JPH0137040B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 時間的及び位相的に干渉性のあるほぼ半球状
の干渉性音波面を聴取域に伝えるためのラウドス
ピーカー装置において、 同軸に配置された第１の端部及び第２の端部を
有すると共に、音を放射する凹状の内面及び凸状
の外面を前記第１及び第２の端部間で画定してお
り、且つ、音波面を周囲の媒質中の音速よりも速
い速度で前記外面に沿つて伝える特性を有してい
る円錐形の振動板と、 前記振動板に振動を発生させるために該振動板
の前記第１の端部に連結されたドライビング装置
と、 周囲の媒質に伝えられる音波面が時間的及び位
相的に干渉性を有するように、前記振動板の前記
内面で発生される音波面を含む不要の音波面を吸
収するために、前記振動板の前記第２の端部に取
り付けられた減衰リングと、 ほぼ半球状の干渉性音波面が、前記振動板の軸
線の後方に存する虚音源で発生された如く、該振
動板の前記外面の前面部から前記聴取域に伝わる
ように、前記外面の後面部から発せられて前記聴
取域とは反対の方向に伝えられる干渉性音波面を
吸収するために、前記聴取域とは反対側の位置で
あつて前記外面の後面部を所定の距離を置いて囲
む位置に配置された減衰材と、 を備えたことを特徴とするラウドスピーカー装
置。

２ 振動板の外面の後面部が、120度から200度の
間の一定の角度をもつて広がつていることを特徴
とする請求の範囲第１項記載のラウドスピーカー
装置。

３ 振動板がフエルト布、紙、フエルト布と紙と
の合成材、又はプラスチツクを主材料として作ら
れていることを特徴とする請求の範囲第１項記載
のラウドスピーカー装置。

４ 減衰材が、セルロース心綿の複数層を有する
ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のラウド
スピーカー装置。

５ 時間的及び位相的に干渉性のあるほぼ半球状
の干渉性音波面を聴取域に伝えるためのラウドス
ピーカー装置において、 同軸に配置された第１の端部及び第２の端部を
有すると共に、音を放射する凹状の内面及び凸状
の外面を前記第１及び第２の端部間で画定してお
り、且つ、音波面を周囲の媒質中の音速よりも速
い速度で前記外面に沿つて伝える特性を有してい
る主に中低周波を発生する円錐形の振動板と、 前記振動板を振動させるべく該振動板に連結さ
れたドライビング装置と、 ほぼ半球状の干渉性音波面が前記聴取域に伝え
られ且つ該干渉性音波面が前記振動板の軸線の近
傍に存する虚音源で発生された如く前記聴取域に
て感じられるように、前記振動板に対して配置さ
れた減衰材と、 高周波を補うための高周波スピーカーであつ
て、前記振動板によつて発生される干渉性音波面
と同中心に、時間的及び位相的に干渉性のある干
渉性音波面を作るために、前記振動板の虚音源を
通る軸線に配置された虚音源を有している前記高
周波スピーカーと、 を備えたことを特徴とするラウドスピーカー装
置。

６ 高周波スピーカーが、その軸を振動板の軸に
対して45度から90度の間の角度となるように取り
付けられていることを特徴とする請求の範囲第５
項記載のラウドスピーカー装置。

７ 前記振動板がフエルト布、紙、フエルト布と
紙との合成材、又はプラスチツクを主材料として
作られていることを特徴とする請求の範囲第５項
記載のラウドスピーカー装置。

８ 振動板からの音の放射が8000Hz以下の周波数
であることを特徴とする請求の範囲第５項記載の
ラウドスピーカー装置。

９ 時間的及び位相的に干渉性のあるほぼ半球状
の干渉性音波面を聴取域に伝えるためのラウドス
ピーカー装置において、 同軸に配置された第１の端部及び第２の端部を
有し、音を放射する凹状の内面及び凸状の外面を
前記第１及び第２の端部間で画定しており、前記
外面が前記聴取域に向かう所要の方向に音波を発
する前面部と、該聴取域とは反対の不要な方向に
音波を発する後面部とを有し、且つ、音波面を周
囲の媒質中の音速よりも速い速度で前記外面に沿
つて伝える特性を有している主に中低周波を発生
する円錐形の振動板と、 前記振動板に振動を発生させるために該振動板
の前記第１の端部に連結されたドライビング装置
と、 前記振動板の前記内面で発生される音波面を含
む不要の音波面を吸収するために、前記振動板の
前記第２の端部に取り付けられた減衰リングと、 ほぼ半球状の干渉性音波面が前記外面の前記前
面部から前記聴取域に伝わり且つ該干渉性音波面
が前記振動板の軸線の後方に存する虚音源で発生
された如く前記聴取域にて感じられるように、前
記外面の後面部から発せられる干渉性音波面を吸
収するために、前記聴取域とは反対側の位置であ
つて前記外面の後面部を所定の距離を置いて囲む
位置に配置された減衰材と、 高周波を補うための高周波スピーカーであつ
て、前記振動板によつて発生される干渉性音波面
と同中心に、時間的及び位相的に干渉性のある干
渉性音波面を作るために、前記振動板の虚音源を
通る軸線上に配置された虚音源を有し、振動板の
第１の端部の上方に取り付けられている前記高周
波スピーカーと、 を備えたことを特徴とするラウドスピーカー装
置。

