JP2003511928A - 拡声器コンビネーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】拡声器コンビネーションの周波数応答及び放射特性を向上させる。 【解決手段】本発明は少なくとも二つの拡声器を含む拡声器コンビネーションに関する。拡声器の一方の前に低域周波数フィルタが配置され、他方の前に全域フィルタの形態の移相器が配置されている。本発明は、他の単数又は複数の拡声器の前にはそれぞれ少なくとも一つの移相器が配置され、すべての拡声器が同様の位相位置で低音を放射するように、すべての移相器の位相設定が低音を放射する拡声器の位相位置に同調される。ほぼ同一構造を有するいくつかの拡声器が使用され、拡声器のすべて又は少なくとも大部分が低音を発生し、低周波数に加えて高周波数も伝達する必要のある拡声器の位相位置は低周波数及び超低周波数が同一の位相位置で放射されるように変化する。拡声器の広い範囲が低周波数を伝達し、狭い範囲が中間及び高周波数を伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、少なくとも二つの拡声器を含み、その一方の前に低域周波数フィル
タが配置され、他方の前に移相器が配置されている拡声器コンビネーションに関
連する。

【０００２】 このような拡声器コンビネーションは、DE4447269C1の図２に開示されている
。このような従来の拡声器コンビネーションにおいては、音響信号に変換される
電気信号が二つの拡声器に供給される。そして、一方の拡声器の前には低域フィ
ルタが配置され、他方の拡声器の前には高域フィルタが配置され、一方の拡声器
で低域周波数が放射され、他の拡声器で高域周波数が放射されるようになってい
る。この形の周波数分割及び周波数分離は十分ではないので、移相器が高域フィ
ルタと高音拡声器との間に配置され、それによって、高ピッチ信号の位相位置が
１８０°シフトされている。これにより、矩形パルスが十分に再生されると述べ
られているが、音楽や音声の伝達については伝達品質が不充分である。

【０００３】 音楽及び音声信号を伝達するための音声変換器では、一般的に、広い周波数範
囲にわたって特定の音圧であること、固有振動が低く共振が低いこと、線形特性
があること、伝達範囲が広いこと、製造コストが低いことが必要であり、また、
イベントホールや公共の建物などでの音響放射システムとして使用する際には、
大きさが最少でありながら、様々な使用目的に合わせて周波数依存の音声集束が
均一であること、及び最高の放射角度が設定可能であることがさらに要求される
。これらの要件のうち幾つかは現在の変換器により、また、別の電子機器の使用
により達成されるけれども、上記の要件すべてを十分な程度に満足させる変換器
は、今のところ知られていない。

【０００４】 以上の問題を解決するため、過去には様々な方法が実現されている。概して、
消費者市場では、周波数帯域が幾つかの帯域に分割され、それらの帯域に寸法の
異なる幾つかのダイアフラムが割り当てられるというシステムが使用される。大
型の重いダイアフラムは低音領域を伝達するのに対して、小型の軽いダイアフラ
ムは高周波数領域を伝達する。この構造に基づくと、システムごとに集束定数、
位相応答及び群遅延が異なるという問題のため、ここで必要とされるフィルタ通
過帯域におけるシステム全体の放射及び伝達作用に不規則性が生じる。さらに、
システムとメイン放射軸の外側との間の干渉により、伝達の度合いに不規則性が
生じる。

【０００５】 周知の構造タイプを有する拡声器は高品質の音声及び音響伝達という要件は満
たしていないので、周波数フィルタを前に設けたり設けていない異なる構造タイ
プ又は同様の構造タイプの拡声器を組み合わせることによって、伝達品質を向上
させようとする多くの試みが行なわれてきた。このような構造においては、シス
テムごとに集束定数、位相応答及び群遅延が異なるという問題も発生し、フィル
タ通過帯域におけるシステム全体の放射及び伝達作用に不規則性を伴う。さらに
、メイン放射軸の外側のシステム間における干渉によって、伝達の度合いに不規
則性を伴う。

【０００６】 本発明は、先行技術の欠点を克服する。本発明は、周波数応答及び放射特性が
格段に向上した拡声器コンビネーションを実現する単純な構造を単純な手段によ
り提供するという問題に対処する。

【０００７】 本願発明においては、（少なくとも）二つの拡声器のうち（少なくとも）一つ
が低音のみを放射し、（少なくとも）別の一つが低音及び少なくとも中間周波数
の音を放射する。また、低音及び少なくとも中間周波数の音を放射する拡声器の
前の移相器はすべての移相器の位相設定が低音のみを放射する拡声器の位相位置
に同調されるように設定されている。このように、すべての拡声器が同様の位相
位置で低音を放射し、干渉や同様の現象が発生することがない。

【０００８】 このような技術的な特長を使用したり組み合わせたりすることによって、低音
範囲での良好な音響品質を達成するために、非常に大型で機能的に劣るだけでな
く高価で重いダイアフラムを備えた低音拡声器を使用することがもはや必要なく
なり、コスト効率のよい同一構造のいくつかの拡声器を使用することが可能であ
る。これらは、ダイアフラムが軽量であることにより、低音すべてを放射するた
めの応答が速く、同時に、中間及び高音範囲が拡声器の一部のみにより放射され
る。同相で放射する拡声器の広い範囲が低音を伝達し、一方、拡声器の狭い範囲
が中間及び高周波数範囲を放射する。これによって、優れた伝達結果が得られる
。これは、特定の周波数範囲用に設計された構造形態を有する拡声器コンビネー
ションによって達成されるものよりも優れている。

【０００９】 コスト効率のよいこのような拡声器コンビネーションの生産を可能にするため
に、この拡声器コンビネーションの中間周波数範囲の音も放射する少なくとも一
つの拡声器は低域フィルタが前に配置された拡声器と同一の構造タイプ及び形状
であることが好ましいう。こうして、工業的大量生産の拡声器を利用でき、技術
的利点とは別に、経済的な利点も得られる。

【００１０】 この拡声器コンビネーション（前にフィルタ及び移相器を備えない）のうちす
べて又は少なくともいくつかの拡声器は同一又は非常に類似した周波数特性を有
していることが好ましい。

【００１１】 本発明の基本概念は、ほぼ同一の構造を有するいくつかの拡声器を使用するこ
と、拡声器のすべて又は少なくとも大部分に低音を放射させることである。この
場合において、拡声器は低周波数に加えて比較的高い周波数も伝達しなければな
らないものであり、それらの位相位置が変化させられる。そのため、同じ位相位
置において低周波数を放射する拡声器すべてによって低周波数が放射される。拡
声器の広い範囲が低周波数を伝達し、狭い範囲が中間及び高い周波数を伝達する
。これにより、優れた伝達結果が得られる。この結果は、別々の周波数範囲用に
設計された構造を有する拡声器により達成されるものよりも優れている。

【００１２】 本発明の基本的形態は、二つの同一構造の拡声器が組み合わせて設けられるこ
と、及び前に低域フィルタが設けられていない拡声器の前に移相器が配置される
ことである。その移相器の位相設定は低音拡声器の位相位置に同調される。

【００１３】 これにより技術費用が低いにも関わらず、達成可能な放射特性の改良は著しい
。位相設定は単純な方法で実施可能である。これにより、音響放射される特定の
空間への適合が容易に達成される。費用が安いにも関わらず、音声聴度及び音楽
適合性が著しく改良される。周波数にほとんど依存しない音響放射の集束が明白
な二次ローブなしで達成される。高い均質性及び干渉の少ない放射作用が得られ
る。

【００１４】 この拡声器コンビネーションでは、低域フィルタに接続された拡声器も移相器
に接続された拡声器も構造タイプ及び寸法が同一又は非常に類似している。これ
により、比較的大量に購入する際に価格の点で好都合であるだけでなく、様々な
タイプの音響上の利点が得られる。低音は同相のいくつかの拡声器から放射され
、高音は単一の拡声器又は同一の放射特性を有するいくつかの拡声器からのみ放
射される。

