位磁石上の遠位ダイアフラム領域よりも大きいように間隔が隔てられている、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２６】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
振動可能であり、音響信号を音響出力に変換するために磁界と相互作用できる導電性領域が取り付けられたダイアフラム、
所望の磁界を提供するため、前記ダイアフラムの一方の側部と近接して位置決めされた一次磁気構造を含む構成、及び
前記ダイアフラムの反対側に前記ダイアフラムの音響出力を高めるように位置決めされた少なくとも一つの、かつ一次磁気構造を構成する全ての磁石よりも少数の二次磁気構造を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２７】
請求項２６に記載のトランスジューサーにおいて、前記二次磁石と隣接して位置決めされ、前記トランスジューサーの音響出力を更に高めるように作動できる少なくとも一つの仮想磁気構造を更に含む、トランスジューサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、平面型磁気スピーカーの改良に関する。本発明は、更に詳細には、非平衡装置及び平衡装置用に形成された磁気回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーの二つの大きな分野には、（ｉ）ダイナミックコーン装置、及び（ｉｉ）薄膜型静電装置が含まれる。これまでほとんど開発されてこなかった第３の音響再生技術領域は、薄膜フリンジ磁界平面型磁気スピーカーである。
【０００３】
この第３の領域は、従来認知されたこれらの二つのスピーカー設計領域を橋渡しするものであり、エレクトロダイナミック／コーントランスジューサーの磁気モータを静電装置のフィルム型ダイアフラムと組み合わせる。しかしながら、全体として顕著な市場占有レベルを達成した平面型磁気スピーカーは、過去４０年以上に亘る進化において、これまで製造されてこなかった。確かに、平面型磁気スピーカーは、現在、全スピーカー市場の１％以下を占めるに過ぎない。調査研究が続けられており、数量が限定された比較的高価な商業的製品をこの期間に亘って実現してきたのは音響技術の分野である。
【０００４】
スピーカーの市場占有に関し、競合する問題点は、通常、制御されてきた。性能及び品質を提供することに加え、真に競争力のあるスピーカーは、価格が適正で、大きさ及び重量が現実的であり、丈夫で信頼性がなくてはならない。二つの異なるスピーカーが匹敵する音響出力を提供するものと仮定すると、市場進入の成功を実現する決定的要因には、通常は、価格、便利さ、及び美観が含まれる。価格は、明らかに、主として、材料費や組み立て費等の市場要因の関数であり、消費者の観点（実際の品質及び性能とは異なり）、製品に対する要求、及び製品の供給から望ましいと認められる。便利には、スピーカーがどのように使用されるのかについて、例えば可搬性、重量、大きさ、及び消費者が所望とする使用での位置についての適合性等について、製品に大幅な変更を行う。最後に、スピーカーの美観の特徴もまた、消費者の好みであり、これには、製品のアピール度についての配慮、装飾、大きさ、及び簡単には販売の時点での及び使用位置での周囲に対する見え方が含まれる。平面型磁気スピーカーは、これらの配慮に関し、好ましくは従来のエレクトロダイナミックスピーカー及び静電スピーカーに引けをとらないように進歩させることができる場合には、更に大きく市場に進入でき、公平な消費者は、購入価格について最も価値のある（例えば、上述の要因に留意した）製品を採用する。
【０００５】
以上を背景として、従来の平面型磁気スピーカーの成功と失敗、設計上の目標、作動の所望の特徴を以下に論じる。フリンジ磁界平面型磁気スピーカーのカテゴリーには、非平衡設計、及び対称な平衡設計の二つの基本的カテゴリーが含まれ、後者のカテゴリーは、場合によっては「プッシュ−プル」と呼ばれる。
【０００６】
従来の平衡即ちプッシュ−プル装置を図１に示す。この構造は、二つの磁気アレイ１０及び１１の各々が有孔基材１４、２４によって支持され、導電性コイル１３を含む可撓性ダイアフラム１２の両側に位置決めされていることを特徴とする。フィルムには張力が加えられて平らな形体になっている。音響信号をコイル１３に供給し、これによってコイルに提供された可変の電圧及び電流が可変磁界を発生し、この磁界が磁石アレイ１０と１１が発生する固定磁界と相互作用する。ダイアフラムは音響信号に従って変位し、これによって所望の音響出力を発生する。この技術分野の例がホゥエランに付与された米国特許第４，１５６，８０１号（特許文献１）に開示されている。
【０００７】
従来のプッシュ−プル磁気構造の二重になった前後レイアウトのため、平衡システムは、一般的には最も効率的であると考えられていたが、製作が複雑であった。更に、これらのシステムには、空胴即ちアレイ１０、１１の磁石の間隔及び基材１４、２４の穴１５が形成するキャビティ又はチャンネル１６を音響波が通過することにより生じる空胴共振により特定の性能上の制限があった。これにより、特定の周波数又は周波数範囲で共振ピーク及び帯域制限減衰が発生した。
【０００８】
更に、平衡設計は、装置を外方に変形させる傾向がある磁気斥力による変形の影響を特に受け易い。このように外方に弓なりになると、ダイアフラムの縁部が互いに近づくように引っ張られ、ダイアフラムの張力を変化させる。これにより性能が大幅に低下し、経時的にスピーカーを使用不能にする場合がある。
【０００９】
上述のように、平面型磁気スピーカーの別のカテゴリーは、非平衡装置を含む。図２を参照すると、多数の導電性エレメント１８が設けられた可撓性ダイアフラム１７を持つ代表的な従来の非平衡スピーカー形体が従来技術の設計を例示する。ダイアフラムには、フレームの基材１９によって支持されたフレーム部材（図示せず）によって張力が加わえられており且つ支持されている。フレームは、磁石２０の単一のアレイを越えて上方に及び図で上方に延びており、ダイアフラムの振動を吸収するため、ダイアフラムを磁石面（図の頂部）から所定の隙間即ちオフセット距離を置いて位置決めする。磁石アレイは、ダイアフラムに配置されたコイル導体１８に関し、固定された磁界を提供する。磁石（代表的にはセラミックフェライト配合物又はゴム状フェライト配合物）の単一のアレイは、同様の磁石を使用した場合、上文中に論じたプッシュ−プル装置と比較してエネルギが遙かに低い磁界を提供するということは理解されよう。コンパクトな従来の非平衡装置は、一般的には、商業的用途で受け入れられるとは考えられていなかった。
【００１０】
従来の非平衡装置は、効果的に作動するには非常に大型でなければならず、そのような場合でも、上文中に言及した静電スピーカー設計及びコーン型エレクトロダイナミックスピーカー設計よりも効率が低い。これよりも小型の又は平均的な大きさの非平衡平面型磁気装置は（従来のスピーカーの標準的な大きさと比較して）、平面型磁気スピーカーが導入されてから時間が経ってもスピーカーの市場に効果的に参入しなかった。スピーカー市場の消費者は、非常に大型の、一般的には１９３５．４８ｃｍ2（３００平方インチ）以上の装置を入手でき、これらの装置は競争力が限られていた。即ち、これらの装置は、受容性、特定の用途に対する適切性、費用、及び性能に関し、標準的なスピーカーと同等である。しかし、この場合も、このようにダイアフラムの面積が大きい従来の非平衡平面型磁気装置は、これと対応して、比較的大きく且つ高価な構造を必要とし、このような比較的大型のスピーカーは、家庭環境によっては配置が困難である。これらは、従来のエレクトロダイナミックトランスジューサー及び静電トランスジューサーと比べて効率が比較的低いばかりでなく、これらを駆動する上で適当な信号強さを提供するため、更に高出力の、及び従って更に高価な増幅器を必要とする。
【００１１】
最初の印象では、非平衡装置は平衡設計よりも簡単に且つ安価に形成できるように思える。磁石の厚さを倍にし、平衡磁石アレイの組み合わせ厚さと対応することによって同じ量の磁性体を使用できる。磁石の厚さを二倍にすることは、平衡装置における厚さの半分の厚さの倍の磁石を設置する（平衡装置におけるように）よりも費用がかからないため、非平衡形体では大幅な節約がなされる。更に、非平衡設計では構造上の複雑さがかなり小さく、費用の期待される節約を更に後押しする。
【００１２】
しかしながら、従来の平面型磁気装置で使用された従来のフェライト磁石を使用して、ダイアフラムと磁石アレイとの間の隙間の磁気エネルギを倍にするという所望の設計上の目的は、磁石の深さを多くの設計の倍にすることでは達成されなかった。従って、非平衡装置での安価で高性能という期待は実現されなかった。非平衡平面型磁気装置の設計を改良しようとする幾つかの試みには、多くの更に非常に密接した磁石を使用して高い磁界エネルギを提供する試みが含まれる。しかしながら、それでも、平らな領域を非常に大きくしなければならず、十分な感度及び音響出力を発生するために更に多くの磁石を使用しなければならない。少なくともこれらの理由により、商業的に受け入れられた非平衡平面型磁気装置を開発しようとする従来の試みは、所望の低い費用では、設計上の目的を達成しなかった。このことは、これらの装置の構造の基本的形態がプッシュ−プル装置よりも簡単であるのに達成されなかった。
【００１３】
平衡平面型磁気スピーカーの構造は非平衡装置とは全く異なる。例えば、前後の磁気構造の磁気回路が相互作用し、パラメータの別の組、間隔、及び重要なエレメント間の関係を最適にして最良の結果を得ることを必要とする。この平衡磁気関係により斥力が大きくなり、機械構造を安定させるのが比較的困難になるけれども、磁界を比較的集中することにより磁性体を更に良好に使用できる。非平衡トランスジューサーの設計には、これらの相互作用関係のうちのほんの僅かしか応用できず、非平衡トランスジューサーは、含まれる重要なエレメント間の最適関係のそれ自体の独特の組がある。
