JP2021168524A - スピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より均一な音の拡散を実現し、視聴位置による音声の品位低下を防止するスピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置を提供する。
【解決手段】表示装置の側方に設けられ、各放音面が表示装置の上下方向で対向している第１スピーカユニット１２および第２スピーカユニット２２を備えたスピーカシステムである。第１スピーカユニットと第２のスピーカユニットとの間に設けられ、第１スピーカユニットおよび第２のスピーカユニットからの音声を表示装置の正面側に向けて反射するディフューザ３１を有する。ディフューザは、少なくとも表示装置の正面側に対峙した前方位置が球形状である。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置に関し、詳細には、表示装置の側方に設けられ、各放音面が表示装置の上下方向で対向している第１スピーカユニットおよび第２スピーカユニットを備えたスピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置に関する。

スピーカシステムには、２つのスピーカユニットを並べて配置し、各放音面をいずれも表示装置の正面側に向けた構造が知られている。この構造の場合、最適な音場は、各放音面からの距離が等しい位置に限られる。このため、例えば、特許文献１には、各放音面を表示装置の上下方向で対向配置させた構造が開示されている。

国際公開第２０１７／００２８７６号

ところで、特許文献１に記載の構造では、上下に対向する各スピーカユニットが連結部材で連結され、連結部材にディフューザ（音響拡散器ともいう）を設けており、各スピーカユニットからの音声を表示装置の正面側に向けて反射させる。
しかしながら、特許文献１に記載のディフューザを設けても、表示装置の正面側に、音の拡散量、拡散方向にバラツキがある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、より均一な音の拡散を実現し、視聴位置による音声の品位低下を防止するスピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、表示装置の側方に設けられ、各放音面が表示装置の上下方向で対向している第１スピーカユニットおよび第２スピーカユニットを備えたスピーカシステムであって、前記第１スピーカユニットと前記第２のスピーカユニットとの間に設けられ、前記第１スピーカユニットおよび前記第２のスピーカユニットからの音声を前記表示装置の正面側に向けて反射するディフューザを有し、該ディフューザは、少なくとも前記表示装置の前記正面側に対峙した前方位置が球形状であることを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記ディフューザが、前記第１スピーカユニットに対向配置された第１半球体と、前記第２のスピーカユニットに対向配置された第２半球体と、前記第１半球体と前記第２半球体との間に配置された円柱体とで形成されていることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記ディフューザが、球体で形成されていることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１から第３のいずれか１の技術手段において、前記ディフューザは、前記表示装置の側方に対峙した側方位置の部分が前記球形状の球面よりも凹んでいることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１から第４のいずれか１のスピーカシステムと、表示パネルとを備えた表示装置であることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第５の技術手段を備えたテレビジョン装置であることを特徴としたものである。

本発明によれば、各スピーカユニットからの音声は、ディフューザの球形状部分で反射するので、上下方向や左右方向に均等に広がる。よって、視聴位置による音声の品位低下を防止することができる。

本発明の表示装置の斜視図である。 表示装置の分解斜視図である。 第１実施形態によるスピーカシステムを説明するための図である。 第１実施形態によるスピーカシステムの断面図である。 第１実施形態に対する音圧レベルの測定結果を説明するための図である。 第２〜第４実施形態によるスピーカシステムの側面図である。 （Ａ）は一般的な薄型テレビを上部から見た図、（Ｂ）および（Ｃ）は上下対向スピーカを薄型テレビの両端に配置したものを上から見た図である。 （Ａ）は上下対向スピーカの説明図、（Ｂ）は第５実施形態によるディフューザの説明図である。 （Ａ）は上下対向スピーカの説明図、（Ｂ）は第６実施形態によるディフューザの説明図である。 第７実施形態によるディフューザの説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明のスピーカシステム、表示装置、テレビジョン装置に係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の表示装置の斜視図である。表示装置１（例えば薄型のテレビジョン装置）は、パネルモジュール３、スピーカシステム７Ｌ，７Ｒ、背面筐体６を有している。なお、パネルモジュール３が本発明の表示パネルに相当する。

スピーカシステム７Ｌは、表示装置１の正面から見てパネルモジュール３の左側に設置され、スピーカシステム７Ｒは、パネルモジュール３の右側に設置されている。各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒは、表示装置１の正面側でパネルモジュール３と例えば面一になるように形成され、表示装置１の背面側で背面筐体６と例えば面一になるように形成されている。各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒからは、可聴帯域内（例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度）の音声を出力できる。

