JP2523174B2 - スピ―カ装置 - Google Patents
スピ―カ装置Info
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- JP2523174B2 JP2523174B2 JP1085727A JP8572789A JP2523174B2 JP 2523174 B2 JP2523174 B2 JP 2523174B2 JP 1085727 A JP1085727 A JP 1085727A JP 8572789 A JP8572789 A JP 8572789A JP 2523174 B2 JP2523174 B2 JP 2523174B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、側方、或いは上下のいづれかに、スピーカ
からの音を反射する壁面等の反射面を有する場所に設置
され、該反射面からの反射による音波の干渉によって生
ずる音圧周波数特性の乱れを改善するスピーカ装置に関
する。
からの音を反射する壁面等の反射面を有する場所に設置
され、該反射面からの反射による音波の干渉によって生
ずる音圧周波数特性の乱れを改善するスピーカ装置に関
する。
従来のこの種の反射面の音波の反射による音圧周波数
特性の乱れを改善するためのスピーカ装置の原理、或い
は構成としては、次の３種類のものがある。
特性の乱れを改善するためのスピーカ装置の原理、或い
は構成としては、次の３種類のものがある。
その第１は、特公昭60−31396号公報記載のスピーカ
システムのように、スピーカ装置そのものは通常のもの
をそのまま使用し、入力電気信号を予め信号処理して等
価的に反射音を打消すものである。
システムのように、スピーカ装置そのものは通常のもの
をそのまま使用し、入力電気信号を予め信号処理して等
価的に反射音を打消すものである。
その第２は、特公昭58−22912号公報記載のスピーカ
システム、実開昭56−63180号公報記載のスピーカ装置
のように、複数のスピーカを同時に駆動する場合に、そ
れ等の指向特性、或いは位相特性を異ならしめることに
よって、反射音そのものが生じないようにしたもの、或
いは直接音と反射音の合成によって反射音を打消すもの
である。
システム、実開昭56−63180号公報記載のスピーカ装置
のように、複数のスピーカを同時に駆動する場合に、そ
れ等の指向特性、或いは位相特性を異ならしめることに
よって、反射音そのものが生じないようにしたもの、或
いは直接音と反射音の合成によって反射音を打消すもの
である。
その第３は、特公昭60−1998号公報記載のスピーカ装
置、特開昭60−208198号公報記載のスピーカシステムの
ように、複数のスピーカを帯域分割して使用し、反射音
によって谷を生ずる周波数帯域を分担するスピーカを付
加して周波数特性を補償するものである。
置、特開昭60−208198号公報記載のスピーカシステムの
ように、複数のスピーカを帯域分割して使用し、反射音
によって谷を生ずる周波数帯域を分担するスピーカを付
加して周波数特性を補償するものである。
前述の第１のスピーカ装置においては、その入力電気
信号を処理するものであるため、高価で複雑な処理装置
が必要であり、又反射面や聴取位置の変化等に対応する
ためには、処理装置、処理条件を変化させなければなら
ず、ユーザがスピーカ装置の設置場所の条件に応じて処
理装置を調節することは困難であった。
信号を処理するものであるため、高価で複雑な処理装置
が必要であり、又反射面や聴取位置の変化等に対応する
ためには、処理装置、処理条件を変化させなければなら
ず、ユーザがスピーカ装置の設置場所の条件に応じて処
理装置を調節することは困難であった。
又、第２のスピーカ装置においては、少なくとも１つ
のスピーカが反射面の方向に音を放射しない極めて特異
な指向特性を有するものとする必要があり、聴取位置が
スピーカから離れ、反射音の方向と直接音の方向とがな
す角、即ち指向角度が小さい場合には、実現が困難であ
った。
のスピーカが反射面の方向に音を放射しない極めて特異
な指向特性を有するものとする必要があり、聴取位置が
スピーカから離れ、反射音の方向と直接音の方向とがな
す角、即ち指向角度が小さい場合には、実現が困難であ
った。
更に、第３のスピーカ装置においては、一般的な使用
状況である反射音を考慮しない場合には不要な専用スピ
ーカが付加され、そのための帯域分割フィルタも必要と
なる。
状況である反射音を考慮しない場合には不要な専用スピ
ーカが付加され、そのための帯域分割フィルタも必要と
なる。
そして、直接音と反射音の合成特性を補償するため、
反射面の条件や聴取位置の変化に対応することが、前記
の第１のスピーカ装置と同様に困難なものである。
反射面の条件や聴取位置の変化に対応することが、前記
の第１のスピーカ装置と同様に困難なものである。
本発明は、反射音を考慮した前述の各スピーカ装置の
課題を解消し、入力電気信号を処理する必要がなく、特
別にスピーカや、その帯域分割フィルタの付加を要せ
ず、しかも反射面の条件や聴取位置が変化しても対応で
きる簡単な構成のスピーカ装置を提供することを目的と
する。
課題を解消し、入力電気信号を処理する必要がなく、特
別にスピーカや、その帯域分割フィルタの付加を要せ
ず、しかも反射面の条件や聴取位置が変化しても対応で
きる簡単な構成のスピーカ装置を提供することを目的と
する。
本発明は、スピーカからの音を反射する反射面に対し
て垂直方向に配置される低音域再生用の第１のスピーカ
と、 前記第１のスピーカに対して再生帯域をクロスオーバ
すると共に、前記第１のスピーカの中心軸から少なくと
もクロスオーバ周波数の波長の1/2以上離して中心軸を
配置した高音域再生用の第２のスピーカと、 前記第１と第２の両スピーカから出力される直接音の
クロスオーバ周波数付近の周波数特性を平坦となるよう
にすると共に、前記クロスオーバ周波数付近における第
１および第２のスピーカからの前記反射面で反射した反
射音同志の位相が打ち消し合うことにより幅広い谷を生
じるような周波数特性および位相特性を備えた帯域分割
フィルタと、 を備えたものである。
て垂直方向に配置される低音域再生用の第１のスピーカ
と、 前記第１のスピーカに対して再生帯域をクロスオーバ
すると共に、前記第１のスピーカの中心軸から少なくと
もクロスオーバ周波数の波長の1/2以上離して中心軸を
配置した高音域再生用の第２のスピーカと、 前記第１と第２の両スピーカから出力される直接音の
クロスオーバ周波数付近の周波数特性を平坦となるよう
にすると共に、前記クロスオーバ周波数付近における第
１および第２のスピーカからの前記反射面で反射した反
射音同志の位相が打ち消し合うことにより幅広い谷を生
じるような周波数特性および位相特性を備えた帯域分割
フィルタと、 を備えたものである。
次に、本発明の原理を理解し易くするために、反射面
を床面のみとし、２個のスピーカを使用した場合の実施
例を、第１図について説明する。
を床面のみとし、２個のスピーカを使用した場合の実施
例を、第１図について説明する。
今、聴取位置MICから高域用の第２のスピーカSP2まで
の距離D2が充分に遠いものとし、他の低域用の第１のス
ピーカSP1からの距離差によって位相差は生ずるが、距
離減衰の差は生じないものとする。
の距離D2が充分に遠いものとし、他の低域用の第１のス
ピーカSP1からの距離差によって位相差は生ずるが、距
離減衰の差は生じないものとする。
又、簡単化するため、反射面Reの反射率は1.0（全反
射性）とし、各スピーカSP1,SP2は無指向性とする。
射性）とし、各スピーカSP1,SP2は無指向性とする。
低域用の第１のスピーカSP1の反射面によって生ずる
仮想スピーカの音源をSP1′、高域用の第２のスピーカS
P2のそれをSP2′とすれば、聴取位置MICにおける４つの
音源からの合成音圧Ptは、位相の異なる４つの正弦波の
重ね合せとして表現される。
仮想スピーカの音源をSP1′、高域用の第２のスピーカS
P2のそれをSP2′とすれば、聴取位置MICにおける４つの
音源からの合成音圧Ptは、位相の異なる４つの正弦波の
重ね合せとして表現される。
即ち、第２のスピーカSP2による音圧を基準１とすれ
ば、合成音圧Ptは Pt＝１＋e-jkd1＋ｅ−jkd1′＋ｅ−jkd2′ k:波数（＝２πf/c） f:周波数 c:音速 d1:D1−D2 d1′:R1−D2 d2′:R2−D2 又、直接音のみの合成音圧Pdは Pd＝１＋e-jkd1 反射音のみの合成音圧Prは Pr＝ｅ−jkd1′＋ｅ−jkd2′ 従って、Pd＝２で、Pr＝０なる条件を設定できれば良
いことがわかる。
ば、合成音圧Ptは Pt＝１＋e-jkd1＋ｅ−jkd1′＋ｅ−jkd2′ k:波数（＝２πf/c） f:周波数 c:音速 d1:D1−D2 d1′:R1−D2 d2′:R2−D2 又、直接音のみの合成音圧Pdは Pd＝１＋e-jkd1 反射音のみの合成音圧Prは Pr＝ｅ−jkd1′＋ｅ−jkd2′ 従って、Pd＝２で、Pr＝０なる条件を設定できれば良
いことがわかる。
しかし、前記各式は、周波数によって位相が変化する
ことを示しており、広い周波数にわたって上記の条件を
満足することは不可能である。
ことを示しており、広い周波数にわたって上記の条件を
満足することは不可能である。
一方で、通常のスピーカ装置の構成および聴取位置MI
Cは、第１図のH1＝500mm、H2＝700mm、Ｄ＝2m程度であ
る。
Cは、第１図のH1＝500mm、H2＝700mm、Ｄ＝2m程度であ
る。
この場合、d1≒10mm、d1′≒330mm、d2′≒440mmとな
る。
る。
しかし、上記各距離が波長λの1/2となる周波数にお
いて、第１スピーカSP1からの音圧と、他のスピーカS
P2,SP1′,SP2′からの音圧が180度の位相差となって打
消し合い、音圧周波数特性上の谷となる。
いて、第１スピーカSP1からの音圧と、他のスピーカS
P2,SP1′,SP2′からの音圧が180度の位相差となって打
消し合い、音圧周波数特性上の谷となる。
上記の場合、d1は無視できるが、d1′とd2′は比較的
接近しているため、両者の平均周波数fd＝380mm＝λ/2
となる周波数440Hzを中心として、比較的広い谷を生じ
る。
接近しているため、両者の平均周波数fd＝380mm＝λ/2
となる周波数440Hzを中心として、比較的広い谷を生じ
る。
又、通常のスピーカ装置の場合、第１のスピーカSP1
と第２のスピーカSP2のクロスオーバ周波数fcは、前記
の平均周波数fdの440Hz或いはそれ以上に設定されるこ
とが多い。
と第２のスピーカSP2のクロスオーバ周波数fcは、前記
の平均周波数fdの440Hz或いはそれ以上に設定されるこ
とが多い。
そこで、本発明においては、クロスオーバ周波数fcを
平均周波数fd付近に設定し、第１のスピーカSP1を反射
面に最接近して配置し、且つ上記d1,d1′とd2′とクロ
スオーバ条件を下記のように設定することにより、前記
のPd＝２、Pr＝０なる条件に近似させるものである。
平均周波数fd付近に設定し、第１のスピーカSP1を反射
面に最接近して配置し、且つ上記d1,d1′とd2′とクロ
スオーバ条件を下記のように設定することにより、前記
のPd＝２、Pr＝０なる条件に近似させるものである。
即ち、クロスオーバ周波数fcにおける第１のスピーカ
SP1の第２のスピーカSP2に対する位相差（進み）をψと
すれば、 ０＜Δψ−kd1＜30゜ −45゜＜Δψ−kd1′＜30゜ −210゜＜Δψ−kd1′−kd2′＜−150゜ なる条件を設定すればよいこととなる。
SP1の第２のスピーカSP2に対する位相差（進み）をψと
すれば、 ０＜Δψ−kd1＜30゜ −45゜＜Δψ−kd1′＜30゜ −210゜＜Δψ−kd1′−kd2′＜−150゜ なる条件を設定すればよいこととなる。
例えば、H1＝150mm、H2＝700mm、D2＝2200mm、fc＝30
0Hz、第１のスピーカSP1にクロスオーバ周波数fcで4.4d
B減衰する12dB/octのローパスフィルタLPFを通し、第２
のスピーカSP2にはクロスオーバ周波数で3dB減衰する6d
B/octのハイパスフィルタHPFを通し、クロスオーバ周波
数fcで両フィルタLPF,HPFの出力レベルの絶対値が等し
く、位相が180゜異なるように接続する。
0Hz、第１のスピーカSP1にクロスオーバ周波数fcで4.4d
B減衰する12dB/octのローパスフィルタLPFを通し、第２
のスピーカSP2にはクロスオーバ周波数で3dB減衰する6d
B/octのハイパスフィルタHPFを通し、クロスオーバ周波
数fcで両フィルタLPF,HPFの出力レベルの絶対値が等し
く、位相が180゜異なるように接続する。
すると、 ψ１＝−67.5゜（ψ1:fcにおける第１のスピーカSP1の
位相） ψ２＝＋45゜−180゜＝−135゜ （ψ2:fcにおける第２のスピーカSP2の位相） ψ２−ψ１＝−67.5゜ ∴Δψ＝67.5゜ 即ち、第２のスピーカSP2に対して、第１のスピーカS
P1は67.5゜の進み位相となる。
位相） ψ２＝＋45゜−180゜＝−135゜ （ψ2:fcにおける第２のスピーカSP2の位相） ψ２−ψ１＝−67.5゜ ∴Δψ＝67.5゜ 即ち、第２のスピーカSP2に対して、第１のスピーカS
P1は67.5゜の進み位相となる。
又、d1＝140mm ∴kd1＝45゜ d1′＝260mm ∴kd2＝84゜ d2′＝550mm ∴kd2′＝177゜ λｃ＝970mm であるから、第２のスピーカSP2からの直接音を基準１
とすれば、 ∴|Pd|＝1.96 ∴|Pr|＝0.34 従って、直接音Pdに対する反射音Prの比の絶対値Ｒは 又、直接音Pdと反射音Prの合成音Ptは Pt＝Ｐα＋Pr＝（1.92＋j0.38）＋（−0.04−j0.34） ＝1.88＋j0.04 |Pt|＝1.88 このように、クロスオーバ周波数fcにおいては、直接
音のレベルと、合成音のレベルは殆んど変化がなく、反
射音の影響が除去されていることがわかる。
とすれば、 ∴|Pd|＝1.96 ∴|Pr|＝0.34 従って、直接音Pdに対する反射音Prの比の絶対値Ｒは 又、直接音Pdと反射音Prの合成音Ptは Pt＝Ｐα＋Pr＝（1.92＋j0.38）＋（−0.04−j0.34） ＝1.88＋j0.04 |Pt|＝1.88 このように、クロスオーバ周波数fcにおいては、直接
音のレベルと、合成音のレベルは殆んど変化がなく、反
射音の影響が除去されていることがわかる。
前記のような従来例の音圧周波数特性のシミュレーシ
ョンを第３図に、本発明の前記実施例のそれを第４図
に、その実測を第５図に示す。
ョンを第３図に、本発明の前記実施例のそれを第４図
に、その実測を第５図に示す。
前記実施例においては、２個のスピーカを１つのキャ
ビネットに収納したものとしたが、音源としてはスピー
カ以外にポートを使用することができ、又キャビネット
も低域用、高域用の各別のものを用いてもよい。
ビネットに収納したものとしたが、音源としてはスピー
カ以外にポートを使用することができ、又キャビネット
も低域用、高域用の各別のものを用いてもよい。
同図において、Ａは全合成音圧、Ｂは直接音合成音
圧、Ｃは反射音合成音圧を示している。
圧、Ｃは反射音合成音圧を示している。
この場合、高域用の音源として小型のキャビネットに
収容したスピーカを用い、低域用の大型のキャビネット
の上にこれを置いて、置き台とした形態のスピーカ装置
とすることもできる。
収容したスピーカを用い、低域用の大型のキャビネット
の上にこれを置いて、置き台とした形態のスピーカ装置
とすることもできる。
本発明は叙上のように、帯域分割された２つのスピー
カを、反射面に対して垂直線上に配置し、そのクロスオ
ーバ条件を一定の条件に設定することによって、反射音
のみの合成音圧周波数特性上に巾広い谷を生じさせると
共に、直接音の周波数特性は平坦なものとしたものであ
る。
カを、反射面に対して垂直線上に配置し、そのクロスオ
ーバ条件を一定の条件に設定することによって、反射音
のみの合成音圧周波数特性上に巾広い谷を生じさせると
共に、直接音の周波数特性は平坦なものとしたものであ
る。
従って、反射のある場合とない場合とで、総合的な音
圧周波数特性の変化が少なく、良質な再生音を得ること
ができる。
圧周波数特性の変化が少なく、良質な再生音を得ること
ができる。
又、従来のこの種の反射面を考慮したスピーカ装置の
ように、特別のスピーカを付加したり、スピーカの入力
信号を処理する電気的な処理装置を用いたりする必要が
なく、簡単、環境の反射面の条件の変化に対応し得る経
済的なスピーカ装置を提供できるものである。
ように、特別のスピーカを付加したり、スピーカの入力
信号を処理する電気的な処理装置を用いたりする必要が
なく、簡単、環境の反射面の条件の変化に対応し得る経
済的なスピーカ装置を提供できるものである。
第１図は本発明の一実施例の基本構成図、 第２図はその説明図、 第３図は従来のスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュ
レーション図、 第４図は第１図の実施例の音圧周波数特性のシミュレー
ション図、 第５図はその実測図である。 SP1……第１のスピーカ、SP2……第２のスピーカ、MIC
……聴取位置、Pd……直接音のみの合成音圧、Pr……反
射音のみの合成音圧、Pt……全合成音圧。
レーション図、 第４図は第１図の実施例の音圧周波数特性のシミュレー
ション図、 第５図はその実測図である。 SP1……第１のスピーカ、SP2……第２のスピーカ、MIC
……聴取位置、Pd……直接音のみの合成音圧、Pr……反
射音のみの合成音圧、Pt……全合成音圧。
Claims (1)
- 【請求項１】スピーカからの音を反射する反射面に対し
て垂直方向に配置される低音域再生用の第１のスピーカ
と、 前記第１のスピーカに対して再生帯域をクロスオーバす
ると共に、前記第１のスピーカの中心軸から少なくとも
クロスオーバ周波数の波長の1/2以上離して中心軸を配
置した高音域再生用の第２のスピーカと、 前記第１と第２の両スピーカから出力される直接音のク
ロスオーバ周波数付近の周波数特性を平坦となるように
すると共に、前記クロスオーバ周波数付近における第１
および第２のスピーカからの前記反射面で反射した反射
音同志の位相が打ち消し合うことにより幅広い谷を生じ
るような周波数特性および位相特性を備えた帯域分割フ
ィルタと、 を備えたことを特徴とするスピーカ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085727A JP2523174B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | スピ―カ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085727A JP2523174B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | スピ―カ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266700A JPH02266700A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2523174B2 true JP2523174B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=13866882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085727A Expired - Fee Related JP2523174B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | スピ―カ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523174B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55168287U (ja) * | 1979-05-18 | 1980-12-03 | ||
| JPS601998A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Sony Corp | モ−シヨナルフイ−ドバツク型スピ−カ |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1085727A patent/JP2523174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02266700A (ja) | 1990-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |