JP2005295455A - スピーカ装置及びスピーカシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができるスピーカ装置を提供すること。
【解決手段】 スピーカ装置１０は、低周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１１と、中周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１２と、高周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１３と、低周波数帯域の音を出力する低音出力手段１４及び１５と、中周波数帯域の音を出力する中音出力手段１６〜１９と、高周波数帯域の音を出力する高音出力手段２０及び２１と、高周波数帯域の音響信号の出力先を切り替える指向角変更手段としての切替手段２２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばコンサートホールや劇場等で使用されるスピーカ装置及びスピーカシステムに関する。

従来のスピーカ装置は、音響を放射する直径３インチ未満の複数の放射円錐体を備え、各放射円錐体のエッジが２インチ未満の間隔で略直線状に少なくとも６個配置されることによる線状音源効果によって、スピーカ装置から聴取位置までの距離に応じた音圧レベルの減衰を緩和することができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１９９４８４号公報（第４−６頁、第１図）

しかしながら、このような従来の線音源的な音の放射をするスピーカ装置は、線状音源効果が得られるように略直線状に複数配置されることが前提とされており、かつ垂直方向の回り込みが少なくなるように設計されている為、配置方向の指向角が一般のスピーカ装置の同方向の指向角よりも狭く設定されている。

そのため、例えばコンサートホールにおいて、従来のスピーカ装置を略直線状に複数配置してステージスピーカを構成した場合、この従来のスピーカ装置をステージスピーカの音響補助や音響遅延等を目的とした単独で利用するスピーカへ適応することができないという問題があった。

また、従来のスピーカ装置とは異なる音響特性を有するもので補助スピーカ装置を構成することになるので、この補助スピーカ装置とステージスピーカとの組み合わせでは、両者間での音響特性、例えば音質が異なってしまい、聴取者に不自然で違和感を与えるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができるスピーカ装置及びスピーカシステムを提供するものである。

本発明のスピーカ装置は、所定の周波数帯域の音響信号を音に変換して出力する複数の音出力手段と、前記音出力手段から出力される前記音の指向角を変更する指向角変更手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカ装置は、指向角変更手段が、複数配置で使用される場合は線状音源効果が得られるよう配置方向の指向角を狭くし、単独で使用される場合は同方向の指向角を広くするので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

また、本発明のスピーカ装置は、前記指向角変更手段が、前記複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される前記音響信号を断続することを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカ装置は、指向角変更手段が、複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される音響信号を断続することにより、複数配置で使用される場合は線状音源効果が得られるよう配置方向の指向角を狭くし、単独で使用される場合は同方向の指向角を広くするので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

さらに、本発明のスピーカ装置は、前記指向角変更手段が、前記複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される前記音響信号のレベルを変更することを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカ装置は、指向角変更手段が、複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される音響信号のレベルを変更することにより、複数配置で使用される場合は線状音源効果が得られるよう配置方向の指向角を狭くし、単独で使用される場合は同方向の指向角を広くするので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

さらに、本発明のスピーカ装置は、前記周波数帯域よりも低い低周波数帯域及び前記周波数帯域よりも高い高周波数帯域の少なくとも一方の音響信号を音に変換する低高音出力手段を備え、前記指向角変更手段は、前記低高音出力手段に入力される前記音響信号を前記複数の音出力手段の少なくとも一つに入力される前記音響信号よりも遅延させることを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカ装置は、指向角変更手段が、低高音出力手段に入力される音響信号を複数の音出力手段の少なくとも一つに入力される音響信号よりも遅延させること又はレベルを変更することにより、複数配置で使用される場合は線状音源効果が得られるよう配置方向の指向角を狭くし、単独で使用される場合は同方向の指向角を広くするので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

さらに、本発明のスピーカ装置は、前記指向角変更手段が、前記周波数帯域と前記低周波数帯域及び前記高周波数帯域のいずれかとの境界周波数を表すクロスオーバ周波数を変更することを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカ装置は、指向角変更手段が、クロスオーバ周波数を変更することにより、複数配置で使用される場合は線状音源効果が得られるよう配置方向の指向角を狭くし、単独で使用される場合は同方向の指向角を広くするので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

