JP2713080B2 - 指向性スピーカ装置 - Google Patents
指向性スピーカ装置Info
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- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、指向性を有するスピー
カに関するものである。
カに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】展覧会場などで隣接するブースで異なる
説明を行なう場合や、駅の隣合うホームで異なるアナウ
ンスを行う場合には、特定の場所にのみ強い音圧が得ら
れる指向性スピーカが有効である。狭指向性を実現する
手段には、複数個のスピーカユニットを線状や面状に配
置し、スピーカアレーを構成する方法が知られている。
以下、その構成について（図９）から（図１６）までを
参照しながら説明する。
説明を行なう場合や、駅の隣合うホームで異なるアナウ
ンスを行う場合には、特定の場所にのみ強い音圧が得ら
れる指向性スピーカが有効である。狭指向性を実現する
手段には、複数個のスピーカユニットを線状や面状に配
置し、スピーカアレーを構成する方法が知られている。
以下、その構成について（図９）から（図１６）までを
参照しながら説明する。
【０００３】（図９）において、８は口径４ｃｍのスピ
ーカユニットであり、６ｂはこのスピーカユニット１６
本からなるスピーカアレーである。スピーカユニット８
は５．５ｃｍ間隔で一直線上に配列され、それぞれ独立
した密閉箱９に取り付けられている。
ーカユニットであり、６ｂはこのスピーカユニット１６
本からなるスピーカアレーである。スピーカユニット８
は５．５ｃｍ間隔で一直線上に配列され、それぞれ独立
した密閉箱９に取り付けられている。
【０００４】この指向性スピーカ装置の、各周波数にお
ける指向性を示したものが（図１０）である。入力信号
は指向性スピーカ装置の中央に関して対称な位置にある
スピーカユニットに、中央から端に向けてそれぞれ１．
００、０．９５、０．８６、０．７４、０．６０、０．
４６、０．３２、０．２９Ｖの正弦波信号が同相で入力
されている。指向性は、指向性スピーカ装置から６ｍ離
れた円周上での、正面を基準とした相対音圧レベルで表
している。
ける指向性を示したものが（図１０）である。入力信号
は指向性スピーカ装置の中央に関して対称な位置にある
スピーカユニットに、中央から端に向けてそれぞれ１．
００、０．９５、０．８６、０．７４、０．６０、０．
４６、０．３２、０．２９Ｖの正弦波信号が同相で入力
されている。指向性は、指向性スピーカ装置から６ｍ離
れた円周上での、正面を基準とした相対音圧レベルで表
している。
【０００５】このようなスピーカアレーの指向性は、周
波数、スピーカアレーの全長、スピーカユニットの間
隔、および各スピーカユニットの指向性から決まる。例
えば正面から６０°の方向での音圧レベルを１５ｄＢ以
上減衰させるためには、スピーカアレーの全長をＬ、音
波の波長をλとして、Ｌ≧１．４λ の関係が成り立つ
必要がある。（図９）のスピーカアレーでは、この関係
が成り立つ周波数は５３０Ｈｚ以上である。さらに周波
数が低くなると、指向性はそれに従って緩くなる。例え
ば（図１０）から分かるように、２５０Ｈｚではこのス
ピーカアレーは無指向性に近い。
波数、スピーカアレーの全長、スピーカユニットの間
隔、および各スピーカユニットの指向性から決まる。例
えば正面から６０°の方向での音圧レベルを１５ｄＢ以
上減衰させるためには、スピーカアレーの全長をＬ、音
波の波長をλとして、Ｌ≧１．４λ の関係が成り立つ
必要がある。（図９）のスピーカアレーでは、この関係
が成り立つ周波数は５３０Ｈｚ以上である。さらに周波
数が低くなると、指向性はそれに従って緩くなる。例え
ば（図１０）から分かるように、２５０Ｈｚではこのス
ピーカアレーは無指向性に近い。
【０００６】一方、スピーカユニットの後面を開放の状
態で用いると、スピーカアレーの長さを増さずにより鋭
い指向性を得ることができる。これは、各スピーカユニ
ットの前後から放射された音波の打ち消し合いにより、
スピーカユニットを密閉箱に取り付けた場合に比べてス
ピーカユニットの指向性が鋭くなるためである。これに
よって、低域で指向性が緩くなるという問題点が改善さ
れるが、低域では上述の打ち消し合いの結果、効率が低
下し音圧レベルが小さくなる。
態で用いると、スピーカアレーの長さを増さずにより鋭
い指向性を得ることができる。これは、各スピーカユニ
ットの前後から放射された音波の打ち消し合いにより、
スピーカユニットを密閉箱に取り付けた場合に比べてス
ピーカユニットの指向性が鋭くなるためである。これに
よって、低域で指向性が緩くなるという問題点が改善さ
れるが、低域では上述の打ち消し合いの結果、効率が低
下し音圧レベルが小さくなる。
【０００７】広帯域にわたって鋭い指向性を持つと同時
に音圧レベルが一様である指向性スピーカ装置を構成す
るには、次のような方法をとれば良い。再生周波数帯域
を２分割し、指向性の緩い低音域は、スピーカユニット
の後面を開放の状態で用いたスピーカアレーで再生す
る。指向性が充分鋭い高音域は、スピーカユニットを密
