JP2013118496A

JP2013118496A - ラインアレイスピーカ

Info

Publication number: JP2013118496A
Application number: JP2011264885A
Authority: JP
Inventors: Nagao Hattori; 永雄服部; Sumio Sato; 純生佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: WO2013081033A1; JP5230790B2; US20140348352A1

Abstract

【課題】隣り合うスピーカ同士による背圧の干渉を減少させるラインアレイスピーカを提供する。
【解決手段】磁気回路部によって振動板を振動させる３以上のスピーカユニットが長方形のバッフル板２の長手方向に一列に並設されるよう取り付けられたコーン型をなすラインアレイスピーカにて、振動板を支持し、上下側に開口１０ａ、１０ａを設けたアルミダイキャスト製のフレーム１０夫々は、スピーカユニットの並設方向側の少なくとも一側に開口が設けられていない、又はスピーカユニットのフレーム１０は並設方向側の側面の開口１０ａ、１０ａが他の側面の開口１０ａ、１０ａよりも面積が小さくなるよう構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカユニットを３以上備えるラインアレイスピーカに関する。

人間は２つの耳に入力された音の大きさ及び時間の差で音響空間を把握している。このことを利用してステレオ記録された音を左右２つのスピーカユニットにより知覚させる方法、及び左右のスピーカユニットから放たれる音波に音圧差を設け、あたかもスピーカユニットの間の位置から音がしているかの如く知覚させる方法が用いられている。

しかし、左右のスピーカユニットから放たれた音波が距離に応じて減衰すること、及び音波夫々の伝播時間に差が生じること等により、位置に応じて音圧差又は時間差が存在する。従って例えば設置された左右２つのスピーカユニットから等距離にある中央線上の聴取者を基準に音波を設定した場合、中心線以外の位置にいる聴取者は前述の方法による所望の効果を得ることができないという問題が生じる。

この問題を解決する方法として、例えば波面合成技術の一つであるＷＦＳ（ＷａｖｅＦｉｅｌｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓ）がある（非特許文献１）。ＷＦＳは、各々異なる信号で駆動され各スピーカユニットから放たれる音波を重ね合わせることにより音波の波面自体を再現し、広い範囲で意図した位置に音源を知覚させることができる技術である。ＷＦＳに用いられるスピーカとしては、特許文献１に示されるような一列に３以上のスピーカユニットが並設されたラインアレイスピーカがある。

図９は従来のラインアレイスピーカを示す模式図である。従来のラインアレイスピーカは、コーン型の振動板により放音される際に生じる背圧を放出する開口が各スピーカユニットのフレームに設けられている。このようなスピーカユニットでは、背圧が振動板の振動方向のみならず振動方向に対して垂直方向であるスピーカユニットの並設方向側にも放たれるので、スピーカユニットの並設方向側での背圧同士の干渉が顕著である。隣り合うスピーカユニットの背圧同士が干渉することにより、所望の波面が合成されないという問題が生じる。さらに、特定の周波数の音波が増幅されて振動板の振幅が大きくなり歪みの原因になるという問題、及び背圧同士の干渉により特定の周波数の音波が減衰するという問題も生じる。

特開２００７−２３５７０９号公報

ベルクハウト、ドブリース、フォーゲル（Ａ. Ｊ. Ｂｅｒｋｈｏｕｔ, Ｄ. ｄｅＶｒｉｅｓ, ａｎｄＰ. Ｖｏｇｅｌ）著、「アコースティックコントロールバイウェーブフィールドシンセシス（Ａｃｏｕｓｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｂｙｗａｖｅｆｉｅｌｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）」（オランダ）、第９３（５）版、ジャーナル・オブ・ジ・アコウスティカル・ソサイエティ・オブ・アメリカ（Ｊ. Ａｃｏｕｓｔ. Ｓｏｃ）、１９９３年５月、ｐ.２７６４−２７７８

本発明の目的は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、隣り合うスピーカ同士による背圧の干渉を減少させるラインアレイスピーカを提供することにある。