本発明のスピーカシステムは、スピーカ装置を所定の方向に並べて複数配置したことを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカシステムは、スピーカ装置が垂直方向に並べられ複数配置されたことにより、垂直方向に音がほとんど拡がらないという線状音源効果が得られるので、残響の多い空間でもコンサートホール等の前席から後席まで明瞭で均一な音を提供することができる。

また、本発明のスピーカシステムは、前記指向角変更手段の動作を模擬的に実行するシミュレータ手段を備えたことを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明のスピーカシステムは、コンサートホール等に搬入する前でも指向角の設定を模擬的に検証することができるので、コンサートホール等に搬入した後における音響特性の設定時間を短縮することができる。

本発明は、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができるという効果を有するスピーカ装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置の構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態のスピーカ装置１０は、低周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１１と、中周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１２と、高周波数帯域の音響信号を入力する入力端子１３と、低周波数帯域の音を出力する低音出力手段１４及び１５と、中周波数帯域の音を出力する中音出力手段１６〜１９と、高周波数帯域の音を出力する音出力手段としての高音出力手段２０及び２１と、高周波数帯域の音響信号の出力先を切り替える指向角変更手段としての切替手段２２とを備えている。

入力端子１１〜１３は、サウンドプロセッサ３１から出力された低周波数帯域、中周波数帯域及び高周波数帯域の音響信号を増幅する低域アンプ３２、中域アンプ３３及び高域アンプ３４にそれぞれ接続されている。

低音出力手段（以下「ウーファ」という。）１４及び１５は、それぞれ、例えば２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低周波数帯域の音響信号を音に変換する低域音響ドライバユニットを備えたコーン型スピーカで構成されている。

中音出力手段（以下「スコーカ」という。）１６〜１９は、それぞれ、例えば２００Ｈｚ〜１ｋＨｚの中周波数帯域の音響信号を音に変換する中域音響ドライバユニットを備えたコーン型スピーカで構成されている。

高音出力手段（以下「ツィータ」という。）２０及び２１は、それぞれ、例えば１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの高周波数帯域の音響信号を音に変換する高域音響ドライバユニットを備えたホーン型スピーカで構成されている。

切替手段２２は、手動式のスイッチや電気信号で動作するスイッチ等で構成され、ツィータ２０及び２１の両方と入力端子１３との電気的接続と、ツィータ２０及び２１のいずれか一方と入力端子１３との電気的接続とを切り替えるようになっている。

なお、切替手段２２は、サウンドプロセッサ３１又はパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という。）３５から切り替え動作を制御する制御信号を受信して動作する構成としてもよい。また、切替手段２２のスイッチの接触抵抗は、ツィータ２０及び２１の音響特性に影響を与えないよう十分小さな値に設定されている。

サウンドプロセッサ３１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、イコライザ回路、フィルタ回路等によって構成され、ＰＣ３５から出力される所定の制御信号に基づいて動作するようになっている。

例えば、サウンドプロセッサ３１は、可聴周波数帯域を分割するためのクロスオーバ周波数を設定する制御信号をＰＣ３５から受信した場合、クロスオーバ周波数によって入力信号の周波数帯域を所定数だけ分割するようになっている。さらに具体的には、サウンドプロセッサ３１は、例えば２００Ｈｚ及び１ｋＨｚのクロスオーバ周波数を設定する制御信号をＰＣ３５から受信した場合、入力信号の周波数帯域を２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低周波数帯域と、２００Ｈｚ〜１ｋＨｚの中周波数帯域と、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの高周波数帯域とに分割するようになっている。

スピーカ装置１０は、例えば図２（ａ）に示すような外観を有している。図２（ａ）において、ツィータ２０及び２１は、エンクロージャ２３の前面部２３ａにおいて、図示されたＸ軸方向（以下「水平方向」という。）の中央でＹ軸方向（以下「垂直方向」という。）に並べて配置され、スコーカ１６〜１９は、ツィータ２０及び２１の両側に左右対称に配置されている。さらに、ウーファ１４及び１５は、スコーカ１６〜１９の外側に対称に配置されている。

図２（ａ）に示された矢印Ａの方向から内部を見た場合、各スピーカは、例えば図２（ｂ）に示すように構成されている。

すなわち、ウーファ１４は、音響ドライバユニット１４ａ及びコーン１４ｂを備え、ウーファ１５は、音響ドライバユニット１５ａ及びコーン１５ｂを備えている。また、スコーカ１８は、音響ドライバユニット１８ａ及びコーン１８ｂを備え、スコーカ１９は、音響ドライバユニット１９ａ及びコーン１９ｂを備えている。さらに、ツィータ２１は、音響ドライバユニット２１ａ及びホーン２１ｂを備えている。なお、図２（ｂ）に示されていないスコーカ１６及び１７、ツィータ２０の構成は、それぞれ、スコーカ１８及び１９、ツィータ２１と同様であり説明を省略する。

また、図２（ｂ）に示すように、エンクロージャ２３の背面部２３ｂには、入力端子１１〜１３を備えた端子板２４と、切替手段２２とが設けられている。

スピーカ装置１０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合とスピーカ装置１０を単独で動作させる場合とで、指向角を含む所望の音響条件が得られるよう、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示された各スピーカの構成、配置位置、形状等の機械的特性や各スピーカに印加する音響信号レベル、音響信号の位相等の電気的特性が決定されるようになっている。

具体的には、例えば４ｋＨｚ以上の周波数帯域において、スピーカ装置１０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合は、垂直方向の指向角が約１０度になるよう各スピーカの機械的特性や電気的特性が決定され、一方、スピーカ装置１０を単独で動作させる場合は、高域スピーカとしてツィータ２０及び２１のいずれか一方を使用し、垂直方向の指向角が約４０度になるよう各スピーカの機械的特性（ホーン形状と配置方法等の組み合わせ）や電気的特性を決定している。

ここで、スピーカ装置１０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させるとは、図３（ａ）に示すように、垂直方向に複数配置されたスピーカ装置１０によって構成されたスピーカシステム３６から出力される音が、円筒を扇状に切ったような形で、垂直方向にはほとんど拡散せず、水平方向のみに拡散することをいう。この場合の理論値として、スピーカシステム３６から聴取位置までの距離Ｌが２倍になると、所定の音圧以上の音の拡散面積は２倍、音響エネルギーは１／２、音の減衰は−３ｄＢになる。

一方、スピーカ装置１０を単独で動作させる場合は従来の一般のスピーカ装置と同様に、図３（ｂ）に示すように、スピーカ装置１０から出力される音が、球面状に放射されて水平及び垂直方向に拡散される。この場合の理論値として、スピーカ装置１０から聴取位置までの距離Ｌが２倍になると、所定の音圧以上の音の拡散面積は４倍、音響エネルギーは１／４、音の減衰は−６ｄＢになる。

図４に示すように、スピーカ装置１０を垂直方向に例えば４個配置してスピーカシステム４０を構成したとき、スピーカシステム４０は線状音源として動作するようになっている。なお、図４におけるスピーカ装置１０は、図２（ａ）に示された矢印Ｂの方向から見たときの簡略した断面図で表している。

図４において、ＰＣ３５は、本発明のシミュレータ手段を構成し、所定のシミュレーションプログラムを実行することにより、コンサートホールや劇場等の建築物における吸音、反射、拡散等に関する建築音響の設計や音響調整等を支援することができるようになっている。

例えば、ＰＣ３５は、コンサートホール内の音響条件を決定するパラメータでシミュレーションを実行することにより、スピーカシステム４０及び単独で使用されるスピーカ装置１０の指向角やサウンドプロセッサ３１が設定するイコライザ特性及びフィルタ特性等をコンサートホールに搬入する前に予め設定しておくことができる。したがって、スピーカシステム４０は、コンサートホールに搬入した後における調整時間を短縮することができる。

次に、本実施の形態のスピーカ装置１０の動作について説明する。

まず、サウンドプロセッサ３１によって、音響信号が入力され、所定の音響処理が行われる。例えば、入力信号の周波数特性を設定するイコライザ処理、入力信号の周波数帯域を分割する処理等が行われる。ここでサウンドプロセッサ３１は、ＰＣ３５から送信されるイコライザ定数やクロスオーバ周波数等を設定する制御信号によって音響処理を実行する。

次いで、低域アンプ３２、中域アンプ３３及び高域アンプ３４によって、それぞれ、低周波数帯域、中周波数帯域及び高周波数帯域の信号が増幅され、入力端子１１〜１３に出力される。

ここで、まず、スピーカ装置１０が垂直方向に複数配置される場合の線状音源としての動作を説明する。

入力端子１１に入力された低域音響信号は、ウーファ１４によって、低域周波数の音に変換されて出力される。また、入力端子１２に入力された中域音響信号は、スコーカ１６〜１９によって、中域周波数の音に変換されて出力される。

