JP2005519549A

JP2005519549A - 整形された音場をもつスピーカ

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Publication number: JP2005519549A
Application number: JP2003573900A
Authority: JP
Inventors: シーウェルカー，アンドリュー; チリンガイリアン，ジョン
Original assignee: オーディオプロダクツインターナショナルコーポレイション
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2005-06-30
Also published as: CN1647579A; CN1647579B; EP1481570A1; TWI247550B; ATE476064T1; EP1481570B1; US6996243B2; AU2003208210A1; KR20050010759A; RU2325789C2; RU2004129583A; DE60333548D1; CA2477928C; NZ535385A; WO2003075606A1; AU2003208210B2; US20030179899A1; TW200304335A; BR0308100A; CA2477928A1

Abstract

スピーカ及び方法は、音波をつくるための運動の方向に平行に可動であるスピーカのドライバを備える。ドライバからの音波を反射するために、反射体がドライバの振動板に直面して取り付けられる。運動方向は水平面またはスピーカを支持する外部支持面に対してゼロではない鋭角をなす。

Description

本発明はオーディオスピーカに関する。

音を全方向に送り出す、全方向スピーカは既知である。一般に、そのようなスピーカは、それに沿って少なくとも１つのドライバが取り付けられる軸を有し、ドライバはドライバコーンが軸方向に動くように取り付けられる。一般に、軸方向はスピーカが用いられるエリアの床または地面に垂直である。ドライバは、床または地面を背にして上方に、あるいは床または地面に向かって下方に、伝搬する音波を発生する。スピーカを背にして全方向に等しい強度で伝搬する反射波をつくるために音波を反射するための音波反射体が、ドライバと同軸に配置される。そのような全方向スピーカは、スピーカの周りの任意の方向に位置している人間がスピーカでつくられる広帯域の音を聞くことを可能とする、広い音場を提供することが望ましい。

いわゆるホームシアターシステムを含む、最近のサウンドシステムには、リスニングルーム内の様々な場所に配置される５つまたはそれより多くのスピーカが組み入れられていることが多い。スピーカは、リスニングエリアにおいてバランスの取れた音場を提供するように構成され、配置されることが好ましい。比較的平坦な周波数応答が得られるリスニングエリアの広さを大きくするためには、比較的広い音場をもつスピーカを使用することが望ましい。リスニングポジションにおける音場のバランスを向上させるためには、いずれかの特定のスピーカによりつくられる音場の形状を制御することが望ましい。スピーカから広い音場を得るためには、可聴周波数範囲内の広域にわたり広い分散パターンを達成することが望ましい。

したがって、全方向スピーカの広い音場特性の整形を可能にするスピーカを提要することが望ましい。

本発明の一態様の目的は、改善されたスピーカを提供することである。

本発明のこの態様にしたがえば、（ａ）外部支持体に対してスピーカを支持するためのベースであって、外部支持体が外部支持面における支持を提供しているベース、（ｂ）ベースにとりつけられたドライバであって、音波をつくるための運動方向に平行に可動であるドライバ、及び（ｃ）ドライバからの音波を反射するためにドライバの振動板に直面して取り付けられる反射体、を備えるスピーカが提供される。運動方向は外部支持面に対してゼロではない鋭角をなしている。

本発明の第２の態様の目的は改善されたスピーカを提供することである。

本発明のこの第２の態様にしたがえば、（ａ）外部支持体に対してスピーカを支持するためのベースであって、外部支持体が外部支持面における支持を提供するものであり、オーディオ信号を受け取るための入力端子及び、入力端子に接続された、オーディオ信号を複数の成分信号に分割するための分割回路を有するベース、（ｂ）ベースに取り付けられ、前記複数の信号の第１の成分信号を受け取るために分割回路に接続された第１のドライバであって、第１のドライバは音波をつくるための第１の運動方向に平行に動かすために第１の成分信号によって駆動することができ、第１の運動方向は外部支持面に対して第１のゼロではない鋭角をなしている第１のドライバ、（ｃ）第１のドライバからの音波を反射するために第１のドライバの第１の振動板に直面して取り付けられた反射体、及び（ｄ）第１のドライバでつくられる音波より高域周波数の音波をつくるための第２のドライバ及び第１のドライバでつくられる音波より低域周波数の音波をつくるための第３のドライバの内の少なくとも１つ、を備え、第２のドライバ及び第３のドライバの内の前記少なくとも１つはベースに取り付けられ、前記複数の成分信号の少なくとも１つの成分信号を分割回路から受け取るために分割回路に接続される、スピーカが提供される。

本発明の第３の態様の目的は改善されたスピーカを提供することである。

本発明のこの第３の態様にしたがえば、スピーカのドライバからの音波を方向付ける方法が提供される。本方法は、（ａ）オーディオ信号に基づいて音波を生成するための運動方向に対して平行に可動であるドライバにオーディオ信号を提供する工程、（ｂ）運動方向が水平面に対して選択された傾き角にあるようにドライバの向きを定める工程であって、選択される傾き角はゼロではない鋭角である工程、及び（ｃ）ドライバからの音波を反射する工程を有してなる。

ここで本発明の好ましい実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

人間の聴覚は、２ｋＨｚと５ｋＨｚの間の比較的狭い領域内の音に対して最も敏感である。この領域は、人間の脳が音の位置または発生源を突き止めるかまたは決定するために必要な処理の多くを行う領域でもある。

オーディオシステムにおいては、３次元記録されたイベントを再現するために複数のスピーカが用いられる。すなわち、位置、強度及び２つまたはそれより多くのチャネルの間の時間遅延により３次元効果がつくられる。人間の脳は、この３次元効果のため空間及び大きさの感覚を再現できるだけでなく、一般的な部屋の中で生じる反射の感覚も再現できる。例えば、非常に優れたコンサートホールで交響楽団を聴く場合に、人間は反射された情報を非常に高い比率で有する音を聞く。一般に、オーディオ情報の７０％は反射された情報であり、ステージ上の演奏からの直接音は３０％にすぎないであろう。

垂直面上にドライバをもつ一般的なスピーカを聴く場合、特に高い周波数において、音の多くはリスナーに直接に向かい、反射成分は最小限であろう。現実におこる場合と比較して、反射情報の欠如は音の広がり感を弱める−“音響空間”を狭める−であろう。しかし、２ｋＨｚから５ｋＨｚの間の大量の直接信号のため、垂直面上にドライバをもつスピーカは緊密に定位された音像をつくるであろう。他方の極限では、水平面上にあるドライバの上方に反射体をもつ従来技術の全方向スピーカにおいて、スピーカからの直接情報に対する反射情報の比は非常に大きいであろう。この結果、コンサートホールにおけるような、広い空間感覚が脳内につくられるであろう。しかし、特に２ｋＨｚから５ｋＨｚの領域において、リスナーに届く直接信号は極めてわずかであるから、現実に似ていない、定位の甘い音像が脳内につくられるであろう。

本発明の実施形態は、特にウーハの高域動作範囲である２ｋＨｚから５ｋＨｚの間の周波数において、反射信号に対する直接信号の比を変えることができる。直接信号対反射信号の比を変えることにより、広い音響空間をつくるのに必要な反射情報を維持することができる。同時に、十分な量の直接信号も維持することにより、生演奏の音をより良好に再現するように、音でつくられる像を結ばせることができる。

初めに、本発明の第１の実施形態にしたがうスピーカ２０を示す図１を参照する。スピーカ２０は、エンクロージャー２２，ドライバ２４，エンクロージャーバッフル２６，入力端子２８，３０（図２）及び音波反射体３２を有する。

エンクロージャー２２は、スピーカ２０のベース４２も定める、ベース４０を有する。バッフル２６は数本のねじ４６（図２）を用いてエンクロージャー２２の上部４４に取り付けられる。あるいは、バッフル２６は、摩擦嵌合、別のタイプの締結具またはその他のいずれかの方法を用いてエンクロージャー２２に取り付けてもよい。ドライバ２４はバッフル２６の開口４８に取り付けられる。ドライバ２４は、ドライバ２４のコーン５０がバッフル２６の上面から外に向くように取り付けられる。音波反射体３２はバッフル２６と一体形成され、同じくバッフル２６と一体形成される支持体５４により、バッフル２６から隔てられる。本発明の別の実施形態において、音波反射体３２及び支持体５４は、バッフル２６とは別に形成し、１つまたはそれより多くの締結具及び／または接着剤を用いてバッフル２６に組み付けることができる。

音波反射体３２はドライバ２４の上方に配置され、ドライバ２４のコーン５０に面する音波反射面５８を有する。

端子２８，３０はエンクロージャー２２の背面に取り付けられる。端子２８，３０はオーディオケーブル（図示せず）の取付けに適する任意のタイプの取付端子とすることができる。端子２８，３０は電線６０，６２（図２）によりドライバ２４に接続される。

次に図２を参照すれば、スピーカ２０のベース４２は一般に、動作において、例えば床または本棚により提供される外部支持面上に載る、ベース面６８を定める。コーン５０の上端がドライバ面７０を定める。ドライバ面７０は、ベース面６８に対してある角度７１をなしている。

使用するときに、スピーカ２０は、スピーカ２０が用いられるエリアにおいてベース面６８が床または地面（図示せず）に実質的に平行であるように配置することができる。この結果、ドライバ面７０は一般に床または地面に平行ではないであろう。あるいは、スピーカ２０は、スピーカ２０のベースが床または地面に平行であるように、天井から懸架してもよく、あるいは、ベースまたは背面を壁に向けてスピーカ２０を取り付けてもよい。

使用するときに、スピーカ２０は、既知の態様で信号源（図示せず）から端子２８，３０でオーディオ信号を受け取る。信号源はオーディオレシーバーまたはオーディオアンプであってよい。当業者は適するオーディオソースの動作及び接続を理解しているであろうし、それを本明細書でさらに説明することはない。

次に、ドライバ２４及び音波反射体３２の拡大図である、図３を参照する。ドライバ２４は電線６０，６２（図２）を介してオーディオ信号を受け取り、ドライバ２４のコーン５０を、一般にはドライバ面７０に垂直であろう、軸方向６６に動かす。コーン５０が動くと、コーン５０は音波７４を発生する。音波７４はドライバ２４の選択に依存する特定の範囲にある周波数成分範囲を有する。高域周波数成分、特に波長がコーン５０の直径より短い周波数成分は一般に、ドライバ面７０に垂直な方向で、反射面５８の方向に伝搬する。音波７４が反射面５８に当たると、音波７４はスピーカ２０から外側に音波７６として反射される。スピーカ２０の前面及び背面に向かってスピーカから伝搬している音波７６が示されるが、音波７６は実際にはスピーカ２０を背にして全方向に伝搬するであろう。

さらに図４を参照する。音波７４が音波７６として異方性をもって反射されるように、反射体３２がドライバ２４の上方に配置される。音波７６の比較的大部分はスピーカ２０の前面から方向７７に反射される。これは、ドライバ２４でつくられる音エネルギーの比較的大部分がスピーカ２０から方向７７で外側に向けられることを意味する。

次第に弱まる音波７６（及び、次第に小さくなる、スピーカ２０でつくられる音エネルギーによりつくられる音エネルギー）がスピーカ２０の前面から次第に大きくなる角度にあるそれぞれの方向に反射される。最小の音波７６の部分がスピーカ２０の背面に向けて方向７８に反射される。曲線７９は、スピーカ２０を背にして全方向に反射される音波７６の相対強度を示す。

図３を再度参照する。スピーカ２０を背にしていずれかの方向に伝搬する音波７６の相対振幅は、反射体３２の形状及び寸法、ドライバ２４に対する反射体３２の位置及びドライバ２４の寸法及び形状に依存する。音波反射体３２の反射面５８は曲面区画８６及び８８で隔てられた３つの平坦面区画８０，８２及び８４をもつ複合面を有する。曲面区画８６は曲面区画８８より小さい曲率半径を有する。

本発明にしたがうスピーカのいずれか特定の実施形態における反射面５８の特定の寸法及び形状は、ドライバ２４の周波数応答及びスピーカ２０に望まれる周波数応答に依存するであろう。この例示的スピーカ２０のドライバ２４は、可聴周波数スペクトルの大部分をカバーするように選ばれたフルレンジスピーカである。反射面５８の形状は、そのようなスピーカとともに用いられたときに、比較的平坦な周波数応答をスピーカ２０に与えることが分った。異なる周波数応答または分散パターンがスピーカ２０に望ましければ、異なる形状につくられた反射面を用いることができる。例えば、放物型、楕円型、双曲型または球型の反射面を別の実施形態に用いることができる。

どのような形状または寸法のドライバ２４を本発明とともに用いてもよい。用いられるドライバ２４が大きくなれば、発生される音波の内で指向性音波の比率が大きくなるであろう。音波反射体３２が広い範囲の指向性周波数成分を有効に別の方向に向けることが望ましければ、音波反射体３２の寸法を大きくすることが必要となることがある。

図４を参照する。反射体３２が音波７４の反射に有効である度合いも音波７４の周波数に依存する。低周波数のオーディオ波が高域周波数のオーディオ波より指向性が弱いことはよく知られている。これは、低周波数の音がより広く発散し、音源（一般にスピーカ）を背にして事実上（３次元で）全方向に伝搬することを意味する。他方で、高周波数の音は発散性が弱く、低周波数の音に比較してかなり狭い範囲、すなわち集束された方向に伝搬する。音波反射体３２がないと、ドライバ２４でつくられた低周波数の音はスピーカ２０を背にして全方向に広く伝搬するであろう。しかし、高周波数の音は線６６（図３）に沿って上方に進み、かなり狭い範囲にしか発散しないであろう。

高周波数の音波はその経路にある障害物によって、特に、障害物が音波の波長より大きい場合に、より容易に反射される。対照的に、低域周波数の音波はその経路にある障害物によって影響される度合いがかなり小さい。これは、音波７４（図３）の高域周波数成分が低域周波数成分より大きく、音波反射体３２によって反射されるであろうことを意味する。音波反射体３２は、音波反射体３２で反射させたい周波数成分の波長より音波反射体３２の直径が大きくなるような寸法につくられる。

上述したように、ドライバ２４は広い範囲の周波数成分をもつ音波７４を発生するように選ばれる。曲線７９は、比較的高いオーディオ周波数に対する、スピーカ２０によってつくられる音場の形状を示す。曲線９６は、中域オーディオ周波数に対する、スピーカ２０によってつくられる音場の形状を示す。曲線９８は、比較的低いオーディオ周波数に対する、スピーカ２０によってつくられる音場の形状を示す。曲線７９，９６及び９８は説明を目的としているに過ぎず、正確な尺度では描かれておらず、それぞれの周波数範囲における音場の境界を定めるものではない。曲線７９，９６及び９８は、それぞれの周波数範囲における音波伝搬の全般的形状を示すことを目的としている。曲線７９，９６及び９８は、スピーカ２０でつくられる総合音場が指向性が強い高域周波数成分及び指向性が弱い低域周波数成分を有するであろうことを示す。スピーカ２０でつくられる音場はスピーカ２０を背にして３次元で放射状に広がるであろう。ある周波数範囲における音場の垂直方向形状は水平方向形状と同様である。したがって、曲線７９，９６及び９８は、対応する周波数範囲のそれぞれにおける音場の断面を示す。

反射面５８の形状は、ほぼスピーカ２０の高さにおける水平位置から測定したときに、広い周波数範囲にわたりスピーカ２０に対して比較的平坦な周波数応答を与えることが分った。スピーカ２０は前面に広い３次元リスニングエリアを提供し、そうすることでドライバ２４で発生された音エネルギーを効率的に利用する。

この例示的なスピーカ２０において、ベース面６８とドライバ面７０の間の角度７１は２５°である。本発明の別の実施形態において、この角度は３０°である。この角度は、軸６６（図３）に沿って平坦なドライバ周波数応答を提供するように選ばれる。本発明の別の実施形態において、この角度は、５°と８５°の間、１０°と８０°の間、または２０°と３５°の間とすることができる。

音波反射体面９０は、反射面５８の最上部を横切って音波反射体３２に対して定めることができる。音波反射体面９０とドライバ面７０の間の角度９２はスピーカ２０によりつくられることが望ましい音発散パターンに基づいて選ばれる。望ましい音発散パターンはスピーカ２０の用途に依存するであろう。例えば、スピーカ２０が使用されると考えられる部屋（または部屋のタイプ）に依存して、異なる音波反射が部屋の境界（すなわち、部屋を定める壁）で生じるであろう。一般に、スピーカ２０は背面を壁または本棚の奥に近づけて配置されるであろう。例示的実施形態のスピーカ２０におけるように、音波反射体３２の前側３２ｆが下向きに傾けられるように音波反射体３２を傾けることにより、スピーカ２０の前面から向けられた音波は、一般にスピーカ２０と同じ高さでスピーカ２０の前方にいるリスナーに向けて集中されるであろう。同時に、スピーカ２０の背面から反射された音波は若干上向きの方向を有し、壁または本棚で跳ね返り、スピーカ２０の前面から反射された音波より一般に高く前方及び上方に反射されるであろう。これは、広がりのある音場に寄与する。角度９２は本発明にしたがって作成されるスピーカの垂直方向応答特性に影響する。当業者であれば、所望の音場特性を提供するのに適切な角度を選択することができるであろう。

音響反射体３２はスピーカ２０でつくられる音場の水平方向及び垂直方向の形状のいずれをも整形するための動作を行う。音波反射体３２の形状及びドライバ面７０に対する音波反射体３２の角度は上で説明した。ドライバ２４でつくられた音波７４が音波反射体３２に遭遇すると、音波７４の内の幾分かは音波反射体３２を実際に回り込んで音波反射体３２の上方に回折音波８１（図３）を形成するであろう。音波反射体３２の直径より短い波長を有する音波７４の高域周波数成分は、音波８１及び音波７６として、音波反射体３２によって回折も反射もされるであろう。回折されるであろう音波７４の比率は音波反射体３２の寸法が縮小されるにつれて大きくなる。音波反射体３２は、リスニングエリアにおける水平方向及び垂直方向のいずれにおいても所望の音場がつくられ得る寸法につくることができる。

上述したように、スピーカ２０はオーディオ信号に応答して広い周波数範囲をもつ音をつくるように選ばれたドライバ２４を備える。別のドライバで（重なり得る）別のオーディオ周波数範囲を発生することが望ましいことがあり得る。

次に、本発明の第２の実施形態にしたがうスピーカ１２０を示す、図５及び６を参照する。スピーカ２０のコンポーネントに対応するスピーカ１２０のコンポーネントは、１００を加えた同じ参照数字で識別される。スピーカ１２０は、エンクロージャー１２２，ドライバ１２４，エンクロージャーバッフル１２６，入力端子１２８，１３０，及び、スピーカ２０（図１）の対応するコンポーネントと全般的に同じ態様で構成され、動作する、音波反射体１３２を有する。さらに、スピーカ１２０は、第２のドライバ１３４，第２の音波反射体１３６及び分割回路１５２を有する。

ドライバ１３４は、音波反射体１３２の上面に取り付けられ、軸１３８を有する。音波反射体１３６は支持体１５４から（または音波反射体１３２の上部から）延びる支持体１３７を有する。音波反射体１３６はドライバ１３４の概ね上方に配置される。

ドライバ１３４は、ドライバ１２４より高い周波数範囲にある音波をつくるために選ばれた、高周波ドライバであり、一般に、２つの周波数範囲の間にはいくらかの重なりがある。例えば、スピーカ１２０において、ドライバ１２４は５０Ｈｚと２ｋＨｚの間の音をつくるために選ぶことができ、ドライバ１３４は１ｋＨｚと１８ｋＨｚの間の音をつくるために選ぶことができる（スピーカ２０は高周波ドライバを有していないから、一般にドライバ１２４の周波数範囲の高域端はスピーカ２０のドライバ２４の周波数範囲の高域端より低い）。本発明の別の実施形態において、ドライバ１２４及び１３４は適するいずれかの周波数範囲を有するように選ぶことができる。

分割回路１５２はエンクロージャー１２２の内部に取り付けられ、電線１６０，１６２により端子１２８，１３０に接続される。ドライバ１２４は電線１６０ｌ，１６２ｌにより分割回路１５２に接続される。ドライバ１３４は電線１６０ｈ及び１６２ｈにより分割回路１５２に接続される。分割回路１５２は端子１２８，１３０からオーディオ信号を受け取り、既知の態様で、オーディオ信号を低域周波数オーディオ信号及び高域周波数オーディオ信号に分割する。低域周波数及び高域周波数のオーディオ信号は重なり合う周波数範囲を有する。

ドライバ１２４は分割回路１５２から低域周波数オーディオ信号を受け取り、応答して、ドライバ２４がオーディオ波７２（図４）をつくるのと同じ態様でオーディオ波１７２をつくる。オーディオ波１７２は音波１７４として反射体１３２で反射される。

ドライバ１３４は分割回路１５２から高域周波数オーディオ信号を受け取り、応答して、オーディオ波１７３をつくる。反射体１３６は、オーディオ波１７３の内の少なくとも幾分かが反射体１３６に入射するような位置に配される。反射体１３６の反射面１５９はスピーカ１２０からのオーディオ波１７３を音波１７５として外側に反射する。音波１７５の比較的大部分はスピーカ１２０の前面から向けられる。次第に弱まる音波１７５がスピーカ１２０の前面から次第に大きくなる角度にしたがうそれぞれの方向にある。

スピーカ１２０における個別のドライバ１２４及び１３４の使用は、スピーカ２０の単一ドライバ構成に優るいくつかの利点を有する。第１に、２つのドライバ１２４及び１３４の使用により、それぞれの選択された周波数範囲内でより優れた音質を提供するドライバの選択が可能になる。第２に、個別の周波数範囲に対する独立の反射体１３２，１３６の使用により、それぞれの周波数範囲に対する音場のより精密な整形が可能になり、スピーカ１２０の総合音場の所望の形状に一層近づけた整形が可能になる。ドライバ１３４はスピーカ１２０の前面からドライバ１２４より遠くに配置される。同様に、反射体１３６はスピーカ１２４の前面から反射体１３２より遠くにある。この結果、ドライバ１２４及び反射体１３２からのオーディオ波１７２がリスナーに到達するまでの距離は、ドライバ１３４及び反射体１３６からのオーディオ波１７３がリスナーに到達するまでの距離より短い。これは、そうでなければ、高域周波数オーディオ信号からのオーディオ波１７３が低域周波数オーディオ信号からのオーディオ波１７２より若干前にリスナーに到達するであろうから、望ましい。

次に図７を参照する。スピーカ１２０の前面及び背面から伝搬する音波１７４及び１７５が断面で示される。音波１７４及び１７５はドライバ１２４及び１３４のいずれの周波数範囲もカバーする音場を全体として提供する。点１９９ａにいるリスナーは複合された全音場を聞くであろう。スピーカ２０と同様に、スピーカ１２０は３次元音場をつくる。スピーカ１２０の高さよりそれぞれ上方及び下方の点１９９ｂ及び１９９ｃにいるリスナーも、複合された全音場を聞くであろう。当業者であれば、本発明のいずれか特定の実施形態に必要な高さにおける複合音場を提供するための、ドライバ１２４及び１３６並びにそれぞれの反射体１３２，１３６の角度を選ぶことができるであろう。

次に図８を参照する。スピーカ２０及び１２０は複数チャネルサウンドシステムでの使用に適する。最近のホームシアターシステムは普通、５つまたはそれより多くのスピーカを備える。代表的なホームシアタースピーカシステム２００は、フロント左スピーカ２０２，フロント右スピーカ２０４，センタースピーカ２０６，リア左スピーカ２０８及びリア右スピーカ２１０を備えるであろう。２〜５ｋＨｚ帯におけるこれらのスピーカのそれぞれの音場が、曲線２１２（フロント左スピーカ２０２），２４１（フロント右スピーカ２０４），２１６（センタースピーカ２０６），２１８（リア左スピーカ２０８）及び２２０（リア右スピーカ２１０）で図９に象徴的に示されている。これらの曲線のそれぞれは、図示されるレイアウトにおいて、対応するスピーカを有効に聞くことができる領域を示す。５つの曲線２１２〜２２０は重なり合って、リスニングエリア２２２を提供する。リスニングエリア２２２にいるリスナーは、５つのスピーカ２０２〜２１０の全てを聞くことができ、音信号源（図示せず）の制御の下で、５つのスピーカの全てからの一般的な“サラウンドサウンド”オーディオ表現を楽しむであろう。

先に述べたように、低周波数の音は比較的に無指向性である。さらに、そのような低域波数の音を発生させるにはかなりの大きさの電力が必要となることが多い。図８の５スピーカシステムは既知の態様で低域周波数スピーカすなわち“サブウーハ”と組み合せて、広い周波数範囲をもつ音場を提供する“５.１”スピーカシステムとすることができる。例えば、低域周波数スピーカの周波数範囲を２０Ｈｚから８０Ｈｚとすることができる。スピーカ２０２〜２１０のドライバ１２４の周波数範囲は６０Ｈｚ〜２ｋＨｚとすることができ、スピーカ２０２〜２１０のドライバ１３４の周波数範囲は１ｋＨｚ〜１８ｋＨｚとすることができる。これらの周波数範囲は例示に過ぎず、当業者であれば、本発明の特定の用途に適する周波数範囲をもつドライバを選択することができるであろう。

次に、本発明の第３の実施形態にしたがうスピーカ３２０を示す、図９を参照する。スピーカ３２０はスピーカ１２０と同様の構造を有し、対応するコンポーネントは、２００を加えた同じ参照数字で識別される。高周波ドライバ３３４は高周波ドライバ１３４と同様の態様で動作する。しかし、音波反射体３３２は高周波ドライバ３３４のための密閉リアチャンバ３３５を提供するために中空にされている。高周波ドライバ３３４は高周波ドライバ３３４のコーンの運動により生じる空気圧を解放するための孔を有する。反射体３３２内にある空気体積がドライバ３３４の基本共振を低減し、よって歪を低減し、周波数範囲の低域側におけるパワーハンドリングを向上させ、周波数応答を平滑化する。

次に、本発明の第４の実施形態にしたがうスピーカ４２０を示す、図１０を参照する。上述したスピーカには全て円形ドライバ（すなわち、ドライバ２４及び１３４）が組み込まれている。本発明は楕円またはその他の形状を有するドライバとともに用いることができる。スピーカ４２０はスピーカ２０と同様である。スピーカ４２０の対応するコンポーネントは、４００を加えた同じ参照数字で識別される。ドライバ４２４は楕円形状を有し、音波反射体４３２は対応する楕円形状を有する。

本発明の別の実施形態において、１つ（または複数の）ドライバはいかなる形状をとってもよい。例えば、ドライバは円錐型、平面型またはドーム型であってよい。

スピーカ１２０及び３２０は、２つのドライバ及び２つの対応する反射体を有する。本発明にしたがう別のスピーカは、３つまたはそれより多くのドライバ及び対応する反射体を有することができる。３つまたはそれより多くのドライバは、相異なり、重なり合うことができる、周波数範囲を有することができる。そのようなドライバは、より広い複合周波数応答またはより優れた品質の音再生あるいはそれらのいずれをも提供するように選ぶことができる。

次に、本発明にしたがう第５の実施形態のスピーカ５２０を示す、図１１を参照する。スピーカ５２０は３つのドライバ５２４，５３４及び５７４を有する。ドライバ５２４は対応する反射体５３２を有し、ドライバ５３４は対応する反射体５３６を有する。ドライバ５２４，５３４及び反射体５３２，５３６はスピーカ１２０（図６）のドライバ１２４，１３４及び反射体１３２，１３６と同じ態様で動作する。スピーカ５２０は３分割回路５５２に接続された入力端子５２８及び５３０を有する。分割回路５５２は、端子５２８，５３０で受け取られたオーディオ信号（図示せず）を、低域、中域及び高域の周波数成分に分割する。高域周波数成分は電線５６０ｈ，５６２ｈを介してドライバ５３４に供給される。中域周波数成分は電線５６０ｍ，５６２ｍを介してドライバ５２４に供給される。低域周波数成分は電線５６０ｌ，５６２ｌを介してドライバ５７４に供給される。

ドライバ５７４は、低域周波数動作範囲を有し、分割回路５５２とともにオーディオ信号の低域周波数成分に応答してオーディオを再生するように選ばれる。ドライバ５７４の低域周波数オーディオ出力は基本的に全方向性であろうから、ドライバ５７４には音波反射体は必要ではない。

スピーカ５２０は、ドライバ５２４，５３４及び５７４の選択に依存して非常に広い周波数範囲をもち、広いリスニングエリアをもつ、サウンドをつくることができる。

本発明の別の変形及び改変が可能である。例えば、上記説明はコーンを有するドライバに関連していたが、当業者であれば、他の形状の振動板で置き換え得ることを認めるであろう。そのような改変及び変形は全て、本明細書に添付される特許請求の範囲に定められる、本発明の領域及び範囲内にあると考えられる。

本発明の第１の実施形態にしたがうスピーカの斜視図である図１のスピーカの側断面図である図１のスピーカの音波反射体及びドライバの詳細な断面図である図１のスピーカの上面図である本発明の第２の実施形態にしたがうスピーカの斜視図である図５のスピーカの側断面図である図５のスピーカの、音場を示す側面図である本発明にしたがう複数のスピーカの使用を示す本発明の第３の実施形態にしたがうスピーカの側断面図である本発明の第４の実施形態にしたがうスピーカの斜視図である本発明の第５の実施形態にしたがうスピーカの側断面図である

符号の説明

５２０スピーカ
５２４，５３４，５７４ドライバ
５２８，５３０入力端子
５３２，５３６音波反射体
５５２分割回路

Claims

スピーカにおいて、
（ａ）外部支持面における支持を提供する外部支持体に対して、前記スピーカを支持するためのベース、
（ｂ）前記ベースにとりつけられた、音波をつくるための運動の方向に平行に可動であるドライバ、及び
（ｃ）前記ドライバからの音波を反射するための、前記ドライバの振動板に直面して取り付けられた反射体、
を備え、前記運動方向が前記外部支持面に対してゼロではない鋭角をなしていることを特徴とするスピーカ。
前記外部支持面が実質的に水平な面及び実質的に垂直な面の内の１つであることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記反射体が、水平面において選択された方向に向けて前記ドライバからの前記音波の少なくとも幾分かを反射し、反射された音エネルギーが前記選択された方向で最大であり、前記水平面において前記選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記ドライバに対して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記反射された音エネルギーが前記水平面において前記選択された方向で最大であり、前記水平面において前記選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記運動方向に対して傾けられた反射面を前記反射体が有することを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
前記選択された方向が実質的に、前記運動方向に平行であり、前記外部支持面に直交する面にあることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
前記ゼロではない鋭角が５°と８５°の間にあることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
前記ゼロではない鋭角が１０°と８０°の間にあることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
前記ゼロではない鋭角が２０°と３５°の間にあることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ。
スピーカシステムにおいて、
（ａ）外部支持面における支持を提供する外部支持体に対して前記スピーカを支持するための、オーディオ信号を受け取るための入力端子及び、前記入力端子に接続された、前記オーディオ信号を複数の成分信号に分割するための分割回路を有する、ベース、
（ｂ）前記ベースに取り付けられ、前記複数の信号の内の第１の成分信号を受け取るために前記分割回路に接続された、音波をつくるために、前記外部支持面に対して第１のゼロではない鋭角をなす第１の運動方向に平行に動かすために前記第１の成分信号により駆動することができる、第１のドライバ、
（ｃ）前記第１のドライバからの音波を反射するために前記第１のドライバの第１の振動板に直面して取り付けられた第１の反射体、及び
（ｄ）前記第１のドライバによりつくられる前記音波より高域の周波数の音波をつくるための第２のドライバ及び前記第１のドライバでつくられる前記音波より低域の周波数の音波をつくるための第３のドライバの内の少なくとも１つ、
を備え、前記第２のドライバ及び前記第３のドライバの内の前記少なくとも１つが、前記ベースに取り付けられ、前記分割回路から前記複数の成分信号の内の少なくとも１つの成分信号を受け取るために前記分割回路に接続されていることを特徴とするスピーカシステム。
前記外部支持面が実質的に水平な面及び実質的に垂直な面の内の１つであることを特徴とする請求項９に記載のスピーカシステム。
前記第１の反射体が水平面において第１の選択された方向に向けて前記ドライバからの前記音波の少なくとも幾分かを反射し、反射された音エネルギーが前記第１の選択された方向で最大であり、前記水平面において前記第１の選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記ドライバに対して配置されていることを特徴とする請求項９に記載のスピーカシステム。
前記反射された音エネルギーが前記水平面において前記第１の選択された方向で最大であり、前記水平面において前記第１の選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記第１の運動方向に対して傾けられた第１の反射面を前記第１の反射体が有することを特徴とする請求項１１に記載のスピーカシステム。
前記少なくとも１つの成分信号が低域周波数信号を含み、
前記第３のドライバが前記低域周波数信号を受け取るために前記分割回路に接続され、前記第３のドライバは前記低域周波数の音波をつくるために前記低域周波数信号により駆動可能である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のスピーカシステム。
前記少なくとも１つの成分信号が高域周波数信号を含み、
前記第２のドライバが前記高域周波数信号を受け取るために前記分割回路に接続され、前記第２のドライバは前記高域周波数の音波をつくるための第２の運動方向に平行に動かすために前記高域周波数信号により駆動可能であり、
前記スピーカシステムが前記第２のドライバからの前記高域周波数の音波を反射するために前記第２のドライバの第２の振動板に直面して取り付けられた第２の反射体をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載のスピーカシステム。
前記第２の運動方向が前記外部支持面に対して第２のゼロではない鋭角をなしていることを特徴とする請求項１４に記載のスピーカシステム。
前記第２の反射体が第２の水平面において第２の選択された方向に向けて前記ドライバからの前記高域周波数の音波の少なくとも幾分かを反射し、前記第２の反射体から反射された音エネルギーが前記第２の選択された方向で最大であり、前記第２の水平面において前記第２の選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記ドライバに対して配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のスピーカシステム。
前記第２のドライバが前記第１の反射体に取り付けられていることを特徴とする請求項１６に記載のスピーカシステム。
前記第１の反射体が前記第２のドライバのための共振チャンバを備えていることを特徴とする請求項１７に記載のスピーカシステム。
前記第２の選択された方向が前記第１の選択された方向に実質的に平行であることを特徴とする請求項１６に記載のスピーカシステム。
前記少なくとも１つの成分信号が低域周波数信号を含み、
前記第３のドライバが前記低域周波数信号を受け取るために前記分割回路に接続され、前記第３のドライバは前記低域周波数の音波をつくるために前記低域周波数信号により駆動可能である、
ことを特徴とする請求項９に記載のスピーカシステム。
スピーカのドライバからの音波を方向付ける方法において、
（ａ）オーディオ信号を前記オーディオ信号に基づいて音波をつくるための運動方向に平行に可動である前記ドライバに提供する工程、
（ｂ）前記運動方向が、水平面に対してゼロではない鋭角をなす選択された傾き角にあるように、前記ドライバの向きを定める工程、及び
（ｃ）前記ドライバからの音波を反射する工程、
を含むことを特徴とする方法。
前記工程（ｃ）が、水平面において選択された方向に向けて、反射された音エネルギーが前記選択された方向において最大であり、前記水平面において前記選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記音波の少なくとも幾分かを反射する工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記工程（ｃ）が、前記ドライバからの前記音波の経路に、前記反射された音エネルギーが前記選択された方向において最大であり、前記水平面において前記選択された方向から次第に大きくなる角度にしたがって減少するように、前記運動方向に対して傾けられている、反射面を提供する工程を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
前記選択された方向が実質的に、前記運動方向に平行であり、前記水平面に直交する面にあることを特徴とする請求項２１に記載の方法。