本発明に係るラインアレイスピーカは、３以上のコーン型のスピーカユニットが一列に並設されたラインアレイスピーカにおいて、スピーカユニットのフレームは並設方向側の少なくとも一方の側面に開口が設けられていないことを特徴とする。

本発明によれば、フレームの並設方向側の少なくとも一方に開口が設けられていないことにより、スピーカユニットが放音する際に生じる背圧のうち並設方向側成分の背圧が遮られるので、隣り合うスピーカユニットによる背圧の干渉を減少させることができる。

本発明に係るラインアレイスピーカは、３以上のコーン型のスピーカユニットが一列に並設されたラインアレイスピーカにおいて、スピーカユニットのフレームは並設方向側の側面の開口が他の側面の開口よりも面積が小さいことを特徴とする。

本発明によれば、フレームの並設方向側の側面の開口が他の側面の開口よりも面積が小さいので並設方向側の背圧の干渉を減少させることができる。加えて、並設方向側からも背圧を放出することで振動板の空気抵抗を低下させ、振動板による放音を良好に行うことができる。

本発明に係るラインアレイスピーカは、前記スピーカユニットは磁気回路部を備え、前記フレームには孔が設けられており、磁気回路部の信号端子が前記孔に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フレームに電極の端子を設けることにより、開口を遮る端子板を設ける必要が無い。従って開口が遮られることなく背圧を放出することができる。

本発明に係るラインアレイスピーカは、前記孔は前記フレームにおける並設方向側の側面に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、孔をフレームにおける並設方向側の側面に設けるので、他の方向に比べて大きい面積を有するフレームの並設方向側の側面を有効に活用することができる。

本発明によれば、スピーカユニットのフレームには、並設方向側の少なくとも一方の側面に開口が設けられていないので、背圧の干渉を減少させることができる。又、並設方向側の側面の開口が他の側面の開口よりも面積が小さいので、同様に背圧の干渉を減少させることができる。

第１の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式図である。第１の実施の形態に係るスピーカユニットの模式的上面図である。第１の実施の形態に係るスピーカユニットの模式的背面図である。第１の実施の形態に係るスピーカユニットを示す模式的縦断面図である。ラインアレイスピーカを用いた音響装置を示すブロック図である。第２の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式的背面図である。ラインアレイスピーカを用いた音響装置を示すブロック図である。第３の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式的背面図である。従来のラインアレイスピーカを示す模式図である。

第１の実施の形態
図１は第１の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式図である。図１において１、１、１…はコーン型のスピーカユニットであり、長方形のバッフル板２の長手方向に一列に並設されるよう取り付けられている。バッフル板２は、スピーカユニット１、１、１…を収容する直方体をなす筐体３の前面とする。筐体３はバッフル板２の長手方向が横方向となるよう設置されている。

図２及び図３は第１の実施の形態に係るスピーカユニット１の模式的上面図及び背面図であり、図４は第１の実施の形態に係るスピーカユニット１を示す模式的縦断面図である。図において１０は鋼板製のフレームであり、略円錐台形の筒状をなす。フレーム１０の側面には、スピーカユニット１の上下側の２か所に夫々９０度の周方向の幅に渡る台形の開口１０ａ、１０ａが設けられている。一方、並設方向側の側面には開口１０ａは設けられていない。

コーン型をなしパルプ製の振動板１１における大径側の外側面には、環状をなし発泡ゴム製のエッジ１１ａの内縁が接着されている。エッジ１１ａの外縁はフレーム１０における大径側の内側面に沿って固定されている。これにより、フレーム１０はエッジ１１ａを介して振動板１１を振動可能に支持する。

ここで、各スピーカユニット１について、振動板１１の小径の中心及び大径の中心を貫く中心軸を含み且つ並列方向と垂直な面、及び中心軸を含み且つ該面に垂直な面を、夫々中心軸周りに４５度回転させた２つの面を想定する。斯かる２面により仕切られた合計４つの領域に属するフレーム１０の側面のうち、上下方向を含む２側を上下側とし、並設方向側を含む２側を並設方向側とする。

