JP2010093803A - スピーカシステム - Google Patents

Abstract

【課題】音楽等を再生するステレオスピーカシステムにおいて、小型システムでの低音再生能力の増強を図りながら臨場感を増大させるために、新たにスピーカを追加することなく音の発生源を増加させること。また、スピーカシステムの増強による大電力化や周囲との音の干渉あるいは音漏れ等による外部への悪影響を防止すること。
【解決手段】左右それぞれのスピーカの筐体に設けたバスレフ開口部からの放射音を、聴取者に向けて直接反射するように配置した音響反射板を新たな音源とすることによって、スピーカ前面の音源と合わせて合計四箇所の音源に増加させて音響効果を改善する。また、各音源からの音の放射を聴取者に集中させることによって、聴取者への音エネルギーの伝達効率を向上させて省電力化を図り、周囲の設備等による音の反射や干渉の問題、あるいは音漏れによる外部環境への悪影響を防止したスピ−カシステムを提供する。
【選択図】 図２

Description

この発明は音楽等を再生するステレオスピーカシステムに関する。

従来のステレオシステムにおいて、音の響きや臨場感を改善するために、スピーカの個数を追加したマルチチャンネル方式が知られている。
また、スピーカの音響特性とエネルギー効率の改善のための方策として、筐体にダクトと称する細長い管を取り付け、この開口部から音を放射させるバスレフ形スピーカが知られているが、一般には、このダクト開口部はスピーカと並べて筐体の前面に配置されることが多い。

特開２００８−１７１９４号公報

小泉宣夫著 「基礎 音響・オーディオ学」 コロナ社 ２００５年

従来のマルチチャンネル方式では、新たなスピーカばかりでなく、これの駆動系まで追加を必要とするので、その費用と所要エネルギーの両方の増大を招くという問題を発生させる。また、スピーカの追加により、システムも大規模になり、エネルギー消費の増大に加えて、製作費用も増大するという欠点を持っている。また、この大規模化は音響場の広がりに繋がるために、室内周囲の建具や壁による音の反射を考慮して、室内全体にわたり構造や材質まで対策を行う必要があるなど、システムの設置性にも問題があった。さらに、この大音響化によって周囲に音が漏れて、周囲環境に悪影響を及ぼす危険性があった。また、バスレフ形スピーカは、音質やエネルギー消費に一定の改善は見られるものの、音響発生の場所としては、一般にバスレフ開口部はスピーカと同一面にあり、音源数の増加までには至らない。

ステレオスピーカシステムにおいて、それぞれのスピーカの筐体に設けたバスレフ開口部４からの放射音を聴取者６に向けて反射するように、外部音響反射板５を配置することによって、音源を四箇所に増加させると共に、小型スピーカシステムの低音特性を改善する。また音の放射を聴取者６に集中させることにより、エネルギー効率を向上させる。

本発明のシステムで活用するバスレフ形スピーカは、スピーカ振動板1の背面の振動を、筐体2に開けた狭いバスレフ開口部４から、位相を反転させて取り出すので、スピーカ振動板１の前面の音と同位相となって放射されて、エネルギー効率の向上と低音の放射効率が増強される。
また、本システムではスピーカ振動板１の背面の音が筐体2の後部のバスレフ開口部４から放射され、その後ろに配置された外部音響反射板５で反射されて聴取者６に向かって放射されるので、一つのスピーカの振動音が、スピーカ振動板１の前面と外部音響反射板５の二箇所から、聴取者６に向かって放射されることになる。従って、本発明のシステムによれば、音源側からみれば、聴取者６の方向に音が集中し、聴取者６からみれば、左右のそれぞれ二つのスピーカ振動板１の前面と、新たな音源としての二つの外部音響反射板５とに周囲を取り囲まれる配置となり、より豊かな臨場感を与えるスピーカシステムが得られる。

背面部にバスレフ開口部４を持つスピーカと背後の外部音響反射板５の配置と、放射音の方向を示す、ダクト３を含む面での断面図である。 本発明の実施配置例の平面図である。 バスレフ開口部４ｃの位置をスピーカシステム全体の中心方向に片寄せたスピーカ筐体２a と、その背後の外部近接音響反射板５c を可動とするように、蝶番7で取り付けた構造の斜視図である。 図３の構造を、ダクト３c を含む面で水平に切断した断面図に、聴取者との位置関係と、各放射音の伝搬経路を示す図である。 左右スピーカのバスレフ反射音を、中心からはずれた位置にいる聴取者６に直接放射するように、それぞれの外部近接反射板５c、５dの角度を調整した例の平面図である。 左右のスピーカの前に、前面音響反射板8a、8bを配置して、前面からの音響を、左右スピーカの間に位置する聴取者に向けて、直接に反射するシステムの配置例である。 スピーカ振動板1c の取り付け面を聴取者に正対する筐体側面とした図である。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例を示した図で、スピーカ振動板１を筐体２で囲み、振動板１の背面にあたる筐体２の一部にダクト３を設け、開口部４を形成する。５は外部音響反射板で、開口部からの音波を反射させて、新たな音源を形成するものである。
次に動作について説明する。振動板１から発生した音波は、前方向（図１の下方向）に伝搬し直接聴取者６に到達すると共に、背面方向（図１の上方向）から、ダクト３を介して開口部４から外部音響反射板５に向かって進み、外部音響反射板５で角度を変更されて、聴取者６に到達する。これにより、振動板１の前面から直接伝播する音波と、振動板１の背面から開口部４を通り反射板５から放射された音波とが、重畳して聴取者６に到達する。

図２は本発明の他の実施例を示した図で、図１で示したスピーカ構造を複数個配置してステレオシステムを構成したものである。振動板１a、１bと筐体２a、２bと、後方反射板５a、５bとをそれぞれ設け、聴取者６の左右に配置したもので、外部音響反射板５a,５bは、音波が聴取者６に向けて放射されるように配置されている。したがって聴取者６は振動板１a、１bと外部音響反射板５a、５bとの四箇所に拡大された音源からの音波を聞くことになるので、臨場感のある再生音を得ることが出来る。
この実施形態では、エネルギー効率の高いバスレフ形スピーカ音を、直接に聴取者に向けて放射するので、システムに必要なエネルギーが小さくなり、スピーカ駆動回路や電源に余裕が出来て、高音質化を図る事が容易になる他、スピーカや筐体等の機械的振動系統への負担が少なく、発生音の歪を小さくすることが出来る。また振動の大振幅化のために必要とされる材料、機構への要求も緩和される。また、バスレフ開口部４からの反射音は、前述のように低音部の効率が増強されるので、このシステムは小型であっても、低音まで高い音響再生能力を持たせることが出来る。
また、この実施形態では、必要なエネルギーが小さいために省電力化が図れる他、システムとして大きな空間を必要としないので、例えば個人用の自動車の内部等の狭い場所でも、良好な音響空間を形成することが出来る。また音響が聴取者に集中するために、周囲の環境との干渉が少なく、設置場所の制約が少ない特徴を持つ。さらに、この実施形態では、必要な音響エネルギーが小さく、音源の方向が集中的に聴取者に向けられるので、音漏れによる外部空間への悪影響を小さく出来る。
この場合のスピーカは、単一のスピーカである必要は無く、周波数の分担を分けたマルチウェイ方式のスピーカでも同様の効果を得ることが出来る。

図３に本発明の他の実施例を示す。外部音響反射板５cは、筐体２aの一部に蝶番７によって取り付けられており、蝶番７を中心にして回転させることが出来、聴取者６の位置に応じた最適角度に調整することができる。また、小型モーター等を付属させれば、遠隔操作により聴取者は自身の位置を変えることなく、外部音響反射板５c の角度を調整することができる。スピーカシステムの他の側の外部音響反射板５d についても同様である。
また、本発明における音響反射板の形状は平面ばかりでなく、凹面にして反射音波を収束させて聴取者６に伝搬させれば、音響効率をさらに向上させることができる。

図４および図５に、本発明の他の実施例を示す。この実施例は外部音響反射板５c で反射した音波が、左右のスピーカの間に位置する聴取者６に到達する前に、筐体２a によって妨げられることを防止するために、ダクト３c と開口部４c を筐体２a の中央部から偏らせて設けるものである。図５に示すように、開口部４cと４dは、筐体2a、2bの中心から聴取者６の側に偏らせて配置される。このことにより、外部音響反射板５c、５dから反射した音波が、筐体２a，２bに遮られずに、聴取者６に伝搬させることができる。図３の斜視図において、この位置を偏らせた開口部４c の外観位置例を示す。

