JP2651383B2

JP2651383B2 - 指向性を有するスピーカ装置

Info

Publication number: JP2651383B2
Application number: JP1059682A
Authority: JP
Inventors: 隆史大矢場; 秀昭森川; 也寸雄鳫; 直文印牧
Original assignee: PAIONIA KK; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: PAIONIA KK; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: US5117463A; JPH02239796A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、スピーカからの音波が、４周方向のうち、
特定の方向に対して、音圧の強弱差を生ずる４方向指向
特性を生ずるスピーカ装置の改良に関する。

〔従来の技術〕従来から、スピーカの指向性を変化させるための手段
として、音響レンズを用いることがあり、その一例を第
11図に示す。

このような音響レンズを使用したスピーカ装置は、有
限口径のスピーカから放射される音波が、周波数が高く
なるにつれて指向性が鋭くなり、強い音圧が正面に集中
する欠点を解消するために用いられることが多く、いわ
ば光学レンズの凹レンズに相当するものであり、平面波
を球面波に変換するものであった。

第11図のスピーカ装置の音響レンズも、この目的に応
じて音波の経路を部分的に長くすることにより、透過的
に波面を変更しようとするものである。

この音響レンズは、光学レンズの凹レンズに相当する
もので、孔あき薄板を積層したものである。

この場合、レンズ入口における波面がホーン型スピー
カ等のように平面状であれば、中心軸近傍の音波は殆ん
どレンズの影響を受けず、一方、周辺の音波はレンズの
積層板の間を迂回しながら通過するので、やや遅れた状
態となる。

その結果、波面が曲がり、球面波に近くなって広指向
性が得られるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、一方では特定の狭い範囲にのみ音声を伝達
し、それ以外の周辺には極力音声を伝達しない狭指向性
のスピーカ装置も望まれていたが、超音波を用いらパラ
メトリックスピーカのような特殊なスピーカ以外では、
十分な狭指向性の性能は得られていない。

そして、第８図のスピーカ装置を、全く秋の構成とす
れば、球面波を平面波に近づけて、光学レンズの凸レン
ズに相当する収束レンズとすることは或る程度可能であ
る。

しかし、この凸レンズ状の音響レンズの構成では、平
面波に近づけたとしても、凸レズの正面投影面積程度の
範囲で平面波が得られる程度であり、凸レンズの周辺部
では、レンズを出た直後から音波は拡散してしまうた
め、結果的には狭指向性は得られない。

即ち、球面波状の音波を平面波状、或いはやや収束波
状に変換はできて、或る程度の指向性は実現できるもの
の、狭指向性の実現は困難であった。

このように、基本的に軸を外れた方向に拡散する音波
を減衰させずに、経路をコントロールする方法では、狭
い指向性の実現は困難であった。

しかも、前述のような指向性を、光学レンズの凸レン
ズのように、スピーカ前面の４周方向、即ち上下、左右
方向に対して求めることは、一層の困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、従来のスピーカ装置の指向性に対する前述
の課題を解決するためのもので、簡単な構成で、スピー
カの前面の放射軸方向の音波に対しては不作用で、これ
を減衰させず、上下、左右の４周方向への音波に対して
は透過損失が大となるようにして、４周方向に対し狭指
向性を有するスピーカ装置を提供することを目的とす
る。

そして、この狭指向性をもたらすための音響パネルか
ら、音波が伝導で音響パネルの外面に伝達され、その指
向性が悪化しないようにするのを第２の目的とする。

更に、前記音響パネルの外面からの音波が音響パネル
内に伝達され、スピーカからの音波と干渉して音質を劣
化させないようにするのを第３の目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、前述の目的を達成するための指向性を有す
るスピーカ装置の手段に関し、スピーカの前面にアルミ
ニウム、ニッケル、銅、その他の金属粉末を焼結した多
孔室の吸音材料の薄板のような吸音性でかつ透過性のパ
ネルを複数枚、スピーカの前面側が開放され、音波の放
射方向と平行して、所定の間隔で並置した音響パネル
を、前記スピーカに近接して設けたものである。