【００１４】
上述のように、従来の平面型磁気スピーカー、特に従来技術の非平衡装置は、側部と側部とを向き合わせて密に配置した磁石列を使用した。磁石は、導電性の導線即ちストリップ１８が磁石間のほぼ中央に置かれたフィルムダイアフラム１７に交互の極性が向くように配向される。このような従来の装置は、更に、変化するエネルギにより賦勢される導電性ストリップによって捕捉される磁石エネルギが、隣接した磁石間に力線が作用する共有磁界であるということを例示する。このような従来の装置では、磁力が、極性配向が逆の二つの隣接した磁石の中間の箇所で最大値であると仮定され、これと対応して、導電性ストリップをその位置の磁界の中央に配置するのが代表的である。磁石間の中央の位置で磁束密度を得るため、（ｉ）システム全体の大きさを大きくする必要があるばかりでなく、（ｉｉ）磁石の配置を更にもっと近づけなければならなず、非平衡装置ではプッシュ−プル平面型磁気トランスジューサーよりも多くの磁石を設けなければならないということが示された。
【００１５】
更に、標準的なダイナミックコーン型スピーカーとは対照的に、平面型薄膜スピーカーは、適正な機能性について最適化しなければならない重要なパラメータを有する。このパラメータはフィルムダイアフラムの張力である（例えば、特許文献２として示す米国特許第４，８０３，７３３号を参照されたい）。平面型装置のダイアフラムに適正な一貫した長期に亘って安定した張力を加えることが、スピーカーの性能にとって非常に重要である。平面型薄膜装置について多年に亘って問題が起こり易い領域がある。問題は、現在の薄膜装置の設計及び製造における問題である。最も注意深く調節された装置でも、短期の特定の必要条件と遭遇するが、それでも、ダイアフラム材料及び／又はダイアフラム取り付け構造の寸法上の不安定さによる張力の変化に関する長期に亘る問題がある。磁石アレイ構造内の力の相互作用がこの問題を複雑にする。非平衡磁気構造の磁石の間隔が狭いため、隣接した磁石列が発生した磁力が相互作用し、磁石間間隔や磁石の極性関係等の要因に応じて互いに大きく又は小さく引きつけ／反発する。この相互作用は材料を経時的に変形し、フィルムの張力を変化させる場合がある。これによりスピーカーの性能が経時的に劣化する。静電スピーカーには重要なダイアフラムの張力の問題点があるが、これらのスピーカーには、張力を同じ方法で又は同じ程度に変化させるように作用する比較的大きな磁力がない。コーン型ダイナミックスピーカーは、磁石を持ち、これと関連して強い力を発生するが、一般的には張力が加わったダイアフラムを使用しない。平面型磁気スピーカーには、ダイアフラムの張力を長期に亘って安定させる独特の方策が講じられる。
【００１６】
従来の平面型磁気装置に関し、磁気構造の磁石の数、強さ、又はこれらの両方を大きくすることによって得られる磁気エネルギの増大により、磁力と較正されたフィルム張力との干渉の問題が更に悪化する。以上と同様に、これは特に経時的に悪化する。これらの及び他の問題点は、当該技術分野で周知である。従来技術の非平衡平面型磁気装置の別の例が、ワイニーに付与された米国特許第３，９１９，４９９号（特許文献３））に記載されている。
【００１７】
次に、磁石自体を更に詳細に考えると、平面型磁気スピーカーに対して適正な磁石を選択することが重要である。高エネルギネオジム磁石は１０年に亘って利用可能であった。高エネルギネオジム磁石は、エレクトロダイナミックコーン型スピーカーで使用されてきた。しかしながら、理解されるように、このようなスピーカーは、磁性体構造及び磁石を支持するための支持構造を使用せず、これと同時に、磁石によって発生できる変形の影響を及ぼすことができるダイアフラムに張力を維持する。このような比較的高エネルギのネオジム磁石は、過去１０年間に亘って非平衡平面型磁気トランスジューサーに有効に適用されてこなかったが、広く利用されてきた。これは、スピーカーの出力を高め、大きさを減少するため、改良磁気回路に対する大きな必要があったとしても真である。
【００１８】
側部と側部との間隔が非常に接近している現在の磁気構造の高エネルギ磁石と関連した認知された問題点は、引力が支持構造を歪ませてダイアフラムの張力に悪影響を及ぼす可能性があるばかりでなく、現存の磁石取り付け手段の安定性にも悪影響を及ぼす程強過ぎるということである。これらの及び他の理由により、このような強力な磁石は、商業的な従来の平面型磁気トランスジューサー設計で使用されてこなかった。
【００１９】
特に平衡装置に関して上文中で言及したように、空洞共振及び他の歪みの問題点は、支持構造の孔を通って外側に通じる磁石間チャンネルが狭いことによって生じる。特に磁石間隔が狭く、磁石間キャビティが比較的深く且つ狭幅の非平衡装置にも、特にそれらの装置の性能曲線の高周波数部分及び低周波数部分に歪みの問題がある。少なくとも従来では、これは、従来の装置では磁石間間隔が狭いためであり、これと付随して、キャビティ及び支持構造に設けられた孔の形状により帯域制限減衰及び共振が発生する。
【００２０】
磁気回路形体及びダイアフラムの導電性領域に対するその関係もまた重要である。更に良好な効率を得る上で、コイルと磁気構造の間の相互作用の最大化が重要であり、特に低周波数での応答を改善できる。更に、ダイアフラム材料の熱的及び寸法的安定性が性能にとって、特に製品の長時間に渡る使用について重要である。同様に、ダイアフラム内又はダイアフラム上へのコイルの組み込みが重要である。コイル導体が剥がれると断線が生じ（例えば疲労破壊による）、スピーカーの性能が損なわれる。非平衡装置及び平衡装置の両方について、この他の配慮がなされているが、これらは対面する設計変更についての何らかの背景を提供する。非平衡装置及び平衡装置の両方とも、互いに対して欠点及び利点があり、これらは両方とも、従来、従来の静電装置及びコーン型エレクトロダイナミック装置と比較して利点及び欠点の両方を持つものと考えられてきた。しかしながら、非平衡平面型磁気トランスジューサー及び平衡平面型磁気トランスジューサーの両方とも、磁気駆動力を最大にし且つ商業的に受け入れられる上で、従来のコーン型スピーカー及び静電スピーカーの後塵を拝してきた。
【特許文献１】
米国特許第４，１５６，８０１号
【特許文献２】
米国特許第４，８０３，７３３号
【特許文献３】
米国特許第３，９１９，４９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
簡単に述べると、これまでのところ、平面型磁気スピーカーの従来の平衡設計又は非平衡設計のいずれも、高効率で低価格の上文中に論じた最初の二つの種類のスピーカー（ダイナミックスピーカー及び静電スピーカー）に関し、競争力を持つことができる開発段階に達していない。少なくとも部分的には上文中に説明した理由のため、４０年以上の期間に亘り、未だ市場で成功を得るに至っていない。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、第１表面側及び第２表面側を持ち、電気入力信号を対応する音響出力に変換するため、磁気構造と相互作用するように形成された少なくとも一つの導電性表面領域を持つコイルを含む作用領域を備えた少なくとも一つの振動可能な薄膜ダイアフラム、及び２５ｍＧＯ（メガガウスエルステッド）以上のエネルギを発生する少なくとも一つの細長い高エネルギ磁石を含む一次磁気構造を有する平面型磁気トランスジューサーを提供する。磁石は、３４ｍＧＯ以上であってもよいし、ネオジムでできていてもよい。トランスジューサーは、ダイアフラムを捕捉し、これを所定の張力状態に保持するため、一次磁気構造及びダイアフラムに連結された取り付け支持構造を更に含む。ダイアフラムは、更に、ダイアフラムの一方の表面側と隣接した一次磁気構造から所定距離のところに間隔が隔てられている。導電性表面領域は、前記磁石と実質的に平行に延びる一つ又はそれ以上の細長い導電路を含む。取り付け支持構造、磁気構造の多数の磁石、及びダイアフラム協働する組成を備えており、所定の空間関係で協働して形成されており且つ位置決めされており、磁気関係の形体により、従来技術の非平衡平面型磁気装置又は平衡平面型磁気装置を上回る改良がなされた性能及び／又は費用／性能比を提供する。
【００２３】
トランスジューサーは、更に、一次磁気構造及び導電性領域と協働して性能を向上する二次磁気構造を含んでもよい。トランスジューサーは、更に、仮想磁極、磁気エネルギの使用を最大にできるように形成されたエネルギの異なる磁石を含んでもよい。エネルギは、トランスジューサーの特定の部分で最大にでき、中央から外方への横方向距離に従って減少する。ダイアフラムの移動を吸収すると同時に磁界相互作用を最大にするため、磁気とダイアフラムとの間の隙間を変化させることができる。音響通路を更に自由に収容することによって特に高周波数での応答を改善するために更に開放したアーキテクチュアを持つ支持構造によって二次磁気構造を支持できる。磁石及び支持構造は、フレア状、即ちホーン状断面の磁石間空間を提供するように形成できる。これにより高周波数での応答の線形性が改善される。
【００２４】
トランスジューサー内の磁気エネルギ分布を更に効果的に使用する磁気構造を開示する。これらの磁気構造には、高性能非平衡即ち準プッシュ−プル構造、非対称に取り付けられた磁気構造、少数の磁石を使用して構造での磁気エネルギを高めるための鉄材料戻し路、及びダイアフラム及び互いに対する関係に関する磁石の再配向が含まれる。本発明のこの他の特徴は、以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むことにより理解されるであろう。以下の説明及び添付図面は、本発明の特徴を一緒に及び別々に例示するものである。
【００２５】
更に詳細に述べると、これらの新規な磁気構造及びフォーマットの幾つかには、以下に列挙することが含まれる。
