JP2606441B2

JP2606441B2 - 車載用スピーカ装置

Info

Publication number: JP2606441B2
Application number: JP2302031A
Authority: JP
Inventors: 周二佐伯; 一樹本田; 俊彦伊達
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JPH04172799A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、車載用スピーカ装置に関するものである。

従来の技術一般に車室内は運転席或は助手席での受聴位置と左右
のスピーカ装置との位置関係が非対称となる。従って、
車室内において運転席，助手席双方で同時に左右のスピ
ーカからの応答を等しくして自然なステレオ感のある音
場を再生することは困難であった。ここで、従来の車載
用スピーカ装置について、図面を参照しながら説明す
る。

第８図は、従来の車載用スピーカ装置を備えた車室の
一部切欠概略図を示す。第８図において、１は運転席、
２は助手席、３は右フロントドア、４は左フロントド
ア、５は右フロントドア３に埋め込まれた右チャンネル
用の中低音用スピーカ、６は左フロントドア４に埋め込
まれた左チャンネル用の中低音用スピーカ、７はダッシ
ュボード、８はダッシュボード７の右端部に設けた右チ
ャンネル用の高音用スピーカ、９はダッシュボード７の
左端部に設けた左チャンネル用の高音用スピーカであ
る。

発明が解決しようとする課題しかしながら、この様な従来のスピーカ装置では、運
転席１の受聴位置Ａ点において、右フロントドア３に埋
め込まれた右チャンネル様の中低音用スピーカ５からの
経路Ｃ−Ａを通る応答の方が、左フロントドア４に埋め
込まれた左チャンネル用の中低音用スピーカ６からの経
路Ｄ−Ａを通る応答よりも音圧レベルが高く、かつ到達
時間も早いため、音像の定位が右に偏ってしまってい
た。また、フロントドアに埋め込むスピーカでは、装着
位置が足元にくるため音源の高さが受聴者の耳の位置か
ら外れ、スピーカは高音域で指向性を有するため、その
再生音はどうしても乱れたものとなっていた。

この高音域での音圧特性の乱れを改善するために、ダ
ッシュボード７の左右両端部に高音用スピーカ8,9を設
けている。これによって、音源位置が受聴者の耳の高さ
に近くなるため垂直方向の指向性による音圧の乱れは改
善されるものである。しかし、中低音用スピーカ5,6の
動作と同様に、運転席１の受聴位置Ａ点においてダッシ
ュボード７の右端部に設けた右チャンネル用の高音用ス
ピーカ８からの経路Ｅ−Ａを通る応答の方が、ダッシュ
ボード左端部に設けた左チャンネル用の高音用スピーカ
９からの経路Ｆ−Ａを通る応答よりも音圧レベルが高
く、かつ到達時間も早いため、音像の定位が右に偏ると
いう音場再生上の問題点は依然として残されるものであ
った。

また、上記の問題を解決するために、減衰器及び遅延
手段を用いて右チャンネル用スピーカ5,8からの音圧レ
ベルおよび時間応答を左チャンネル用スピーカ6,9から
の応答と等しくなるように調整しても、その時の助手席
２の受聴点Ｂにおける左右両チャンネルからの応答は音
圧レベルも到達時間もさらに不均一なものとなり、再生
される音場はより不自然なものとなるものであった。

本発明は上記課題を解決するものであり、車室内にお
いて運転席，助手席双方ともに、同時にステレオ音場を
実現することを目的とするものである。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明の車載用スピーカ装
置は、ホーンドライバーに複数個の音響管を連結し、上
記音響管の先端にそれぞれホーンを結合し、このホーン
を複数個集めてユニット化して２組のホーンスピーカを
構成し、上記ホーンスピーカの一方が運転席、他方が助
手席にのみ音を放射する様な鋭い指向性を有する２つの
音源として、この２つの音源を車室の左右それぞれに設
置するものである。さらに、２つの音源から出た音が運
転席と助手席の受聴者に同時に到達する遅延手段を一方
の音源に備えるとともに、放射音を床面で反射，拡散さ
せた中低音用スピーカ装置を併用した構成とするもので
ある。

作用本発明は上記構成により、車室内の運転席，助手席双
方において、左右両チャンネルからの音圧レベルおよび
時間応答を等しくして、受聴点によらず自然なステレオ
音場を実現できるものである。