【００１５】 全域フィルタに移相器が備えられている場合には、これらの拡声器コンビネー
ションは極めて簡素である。 この拡声器コンビネーションでは、いくつかの拡声器が低域フィルタに接続さ
れること、及び／又はいくつかの拡声器が移相器に接続されることが全く可能で
あり、比較的大型のシステムではこれが推奨される。

【００１６】 音響出力を上げて音響品質を向上させるには、別の拡声器がこのコンビネーシ
ョンに設けられることが好ましい。この拡声器はその前にさらに高い通過周波数
を有する低域フィルタが設けられるとともに低音拡声器の位相位置に同調された
位相設定を有する移相器が設けられている。また、高域フィルタが前に配置され
た少なくとも一つの高音拡声器がこの拡声器コンビネーションにさらに設けられ
ることが好ましい。

【００１７】 全域フィルタがすべて受動回路要素で構成されると便利である。しかしながら
、全域フィルタが能動及び受動回路要素で構成されることも可能である。

【００１８】 二つの同一又は非常に類似した拡声器が共通のハウジング内において高音拡声
器と組み合わされるとさらに好ましい。これらの拡声器は、その一方の前に低域
フィルタが配置され、その他方の前に移相器が配置されているものである。

【００１９】 拡声器コンビネーションは拡声器が長いハウジングに収納されて拡声器列を形
成しているような拡声器列でもよい。

【００２０】 拡声器列の場合には、低音拡声器が拡声器列の両端すなわち外側に配置される
ことが好ましい。

【００２１】 発明の本質が略ブロック回路図で示された実施の形態とともに以下にさらに詳
細に説明される。

【００２２】 本発明による拡声器コンビネーションは、図１及び２に示された基本回路内に
二つの同一構造の拡声器２，３を有する。これらの拡声器はハウジング１内に設
置され、そのうちの一つの拡声器３の前には低域周波数フィルタ４が配置されて
いる。他の拡声器２の前には移相器を備えた全域フィルタ５が配置されており、
その位相設定は低音を放射するために設けられた拡声器３の位相位置に同調され
ている。両拡声器２，３は同一の構造タイプ及び形状であり、低周波数を放射す
るための特別な構造を持たないか、又は限られた範囲内でのみそのような構造を
有し、また、幾何学的形状の点において、中間周波数の放射に適しているけれど
も、このコンビネーションにおいては、全域フィルタ５の適正な位相適合が行な
われることを条件に、特定の周波数範囲に適合した異なる拡声器を使用する場合
よりも、良好な放射結果が達成される。

【００２３】 図２に示された実施の形態においては、能動構造部品としての増幅器６，７が
受動構造部品に付加されている。

【００２４】 図３においては、基本回路（図１）に比べて、拡声器コンビネーションは別の
拡声器８によって拡張されている。この拡声器８も拡声器２，３と同一の構造タ
イプ及び形状を有する。このコンビネーションにおいては、図１の基本回路の場
合と同様に、拡声器３の前に低域フィルタ４が配置され、拡声器２の前に移相器
を備えた全域フィルタ５が配置され、さらに、全域フィルタ５の前には低域フィ
ルタ９が配置されている。この低域フィルタは低域フィルタ４と比べて高いさら
に上の通過周波数を有するものである。追加拡声器８の前には、移相器を備えた
別の二つの全域フィルタ１０，１１が配置されている。全域フィルタ１０はその
移相位置が拡声器３の前に配置された低域フィルタ４に同調され、また、全域フ
ィルタ１１はその移相位置が拡声器２の前に配置された低域フィルタ９に同調さ
れ、一方、全域フィルタ５は、基本回路の場合と同様に、その移相位置が低域フ
ィルタ４に同調されている。全域フィルタ５，１０，１１が適正に位相適合され
ることを条件として、このコンビネーションにおいては、所定の周波数範囲に適
合した異なる拡声器を利用する場合よりも、良好な放射結果が達成される。

【００２５】 この拡声器コンビネーションにおいては、例えば、低域フィルタ４を２５０Ｈ
ｚというさらに上の通過周波数用に設計し、低域フィルタ９を５００Ｈｚという
さらに上の通過周波数用に設計することが可能である。

【００２６】 図４に示されている実施の形態は三つの同一拡声器を含む拡声器コンビネーシ
ョンであり、能動構成要素が設けられている。この実施の形態は受動構造要素の
みを備えた図３に示されている実施の形態とは若干異なる構造を有する。

【００２７】 三つの拡声器２，３，８の前には能動要素としての増幅器６，７，１２がそれ
ぞれ配置されている。基本回路の場合と同様に、増幅器７を備えた拡声器３の前
には低域フィルタ４のみが配置され、拡声器２の前には低域フィルタ９及び移相
器を備えた全域フィルタ５が配置されている。この全域フィルタ５はその位相位
置が低域フィルタ４に同調されている。全域フィルタ５及び低域フィルタ９との
間のタップには、増幅器６を備えた拡声器８が接続され、その拡声器の前には全
域フィルタ１１が配置されている。これは低域フィルタ９に同調され、一方、全
域フィルタ５は低域フィルタ４に同調されている。

【００２８】 同一構造の拡声器２，３に加えて、図５の実施の形態においては、ハウジング
１内に高音拡声器１４が設けられている。その前には高域フィルタ１３が配置さ
れている。このフィルタは、例えば、２ｋＨｚより高い周波数を通過させるもの
である。拡声器３の前には低域フィルタ４が配置されている。このフィルタは、
例えば、５００Ｈｚというさらに上の通過周波数を有するものである。また、こ
の低域フィルタ４の前には２ｋＨｚというさらに上の通過周波数を有するさらに
別の低域フィルタ１５が配置されている。拡声器２は移相器を備えた全域フィル
タ５に接続され、この全域フィルタが二つの低域フィルタ４，５の間のタップに
接続されている。

【００２９】 図６は、２倍の数の拡声器をハウジング１内に備えた図１の基本回路を示して
いる。この場合において、低音を放射する拡声器は拡声器列の外側に配置されて
いる。

【００３０】 異なる周波数の信号や音響パルスをディジタル処理するようなフィルタも使用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 受動フィルタとともに作動する二つの同一構造拡声器を備えた基本回路を示す
図である。

【図２】 能動フィルタとともに作動する二つの同一構造拡声器を備えた基本回路を示す
図である。

【図３】 受動フィルタとともに作動する三つの同一拡声器を備えた回路を示す図である
。

【図４】 能動フィルタとともに作動する三つの同一拡声器を備えた回路を示す図である
。

【図５】 別の高音拡声器によって拡張された基本回路を示す図である。

【図６】 ２倍の数の拡声器を備えた基本回路を示す図である。

【符号の説明】

２ 拡声器 ３ 拡声器 ４ 低域フィルタ ５ 全域フィルタ ６ 増幅器 ７ 増幅器 ８ 拡声器 ９ 低域フィルタ １０ 全域フィルタ １１ 全域フィルタ １２ 増幅器 １３ 高域フィルタ １４ 高音拡声器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡声器コンビネーションであって、 少なくとも二つの拡声器（２，３）を有し、その一つ（３）の前に低域周波数
   フィルタ（４）が配置され、他の一つ（２）の前に移相器（５）が配置され、 （少なくとも）二つの拡声器（２，３）のうちの（少なくとも）一つ（３）が
   低音を放射し、（少なくとも）他の一つ（２）が低音及び少なくとも中間周波数
   の音を放射し、また、 低音及び少なくとも中間周波数の音を放射する拡声器（２）の前の移相器（５
   ）はすべての移相器（５）の位相設定が低音のみを放射する拡声器（３）の位相
   位置に同調されるように設定されていることを特徴とする拡声器コンビネーショ
   ン。
2. 【請求項２】 拡声器コンビネーションのうちの中間周波数範囲の音も放射
   する少なくとも一つの拡声器（２，８）は低域フィルタ（４）が前に配置されて
   いる拡声器（３）と同じ構造タイプ及び形状を有していることを特徴とする請求
   項１に記載の拡声器コンビネーション。
3. 【請求項３】 拡声器コンビネーションのうちの（フィルタ及び移相器が前
   に配置されていない）すべて又は少なくともいくつかの拡声器（２，３，８）が
   同一又は少なくとも非常に類似した周波数特性を有していることを特徴とする請
   求項１に記載の拡声器コンビネーション。
4. 【請求項４】 拡声器コンビネーションのうちのすべて又は少なくともいく
   つかの拡声器（２，３，８）が同一の構造タイプ及び形状を有していることを特
   徴とする請求項１に記載の拡声器コンビネーション。
5. 【請求項５】 拡声器コンビネーションは基本形態において二つの拡声器（
   ２，３）を有し、その一つ（３）はそれが低音範囲の音のみを放射するようにそ
   の前に低域周波数フィルタのみを有し、また、他の拡声器はそれが中間及び低音
   範囲の音も放射するようにその前に移相器（５）のみを有し、さらに、 低音及び中間音範囲も放射する拡声器（２）はその低音範囲の位相設定が低音
   拡声器（３）の位相位置に同調されていることを特徴とする請求項１に記載の拡
   声器コンビネーション。
6. 【請求項６】 移相器（５）が移相要素を備えた全域フィルタであることを
   特徴とする請求項１に記載の拡声器コンビネーション。
7. 【請求項７】 高域フィルタ（１３）が前に配置されている別の少なくとも
   一つの高音拡声器（１４）が拡声器コンビネーションに設けられることを特徴と
   する、請求項１に記載の拡声器コンビネーション。
8. 【請求項８】 拡声器（３）の前に低域フィルタ（４）が配置され、他の拡
   声器（２）の前に移相器を備えた全域フィルタ（５）が配置されているこのコン
   ビネーションにおいて、中間周波数の音に加えて低音範囲の音も放射するさらに
   別の拡声器（８）が設けられ、この拡声器（８）の前には全域フィルタ（１０）
   が配置され、さらに、拡声器（２）の前に配置された全域フィルタ（５）に加え
   て、低域フィルタ（９）がその前に配置され、その低域フィルタ（９）は低域フ
   ィルタ（４）に比べてさらに上の通過周波数を有し、さらに、 別の拡声器（８）の前には、全域フィルタ（１０）に加えて、移相器を備えた
   さらに別の全域フィルタ（１１）が配置され、 全域フィルタ（１０）はその位相位置が拡声器（３）の前に配置された低域フ
   ィルタ（４）に同調され、また、他の全域フィルタ（１１）は拡声器（２）の前
   に配置された低域フィルタ（９）に同調され、 一方、全域フィルタ（５）は、基本回路の場合と同様に、その位相位置が低域
   フィルタ（４）に同調されていることを特徴とする請求項１に記載の拡声器コン
   ビネーション。
9. 【請求項９】 拡声器コンビネーションの拡声器（２，３，８）の前には、
   能動回路要素としての増幅器（６，７，１２）が配置され、 基本回路の場合と同様に、増幅器（７）を備えた一つの拡声器（３）の前には
   低域フィルタ（４）のみが配置され、拡声器（２）の前には低域フィルタ（９）
   及び移相器を備えた全域フィルタ（５）が配置され、その全域フィルタはその位
   相位置が低域フィルタ（４）に同調され、 全域フィルタ（５）と低域フィルタ（９）との間のタップには増幅器（６）を
   備えた拡声器が設けられ、その拡声器の前には全域フィルタ（１１）が配置され
   、その全域フィルタが低域フィルタ（９）に同調され、 一方、全域フィルタ（５）は低域フィルタ（４）に同調されていることを特徴
   とする請求項１に記載の拡声器コンビネーション。
10. 【請求項１０】 二つの拡声器が使用される場合において、両拡声器が低音
    を放射し、 両拡声器が同一の構造タイプ及び形状を有し、 一方の拡声器が低音のみを放射し、他方の拡声器が低音及び中間（好ましくは
    、それより高い）周波数範囲の音を放射し、さらに、 両拡声器において、低音の同じ位相位置が設定されていることを特徴とする請
    求項１に記載の拡声器コンビネーション。