（第１実施形態）
図２は、表示装置の分解斜視図である。パネルモジュール３は、例えば、液晶層やガラス基板などを有した矩形状のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル４や、その図示は省略するが、例えば、保護ガラス、偏光板、拡散板、バックライト等を有している。ＬＣＤパネル４の後方には、表示装置１を駆動させる回路基板５が設けられる。

パネルモジュール３や各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒは、例えば樹脂製の枠体２ａ，２ｂで保持される。枠体２ａは、水平方向に延びてパネルモジュール３の上面に取り付けられ、さらに各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒの上端を覆っている。枠体２ｂは、枠体２ａと同様に水平方向に延びているが、その中央に光表示部２ｃを保持してパネルモジュール３の下面に取り付けられており、さらに各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒの下端を覆っている。

パネルモジュール３を、ミドルキャビ（図示省略）を用いて背面筐体６に取り付けることも可能である。この場合、枠体２ａ，２ｂはパネルモジュール３のほか、ミドルキャビも保持する。
各スピーカシステム７Ｌ，７Ｒは、２つのスピーカ装置（第１スピーカ装置１０、第２スピーカ装置２０）をそれぞれ有している。

第１スピーカ装置１０と第２スピーカ装置２０は、後述のように、互いの放音面が対向して配置されており、同じアンプ（図示省略）に接続され、同じ音声を出力する。第１スピーカ装置１０、第２スピーカ装置２０は、リアカバー８で覆われており、表示装置１の正面側からスピーカネット９で覆われる。
なお、スピーカシステム７Ｌとスピーカシステム７Ｒは同じ構造であるため、以下は、スピーカシステム７Ｒについて詳細に説明し、スピーカシステム７Ｌの説明は省略する。

図３（Ａ）は、スピーカシステム７Ｒの正面図であり、図２で説明した第１，２スピーカ装置１０，２０から、図３で説明する第１，２エンクロージャ１１，２１の正面側に位置して第１スピーカユニット１２、共鳴管１３や、第２スピーカユニット２２、共鳴管２３をそれぞれ覆うカバー１０ａ，２０ａ（図２に示す）を外した状態を示している。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の拡大図である。
第１スピーカ装置１０は、略円筒状に形成されて上下方向に延びた第１エンクロージャ１１を有する。図３（Ａ）に示すように、第１エンクロージャ１１には、第１スピーカユニット１２、共鳴管１３が収容される。第１スピーカユニット１２は、例えば中低音出力用のスピーカ（ミッドバススピーカ）であり、第１エンクロージャ１１の下端に設置されている。

第１スピーカユニット１２は、ボイスコイル（図示省略）などを配した磁気回路部１２ｂを有し、磁気回路部１２ｂの下端には振動板が設けられて、下方を向いた放音面１２ａが形成されている。
一方、第２スピーカ装置２０は、略円筒状に形成されて上下方向に延びた第２エンクロージャ２１を有する。第２エンクロージャ２１には、第２スピーカユニット２２、共鳴管２３が収容される。第２スピーカユニット２２は、例えばミッドバススピーカであり、第２エンクロージャ２１の上端に設置されている。

第２スピーカユニット２２は、ボイスコイル（図示省略）などを配した磁気回路部２２ｂを有し、磁気回路部２２ｂの上端には振動板が設けられて、上方を向いた放音面２２ａが形成されている。
このように、第１スピーカユニット１２の放音面１２ａと、第２スピーカユニット２２の放音面２２ａは、表示装置１の上下方向で対向している。

なお、第１，２スピーカユニット１２，２２は、ミッドバススピーカの例を挙げたが、他の種類のスピーカ、例えばツイータとスコーカ、ミッドハイスピーカ等であってもよい。
第１エンクロージャ１１と第２エンクロージャ２１との間には、連結部材３０が設けられている。具体的には、連結部材３０は、例えば表示装置１の正面側を開放した断面半円筒状に形成されており、表示装置１の背面側で、第１エンクロージャ１１の下端と第２エンクロージャ２１の上端を連結している。

図３（Ｂ）に示すように、連結部材３０には、ディフューザ（音響拡散器ともいう）３１が設けられている。ディフューザ３１は、第１，２スピーカユニット１２，２２からの音声を表示装置１の正面側に向けて反射する機能を有しており、例えば、第１スピーカユニット１２の放音面１２ａと第２スピーカユニット２２の放音面２２ａとの中間位置に設置されている。

図４は、図３（Ｂ）のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。第１実施形態のディフューザ３１は、球状部３１ａ，３１ａ’、円柱状部３１ｂ、平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部３１ｃから構成されている。
反射面に凹形状が存在すると、音の焦点が発生する。その焦点のポイント（いわゆるスイートスポット）で音を聴くと、ベストな音声品位が得られるが、その位置を少しでも外れた場合には、音声品位が低下する。本発明は、どの位置で聴いても音声品位の差（ばらつき）が少なくなることを目指し、できるだけ焦点の発生しにくい形状を検討した結果、完全な凸形状（＝球型）が最も有効であるとしたものである。

球状部３１ａ，３１ａ’は、少なくとも表示装置１の正面側に対峙した前方位置に形成される。球状部３１ａは、上方に向けて凸状の曲面を有し、第１スピーカユニット１２の放音面１２ａ内に収まる大きさで形成されて、放音面１２ａに対向配置されている。球状部３１ａ’は、下方に向けて凸状の曲面を有しており、第２のスピーカユニット２２の放音面２２ａ内に収まる大きさで形成されて、放音面２２ａに対向配置されている。このため、球状部３１ａが本発明の第１半球体に相当し、球状部３１ａ’が本発明の第２半球体に相当する。

円柱状部３１ｂは、球状部３１ａと球状部３１ａ’との間に位置し、球状部３１ａ，３１ａ’と一体形成されている。なお、円柱状部３１ｂは、球状部３１ａ，３１ａ’と別体に形成してもよい。円柱状部３１ｂが本発明の円柱体に相当する。
平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部３１ｃは、表示装置１の背面側に対峙した後方位置に形成され、中央位置には軸部３２が設けられる。ディフューザ３１は、軸部３２を介して連結部材３０に固定される。
これにより、表示装置１の背面側も球形状に形成した場合に比べて、軸部３２をディフューザ３１に設置しやすい。また、軸部３２を長く形成できるため、連結部材３０への設置も容易になる。

次に、上記の球状部３１ａ，３１ａ’を有した構造（第１実施形態）と、以下の比較例１に対し、スピーカシステム７Ｒのみを駆動した場合について、マイクロフォンを用いて音圧特性を測定した。
マイクロフォンはスピーカシステム７Ｒの周辺、詳しくは、ディフューザ３１の前方（正面）、表示装置１の正面から見て、ディフューザ３１の右前方（外側４５°）、ディフューザ３１の右方（外側９０°）、ディフューザ３１の左前方（内側４５°）、そして、ディフューザ３１の左方（内側９０°）にそれぞれ配置した。スピーカシステム７Ｒからマイクロフォンまでの距離は１ｍである。なお、スピーカシステム７Ｌのみを駆動させた場合の音圧特性は、スピーカシステム７Ｒのみを駆動させた場合のそれと基本的に同じであるため、スピーカシステム７Ｌのみを駆動させた場合は省略する。

図５は、第１実施形態に対する音圧レベルの測定結果を説明するための図である。
まず、比較例１は、特許文献１に記載のディフューザを用いている。この場合の測定結果の図示は省略するが、音声の品位低下があった。例えば、２ｋＨｚ付近の帯域で述べると、ディフューザ３１の左方（内側９０°）では音圧レベルが７７ｄＢ ＳＰＬであったのに対し、ディフューザ３１の右前方（外側４５°）では音圧レベルが８４ｄＢ ＳＰＬであった。このように、内側９０°の音圧レベルが外側４５°の音圧レベルに比べて７ｄＢ小さくなっており、左右方向でバラツキがあった。

これに対し、第１実施形態のディフューザを用いた場合、ディフューザ３１の前方（正面）の測定結果を図５に実線で、ディフューザ３１の右前方（外側４５°）を破線で、ディフューザ３１の右方（外側９０°）を点線で、ディフューザ３１の左前方（内側４５°）を１点鎖線で、ディフューザ３１の左方（内側９０°）を２点鎖線でそれぞれ示している。

比較例１と同様に、２ｋＨｚ付近の帯域で述べると、２点鎖線で示したディフューザ３１の左方（内側９０°）では音圧レベルが８１ｄＢ ＳＰＬであったのに対し、破線で示したディフューザ３１の右前方（外側４５°）では音圧レベルが８４ｄＢ ＳＰＬであった。つまり、第１実施形態のディフューザを用いた場合には、内側９０°の音圧レベルが外側４５°の音圧レベルに比べて３ｄＢの低下で済んでおり、比較例１に比べて左右方向で均等に広がっていることが分かる。

また、ディフューザ３１のような球状部３１ａ，３１ａ’に形成すれば、図４に１点鎖線の矢印で示すように、第１，２スピーカユニット１２，２２からの音声は、表示装置１の前方の他、比較例１に比べて上下方向にも均等に広がる。よって、視聴位置による音声の品位低下を防止することができる。

図６は、第２〜第４実施形態によるスピーカシステムの側面図である。
上記第１実施形態では、球状部３１ａ，３１ａ’、円柱状部３１ｂ、平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部３１ｃから構成されたディフューザ３１の例を挙げて説明した。しかし、本発明は、この例に限定されるものではなく、少なくとも表示装置１の正面側に対峙した前方位置に、球形状を有していればよい。

（第２実施形態）
具体的には、図６（Ａ）に示すように、ディフューザ３１は、ほぼ完全な球体で形成され、第１，２スピーカユニット１２，２２の中間位置に、軸部（図示省略）を介して連結部材３０に固定してもよい。この場合にも、第１，２スピーカユニット１２，２２からの音声は、従来に比べて上下方向および左右方向に均等に広がる。

（第３実施形態）
もしくは、図６（Ｂ）に示すように、ディフューザ３１は、表示装置の正面側に対峙した前方位置が球体で形成され、表示装置の背面側に対峙した後方位置が平面状もしくは空洞状などに形成されていてもよい。この場合にも、ディフューザ３１は、第１，２スピーカユニット１２，２２の中間位置に、軸部３２を介して連結部材３０に固定されており、第１，２スピーカユニット１２，２２からの音声は、従来に比べて上下方向および左右方向に均等に広がる。第３実施形態によれば、表示装置の背面側も球形状に形成した場合に比べて、軸部３２をディフューザ３１に設置しやすい。軸部３２を長くできるため、連結部材３０への設置も容易になる。

（第４実施形態）
または、ディフューザ３１は、図４で説明した平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部３１ｃを省略し、図６（Ｃ）に示すように、表示装置の正面側および背面側の双方が同様に形成され、第１スピーカユニット１２に対向配置された球状部３１ａと、第２のスピーカユニット２２に対向配置された球状部３１ａ’と、球状部３１ａと球状部３１ａ’との間に配置された円柱状部３１ｂとで形成してもよい。この場合にも、第１，２スピーカユニット１２，２２からの音声は、従来に比べて上下方向および左右方向に均等に広がる。

次に、図７（Ａ）は、一般的な薄型テレビを上部から見た図である。紙面上、上が正面側（表示面側）で下が裏面側である。パネルモジュール３の左右にスピーカ７０Ｌ，７０Ｒが配置されており、左、右のチャンネルを発音する。音は主に正面方向に発音する。音の広がりを図７（Ａ）に実線で示しており、音圧は、スピーカ７０Ｌ，７０Ｒの正面方向に最も高く、正面からずれると音圧は減少する。

図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は上下対向スピーカを薄型テレビの両端（図では左側のみを示す）に配置したものを上から見た図である。図７（Ａ）と同様紙面上、上が正面側である。音の広がりを図７（Ｂ），（Ｃ）に実線で示しており、スピーカシステム７Ｌからの音は、水平方向に３６０度均等に発音される。そのため、テレビの正面に居なくても、音が十分聞こえる。

ところで、スピーカからの音が平面で反射すると、直接音と反射音が干渉し、音の品質を下げることが知られている。図７（Ｂ）において、音がテレビの表示面に達し、そこで反射することで、視聴者は、スピーカシステム７Ｌからの直接音（ディフューザ３１から延びた矢印で示す）と表示面で反射した反射音（パネルモジュール３から延びた矢印で示す）との干渉音を聞くことになり、音質が劣化する。図７（Ｃ）は、スピーカシステム７Ｌがテレビの真横よりも前に出た形状であり、反射音はより顕著になる。

（第５実施形態）
上記の直接音と反射音との干渉を減らし、音声の品位低下の防止策として、パネル方向への発音の音圧を下げることが考えられる。図８（Ａ）は、図７（Ｂ）の一部を拡大したものである。ディフューザ３１の周囲に示した点線は、図７（Ｂ）と同様に、音の広がりを示しているが、ディフューザ３１の周囲に示した実線は、スピーカの方向と音圧の特例を示す。本来は、この実線は、３６０度均等に円形となるものである。しかし、パネル方向への音圧を下げるためには、実線で示すように、パネルモジュール３側のみ音圧を下げる特性が必要である。

パネルモジュール３側のみ音圧をさげる特性を実現する方法の一例として図８（Ｂ）に挙げるように、球形のディフューザ３１の一部をカットすることが考えられる。より具体的には、図８（Ｂ）に示したディフューザ４１は、パネルモジュール３の正面側に対峙した前方位置に形成された球状部４１ａと、パネルモジュール３の側方に対峙した側方位置の部分が球形状の球面よりも凹んで形成された凹状部４１ｄとを有している。球面の延長線よりも内側に凹ませることで、音の反射量が減り、カットされたパネル方向について、音の拡散が十分行われず、実線で示すように、結果的に音圧を下げることができる。

（第６実施形態）
次に、図６（Ｂ）で説明した半球形状のディフューザについて考える。テレビの視聴のためのスピーカであるので、前方向は球形として均一に拡散し、背面側への拡散を押さえたものである。図９（Ａ）に示した点線は、図７（Ｂ）と同じ音の広がりを示し、図９（Ａ）に示した実線が、半球形状のディフューザ３１の音圧レベルの特性である。テレビの背面への音圧は、点線の場合に比べて低いが、テレビの表示面への音圧は、点線の場合と同様に高い。そのため、表示面での音の反射が大きく、直接音と反射音との干渉が発生し、音質を下げることとなる。そこで、図９（Ｂ）に示したディフューザ４１は、球状部４１ａと、凹状部４１ｄと、後方位置に形成された平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部４１ｃとを有しており、平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部４１ｃの中央位置に軸部４２が設けられている。凹状部４１ｄのように、半球形状のテレビ側をカットすることによって、実線で示すように、テレビ側の音圧を下げることが出来、音質を向上させることが出来る。

（第７実施形態）
ところで、図１０は、図２に示したスピーカシステム７Ｒである。図示のようにディフューザ４１にツイータ５０を埋め込む際、ツイータ５０の電極５１を図２で説明したパネルモジュール３側に配置すると、図１０に示すように球形の一部が不連続（非球面状）となる。本来、不連続となることで、音の拡散能力が低下するが、この不連続部分で音の拡散能力が下がることを利用して、表示面への音の反射を低減することが出来る。具体的には、ディフューザ内蔵のツイータの電極部分をテレビ側に配置することによって、ディフューザ４１は凹状部４１ｄを有するため、テレビパネル側のディフューザの球形が不連続となり、テレビ側への音圧を下げることが出来る。
このように、ディフューザの形状をテレビ側と他の側で変えることで、テレビの表示面での音の反射を軽減し、音質を改善することが出来る。

１…表示装置、２ａ，２ｂ…枠体、２ｃ…光表示部、３…パネルモジュール、４…ＬＣＤパネル、５…回路基板、６…背面筐体、７Ｌ，７Ｒ…スピーカシステム、８…リアカバー、９…スピーカネット、１０…第１スピーカ装置、１０ａ，２０ａ…カバー、１１…第１エンクロージャ、１２…第１スピーカユニット、１２ａ，２２ａ…放音面、１２ｂ，２２ｂ…磁気回路部、１３，２３…共鳴管、２０…第２スピーカ装置、２１…第２エンクロージャ、２２…第２スピーカユニット、３０…連結部材、３１，４１…ディフューザ、３１ａ，４１ａ…球状部、３１ｃ，４１ｃ…平面部もしくは充填物（吸音綿など）を有する空洞部、３２，４２…軸部、４１ｄ…凹状部、５０…ツイータ、５１…電極

Claims (7)

1. 第１放音面を有する第１スピーカユニットと、
   第２放音面を有し、前記第２放音面が前記第１スピーカユニットの前記第１放音面と対向するように設けられた第２スピーカユニットと、
   前記第１スピーカユニットと前記第２スピーカユニットとの間に設けられ、前記第１スピーカユニットおよび前記第２スピーカユニットからの音声を反射するディフューザと、を備え、
   前記ディフューザは、表面が球面の少なくとも一部を含むように形成されている、
   スピーカシステム。
2. 前記ディフューザは、前記第１放音面と前記第２放音面とが対向する方向と交差する方向に向けて、前記第１スピーカユニット及び前記第２スピーカユニットからの音声を反射する、
   請求項１に記載のスピーカシステム。
3. 前記ディフューザは、表示パネルと並んで配置され、前記表示パネル側の部分が前記球面の延長線よりも内側に凹むように形成されている、
   請求項１又は２に記載のスピーカシステム。
4. 前記ディフューザは、
   前記第１スピーカユニットに対向配置された第１半球体と、
   前記第２スピーカユニットに対向配置された第２半球体と、
   前記第１半球体と前記第２半球体との間に配置された円柱体と、で形成されている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
5. 前記ディフューザは、球体で形成されている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピーカシステムと、
   表示パネルと、を備えた
   表示装置。
7. 請求項６に記載の表示装置を備えたテレビジョン装置。

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