実施例以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における車載用スピー
カ装置を示すもので、１は運転席、２は助手席、７はダ
ッシュボード、10はダッシュボード７の右端部にホーン
開口を運転席に向けて直線状に配列して設置した高音用
の１組のホーンスピーカ、11は同様にダッシュボード７
の右端部にホーン開口部を助手席に向けて直線状に配列
して設置したもう１組のホーンスピーカ、12はダッシュ
ボード７の左端部にホーン開口を助手席に向けて直線状
に配列して設置した高音用の１組のホーンスピーカ、13
は同様にダッシュボード７の左端部にホーン開口を運転
席に向けて直線状に配列して設置したもう１組のホーン
スピーカ、14はダッシュボード７右端下部に床面を向け
て取り付けた中低音用スピーカ、15は同様にダッシュボ
ード７左端下部に床面を向けて取り付けた中低音用スピ
ーカ、16は電気信号源、17はハイパスフィルター、18は
ハイパスフィルター17に接続され高音用のホーンスピー
カ11,13を駆動する増幅器、19は遅延器、20は減衰器、2
1は高音用スピーカ10,12を駆動する増幅器、22はローパ
スフィルター、23は中低音用スピーカ14,15を駆動する
増幅器である。

第２図は、第１図に示した本発明の第１の実施例にお
ける高音用ホーンスピーカの構成を詳細に示すものであ
る。第２図において、24はホーンドライバー、25〜30は
ホーンドライバー24に連結した同じ長さの音響管で、そ
の先端にホーン31〜36が結合しており、それぞれの前面
の開口は直線状に配列されている。

以上の様に構成されたスピーカ装置について、以下そ
の動作について説明する。

まず、第２図で示した高音用のホーンスピーカの動作
について説明すると、ホーンドライバー24より出た音波
は音響管25〜30に等分割されて伝送され、上記音響管25
〜30の先端に結合したホーン31〜36に導かれ、その開口
より車室内に音波を放射する。

第２図にはホーン31〜36の開口における音圧波面を破
線で示すが、それぞれのホーン開口では小さな球面波と
なり上記波面を有するホーン31〜36の集合体として、本
ホーンスピーカは動作するものである。すなわち、ホー
ン31〜36は等価的に点音源を直線状に配列した場合の指
向性を有するものであり、その波面は平面波に近い。従
って、指向性の非常鋭いホーンスピーカが実現できるも
のである。

従来のホーンでは、その開口形状にかかわらず、ホー
ン内を伝搬する音圧波面はホーン側壁に沿った球面波状
となり、音場に放射される音波も球面波となって鋭い指
向性を得ることは困難であった。特に車室内では、スピ
ーカより放射された音は、フロントガラスやダッシュボ
ード等の反射面で反射，拡散されるため特定の方向にの
み音を放射させるには、スピーカの指向性を相当鋭いも
のとして、上記反射面での反射拡散をできる限り少なく
する必要がある。

本実施例のホーンとホーン開口の長さが等しい従来ホ
ーンの軸上、30゜,60゜方向の指向特性を第３図（ｂ）
に、本実施例のホーンの指向特性を第３図（ａ）に示
す。第３図より、従来のホーンに比べて本実施例のホー
ンは非常に鋭い指向性を実現できることがわかる。

次に、上記の鋭い指向性を有するホーンを用いて車載
用スピーカ装置についてその動作を説明する。

第１図において、ダッシュボード７の左右両端に設置
したスピーカ10,11,12,13はいずれも第２図で説明した
鋭い指向性を有するホーンスピーカである。

ホーンスピーカ10は受聴点Ａに、ホーンスピーカ12は
受聴点Ｂにそれぞれ放射音を限定して到達するように設
置されており、ホーンスピーカ11は受聴点Ｂに、ホーン
スピーカ12は受聴点Ａに限定して音を放射するように設
置されている。

さらに、運転席１の受聴点Ａにおける左右両チャンネ
ルからの経路Ｇ−Ａと経路Ｊ−Ａ及び助手席２の受聴点
Ｂにおける左右両チャンネルからの経路Ｉ−Ｂと経路Ｈ
−Ｂとの間の行路差による時間応答のずれは遅延器19に
よって、また距離減衰による音圧レベル差は減衰器20に
よってそれぞれ補正される。

従って、ハイパスフィルター17により帯域分割された
電気信号源16からの高音域信号は遅延器19、及び減衰器
20を通過する信号と、これを通過しない信号に分かれて
それぞれ増幅器18,21に供給され、運転席の受聴点Ａに
おいてホーンスピーカ10から放射される右チャンネルか
らの音と、ホーンスピーカ13から放射される左チャンネ
ルからの音は時間応答のずれがなく音圧レベル差もない
再生音となる。助手席の受聴点Ｂにおける再生音につい
てもこれと同様になるものであり、ホーンスピーカが鋭
い指向性を持つため、各チャンネル用のスピーカの再生
音が他のチャンネルの再生音を乱すことは最小限に抑え
られる。

