特許 7442937 携帯型スピーカーシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】携帯型スピーカーシステム

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/02 20060101AFI20240227BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20240227BHJP

【ＦＩ】

H04R1/02 101B

H04R3/00 310

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020066655

(22)【出願日】2020-04-02

(65)【公開番号】P2021164111

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(72)【発明者】

【氏名】高畠 智輝

【審査官】堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０２８６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１０００２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２４３５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５３０７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １／００－ １／０２

Ｈ０４Ｒ ３／００－ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウーファおよびツィータのスピーカーを取付け、かつ底部に開口が形成され、さらに音声信号を受け取るための第１の接続端子を含むハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、前記ウーファおよびツィータを駆動するための電子回路とを有し、
前記電子回路は、外部で再生された音声信号を無線通信により受信する無線通信部と、前記無線通信部で受信した音声信号または前記第１の接続端子で受信した音声信号を選択的に受け取り、受け取った音声信号を処理する信号処理部とを含み、
前記ハウジングの底部は、蓋部またはクレードルに接続可能であり、
前記クレードルにはバスレフ構造が設けられ、さらに音声信号供給端子が設けられ、前記クレードルが前記ハウジングの底部に接続されたとき、前記ハウジングの内部空間が前記クレードルの内部空間に結合され、かつ前記音声信号供給端子が前記第１の接続端子に接続される、携帯型スピーカーシステム。

【請求項2】

前記ハウジングはさらに、前記無線通信部および前記信号処理部に接続された第２の接続端子と、前記信号処理部に接続された第３の接続端子とを含み、
前記蓋部は、バッテリーおよび当該バッテリーに接続された第１の電力供給端子を含み、
前記クレードルはさらに第２の電力供給端子を含み、
前記蓋部が接続されたとき、前記第１の電力供給端子が前記第２の接続端子に接続され、前記クレードルが接続されたとき、前記第２の電力供給端子が前記第３の接続端子に接続される、請求項１に記載の携帯型スピーカーシステム。

【請求項3】

前記信号処理部は、前記音声信号供給端子を介して前記第１の接続端子から音声信号を受け取ったとき、高周波数領域を遮断し一定周波数以下の低周波数領域を生成するように音声信号を処理する、請求項１に記載の携帯型スピーカーシステム。

【請求項4】

前記信号処理部は、前記無線通信部から音声信号を受け取ったとき、ウーファおよびツィータが低音域から高音域までのフルレンジで音声を出力するように音声信号を処理する、請求項１に記載の携帯型スピーカーシステム。

【請求項5】

前記信号処理部は、音声信号を増幅するためのアンプを含む、請求項４に記載の携帯型スピーカーシステム。

【請求項6】

前記ハウジングの上部側に前記ウーファおよび前記ツィータが取り付けられ、前記クレードルは、前記ハウジングが直立するように前記ハウジングの底部を支持する、請求項１記載の携帯型スピーカーシステム。

【請求項7】

前記クレードルの第２の電力供給端子は、車両のバッテリーに接続され、前記クレードルの音声信号供給端子は、車載装置の音声出力端子に接続される、請求項２に記載の携帯型スピーカーシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯型（ポータブルタイプ）のスピーカーシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータやネットワーク等に接続して受信した音声信号を出力する携帯用のスピーカーシステムが実用化されている。例えば、特許文献１のスピーカーシステムは、小型でありながら良好な低音再生特性を提供するバスレフ型キャビネットを開示している。また、特許文献２の音響システムは、車載装置にスマートスピーカーが接続されると、車載装置は、車内の音場環境に不足している周波数帯域をスマートスピーカーに出力させる技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２８６８６号公報

【文献】特開２０１９－１８６７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１に従来の携帯型スピーカーシステムの外観を示す。図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。同図に示すように携帯型スピーカー１０は概ね円筒状のハウジング２０を有し、その頂部に、２つのスピーカー、すなわち低音再生用のウーファＷｆと高音再生用のツィータＴｗとが取り付けら、側部には持ち運び用の把持部３０が取り付けられる。ハウジング２０の内部空間には、スピーカーを駆動するためのアンプ、外部で再生された音声信号を受信するブルートゥースモジュール（以下、ＢＴモジュール）、受信した音声信号を処理するＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の電子回路を搭載した回路基板と、電子回路に電力を供給するバッテリーとが収容されている。