・ダイアフラムの、一次非平衡磁気構造とは反対側に一つ又はそれ以上の二次磁石が設けられた準プッシュ−プル高性能非平衡磁気構造。これらは、作用する磁界エネルギを中央磁石からの距離に従って変化させるように構成されており、ダイアフラムの一次表面側に設けられた磁石の数をダイアフラムの二次表面側に設けられた磁石の数に対して変化させるように構成されており、後側の鉄製の戻し路から形成された仮想磁極を磁石の実際の磁極と組み合わせ、即ち鉄磁気戻し路／磁石ハイブリッド、及び／又は仮想磁極を備えた前後オフセット鉄磁気戻し路磁気回路が非平衡装置即ち準プッシュ−プル装置に設けられている。
・軽く駆動されるダイアフラム制御用の、戻し磁束がトランスジューサーの外側縁部にある仮想戻し路磁極−非平衡、ハイブリッド、又はオフセットプッシュ−プル。
・９０°の配向に回転させた磁石。即ち、非平衡、平衡、及びハイブリッドでＮ極／Ｓ極が交互になるように各磁石を配向した。二つの別々の磁石を実質的にシミュレートし且つこれらの磁石に代わる一つの磁石を０°及び９０°で組み合わせた。
・磁石よりもダイアフラムに近づけられた補助的仮想磁極を持つ非平衡又は平衡の一磁石列ネオジム平面型磁気トランスジューサーシステム。
・単一の磁気構造に跨がる二つのダイアフラムを持ち、磁石−ダイアフラム間隔及び／又は磁界強度が中央からの距離に従って変化し、磁気プッシュ−プルツィーターを随意に一体化した裏返し非平衡平面型磁気トランスジューサー。
・低周波数平面状ダイアフラムへのツィーターの一体化の同軸変化は、比較的大きな低周波数装置内に又は上に一体化した部分的な又は完全な平衡ツィーターを持つ非平衡低周波数ユニットであってもよい。好ましくは、隅部、端部、又は側部に配置されるが、中央取り付けも効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の原理の理解を促す目的で、添付図面に示す例示の実施例を参照し、特定の用語を使用してこれを説明する。それにも拘わらず、本発明の範囲をこれによって限定しようとするものではないということは理解されよう。
【００２７】
図３を参照すると、特に平面型磁気トランスジューサー１０の高エネルギ磁石３５、３６を最適化する場合に非常に価値がある本発明の概念は、ダイアフラムの中央部分２１ｃ上の磁気エネルギを上昇することである。この部分の磁石の容積を更に大きくすることにより、磁性体の所与の増大についての効率のゲインを、磁気理論の通常の理解及び適用、及び電磁トランスジューサーに対するその関係から期待されるよりも、驚く程大きくできるということがわかった。従来、トランスジューサーの全磁気エネルギを約４１％上昇することによって、効率が約３ｄＢ向上すると理解されている。本発明者は、ダイアフラム２１の中央部分２１ｃの磁気エネルギを二倍にするだけで、即ち二次磁石列３６ａの中央に磁石を追加することによって５磁石列システム３５の中央磁石列３５ａのエネルギを倍にするだけで、平面型磁気トランスジューサーの感度を３ｄＢ上昇できるということを発見した。例示の実施例では、これは全磁気エネルギを２０％しか、即ち効率を３ｄＢ向上するための理論量の半分以下しか上昇しない。この特徴は、ダイアフラムに張力を加えたトランスジューサーに独特であり、ダイアフラムの中央を垂下コーン型トランスジューサーと比較して遙かに容易に撓ませることができる。垂下コーン型トランスジューサーは、コーンダイアフラムの全移動自在表面に亘るコーンの移動方向での撓みが実質的に一定である。
【００２８】
従って、利用可能な磁力を、トランスジューサー１０の中央のダイアフラム２１の平面内で、即ち例示の実施例において中央磁石３５ａ上で最大であり、横方向最外領域（即ち磁石３５ｄ及び３５ｅ上）でエネルギが低いように調節することによって、磁気エネルギを最良に使用する。これにより、所与の音響効率についての磁石の費用を小さくできる。又は、別の方法では、前記磁石質量の所与の費用について、この実施例はトランスジューサーの効率を向上できる。
【００２９】
利用可能なエネルギを中央に集中させるこの方法は、勿論、一つ以上の磁石の様々な組み合わせで使用でき、例えば最外磁石だけがエネルギが小さい実施例が含まれ、又は中央磁石３５ａ以外の全ての磁石の任意の組み合わせのエネルギをトランスジューサーの最中央領域からの横方向距離に従って小さくすることができる。別の態様では、平面型磁気トランスジューサーのダイアフラムの中央部分の磁気エネルギをダイアフラムの中央部分以外の磁石に対して大きくすることによって、この概念の利点を享受できる。
【００３０】
この概念には、その作動状態中の振動ダイアフラム２１の変位が更に容易であり、特に装置が低周波数範囲で高い出力を発生する、ダイアフラムの最大移動を必要とする場合に、中央領域２１ｃの移動の自由度が中央領域から離れた全ての領域よりも大きいという利点がある。これは、変位に対する抵抗が最も小さいダイアフラムの中央を最も強力に駆動することによって得られる機械的利点により実現される。これに留意し、磁石面−ダイアフラム隙間距離３１が小さい装置を形成でき、磁界強度が、ダイアフラムの偏位限度に達することなく、トランスジューサー１０の外部分に向かって横方向に小さい更に効果的な磁気結合を形成する。
【００３１】
コイル導体２７によってダイアフラム２１の導電性領域２６に連結するのに利用できる磁界エネルギを中央で増加させるこの概念は、エネルギが２５ｍＧＯ以上、場合によっては約３４ｍＧＯ又はそれ以上の高エネルギ磁石を使用する概念と組み合わせた場合に特に効果的である。本発明者は、従来技術の装置で行われていたように磁石を互いに近づけて磁石間の共有磁界強度を高めるのとは逆に、磁石を離し、それらの磁石の強さを大きくし、局所的ループエネルギを最大に使用することによって、様々な効率を高め、更に効果的な装置を形成できるということを発見した。この設計哲学、その実施、及び得られる利点の詳細は、現在継続中の米国特許出願第                  号（代理人事件番号第Ｔ９５７３号に記載されている。同特許出願に触れたことにより、この特許出願に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。上述の設計は主に非平衡設計を取り扱うけれども、本開示を参照することによって理解されるように、非平衡装置以外にも適用できる。
【００３２】
図３は、５列の一次磁石が一次磁気構造３５に設けられており且つ一つの二次磁石３６ａが二次磁気構造３６に設けられた一実施例を示すけれども、磁石の数、隙間間隔、導電性コイル領域２６の導体２７の磁石に対する相対的位置、並びに磁石間間隔５５は、本明細書中に論じる特定の作動原理に従って変化させることができる。例えば、この基本的アーキテクチュアは三つの一次磁石列だけで実施でき、本開示によるトランスジューサーは少なくとも三列の磁石３５ａ、３５ｂ、及び３５ｃで最高の性能を達成できるということが分かっている。概して言えば、奇数の磁石列を使用することによって、導電性領域即ち領域２６、及び他のエレメントを互いに更に効率的に作動するように、所与の出力に要する費用が低くなるように形成できるということが分かっている。従って、一次磁気構造３５で好ましくは３、５、７、又はそれ以上の奇数の一次磁石列が使用される。
【００３３】
本開示は、更に、第１表面側２２及び電気音響信号を搬送するように形成された少なくとも一つの導体が設けられた導電性領域２６が設けられた第２表面側２３を持つ薄膜ダイアフラム２１を使用する非平衡平面型磁気トランスジューサー１０の作動を高めるための方法であると考えることができる。ダイアフラムは、２５ｍＧＯ以上の、及び別の実施例では好ましくは３４ｍＧＯ以上の、ネオジムを含む材料で形成された少なくとも３５ａ３５ｂ、及び３５ｃの高エネルギ磁石を含む一次磁気構造３５及び二次磁気構造３６から間隔が隔てられて位置決めされている。トランスジューサー１０の長期に亘る使用についての機能性が高められ、較正状態がその期間に亘って維持される。較正は、この方法により、（ｉ）磁石３５ａ乃至３５ｅ間の適正な間隔、（ｉｉ）磁石−ダイアフラム間隔３１、及び（ｉｉｉ）長期に亘るダイアフラム２１の適正な張力に関して維持される。ダイアフラムは、導電性領域２６の導線２７が音響信号の変化する電流／電力を受け取って搬送するときに導電性領域に作用して発生し、音響出力を発生する力によって移動される音響機械的作用領域（作用領域）２５を有する。コイル導体２７は、磁石列と協働してダイアフラムを振動駆動し、これによって、トランスジューサーが電気の形態で受け取った音響出力を発生し、空気中に機械的音響波の形態で再生するように形成されている。
【００３４】
更に、図３に示す実施例により、従来の平トランスジューサーの完全鏡像対称構造の場合よりも大型の及び／又はこれよりも多数の開口部を二次磁気構造の支持構造３０ｂに形成できるということは理解されよう。二次側の磁石を少数にし、中央に位置決めし、提供された追加の磁性体による性能における有効ゲインを最大にすることにより、空気及び音響波を通すことができるように支持構造３０ｂの更に大きな表面積を開放する。
【００３５】
本開示の例示の実施例、例えば図３に示すトランスジューサーは、
〔ダイアフラム〕
・材料：カラデックス（カラデックス（Ｋａｌａｄｅｘ）は登録商標である）ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、
・寸法：厚さが０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）、幅が６．９８５ｃｍ（２．７５インチ）、長さが１７．１４５ｃｍ（６．７５インチ）、
・導電性接着剤：厚さが５μｍの架橋ポリウレタン、
・導体：厚さが１７μｍの軟質のアルミニウム合金ホイル層、
・図２０に示すアルミニウム導体パターン−導電路の抵抗＝３．６Ω、
・ダイアフラムの外部分に適用されたＣＰモイエンポリビルエチレン減衰化合物、
・コイルパターン：隙間毎の四つの巻回部、
・導体幅＝１．５２４ｍｍ（０．０６０インチ）、
・各対の導体間間隔＝０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）、
〔取り付け支持構造：１６ゲージ冷間圧延鋼〕
・寸法：７．６２ｃｍ（３インチ）×２０．３２ｃｍ（８インチ）、
・一次磁気構造の裏側に設けられた１．５２４ｍｍ（０．０６０インチ）のフェルト減衰体、
・取り付け構造−フィルム接着剤−８０ｃｐｓシアノアクリレートに対する取り付け構造、
・磁石−ダイアフラム隙間（３１）＝０．７１１２ｍｍ（０．０２８インチ）、
・磁石−磁石間隔隙間（５５）＝４．７７５２ｍｍ（０．１８８インチ）、
〔磁石〕
・接着剤：触媒アンエアロビックアクリル樹脂、
・各々の幅が０．４７７５ｍｍ（０．１８８インチ）、厚さが２．２８６ｍｍ（０．０９０インチ）、長さが５．０８ｃｍ（２インチ）（列の全長が１５．２４ｃｍ（６インチ）の三つの磁石からなる五つの一次列及び一つの二次列、
−ニッケルでコーティングしたネオジム鉄硼素、４０ｍＧＯの性能、
〔性能〕
・共振周波数：２００−２３０Ｈｚ（ダイアフラムの張力によって調節できる）、
・高周波数帯域幅：−３ｄＢ＠＞３０ｋＨｚ、
・感度：２．８３ｖ＞９２ｄＢ＠１ｋＨｚを含む。
【００３６】
一実施例では、二次磁気構造３６を支持する支持構造３０ｂの開口部１５ｂを大きくできる。これにより、高周波数応答が向上する（即ち線形性を良好にする）。これは、トランスジューサーの一方の側が開放するため、音響波の通過の制限を小さくでき、空洞共振及び高周波数減衰を減少するためである。非平衡装置のこの利点は、準平衡装置で得られる。
【００３７】
図４のＡを参照すると、上述の図面に示されているのと同様のシステムが示してあり、このシステムでは、三列の二次磁石３６ａ、３６ｂ、及び３６ｃを持つ二次磁気構造３６が提供される。これらの磁石は、出力を更に高めるためにダイアフラム２１の中央部分２１ｃ上に配置されており、そのため、図１に示す従来の対称なプッシュ−プルシステムで行われているように同じ量の磁性体をダイアフラム全体に亘って対称に配置した場合よりも効率が高い。上文中に論じた実施例と同様に、二次支持構造の穴１５ｂを大きくでき、これにより性能を向上できる。
【００３８】
図４のＢは、基本構造が図４のＡと同様であるが、最外磁石３５ｄ及び３５ｅの磁気エネルギが小さくしてある別の実施例を示す。これらの磁石は、セラミックフェライト組成の比較的従来の磁石等の比較的低エネルギの磁石であり、磁気構造３５及び３６の残りの磁石は、好ましくは、エネルギが２５ｍＧＯ又はそれ以上のネオジム組成の磁石等の高エネルギ磁石である。
【００３９】
図４のＣを参照すると、別の実施例では、トランスジューサー１０は、一次磁気構造３５に５個の磁石３５ａ乃至３５ｅを有し、二次磁気構造３６に２個の磁石３６ａ及び３６ｂを有する。この場合も、これらの磁石は、ダイアフラムに亘って横方向に広く拡がった一次構造の５個の磁石よりも比較的中央に配置されている。この形体により、二つの二次磁石間の最中央部分を含む大きな開口部１５ｂを二次支持構造３０ｂに亘って拡げることができる。図４のｄの例示の実施例を参照すると、別の変更が考えられる。この変更では、トランスジューサー１０に同様の設計が適用され、一次磁気構造３５に７個の磁石を有し、二次磁気構造３６に４個の磁石を有する。図４のＥに示す別の変更では、磁気構造の横方向外部分に低エネルギ磁石を設けることによって形体を更に変更できる。これは、例えば、大きさが同じであるが低エネルギの磁石を外列に設けることによって、又は同じエネルギであるが小型の磁石を設けることによって行われる。後者の実施例の場合、中央部分２１ｃと等しい隙間３１を維持できるように、横方向外磁石列を可変高さのスペーサ（図５乃至図１０でわかるように、他の実施例に設けられているようなスペーサ）に取り付けることができ、又は横方向外列で小さくなる。
【００４０】
次に図５を参照すると、この実施例では、平面型磁気トランスジューサーは、図３に示すものと基本的に同様であるが、一次磁気構造３５の横方向最外磁石３５ｄ及び３５ｅが、比較的中央の磁石３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、及び３６ａよりも小型であり且つ低エネルギであることがわかる。この実施例では、小型の最外磁石３５ｄ及び３５ｅは比較的中央に配置された磁石よりも出力が低い。一実施例では、これらの磁石は他の磁石と同じエネルギ（例えば２５ｍＧＯ以上、又は約３５ｍＧＯ又はそれ以上）であり且つ小型であり、磁石−ダイアフラム隙間３１が他の磁石と実質的に同じであるようにスペーサ４５ｓによって支持構造３０から離間されている。支持構造３０ａ及びスペーサ４５ｓは、磁性体で形成されていてもよいし、磁性体で形成されていなくてもよい。しかしながら、最も好ましい実施例では、磁気構造３５ａに亘って交互の極性を持つように磁石が配向されている場合に磁束戻し経路を形成できるように鉄材料を使用するのが好ましい。この場合も、上文中に論じたように二次側が更に大きく開放した構造を提供するため、二次構造の穴１５ｂを大きくできる。全ての実施例におけるように、周波数及び振幅が可変の電気音響信号が流れて磁界を発生する導線２７が設けられており、この磁界は一次磁気構造３５及び二次磁気構造３６の磁界を相互作用し、振動可能なダイアフラム２１を移動し、音響出力を発生する。
【００４１】
図６の平面型磁気トランスジューサー１０は、二次磁気構造３６に含まれる三列の二次磁石３６ａ、３６ｂ、及び３６ｃが図５の単一の磁石３６ａの代わりに使用されることを除き、図５の実施例の平面型磁気トランスジューサーと本質的に同じであり、上文中に論じた図３及び図４のＡの実施例の関係と同様の方法で関連している。
【００４２】
図７の例示の平面型磁気トランスジューサー１０では、完全に相補的な一次磁気構造３５及び二次磁気構造３６が設けられている。即ち、これらの磁気構造は、垂直方向軸線を中心として及び水平方向軸線を中心として対称である。この実施例では、横方向最外磁石３５ｄ及び３５ｅ及び３６ｄ及び３６ｅは、残りの磁石３５ａ乃至３５ｃ及び３６ａ乃至３６ｃよりも大きさ及び磁界力が小さい。上文中に論じた実施例と同様に、スペーサ４５ｓが磁石を、この実施例のスペーサ４５ｓを持たない磁石と実質的に同じ隙間３１のところに保持する。別の実施例では、磁石列は、その代わりに、上文中に論じたように、同じ大きさであるがエネルギの低い磁石を含んでもよい。
【００４３】
図８を参照すると、別の実施例では、磁界の強さが中央領域からの距離に従って横方向で変化する上文中に論じた概念を、ダイアフラムの中央部分からの横方向距離に従って隙間距離３１を変化させるのと組み合わせる。例示の実施例では、磁気構造３５の磁石対３５ｂ、３５ｃ、及び３５ｄ、３５ｅは、中央磁石３５ａと比較して小さく弱い磁石を使用することによって、エネルギが徐々に低くなり、更に、これらの磁石をスペーサ４４ｓ及び４５ｓにより、ダイアフラム−磁石隙間が徐々に小さくなるように、即ち隙間３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃがトランスジューサー１０の外縁部に向かって徐々に小さくなるように離間する。これにより、ダイアフラムは中央部分２１ｃが比較的大きく偏位でき、有利には、弱い磁石をダイアフラムに近づけて位置決めすることによって、磁気構造の磁石から得られるエネルギを最大にする。この場合も、高エネルギ磁石を使用し、磁石の容積を変化する場合、この実施例では、スペーサ４４ｓ、４５ｓを使用し、本質的に同じ作動形体を提供するために他の大きさの低エネルギ磁石を同様に使用できる。上文中に論じたように、高周波数応答を更に線形にするため、二次支持構造３０ｂに比較的大きな穴１５ｂを設けることができる。
【００４４】
図９を参照すると、別の実施例では、トランスジューサー１０の図示の形体では、図８に示す実施例の単一の二次磁石３６ａに、この二次磁石３６ａよりも小さい／弱い二つの二次磁石３６ｂ及び３６ｃが追加してあり、スペーサ４４ｓにより面がダイアフラム２１に近づけてある。この場合も、中央磁石３６ａに対して横方向の追加の磁石列３６ｂ及び３６ｃについて低エネルギの磁石を使用することにより同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図１０に示すトランスジューサー１０の実施例では、本質的に、図８及び図９の形体の一次磁気構造３５及びこれと鏡像をなして配置した二次磁気構造３６を使用し、中央磁石３５ａ、３６ａからの横方向距離の増大に従って磁力を減少し且つ隙間を小さくし、磁性体を更に効果的に使用する形体を提供するという本発明の概念を使用し、完全に対称（図１０で垂直方向及び水平方向）なシステムを形成する。
【００４６】
磁石スペーサ４４ｓ又は４５ｓを使用する全ての実施例において、これらのスペーサは鉄材料であってもよいし非鉄材料であってもよく、更に、別体のスペーサであってもよいし、図示のスペーサと同じ機能を果たす支持構造３０ａ又は３０ｂの形成部品で機能を満たしてもよい。この場合も、鉄材料を使用して交互磁極磁石列形体に磁束戻し経路を形成し、使用可能な磁界エネルギで追加の利点を提供できる。
【００４７】
図３乃至図１０に示すように、又は残りの図に示すように形成できる別の実施例では、多かれ少なかれ完全に、幾何学的ファクタに応じて、磁石を磁極が支持構造３０に対して垂直な線と整合するように配向する代わりに、磁石を磁極が支持構造と平行な線と整合するように９０°回転させることができる。磁石列を交互の極性で配置した場合、二つの向き合ったＮ極と隣接した領域から向き合ったＳ極と隣接した領域まで磁束戻り経路が形成され、Ｎ−Ｓ共有（及び磁石局所）ループ磁界強度最大値が各磁石上に配置される。磁石をこのように９０°回転させたこの他の構成が可能である。別の例が、以下に更に詳細に論じるように、図３６乃至４０を参照することによりわかる。
【００４８】
以上に論じた実施例からわかるように、及び上文中で論じた図面からわかるように、中央部分から横方向で変化する磁界強度を持つ二次磁気構造を提供するための方法は多くの方法で行うことができ、これらのうちの幾つかは、（ｉ）高エネルギネオジム磁石を中央部分で使用し、例えばフェライト磁石等の低エネルギの磁石を外領域で使用する方法、（ｉｉ）中央領域で大型の及び／又は深い高エネルギ磁石を使用すると同時に小型の及び／又は浅い磁石を外領域で使用し、外領域の磁石をダイアフラム２１に近づける方法、又は（ｉｉｉ）磁石列の数を少なくしてこれらを一次構造と比較して二次磁気構造の中央に纏めるか或いはこれらの方法の何らかの組み合わせの方法が含まれる。