一方、入力端子１３に入力された高域音響信号は、切替手段２２によって、ツィータ２０及び２１の両方に出力される。そして、ツィータ２０及び２１によって、高域音響信号が音に変換され、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約１０度の指向角でスピーカ装置１０から出力される。

次に、スピーカ装置１０が単独で使用される場合の動作を説明する。

入力端子１１に入力された低域音響信号は、ウーファ１４によって、低域周波数の音に変換されて出力される。また、入力端子１２に入力された中域音響信号は、スコーカ１６〜１９によって、中域周波数の音に変換されて出力される。

一方、入力端子１３に入力された高域音響信号は、切替手段２２によって、ツィータ２０及び２１のいずれか一方に出力される。そして、ツィータ２０及び２１のいずれか一方によって、高域音響信号が音に変換され、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約４０度の指向角でスピーカ装置１０から出力される。

したがって、例えば図５に示すようなコンサートホール４５において、本実施の形態のスピーカ装置１０は、垂直方向に複数配置された線状音源効果を有するステージスピーカとしてのスピーカシステム４０を構成することができ、さらに、スピーカシステム４０の音響補助や音響遅延等を目的とする天井スピーカ装置４６や壁スピーカ装置４７としても構成することができるので、コンサートホール４５内における音質を均一にすることができる。

なお、スピーカ装置１０が単独で使用される場合において、ツィータ２０及び２１のいずれか一方から出力される音の音圧は、ツィータ２０及び２１の両方を使用する場合よりも低下するので、ウーファ１４及び１５とスコーカ１６〜１９とから出力される音の音圧をツィータ２０及び２１のいずれか一方から出力される音の音圧とほぼ一致させるようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態のスピーカ装置１０によれば、切替手段２２は、スピーカ装置１０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合にはツィータ２０及び２１の両方から音を出力させ、スピーカ装置１０を単独で動作させる場合にはツィータ２０及び２１のいずれか一方から音を出力させて、高域周波数の音の指向角を変更する構成としたので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

なお、本実施の形態において、低音出力手段、中音出力手段及び高音出力手段をそれぞれ２個、４個及び２個で構成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば３個の高音出力手段を設け、切替手段２２で３個の高音出力手段と１個の高音出力手段とを切り替えて高域周波数の音の指向角を変更する構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、切替手段２２をスピーカ装置１０に備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ツィータ２０及び２１に別個に高域音響信号を出力する２個の高域アンプを接続し、サウンドプロセッサ３１内において２個の高域アンプに出力する高域音響信号を断続する手段を設ける構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、切替手段２２でツィータ２０及び２１を切り替える例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、切替手段２２でウーファ１４及び１５やスコーカ１６〜１９を切り替える構成についても同様な効果が得られる。

（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態のスピーカ装置の構成について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態のスピーカ装置５０は、ツィータ２０及び２１の一方に入力される音響信号のレベルを変更する指向角変更手段としてのレベル変更手段５１を備えている。

レベル変更手段５１は、ツィータ２０及び２１に出力する高域音響信号のレベルを別個に変更できるようになっており、高域音響信号の各レベルを所定の値に変更することによりツィータ２０及び２１から出力される音の干渉を変化させて所望の指向角が得られるようになっている。なお、レベル変更手段５１がツィータ２０及び２１に出力する高域音響信号のレベルが同一の場合、スピーカ装置５０は、線状音源として動作するようになっている。

なお、レベル変更手段５１は、サウンドプロセッサ３１又はＰＣ３５からレベル変更の制御信号を受信して動作する構成としてもよい。

次に、本実施の形態のスピーカ装置５０の動作について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な動作については説明を省略する。

まず、スピーカ装置５０が垂直方向に複数配置される場合の線状音源としての動作を説明する。

入力端子１３に入力された高域音響信号は、レベル変更手段５１によって、ツィータ２０及び２１の両方に同じレベルで出力される。そして、ツィータ２０及び２１によって、高域音響信号が音に変換され、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約１０度の指向角でスピーカ装置５０から出力される。

次に、スピーカ装置５０が単独で使用される場合の動作を説明する。

入力端子１３に入力された高域音響信号は、レベル変更手段５１によって、ツィータ２０及び２１に出力される。ここで、ツィータ２０とツィータ２１とに出力される高域音響信号のレベルとは異なっており、各レベルは予め定められている。

そして、ツィータ２０及び２１によって、高域音響信号が音に変換され出力される。このとき、ツィータ２０から出力される音とツィータ２１から出力される音とが干渉することにより高周波数の音の指向角が変化し、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約４０度の指向角でスピーカ装置５０から出力される。

以上のように、本実施の形態のスピーカ装置５０によれば、レベル変更手段５１は、スピーカ装置５０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合にはツィータ２０及び２１に同一のレベルの音響信号を出力し、スピーカ装置５０を単独で動作させる場合にはツィータ２０及び２１に異なるレベルの音響信号を出力して、高域周波数の音の指向角を変更する構成としたので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

なお、本実施の形態において、低音出力手段、中音出力手段及び高音出力手段をそれぞれ２個、４個及び２個で構成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば３個の高音出力手段を設け、レベル変更手段５１で３個の高音出力手段に入力される音響信号のレベルを別個に調整して高域周波数の音の指向角を変更する構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、レベル変更手段５１をスピーカ装置１０に備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ツィータ２０及び２１に別個に高域音響信号を出力する２個の高域アンプを接続し、サウンドプロセッサ３１や２個の高域アンプに高域音響信号のレベルを別個に変更する手段を設ける構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、レベル変更手段５１が高域音響信号のレベルを変更する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、低域音響信号や中域音響信号のレベルを変更する構成としても同様な効果が得られる。

（第３の実施の形態）
まず、本発明の第３の実施の形態のスピーカ装置の構成について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、本実施の形態のスピーカ装置６０は、低域音響信号及び中域音響信号の少なくとも一方を所定の時間遅延させる指向角変更手段としての遅延手段６１を備えている。ただし、図７においては、遅延手段６１は、中域音響信号を所定の時間遅延させるようになっている。

なお、本実施の形態において、低音出力手段１４及び１５と中音出力手段１６〜１９とは、それぞれ、本発明の低高音出力手段を構成している。前述した実施の形態と同様に、低音出力手段１４及び１５と中音出力手段１６〜１９とをそれぞれ「ウーファ１４及び１５」と「スコーカ１６〜１９」という。

遅延手段６１は、例えば音響信号を所定の時間遅延させるディレイ回路で構成され、低域音響信号又は中域音響信号を高域音響信号に対して所定の時間遅延させて、各スピーカから出力される音の位相を変化させた場合、ツィータ２０及び２１から出力される音の指向角が所望の値になるようになっている。ここで、遅延手段６１が高域音響信号に対して低域音響信号及び中域音響信号を遅延させない場合、スピーカ装置６０は、線状音源として動作するようになっている。

なお、遅延手段６１は、サウンドプロセッサ３１又はＰＣ３５から遅延時間を設定する制御信号を受信して動作する構成としてもよい。

次に、本実施の形態のスピーカ装置６０の動作について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な動作については説明を省略する。また、遅延手段６１が中域音響信号を高域音響信号に対して所定の時間遅延させる例を挙げる。

まず、スピーカ装置６０が垂直方向に複数配置される場合の線状音源としての動作を説明する。

入力端子１１及び１３に入力された低域音響信号及び高域音響信号は、いずれも遅延処理をされずにウーファ１４及び１５とツィータ２０及び２１とに出力される。

また、入力端子１２に入力された中域音響信号も、遅延手段６１によって、遅延処理をされずにスコーカ１６〜１９に出力される。

この結果、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約１０度の指向角でスピーカ装置６０から出力される。

次に、スピーカ装置６０が単独で使用される場合の動作を説明する。

入力端子１１及び１３に入力された低域音響信号及び高域音響信号は、遅延処理されずにウーファ１４及び１５とツィータ２０及び２１とに出力される。

一方、入力端子１２に入力された中域音響信号は、遅延手段６１によって、高域音響信号に対して所定の時間遅延するよう遅延処理され、スコーカ１６〜１９に出力される。

この結果、各スピーカから出力される音の位相が変化することにより高周波数の音の指向角が変化し、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約４０度の指向角でスピーカ装置６０から出力される。

以上のように、本実施の形態のスピーカ装置６０によれば、遅延手段６１は、スピーカ装置６０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合には各スピーカに遅延処理をしない音響信号を出力し、スピーカ装置６０を単独で動作させる場合には高域音響信号に対して低域音響信号又は中域音響信号を所定の時間遅延するよう遅延処理して高域周波数の音の指向角を変更する構成としたので、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

なお、本実施の形態において、低音出力手段、中音出力手段及び高音出力手段をそれぞれ２個、４個及び２個で構成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば２個の中域出力手段を設け、遅延手段６１で中域音響信号を高域音響信号に対して所定の時間遅延させて高域周波数の音の指向角を変更する構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、遅延手段６１をスピーカ装置６０に備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばサウンドプロセッサ３１、低域アンプ３２、中域アンプ３３等に音響信号の遅延処理を行う手段を設ける構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態において、遅延手段６１が高域音響信号に対して中域音響信号を所定の時間遅延処理する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば中域音響信号に対して低域音響信号又は高域音響信号を所定の時間遅延処理する構成としても同様な効果が得られる。

（第４の実施の形態）
まず、本発明の第４の実施の形態のスピーカ装置の構成について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、本実施の形態のスピーカ装置７０は、音響信号を入力する入力端子７１と、クロスオーバ周波数を変更する指向角変更手段としてのクロスオーバ周波数変更手段７２とを備えている。

なお、本実施の形態において、低音出力手段１４及び１５と中音出力手段１６〜１９とは、それぞれ、本発明の低高音出力手段を構成している。前述した実施の形態と同様に、低音出力手段１４及び１５と中音出力手段１６〜１９とをそれぞれ「ウーファ１４及び１５」と「スコーカ１６〜１９」という。

クロスオーバ周波数変更手段７２は、例えばクロスオーバ周波数を設定する設定スイッチ及びクロスオーバ周波数変更回路を備え、可聴周波数帯域を複数に分割するようになっている。

具体的には、クロスオーバ周波数変更手段７２は、スピーカ装置７０が垂直方向に複数配置されて線状音源として動作する場合の第１のクロスオーバ周波数と、スピーカ装置７０が単独で動作される場合の第２のクロスオーバ周波数とによって、可聴周波数帯域を例えば低周波数帯域、中周波数帯域及び高周波数帯域の３つに分割するようになっている。

さらに具体的には、クロスオーバ周波数変更手段７２は、例えば第１のクロスオーバ周波数として２００Ｈｚ及び１ｋＨｚが設定された場合、可聴周波数帯域を２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの低周波数帯域と、２００Ｈｚ〜１ｋＨｚの中周波数帯域と、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの高周波数帯域との３つに分割するようになっている。

また、クロスオーバ周波数変更手段７２は、例えば第２のクロスオーバ周波数として１５０Ｈｚ及び３ｋＨｚが設定された場合、可聴周波数帯域を２０Ｈｚ〜１５０Ｈｚの低周波数帯域と、１５０Ｈｚ〜３ｋＨｚの中周波数帯域と、３ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの高周波数帯域との３つに分割するようになっている。

また、クロスオーバ周波数変更手段７２は、入力端子７１を介し、可聴周波数帯域の音響信号を増幅するアンプ７３から出力された音響信号を入力するようになっている。

なお、クロスオーバ周波数変更手段７２は、サウンドプロセッサ３１又はＰＣ３５からクロスオーバ周波数を設定する制御信号を受信して動作する構成としてもよい。

次に、本実施の形態のスピーカ装置７０の動作について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置１０と同様な動作については説明を省略する。

まず、スピーカ装置７０が垂直方向に複数配置される場合の線状音源としての動作を説明する。

サウンドプロセッサ３１から出力された音響信号は、アンプ７３によって増幅され、入力端子７１を介してクロスオーバ周波数変更手段７２に出力される。

そして、クロスオーバ周波数変更手段７２によって、スピーカ装置７０が線状音源として動作する第１のクロスオーバ周波数が設定される。その結果、各スピーカから出力される音が干渉してスピーカ装置７０が線状音源として動作し、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約１０度の指向角でスピーカ装置７０から出力される。