閉箱に取り付けたスピーカアレーで再生し、低音域への
入力レベルを高音域に比べて高くすれば良い。
に音圧レベルが一様である指向性スピーカ装置を構成す
るには、次のような方法をとれば良い。再生周波数帯域
を２分割し、指向性の緩い低音域は、スピーカユニット
の後面を開放の状態で用いたスピーカアレーで再生す
る。指向性が充分鋭い高音域は、スピーカユニットを密
閉箱に取り付けたスピーカアレーで再生し、低音域への
入力レベルを高音域に比べて高くすれば良い。
【０００８】（図１１）において、信号源１から出力さ
れた信号は２つに分岐され、それぞれローパスフィルタ
２、ハイパスフィルタ３を通る。ローパスフィルタ２を
通った信号はアンプ４で増幅された後、低音域用スピー
カアレー５ｂに入力される。ハイパスフィルタ３を通っ
た信号はアンプ４で増幅された後、高音域用スピーカア
レー６ｂに入力される。低音域用スピーカアレー５ｂは
８本の口径９．４ｃｍのスピーカユニット７からなり、
スピーカユニット７は１１ｃｍ間隔で一直線上に配列さ
れ、後面が開放の状態である。高音域用スピーカアレー
６ｂは１６本の口径４ｃｍのスピーカユニット８からな
り、（図９）の高音域用スピーカアレーと同じものであ
る。スピーカユニット８はパンチングメタル１０ｂに取
り付けられているが、これによってスピーカユニットか
らの音の放射が妨げられることはない。
れた信号は２つに分岐され、それぞれローパスフィルタ
２、ハイパスフィルタ３を通る。ローパスフィルタ２を
通った信号はアンプ４で増幅された後、低音域用スピー
カアレー５ｂに入力される。ハイパスフィルタ３を通っ
た信号はアンプ４で増幅された後、高音域用スピーカア
レー６ｂに入力される。低音域用スピーカアレー５ｂは
８本の口径９．４ｃｍのスピーカユニット７からなり、
スピーカユニット７は１１ｃｍ間隔で一直線上に配列さ
れ、後面が開放の状態である。高音域用スピーカアレー
６ｂは１６本の口径４ｃｍのスピーカユニット８からな
り、（図９）の高音域用スピーカアレーと同じものであ
る。スピーカユニット８はパンチングメタル１０ｂに取
り付けられているが、これによってスピーカユニットか
らの音の放射が妨げられることはない。
【０００９】この指向性スピーカ装置の低音域用スピー
カアレー５ｂの指向性を、（図１０）と同様に示したも
のが（図１２）である。入力信号は中央に関して対称な
位置にあるスピーカユニットに、中央から端に向けてそ
れぞれ１．００、０．８１、０．５２、０．２６Ｖが同
相で入力されている。（図１２）を見ると６０°方向で
の音圧レベルの減衰量は、（図９）のスピーカアレーに
比べて約６ｄＢ改善されていることが分かる。
カアレー５ｂの指向性を、（図１０）と同様に示したも
のが（図１２）である。入力信号は中央に関して対称な
位置にあるスピーカユニットに、中央から端に向けてそ
れぞれ１．００、０．８１、０．５２、０．２６Ｖが同
相で入力されている。（図１２）を見ると６０°方向で
の音圧レベルの減衰量は、（図９）のスピーカアレーに
比べて約６ｄＢ改善されていることが分かる。
【００１０】（図１１）のように、スピーカアレーが直
線状に配列された指向性スピーカ装置では、スピーカア
レーに平行な方向では狭指向性が得られるが、スピーカ
アレーに垂直な方向については無指向性となる。（図１
１）の指向性スピーカ装置から１．５ｍの距離にある平
面上での、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚにおける等音圧線
図（等音圧線の間隔は３ｄＢ毎）を（図１３）に示す。
等音圧線は細長い楕円に近い形を描き、スピーカアレー
に垂直な方向では、指向性スピーカ装置から離れた場所
にも音圧レベルの高い音波が到達することになる。
線状に配列された指向性スピーカ装置では、スピーカア
レーに平行な方向では狭指向性が得られるが、スピーカ
アレーに垂直な方向については無指向性となる。（図１
１）の指向性スピーカ装置から１．５ｍの距離にある平
面上での、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚにおける等音圧線
図（等音圧線の間隔は３ｄＢ毎）を（図１３）に示す。
等音圧線は細長い楕円に近い形を描き、スピーカアレー
に垂直な方向では、指向性スピーカ装置から離れた場所
にも音圧レベルの高い音波が到達することになる。
【００１１】この指向性スピーカ装置を通常の室内で用
いた場合、音圧レベルの高い音波が広範囲にわたって壁
面や床面で反射するため、特に低音域において指向性音
場は著しく劣化する。また室内を吸音性にして音場の乱
れを抑えるとしても、広範囲にわたって吸音処理を施す
必要がある。従って、指向性スピーカ装置を室内で用い
る場合、指向性スピーカ装置は、低音域については全方
向について指向性を有する必要がある。そのため、スピ
ーカアレーは平面上に２次元状に配列しなければならな
い。そのようにしたものが（図１４）の指向性スピーカ
装置である。
いた場合、音圧レベルの高い音波が広範囲にわたって壁
面や床面で反射するため、特に低音域において指向性音
場は著しく劣化する。また室内を吸音性にして音場の乱
れを抑えるとしても、広範囲にわたって吸音処理を施す
必要がある。従って、指向性スピーカ装置を室内で用い
る場合、指向性スピーカ装置は、低音域については全方
