JP2748792B2 - 指向性スピーカ装置 - Google Patents

指向性スピーカ装置

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JP2748792B2
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暁広 古田
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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
ンスを行なう場合には、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。
【0003】狭指向性を実現する手段としては、複数個
のスピーカユニットを線状または面状に配置する方法が
知られている。以下、その構成について(図10)から
(図14)までを参照しながら説明する。
【0004】(図10)において1は口径9.4cmの
スピーカユニットで、8ケが11cm間隔に配列され、
それぞれ独立した密閉箱13に取り付けられている。
(図11)は、この指向性スピーカ装置に同相で、中央
から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の信号を入力した場合の指向性を示したものであ
る。指向性は、指向性スピーカ装置から1.5m離れた
円周上で、正面を基準に取った相対音圧で表してある。
【0005】ところで、このような指向性スピーカ装置
の指向性は、ユニット自体の指向性と、音源を点音源と
見なした時の合成指向性の積で与えられる。そこで、低
域での指向性を鋭くするために、スピーカユニットを
(図12)で示すように、バフル板を無くし、後面を開
放の状態で用いることによってユニット自体の指向性を
上げることが考えられた。
【0006】(図12)において1は口径9.4cmの
スピーカユニットで、バフル板を有さず、後面が開放の
状態である。(図13)は、このスピーカユニットの正
面に対する60度および90度方向の音圧レベルの減衰
量の周波数特性を示したものである。
【0007】(図14)において1は口径9.4cmの
スピーカユニットで、8ケがバフル板を有さず、後面が
開放の状態で、11cm間隔に配列されている。14は
パンチングメタルで作られたケースであり、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。
【0008】
【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。ま
ず、(図10)に示した密閉型の指向性スピーカ装置で
は、(図11)に示すように、高い周波数では鋭い指向
性が得られているが、低い周波数では、十分な指向性が
得られなくなる。例えば500Hzでは正面に対する6
0度方向の音圧レベルの減衰量は約14dBしか無い。
【0009】一方、(図14)のような後面開放型の指
向性スピーカ装置を形成すれば、(図10)の指向性ス
ピーカ装置に比べ、鋭い指向性が得られる。例えば、6
0度方向での音圧レベルの減衰量は、約18dBとな
る。
【0010】しかし、後面が開放である状態を保つため
には、指向性スピーカ装置の後方に広い空間が必要であ
り、設置条件が限られるという問題があり、また音圧レ
ベルの減衰量が充分でないという問題があった。
【0011】本発明では、上記課題に鑑み、設置条件の
制約が少なく、より鋭い指向性を得ることを目的として
いる。
【0012】
【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、線状または面状に配列され、かつ各々密閉箱に
取り付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の
指向性スピーカ装置とバフル板を有さず、振動板の前
後が開放の状態である少なくとも1つのスピーカユニッ
トを線状または面状に配列し、前記線状または面状に配
列されたスピーカユニットの前後の一方に反射板を設
け、かつ前記第1の指向性スピーカ装置と平行に配置さ
れた第2の指向性スピーカ装置と、前記第1の指向性ス
ピーカ装置に接続されたハイパスフィルタと、前記第2
の指向性スピーカ装置に接続されたローパスフィルタと
を有することを特徴とするものである。 また、本発明の
指向性スポーカ装置は、線状または面状に配列され、か
つ各々密閉箱に取り付けられた複数のスピーカユニット
からなる第1の指向性スピーカ装置と、バフル板を有さ
ず、振動板の前後が開放の状態である少なくとも1つの
スピーカユニットを線状または面状に配列し、前記線状
または面状に配列されたスピーカユニットを後方の反射
面から所定の距離をあけて取り付けるための取付部材を
有し、かつ前記第1の指向性スピーカ装置と平行に配置
された第2の指向性スピーカ装置と、前記第1の指向性
スピーカ装置に接続されたハイパスフィルタと、前記第
2の指向性スピーカ装置に接続されたローパスフィルタ
とを有することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】バフル板を有さないスピーカユニットを後面開
放の状態で使用した場合、スピーカユニットの前後に互