【0005】

携帯型スピーカーシステム１０を屋内外で使用する場合、ハウジング２０が大きすぎると持ち運びが不便である。一方、ハウジング２０のサイズが小さくなると、内部空間の容積が減少し低音再生能力が低下する。携帯型スピーカーシステム１０を屋外用スピーカーとして使用する場合、７０～２０ｋＨｚ程度の帯域で音声を出力することができれば十分である。

【0006】

携帯型スピーカーシステム１０を車内で使用する場合、車内の音場環境では、走行中のロードノイズやエンジンノイズなどにより低音域が影響を受け易いため、携帯型スピーカーシステム１０がサブウーファとして機能することが望まれる。その場合、ウーファＷｆは、少なくとも５０Ｈｚ～程度の低周波数領域の音声を出力する必要がある。しかしながら、従来のハウジング２０の内部空間の容積は、５０Ｈｚ～の音声を出力するには不十分であり、その反面、ハウジング２０の容積を大きくしたり、あるいはハウジング２０にバスレフ構造を持たせると、サイズが大きくなり持ち運びが不便になってしまう。

【0007】

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、持ち運び性に優れかつ屋外や車内の音場環境に適した携帯型スピーカーシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る携帯型スピーカーシステムは、ウーファおよびツィータのスピーカーを取付け、かつ底部に開口が形成されたハウジングと、前記ハウジング内に収容され、前記ウーファおよびツィータを駆動するための電子回路とを有し、前記ハウジングの底部は、蓋部またはクレードルに接続可能であり、前記クレードルにはバスレフ構造が設けられ、前記クレードルが前記ハウジングの底部に接続されたとき、前記ハウジングの内部空間が前記クレードルの内部空間に結合される。

【0009】

ある実施態様では、前記蓋部は、前記電子回路に電力を供給するためのバッテリーを含む。ある実施態様では、前記ハウジングの上部側に前記ウーファおよび前記ツィータが取り付けられる。ある実施態様では、前記蓋部が接続されたとき、前記電子回路は、外部で再生された音声信号を無線通信により受信し、かつ受信した音声信号を前記ウーファおよび前記ツィータから音声出力させ、前記クレードルが接続されたとき、前記電子回路は、前記クレードルの音声供給端子を介して音声信号を入力し、かつ入力された音声信号を前記ウーファから音声出力させる。ある実施態様では、前記クレードルは、車載装置で再生された音声信号を前記音声供給端子から供給する。ある実施態様では、前記クレードルは、車両のバッテリーから電力を供給する電力供給端子を含み、前記電子回路は、前記電力供給端子から供給される電力により動作可能である。ある実施態様では、前記クレードルが接続されたとき、前記電子回路は、一定周波数以下の低音域の周波数をアンプに出力するように音声信号を処理する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ウーファおよびツィータを有するハウジングの底部に蓋部またはクレードルを接続可能にすることで、蓋部を接続されたときの全体のサイズを小さくして持ち運びを容易にし、他方、クレードルを接続したときのハウジングの内部空間の容積を拡張しかつクレードルのバスレフ構造を利用することで低音域の再生能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来の携帯型スピーカーの外観を示し、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。

【図2】本発明の実施例に係る携帯型スピーカーシステムを説明する図であり、図２（Ａ）は、ハウジングの底部に蓋部が取り付けられた状態を示し、図２（Ｂ）は、ハウジングの底部から蓋部が取り外された状態を示し、図２（Ｃ）は、ハウジングがクレードルに接続された状態を示す。

【図3】ハウジングにクレードルが接続されたときの概略断面を示す図である。

【図4】本発明の実施例に係る携帯型スピーカーシステムをＢＴスピーカーとして使用するときの電気的な構成を説明する図である。

【図5】本発明の実施例に係る携帯型スピーカーシステムを車内でサブウーファとして使用するときの電気的な構成を説明する図である。

【図6】本発明の実施例に係る携帯型スピーカーシステムにより出力される音声の周波数特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の携帯型スピーカーシステムは、屋外や車内の音場環境に適した周波数特性で音声を出力することができ、かつ持ち運びが容易な構造を備えている。ある態様では、携帯型スピーカーを屋外で使用する場合には、ウーファおよびツィータにより低音域から高音域までのフルレンジで音声を出力し、車内で使用する場合には、車載装置の音場環境で不足する低音域を強調するウーファまたはサブウーファとして機能する。

