JP2007134955A

JP2007134955A - スピーカ装置

Info

Publication number: JP2007134955A
Application number: JP2005326029A
Authority: JP
Inventors: Shinya Sonoda; 眞也園田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JP4172483B2

Abstract

【課題】奥行きと高低差のある領域に音を届けるのに好適なアレイスピーカを提供する。
【解決手段】各スピーカモジュールの指向方向が略平行となるように垂直（鉛直）方向と水平方向とに配列し、垂直（鉛直）方向の上方になるにつれ、水平方向に並べられるスピーカモジュール１０の数が多くなるようにスピーカモジュール１０を配列する。垂直（鉛直）方向の上方になるにつれ、水平方向に並べられるスピーカモジュール１０の数が多くなるようにスピーカモジュール１０を配列することにより、アレイスピーカ１においては、面音源と、線音源と、点音源とを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のスピーカによって構成されるアレイスピーカに関する。

複数のスピーカを一列に配列したアレイスピーカが知られている（特許文献１参照）。アレイスピーカは、音を出力する際には線音源となり、スピーカを鉛直方向へ並べた場合には鉛直方向への不要な音の放射がないため、部屋の残響音や反射音を抑えることができ、より遠くへ明瞭な拡声を行うことができる。また、アレイスピーカは距離減衰が小さく、スピーカに近い位置と遠い位置とで音量差が低減される。従って、大型体育館や各種ホールといった奥行きのある大きな場所で用いても、遠くまで音を届けることができる。

しかし、アリーナやコンサートホールのように客席が階段状になっている広い場所で使用する場合には、以下のような問題点がある。例えば、後列の客席に音が届くようにするためにアレイスピーカをステージの左右上方に設置すると、垂直方向への指向角が狭いため、客席の前列、即ち、スピーカに近い位置にいる観客には音が届かなくなり、一方、前列の観客に音が届くようにするために、アレイスピーカをステージと同じ高さに設置すると、後列の客席には音が届かなくなる。

特許文献１には、階段状の客席に音が届くようにするために、最下段の客席から最上段の客席までの高さと同じ高さのアレイスピーカを設置することや、ステージと最後列の客席とを結ぶ直線と水平面とのなす角度にあわせてアレイスピーカを傾けることが開示されている。しかし、コンサートホールのように大きなホールにおいては、二階席や三階席を備えたホールがあり、このような席にあわせてアレイスピーカを設置しようとすると、スピーカの高さが非常に高くなり、組立が困難になる。また、アレイスピーカを傾けたとしても、垂直方向への指向角が狭いため、二階席や三階席を備えたホール等においては、全ての客席に音を届けるのが難しくなる。

このような課題を解決する技術として、例えば非特許文献１には、側面から見てスピーカの列が弧を描くようにスピーカを配列する技術が開示されている。この態様のアレイスピーカにおいては、下方のスピーカは前列の客席に向けられ、上方のスピーカは後列の客性に向けられるため、ステージの左右上方にアレイスピーカを設置しても、スピーカに近い位置にいる観客と、二階席や三階席にいる観客とに音を届けることができる。
特開２００２−１９９４８４号公報 David Junness著（日本語版製作：音響特機株式会社）、"ツアーリング・ラインアレイの技術解説"、［online］、平成１７年５月１６日検索、インターネット＜ＵＲＬ；http://www.otk.co.jp/history/tech/gunness.pdf＞