図６に本発明の他の実施例を示す。本発明のシステムにおいては、図２や図５の配置図において、外部音響反射板５a、５bや５c、５dで作られる音源が聴取者６から見て遠方に位置することから、聴取者６は従来のシステムよりもスピーカ振動板１a、２bを結ぶ線に近づいて、従来のシステムよりも左右の音響の聴取角度を拡大させることが出来る特徴を持つが、さらに進んで、四個の音源が作る空間の中心付近まで入ることができる。この場合、聴取者６は周囲を四個の音源に完全に取り囲まれることになり、図２、図５の実施例よりも、それぞれの改善効果は拡大される。
この場合聴取者は、図２、図５における左右のスピーカ前面の振動板１a、１bを結ぶ線を越えて進入するために、スピーカの構造が図２、図５の例に示すようなスピーカ振動板１aと反射板５cとが向かい合って配置される構造であると、反射音を聴取者に向けながらスピーカ振動板１a、１bからの音響を直接聴取者６に伝搬させることが困難になり、聴取者への音響エネルギーの伝搬効率を低下させる。この場合、図６に示すようにスピーカ前面にも、外部音響反射板5c、5dと同様な音響反射板8a、8bを配置すれば、それぞれ四個の音源からの音響は、聴取者に向けて直接伝搬させることができる。
また、この四音源の中心に入った場合の聴取者６のシステム全体に対する方向は、通常のステレオシステムに対するのと同じ向きのままで中心まで進入する方向と、これとは反対に、聴取者６が背後からステレオシステムに取り囲まれる方向との両方が可能であり、室内環境等によって最適な方向を選ぶことが出来る。

図７に本発明の他の実施例を示す。右側のスピーカ振動板１a の取り付け面を、図７に示すように、バスレフ開口の対向面から聴取者６に正対する側面に移し、横方向スピーカ1c として配置することによって、前面の音響反射板8a、8bが無い場合でも、スピーカ前面の音響を左右のスピーカの間に位置する聴取者６に向けて直接放射させることができる。左側スピーカについても同様である。
なお、以上の本文や図面において、スピーカ振動板の位置を明示するために省略しているが、一般のスピーカシステムに採用されるような、スピーカ振動板の防護あるいは音質・音量の調整等のために、サランなどのネットを筐体のスピーカ前面に装着することも可能である。

１ スピーカ振動板
２ スピーカ筐体
３ ダクト
４ バスレフ開口部
５ 外部音響反射板
６ 聴取者
７ 取り付け蝶番
１a システム右側スピーカ振動板
１b システム左側スピーカ振動板
１c 筐体の聴取者側の面に配置したスピーカ振動板
２a システム右側スピーカ筐体
２b システム左側スピーカ筐体
３c システム中央側へ偏らせたダクト
４c システム中央側へ偏らせた右側筐体ダクト開口部
４d システム中央側へ偏らせた左側筐体ダクト開口部
５a システム右側の外部音響反射板
５b システム左側の外部音響反射板
５c システム右側の外部近接配置反射板
５d システム左側の外部近接配置反射板
８a 右側スピーカ前面音響反射板
８b 左側スピーカ前面音響反射板

Claims (8)

1. 前面のスピーカ振動板と、前記振動板を固定する筐体と、前記筐体の一部にバスレフ開口部を持つスピーカにおいて、前記バスレフ開口部の外側に音波を反射する反射板を備え、前記振動板から直接発生する音波と前記反射板から反射される音波とを重畳させることを特徴とするスピーカシステム。
2. スピーカと反射板を複数個備え、ステレオ形式として構成した、請求項１に記載のスピーカシステム。
3. 反射板の角度を調節する角度調整手段を備えた、請求項１〜２のいずれかの１項に記載のスピーカシステム。
4. 角度調整手段は、反射板の一端を筐体に取り付けて回転可能な構造とした、請求項３記載のスピーカシステム。
5. それぞれの筐体における開口部が、スピーカシステムのより中心寄りの位置に設けられた、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
6. 反射板は、音波を収束させるために、反射面を凹面形状とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
7. スピーカの前面に音響反射板を配置した請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
8. 筐体へのスピーカ取り付け面を、左右のスピーカの間に位置する聴取者に正対する面とした、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピーカシステム。

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