【実施例】

【0013】

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る携帯型スピーカーシステムの概要を説明する図である。図２（Ａ）は、携帯型スピーカーシステム１００を通常の屋外で使用するとき、つまりハウジングの底部に蓋部が取り付けられた状態を示している。本実施例の携帯型スピーカーシステム１００は、図１の携帯型スピーカー１０と同様に、概ね円筒状のハウジング１１０と、ハウジング１１０の頂部に２つのスピーカーであるウーファＷｆとツィータＴｗとが取り付けられ、ハウジング１１０の側部には、持ち運びを容易にするための把持部１１２が取り付けられる。

【0014】

ハウジング１１０の内部には概ね円筒状の空間Ｓ１が形成され（図３を参照）、内部空間Ｓ１の所定位置には、スピーカーと電気的に接続された電子回路を搭載した回路基板等が実装される。ハウジング１１０の底部には、内部空間Ｓ１が露出するように円形状の開口１１４が形成される（図２（Ｂ）を参照）。さらに、ハウジングの底部には、後述するように、回路基板との電気的な接続を行うための金属製の接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（図４、図５を参照）が設けられる。接続端子は、例えば、雄型の端子またはこれと反対に雄型の端子を受け取るための雌型の端子から構成される。

【0015】

ハウジング１１０の底部には、円盤状の蓋部１２０が着脱可能に取り付けられる。蓋部１２０の取り付け方法は特に限定されないが、例えば、蓋部１２０は、ハウジング１１０の底部の形状に嵌合または係合するような形状に加工されたり、あるいはハウジング１１０の底部の外周に形成されたネジに螺号するようにネジ部が形成されたり、あるいはネジやボルト等の締結部品を利用してハウジング１１０の底部に結合される。

【0016】

蓋部１２０の内部にはバッテリー（例えば、リチウムイオン等の二次電圧）が収容され、蓋部１２０がハウジング１１０の底部に取り付けられたとき、蓋部１２０は、ハウジング１１０の内部空間Ｓ１を閉じ、さらにバッテリーからの電力を接続端子を介してハウジング１１０内の電子回路に供給する。

【0017】

図２（Ｂ）は、携帯型スピーカーシステム１００の底部の蓋部１１０を取り外した状態を示し、図２（Ｃ）は、携帯型スピーカーシステム１００を車内で使用するとき、つまりハウジングをクレードルに接続した状態を示している。携帯型スピーカーシステム１００を車内で使用する場合、先ず、図２（Ｂ）に示すように蓋部１２０がハウジング１１０の底部から取り外される。車内では高温になることがありバッテリーの破損等を回避するため、蓋部１２０のバッテリーを使用せず、車両側のバッテリーを使用する。蓋部１２０が取り外されたとき、ハウジング１１０の内部空間Ｓ１は、底部の開口１１４を介して外部に露出された状態となる。

【0018】

次に、図２（Ｃ）に示すように、ハウジング１１０の底部をクレードル１３０に接続する。クレードル１３０は、ハウジング１１０が直立するようにハウジング１１０の底部を支持する。図３は、ハウジング１１０がクレードル１３０に接続されたときの断面を模式的に示す図である。クレードル１３０は、中央に円形状の凹部１３４が形成されるように凹部１３４を取り囲む外周部１３２と、当該外周部１３２に接続され円筒状の内部空間Ｓ２を規定する本体部１３６とを含む。凹部１３４は、ハウジング１１０の底部を挿入する空間を提供し、凹部１３４には、本体部１３６の内部空間Ｓ２を露出するための円形状の開口１３４Ａが形成される。ハウジング１１０の底部が凹部１３４に挿入されたとき、ハウジング１１０の底部は外周部１３２および凹部１３４によって支持され、さらにハウジング１１０の内部空間Ｓ１が、ハウジング１１０の底部の開口１１４および凹部１３４の開口１３４Ａを介して本体部１３６の内部空間Ｓ２に結合される。このように、ハウジング１１０をクレードル１３０に接続したとき、ハウジング１１０の内部空間Ｓ１がクレードル１３０の内部空間Ｓ２の分だけ拡張され、これにより、スピーカーの低音域の再生能力が高められる。例えば、内部空間Ｓ１の容積は概ね４Ｌであり、内部空間Ｓ２の容積は概ね３Ｌであり、クレードル１３０を接続することで、両者の内部空間の容積が概ね７Ｌに拡張される。