そして、音響パネルを構成する吸音性パネルの面側に
吸音材を設け、更に吸音材の外周を遮音材で覆うことが
望ましい。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の原理を、中心線から片側のみを示した
第３図及び第４図について説明する。

１はキャビネット４に収納されたスピーカで、その前
面から放射される音波の基準軸方向（この図では放射軸
とスピーカの中心軸とが一致している）の成分は、吸音
パネル５のすき間を通って聴取ポイントにまで矢印
（イ）で示すように到達できる。

一方、基準軸から外れた斜め方向の矢印（ロ），
（ハ）の方向では、音波は吸音パネルに当り、これを透
過する際に、その吸音性によって透過損失を生じ、音圧
を減衰する。

この際、矢印（ロ）の方向よりも矢印（ハ）の方向が
吸音パネル５で吸音される回数が多くなるため、その減
衰量が多くなる。

即ち、基準軸に対する角度θが大きくなる程、減衰量
が多くなるので、結果的に非常に狭い指向性が得られる
スピーカ装置となる。

尚、第１図，第２図に示す吸音パネル５の間隔ｄ、長
さＬ、巾Ｂについては、扱う周波数帯域によって最適値
が存在するが、概して下記の傾向である。

d:吸音パネル５の厚さｔに対して３〜７倍程度が良い。

狭すぎる（枚数が多過ぎる）と、軸上音圧の低下を招
き、θ方向に対する減衰効果は頭打ちとなる。

L:減衰させたい角度θ方向の音波が、少なくとも吸音パ
ネル５を２枚以上通過するような寸法が必要となる。

しかし、上記ｄの場合と同様に、通過枚数が多過ぎて
も、効果は頭打ちとなるため、３〜５枚程度通過するよ
うに、長さを設定することが良い。

B:スピーカの口径Ｄに対し、1.5〜３倍程度が良い。

小さい場合は、吸音パネル５の巾方向へ音波が廻り込
むため、減衰効果が減少する。特に、低い周波数に対し
て顕著であり、少なくとも取り扱う最低周波数f_lの１波
長以上が望ましい。

そして、吸音パネル５と平行方向に放射されたスピー
カ１からの音波のうち、中心軸から成る角度方向の音波
８は、吸音パネル５の端面に接するように設置された吸
音体６の吸音材２を通過する時に透過損失によって減衰
を生ずる。

更に、吸音材２の背後空間３を進み、遮音材７にぶつ
かって反射された音波は、再び吸音材２を通過する時
に、ふたたび減衰を生じるため、最初の音波８の強さに
対して充分に減衰する。

第１図，第２図に示すスピーカ装置において、第１表
のような数値の音響パネル、及び吸音材７を設けた時の
両方向の減衰特性を第５図，第６図に示す。

表１スピーカの口径Ｄ 110 mm 吸音パネル５長さＬ 165 mm 巾Ｂ 250 mm 厚さｔ 3 mm 間隔ｄ 18 mm 枚数 24 枚吸音率α^（１） 0.91 吸音体７多孔質金属吸音パネル長さＬ 165 mm 巾Ｃ 450 mm 厚さｔ 3 mm 吸音率α^（１） 0.91 （１）は残響室法吸音率測定ｆ＝1000 Hz 背後空気層50mmの場合である。

前記実施例としては、吸音体７としては、吸音パネル
５と同じに、アルミニウム、ニッケル、銅、その他の金
属粉末を焼結した多孔質吸音材料の薄板が使用されてい
るが、多孔質セラミック吸音材料、フェルト、その他の
繊維質吸音材料のような一般的な吸音材料を用いても良
い。

但し、この場合には、吸音材２の背面の少なくとも一
部が遮音性の材料として一般的な木材やプラスチックの
遮音材７で閉じられていることが必要である。

吸音材２の背後空間３の空間層の距離は、音の周波数
と密接な関係があり、低音域で吸音効果を得ようとすれ
ば、必然的に大きくならざるを得ないが、1000Hz以上の
周波数とすれば、最低25mmあればよい。

又、長さＬについては、狭指向性とする程、長くする
必要がある。

即ち、スピーカ１の中心と、吸音材２の先端を結んだ
線と中心軸となす角度以内においては、吸音効果を生じ
ないので、この関係よりして長さＬは決定される。

巾Ｃに対しては、最低スピーカの口径に対し、1.5倍
以上あればよいが、組み合される吸音パネル５の巾と一
致させることが望ましい。

更に、この実施例のように、吸音パネル５、吸音体６
の対称的に装置すると、特定周波数で軸上周波数特性に
うねりを生ずることがある。

この原因は吸音体６が完全な吸音性ではないため、ス
ピーカ１に対する音響負荷となるためであり、このよう
な対称寸法関係で著るしい。

従って、これを軽減するのには、吸音体６の寸法及び
設定位置を非対称に構成することで、その効果が得られ
る。

以上の実施例では、吸音パネル５と吸音体６とが直交
するものであるが、これ等と一体化して第７図，第８図
のような等間隔の同心円状の吸音パネル９としたり、第
９図のように多数の６角形を組み合わせたハニカム形状
の吸音パネル10とすれば、水平方向、垂直方向とも同じ
特性の狭指向性とすることができる。

更に、第10図のように、吸音パネル５を縦横に組み合
せて音響パネルを形成し、その外周を吸音材２で覆った
後、更にその外側に遮音材７で被うこともでき、この場
合にも水平方向、垂直方向の指向性は同じとすることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明は叙上のように、吸音パネルの設置方法吸音
材、或いは遮音材との組み合せによって、水平、垂直の
両方向に対して狭指向性を得ることができる。

そして、吸音材、遮音材によって、音響パネルの外側
方への音波の漏れを低減し、その指向性を一層鋭くした
り、外部の音響が音響パネル内に伝達れて、音波の干渉
による音質の劣化を生ずることもない。

更に、吸音パネルの長さや、吸音体の長さの調節によ
って、指向性の範囲を広狭の任意に変化させることがで
きる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の基本的な実施例の側面図と正
面図、第３図と第４図は上下、左右方向の基本原理の説明図、第５図と第６図は上下、左右方向の中心軸に対する角度
上の音圧周波数特性図、第７図，第８図は本発明の他の実施例の側面図と正面
図、第９図，第10図はそれぞれ他の実施例の正面図、第11図は従来のスピーカ装置の側面図である。１……スピーカ、２……吸音材、３……背後空間、４…
…キャビネット、５……吸音パネル、６……吸音体、７
……遮音材、9,10……吸音パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳫也寸雄埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内 (72)発明者印牧直文東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献実公昭40−35286（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭56−11505（ＪＰ，Ｙ２) 実公昭57−29431（ＪＰ，Ｙ２) 特許2574454（ＪＰ，Ｃ１)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定の間隔で並置
した音響パネルを設けたことを特徴とする指向性を有す
るスピーカ装置。
【請求項２】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定の間隔で並置
した音響パネルを設け、該音響パネルを構成する吸音性
でかつ透過性のパネルの両側に吸音材を設けたことを特
徴とする指向性を有するスピーカ装置。
【請求項３】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定間隔で並置し
た音響パネルを設け、該音響パネルの外側に吸音材を設
けると共に、この吸音材の外周を遮音材で覆ったことを
特徴とする指向性を有するスピーカ装置。
【請求項４】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、スピーカの口径より広い範囲に渡って、前面を開放
状態として複数枚の吸音性でかつ透過性のパネルを音波
の放射方向と平行して所定の間隔で並置した音響パネル
を設けたことを特徴とする指向性を有するスピーカ装
置。