１０ 高周波スピーカーが、その軸を振動板の軸
に対して45度から90度の間の角度となるように取
り付けられていることを特徴とする請求の範囲第
９項記載のラウドスピーカー装置。

１１ 振動板の外面の後面部が120度から200度の
間の一定の角度をもつて広がつていることを特徴
とする請求の範囲第９項記載のラウドスピーカー
装置。

１２ 前記振動板がフエルト布、紙、フエルト布
と紙との合成材、又はプラスチツクを主材料とし
て作られていることを特徴とする請求の範囲第９
項記載のラウドスピーカー装置。

１３ 減衰材がセルロース心綿の複数層を有する
ことを特徴とする請求の範囲第９項記載のラウド
スピーカー装置。

１４ 振動板からの音の放射が8000Hz以下の周波
数であることを特徴とする請求の範囲第９項記載
のラウドスピーカー装置。

明細書 この発明は、一般的に、時間的及び位相的に干
渉性のある干渉性音波（time and phase−
coherent sound wave）を作るためのラウドス
ピーカー装置に関し、特に中低周波域の音を作り
出すインバーテツド・スピーカーと、聴取域に伝
搬される概ね半球状の干渉性音波を作るために前
記インバーテツド・スピーカーに独特の配置で取
り付けられた減衰材とを備え、更に必要ならば高
周波を補うためにインバーテツド・スピーカーに
独特の配置で取り付けられた高周波スピーカーを
備えたラウドスピーカー装置に関するものであ
る。

一般に、従来のラウドスピーカー装置は、低
音、中音そして高音を発するために少なくとも２
つ、多くの場合は３つのスピーカー（ウーフア、
ミツド・レンジ、ツイータ）を有している。スピ
ーカーの違いによつて異なる遅れ時間があること
が知られている。遅れは、音に対応する電気的信
号がスピーカーのボイスコイルによつて受信され
る時間とスピーカーの応答との間の差により生ず
る。この遅れは、特にボイスコイルの大きさによ
つて変化する。干渉性音波を作るための試みの１
つとして、ラウドスピーカー装置を構成する各ス
ピーカーの遅れ時間の差を補うようにする方法が
知られている。かかる従来装置においては、スピ
ーカーの違いによる遅れ時間の差を補うために、
ウーフアは聴取域の最も近い位置に取り付けられ
（ウーフアのボイスコイル域はドライバは最も大
きく、従つて遅れ時間は最も大きい）、ミツド・
レンジは聴取域から更に離れて取り付けられ（ミ
ツド・レンジのボイスコイル域はドライバはウー
フアに比べて小さく、従つて遅れもウーフアに比
して少ない）、そしてツイータ最も聴取域から離
れて取り付けられている（ツイータのボイスコイ
ル域はドライバは最も小さく、従つて遅れも最も
小さい）。

しかしながら、このような従来のラウドスピー
カー装置では、ツイータが聴取域に対してウーフ
アの後方に置かれた場合、ツイータから聴取域に
伝えられる音の一部がウーフアにより遮断される
こととなる。或はまた、ウーフアが聴取域への音
を遮断しないようにツイータをウーフアの横に置
いた場合には、従来のスピーカーは部分的に球状
の音波面を１つだけ作るので干渉性音ができる範
囲は通常2.54cm³（1in.³）の比較的に小さな範囲で
ある。各スピーカーの配置問題及び遅れ時間の差
異のために、発せられ聴取域で聞かれる音は非干
渉性である。これは音が現実的でないので望まし
くない。