向について指向性を有する必要がある。そのため、スピ
ーカアレーは平面上に２次元状に配列しなければならな
い。そのようにしたものが（図１４）の指向性スピーカ
装置である。
【００１２】（図１４）において８は口径４ｃｍのスピ
ーカユニットであり、６ｃはこのスピーカユニット２５
６本からなるスピーカアレーである。スピーカユニット
８は５．５ｃｍ間隔で格子状に配列され、それぞれ独立
した密閉箱９に取り付けられている。この指向性スピー
カ装置の、中央に対して対称な位置にあるスピーカユニ
ットに、（表１）に示す値の同相の正弦波信号を入力し
た場合の、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚにおける等音圧線
図を（図１３）と同様に示したのが（図１５）である。
これを見ると、全方向にわたって鋭い指向性が得られる
ことが分かる。
ーカユニットであり、６ｃはこのスピーカユニット２５
６本からなるスピーカアレーである。スピーカユニット
８は５．５ｃｍ間隔で格子状に配列され、それぞれ独立
した密閉箱９に取り付けられている。この指向性スピー
カ装置の、中央に対して対称な位置にあるスピーカユニ
ットに、（表１）に示す値の同相の正弦波信号を入力し
た場合の、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚにおける等音圧線
図を（図１３）と同様に示したのが（図１５）である。
これを見ると、全方向にわたって鋭い指向性が得られる
ことが分かる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の指向性スピーカ装置には次の様な課題があった。（図
１４）のように小口径のスピーカユニットを狭い間隔で
平面上に配列し、全帯域を再生するようにした指向性ス
ピーカ装置には、スピーカユニットが極めて多数必要に
なるばかりでなく、（図９）の指向性スピーカ装置と同
様に低い周波数で指向性が緩い問題がある。そのため、
（図１１）の指向性スピーカ装置のように再生周波数帯
域を２分割し、指向性の緩い低音域は、スピーカユニッ
トの後面を開放の状態で用いたスピーカアレーで再生す
る方法を採りたい。ところが、スピーカアレーを平面状
に２次元状に配列する場合、２組のスピーカアレーを同
一の平面上に配列するには空間的制約がある。また、
（図１６）のように、高音域用スピーカアレーの前方
に、低音域用スピーカアレーを設けた場合は、高音域用
スピーカアレーから放射された音波は、低音域用スピー
カアレーによって散乱されるため、指向性が劣化すると
いう問題が生じる。
の指向性スピーカ装置には次の様な課題があった。（図
１４）のように小口径のスピーカユニットを狭い間隔で
平面上に配列し、全帯域を再生するようにした指向性ス
ピーカ装置には、スピーカユニットが極めて多数必要に
なるばかりでなく、（図９）の指向性スピーカ装置と同
様に低い周波数で指向性が緩い問題がある。そのため、
（図１１）の指向性スピーカ装置のように再生周波数帯
域を２分割し、指向性の緩い低音域は、スピーカユニッ
トの後面を開放の状態で用いたスピーカアレーで再生す
る方法を採りたい。ところが、スピーカアレーを平面状
に２次元状に配列する場合、２組のスピーカアレーを同
一の平面上に配列するには空間的制約がある。また、
（図１６）のように、高音域用スピーカアレーの前方
に、低音域用スピーカアレーを設けた場合は、高音域用
スピーカアレーから放射された音波は、低音域用スピー
カアレーによって散乱されるため、指向性が劣化すると
いう問題が生じる。
【００１５】本発明は、上記の問題点を解消し、指向性
スピーカ装置を狭い室内で用いた場合でも、広い周波数
帯域にわたって鋭い指向性を得ることを目的としてい
る。
スピーカ装置を狭い室内で用いた場合でも、広い周波数
帯域にわたって鋭い指向性を得ることを目的としてい
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の指向性スピーカ
装置は、上記目的を達成するために、面上で所定の間隔
で２次元状に配列された複数個のスピーカユニットから
なる低音域用スピーカアレーと、前記低音域用スピーカ
アレーと同一の面上にあって、前記低音域用スピーカア
レーを構成するスピーカユニットの間に配列されたスピ
ーカユニットからなる高音域用スピーカアレーからな
る。
装置は、上記目的を達成するために、面上で所定の間隔
で２次元状に配列された複数個のスピーカユニットから
なる低音域用スピーカアレーと、前記低音域用スピーカ
アレーと同一の面上にあって、前記低音域用スピーカア
レーを構成するスピーカユニットの間に配列されたスピ
ーカユニットからなる高音域用スピーカアレーからな
る。
【００１７】
【作用】室内で使用する指向性スピーカ装置は前に述べ
た理由から、再生周波数帯域を２分割し、指向性の緩い
低音域は、スピーカユニットの後面を開放の状態で用い
たスピーカアレーで再生する方法を採りたい。さらに低
音域についてはスピーカアレーはスピーカユニットが２
次元状に配列されたものが望ましい。
た理由から、再生周波数帯域を２分割し、指向性の緩い
低音域は、スピーカユニットの後面を開放の状態で用い
たスピーカアレーで再生する方法を採りたい。さらに低