ところで、スピーカが一列に配列されたアレイスピーカにおいては、水平方向の指向角は、上方のスピーカから下方のスピーカまで一定となる。前列の客席に届くように指向角を設定すると、後列の客席においては指向角が広くなりすぎ、音が壁に反射して音の明瞭性を減じることとなる。一方、後列の客席に合わせて指向角を調整すると、前列の客席においては指向角が狭くなり、前列左右の客席へ音を届けることができなくなる。非特許文献１には、垂直方向への音の放射に関する技術が開示されているものの、水平方向への音の放射に関しては言及されておらず、非特許文献１に開示されているアレイスピーカでは、前列および後列の観客に適切に音を届けることができていない。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、奥行きと高低差のある領域に音を届けるのに好適なアレイスピーカを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明は、複数のスピーカを備えたスピーカ装置であって、鉛直方向および水平方向に配列された複数のスピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に面音源となる面音源部と、鉛直方向へ列状に配列された複数のスピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に線音源となる線音源部と、スピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に点音源となる点音源部とを備え、前記面音源部の鉛直方向に前記線音源部が連なり、前記線音源部の鉛直方向に前記点音源部が連なっており、前記複数のスピーカの各指向方向が水平方向に略平行であることを特徴とするスピーカ装置を提供する。

このスピーカ装置の好ましい態様においては、鉛直方向の上方から下方になるにつれ、水平方向に配列されるスピーカの数が少なくなっているようにしてもよい。
また、鉛直方向に沿ってスピーカが複数配列されたスピーカ列を左右対称に複数隣接して具備し、前記左右対称に配列された各スピーカ列のスピーカ数は、当該スピーカ装置の左右方向の中心部の列から左右端部の列に向かうにつれて減少し、前記各スピーカ列の各上端部が揃えられているようにしてもよい。
また、このスピーカ装置の好ましい態様においては、前記複数のスピーカは、一または複数のスピーカの組毎に六角柱状のスピーカボックスを有し、複数の六角柱状のスピーカボックスの中心軸の方向が略平行となるようにしてもよい。
また、このスピーカ装置の好ましい態様においては、前記点音源の指向方向を水平方向に対して下方に傾斜させるようにしてもよい。
また、このスピーカ装置の好ましい態様においては、前記線音源の指向方向を水平方向に対して下方に傾斜させるようにしてもよい。

本発明によれば、奥行きと高低差のある領域にも適切に音を届けることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１（ｂ）は本発明の実施形態に係るアレイスピーカ１の右側半分の正面図であり、図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るアレイスピーカ１の側面図である。アレイスピーカ１を構成するスピーカモジュール１０は、箱型のスピーカボックス１１と、低音域再生用のスピーカであるウーファー１２と、高音域再生用のスピーカであるツィーター１３とを備えている。

アレイスピーカ１においては、図１に示したように、複数のスピーカモジュール１０の各々は、各スピーカモジュールの指向方向が略平行となるように垂直（鉛直）方向と水平方向とに配列されている。具体的には、垂直方向にｎ１個のスピーカモジュール１０を並べた第１ラインＬ１と、垂直方向にｎ２個のスピーカモジュール１０を並べた第２ラインＬ２と、垂直方向にｎ３個のスピーカモジュール１０を並べた第３ラインＬ３と、垂直方向にｎ４個のスピーカモジュール１０を並べた第４ラインＬ４とを水平方向に並べて配置している（ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４：ｎ１〜ｎ４は整数）。

また、アレイスピーカ１においては、各ラインの上端が揃うようにスピーカモジュールが１０並べられ、且つ、第１ラインＬ１の隣に第２ラインＬ２、第２ラインＬ２の隣に第３ラインＬ３、第３ラインＬ３の隣に第４ラインＬ４というように、スピーカモジュール１０が並べられる。各ラインを構成するスピーカモジュール１０の数は各々異なるため、垂直（鉛直）方向の上方になるほど、水平方向に組み合わされるスピーカモジュール１０の数が多く、下方になるほど、水平方向に組み合わされるスピーカモジュール１０の数が少なくなるようにスピーカモジュール１０が配列される。
このように、垂直（鉛直）方向の上方になるにつれ、水平方向に並べられるスピーカモジュール１０の数が多くなるようにスピーカモジュール１０を配列すると、図１（ｂ）に示した第１エリアＡ１内においては、スピーカモジュール１０が矩形状に並ぶため面音源が形成され、第２エリア内においては、スピーカモジュール１０が縦方向に概ね線状に並ぶため線音源が形成され、第３エリア内においては、点音源が形成される。

点音源から放射される音は、線音源と比較して距離減衰があるものの、音源から球面状に音が放射されるため、垂直方向および水平方向への指向角は広くなる。
この指向角を図２，３を用いて説明する。図２は、コンサートホールの平面図の一例であり、図３は、図２に例示したコンサートホールをステージの側面方向から見た図である。図２，３においては、ステージの左右方向の距離が２０ｍ、ステージから一番離れた客席の左右の距離が３０ｍ、ステージから一番遠い客席からステージまでの距離が３０ｍであり、ステージから一番遠い客席からステージに近い客席との高低差が１４ｍである場合を想定している。
点音源を有するアレイスピーカ１を、図２に示したようにステージの左右に設置した場合、点音源から放射される音は水平方向への指向角が広いため、左右に広く二点鎖線で示したエリアＢ１に放射される。また、図３に示したように、ステージの上方にアレイスピーカ１を設置した場合、アレイスピーカ１の下方に位置する点音源から放射される音は垂直方向への指向角が広いため、上下に広く放射され、ステージに近いエリアＣ１に放射される。

また、線音源から放射される音は、垂直方向への指向角が、上記点音源の垂直方向の指向角に比べて狭くなる。また、水平方向に対しては上記点音源より水平方向の幅がやや広いため、線音源の水平方向の指向角は、上記点音源よりやや狭くなる。このため、線音源を有するアレイスピーカ１を、図２に示したようにステージの左右に設置した場合、線音源から放射される音は点音源より水平方向にやや狭い指向角で放射され、一点鎖線で示したエリアＢ２に放射される。また、図３に示したように、ステージの上方にアレイスピーカ１を設置した場合、線音源は点音源より上方に位置し、垂直方向の指向角が狭いため、線音源から放射される音は、エリアＣ２、即ち、エリアＣ１にある客席より後列にある客席に放射される。

また、面音源から放射される音は、垂直方向にも水平方向にも距離減衰が少なく、水平方向および垂直方向の指向角は狭くなる。このため、面音源を有するアレイスピーカ１を、図２に示したようにステージの左右に設置した場合、面音源から放射される音は線音源より水平方向に狭い指向角で放射され、破線で示したエリアＢ３に放射される。また、図３に示したように、ステージの上方にアレイスピーカ１を設置した場合、面音源は線音源より上方に位置し、垂直方向の指向角が狭いため、面音源から放射される音は、エリアＣ３、即ち、エリアＣ２にある客席より後列にある客席に放射される。

なお、点音源、線音源、および面音源から放射される音の垂直方向と水平方向の指向角は、ホールの大きさやアレイスピーカ１の配置位置、アレイスピーカ１の配置数、アレイスピーカ１を構成するスピーカモジュールの配列により異なるが、点音源の垂直方向の指向角は６０度〜９０度程度であり、水平方向の指向角は９０度〜１２０度程度である。また、線音源および面音源の垂直方向の指向角は１５度〜３０度程度であり、水平方向の指向角は３０度〜６０度程度である。図２，３においては、面音源の水平方向の指向角を４０°程度、線音源の水平方向の指向角を６０°程度、点音源の水平方向の指向角を１２０°程度とし、また、面音源の水平方向の指向角を１５°程度、線音源の水平方向の指向角を１５°程度、点音源の水平方向の指向角を５０°程度としている。

以上説明したように、本実施形態によれば、ホールの客席に奥行きと高低差があっても、各客席に明瞭な音を放射することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

上述した実施形態においては、箱型のスピーカボックス１１を有するスピーカモジュール１０を配列しているが、スピーカボックスの形状は箱型に限定されるものではなく、多角柱や円筒状など、他の形状のスピーカボックスを用いるようにしてもよい。また、例えば、スピーカボックス１１の形状を六角柱とし、図４に示したように、各スピーカボックスの中心軸が略平行となるように垂直方向と水平方向とにスピーカモジュールを配列するようにしてもよい。

スピーカモジュール１０の垂直方向と水平方向への配置数は、図１に示した数に限定されるものではない。スピーカモジュール１０の垂直方向および水平方向への配置数は、ホールの大きさや観客席の高低差、スピーカモジュール１０の大きさや、アレイスピーカ１の配置位置等に応じて好適な数が求められる。また、面音源、線音源および点音源を構成するスピーカモジュール１０の大きさや、アレイスピーカ１の配置位置を、ホールの大きさや受音面の傾斜角度に応じて好適な指向角が得られるように、上述した実施形態と異ならせるようにしてもよい。

上述した実施形態においては、スピーカモジュールを複数配列してアレイスピーカを構成しているが、一つのスピーカボックスに複数のスピーカ（ウーファー１２やツィータ−１３を配列してアレイスピーカ１を構成してもよい。

線音源となるアレイスピーカにおいては、各スピーカモジュール１０に供給する信号を制御することにより、指向性を制御することができる。本実施形態においても指向性を制御し、線音源からの音を下方に放射するようにしてもよい。なお、この態様の場合、点音源を構成するスピーカを設けないようにしてもよい。
また、本実施形態においても、非特許文献１に記載されているように、側面から見てスピーカモジュール１０の列が弧を描くようにスピーカモジュール１０を配列して、特に点音源に関して広い指向角の確保がより容易となるようにしてもよい。

点音源となるスピーカモジュール１０は、線音源となるスピーカモジュール群に連ならせるのではなく、所定の距離をおいて線音源の鉛直方向に配置するようにしてもよい。
また、点音源となるスピーカモジュールは、備えるスピーカの大きさを線音源および面音源を構成するスピーカモジュールが備えるスピーカと異ならせるようにしてもよい。
また、点音源となるスピーカモジュールは、スピーカボックスの大きさを、線音源および面音源を構成するスピーカモジュールの大きさと異ならせるように（例えば、小さく）してもよい。

本発明の実施形態に係るアレイスピーカの外観図である。同アレイスピーカの水平方向の指向角を説明する図である。同アレイスピーカの垂直方向の指向角を説明する図である。本発明の実施形態に係るアレイスピーカの正面図である。

符号の説明

１・・・アレイスピーカ、１０・・・スピーカモジュール、１１・・・スピーカボックス、１２・・・ウーファー、１３・・・ツィーター。

Claims

複数のスピーカを備えたスピーカ装置であって、
鉛直方向および水平方向に配列された複数のスピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に面音源となる面音源部と、
鉛直方向へ列状に配列された複数のスピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に線音源となる線音源部と、
スピーカを有し、該スピーカから音を放射した際に点音源となる点音源部と
を備え、
前記面音源部の鉛直方向に前記線音源部が連なり、前記線音源部の鉛直方向に前記点音源部が連なっており、
前記複数のスピーカの各指向方向が水平方向に略平行であること
を特徴とするスピーカ装置。
鉛直方向の上方から下方になるにつれ、水平方向に配列されるスピーカの数が少なくなっていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置であって、
鉛直方向に沿ってスピーカが複数配列されたスピーカ列を左右対称に複数隣接して具備し、
前記左右対称に配列された各スピーカ列のスピーカ数は、当該スピーカ装置の左右方向の中心部の列から左右端部の列に向かうにつれて減少し、
前記各スピーカ列の各上端部が揃えられていること
を特徴とするスピーカ装置。
前記複数のスピーカは、一または複数のスピーカの組毎に六角柱状のスピーカボックスを有し、複数の六角柱状のスピーカボックスの中心軸の方向が略平行となっていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
前記点音源の指向方向が水平方向に対して下方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
前記線音源の指向方向が水平方向に対して下方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。