また、時間と位相の円柱状の干渉性音波が無指
向性のインバーテツド・スピーカーによつて作ら
れ得ることが知られている。このインバーテツ
ド・スピーカーは高価で複雑な音源であるが、こ
の単一の音源から可聴範囲の全周波数を本来発す
ることができる。この型のインバーテツド・スピ
ーカーはウオルシ（Walsh）の米国特許第
3424873号明細書（以下、’873号特許と略記す
る）中に開示されている。この’873号特許に示
されているスピーカーは、音波が周囲の媒質中、
即ち空気中での音速よりも遥かに速くその振動板
（コーン）の凸状の外面を下方向に伝わり、該振
動板から外方に放射する円柱状の音波を形成する
ことを必要としている。このスピーカーの有益な
特性は、無関係な振動を除去するための振動板の
構成材料（通常は他の材料を組み合わせた金属）
や振動板の形状の適宜な選択、及びガースン
（Gersten）による米国特許第3935402号明細書中
に開示された入力の音響信号と振動板の動きとの
間の遅れ時間を大幅に減じる型式のボイスコイル
（非常に高価）の選択により左右される。しかし
ながら、このような無指向性のスピーカーは必然
的に大きな寸法となつており、特殊な構成物を有
し、手作業による組立を必要とし、従つて非常に
高価である。更に、スピーカーの有益な特性を十
分に発揮するためには、部屋の中での配置が重要
となる。

そこで、この発明の目的は、聴取域に伝えられ
るほぼ半球状の干渉性音波を作るためのラウドス
ピーカー装置を提供することにある。

より詳細には、この発明の目的は、中低周波を
作るために設計された単純構造のインバーテツ
ド・スピーカーと、高周波を補うために前記イン
バーテツド・スピーカーの軸の後方且つ上方に独
特に取り付けられた慣用の高周波スピーカーと、
聴取域に伝えられるほぼ半球状の音波を作るため
に前記インバーテツド・スピーカーの小径の端部
及び後面部に取り付けられた減衰材とを使用す
る、時間的且つ位相的に干渉性を有する干渉性音
波を作るためのラウドスピーカー装置を提供する
ことにある。

この発明の更に他の目的は、前記目的を安価に
且つ簡単に製作されたラウドスピーカー装置によ
つて達成することにある。

そこで、この発明は、時間的及び位相的に干渉
性を有するほぼ半球状の干渉性音波面を聴取域に
伝えるためのラウドスピーカー装置において、
同軸に配置された第１の端部及び第２の端部を有
すると共に、音を放射する凹状の内面及び凸状の
外面を前記第１及び第２の端部間で画定してお
り、且つ、音波面を周囲の媒質中の音速よりも速
い速度で前記外面に沿つて伝える特性を有してい
る円錐形の振動板と、前記振動板に振動を発生
させるために該振動板の前記第１の端部に連結さ
れたドライビング装置と、周囲の媒質に伝えら
れる音波面が時間的及び位相的に干渉性を有する
ように、前記振動板の前記内面で発生される音波
面を含む不要の音波面を吸収するために、前記振
動板の前記第２の端部に取り付けられた減衰リン
グと、ほぼ半球状の干渉性音波面が、前記振動
板の軸線の後方に存する虚音源で発生された如
く、該振動板の前記外面の前面部から前記聴取域
に伝わるように、前記外面の後面部から発せられ
て前記聴取域とは反対の方向に伝えられる干渉性
音波面を吸収するために、前記聴取域とは反対側
の位置であつて前記外面の後面部を所定の距離を
置いて囲む位置に配置された減衰材とを備えたこ
とを特徴としている。

また、円錐形振動板が主に中低周波を発生する
場合には、高周波を補うために高周波スピーカー
を、その虚音源が前記振動板の虚音源を通る軸線
上に配置されるように取り付け、前記振動板によ
つて発生される干渉性音波面と同中心に、時間的
及び位相的に干渉性を有する高周波の干渉性音波
面を作るようにしても良い。

この発明の他の目的や特徴及び利点は、添付図
面に沿つての以下の詳細な説明から更に理解され
るであろう。

第１図はこの発明によるラウドスピーカー装置
の斜視図である。

第２図は一部を省略したラウドスピーカー装置
の垂直断面図である。

第３図は第２図の３−３線に沿つての拡大断面
図である。

第４図はスピーカー室の構造を一部を切り欠い
て示す拡大右側面図である。

第５図は第４図の５−５線に沿つての拡大断面
図である。

第６図は音波面が聴取域に伝わるところを例示
的に示すこの発明の概略側面図である。

第７図は高周波スピーカーから聴取域への伝搬
範囲を示すこの発明の概略平面図である。

第８図は底部の拡大平面図である。

第９図は振動板の後方に取り付けられた減衰コ
ーンの拡大展開図である。

第１０図はこの発明の電気的接続の概略説明図
である。

第１１図は聴取域に伝わる干渉性音波面の一部
を概略的に示す斜視図である。

図面、特に第１図〜第６図は、符号１０により
表されたラウドスピーカー装置を示している。

ラウドスピーカー装置１０は、第５図に明示す
るように、スピーカー室１２を有し、該スピーカ
ー室１２は、断面がほぼ環状で且つ多孔性の金属
製キヤツプ１４（第２図参照）により囲まれてい
る。ポリエステル製の２重織布のような音波を通
す材料から作られた取外し可能な飾格子（第１，
２図参照）が、キヤツプ１４を覆つている。

スピーカー室１２は、薄い円錐形の振動板１８
を有する20.3cm（8in.）径のインバーテツド・ス
ピーカー１７を収容している。尚、この「円錐
形」という語は完全な円錐形を必ずしも意味する
ものではなく、或る軸を中心として曲線を回転さ
せて形成されるものも含む意である。振動板１８
は、フエルト布、紙、フエルト布と紙との合成
材、或はプラスチツク等から作られている。振動
板１８の軸は垂直に配置され、音を放射する凹状
の内面１８ａと凸状の外面１８ｂとが形成されて
いる。振動板１８の上部の端部と下部の端部とは
同軸に配置されている。以下、振動板１８におけ
る上部の小径の端部をドライビング・サークル２
０とも称し、また、下部の大径の端部をサラウン
ド２２とも称することとする（第６図参照）。第
６図に示すように、振動板１８の角度θは、周縁
２２における水平面と内面１８ａとの間の角度を
いう。より良好な球状の音波面を得るために、角
度θは約50度以下とされており、この実施例では
約30度となつている。

本明細書では、第４，５，６，７図に示されて
いるラウドスピーカー装置１０の左側を「前面」、
右側を「後面」と称し、縦方向は振動板１８の軸
方向を意味している。

本発明の振動板１８は、周囲の空気中における
音速よりも速い速度で音波面がその外面１８ｂを
伝わるという特徴を有している。本実施例では、
ドライビング・サークル２０で発生された音波面
が、時間的及び位相的に干渉する干渉性音波面Ａ
を形成する態様で、空気中での音速の約２倍の速
度で外面１８ｂを下方に伝わり、そして空気中に
伝搬されるようになつている。ここで、干渉性音
波面とは、入力音響信号と完全に同位相で振動板
の面の全部分が同時に内外に動くことで放射方向
に振動する球面により作られる音波面に、振動板
の音響出力が近似することを云い、この種の音響
出力は、レーザにより作られる干渉性光若しくは
コヒーレント光と類似している。

ところで、スピーカーにおける位相応答は周波
数応答と同様に重要である。位相の干渉性がない
とするならば、計器の基本周波数と倍音とは歪み
のない周波数応答で再生できるが、それらは聴取
者の耳に同時に到達しない。これは「遅延歪」と
して知られている、このようにして再生された音
は、音が悪いという明確なものではなく、漠然と
不自然であると感じられる。

振動板の減衰は、米国特許第3424873号明細書
に記載されている方法で作動動させた場合、主に
振動板の材料によつて左右される。例えば、シリ
コンラバー、プラスチツク、柔軟な粘着性薄板状
にかわ、或は吸取紙等のような合成材を少し、振
動板１８の外面１８ｂ上に適宜に配置させること
により、下方に伝搬される不要な音波面を吸収す
ることができる。本実施例においては、下方に伝
搬される音波面は、振動板１８のサラウンド２２
の全周に亘つて接着された弾性の減衰リング２４
によつて、主に減衰される。減衰リング２４は市
販されているブチルフオームのような緩衝材から
作られ、かかる緩衝材は、サラウンド２２に達す
る可聴周波数全域に亘る音波面の大部分を吸収す
ることができる。減衰リング２４は振動板１８の
サラウンド２２の環状開口部を空気漏れしないよ
うにシールすることもでき、また、軸に沿う振動
板１８の運動を許容する程度に柔軟性、復元性を
有している。

本発明の実施例においては、外面１８ｂに沿つ
て伝搬すると音波面の速度は空気中の音速の約２
倍となつているが、その速度は、主に、振動板１
８の構成材料、高さ及び角度によつて決定され
る。例えば、プラスチツク製の振動板とフエルト
布製の振動板とを比較するならば、高さ及び角度
を各々同じとした場合、音波面の速度はプラスチ
ツク製の振動板の方がフエルト布製のものよりも
約10％速い。振動板１８の高さと角度は、所望の
速度を得るために、設計条件に従つて適宜に変更
され得る。