【0019】

また、本体部１３６には、少なくとも１つのバスレフ構造１４０が取り付けられる。バスレフ構造１４０は、低音域の増強を図るものであり、本体部１３６には、ダクト、管またはチューブのような一定の開口幅がありかつ一定の奥行のある部材が取り付けられる。バスレフ構造１４０の大きさは、ハウジング１１０の内部空間Ｓ１の容積とクレードル１３０の内部空間Ｓ２の容積とを合算した容積および要求される低音域の再生能力（例えば、５０Ｈｚ～）に基づき設計される。

【0020】

さらにクレードル１３０には、車両のバッテリーからの電力および車載装置で再生された音声信号をハウジング１１０内の電子回路に提供するための電気的なインターフェースが設けられる。ある態様では、図３に示すように、外周部１３２の内側に金属製の断面がＬ字型のガイドを兼ねた支持部材１５０が取り付けられる。この場合、支持部材１５０の周縁部１５２は、凹部１３４の開口１３４Ａおよびハウジング１１０の底部の開口１１４と整合し、つまり、ハウジング１１０の内部空間Ｓ１とクレードル１３０の内部空間Ｓ２との結合の障害とならないような形状である。周縁部１５２には、車両のバッテリーの電力を供給するための電力供給端子ＶＣＣ２や車載装置の音声信号を供給するための音声信号供給端子ＡＵＤとが接続される（図５を参照）。例えば、電力供給端子ＶＣＣ２および音声信号供給端子ＡＵＤは、周縁部１５２に形成された開口内に収容される。

【0021】

ハウジング１１０の底部が凹部１３４内に挿入されたとき、ハウジング１１０の底部に設けられた接続端子Ｔ２、Ｔ３（図５を参照）が周縁部１５２の電力供給端子ＶＣＣ２および音声信号供給端子ＡＵＤに接続される。これにより、車両側のバッテリーの電力および音声信号がハウジング１１０内の回路基板に実装された電子回路に供給される。

【0022】

次に、本実施例の携帯型スピーカーシステムの電気的な構成について説明する。図４は、携帯型スピーカーシステム１００を屋外でＢＴスピーカーとして使用するときの構成を示している。ハウジング１１０内の回路基板上には、ＢＴモジュール２００、ＤＳＰ２１０、アンプ２２０等の電子回路が実装される。これらの電子回路は、電力ラインを介して接続端子Ｔ１に接続される。ハウジング１１０の底部に蓋部１２０が取り付けられたとき、ハウジング１１０の接続端子Ｔ１は、蓋部１２０のバッテリーの電力供給端子ＶＣＣ１に接続される。これにより、バッテリーからの電力がＢＴモジュール２００、ＤＳＰ２１０、アンプ２２０に供給される。

【0023】

ＢＴモジュール２１０は、ペアリングされた外部の電子機器に接続され、当該電子機器で再生された音声信号がＢＴモジュール２１０により無線で受信される。ＢＴモジュール２１０は、受信した音声信号をＤＳＰ２１０に提供する。ＤＳＰ２１０は、音場環境に適した出力音声を得るため、音声信号の周波数特性を調整または変更する機能を備える。ＤＳＰ２１０は、ＢＴモジュール２００から音声信号を受信したとき、屋外使用の音場環境を提供するため、ウーファＷｆおよびツィータＴｗが低音域から高音域までのフルレンジで音声を出力するように音声信号を処理する。ＤＳＰ２１０で処理された音声信号は、アンプ２２０によって増幅され、ウーファＷｆおよびやツィータＴｗから音声が出力される。

【0024】

図５は、携帯型スピーカーシステム１００を車内でサブウーファとして使用するときの構成を示している。この場合、蓋部１２０が取り外され、ハウジング１１０がクレードル１３０に接続される。クレードル１３０の電力供給端子ＶＣＣ２は、車両のバッテリーに接続され、音声信号供給端子ＡＵＤは、車載装置ＨＵの音声出力端子に接続される。電力供給端子ＶＣＣ２がハウジング１１０の接続端子Ｔ２に接続され、音声信号供給端子ＡＵＤがハウジング１１０の接続端子Ｔ３に接続される。接続端子Ｔ２は、ＤＳＰ２１０およびアンプ２２０に接続され、ＢＴモジュール２００には非接続である。このため、ＢＴモジュール２００は非動作となり、ＤＳＰ２１０およびアンプ２２０が動作される。

【0025】

車載装置ＨＵは、例えば、オーディオ機能、ビジュアル機能、ナビゲーション機能などを備えた電子装置である。車内には、車載装置ＨＵで再生された音声信号を出力するための純正スピーカーが搭載され、純正スピーカーは、例えば、中音域の再生能力に優れたミドルレンジスピーカーや高音域の出力能力に優れたツィータを含んでいる。クレードル１３０は、車内の音場環境において不足しがちな低音域を補強するのに適した位置に設置される。例えば、特許文献２の図７、図９に示すスマートスピーカー２００の位置に設置することができる。

【0026】

ＢＴモジュール２００は非動作であり、ＤＰＳ２１０には、車載装置ＨＵで再生された音声信号が接続端子Ｔ３を介して入力される。ＤＰＳ２１０は、接続端子Ｔ３から音声信号を入力したとき、音声信号をＬＰＦ処理し、つまり、高周波数領域を遮断し一定周波数以下の低周波数領域の音声信号をアンプ２２０に出力する。この結果、ツィータＴｗは事実上非動作となり、ウーファＷｆは、内部空間の容積の拡張およびバスレフ構造の作用により、より低音域の音声を出力する。

【0027】

図６は、本実施例の携帯型スピーカーシステムにより出力される音声の周波数特性を示すグラフである。ハウジング１１０の内部空間Ｓ１の容積を４Ｌ、クレードル１３０の内部空間Ｓ２の容積を３Ｌとし、実線は、蓋部１２０を取り付けたＢＴスピーカー使用時の出力を示し、破線は、クレードル１３０を接続した車内のサブウーファ使用時の出力を示している。再生可能音圧レベルの最小が６８ｄＢであるとき、ＢＴスピーカー使用時では、６２Ｈｚ～の低音域の再生が可能であるのに対し、クレードル使用時では、内部容積が７Ｌに拡張され、かつバスレフ構造の利用により４２Ｈｚ～の低音域の再生が可能となり、サブウーファとして機能することができる。

【0028】

このように本実施例によれば、屋外でＢＴスピーカーとして使用する際は、携帯に便利なサイズでフルレンジの音声再生が可能であり、車内でサブウーファとして使用する際は、より低音域まで再生が可能となる。

【0029】

上記実施例では、ハウジング１１０やクレードル１３０の外観形状を円筒状にしたが、これらは一例であり、他の外観形状であってもよい。さらに上記実施例では、蓋部１２０内にバッテリーを収容させる例を示したが、バッテリーは必ずしも蓋部内ではなくハウジング内に収容するようにしてもよい。この場合、蓋部を取り外したときバッテリーからの電力供給を停止するようにしてもよいし、あるいは、蓋部の取り外しとは無関係にバッテリーからの電力が供給をし続けるようにしてもよい。後者の場合、クレードルが接続されたとき、ハウジング内のバッテリーが車内のバッテリーによって充電されるようにしてもよい。

【0030】

また、上記実施例では、ＢＴモジュールにより再生信号を外部から受信する例を示したが、本発明は、ＢＴモジュール以外の無線通信方式を利用して外部から再生信号を受信する構成にも適用することができる。

【0031】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0032】

１００：携帯型スピーカーシステム １１０：ハウジング
１１２：把持部 １２０：蓋部
１３０：クレードル １３２：外周部
１３４：凹部 １３４Ａ：開口
１３６：本体部 １４０：バスレフ構造
１５０：支持部材 １５２：周縁部
２００：ＢＴモジュール ２１０：ＤＳＰ
２２０：アンプ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３：接続端子
ＶＣＣ１、ＶＣＣ２：電力供給端子 ＡＵＤ：音声信号供給端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】