フレーム１０の小径側には、環状をなし軟鉄製のトッププレート１２の前面が固定されている。該トッププレート１２の後面には、環状の磁石１７の前面が固定されている。円筒形のボビンに銅線が巻かれてなるボイスコイル１３は、トッププレート１２及び磁石１７に同心的且つ移動自在となるよう内嵌されている。ヨーク１４は円板部と該円板部の一面の中心から延びた円柱部とからなる。ヨーク１４の円柱部は、ボイスコイル１３に内嵌されている。一方、ヨーク１４の円板部の一面には磁石１７の後面が固定されている。

振動板１１における小径側の内面には、ボイスコイル１３の前端側の側面が接着されており、ボイスコイル１３及び振動板１１により漏斗形状をなす。また、振動板１１の小径は薄肉のダストキャップ１５に閉塞されている。環状のコルゲーションダンパ１６は、内縁がボイスコイル１３前端側の側面に接着され、外縁はフレーム１０内の小径側の内側面に接着されている。

さらに、フレーム１０の並設方向側の一側には、周方向に並ぶ２か所の孔１０ｂ、１０ｂが設けられ、該２か所の孔１０ｂ、１０ｂの夫々に端子１８及び１９が取り付けられている。端子１８は、ボイスコイル１３を構成する銅線とフレキシブルワイヤを介して接続されている。また、端子１８は、フレーム１０と絶縁されている。端子１９は、接地側端子であり、フレーム１０と接触されている。

図５はラインアレイスピーカを用いた音響装置を示すブロック図である。本実施の形態に係る音響装置は、外部の音源４から音響信号が遅延モジュール５、５、５…に入力される。遅延モジュール５、５、５…夫々には、仮想の音源位置に基づいた遅延時間及び増幅率が対応するスピーカユニット１、１、１…毎に個別に設定されており、音響信号を設定された遅延時間だけ遅延させる。遅延した音響信号は遅延モジュール５、５、５…と同数の増幅器６、６、６…で夫々増幅された後、同じく同数のスピーカユニット１、１、１…における端子１８、１８、１８…に出力される。音響信号が入力されることによりボイスコイル１３に電磁力が生じる。該電磁力と磁石１７で発生する磁力とにより発生する力によって振動板１１が振動し、放音する。一方、振動板１１が振動することにより振動板１１と垂直方向に背圧が生じる。該背圧は開口１０ａ、１０ａによりフレーム１０より放出され、背圧の並設方向側成分はフレーム１０の側面により遮られる。

本実施の形態によれば、スピーカユニット１のフレーム１０のうち、並設方向側の側面に開口を設けないことにより、背圧の干渉を減少させることができる。また、本実施の形態におけるフレーム１０は、並設方向側の側面に開口が無いため、フレーム１０の強度が増す。従って放音中にフレーム１０に生じるたわみが減少するので、バッフル板２の振動も減少する。これにより音質の低下を抑えることができる。

さらに本実施の形態によれば、フレーム１０に孔１０ｂ、１０ｂを設け該孔１０ｂ、１０ｂに電極の端子１８、１９を設けることにより、開口１０ａを遮る端子板を設ける必要が無い。さらにフレーム１０における並設方向側の側面は上下側よりも面積が大きい。従って孔１０ｂ、１０ｂをフレーム１０の並設方向側の側面に設けることによって、並設方向側の側面を有効に活用することができる。

フレーム１０の素材は、鋼板又はアルミニウム合金等の金属であってもよいし、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂又はポリカーボネート樹脂等の樹脂材料であってもよい。振動板１１は樹脂又は金属製でもよく、エッジ１１ａはウレタン又は布製でもよい。ボイスコイル１３はアルミ等、銅以外の素材であってもよい。ボイスコイル１３、ヨーク１４、磁石１７及びトッププレート１２からなる磁気回路部の構成について特に限定はなく、他の構成でもよい。

上下側の開口１０ａ、１０ａは９０度以下の周方向幅でもよい。開口１０ａの個数及び形状に限定は無い。振動板１１の形状はコーン型の楕円錐形であってもよい。フレーム１０の形状は略楕円錐形又は略多角錐形の筒状であってもよい。