また、中低音用スピーカ14,15はダッシュボード７の
下に設けてその反射音を床面で反射，拡散させる。車室
内のような音源位置と受聴点が近接した音場では、低音
域が無指向性であること、中音域の床面での反射，拡散
の効果によって受聴点によらず音像を車室のほぼ中央に
定位させることが可能である。これにより、中高音域の
音についても受聴点により音像の定位が偏ることを改善
でき、再生音の広がり感，ステレオ感は、上記鋭い指向
性を有する高音用スピーカとの併用によって達成され
る。

次に、本発明の第一の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第４図は本発明の第二の実施例における車載用スピー
カ装置の高音用スピーカの平面図を示すもので、24はホ
ーンドライバー、37〜42はホーンドライバー24に連結し
た音響管、43〜48は音響管37〜42の先端に結合したホー
ンでその開口は円環状に配列されている。なお、ここで
は図示しないが、本高音用スピーカは第１図で示した第
一の実施例と同様にダッシュボードの左右両端にそれぞ
れ２組、運転席と助手席に向けて設置するものである。

第１図で示した本発明の第一の実施例の高音用スピー
カと大きく異なるのは、ホーンの配列である。直線状に
ホーンを配列した第一の実施例のホーンスピーカの水平
方向の指向性は、第３図で示した様に非常に鋭い指向性
を有するものであった。ところが、垂直方向では音源の
長さが短いため、その指向性は広くなり、ホーン開口よ
り放射された音はダッシュボードやフロントガラスによ
り反射，拡散されやすく指向性の制御が困難でありスピ
ーカの設定位置が限定される。第４図で示した本発明の
第二の実施例の高音用ホーンスピーカではホーン43〜48
が円環状に配列されるものであり、直線状音源の長さと
円環状音源の円の直径が等しいときには、周知のように
指向性の鋭さは両者ほとんど同じである。即ち、ホーン
配列を円環状とすることにより、直線状音源が有する水
平方向の鋭い指向性を、円環状音源では全方向に対して
実現できるものであり、ダッシュボードやフロントガラ
スによる反射の影響を少なくさせることが可能となる。

なお、第一，第二の実施例では高音用のホーンスピー
カのホーンドライバーとホーンを連結する音響管の長さ
は各ユニットで全て同じとし、受聴点での左右両チャン
ネルの応答を等しくする手段として電気的な遅延器と減
衰器を用いたが、運転席での右チャンネル用の高音用ス
ピーカ、即ち第１図で示したスピーカ10及び、助手席で
の左チャンネル用のスピーカ12の音響管長を、それぞ
れ、運転席での左チャンネル用スピーカ13及び、助手席
での右チャンネル用スピーカ11の音響管長に対して距離
差による時間遅延を補正するだけ長くするならば、電気
的な遅延器と同様の効果が音響的に実現出来もるのであ
る。また、このように音響管長を長くすると、音波が音
響管内を伝搬するために生じる距離減衰、即ち電気的な
減衰器と同様の効果が音響的に同時に達成でき、これに
より、電気的な遅延手段と減衰手段が不要となりスピー
カ装置を駆動するたの電気回路が大幅に簡略化できる。

次に、本発明の第三の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第５図は本発明の第三の実施例における車載用スピー
カ装置の高音用スピーカの構成を示す。第５図におい
て、24はホーンドライバー、49〜51は同じ長さの音響管
であり、その先端には、直線状に配列した第１組のホー
ン55〜57が結合されている。52〜54は音響管49〜51より
も短く等しい長さの音響管であり、この先端には上記ホ
ーン55〜57に対して傾斜して直線状に配列した第２組の
ホーン58〜60が結合されている。なお、ここでは図示し
ないが、上記高音用スピーカは第一の実施例と同様に、
ダッシュボードの左右両端に、それぞれ設置するもので
ある。

以上のように構成されたスピーカ装置について、以下
その動作を説明する。第５図にはホーン55〜57で構成さ
れた第１組のホーンの指向性パターンと、ホーン58〜60
で構成された第２組のホーンの指向性パターンを示して
いる。例えば、第１組のホーンは運転席に向かって、第
２組のホーンは第１組のホーンに対し傾斜させて助手席
に向かってそぜぞれ音を放射するように配置する。さら
に、第１組のホーンの音響管49〜51の長さを、音響的な
遅延と減衰効果によって、同構成で設置された反対チャ
ンネルからの応答と等しくなるように設定するならば、
第一，第二の実施例では必要とした、片チャンネルそれ
ぞれ２個のホーンドライバーによって構成される２組の
単独のホーンスピーカは、共用の１つのホーンドライバ
ー24によって構成される２組のホーンスピーカに置き換
えることが可能となり、電気回路も含めてその構成は、
さらに簡略化されるものである。

次に、本発明の第四の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第６図は本発明の第四の実施例における車載用スピー
カ装置の構成を示すもので、７はダッシュボード、61は
フロントガラス、62,63はダッシュボード７の右端に開
口を前面に向け２段重ねで設置した２組の高音用ホーン
スピーカ、64,65は同様に左端に設置した２組の高音用
ホーンスピーカ、66,67はダッシュボード７の左右両端
下部に床面に向けて取り付けた中低音用スピーカであ
る。

第７図は、第６図で示した本発明の第四の実施例にお
ける高音用ホーンスピーカの構成を詳細に示すものであ
り、ホーン74〜79の開口は第一の実施例と同様に直線状
に配列されている。本実施例では音響管68〜71の各長さ
が、音響管73＜音響管72＜… …＜音響管69＜音響管68
と段階的に長くなっている。

上記構成では、ホーンドライバー24から出た音は音響
管68〜73の長さが異なるため、ホーン開口に至るまでの
位相遅延がそれぞれ異なる。従って、ホーン74〜79から
放射される音は、ホーン79からホーン74に向かって段階
的に位相遅延を有するものとなる。すなわち、この位相
差をもった直線状の音源は第７図の破線で示す第一の実
施例の指向性のビームに対して実線で示すように位相遅
延の大きいホーンの側にビームを傾けることが可能とな
るものであり、音響管長によってビームの方向を任意に
設定できるものである。

次に、上記の長さの異なる音響管を用いたホーンスピ
ーカを使用した車載用スピーカ装置についてその動作を
説明する。

第６図において、ダッシュボード７の両端に２段重ね
て設置した高音用ホーンスピーカ62,63,64,65につい
て、片チャンネルの２組のスピーカの内、少なくとも１
組のスピーカを上記の長さの異なる音響管を用いたホー
ンスピーカを使用する。本実施例では、右チャンネルの
スピーカ62の指向性ビームが助手席に向き、左チャンネ
ルのスピーカ64の指向性ビームが運転席に向いたホーン
スピーカとするものであり、スピーカ63,65は第一の実
施例と同じ、ホーンの正面軸に指向性ビームのあるホー
ンスピーカを使用するものである。

さらに、ここでは図示しないが、反射のチャンネルに
向けて音を放射するスピーカ62及び64には第一の実施例
と同様に、電気的な遅延器と減衰器を接続して両チャン
ネルからの応答が等しくなるように補正を行なうもので
あり、本実施例の音響的な効果は第一の実施例のスピー
カ装置とほとんど同じである。車載用スピーカでは、車
種によってスピーカの設置位置あるいは取り付け角度等
が限定される。そこで、これに対応するスピーカの取り
付け手段として本実施例は有効である。即ち、第６図の
実施例では左右両チャンネルの２組のホーンスピーカの
ホーン開口は、それぞれ、運転席及び助手席に向かって
揃えて設置したが、音響管の長さによって、指向性のビ
ームを任意の方向に向けることができるため、高音用の
スピーカの設置方向は基本的に任意の方向とすることが
可能となるものであり、スピーカ装置の自由度は大幅に
向上する。

さらに、本実施例では、両チャンネルからの応答を等
しくするため、１組のスピーカには電気的な遅延器と減
衰器によって補正を行なったが、第三の実施例で示した
ように、音響管の長さによって音響的に遅延と減衰の効
果を得ることは可能である。

発明の効果以上のように本発明は、ホーンドライバーに複数個の
音響管を連結し、上記音響管の先端にそれぞれホーンを
結合し、上記ホーンを複数個集めてユニット化して車室
の左右両端に、それぞれ２組のホーンスピーカを構成す
るのであり、音響管長を各々同一長にするか、もしくは
段階的に変化させることによって、ホーン開口を音の放
射方向に向かって設置するか、あるいは、ホーンの配列
方向が任意の方向であっても、ホーン開口の指向性ビー
ムが運転席と助手席にのみ向かうような鋭い指向性を有
するスピーカを実現できるものである。

さらに、運転席あるいば助手席の受聴点において、左
右両チャンネルからの音の応答が等しくなるような電気
的あるいは音響的な位相の遅延手段と音圧レベルの減衰
手段を片チャンネルの少なくとも１組のスピーカに備
え、また、ダッシュボード下に設置し、その放射音を床
面で反射，拡散させた中低音用スピーカを上記高音用ス
ピーカと併用することにより、受聴点によらず自然なス
テレオ音場を実現できる車載用スピーカ装置を提供する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の車載用スピーカ装置の
構成図、第２図は本発明の第一の実施例に用いた高音用
ホーンスピーカの構造詳細図、第３図（ａ）は本発明の
第一の実施例における高音用ホーンスピーカの音圧指向
特性図、第３図（ｂ）は従来のホーンスピーカの音圧指
向特性図、第４図は本発明の第二の実施例における高音
用ホーンスピーカの構造平面図、第５図は本発明の第三
の実施例における高音用スピーカの構造詳細図、第６図
は本発明の第四の実施例における車載用スピーカ装置の
構成図、第７図は本発明の第四の実施例における高音用
スピーカの構造詳細図、第８図は従来の車載用スピーカ
装置の構成図である。７……ダッシュボード、10,11,12,13,62,63,64,65……
高音用スピーカ、14,15,66,67……中低音用スピーカ、1
9……遅延器、20……減衰器、25,26,27,28,29,30,37,3
8,39,40,41,42,49,50,51,52,53,54,68,69,70,71,72,73
……音響管、31,32,33,34,35,36,43,44,45,46,47,48,5
5,56,57,58,59,60,74,75,76,77,78,79……ホーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−204298（ＪＰ，Ａ) 特開平４−23697（ＪＰ，Ａ) 実開平３−27195（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ホーンドライバーに連結した複数個の音響
管と、上記音響管の先端にそれぞれホーンを結合し、上
記ホーンを複数個集めてユニット化して２組みのホーン
スピーカを構成し、上記ホーンスピーカの一方が運転
席、他方が助手席にのみ音を放射する鋭い指向性を有す
る２つの音源として、上記２つの音源を車室の左右それ
ぞれに設置し、上記２つの音源から出た音が運転席と助
手席の受聴者に同時に到達する遅延手段と音圧レベルを
等しくする減衰手段を少なくとも一方の音源に備えたこ
とを特徴とする車載用スピーカ装置。
【請求項２】１組のホーンスピーカのホーン開口を運転
席、他の１組のホーンスピーカのホーン開口を助手席に
向かって設置したことを特徴とする請求項（１）記載の
車載用スピーカ装置。
【請求項３】ホーンの開口を直線状に配列してユニット
化したことを特徴とする請求項（１）記載の車載用スピ
ーカ装置。
【請求項４】ホーンの開口を円環状に配列してユニット
化した事を特徴とする請求項（１）記載の車載用スピー
カ装置。
【請求項５】２つのホーンドライバーで２組のホーンス
ピーカを構成したことを特徴とする請求項（１）記載の
車載用スピーカ装置。
【請求項６】遅延手段及び減衰手段が電気的な手段であ
ることを特徴とする請求項（１）記載の車載用スピーカ
装置。
【請求項７】遅延手段及び減衰手段が音響的な手段であ
ることを特徴とする請求項（１）記載の車載用スピーカ
装置。
【請求項８】音響的遅延手段及び減衰手段がそれぞれの
受聴点までの行路差に相当する長さを有する音響管であ
ることを特徴とする請求項（７）記載の車載用スピーカ
装置。
【請求項９】１つのホーンドライバーで２組のホーンス
ピーカを構成したことを特徴とする請求項（８）記載の
車載用スピーカ装置。
【請求項１０】各音響管の長さが段階的に長くなること
を特徴とする請求項（１）記載の車載用スピーカ装置。
【請求項１１】２組のホーンスピーカのホーン開口を運
転席或は助手席に向かって略揃えて設置したことを特徴
とする請求項（10）記載の車載用スピーカ装置。
【請求項１２】中低音用スピーカ装置を併用したことを
特徴とする請求項（１）記載の車載用スピーカ装置。
【請求項１３】中低音用スピーカ装置をダッシュボード
下に設けて放射音を床面で反射，拡散させたことを特徴
とする請求項（12）記載の車載用スピーカ装置。