JP2004343255A - スピーカ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単一のスピーカ15と、スピーカ15の音声の出力方向A1に対向して配置され、音声を前記出力方向とは異なる向きに反射させる第1の反射面3fと、第1の反射面3fに対向して配置された第2の反射面21fとを有し、第1の反射面3fと第2の反射面21fとの距離が、スピーカの中心から離れるにしたがって連続的に増加しており、第1の反射面3fと第2の反射面21fとスピーカ15の音声の出力方向A1とは異なる向きにスピーカ15を中心として放射状に音声を拡散させる。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、ある地点から略水平方向に沿って全周囲に音を拡声するには、複数のスピーカを異なる方向に配置する必要がある。
しかしながら、複数のスピーカを異なる方向に配置した場合には、各スピーカから出力される音の間に干渉が発生し、音が強く聞こえる場所と弱く聞こえる場所が発生する。このため、複数のスピーカを用いると、効率良く音を拡散させることが難しい。
一方、特許文献1は、会議における出席者の声をマイクロフォンで受信し、単一のスピーカと反射板を用いて広い範囲に音声を拡散させる技術を開示している。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−87887号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロフォンで受信した音声を単一のスピーカおよび反射板を用いて広い範囲に拡散させる技術では、単一のスピーカを用いるので音声を効率良く拡散させる必要がある。
音声を効率良く遠くまで拡散するには、たとえば、スピーカボックスとしてホーン形状を用いることができるが、声の伝達周波数の範囲において共振が発生しやすい。
単一のスピーカからの音声に、声の伝達周波数の範囲において共振が発生すると、非常に聞き取りにくい音となってしまい、また、遠くまで拡散することができない。
【0005】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、特定地点から特定平面方向に沿った全方位に向けて聞き取りやすい音を遠くまで効率良く拡散することができるスピーカ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカ装置は、単一のスピーカと、前記スピーカの音声の出力方向とは異なる向きに前記スピーカを中心として放射状に音声を拡散させる拡声手段とを有する。
【0007】
好適には、前記拡声手段は、前記スピーカの音声の出力方向に対向して配置され、音声を前記出力方向とは異なる向きに反射させる第1の反射面と、前記第1の反射面に対向して配置された第2の反射面とを有する。
【0008】
さらに好適には、前記第1の反射面と前記第2の反射面との距離が、前記スピーカの中心から離れるにしたがって連続的に増加している。
【0009】
本発明では、単一のスピーカから出力された音声は、拡声手段によって、スピーカの音声の出力方向とは異なる向きにスピーカを中心として放射状に拡散される。このとき、単一のスピーカから出力された音声は、拡声手段の第1の反射面と第2の反射面とで反射を繰り返す。第1の反射面と第2の反射面とで反射を繰り返す音声は、第1の反射面と第2の反射面との距離がスピーカの中心から離れるにしたがって連続的に増加しているため、共振が発生しにくい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
なお、本実施形態に係るスピーカ装置1は、たとえば、テレビ会議のような遠隔会議で使用されるマイクロフォンとスピーカとが一体となった装置であり、たとえば、会議室内の出席者の声をマイクロフォンで受信し、相手方からの音声をスピーカで拡声する装置である。
図1に示すように、本実施形態に係るスピーカ装置1は、カバー部材2と、保持部材3と、スピーカ15と、スピーカボックス20とを有する。
保持部材3およびスピーカボックス20は、たとえば、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)等の樹脂で形成されている。
カバー部材2は、保持部材3上に設けられ、保持部材3の上面側を被覆している。このカバー部材2は、樹脂繊維等の音を透過する材料で形成されており、保持部材3上に保持される後述するプリント配線板やマイクロフォンを保護する。保持部材3は、スピーカボックス20上に立設された複数の支持部材10を介してスピーカボックス20上に支持されている。
【0011】
図2は、保持部材3に上に設けられたカバー部材2を取り外した状態の保持部材3の平面図である。
また、図3は本実施形態に係るスピーカ装置の内部構造を示す断面図である。図2に示すように、保持部材3は外形が円形を有しており、この円形内にプリント配線板30が保持されている。
【0012】
プリント配線板30は円盤状を有しており、このプリント配線板30上に複数の指向性マイクロフォン40が設けられている。
プリント配線板30上には、指向性マイクロフォン40以外に図示しない各種の電子部品が搭載されている。プリント配線板30に搭載された電子部品により、たとえば、エコーキャンセラ回路や、指向性マイクロフォン40や後述するスピーカを駆動する回路等、スピーカ装置1の電気的な動作に必要な回路が構成される。
【0013】
複数の指向性マイクロフォン40は、円筒状を有しており、プリント配線板30の中心部から放射状、すなわち、中心部から半径方向に向かって配置されており、また、周方向に等間隔に配置されている。
指向性マイクロフォン40は、プリント配線板30の中心部から半径方向に向かってそれぞれ指向性を有している。
指向性マイクロフォン40の両端部は、フィルタ部材60によりプリント配線板30上に支持されている。なお、フィルタ部材60は本発明の第2のフィルタ部材の一実施態様である。
フィルタ部材60は、たとえば、ゴムや樹脂を所定形状に成形することにより得られる。
フィルタ部材60は、プリント配線板30側から伝搬する振動を減衰させる。
【0014】
指向性マイクロフォン40の後端部には、配線が接続されており、この配線がプリント配線板30にコネクタCNを介して接続されている。これにより、指向性マイクロフォン40の検出した音声信号がプリント配線板30上に形成された電気回路に入力される。
【0015】
図3に示すように、プリント配線板30は、保持部材3の上面側に保持されている。
具体的には、図7に示すように、保持部材3の上面側には、軸部3tが突出して一体形成されており、この軸部3tにリング状のフィルタ部材51が挿入されている。プリント配線板30には、貫通孔30hが形成され、この貫通孔30hに軸部3tが挿入されている。プリント配線板30は、フィルタ部材51上に設けられている。さらに、環状のフィルタ部材50は、軸部3tの外周に設けられ、プリント配線板30上に配置されている。
【0016】
軸部3tの中心部には、ねじ孔が形成され、環状の押え板57を介してボルト56がこのねじ孔にねじ込まれている。これにより、押え板57は、フィルタ部材50の上面を押さえ付けており、プリント配線板30は、フィルタ部材50とフィルタ部材51との間に挟まれた状態となっている。すなわち、プリント配線板30は、フィルタ部材50とフィルタ部材51とによって支持されている。
なお、フィルタ部材50,51は本発明の第1のフィルタ部材の一実施態様である。
フィルタ部材50,51は、ゴムや樹脂等の材料で形成されており、同様の形状を有する。また、フィルタ部材50,51は、フィルタ部材60とは異なる固有振動数を有する。
【0017】
スピーカボックス20は、上側壁板21と、下側壁板22とで構成されている。
上側壁板21と下側壁板22は、円形の外形を有している。上側壁板21の中央部に、単一のスピーカ15が固定されている。
スピーカ15には、たとえば、コーンスピーカが用いられる。スピーカ15は、矢印で示す音声出力方向A1の向きに沿って、図示しない振動板が振動することにより、音声出力方向A1に向けて出力する。
【0018】
スピーカボックス20は、スピーカ15の背後を密閉している。上側壁板21と下側壁板22との間には、シール部材80が設けれ、スピーカボックス20内は密閉空間となっている。
【0019】
上側壁板21の下面側には、下側壁板22に向かって延びる支持部21tが一体に形成されている。
下側壁板22の上面側には、上側壁板21側に向かって突き出した突出部22aが形成されている。
この支持部21tの下端面は、突出部22aの上端面に当接している。
支持部21tの中心部には、貫通孔21pが形成されており、この貫通孔21pの上端側には、雌ねじ部21hが形成されている。
また、突出部22aにも雌ねじ部22hが形成されている。
【0020】
支持部21tの貫通孔21pには、突出部22a側から結合ボルト11が挿入されており、この結合ボルト11は、上側壁板21に形成された雌ねじ部21hと下側壁板22に形成された雌ねじ部22hの双方に螺合している。
結合ボルト11は、スチール等の金属性の材料で形成されており、スピーカボックス20や保持部材3を形成する樹脂材料よりも十分に剛性が高い。
なお、結合ボルト11は、本発明の結合部材の一実施態様である。また、結合ボルト11と雌ねじ部21h,22hとは、スピーカボックス20の対向する壁板21,22との間の相対移動を部分的に拘束する本発明の拘束手段を構成している。
【0021】
結合ボルト11は、雌ねじ部21hを貫通して保護部材3に形成された雌ねじ部3hに螺合している。これにより、上側壁板21の雌ねじ部21hと、下側壁板22hと、保護部材3の雌ねじ部3hとは相対位置が拘束される。
保護部材3の下側面と上側壁板21との間には、複数の支持部材10が設けられている。支持部材10は、内部に貫通孔10hが形成されており、この貫通孔10hに結合ボルト11が挿入されている。
【0022】
次に、図4を参照して、保持部材3側の反射面3fとスピーカボックス側の反射面21fの構成および作用について説明する。
保持部材3の下面である反射面3fは本発明の第1の反射面の一実施態様であり、上側壁板21の上面である反射面21fは本発明の第2の反射面の一実施態様である。
【0023】
反射面3fと反射面21fとは、スピーカ15からの音声を反射することにより、スピーカ15の音声の出力方向A1とは略直交する向きにスピーカ15を中心として放射状に音声を拡散させる。
【0024】
図4に示すように、反射面3fはスピーカ15側に向かって滑らかに突出する曲面で構成されている。反射面3fは、たとえば、スピーカ15の中心軸Ctを回転軸として双曲線を回転させたときに形成される回転曲面で実質的に構成されている。
同様に、反射面21fも、スピーカ15の中心軸Ctを回転軸にもつ回転曲面で実質的に構成されている
【0025】
スピーカ15の中心軸Ctからの半径をR1,R2,R3とし、半径R1,R2,R3での反射面3fと反射面21fとの距離をL1,L2,L3とする。図4からわかるように、スピーカ15の中心軸Ctから離れるにしたがって、反射面3fと反射面21fとの距離が連続的に増加している。
【0026】
たとえば、反射面3fと反射面21fとの距離が一定であるとすると、この一定距離に応じた共振周波数で共振が発生する。
共振が発生すると、非常に聞き取りにくい音となってしまい、会議の出席者の発した声を忠実に再現することができない。
【0027】
一方、本実施形態によれば、反射面3fと反射面21fとの距離がスピーカ15の中心軸Ctから離れるにしたがって連続的に増加することにより、スピーカ15から出力された音声が特定の周波数で共振することがない。
このため、会議の出席者の発した声を忠実に再現することが可能となる。
また、本実施形態によれば、スピーカ15から出力された音声は、共振することなくスピーカ15の音声出力方向A1とは異なる向きに、スピーカ15の中心軸Ctを中心に中心軸Ctに略直交する向きに全方位(360°の放射状)に拡散される。特に、単一のスピーカ15を用いているので、中心軸Ctの回りで音声が干渉を起こすことがなく、均等に音声が拡散される。
さらに、反射面3fと反射面21fとの間で共振しないため、音声をより効率良く遠くまで拡散させることが可能となる。
【0028】
次に、結合ボルト11の作用、効果について説明する。
図6は結合ボルト11が存在しない場合のスピーカボックスの振動の一例を示す模式図であり、(a)はスピーカボックス内の音圧が低い場合であり、(a)は高い場合である。
図6に示すように、スピーカボックス内の音圧が変動すると、上側壁板21と下側壁板22とは逆向きに振動する。
このとき、上側壁板21に対する支持部材10の接続位置をCpとすると、接続位置Cpは、スピーカボックス内の音圧変動によって振動することになる。
【0029】
図5は本実施形態に係るスピーカボックス20の振動の一例を示す模式図である。
図5に示すように、上側壁板21と下側壁板22とは結合ボルト11によって結合されている。
スピーカボックス20内の音圧が変動すると、上側壁板21と下側壁板22とは逆向きに振動するが、接続位置Cpは結合ボルト11によって拘束されているため振動しない。
【0030】
本実施形態では、接続位置Cpは結合ボルト11によって拘束されて殆ど振動しないので、この位置で結合ボルト11および支持部材10によって接続された保持部材3へは振動が伝搬しにくくなる。すなわち、マイクロフォン40を搭載した保持部材3にスピーカボックス20から直接伝わる振動が抑制される。
【0031】
また、結合ボルト11によって拘束された位置は、振動の新たな節となる。すなわち、新たな節ができることにより、スピーカボックス20の振動周波数も上昇する。
この振動の周波数の変化を積極的に利用することにより、スピーカボックス20の振動を、マイクロフォン40に実質的に影響しない振動周波数に変化させることも可能となる。
また、スピーカボックス20の振動周波数を上記したフィルタ部材50,51、60等によって減衰させやすい周波数に変化させることにより、フィルタ部材50,51,60による振動抑制を効率的に行うことができる。
【0032】
次に、図7を参照して、フィルター部材50,51,60の作用、効果について説明する。
振動源であるスピーカ15やスピーカボックス20からの振動は、図7に示すように、たとえば、保持部材3の反射面3fからフィルタ部材50,51を通じてプリント配線板30に伝搬する。また、プリント配線板30に伝搬した振動は、フィルタ部材60やコネクタCNとマイクロフォン40を接続する配線等を通じて伝搬する。
【0033】
ここで、フィルタ部材50,51は、プリント配線板30および複数のマイクロフォン40等に比較的重い重量を支える。このため、フィルタ部材50,51は、比較的低い周波数の振動を減衰させる効果がある。しかし、比較的高い周波数の振動まで同時に減衰させるのは難しい。
このため、マイクロフォン40とプリント配線板30との間に設けたフィルタ部材60により、比較的高い周波数の振動を減衰させる。フィルタ部材60の支持する重量は、比較的小さく、比較的高い周波数の振動を比較的容易に減衰させることができる。
【0034】
このように、反射面3fと21fとでスピーカ15からの音声を反射、拡声させたときに、共振を積極的に発生させないため、非常に幅の広い周波数帯域の振動がスピーカ15からマイクロフォン40に伝搬しようとする。
本実施形態によれば、この幅の広い周波数帯域の振動に対して、異なる固有振動数のフィルタ部材を組み合わせることで、広い帯域で振動を減衰することが可能となる。
【0035】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、反射面3fと反射面21fの双方を曲面としたが、反射面3fと反射面21fのいずれか一方を平面としてもよい。
また、スピーカ装置1を壁等に固定する場合には、反射面21fを壁等の固定面で代用することも可能である。
また、上述した実施形態では、スピーカ装置がマイクロフォン40を備えている場合について説明したが、マイクロフォン40を備えずに、スピーカ15と反射面3fと反射面21fとを備える構成としてもよい。
また、テーブルに置いて使用する場合について説明したが、たとえば、ドーム球場の天井等に設置する構成としてもよい。この場合には、マイクロフォン40を備える必要はない。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、特定地点から特定平面方向に沿った全方位に向けて聞き取りやすい音を遠くまで効率良く拡散することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図2】保持部材に保持されたプリント配線板の構造を示す平面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の内部構造を示す断面図である。
【図4】保持部材側の反射面とスピーカボックス側の反射面との位置関係を説明するための図である。
【図5】スピーカボックスの振動の一例を示す模式図である。
【図6】結合ボルトが存在しない場合のスピーカボックスの振動の一例を示す模式図である。
【図7】フィルタ部材の作用を説明するための断面図である。
【符号の説明】
1…スピーカ装置、2…カバー部材、3…保持部材、3f…反射面、3h…雌ねじ部、10…支持部材、11…結合ボルト、15…スピーカ、20…スピーカボックス、21…上側壁板、21f…反射面、21h…雌ねじ部、22…下側壁板、22h…雌ねじ部、30…プリント配線板、40…マイクロフォン、50,51…フィルタ部材、60…フィルタ部材、80…シール部材、CN…コネクタ。
Claims (6)
- 単一のスピーカと、
前記スピーカの音声の出力方向とは異なる向きに前記スピーカを中心として放射状に音声を拡散させる拡声手段と
を有するスピーカ装置。 - 前記拡声手段は、前記スピーカの音声の出力方向に対向して配置され、音声を前記出力方向とは異なる向きに反射させる第1の反射面と、
前記第1の反射面に対向して配置された第2の反射面と
を有する請求項1に記載のスピーカ装置。 - 前記第1の反射面と前記第2の反射面との距離が、前記スピーカの中心から離れるにしたがって連続的に増加している
請求項2に記載のスピーカ装置。 - 前記スピーカの前方に配置された複数の指向性マイクロフォンと、
前記指向性マイクロフォンを保持する保持部材と、
前記スピーカの背後を密閉するスピーカボックスと、をさらに有し、
前記第1の反射面は、前記保持部材の外側面で構成され、
前記第2の反射面は、前記スピーカボックスの外側面で構成されている
請求項2に記載のスピーカ装置。 - 前記保持部材は、前記スピーカおよび前記指向性マイクロフォンを駆動する回路を有するプリント配線板を全面的に保持しており、
前記プリント配線板上に前記指向性マイクロフォンが支持されている
請求項4に記載のスピーカ装置。 - 前記第1および第2の反射面の少なくとも一方は、前記スピーカの中心軸を回転軸にもつ回転曲面で実質的に構成されている
請求項2に記載のスピーカ装置。
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