第２の実施の形態
第２の実施の形態について説明する。図６は、第２の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式的背面図である。本実施の形態に係るラインアレイスピーカでは、スピーカユニット１の上下側の開口１０ａ、１０ａに加えて、並設方向側の一側のみに開口１０ａが設けられている。

個々のスピーカユニット１から良好に放音を行うためには背圧を抵抗なく放出できるよう開口１０ａの総面積が大きい方が望ましい。また、隣り合う２つのスピーカユニット１、１のうち１つのスピーカユニット１のフレーム１０に並設方向側の開口が無ければ背圧の干渉を減少させることができる。本実施の形態では上下側の開口１０ａ、１０ａに加えてフレーム１０における並設方向側の一側に開口１０ａが設けられており、他側には開口が無い。

ただし、この場合はフレーム１０の形状が非対称であるため、放音時の振動板１１のたわみ方が一定ではなく放音に乱れが生じる。この放音の乱れは主に高音成分による。図７はラインアレイスピーカを用いた音響装置を示すブロック図である。この場合、放音の乱れを抑えるため、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）７、７、７…を音響装置の増幅器６、６、６…とスピーカユニット１、１、１…との夫々の間に設けることにより、高音部分が放音されないようにしてもよい。

本実施の形態によれば、フレーム１０の上下側の開口１０ａ、１０ａに加えて、並設方向側の一側のみに開口１０ａを設けることにより、背圧の干渉を減少させることができる。加えて、並設方向側からも背圧を放出することで振動板１１の空気抵抗を低下させ、振動板１１による放音を良好に行うことができる。

第３の実施の形態
第３の実施の形態について説明する。図８は第３の実施の形態に係るラインアレイスピーカを示す模式的背面図である。第３の実施の形態は、スピーカユニット１におけるフレーム１０の上下側の開口１０ａ、１０ａに加えて、並設方向側にも開口１０ａ、１０ａが設けられている。並設方向側の開口１０ａ、１０ａは２０度の周方向幅を有する。

本実施の形態によれば、並設方向側の開口１０ａ、１０ａは上下側の開口１０ａ、１０ａより面積が小さい。従ってフレーム１０によって、隣り合うスピーカユニット１、１同士における並設方向側の背圧の干渉を減少させることができる。加えて、フレーム１０の並設方向側からも開口１０ａ、１０ａにより背圧を放出し、振動板１１の空気抵抗を低下させるので、振動板１１による放音を良好に行うことができる。上下側の開口１０ａの個数及び形状にも限定は無い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば本実施の形態に係るアレイスピーカをＷＦＳのみならず強い指向性をもって特定方向に放音させる音響ビームの生成に用いてもよいし、ＷＦＳ以外の波面合成に用いても良い。また、筐体３はバッフル板２の長手方向が上下方向となるよう設置されてもよい。

１スピーカユニット
２バッフル板
３筐体
４音源
５遅延モジュール
６増幅器
７ＬＰＦ
１０フレーム
１０ａ開口
１０ｂ孔
１１振動板
１１ａエッジ
１２トッププレート
１３ボイスコイル
１４ヨーク
１５ダストキャップ
１６コルゲーションダンパ
１７磁石
１８端子
１９端子

Claims

３以上のコーン型のスピーカユニットが一列に並設されたラインアレイスピーカにおいて、
スピーカユニットのフレームは並設方向側の少なくとも一方の側面に開口が設けられていない
ことを特徴とするラインアレイスピーカ。
３以上のコーン型のスピーカユニットが一列に並設されたラインアレイスピーカにおいて、
スピーカユニットのフレームは並設方向側の側面の開口が他の側面の開口よりも面積が小さい
ことを特徴とするラインアレイスピーカ。
前記スピーカユニットは磁気回路部を備え、
前記フレームには孔が設けられており、磁気回路部の信号端子が前記孔に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラインアレイスピーカ。
前記孔は前記フレームにおける並設方向側の側面に設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のラインアレイスピーカ。