音域についてはスピーカアレーはスピーカユニットが２
次元状に配列されたものが望ましい。
【００１８】一般に、スピーカアレーは、アレーを構成
するスピーカユニットの間隔ｄよりも音波の波長λが短
くなるような周波数では、正面以外の方向にも強い放射
が現れるため、指向性音源としては適当でない。従っ
て、スピーカユニットの間隔ｄは使用する帯域の上限の
周波数の波長λよりも、短くする必要がある。
するスピーカユニットの間隔ｄよりも音波の波長λが短
くなるような周波数では、正面以外の方向にも強い放射
が現れるため、指向性音源としては適当でない。従っ
て、スピーカユニットの間隔ｄは使用する帯域の上限の
周波数の波長λよりも、短くする必要がある。
【００１９】低音域用スピーカアレーを構成するスピー
カユニットの間隔ｄは、そのスピーカアレーに接続され
たローパスフィルタの遮断周波数ｆｃの波長をλｃとし
て、λｃよりも短くする必要がある。低音域用スピーカ
アレーから放射された音波が高音域用スピーカアレーの
指向性に影響を及ぼさないために、ローパスフィルタの
遮断特性はできるだけ急峻なものであることが望まし
い。しかし、実際は、遮断周波数以上の周波数では全く
信号を通さないフィルタを作ることはできないので、ス
ピーカユニットの間隔ｄは、遮断周波数の波長λｃより
いくらか短くする必要がある。例えば、１オクターブ当
たり４８ｄＢの割合で減衰するローパスフィルタを用い
る場合、ｄ≦０．７λｃ であれば良い。
カユニットの間隔ｄは、そのスピーカアレーに接続され
たローパスフィルタの遮断周波数ｆｃの波長をλｃとし
て、λｃよりも短くする必要がある。低音域用スピーカ
アレーから放射された音波が高音域用スピーカアレーの
指向性に影響を及ぼさないために、ローパスフィルタの
遮断特性はできるだけ急峻なものであることが望まし
い。しかし、実際は、遮断周波数以上の周波数では全く
信号を通さないフィルタを作ることはできないので、ス
ピーカユニットの間隔ｄは、遮断周波数の波長λｃより
いくらか短くする必要がある。例えば、１オクターブ当
たり４８ｄＢの割合で減衰するローパスフィルタを用い
る場合、ｄ≦０．７λｃ であれば良い。
【００２０】これから、ｆｃ＝８００Ｈｚの場合、スピ
ーカユニットの間隔は３０ｃｍ程度まで広げることがで
きる。従って、低域用アレーのスピーカユニットの間に
高域用スピーカアレーを配置することができる。一方、
高音域については、反射波の影響は床面に吸音材として
カーペットを敷く等の方法によって容易に除去できるの
で、必ずしもスピーカユニットを完全な２次元配列にす
る必要はなく、所望のサービスエリアが得られるように
配列すれば良い。例えば、スピーカユニットを直線状に
配列したアレー等でも、充分効果的な指向性音場が形成
される。
ーカユニットの間隔は３０ｃｍ程度まで広げることがで
きる。従って、低域用アレーのスピーカユニットの間に
高域用スピーカアレーを配置することができる。一方、
高音域については、反射波の影響は床面に吸音材として
カーペットを敷く等の方法によって容易に除去できるの
で、必ずしもスピーカユニットを完全な２次元配列にす
る必要はなく、所望のサービスエリアが得られるように
配列すれば良い。例えば、スピーカユニットを直線状に
配列したアレー等でも、充分効果的な指向性音場が形成
される。
【００２１】そこで、高音域用スピーカアレーを構成す
るユニットを、低音域用スピーカアレーを構成するスピ
ーカユニットの間に配列すれば、２組のスピーカアレー
を同一の平面上に設けることができる。このようにすれ
ば、一方のスピーカアレーから放射された音波が他方の
スピーカアレーによって散乱されることもなく、指向性
スピーカ装置を通常の室内で用いた場合でも、広い周波
数帯域にわたって鋭い指向性を得ることができる。
るユニットを、低音域用スピーカアレーを構成するスピ
ーカユニットの間に配列すれば、２組のスピーカアレー
を同一の平面上に設けることができる。このようにすれ
ば、一方のスピーカアレーから放射された音波が他方の
スピーカアレーによって散乱されることもなく、指向性
スピーカ装置を通常の室内で用いた場合でも、広い周波
数帯域にわたって鋭い指向性を得ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について（図
１）および（図２）と共に説明する。信号源１から出力
された信号は２つに分岐され、それぞれローパスフィル
タ２、ハイパスフィルタ３を通る。ローパスフィルタ２
を通った信号はアンプ４で増幅された後、低音域用スピ
ーカアレー５に入力される。ハイパスフィルタ３を通っ
た信号はアンプ４で増幅された後、高音域用スピーカア
レー６に入力される。フィルタのクロスオーバ周波数ｆ
ｃは８００Ｈｚに設定されている。低音域用スピーカア
レー５は１６本の口径９．４ｃｍのスピーカユニット７
からなる。スピーカユニット７は２５ｃｍ間隔で格子状
に配列され、後面が開放の状態になるようにパンチング
メタル１０に取り付けられている。パンチングメタル１
０によってスピーカユニット７からの音の放射が妨げら
れることはない。高音域用スピーカアレー６は３２本の
口径４ｃｍのスピーカユニット８からなり、８ｃｍ間隔
の一組の平行線上に、５．５ｃｍ間隔で配列され、それ
ぞれ独立した密閉箱９にとりつけられている。
１）および（図２）と共に説明する。信号源１から出力
された信号は２つに分岐され、それぞれローパスフィル
タ２、ハイパスフィルタ３を通る。ローパスフィルタ２
を通った信号はアンプ４で増幅された後、低音域用スピ
ーカアレー５に入力される。ハイパスフィルタ３を通っ
た信号はアンプ４で増幅された後、高音域用スピーカア
レー６に入力される。フィルタのクロスオーバ周波数ｆ
ｃは８００Ｈｚに設定されている。低音域用スピーカア
レー５は１６本の口径９．４ｃｍのスピーカユニット７
からなる。スピーカユニット７は２５ｃｍ間隔で格子状
に配列され、後面が開放の状態になるようにパンチング
メタル１０に取り付けられている。パンチングメタル１
０によってスピーカユニット７からの音の放射が妨げら
れることはない。高音域用スピーカアレー６は３２本の
口径４ｃｍのスピーカユニット８からなり、８ｃｍ間隔
の一組の平行線上に、５．５ｃｍ間隔で配列され、それ
ぞれ独立した密閉箱９にとりつけられている。
【００２３】この指向性スピーカ装置の、中央に対して
対称な位置にあるスピーカユニットに、低音域用スピー
カアレー５には（表２）に示した値の、高音域用スピー
カアレー６には指向性スピーカ装置の中央に関して対称
な位置にあるスピーカユニットに、中央から端に向けて
それぞれ１．００、０．９５、０．８６、０．７４、
０．６０、０．４６、０．３２、０．２９Ｖの同相の正
弦波信号を入力した場合の、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚ
における等音圧線図を（図１３）と同様に示したのが
（図２）である。
対称な位置にあるスピーカユニットに、低音域用スピー
カアレー５には（表２）に示した値の、高音域用スピー
カアレー６には指向性スピーカ装置の中央に関して対称
な位置にあるスピーカユニットに、中央から端に向けて
それぞれ１．００、０．９５、０．８６、０．７４、
０．６０、０．４６、０．３２、０．２９Ｖの同相の正
弦波信号を入力した場合の、５００Ｈｚおよび１ｋＨｚ
における等音圧線図を（図１３）と同様に示したのが
（図２）である。
【００２４】
【表２】
【００２５】これを（図１４）の従来の指向性スピーカ
装置の音圧分布図（図１５）と比較すると、５００Ｈｚ
では、低音域用スピーカアレー５のスピーカユニット７
が後面開放であることにより、鋭い指向性が全方向につ
いて実現されている。
装置の音圧分布図（図１５）と比較すると、５００Ｈｚ
では、低音域用スピーカアレー５のスピーカユニット７
が後面開放であることにより、鋭い指向性が全方向につ
いて実現されている。
【００２６】なお、本実施例では低音域用スピーカアレ
ーを構成するスピーカユニットが、２５ｃｍ間隔の格子
点上に配列された場合について説明したが、スピーカユ
ニットの間隔や、配列の方法については限定されるもの
ではない。例えば、スピーカユニットが同心円状に配列
された場合でも、同様の効果が得られる。
ーを構成するスピーカユニットが、２５ｃｍ間隔の格子
点上に配列された場合について説明したが、スピーカユ
ニットの間隔や、配列の方法については限定されるもの
ではない。例えば、スピーカユニットが同心円状に配列
された場合でも、同様の効果が得られる。
【００２７】次に、本発明の第２の実施例について（図
３）から（図５）と共に説明する。信号源、フィルタ、
およびスピーカアレーは第１の実施例と同様である。低
音域用スピーカアレー５は高音域用スピーカアレー６の
前方に設けられており、２つのスピーカアレーを前方か
ら見たときに重なり合わないように構成した。
３）から（図５）と共に説明する。信号源、フィルタ、
およびスピーカアレーは第１の実施例と同様である。低
音域用スピーカアレー５は高音域用スピーカアレー６の
前方に設けられており、２つのスピーカアレーを前方か
ら見たときに重なり合わないように構成した。
【００２８】従来は、高音用スピーカアレーから放射さ
れた音波が低音域用スピーカアレーによって散乱され、
指向性が劣化するという問題があったが、本実施例の場
合、高域での指向性の劣化は見られない。また第１の実
施例では、低音域用スピーカアレーの指向性が（図４）
に示すように、ｘ方向とｙ方向で異なり、ｙ方向では、
４００Ｈｚ以上の指向性が劣化するという問題があっ
た。これは、ｙ方向については中央に高音域用スピーカ
アレーがあるために、内側と外側でスピーカユニットの
指向性が異なるためである。本実施例では、低音域用ス
ピーカアレーを高音域用スピーカアレーの前方に設ける
ことにより、低音域用スピーカアレーの内側のスピーカ
ユニットについても、（図５）に示すように、音の抜け
が良くなり、双極子音源の指向性を示すようになったた
め、ｙ方向についても、ｘ方向と同様に鋭い指向性が得
られるようになった。
れた音波が低音域用スピーカアレーによって散乱され、
指向性が劣化するという問題があったが、本実施例の場
合、高域での指向性の劣化は見られない。また第１の実
施例では、低音域用スピーカアレーの指向性が（図４）
に示すように、ｘ方向とｙ方向で異なり、ｙ方向では、
４００Ｈｚ以上の指向性が劣化するという問題があっ
た。これは、ｙ方向については中央に高音域用スピーカ
アレーがあるために、内側と外側でスピーカユニットの
指向性が異なるためである。本実施例では、低音域用ス
ピーカアレーを高音域用スピーカアレーの前方に設ける
ことにより、低音域用スピーカアレーの内側のスピーカ
ユニットについても、（図５）に示すように、音の抜け
が良くなり、双極子音源の指向性を示すようになったた
め、ｙ方向についても、ｘ方向と同様に鋭い指向性が得
られるようになった。
【００２９】なお、低音域用スピーカアレーを構成する
スピーカユニットの間隔や、配列の方法について限定さ
れるものではないことは、第１の実施例の場合と同様で
ある。
スピーカユニットの間隔や、配列の方法について限定さ
れるものではないことは、第１の実施例の場合と同様で
ある。
【００３０】次に、本発明の第３の実施例について（図
６）と共に説明する。信号源、フィルタ、およびスピー
カアレーは第１の実施例と同様であり、低音域用スピー
カアレー５の１５ｃｍ後方には反射板１１が取り付けら
れている。
６）と共に説明する。信号源、フィルタ、およびスピー
カアレーは第１の実施例と同様であり、低音域用スピー
カアレー５の１５ｃｍ後方には反射板１１が取り付けら
れている。
【００３１】バフル板を有さず、後面が開放の状態であ
るスピーカユニットの後方に反射板を設けると、反射板
に対する鏡像音源の効果により、８００Ｈｚ以下の低域
において正面から６０°の方向で音圧レベルの減衰量が
３〜４ｄＢ大きくなり、指向性が鋭くなった。
るスピーカユニットの後方に反射板を設けると、反射板
に対する鏡像音源の効果により、８００Ｈｚ以下の低域
において正面から６０°の方向で音圧レベルの減衰量が
３〜４ｄＢ大きくなり、指向性が鋭くなった。
【００３２】なお、第２の実施例の低音域用スピーカア
レーの後方に反射板を設けた場合も、本実施例と同様な
効果が得られる。
レーの後方に反射板を設けた場合も、本実施例と同様な
効果が得られる。
【００３３】最後に、本発明の第４の実施例について
（図７）および（図８）と共に説明する。信号源１から
出力された信号は２つに分岐され、それぞれローパスフ
ィルタ２、ハイパスフィルタ３を通る。フィルタのクロ
スオーバ周波数ｆｃは、８００Ｈｚに設定されている。
ローパスフィルタ２を通った信号はアンプ４で増幅され
た後、低音域用スピーカアレー５に入力される。ハイパ
スフィルタ３を通った信号はアンプ４で増幅された後、
高音域用スピーカアレー６ａに入力される。低音域用ス
ピーカアレー５は第１の実施例と同様に１６本のスピー
カユニット７からなり、後面が開放の状態になるように
パンチングメタル１０に取り付けられている。スピーカ
ユニットはフィルタのクロスオーバ周波数ｆｃの音波の
波長、即ち３０ｃｍよりも短い２５ｃｍ間隔で格子状に
配列されている。高音域用スピーカアレー６は４６本の
口径４ｃｍのスピーカユニット８からなり、低音域用ア
レーの対称軸に沿って、６ｃｍ間隔で十文字に配列さ
れ、それぞれ独立した密閉箱９に取りつけられている。
（図７）および（図８）と共に説明する。信号源１から
出力された信号は２つに分岐され、それぞれローパスフ
ィルタ２、ハイパスフィルタ３を通る。フィルタのクロ
スオーバ周波数ｆｃは、８００Ｈｚに設定されている。
ローパスフィルタ２を通った信号はアンプ４で増幅され
た後、低音域用スピーカアレー５に入力される。ハイパ
スフィルタ３を通った信号はアンプ４で増幅された後、
高音域用スピーカアレー６ａに入力される。低音域用ス
ピーカアレー５は第１の実施例と同様に１６本のスピー
カユニット７からなり、後面が開放の状態になるように
パンチングメタル１０に取り付けられている。スピーカ
ユニットはフィルタのクロスオーバ周波数ｆｃの音波の
波長、即ち３０ｃｍよりも短い２５ｃｍ間隔で格子状に
配列されている。高音域用スピーカアレー６は４６本の
口径４ｃｍのスピーカユニット８からなり、低音域用ア
レーの対称軸に沿って、６ｃｍ間隔で十文字に配列さ
れ、それぞれ独立した密閉箱９に取りつけられている。
【００３４】この指向性スピーカ装置の、中央に対して
対称な位置にあるスピーカユニットに、低音域用スピー
カアレー５には（表２）、高音域用スピーカアレー６ａ
には（表３）に示す値の同相の正弦波信号を入力した場
合の、１ｋＨｚにおける等音圧線図を（図１３）と同様
に示したのが（図８）である。
対称な位置にあるスピーカユニットに、低音域用スピー
カアレー５には（表２）、高音域用スピーカアレー６ａ
には（表３）に示す値の同相の正弦波信号を入力した場
合の、１ｋＨｚにおける等音圧線図を（図１３）と同様
に示したのが（図８）である。
【００３５】
【表３】
【００３６】（図１）の指向性スピーカ装置は、高音域
のスピーカアレーが平行線状に配列されたものであり、
スピーカアレーに垂直な方向の指向性は（図２）に示す
ように緩やかである。スピーカアレーに垂直な方向にも
ある程度鋭い指向性が求められる場合は、本実施例のよ
うにスピーカユニットを十文字に配列すれば、（図８）
のように所望の指向性が実現される。
のスピーカアレーが平行線状に配列されたものであり、
スピーカアレーに垂直な方向の指向性は（図２）に示す
ように緩やかである。スピーカアレーに垂直な方向にも
ある程度鋭い指向性が求められる場合は、本実施例のよ
うにスピーカユニットを十文字に配列すれば、（図８）
のように所望の指向性が実現される。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明は、周波数帯域を２
分割し、低音域は所定の間隔で配列された複数個のスピ
ーカユニットからなる低音域用スピーカアレーで再生
し、高音域は前記低音域用スピーカアレーと同一の面上
にあって、前記低音域用スピーカアレーを構成するスピ
ーカユニットの間に配列されたスピーカユニットからな
る高音域用スピーカアレーで再生することにより、指向
性スピーカ装置を通常の室内で用いた場合でも、広い周
波数帯域にわたって鋭い指向性が得られるものである。
分割し、低音域は所定の間隔で配列された複数個のスピ
ーカユニットからなる低音域用スピーカアレーで再生
し、高音域は前記低音域用スピーカアレーと同一の面上
にあって、前記低音域用スピーカアレーを構成するスピ
ーカユニットの間に配列されたスピーカユニットからな
る高音域用スピーカアレーで再生することにより、指向
性スピーカ装置を通常の室内で用いた場合でも、広い周
波数帯域にわたって鋭い指向性が得られるものである。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図
【図２】（図１）の指向性スピーカの音圧分布を示す図
【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す図
【図４】（図１）の指向性スピーカのｘ、ｙ方向の指向
性を示す図
性を示す図
【図５】本発明の第２の実施例の作用を示す図
【図６】本発明の第３の実施例の構成を示す図
【図７】本発明の第４の実施例の構成を示す図
【図８】（図７）の指向性スピーカの音圧分布を示す図
【図９】第１の従来例の構成を示す図
【図１０】（図９）の指向性スピーカの指向性を示す図
【図１１】第２の従来例の構成を示す図
【図１２】（図１１）の指向性スピーカの指向性を示す
図
図
【図１３】（図１１）の指向性スピーカの音圧分布を示
す図
す図
【図１４】第３の従来例の構成を示す図
【図１５】（図１４）の指向性スピーカの音圧分布を示
す図
す図
【図１６】第４の従来例の構成を示す図
１ 信号源 ２ ローパスフィルタ ３ ハイパスフィルタ ４ アンプ ５、５ｂ、５ｃ （低音域用）スピーカアレー ６、６ａ、６ｂ、６ｃ （高音域用）スピーカアレー ７ スピーカユニット ８ スピーカユニット ９ 密閉箱 １０、１０ｂ、１０ｃ パンチングメタル １１ 反射板
Claims (5)
- 【請求項１】再生周波数帯域を低音域と高音域とに２分
割し、低音域は振動板の前後が開放の状態である複数個
の第１のスピーカユニットが面上に所定の間隔で２次元
状に配列された低音域用スピーカアレーで再生し、高音
域は前記低音域用スピーカアレーと同一の面上にあっ
て、前記低音域用スピーカアレーを構成する前記第１の
スピーカユニットの間に配列された、複数の第２のスピ
ーカユニットからなる高音域用スピーカアレーで再生す
ることを特徴とする指向性スピーカ装置。 - 【請求項２】再生周波数帯域を低音域と高音域とに２分
割し、低音域は振動板の前後が開放の状態である複数個
の第１のスピーカユニットが面上に所定の間隔で２次元
状に配列された低音域用スピーカアレーで再生し、高音
域は前記低音域用スピーカアレーの配置された面よりも
後方にあって、前方から見たときに、前記低音域用スピ
ーカアレーを構成する前記第１のスピーカユニットと重
なり合わないように配列された、複数の第２のスピーカ
ユニットからなる高音域用スピーカアレーで再生するこ
とを特徴とする指向性スピーカ装置。 - 【請求項３】低音域用スピーカアレーの後方に、反射板
を設けた請求項１または請求項２に記載の指向性スピー
カ装置。 - 【請求項４】第１のスピーカユニットは２次元の格子点
上に配列し、かつ前記格子点の間隔は、低音域用スピー
カアレーの再生周波数帯域の上限の周波数の音波の波長
の０．７倍以下である、請求項１から請求項３のいずれ
かに記載の指向性スピーカ装置。 - 【請求項５】第２のスピーカユニットは第１のスピーカ
ユニットを配置した格子点の対称軸に沿って十文字に配
列した請求項４記載の指向性スピーカ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4473293A JP2713080B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 指向性スピーカ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4473293A JP2713080B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 指向性スピーカ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261385A JPH06261385A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2713080B2 true JP2713080B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=12699625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4473293A Expired - Fee Related JP2713080B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 指向性スピーカ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713080B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518956A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | １．．．リミテッド | サウンドビームスピーカーシステム |
| JP2007158636A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Harman Internatl Industries Inc | ラウドスピーカのアレイシステム |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2854537A1 (fr) * | 2003-04-29 | 2004-11-05 | Hong Cong Tuyen Pham | Casque acoustique pour la restitution spatiale d'un son. |
| JP3876850B2 (ja) * | 2003-06-02 | 2007-02-07 | ヤマハ株式会社 | アレースピーカーシステム |
| JP4349123B2 (ja) | 2003-12-25 | 2009-10-21 | ヤマハ株式会社 | 音声出力装置 |
| JP2005197896A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Yamaha Corp | スピーカアレイ用のオーディオ信号供給装置 |
| JP4161906B2 (ja) * | 2004-01-07 | 2008-10-08 | ヤマハ株式会社 | スピーカ装置 |
| JP4251077B2 (ja) * | 2004-01-07 | 2009-04-08 | ヤマハ株式会社 | スピーカ装置 |
| JP3915804B2 (ja) | 2004-08-26 | 2007-05-16 | ヤマハ株式会社 | オーディオ再生装置 |
| JP4124182B2 (ja) * | 2004-08-27 | 2008-07-23 | ヤマハ株式会社 | アレイスピーカ装置 |
| JP4779381B2 (ja) | 2005-02-25 | 2011-09-28 | ヤマハ株式会社 | アレースピーカ装置 |
| JP4506765B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2010-07-21 | ヤマハ株式会社 | スピーカアレイ装置および信号処理方法 |
| JP5082517B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2012-11-28 | ヤマハ株式会社 | スピーカアレイ装置および信号処理方法 |
| DE102009010278B4 (de) * | 2009-02-16 | 2018-12-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Lautsprecher |
| CN111010635B (zh) * | 2014-08-18 | 2022-08-30 | 苹果公司 | 旋转对称的扬声器阵列 |
| US10154339B2 (en) | 2014-08-18 | 2018-12-11 | Apple Inc. | Rotationally symmetric speaker array |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP4473293A patent/JP2713080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518956A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | １．．．リミテッド | サウンドビームスピーカーシステム |
| JP2007158636A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Harman Internatl Industries Inc | ラウドスピーカのアレイシステム |
| JP4625756B2 (ja) * | 2005-12-02 | 2011-02-02 | ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド | ラウドスピーカのアレイシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06261385A (ja) | 1994-09-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |