(57)【要約】オーディオ音質改善装置であり、これまでには真空管オーディオシステムでしか得ることのできなかった透き通った音質を固体デバイスを用いて提供する。本発明は、オーディオ信号経路に存在する少なくとも１つの固体コンポーネントと、固体コンポーネントを加熱するように配置された少なくとも１つの熱源とを備える。本発明は、サウンド生成に関係する半導体コンポーネントの温度を上昇させることによって、固体オーディオシステムの音質を向上させる。オーディオシステムの半導体コンポーネントを標準的な動作温度以上に意図的に加熱することによって、本発明は、通常では真空管サウンドシステムからしか得られない音質レベルを提供する。
2004531112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号経路に存在する少なくとも１つの固体コンポーネントと、
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するように配置された少なくとも１つの熱源と、
を備えたオーディオ音質改善装置。
【請求項２】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも６０℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項３】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも約８０℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項４】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、約８０℃から約１００℃までの範囲にある接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項５】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも１００℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項６】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも１２５℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項７】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも１５０℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項８】
前記オーディオ信号経路に存在する前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、少なくとも１７５℃の接合部温度にまで加熱される請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、回路基板上に実装され、前記少なくとも１つの熱源が、前記回路基板に結合された請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの熱源が、前記回路基板の近傍に存在し、かつ、前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するように配置された請求項９に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項１１】
前記熱源が、前記回路基板上に実装され、かつ、前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するように配置された請求項９に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントが、
（ａ）差動増幅器と、
（ｂ）出力ドライバと、
（ｃ）出力デバイスと、
を構成する請求項１に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項１３】
前記差動増幅器、前記出力ドライバ、及び、前記出力デバイスが、それらが前記少なくとも１つの熱源の近傍に存在するように、前記回路基板上に選択的に配置された請求項１２に記載のオーディオ音質改善装置。
【請求項１４】
オーディオサウンドを生成するための方法であって、
（ａ）そこに少なくとも１つの固体コンポーネントを有するオーディオ回路を提供するステップと、
（ｂ）前記少なくとも１つの固体コンポーネントを少なくとも６０℃にまで加熱するステップ
を備えた方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するステップが、少なくとも８０℃にまで加熱する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するステップが、少なくとも１００℃にまで加熱する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するステップが、少なくとも１２５℃にまで加熱する請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するステップが、少なくとも１５０℃にまで加熱する請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントを加熱するステップが、少なくとも１７５℃にまで加熱する請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントの温度を監視するステップをさらに備えた請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの固体コンポーネントの前記温度が、６０℃以下に下がったとき、前記固体コンポーネントを加熱するのを調節するステップをさらに備えた請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般的には、サウンドを再生及び／または録音するための装置、組立品、及び、システムに関し、より詳細には、サウンドを再生するときに、１以上の固体コンポーネントを高温に維持することによって、改善された音質を提供するオーディオサウンド装置に関する。
【０００２】
背景技術
１９６０年代中頃よりも前には、真空管が、オーディオ増幅に使用されてきた技術であった。様々な真空管が、ラジオ、テレビ、レーダー、無線電源、オーディオ、及び、特殊用途のために開発された。数十年にわたって開発され、限られた真空管だけが選択されることによって、オーディオ増幅のためのいくつかの標準的な設計が、発展してきた。電力増幅器は、典型的には、電圧信号を増幅するための前置増幅段と、電力増幅を提供するための出力段とから構成された。回路中にフィードバックまたはトランスが存在しない真空管増幅器の出力インピーダンスは、真空管技術の特性によって、数十から数百オームに制限される。通常、この出力インピーダンスを下げ、ラウドスピーカーのような低インピーダンス負荷への良好な電力伝送を提供するために、出力トランスが、使用される。
【０００３】
半導体（トランジスタ）革命は、既存の真空管システムを制して、電力増幅器業界に直接の利益をもたらした。半導体システムは、小さく、信頼性があり、そして、それらは、真空管よりもはるかに少ない熱しか消費しない。さらにまた、トランジスタは、オーディオ出力トランスの必要性を除去する小さな固有インピーダンスを備えた低電圧デバイスであり得る。このことは、潜在的コストを大幅に減少させ、トランスのひずみ作用及び帯域幅制限を除去する。かつて真空管に頼っていたシステム及び装置のほとんどは、半導体に切り換えられ、主に高級オーディオの分野において、いくつかの種類の真空管が、製造され、かつ、普段に使用されているだけである。
【０００４】
３５年間のトランジスタ技術及び外見上容易に思える増幅器設計作業にもかかわらず、この業界においては標準化がなされていない。オーディオの専門家は、人間の耳がきわめて敏感に感じ取ることのできる固有ひずみをすべてのオーディオ装置が有することを認識するようになった。全高調波ひずみ（ＴＨＤ）及び周波数応答の一般的な測定は、増幅器をお互いに比較するには不十分なものであることがわかっている。
【０００５】
真空管システムは、非効率的であり、熱を発生させ、信頼性がなく、寸法がかさばり、また、高いインピーダンスを有するというはっきりとした欠点を有するが、高級オーディオ業界においては、依然として、大きな存在感がある。多くのリスナーは、真空管増幅器が半導体システムよりも「透き通って」いることがわかっており、これは、真空管システムが、音楽信号の元々の特性を変化させる半導体ひずみがより少ない傾向にある種類のものであることを意味する。真空管増幅器が生き残ることは、一般的な工学測定方法の論理を今日まで拒んでいる。
【０００６】
過去２０年間、高級オーディオ装置の設計者は、真空管増幅器のようなサウンドを出す半導体（トランジスタ）増幅器を得ることに専念してきた。これらの努力は、一般には、より古い多くの真空管増幅器において知られている測定可能なひずみ特性に重点がおかれてきた。人間の耳は、偶数次高調波が音楽特性に固有のものであることを聞き取ることができ、いくつかの人気のある真空管増幅器は、これらの高調波に富むものである。これらの努力にもかかわらず、現在の市場で見られる多種多様な設計及びシステムからわかるように、また、真空管を用いた製品が生き残っていることからわかるように、設計者は、真空管増幅器によって生成されるサウンドと同じ品質を再現することにはいまだにだれも成功していない。高級オーディオ音楽市場は、最良の設計として、ある種のトランジスタ回路にいまだに移行していない。
【０００７】
オーディオ業界の研究の焦点は、主に回路に向けられてきた。現在、高級な固体増幅器のほとんどの製造業者は、耳を傾けて注意深く聴く前に、彼らの装置を「予熱」すべきであることを推奨しているが、音質が、固体コンポーネントを加熱することに直接に関係することをどのメーカーも実際に実証しておらず、あるいは、はっきりと理解すらしていない。オーディオシステムを「予熱」することを推奨することは、動作させるために「予熱」しなければならなかった典型的な真空管システムに起源があるのかもしれない。ほとんどの製造業者は、オーディオ機器の安全性及び信頼性のために、外部容器を低い温度に維持しなければならず、また、半導体を６０℃以下に維持するように努力しなければならない。
【０００８】
近年、Ａ級増幅器が、それらの高い音質のために、普及してきた。Ａ級増幅器は、高出力デバイス電流用として設計され、そのデバイスは、常に導通しているので、線形性を改善する。測定される線形性を増大させることに加えて、Ａ級増幅器は、また、上述した目的のための大きな電流ではないが、出力デバイスの温度を上昇させる。Ａ級増幅器の場合のように、バイアス電流が高くなればなるほど、サウンドが益々良くなるということで意見が一致しているが、これは、回路が、より線形になるからである。この線形性を増大させるために、電流が、出力段において増大するので、出力デバイスを低い温度に維持するために、大きなヒートシンクを用いてあらゆる努力がなされる。これらの改善にもかかわらず、それらのＡ級増幅器は、固体オーディオシステムが真空管システムで知られているのと同じ「透明度」を得るのを可能にはしていない。そのようなＡ級増幅器は、この目的を実現することができない。なぜなら、それらのＡ級増幅器は、出力デバイスの温度を十分に上昇させないからであり、また、前置増幅器段に見られるような、増幅器におけるその他の半導体デバイスの温度を上昇させることを試みていないからである。
【０００９】
市販の最良の増幅器の中には、受動的な熱管理機能を有するものもある。それらの増幅器は、上昇した温度を維持するきわめて大きなパッケージ内に提供される。その増幅器は、典型的には、外部ヒートシンクの温度を高々６０℃に、また、接合部の温度を高々７０℃程度にしか維持しない。外部ヒートシンクの温度は、安全のために低い温度に維持されなければならない。
【００１０】
いくつかの増幅器は、出力デバイスの温度を定めるための熱監視装置または熱制御装置を含む。これらの温度監視装置は、コンポーネントが過熱しないようにするために使用され、したがって、システムの信頼性に貢献するものと考えられる。その他の熱制御装置は、変化する温度によって引き起こされるバイアス電流の変動を補償するように設計され、信号利得を比較的に一定に維持する。
【００１１】
オーディオ業界における現在の動向は、電力デバイスの温度を制限しようとするものである。外部ヒートシンクは、製品に触れても安全であるように、約６５℃かまたはそれ以下に制限される。この温度にできるだけ近い温度に出力デバイスを維持するために、小さい熱インピーダンスが、維持される。増幅器の容器内部においては、高い熱によって劣化するコンデンサのようなコンポーネントの寿命を長くするために、温度は、比較的に低い温度に維持される。現在、オーディオの分野においては、熱特性からの音質改善に直接に取り組んでいる者はいない。
【００１２】
このように、信頼性を維持しながら、真空管システムだけにおいて以前から知られている透き通った音質を得ることのできるオーディオシステムが、要求されている。本発明は、その他の要求とともに、この要求を満足させるものであり、一般的には、背景分野における欠点を克服するものである。
【００１３】
発明の開示
本発明は、オーディオ音質改善装置であり、この装置は、これまでには真空管オーディオシステムでしか得ることのできなかった透き通った音質を固体デバイスを用いて提供する。もっとも一般的には、本発明は、オーディオ信号経路に存在する少なくとも１つの固体コンポーネントと、１つかまたは複数の固体コンポーネントを加熱するように配置された少なくとも１つの熱源とを備える。本発明は、サウンド生成に関係する半導体コンポーネントの温度を上昇させることによって、固体オーディオシステムの音質を向上させる。オーディオシステムの半導体コンポーネントを標準的な動作温度以上に意図的に加熱することによって、本発明は、通常では真空管サウンドシステムからしか得られない音質レベルを提供する。本発明は、新しい種類の固体半導体オーディオ生成録音コンポーネントを提供し、オーディオ経路に存在するすべてのデバイスは、かなり高い温度にまで意図的に加熱され、そして、安全な外部温度を維持し、温度が上昇することに敏感なその他のコンポーネントの信頼性を十分に維持する。
【００１４】
本発明は、さらに、固体半導体から構成されるオーディオデバイスを開示し、オーディオ増幅経路に存在するすべての半導体は、少なくとも６０℃の接合部温度にまで能動的に加熱され、より好ましくは、８０℃にまで加熱され、さらに好ましくは、１００℃以上にまで加熱される。最大温度は、実質的に１００℃以上であってもよい。実際には、少なくとも１２５℃、少なくとも１５０℃、及び、少なくとも１７５℃の温度が、本発明によって試みられる。加熱される半導体デバイスは、高出力増幅デバイスに加えて、小信号デバイスを含む。好ましい温度範囲以下での動作は、音質の低下をもたらす。
【００１５】
熱源は、固体コンポーネントにきわめて接近して配置された伝導型熱源（または、放射型熱源）のような１つかまたはそれ以上の熱素子を備えてもよい。この熱源は、オーディオ回路基板の近くに配置されてもよく、あるいは、基板の一体部分であってもよい。差動増幅器に加えて、出力デバイスも業界標準よりもかなり高い８０℃以上で動作するのを可能にすべきである。また、本発明は、可能な限りもっとも良好な特性を達成するために、同様に、すべての低電力前置増幅器デバイスを８０℃以上で動作させるべきであることを実証するものである。本発明は、温度を１００℃以上に上昇させることが音質をさらに改善することを実験によって実証している。
【００１６】
本発明の目的は、オーディオ回路基板全体を加熱することによって回路基板に含まれる半導体コンポーネントを加熱することによって、オーディオデバイスの音質を向上させることである。高い温度に耐えることのできないコンポーネントの信頼性を維持するために、伝導型熱源によってオーディオ半導体コンポーネントだけを特定的に加熱することは好ましいことである。熱源は、音質を向上させるために加熱されるべき特定の固体コンポーネントに近接して、回路基板上に実装されてもよく、あるいは、外部に配置されてもよい。
【００１７】
本発明のもう１つの目的は、加熱段階を実行するために回路素子にきわめて近接して配置された熱源を用いて半導体回路を加熱することによって、サウンドを改善する方法を提供することである。
【００１８】
本発明のもう１つの目的は、オーディオデバイスに十分な電力を供給し、それによって、オーディオデバイスがそれ自身を加熱することによって、サウンドを改善する方法を提供することである。出力電力デバイスは、これに適したものである。当然ながら、それらの出力電力デバイスは、熱を生成し、かつ、熱を良好に管理する熱的に大きな効率を有するパッケージである。電流技術の改善は、ヒートシンクまでの熱インピーダンスを増加させ、デバイス自身が同じ熱放散でもってきわめて熱くなるのを可能にし、そして、同じ外部温度を維持することである。
【００１９】
本発明のもう１つの目的は、加熱素子またはその他の半導体からなる熱源を使用し、あるいは、回路にそれ自身を加熱させ、しかも、熱伝達フィードバック機構を介してそれを制御することによって、サウンドを改善する方法を提供することである。
【００２０】
本発明のもう１つの目的は、半導体コンポーネント温度を所望の範囲に制御するための少なくとも１つの熱伝達デバイスに結合された熱源として内部バイアス電流及び内部バイアス電圧を利用してオーディオ経路に存在する半導体素子を加熱することによって、サウンドを改善する方法を提供することである。
【００２１】
本発明の別の実施形態は、半導体パッケージ内のオーディオ信号を伝達しない少なくとも１つの補助的な素子を熱源として使用して、オーディオ経路に存在する半導体素子を加熱する方法である。この補助的な素子は、半導体コンポーネント温度を所望の範囲に制御するための少なくとも１つの熱伝達デバイスに結合される。
【００２２】
本発明のもう１つの目的は、温度を所望の範囲に制御するための熱伝達デバイスに結合された抵抗のような外部加熱素子を使用することによって、オーディオデバイスの音質を向上させることである。
【００２３】
本発明のもう１つの目的は、オーディオ信号経路に存在する半導体コンポーネントを分離し、それらの半導体コンポーネントを熱的に管理できるように分離した回路基板上に実装することによって、オーディオデバイスの音質を向上させることである。
【００２４】
以下の説明から本発明のさらなる目的及び利点を理解することができる。以下の詳細な説明は、本発明の好ましい実施形態を十分に開示するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【００２５】
ただ単に例として示される図面を参照して本発明をより完全に理解することができる。
【００２６】
好ましい実施の形態の詳細な説明
図面をより詳細に参照して、図１から図６に概略的に示される装置及び方法において、本発明が、説明のために例示される。装置は、ここに開示される基本概念から逸脱することなく、構成に応じて、及び、部品の細部に応じて、変化してもよく、また、方法は、細部に応じて、及び、イベントの順序に応じて、変化してもよいことがわかる。本発明が、簡単かつ代表的なオーディオ回路を用いて、概略的に開示される。しかしながら、当業者には、本発明は、高い音質であれば都合のよい様々な装置及び様々な回路構成に適用されてもよいことが容易に理解できる。
【００２７】
ここで、図１を参照すると、本発明による現時点における１つの好ましいオーディオ改善装置１０が、概略的に示される。装置１０は、一般的には、２つの入力１２及び１４、入力１２及び１４に作用的に結合された差動入力または増幅器コンポーネント１６、差動増幅器１６に作用的に結合された位相スプリッタまたは出力ドライバコンポーネント１８、及び、出力ドライバコンポーネント１８に作用的に結合された「プッシュ／プル」出力デバイスコンポーネント２０を含む。スピーカーまたはサウンド出力デバイスのような１つかまたはそれ以上の負荷デバイス２２が、出力デバイスコンポーネント２０に作用的に結合される。コンポーネント１６、１８、２０は、一般的には、装置１０のオーディオ信号経路を定義する。
【００２８】
装置１０は、簡単なデュアルチャンネルオーディオ回路として、概略的に示される。差動増幅器コンポーネント１６は、２つのトランジスタ２４及び２６と、これに関連する電流源２８とを含む。出力ドライバコンポーネント１８は、２つのトランジスタ３０及び３２と、それに関連するバイアス電圧源３４とを含む。同様に、出力デバイスコンポーネント２０は、２つのトランジスタ３６及び３８を含む。また、装置１０は、負荷２２を接続するように構成される。
【００２９】
コンポーネント１６、１８、２０は、一般的には、個々にパッケージされ、かつ、一般的な方法によって、回路基板（図示しない）に実装されたそれぞれの固体デバイスとして実現される。トランジスタ２４〜３８は、ＣＭＯＳ、ＮＭＯＳ、または、バイポーラデバイスから構成されてもよい。
【００３０】
装置１０は、動作中に、装置１０の選択されたコンポーネントまたはコンポーネント部分を周囲温度以上に加熱することによって、改善された音質を提供する。これに関しては、１つかまたはそれ以上の発熱体が、本発明に含まれ、それらの発熱体は、差動増幅器コンポーネント１６については発熱体３９、出力ドライバコンポーネント１８については発熱体４０、出力デバイスコンポーネント２０については発熱体４２として示される。発熱体３９、４０、４２は、様々な一般的な伝導型発熱体から構成されてもよく、また、固体コンポーネント１６、１８、２０の一体部分であってもよく、あるいは、それらの外部に存在してもよい。
【００３１】
発熱体３９、４０、４２は、好ましくは、固体コンポーネント１６、１８、２０の半導体部分または半導体素子を選択的に加熱するように、配置され及び／または構成される。したがって、発熱体３９は、トランジスタ２４及び２６と電流源２８とを含む差動増幅器コンポーネント１６の選択された部分または領域４４を加熱するように配置される。発熱体４０は、トランジスタ３０、３２、３４を含む出力ドライバコンポーネント１８の選択された部分または領域４６を加熱するように配置され（固体コンポーネントがそこに含まれていれば）、そして、発熱体４２は、トランジスタ３６及び３８を含む出力デバイスコンポーネント２０の部分または領域４８を選択的に加熱するように配置される。同様に、固体コンポーネント１６、１８、２０の別の部分も加熱されてもよいが、音質の改善は、主として、図示されるような領域４４、４６、４８を加熱することによって達成されると考えられる。
【００３２】
好ましい実施形態においては、固体コンポーネント１６、１８、２０の領域４４、４６、４８は、サウンドの生成及び再生中には、少なくとも６０℃の温度にまで加熱され、かつ、その温度において動作する。より好ましくは、領域４４、４６、４８は、８０℃以上に加熱される。もっとも好ましくは、領域４４、４６、４８は、１００℃以上に加熱され、かつ、約１００℃の温度と、装置１０または装置１０の個々のコンポーネントの熱損傷しきい値に関連する温度との間にある温度範囲に維持される。好ましい温度範囲以下またはしきい値以下での動作は、音質の低下をもたらす。同様に、固体コンポーネント１６、１８、２０の別の部分も加熱されてよく、かつ、音質を改善するために、装置１０の全体が、加熱されてもよいことに注意すべきである。しかしながら、安全性及び／または信頼性の理由から、より好ましくは、選択された部分４４、４６、４８だけが、加熱される。
【００３３】
装置１０は、本発明によるオーディオサウンド改善装置の実現可能なほんの一実施形態を示すにすぎず、この分野に精通する者は、本発明とともに使用することのできるその他の様々なオーディオ回路構成を考え出すことができる。したがって、装置１０の特定の回路構成は、単なる例であり、本発明を限定するものではないことを認識すべきである。一般的には、オーディオ回路の差動入力段の増幅デバイスは、意図的に周囲温度以上に加熱されると、改善された音質を提供する。また、電流源は、その電流源を形成するのに使用される回路構成に依存して、そこに加えられた熱から利益を得ることもできる。また、オーディオ回路出力ドライバを加熱することは、オーディオ回路によって提供される全体的な音質を改善する。オーディオ回路のバイアス電圧源の半導体素子を加熱することは、使用される回路構成に依存して、音質に利益を与えることができる。さらに、音質改善のために、オーディオ回路出力デバイスも加熱されるべきである。
【００３４】
装置１０は、それぞれが個々の固体コンポーネント１６、１８、２０に含まれる３つの個別発熱体３９、４０、４２を有するものとして示される。本発明の別の実施形態においては、固体コンポーネント１６、１８、２０は、１つの発熱体がすべての固体コンポーネントを十分に加熱するように、回路基板上に適切に配置されてもよい。本発明のさらに別の実施形態においては、回路基板上に様々な固体デバイスを熱的に適切に配置することによって、それらの固体デバイスがそれら自身を十分に自己加熱するのを可能にしてもよい。これらの実施形態においては、オーディオ回路コンポーネント自身が、本発明による熱源として作用する。一般的な増幅器設計は、接合部からヒートシンクまでの小さい熱インピーダンスのために、固体コンポーネントを十分に加熱することを達成しておらず、そのヒートシンクは、安全性及び／または信頼性の理由から、典型的には、６５℃かまたはそれ以下に維持される。出力デバイスの接合部温度を上昇させる１つの方法は、断熱材によって、ヒートシンクまでの熱インピーダンスを増加させ、あるいは、一定温度を維持するための補助的発熱体を使用し、あるいは、この両方のアプローチを組み合わせることである。
【００３５】
図２を参照すると、オーディオ回路基板５０の概略側面図が示されており、本発明による１つの好ましい加熱構造を説明する。回路基板５０は、符号５２として１つにまとめて示される複数の発熱半導体素子またはコンポーネントを含む。また、回路基板５０は、加熱に関係のない複数の回路コンポーネントを含み、それらの回路コンポーネントは、符号５４として１つにまとめて示される。半導体素子５２は、図１に示されるコンポーネント１６、１８、２０の半導体部分にほぼ対応する。
【００３６】
図２は、回路基板５０上に実装された半導体コンポーネント５２の、この業界における通常の動作温度で発生するような熱分布５６（実線）を示す。熱分布５８（破線）は、本発明による意図的にコンポーネント５２を加熱することによって発生する半導体素子５２の熱分布を示す。音質改善（ＳＱＥ）は、少なくとも１つの熱源（図示しない）によって、発熱半導体コンポーネント５２の温度を意図的に上昇させたときに達成される。１つかまたは複数の加熱素子が、半導体コンポーネントに近接して基板５０上に実装されてもよい。
【００３７】
次に、図３を参照すると、本発明によって提供される温度に対する相対的な音質改善度のグラフが示される。何人かのオーディオファンが、本発明によって加熱されるオーディオシステムにおけるオーディオ半導体コンポーネントの変化する温度において認められた音質改善度を評価した。オーディオファンの投票意見によれば、５５℃の温度以下では、音質の変化はほとんど検出されなかった。５５℃から７５℃までの温度範囲においては、音質がわずかに向上することがわかった。７５℃以上においては、とりわけ、８０℃以上においては、音質は、１００℃までさらに向上した。１００℃の近傍で達成されるサウンドの改善は、真空管システムによって発生する透き通ったサウンドに近いものであると思われた。さらなる実験は、１００℃以上の温度が、さらに良好な音質改善をもたらすことを示した（データは図示しない）。上述したように、少なくとも１２５℃、１５０℃、及び、１７５℃の温度は、本発明の範囲に存在する。そのような加熱に対する特定のトランジスタの限定要因は、そのトランジスタの加熱損傷しきい値である。これがなければ、そのしきい値まで加熱することが検討され、また、その回路を問題にするならば、それが、望ましいことかもしれないことは明らかである。最近のある種の固体コンポーネントのそのような加熱損傷しきい値は、１２５℃、１５０℃、及び、１７５℃以上であることに注意すべきである。しかしながら、そのようなしきい値は、上昇し続け、そのような上昇は、現在は利用できないかもしれないが、やはり本発明の範囲に存在すると考えられる。現在、本発明によって提供されるサウンド改善効果の温度上限は、特定されてはいないが、上限は、オーディオサウンド改善装置を構成するコンポーネントの材料限界によって決まることがわかっている。
【００３８】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本発明による回路素子及び発熱体の異なる配置が、示される。図４Ａにおいては、オーディオ回路基板６０は、複数の半導体コンポーネントＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、複数の容量性素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、複数の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを含み、それらは、一般的な実装技術によって、基板６０上に配置される。本発明による半導体素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を効率的に加熱するために、複数の発熱体６２、６４、６６が、基板６０に関連して配置され、それによって、サウンドを生成する間、半導体素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、少なくとも６０℃の動作温度に維持され、より好ましくは、８０℃以上に維持され、もっとも好ましくは、１００℃以上に維持される。このように、音質を改善する本発明によって、一般的な構成を有するオーディオデバイスを加熱することができる。発熱体６２、６４、６６は、所望の加熱を提供するように、基板６０上の選択された位置に実装されてもよく、あるいは、基板６０の外部に、かつ、所望の加熱を提供するように、適切に配置されてもよい。図４Ａの配置によれば、一般的には、基板６０のほどんどの部分またはすべての部分が均一に加熱される。この均一な加熱は、半導体素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が十分に加熱されることを保証する。
【００３９】
図４Ｂにおいて、オーディオ回路基板６８が、さらに示され、複数の半導体コンポーネントＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、複数の容量性素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、複数の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを有する。基板６８上には、半導体素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が、基板６８の１つの隅すなわち領域７０の近くに選択的に配置され、その結果として、熱源７２、７４、７６によって、本発明による半導体素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の効率的な加熱をより簡単にかつより効率的に達成することができる。また、図４Ｂの配置は、図示されるものよりも少ない熱源の使用を可能にし、あるいは、ただ１つの熱源の使用さえも可能にすることができる。この場合もまた、熱源７２、７４、７６は、基板６８上に実装されてもよく、あるいは、基板６８の外部に実装されてもよい。さらに、この配置においては、半導体コンポーネントを同じ場所に配置することによって得られる集合的熱伝達のために、より少ない外部加熱しか必要としない。
【００４０】
ここで、図５を参照すると、本発明による音質を改善するための好ましい１つの方法が、示される。イベント１００において、固体オーディオ回路が、提供される。固体オーディオ回路は、一般的には、上述したように加熱されると音質を改善する１つかまたはそれ以上の固体コンポーネントまたは半導体素子を含む。オーディオ回路は、例えば、図１に示される装置１０を備えてもよい。
【００４１】
イベント１１０において、固体オーディオ回路の半導体コンポーネントを加熱するのを可能にするために、熱源が、提供される。熱源は、例えば、図１に示される装置１０の熱源３９、４０、４２を備えてもよい。熱源は、上述したように、オーディオ回路の半導体素子または半導体コンポーネントを効率的に加熱するように配置される。
【００４２】
イベント１２０において、オーディオ回路の半導体回路コンポーネントは、６０℃以上に加熱される。上述したように、半導体コンポーネントは、より好ましくは、８０℃以上に加熱され、もっとも好ましくは、１００℃以上に加熱される。これは、熱源から半導体コンポーネントへの熱伝導によって達成される。
【００４３】
イベント１３０において、半導体コンポーネントの温度は、６０℃かまたはそれ以上に維持され、より好ましくは、８０℃以上に維持され、もっとも好ましくは、１００℃以上に維持される。これも、やはり、熱源から半導体コンポーネントへの熱伝導によって達成される。
【００４４】
ここで、図６を参照すると、本発明による音質を改善するための別の方法が、示される。イベント１４０において、固体オーディオ回路が、上述したように提供される。イベント１５０において、固体オーディオ回路の半導体コンポーネントを加熱するのを可能にするために、熱源が、やはり上述したように提供される。
【００４５】
イベント１６０において、半導体コンポーネントの温度が、半導体コンポーネントへ提供される熱の量を制御することによって調節される。このイベントは、一般的には、１つかまたは複数の発熱体への電力を選択的に変化させて半導体素子へ提供される伝導熱の量を制御することによって実行される。
【００４６】
イベント１７０において、半導体コンポーネントの温度が、半導体コンポーネントに関連して配置された１つかまたはそれ以上のセンサーまたは感熱素子によって監視または検出される。このことに関しては、装置１０は、例えば、領域４４、４６、４８内にある半導体素子の温度を監視するために領域４４、４６、４８の近くに配置された複数の感熱素子を含んでもよい。一般的な様々な熱感知デバイスが、このイベントで使用されてもよい。
【００４７】
イベント１８０において、イベント１７０での感知に関連した簡単な論理によって、イベント１７０で検出された半導体コンポーネントの温度が最適なものかどうかについて、質問がなされる。上述したように、最適温度は、一般的には、少なくとも６０℃であり、より好ましくは、少なくとも８０℃であり、もっとも好ましくは、１００℃以上である。イベント１７０で検出された半導体コンポーネントの温度が、最適なものでなければ、イベント１６０が、反復される。温度が、最適なものであれば、イベント１９０が、実行される。
【００４８】
イベント１９０において、イベント１８０において最適なものである判定された半導体コンポーネントの温度は、その最適な温度に維持される。イベント１７０は、一般的には、イベント１９０と同時に実行され、温度を維持している間に、最適なものでない温度が、検出されると、半導体コンポーネントへ提供される熱を調節するために、イベント１６０が、再度、実行される。
【００４９】
本発明は、オーディオ半導体デバイスの温度を上昇させることによって優れた音質を得ることができることを実証するものである。熱は、固体オーディオシステムから「透き通った」サウンドを生成する際の大きな要因であり、また、オーディオ業界がこれまでに実現することのできなかったサウンド生成の新しい独特な側面でもある。本発明による半導体デバイスを能動的に加熱することは、小型化しかつコストを削減しようとする業界の一般的な動向にいくぶん逆行するものであるが、熱設計を入念に考慮すれば、それらの目標を達成することは可能である。
【００５０】
本発明は、録音に関連するオーディオ装置だけでなく、あらゆるオーディオ生成装置またはオーディオ再生装置にも適用することができる。そのような装置は、限定はしないが、電力増幅器、前置増幅器、ラインステージ、テーププレーヤ及びテープレコーダ、ＣＤ及びＤＶＤプレーヤ及びＣＤ及びＤＶＤレコーダ、ＴＶオーディオ前置増幅器及びＴＶオーディオ電力増幅器、ＶＣＲオーディオ前置増幅器及びＶＣＲオーディオ電力増幅器を含む。
【００５１】
このように、本発明は、オーディオ装置の音質を大きく改善することがわかる。上記の説明は、多くの特徴を含むが、それらの特徴は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、現時点における本発明の好ましい実施形態をただ単に説明するものと解釈されるべきである。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及び法的にそれらと等価なものによって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明によって加熱される選択された回路素子を示す簡略化したオーディオ回路の概略図である。
【図２】
図２は回路基板上の固体コンポーネントの相対的な熱分布（従来技術での熱分布に対する本発明での熱分布）を示すオーディオ回路基板の概略側面図である。
【図３】
図３は固体コンポーネント温度に対する相対的な音質改善度のグラフである。
【図４】
図４ａ及び図４ｂは本発明によるオーディオ回路基板上に回路素子を配置して素子を加熱する２つの異なる方法を示すブロック図である。
【図５】
図５は本発明によるオーディオサウンド改善方法を示すフローチャートである。
【図６】
図６は本発明による別のオーディオサウンド改善方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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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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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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