【００４９】
外磁石は、それ自体が中央磁石よりも小型及び／又は低エネルギ容量であるが、これらをダイアフラムに近づけることによって、全磁界強度が中央磁石と同じ又はそれ以上の又はそれ以下の磁界強度を、コイルでできた導電性ストリップ２７が配置されたダイアフラムの実際の平面内に発生する。
【００５０】
別の態様では、経済的に得られるものはそれ程ではないが、比較的多くの導線２７、即ちコイル「巻回部」をダイアフラム上又はダイアフラム内に中央磁石列の近くに配置し、比較的少数の導線を横方向最外磁石列の近くに配置し、中央部で発生する力を大きくし、力が外側に向かって小さくなるようにする。この方法は、ダイアフラムの移動に利用できる力をダイアフラムに亘る位置に従って変化させる上で上述の概念と組み合わせることができる。
【００５１】
更に、中央磁石での大きな磁気強度の磁気分布が外磁石と比較して明白でなければならない。これは、磁気回路の磁気強度に影響を及ぼすことが当該技術分野で周知の磁石の個数、磁石の質量、磁石−ダイアフラム隙間距離、又は他の構造による。
【００５２】
更に、この概念を単一の横方向平面に関する断面図と関連して論じたが、別の実施例では、磁気強度を横方向平面内で変化させることができる。即ち、磁石列に沿って上文中に論じた図の平面（紙面）の内方及び外方に移動し、磁気エネルギ、磁石面−ダイアフラム隙間、磁石間間隔、等を変化させることができ、その結果、スピーカーを前方から見て、磁石の強さで決まる磁界をダイアフラムの中央からの距離に従って垂直方向及び水平方向の両方向で変化させる。
【００５３】
繰り返すと、中央領域で磁気エネルギを増大し、振動可能なダイアフラム２１の外領域で磁石−ダイアフラム２１間の隙間距離を小さくすることによって、最小の磁気消費量で最大の音響効率を提供し、及び／又は全てのトランスジューサーで同じ磁気エネルギでは実際上達成できない性能レベルを提供する。この場合も、例えば２５ｍＧＯ以上の、場合によっては好ましくは３４ｍＧＯ以上の高エネルギ磁石を使用するこの概念で達成できる性能、例えばこれらのトランスジューサーの少なくとも中央部分についてネオジム磁石を使用することによって達成できる性能は、従来の非平衡平面型磁気トランスジューサーよりも優れていることがわかる。
【００５４】
次に図１１を参照すると、例示の実施例は、少なくとも二次支持構造３０ｂについて、及び随意であるが一次支持構造３０ａにも鉄材料を使用する概念を導入し、ここでは、支持構造３０ｂは、仮想磁極４６ｂ及び４６ｃを含むように形成されている。これらの仮想磁極は、図９に示す実施例の二次磁気構造３６で使用されているようなエネルギが小さい磁石３６ｂ及び３６ｃに代わるものと考えることができる。これらの仮想磁極は、磁束を、支持構造３０ｂと接触した磁石列３６ａの表面側３６ａｐの極性のところで、ダイアフラム２１と隣接してそれらの面に戻す。これは、磁石のＮ極又はＳ極のいずれかであり、逆の極性がダイアフラム２１に面する。これらの仮想磁極４６ｂ及び４６ｃは、支持構造３０ｂの一体の部分であってもよいし、支持構造３０ｂに取り付けられた別体の鉄部品であってもよい。一実施例では、これらの仮想磁極をダイアフラム２１に近づけて、ダイアフラムまでの隙間距離３１が中央の磁石３６ａよりも小さいように位置決めできると考えられる。これは、それらの磁界強度が、同じ位置で使用される実際の磁石と比べて或る程度失われるためである。これは、磁界の強さを徐々に変化させる上文中に開示した上述の方法と一貫しており、ダイアフラムまでの隙間を中央から外方にダイアフラムの外部分に向かって横方向で小さくする。一例が、図１３に示す実施例の二次磁気構造３６でわかる。上文中に論じたように、高周波数特徴を改良するため大きな穴１５ｂを二次支持構造で使用できる。
【００５５】
次に図１２を参照すると、ここに例示の実施例は、図１１と同じ仮想磁極の概念を使用するが、ここでは三つの磁石３６ａ、３６ｂ、及び３６ｃを二次磁気構造３６の二つの仮想磁極４６ｄ及び４６ｅと組み合わせて使用する。上述のように、一実施例では、仮想磁極４６ｄ及び４６ｅは、両方とも、隙間３１が磁石３６ａ、３６ｂ、及び３６ｃよりも小さい。これらの仮想磁極は、支持構造３０ｂと接触した磁石列３６ｂ及び３６ｃの表面側３６ｂｐ及び３６ｃｐの極性を戻す。これらの表面側３６ｂｐ及び３６ｃｐは同じ極性であり、中央磁石３６ａの極性３６ａｐと逆である。
【００５６】
図１３を参照すると、ここに例示の実施例は、図１１の仮想磁極の特徴を、図４乃至図１０に示し且つ上文中に論じた実施例のダイアフラム２１の二次磁気構造側の可変隙間３１の概念及び可変一次磁気構造３５エネルギ分布と組み合わせたことがわかる。図１４を参照すると、ここに例示の実施例は、図１２に示す実施例の仮想磁極の特徴を、ダイアフラムの中央部分からの横方向距離に従って変化する図４乃至図１０の一次磁気構造３５エネルギ分布の概念と組み合わせたことがわかる。図１５に示す別の実施例では、設計は、上文中に論じた図１４の二次磁気構造３６の形体、及びこれと鏡像をなす一次磁気構造を使用する。これに関し、概念は、上述の図１０に示す実施例と同様であるが、仮想磁極４５ａ、４５ｂ、４６ａ、及び４６ｂを使用する。この場合も、これらの実施例並びに本明細書中に論じた他の実施例に関し、例えば磁石／仮想磁極毎のコイル巻回数（導線２７）の数を変化させる、又は磁石のエネルギ、形状（質量）必須の材料等を変化させる、及び／又は極性又は仮想磁極の形体を変化させるといったこの他の変更を行い、ダイアフラム２１に亘る様々な一次でダイアフラムを移動するのに利用できる力を上文中に論じたように更に変化させることができる。
【００５７】
図１６乃至図１９は、磁性体の有利な使用を提供する様々な磁気回路を形成するための仮想磁極４５、４６及び磁石３５ａ、３５ｂの様々な組み合わせを示す。全体として、これらの図に示す実施例は、中央から横方向外方に向かってエネルギが減少する原理を保持する上で、仮想磁極を中央磁石３５ａ、３６ａの外側で使用することを教示する。これらの実施例では、磁石は仮想磁極の外側には設けられていない。しかしながら、低エネルギ磁石を、磁気構造のエネルギを外方に向かって減少する本開示に従って配置できる。更に、中央の外側にある仮想磁極４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂは、代表的には、隙間３１が、中央に近い隣接した磁石よりも小さい。これらの実施例は、非平衡（図１７及び図１９参照）として、又は非平衡で二次磁気構造３６を鏡像対称をなして備えた（図１６及び図１８参照）として形成されている。各々の後者の場合、二次構造３６は、エネルギが中央から外方に行くに従って減少する磁極又は仮想磁極を備えて形成されている。図１８に関して与えられた例からわかるように、水平方向軸線を中心として非対称及び対称（準プッシュ−プル）な他の実施例も可能であり、非対称実施例は、仮想磁極を近づけ（例えば５０）、水平方向軸線を中心として非対称であるが垂直方向軸線を中心として対称にするか或いは、一方の側の一方の仮想磁極を近づけて垂直方向軸線に関して非対称な形体を形成する。
【００５８】
図２０及び図２１は、仮想磁極４５、４６を実際の磁石３５、３６とトランスジューサーに亘って交互に組み合わせた非対称平衡構造を示す。各磁石は仮想磁極から交差するが、幾つかの形体では空間磁界配向を得るためにオフセット配向５０（図１８参照）を行うことができる。図２１は、最外磁石３５ｂ、３５ｃ、３６ｄ、及び３６ｅ、及び最外仮想磁極４６ｂ、４６ｃ、４５ｄ、及び４５ｅが全て、中央磁石３６ａ及び中央仮想磁極４５ａよりも隙間が小さいという点で異なる
図２２は、非対称二次磁気構造３６と組み合わせた非平衡磁気構造３５を示す。これは、代表的な上の小さな特定の領域、例えば高周波数出力を含むようになった一つの領域を高めるのに使用される。この領域が小さいため、大きさが小さいのを補って出力をたかめるために外部磁石を使用できる。
【００５９】
図２３、図２４、及び図２５は、全て、導線２７ａ及び２７ｂが設けられた多数のダイアフラム２１ａ及び２１ｂを備えた一次磁気構造３５を使用する。ダイアフラムは、磁石の各側に配置されている。これは、二次磁気構造を追加することによって一次磁気構造からの定置磁界を高めるのでなく、コイルの磁界強度を高める（例えば倍になる）ため、仮想二次磁気構造と特徴付けることができる。図２３は、中央磁石３５ａよりも低エネルギの磁石である磁石３５ｄ及び３５ｅを示す。中央磁石３５ａは、ネオジム組成であるのがよく、外磁石３５ｄ及び３５ｅは小型及び／又は低エネルギフェライト組成であってもよい。
【００６０】
図２５は、ダイアフラム２１ａの高周波数領域を高めるため、図２２で二次磁気構造３６を追加したのと同様に、二次磁気構造３６を追加する。
図２６は、導電性領域２６が個々の細長い導線２７で形成されたダイアフラム２１の一実施例を示す。好ましい実施例では、４群の導線２７ａ乃至２７ｄを、四つの群の各々が互いから間隔が隔てられた距離の約半分だけ、四つの群の各々が離間されるように、左右の二つの対に分けることによって最適化できる。四つの導線群の各々は、異なる極性関係の一対の隣接した磁石と関連しており且つこれらの磁石の中間上に配置されている。導電性領域２６の入力端２７ｐ及び２７ｍは、来入音響信号を受け入れる電気的端子である。端子領域２１ａは全体が取り付け領域であり、領域２１ｂは導電性領域による直接的駆動を受けない作用領域２５の外部分であり、幾つかの実施例では、好ましくは、粘性減衰媒体により減衰される。
【００６１】
図２６は、好ましくはＰＥＮフィルムでできたダイアフラム２１に、好ましくは架橋接着剤である接着剤で取り付けられたアルミニウム製導電性領域２６を示す。
次に、図２７及び図２８を参照すると、別の実施例では、二次磁気構造３６の３６ａ乃至３６ｃ、３６ａ乃至３６ｅは基部が狭幅に形成されており、二次構造側の磁石間の回転にフレア状即ちホーン状を形成する。二次支持構造３０ｂの穴１５ｂを更に大きくできる。この形体により、高周波数応答がフラットになり、二次構造側を開放し性能を改善できる。高周波数磁石はこの方法で形成でき、そのため、上文中に論じた高エネルギ磁石の利点を形状と組み合わせ、性能を更に高めることができる。上文中に論じた他の実施例と同様に、隙間間隔３１、コイル巻回数、等を上文中に論じたように変化させ、効率及び性能を更に向上させることができる。直線的磁石間間隔形体及びフレア状の磁石間間隔形体についての周波数応答の比較を図２９及び図３０に示す。
【００６２】
次に図３１のａ乃至ｆを参照すると、これらの図には、様々な磁石形状、及びこれらの形状と支持構造開口部形体との、性能を改良できる磁石間賦形空間を提供するための組み合わせを例示する別の実施例が示してある。斜方形状は、音響の観点から有利でないばかりでないが、一般的には、製造で使用する上で安価であり且つ容易である。ホーンのフレアを連続するように穴１５ｂを二次磁気構造に形成すると、追加の費用が生じるが、これに見合う音響性能の向上がなされる。更に詳細には、磁石３６を支持し固定するのに十分な支持構造を提供するのが有利であるが、フレア形状を中断しないように穴１５を磁石に届くのに十分広く開放するのが有利であり、穴の形状は磁石に対して更に平らな形状になり、取り分け、強度を提供する上で正方形又は円形が最もよいと考えられる。
【００６３】
図３２及び図３３を参照すると、他の実施例では、支持構造３０ａ又は３０ｂを例えばロール形成プロファイルによって折り畳み形体に形成することによって、仮想磁極４６を形成できる。かくして形成された仮想磁極は、図３２に示すように、矩形断面磁石の形状に倣って実質的に矩形形状を有する。更に、更に容易に形成できるようにするため及び音響的に或る程度透明にするため、仮想磁極に小孔を設けることができる。支持構造には、更に、穴１５が設けられている。図３３を参照すると、仮想磁極の折り畳み構造は、賦形磁石に倣い、フレア状磁石間空間１６を形成する。この場合も、上述のように支持構造に穴が設けられており、音響（及び空気）を、ほとんど制限なしで及び付随する音響制限アーティファクトなしで通過させることができる。一実施例では、磁気回路の性能を向上するため、及び支持構造を更に補剛するため、場合によっては鉄材料を含むエポキシで折り畳み仮想磁極を埋めることができる。別の実施例では、磁石を、仮想磁極と協働してフレア状開口部１６を提供するように賦形（輪郭線で示す）できる。
【００６４】
図３４に示す別の実施例では、仮想磁極４５、４６は支持構造３０ａ、３０ｂの有効プレートで形成されており、磁石３５、３６がその間に密接して設けられている。これらの磁石は全て、一次磁気構造及び二次磁気構造の各々で同じであり、そのため仮想磁極は磁石に対して逆の極性を備えている。この形体は、様々な磁石エネルギ及び隙間幅３１の他の特徴と組み合わせることができ、鏡像対称又はオフセット（添付図面に示す）に形成できる。後者には、高いエネルギを持つ磁石を低エネルギの仮想磁極と隣接して設けるという利点がある。
【００６５】
図３５を参照すると、図３２と同様であるが別の実施例では、磁石３５又は３６が、この他の実施例では何も設けられていない折り畳み形体の仮想磁極４６内に配置されており、磁極のエネルギを高める。わかるように、図３５の形体は各磁極列の形成にも使用でき、逆にできる。この形体は、他の実施例におけるのと同様に、一次磁気構造又は二次磁気構造であるように形成できる。
【００６６】
図３６を参照すると、別の実施例では、磁石３５ａ、ｂが他の実施例の配向から９０°をなして配向されており、コイルからなる導体ストリップを備えた導体領域２６がこれらの磁石と隣接してその上方に配置されている。一次支持構造３０ａは、非鉄材料で形成されており、そのため底側での磁気短絡によって磁界が潰れることがない。同様の磁極が互いに隣接して位置決めされており、そのため各磁石は両側の隣接した磁石から１８０°で配向されている。一実施例では、二次支持構造３０ｂによって支持された単一の磁石３６ａを含む二次磁気構造が設けられ、別の実施例では、図示のような追加の磁石（３６ｂ及び３６ｃ）を追加できる。一実施例では、二次磁気構造３６の磁石は一次磁石間に位置決めされ、これらの磁石の磁極は、上文中に論じたように、即ち一次磁気構造の磁石から９０°で配向される。二次構造の磁極は、一次磁気構造が発生した磁界を強化するように配向される。一実施例では、図示のように、二つの一次磁石及び一つの二次磁石を含む三つの磁石からなる隣接した組の各々の磁極は、それらの間で及びそれらの上方で同じであるように、即ち全てがＳ極であるか或いは全てがＮ極であるように配向される。この配向は、二次に更に多くの磁石が設けられている場合、三つ磁石を含む隣接した組で変化し、そのため、三つの二次磁石を持つ実施例に例示されているように、中央磁石３６ａをＳ極を下にして配向でき、二つの隣接した磁石３６ｂ及び３をＮ極を下にして配向できる。
【００６７】
次に図３７を参照すると、別の実施例では、二次磁気構造３６は中央磁石３６ａ及び二つの仮想磁極４６ａ及び４６ｂを含む。二次磁気構造の支持構造３０ｂは、この場合も、鉄材料で形成されており、これに対し一次支持構造３０ｂは磁性体ではなく、例えば真鍮や銅等の非鉄金属である。ダイアフラムに設けられたコイルの導体２７は、一次磁石３５ａ及び３５ｂの真上に二次磁石３６ａと二つの隣接した仮想磁極との間に位置決めされている。ここでも、二次磁気構造は、水平方向軸線を中心として一次磁気構造と対称でなく（しかし垂直方向軸線を中心としてそれ自体対称である）、一次磁石の磁界強度を特にダイアフラムの中央部分で強化するのに役立つ。
【００６８】
図３８を参照すると、別の実施例では、二次構造の磁石３６が更に９０°回転させてあり、一次磁石３５ａ及び３５ｂが、更に、それらの側方に設けられ、これらの一次磁石は、上掲の例におけるように同じ磁極が面しているのでなく、逆の磁極が互いに面している。。ここでは、導体２７でできた三組の導電性領域２６が磁石の真上で配向されている。例示の実施例では、一次支持構造３０ａ及び二次支持構造３０ｂは、両方とも、非鉄材料で形成されている。この実施例のコイルの末端は、別の導線（図示せず）に戻されず、反対側の端部（図の紙面の内方及び外方）にあるということが観察される。
【００６９】
次に図３９を参照すると、別の実施例では、二次磁気構造が省略してあり、この場合、磁石は、図３７の実施例におけるのと同様に配向されており、即ち同じ磁極が一次磁気構造３０ａに設けられた同じ磁極と隣接している。一次磁気構造もまた、非鉄金属等の非磁性体で形成されている。
【００７０】
図３６乃至図３９を参照すると、磁石の側部を逆にすると、局所的ループ最大値が、磁石３５、３６の前面の外隅部と隣接した場所から磁石事態の上方中央に移動するということは理解されよう。従って、導線２７は、回転させた磁石が発生した磁界との相互作用を最大にするため、磁石の上方に配置されるのである。
【００７１】
次に図４０を参照すると、一次磁気構造３５で磁極軸線を垂直方向に配向した磁石を中央磁石３５ａとし、水平方向で一次構造で横方向に隣接した磁石３５ｂ及び３５ｃとした組み合わせを特徴とする実施例では、局所的ループ最大値は、隣接した磁石３５ｂ及び３５ｃ上にあるが、中央構造３５ａの前面の隅部にもあり、これらは、一次磁気構造の隣接した磁石間の共有ループ最大値によって強化され、これは隣接した磁石間のダイアフラムの平面内容物で生じる。導線２７は、発生した磁界最大値と相互作用するように配置されており、この実施例ではダイアフラムの一端で終端する。一次支持構造３０ａは、非鉄材料で形成されており、支持構造は、本明細書中に開示した他の実施例におけるのと同様に開口部１５を含む。
【００７２】
一実施例では、支持構造３０ｂによって支持された一つ又はそれ以上の磁石３６ａを有する二次磁気構造３６を追加できる。二次支持構造は、更に、上文中に論じたように開口部１５ｂを有する。二次支持構造は鉄材料で形成でき、仮想磁極４６ａ、４６ｂを、同様の極性の一次磁石３５ｂ、３５ｃの部分の上に形成できる。他の磁石と同様に、二次磁気構造３６は一次磁気構造３５の磁界を強化し、追加の磁性体３６が、性能を向上する上での追加の磁性体の有効性を最大にするために戦略的に配置される。本明細書中に開示した実施例と同様に、他の形体では、磁石の大きさ及び又はエネルギを中央部分からの横方向距離に従って変化させることができ、隙間３１の離間距離を中央部分からの横方向距離に従って変化させることができ、コイルの巻回数及び間隔を変化させることができる。これは全て上文中に論じられている。
【００７３】
本明細書中に開示した実施例に関し、穴１５の形体も変化させることができる。穴は、円形、細長く端部に丸味を付けた形状、楕円形、矩形、又は特定の実施例の他の特徴に従った他の形状であってもよい。強力な（例えば＞２５ｍＧＯ）磁石を使用することを局所的ループ相互作用の最大化及び磁石間間隔の増大と組み合わせることにより性能を向上し、商業的に競争力がある装置を可能にするということがわかっており、磁石、支持構造、及びそこに設けられた開口部の形体を更に操作し、性能を高めるとともに本明細書中に開示した他の改良を行う。ここに論じたように、穴の大きさ、隙間間隔、磁石間間隔、磁石エネルギ、コイル導体の配置といったパラメータ、及び例えばダイアフラムの大きさや張力等の他のパラメータの変化をこれらの新規な構造と組み合わせ、平面型磁気トランスジューサー技術を実施する上でこれまで実現できると考えられてこなかった性能及び大きさのトランスジューサーが可能となる。
【００７４】
当業者は、本発明の概念から逸脱することなく、本明細書中に開示した特定の装置及び技術の他の多くの変形及び変更を、行うことができるということは明らかである。従って、本発明は、本明細書中に開示した装置及び技術が提供する、又はこれにより含まれる新規な特徴及びこれらの新規な特徴の組み合わせの各々及び全てを含むと解釈されるべきであり、本明細書中で与えられた例に限定されない。これは、上文中に説明した構成が本発明の原理の適用の単なる例示であると理解されるべきであるためである。当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの変更及び変形例の構成を案出できる。添付の特許請求の範囲は、このような変形及び変更を含もうとするものである。かくして、本発明を添付図面に示し、現在最も実際的であると考えられるもの及び本発明の好ましい実施例と関連して特定的に且つ詳細に上文中に説明したが、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】平衡磁気構造を持つ例示の従来技術のプッシュ−プル平面型磁気トランスジューサーの部分断面図である。
【図２】例示の従来技術の非平衡平面型磁気トランスジューサーの部分断面図である。
【図３】本発明の原理による磁気的に高性能の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図４Ａ】本発明の原理による磁気的に高性能の別の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図４Ｂ】最も外側の一次磁石エネルギが異なる、本発明の原理による磁気的に更に高性能の別の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図４Ｃ】最も外側の一次磁石エネルギが異なる、本発明の原理による磁気的に更に高性能の別の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図４Ｄ】最も外側の一次磁石エネルギが異なる、本発明の原理による磁気的に更に高性能の別の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図４Ｅ】最も外側の一次磁石エネルギが異なる、本発明の原理による磁気的に更に高性能の別の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図５】一次外磁石が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の例示の非平衡平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図６】一次外磁石が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の例示の平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図７】一次外磁石が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の別の例示の平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図８】一次外磁石及び磁気隙間が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の例示の平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図９】一次外磁石及び磁気隙間が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の別の例示の平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図１０】一次外磁石及び磁気隙間が小さい、本発明の原理による磁気的に高性能の更に別の例示の平面型磁気トランスジューサーの断面図である。
【図１１】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせた本発明の一実施例の断面図である。
【図１２】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせた本発明の別の実施例の断面図である。
【図１３】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせ、磁気隙間を変化させた本発明の一実施例の断面図である。
【図１４】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせ、磁気隙間を変化させた本発明の別の実施例の断面図である。
【図１５】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせ、磁気隙間を変化させた本発明の更に別の実施例の断面図である。
【図１６】非対称磁気装置を仮想磁極と組み合わせ、磁気隙間を変化させた本発明の他の実施例の断面図である。
【図１７】非平衡磁気装置を仮想磁極と組み合わせ、磁気隙間を変化させた本発明の一実施例の断面図である。
【図１８】平衡磁気装置の単一の列を磁気隙間が小さい仮想磁極と組み合わせた、本発明の一実施例の断面図である。
【図１９】非平衡磁気装置の単一の列を磁気隙間が小さい仮想磁極と組み合わせた、本発明の一実施例の断面図である。
【図２０】交互の仮想磁極を含む非平衡磁気装置を持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２１】交互の仮想磁極を含み、磁気隙間が変化する非対称磁気装置を持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２２】高周波数用平衡磁気装置を含む非対称磁気装置を持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２３】外列の磁石のエネルギが低い一次磁気回路の各側を境界付けるデュアルダイアフラムを持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２４】外列の磁石の隙間が小さい一次磁気回路の各側を境界付けるデュアルダイアフラムを持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２５】トランスジューサーの高周波数区分の出力を高めるための二次磁石が設けられた、一次磁気回路の各側を境界付けるデュアルダイアフラムを持つ本発明の一実施例の断面図である。
【図２６】本発明の振動可能なダイアフラムの一実施例の正面図である。
【図２７】本発明の別の実施例の概略断面図である。
【図２８】本発明の更に別の実施例の概略断面図である。
【図２９】磁石間空間の形状と周波数応答を比較する図である。
【図３０】磁石間空間の形状と周波数応答を比較する図である。
【図３１】様々な磁石形状の概略断面図である。
【図３２】一次磁気構造又は二次磁気構造のいずれかとして使用できる有孔仮想磁極を持つ別の実施例の概略断面図である。
【図３３】賦形仮想磁極を含み、フレア状磁石間空間及び支持構造の開口部を画成する、外形線で示す磁石についての別の形状を持ち、形体を一次磁気構造又は二次磁気構造として使用できる別の実施例の概略断面図である。
【図３４】有孔仮想磁極を含み、局所的磁界ラインループ及び共有磁界ラインループが重なった別の実施例の概略断面図である。
【図３５】別の実施例の概略断面図である。
【図３６】可能な二次磁気構造を外形線で示す、別の実施例の概略断面図である。
【図３７】孔が外形線で示してある有孔プレートを含む可能な二次磁気構造が示してある、別の実施例の概略断面図である。
【図３８】追加の磁石が外形線で示してある可能な二次磁気構造形体の別の実施例の概略断面図である。
【図３９】二次磁気構造を追加できる非平衡装置の一次磁気構造の別の実施例の概略断面図である。
【図４０】可能な二次磁気構造を外形線で示す、一実施例の可能な電流の流れを示す矢印を含む、本発明の別の実施例の部分断面概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  平面型磁気トランスジューサー
２１  ダイアフラム
２１ｃ  ダイアフラムの中央部分
２６  導電性領域
２７  コイル導体
３１  磁石面−ダイアフラム隙間距離
３５  高エネルギ磁石
３５  ５磁石列システム
３５ａ  中央磁石列
３６  高エネルギ磁石
３６ａ  二次磁石列
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月24日(2003.3.24)
【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】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
第１表面側及び第２表面側を持ち、入力された電気信号を対応する音響出力に変換するための所定の導電性表面領域を含む所定の作用領域を備えた少なくとも一つの振動可能な薄膜ダイアフラム、
互いに隣接して実質的に平行に配置された少なくとも三つの細長い高エネルギ磁石を含み、各磁石が２５ｍＧＯ以上のエネルギを発生することにより隣接した磁石間に強い相互作用をもたらす一次磁気構造、及び
前記ダイアフラムを捕捉してこれを所定の張力状態に保持し、前記ダイアフラムの一方の表面側を隣接した前記一次磁気構造から所定距離に離間するため、前記一次磁気構造及び前記ダイアフラムに連結され、取り付け支持構造を有し、
前記導電性表面領域は前記磁石と実質的に平行に延びる細長い導電路を含み、
前記取り付け支持構造、前記一次磁気構造の前記少なくとも三つの磁石、及び前記ダイアフラムは、調整された配置を有し、所定の離間関係で協働的に形成されており且つ位置決めされており、（ｉ）前記取り付け支持構造は、静的形体のダイアフラムを、長い使用期間中に亘り、前記ダイアフラムを駆動して音響出力を発生する極めて高いエネルギ力に応じてダイナミック状態が発生するにも拘わらず、安定した状態のままの所定張力で安定させ、（ｉｉ）少なくとも三つの磁石間で相互作用する前記高エネルギ磁力が前記ダイアフラムの所定の張力に干渉せず、
前記薄膜ダイアフラムの前記一次磁気構造とは反対側の表面と隣接して位置決めされており且つ前記ダイアフラムから所定距離離間された少なくとも一つの二次磁気構造を有し、
前記二次磁気構造は、それに属する磁石の全エネルギが前記一次磁気構造のそれより低くまた、前記二次磁気構造は前記一次磁気構造よりも磁石の個数が少なく、
前記平面型磁気トランスジューサーは、高性能非平衡平面型磁気トランスジューサーとして作動できる、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の６０％より少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項３】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の４０％より少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項４】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の２０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項５】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記平面型磁気トランスジューサー上で側部と側部とを向き合わせた関係で中央に置かれた一列の磁石を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項６】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は前記トランスジューサーの後側であり、前記二次磁気構造は、聴取位置に向かって配向されるように最適化された前記トランスジューサーの前側である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項７】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、５つの隣接した磁石列を有し、前記二次磁気構造は３つの隣接した磁石列を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項８】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、５つの隣接した磁石列を有し、前記二次磁気構造は１つの中央磁石列を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項９】
請求項１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は高エネルギネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１０】
請求項６に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は高エネルギネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１１】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
第１表面側及び第２表面側を持ち、入力された電気信号を対応する音響出力に変換するための所定の導電性表面領域を含む所定の作用領域を備えた少なくとも一つの振動可能な薄膜ダイアフラム、
互いに隣接して実質的に平行に配置された少なくとも三つの細長い磁石を含み、前記磁石のうちの少なくとも一つが高エネルギ磁石であり、これらの各々が２５ｍＧＯ以上のエネルギを発生する、一次磁気構造、及び
前記ダイアフラムを捕捉してこれを所定の張力状態に保持し、前記ダイアフラムの一方の表面側を隣接した前記一次磁気構造から所定距離に離間するため、前記一次磁気構造及び前記ダイアフラムに連結され、取り付け支持構造を有し、
前記導電性表面領域は前記磁石と実質的に平行に延びる細長い導電路を含み、
前記少なくとも三つの隣接した磁石のうちの任意の磁石が、隣接した磁石に対して逆の極性の配向で配向されており、
前記一次磁気構造は、側部と側部とを向き合わせた少なくとも３つの隣接した磁石列を有し、これらの３つの磁石列のうちの外側の少なくとも二つの磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度は、中央磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度よりも低く、
前記平面型磁気トランスジューサーは、高性能非平衡平面型磁気トランスジューサーとして作動する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１２】
請求項１１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、少なくとも５つの隣接した磁石列を有し、これらの５つの磁石列のうちの外側の少なくとも二つの磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度は、中央磁石列がダイアフラムの導電性表面領域を通して提供する磁界強度よりも低い、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１３】
請求項１１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記一次磁気構造は、エネルギ定格が少なくとも３４ｍＧＯのネオジム磁石を含む、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１４】
請求項１１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記ダイアフラムは中央領域及びこの中央領域から所定距離離れた遠位領域を有し、
前記一次磁気構造は、中央領域磁石及びこの中央領域磁石から間隔が隔てられた隣接した遠位磁石を有し、
前記一次磁気構造の磁石から前記ダイアフラムの所定の間隔が隔てられた関係は、少なくとも一つの中央磁石上のダイアフラムの中央領域で、少なくとも一つの遠位磁石上の前記柄に領域よりも大きい、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１５】
請求項１１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記薄膜ダイアフラムの前記一次磁気構造とは反対側の表面と隣接して位置決めされており且つ前記ダイアフラムから所定距離離間された少なくとも一つの二次磁気構造を有し、
前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造よりも磁石の個数が少ない、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１６】
請求項１５に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の６０％より小さい、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１７】
請求項１５に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の約４０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１８】
請求項１５に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記一次磁気構造の磁石の２０％以下である、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項１９】
請求項１５に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、前記二次磁気構造は、前記平面型磁気トランスジューサー上で側部と側部とを向き合わせた関係で中央に置かれた一列の磁石を有する、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２０】
請求項１１に記載の平面型磁気トランスジューサーにおいて、
前記ダイアフラムは中央領域及びこの中央領域から所定距離離れた遠位領域を有し、
前記一次磁気構造は、中央領域磁石及びこの中央領域磁石から間隔が隔てられた隣接した遠位磁石を有し、
前記ダイアフラム、及び前記一次磁気構造の前記磁石からの所定の間隔が隔てられた関係は、前記間隔が隔てられた関係が少なくとも一つの中央磁石上で前記ダイアフラムの中央領域で、少なくとも一つの遠位磁石上の遠位ダイアフラム領域よりも大きいように間隔が隔てられている、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２１】
平面型磁気トランスジューサーにおいて、
振動可能であり、音響信号を音響出力に変換するために磁界と相互作用できる導電性領域が取り付けられたダイアフラム、
所望の磁界を提供するため、前記ダイアフラムの一方の側部と近接して位置決めされた一次磁気構造、及び
前記ダイアフラムの反対側に前記ダイアフラムの音響出力を高めるように位置決めされた少なくとも一つの、かつ一次磁気構造を構成する磁石よりも少数の二次磁石を含む二次磁気構造を有し、
前記二次磁気構造の全エネルギが前記一次磁気構造のそれより低い、平面型磁気トランスジューサー。
【請求項２２】
請求項２１に記載のトランスジューサーにおいて、前記二次磁石と隣接して位置決めされ、前記トランスジューサーの音響出力を更に高めるように作動できる少なくとも一つの仮想磁気構造を更に含む、トランスジューサー。
【国際調査報告】
2004531919.tif 000119
2004531919.tif 000120