本実施例における振動板１８は主に中低域の周
波数を発生するものである。より詳細には、周波
数帯域の下限は約42Hzで、有効上限は約8000Hzで
ある。周波数帯域の有効上限は、通常、振動板の
材料とボイスコイルの応答性によつて限定され
る。発生される中低域の周波数と、減衰リング２
４と、以下で説明する補助的な減衰部材（減衰パ
ネル３６，３８）とを考慮することにより、振動
板１８を、米国特許第3424873号明細書に記載さ
れているものよりも簡単に且つ安価に製作するこ
とができる。振動板１８の構成材料やボイスコイ
ルを変更することにより、振動板１８は別の周波
数応答を生ずる。従つて、この振動板１８は満足
いく音質で可聴周波数帯域の重要部分を再生し得
るものである。よつて、かかる振動板１８を有す
るスピーカー１７を用いたラウドスピーカー装置
１０は高周波スピーカーを必要とせず、費用を低
減することができる。しかし、更に広域の周波数
帯域を必要とするならば、ラウドスピーカー装置
１０は以下に示すように高周波スピーカー５２を
付加しても良い。

第６図に概略的に示す従来一般のスピーカー用
ドライビング装置（モータとも一般には称されて
いる）２６は、磁石と、該磁石の空〓の中に配置
されたボイスコイルとを有している。このボイス
コイルの入力端子２７（第１０図参照）には、レ
コードやテープ等の音源によつて作られる可聴周
波数に比例して変動する電流が適宜増幅されて入
力される。そして、このボイスコイルは、磁石の
空〓内の磁界と相互作用して、前記可聴周波数に
比例する割合で機械的直線運動を行う。一般に、
ボイスコイルの巻線は薄紙の円柱体の外面にのり
付けされている。この円柱体の一端はドライビン
グ装置２６における磁石の磁極部分間の環状空〓
に同心に配置され、他端はドライビング・サーク
ル２０に同心に配置されている。ボイスコイルが
軸方向の運動に変換されると、その動きが振動板
１８に伝えられ、可聴音が空気中に発せられる。
スピーカー室１２の中央に配置されたドライビン
グ・サークル２０と、ドライビング装置２６と
は、金属製のバスケツト・エンクロージヤ２８
（第４，５図参照）によつて支持されているが、
振動板１８とボイスコイルとは比較的自由に軸方
向に動けるようになつている。エンクロージヤ２
８の底端部は、減衰リング２４の外縁部全周に亘
つて接着されており、減衰リング２４と振動板１
８のサラウンド２２とを支持している。尚、この
エンクロージヤ２８は、減衰リング２４による振
動板１８の軸方向運動の自由性を妨げるものでは
ない。

第４図に示すように、環状の減衰パネル３６
が、ドライビング装置２６を囲むようにその側面
に貼着されており、本実施例では径方向の幅が約
1.27cm（0.5in.）となつている。また、略半円形
の減衰パネル３８がドライビング装置２６の頂部
表面に取着され、振動板１８の外面１８ｂの前面
部の上方に位置されている。減衰パネル３６，３
８は、減衰リング２４から上方に反射される不要
な音波面を吸収する。振動板１８から放射状外方
に伝搬する音波面は、減衰パネル３６，３８によ
つては殆ど吸収されず、吸収されたとしても極く
僅かである。減衰パネル３６，３８は共に約1.9
cm（3/4in.）の厚さで、例えば商品名「タフレツ
クス（TUFLEX）」で販売されているセルロー
ス・ポリウレタン心綿のような材料から作られて
いる。

第４，９図に示すように、キヤツプ１４の後部
側内面に減衰材４０が取り付けられている。減衰
材４０は、振動板１８の外面１８ｂの後面部で発
生され且つ聴取域とは反対側の方向に伝搬される
干渉性音波面を吸収する。減衰材４０は1.27cm
（1/2in.）の厚さの扇形セルロース心綿から作ら
れている。減衰材４０は半円形部分４０ａを有し
ており、この半円形部分４０ａは、キヤツプ１４
の頂部内面に伝わる音波面を吸収するために、当
該頂部内面に取り付けられている。減衰材４０
は、振動板１８の軸を中心として、頂部で約90
度、底部で約200度の角度をなして周方向に広が
つており、効果的に外面１８ｂの後面部からの音
波面を吸収するようになつている。

従つて、本発明によるこの実施例において、振
動板１８の外面１８ｂで発生されるほぼ半球状の
音波面は、振動板１８の軸よりも後方に位置して
いる軸Ｂ（第１１図）を中心として約160度の角度
の範囲内で、聴取域に向かう所望の方向に伝搬す
る。尚、軸Ｂについては後に説明する。この160
度という角度は、部屋の壁に沿つてラウドスピー
カー装置１０を設置した場合に適す。ラウドスピ
ーカー装置１０が部屋のコーナーに設置されるな
らば、周囲の壁からの反射を最小とするために、
最適の「前面部」は90度となるように設計される
であろう。一般に、聴取域に音波面を発する外面
１８ｂの前面部は120度乃至200度の角度とするこ
とができる。

前述したように、振動板１８は主に中低周波を
生ずるので、本実施例では、公知の高周波スピー
カー（一般には「ツイーター」と呼ばれている）
５２が高周波を補つている。高周波スピーカー５
２の周波数応答は約1500Hz〜1700Hzの範囲であ
る。この高周波スピーカー５２は、レード等の音
源によつて生ぜられた可聴周波数と比例して変動
する電流を入力リード線５４を介して入力し、ほ
ぼ半球状の音波面を作ることができる。第４，
５，６図に示すように、高周波スピーカー５２は
振動板１８の軸に対して一定の角度でドライビン
グ装置２６の上面に固定されている。一般に、高
周波スピーカー５２の軸と振動板１８の軸の角度
は45度〜90度の間である。本実施例ではこの角度
は75度となつている。この角度が45度以下なら
ば、高周波スピーカー５２からの音波面はキヤツ
プ１４の頂部に向かつて伝搬してしまい、逆に90
度以上であると、減衰パネル３８により音波面が
吸収されてしまう。高周波スピーカー５２のベー
スには、ボール紙から作られた反射板５６が取り
付けられており、この反射板５６は、その側縁部
で、減衰パネル３８に至り吸収されるであろう音
波を水平方向に拡散する。高周波スピーカー５２
は、発生された音波面が振動板１８により遮ぎら
れないで聴取域に伝搬されるように、振動板１８
のドライビング・サークル２０の上方且つ後方に
配置されている。第７図に示すように、この高周
波スピーカー５２は約160度の角度で半球状の音
波面を発するように設計されている。高周波スピ
ーカー５２の水平方向の位置は重要であり、この
点に関しては後に更に詳説する。

第２図に明示する如く、スピーカー室１２はバ
ツフル・エンクロージヤ６６の上部中央に取り付
けられている。取付方法は、バスケツト・エンク
ロージヤ２８の肩部とバスケツト・エンクロージ
ヤ６６とに設けられた穴６８〜６８ｄ（第５図）
に、ねじを螺合させるという公知の方法による。
第３図の如く断面がほぼ正方形で、且つ４つの脚
部７０ａ〜７０ｄによつて床面に支持されたバツ
フル・エンクロージヤ６６の内部に向かつて、振
動板１８は下向きに置かれている。このバツフ
ル・エンクロージヤ６６は、例えば乾式繊維板の
ような公知の無反響材料によつて作られ、その外
面に油板を貼つて仕上げると好適である。本実施
例において、バツフル・エンクロージヤ６６の全
体の大きさは、底面の一辺が29.2cm（11.5in.）、
上面の一辺が24.8cm（9.75in.）、高さが64.1cm
（25.3in.）となつている。このバツフル・エンク
ロージヤ６６は、内部での望ましくない整数倍成
分（高調波）を最小とするために、支持リブ７２
ａ〜７２ｅによつて全体が補強されている。

バツフル・エンクロージヤ６６内で定常波が形
成されるのを防止するために、吸音減衰材７４
（第２図参照）が、振動板１８の内面１８ａで発
せられてバツフル・エンクロージヤ６６の内部に
伝搬されるノンコヒーレントな（非干渉性）音波
面を吸収するようになつている。低周波の音波面
は通過するが、高周波、即ち少なくとも数百Hzの
高周波の音波面は減衰材７４により吸収される。
セルロース心綿から作られた減衰材７４は、バツ
フル・エンクロージヤ６６のほぼ半分の高さから
下方に約7.62cm（3in.）の幅で、該バツフル・エ
ンクロージヤ６６内を遮ぎつている。

また、バツフル・エンクロージヤ６６の一部で
あるバスレフポート７６（第２，８図参照）は、
その中の空気量を共振周波数に合わせてある。減
衰材７４を通過した低周波の音波がバスレフポー
ト７６の通過中に遅延され且つ位相が逆転され、
それによつて振動板１８の外面１８ｂから発せら
れる音波面と同位相に変わるように、バスレフポ
ート７６の長さと直径が選択されている。

第２，８，１０図に示すように、スピーカー用
配線をラウドスピーカー装置１０に簡単に接続す
るために、公知のプツシユ式ターミナル８０，８
２がバツフル・エンクロージヤ６６の底部に取り
付けられている。また、ラウドスピーカー装置１
０の「Ｑ」を制御するための公知の３ポジシヨン
（高、中、低）型３段スイツチ８４，８６が、タ
ーミナル８０，８２に隣接して設けられている。
聴取者は、このスイツチ８４，８６のポジシヨン
を切り替えることにより、最適な音を得ることが
できる。尚、「Ｑ」は、インピーダンス、即ちラ
ウドスピーカー装置１０の音響レジスタンスに対
する音響リアクタンスの比を意味する。スイツチ
８６は、亜音速の周波数を除去する公知の誘導キ
ヤパシタンス型ネツトワーク９０を介してスピー
カー１７に接続されている。また、スイツチ８４
は、抵抗キヤパシタンス型ネツトワーク８８を介
して高周波スピーカー５２に接続されている。

このような構成において、ラウドスピーカー装
置１０の作動について説明する。

交流電流信号がターミナル８０，８２からドラ
イビング装置２６の入力端子２７に入力される
と、振動板１８のドライビング・サークル２０に
軸方向に沿う振動力が加えられる。ドライビン
グ・サークル２０での振動は音波面として変換さ
れる。先に述べたように、本実施例において、こ
の音波面は周囲の空気中の音速の約２倍である。
振動板１８の軸に平行な振動は、外面１８ｂに平
行な成分と垂直な成分とに分けられる。垂直方向
の速度成分のみが空気の変位、即ち音を発生する
ので重要である。平行方向の速度成分は空気の変
位を引き起こさず、よつて音波を作ることはな
い。音波面がドライビング・サークル２０からサ
ラウンド２２に進む際、その伝搬速度は相当に変
化し、一般的には伝搬するに従つて増速する。サ
ラウンド２２において、音波エネルギの大部分が
減衰リング２４によつて吸収される。減衰リング
２４により吸収されなかつた音波エネルギは、ド
ライング装置２６の方向に反射され、聴取域に放
射される遅れのある音波面を生ずる。しかしなが
ら、この遅れのある音波面の主ベクトルは上方に
向いており、聴取域に達する音に極く僅かしか影
響を与えない。この望ましくない影響は、減衰パ
ネル３６，３８をドライビング・サークル２０の
周囲に適宜に配置することにより、更に小さくす
ることができる。

第６図に示すように、ドライビング・サークル
２０から空気中に発せられた音波９４が円弧状点
線Ａ上の点９８に伝わるのに要する時間と、音波
９６が振動板１８の外面１８ｂを音速の２倍で下
り、そして空気中を進んで円弧状点線Ａ上の点１
００に伝わるのに要する時間とは同じである。振
動板１８の形状は、空気中を音速で直進する音波
９４と、直進することなく長い距離を進む音波９
６との間の厳密な関係を維持するように設計され
ている。空気中に発せられる全ての音波は円弧状
点線Ａの上で交わるので、実質上、時間的又は位
相的に誤差のない球状の音波面が形成される。

減衰材４０は、振動板１８から後方に放射する
音波面を吸収し、これによつて音の出る方向が振
動板１８の前面部に限定される。第１１図に示す
ように、振動板１８の形状と構成、及びキヤツプ
１４の後部に取り付けられた減衰材４０の位置に
よつて、ほぼ半球状の干渉性音波面は、振動板１
８の前面部から所望の方向に沿つて聴取域に伝搬
するようになつている。

更に、第１１図に示すように、聴取域内であつ
て振動板１８の前方の水平軸Ｃ上の点において、
形成された半球状の音波面は、振動板１８の軸と
平行で且つその後方に位置している軸Ｂ上に中心
があるかのように感じられる。尚、この中心は振
動板１８の虚音源と一般に呼ばれている。ドライ
ビング装置２６のボイスコイル２７に可聴周波数
に応じて変化する電流が流れる時間と、それに対
応する音波面が外面１８ｂに表れる時間との間に
は、ボイスコイルの固有遅れ時間により引き起こ
される遅れがあるので、音波面の音源が実際の位
置よりも聴取域から更に離れた所にあるように、
聴取者には感じられる。よつて、音波面の音源
は、スピーカー１７の見える位置に拘わらず、常
に振動板１８の軸の後方にある。外面１８ｂの後
面部で作られた干渉性音波面を吸収することによ
つて、単一位置の虚音源を有するほぼ半球状の音
波面が形成される。

本実施例において、振動板１８は主に中低周波
を発するので、振動板１８のドライビング・サー
クル１８の上方且つ後方に取り付けられた高周波
スピーカー５２が高周波を補つている。この高周
波スピーカー５２もまた虚音源を有しており、聴
取域においてスピーカー１７の虚音源の軸Ｂ上に
位置しているよう感じられる。高周波スピーカー
５２の僅かな遅れ時間を補償するために、高周波
スピーカー５２は振動板１８のドライビング・サ
ークル２０の後方であつて、虚音源の軸Ｂのやや
前方に配置されている。正確な位置は高周波スピ
ーカー５２の遅れ時間に対するスピーカー１７の
遅れ時間によつて決まる。この結果、スピーカー
１７と高周波スピーカー５２とは同じ位置に虚音
源を有することとなる。また、第６図に示すよう
に、円弧状点線Ａ上の点９８に音波１０２が達す
るのに必要な時間と、音波１０４が点１００に達
するのに必要な時間とは同じである。このよう
に、時間的及び位相的に干渉性のある半球状の干
渉性音波面は高周波スピーカー５２によつても作
られ、振動板１８によつて作られる音波面と同心
である。

従つて、この発明の特定の実施例では、２つの
スピーカー１７，５２、即ちドライビング装置２
６の中のやや重いボイスコイルにより駆動される
主に中低周波を作るための簡単な構造の振動板１
８と、高周波を補うための更に小さな高周波スピ
ーカー５２とが設けられている。円柱状ではなく
ほぼ球状の音波面が振動板１８の外面１８ｂから
放射方向外方に伝わる。このために、振動板１８
の外面１８ｂを下方に伝わつていく音波面の速度
は’873号特許で示された型の振動板において必
要な速度ほど速い必要はなく、この発明によるイ
ンバーテツド・スピーカー１７の振動板１８は、
金属を含む高価な合成材ではなく、紙、フエルト
布、紙とフエルト布との合成材、或はプラスチツ
クのような材料から作られることができる。周囲
の空気中に音波面が発せられると、振動板１８の
外面１８ｂから振動板１８の垂直軸の回りに一様
に放射方向外方に向かつて伝わる。振動板１８は
無指向性ではなく、聴取域への所望の方向に音波
面を伝える外面１８ｂの前面部と、聴取域から離
れていく望ましくない方向に音波面を伝える後面
部とを有している。吸音用の減衰材４０は振動板
１８の後面部の回りの外方に付けられており、後
面部から伝えられる音波面を吸収する。振動板１
８の凹状の内面１８ａによつて作られた音波面
は、バツフル・エンクロージヤ６６によつて吸収
域は制限される。

音波面がサラウンド２２に到達すると、その音
波エネルギの大部分は減衰リング２４で吸収され
る。’873号特許に開示されている発明の目的は、
減衰リング音波エネルギを実質的に全て吸収する
ことにある。何故ならば、減衰リングで吸収され
ない音波エネルギは反射され、’873号特許にお
ける振動板の大径の端部からほぼ上方に伝搬され
る他の干渉性音波面を形成するからである。この
望ましくない上方への反射、即ちそれが遅れのあ
る音波面（この音波面は聴取域に伝えられるべき
干渉性音波面を妨げる）を空気中に発するという
点で望ましくないという上方への反射は、この発
明の実施例では、振動板１８の小径の端部付近の
放射方向外方に取り付けられた付加的な吸音性の
減衰パネル３６，３８によつて吸収される。これ
らの付加的な減衰パネル３６，３８は聴取域に伝
えられる音波面を殆ど吸収しない。

聴取域において、半球状の音波面は振動板１８
の軸の後方の「虚音源」で作られているように感
じる。この効果はドライビング装置２６のボイス
コイルの固有の遅れ時間によつて説明される。従
来、この遅れ時間は、例えば’873号特許で示さ
れるように、インバーテツド・スピーカーに高エ
ネルギの小型ボイスコイルを用いることにより無
視でき、或は極小化できる。正しくは、音波面の
虚音源はスピーカー１７の見えている位置に拘わ
らず、スピーカー１７の縦軸の方向にあるかの如
く感じられる。従つて、振動板１８の後面部で作
られた干渉性音波面を吸収することにより、１つ
の場所の虚音源が作り出される。

前述した実施例の振動板１８は、主に中低周波
を発するので、高周波を補うための従来の型式の
高周波スピーカー５２は、その虚音源が振動板１
８の虚音源を通る軸上に概ね位置するようにドラ
イビング・サークル２０の上方且つ後方に、そし
て聴取域に対して振動板１７の虚音源の前方に取
り付けられる。即ち、ウーフアとミツド・レンジ
の機能を果たす振動板１８を使用することによつ
て、高周波スピーカー５２の取付けは、この高周
波スピーカー５２が振動板１８によつて遮られな
い半球状の音波面を形成できるように、ドライビ
ング・サークル２０の上方且つ後方、そして振動
板１８の虚音源の近傍の位置とされる。ほぼ同軸
上にスピーカー１７と高周波スピーカー５２の虚
音源を配置することにより、同中心の時間的及び
位相的に干渉性のある半球状音波面が作られ聴取
域に伝搬される。

この発明はその精神又は主要な特徴から逸する
ことなく他の色々な形、或は他の目的で実施する
ことができることは、当業者にとり明らかであろ
う。従つて、上記実施例はあらゆる点で例示にす
ぎず、限定的に解釈してはならない。この発明の
範囲は請求の範囲によつて示すものであり、明細
書本文には何等拘束されない。更に、請求の範囲
の均等範囲に属する変形や変更は全てこの発明の
範囲内のものである。