次に、スピーカ装置７０が単独で使用される場合の動作を説明する。

サウンドプロセッサ３１から出力された音響信号は、アンプ７３によって増幅され、入力端子７１を介してクロスオーバ周波数変更手段７２に出力される。

そして、クロスオーバ周波数変更手段７２によって、スピーカ装置７０が単独音源として動作する第２のクロスオーバ周波数が設定される。その結果、各スピーカから出力される音が干渉し、例えば４ｋＨｚ以上の周波数の音が垂直方向に約４０度の指向角でスピーカ装置７０から出力される。このように指向角を変更することにより音質が変化するがこれを均一な音質にするためにクロスオーバ周波数の変更を行っている。

以上のように、本実施の形態のスピーカ装置７０によれば、クロスオーバ周波数変更手段７２は、スピーカ装置７０を垂直方向に複数配置して線状音源として動作させる場合と、スピーカ装置７０を単独で動作させる場合とで異なるクロスオーバ周波数を設定して高域周波数の音の指向角を変更する構成とした。これにより、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができる。

なお、本実施の形態において、低音出力手段、中音出力手段及び高音出力手段をそれぞれ２個、４個及び２個で構成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、本実施の形態において、クロスオーバ周波数変更手段７２をスピーカ装置７０に備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばサウンドプロセッサ３１、アンプ７３等に備える構成としても同様な効果が得られる。

以上のように、本発明にかかるスピーカ装置は、複数配置及び単独のいずれの使用形態においても自然で違和感のない音を出力することができるという効果を有し、コンサートホールや劇場等で使用されるスピーカ装置及びスピーカシステム等として有用である。

本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置のブロック図 （ａ）本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置の外観の一例を示す図 （ｂ）本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置の内部構造の一例を示す部分断面図 （ａ）本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置が線状音源として動作する場合の音の広がりを示す概念図 （ｂ）本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置が単独で動作する場合の音の広がりを示す概念図 本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置が線状音源として動作するよう構成されたスピーカシステムの一例を示す図 本発明の第１の実施の形態のスピーカ装置がコンサートホールで使用される場合の使用例を示す図 本発明の第２の実施の形態のスピーカ装置のブロック図 本発明の第３の実施の形態のスピーカ装置のブロック図 本発明の第４の実施の形態のスピーカ装置のブロック図

符号の説明

１０、５０、６０、７０ スピーカ装置
１１、１２、１３、７１ 入力端子
１４、１５ 低音出力手段（ウーファ）（低高音出力手段）
１４ａ、１５ａ、１８ａ、１９ａ、２１ａ 音響ドライバユニット
１４ｂ、１５ｂ、１８ｂ、１９ｂ コーン
１６〜１９ 中音出力手段（スコーカ）（低高音出力手段）
２０、２１ 高音出力手段（ツィータ）（音出力手段）
２１ｂ ホーン
２２ 切替手段（指向角変更手段）
２３ エンクロージャ
２３ａ 前面部
２３ｂ 背面部
２４ 端子板
３１ サウンドプロセッサ
３２ 低域アンプ
３３ 中域アンプ
３４ 高域アンプ
３５ ＰＣ（シミュレータ手段）
３６、４０ スピーカシステム
４５ コンサートホール
４６ 天井スピーカ装置
４７ 壁スピーカ装置
５１ レベル変更手段（指向角変更手段）
６１ 遅延手段（指向角変更手段）
７２ クロスオーバ周波数変更手段（指向角変更手段）
７３ アンプ

Claims (7)

1. 所定の周波数帯域の音響信号を音に変換して出力する複数の音出力手段と、前記音出力手段から出力される前記音の指向角を変更する指向角変更手段とを備えたことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記指向角変更手段は、前記複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される前記音響信号を断続することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記指向角変更手段は、前記複数の音出力手段のうちの少なくとも一つに入力される前記音響信号のレベルを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記周波数帯域よりも低い低周波数帯域及び前記周波数帯域よりも高い高周波数帯域の少なくとも一方の音響信号を音に変換する低高音出力手段を備え、
   前記指向角変更手段は、前記低高音出力手段に入力される前記音響信号を前記複数の音出力手段の少なくとも一つに入力される前記音響信号よりも遅延させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のスピーカ装置。
5. 前記指向角変更手段は、前記周波数帯域と前記低周波数帯域及び前記高周波数帯域のいずれかとの境界周波数を表すクロスオーバ周波数を変更することを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載のスピーカ装置を所定の方向に並べて複数配置したことを特徴とするスピーカシステム。
7. 前記指向角変更手段の動作を模擬的に実行するシミュレータ手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載のスピーカシステム。

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