いに逆位相の音波が放射されるため、双極子音源が形成
される。この場合、スピーカユニットの正面に対する6
0度方向の音圧レベルの減衰量は6dBである。この双
極子音源の後方に(図1)で示すように反射板を設けた
場合、反射板の大きさを無限大の平面と考えると、鏡像
法から反射板について対称な位置に(図2)に示すよう
な仮想的な音源4が形成されたことに相当する。従っ
て、この場合は双極子音源を音源とする双極子音源とな
り、主軸方向と比べた60度方向での音圧レベルの減衰
量はちょうど2倍の12dBになる。
【0014】実際には、反射板の大きさは有限である
が、波長以上の径が有れば、ほぼ同様の効果が得られる
ものである。
【0015】
【実施例】以下、本発明の第1または第2の実施例に用
いられる指向性スピーカ装置について(図1)、(図
3)、および(図13)と共に説明する。(図1)は
該スピーカ装置の要部構成図である。1は口径9.4c
mのスピーカユニット、2は縦22.5cm、横90c
m,厚み15mmの反射板で、スピーカユニット1の1
5cm後方に配置されている。3はパンチングメタルで
作られたケースであり、これによってスピーカユニット
からの音波の放射が妨げられることはない。(図3)、
(図13)は反射板が有るときと無いときの軸上を基準
とした60度および90度方向の音圧レベルの周波数特
性を示したものである。スピーカユニットの正面に対す
る60度方向の音圧レベルの減衰量は反射板のあるとき
は(図3)から500Hzで8dBで、反射板が無いと
きは、(図13)から500Hzで4dBである。しか
も、指向性スピーカ装置の後方に後面開放の状態を保つ
ための広い空間を設ける必要もなく、設置条件がより自
由になる利点がある。
【0016】次に、本発明の第1または第2の実施例に
用いられる他の指向性スピーカ装置について(図4)と
共に説明する。1は(図1)の例で用いたものと同じス
ピーカユニットであり、5は壁面である。スピーカユニ
ット1は、取付部材6によって壁面に取り付けられてい
る。この取付部材はスピーカユニットの後方からの音波
の放射を妨げない程度の大きさになっている。指向性ス
ピーカを取り付ける場所に反射面があるときは、これを
利用することによって(図1)の例の場合と同様の効果
が得られる。
【0017】次に、上記した構成による指向性スピーカ
装置の応用例について(図5)と共に説明する。(図
5)はその応用例の要部構成図である。1は第1の実施
例で用いたものと同じスピーカユニットで、8ケが直線
上に11cm間隔で配列されている。2は(図1)の例
用いたものと同じ反射板で、スピーカユニット1の1
5cm後方に配置されている。3はパンチングメタルで
作られたケースである。この場合、(図14)の指向性
スピーカ装置よりさらに鋭い指向性が得られる。例え
ば、60度方向での音圧レベルの減衰量は、(図14)
の指向性スピーカ装置では、500Hzで約18dB
で、本実施例では、22dBであった。
【0018】なお、上述した例ではスピーカユニットが
直線上等間隔に配列された場合について説明したが、配
列の方法については限定されるものではない。
【0019】次に、本発明の第1の実施例について(図
6)および(図7)と共に説明する。(図6)は本実施
例の要部構成図である。101は第1の指向性スピーカ
装置である。9は口径5.5cmのスピーカユニット
で、14ケが各々密閉箱10に取り付けられ、直線上に
6.9cm間隔で配列されている。102は第2の指向
性スピーカ装置である。1は(図1)の例で用いたもの
と同じスピーカユニットで、10ケが直線上に11cm
間隔で配列されている。(図7)は本実施例のブロック
図である。7は反射板で、スピーカユニット1の15c
m後方に配置されている。8はパンチングメタルで作ら
れたケースである。第1の指向性スピーカ装置101
と、第2の指向性スピーカ装置102は平行に並べられ
ている。第1の指向性スピーカ装置101にはハイパス
フィルタ103が、第2の指向性スピーカ装置102に
はローパスフィルタ104がそれぞれ接続されている。
高域では、(図10)のように、スピーカユニットを密
閉箱に取り付けた場合でも、充分な指向性を得ることが
できるので、信号をハイパスフィルタとローパスフィル
タで分割し、高域では密閉箱に取り付けたスピーカユニ
ットからなる指向性スピーカ装置を用いることによって
広い帯域で鋭い指向性を得ることができる。
【0020】次に、本発明の第2の実施例について(図
8)および(図9)と共に説明する。(図8)は本実施
例の要部構成図である。105は第1の指向性スピーカ
装置である。9は口径5.5cmのスピーカユニット
で、150ケが各々密閉箱12に取り付けられ、平面上
に6.9cm間隔で配列されている。106は第2の指
向性スピーカ装置で、1は(図1)の例で用いたものと
同じスピーカユニットで、16ケが十文字に11cm間
隔で配列されている。第1の指向性スピーカ装置105
は第2の指向性スピーカ装置106の15cm後方に配
置されている。第1の指向性スピーカ装置105の前面
は、第2の指向性スピーカ装置106に対する反射面と
して働く。11はパンチングメタルで作られたケースで
あり、スピーカユニット1の取付部材ともなっている。
(図8)は本実施例のブロック図である。第1の指向性
スピーカ装置105にはハイパスフィルタ103が、第
2の指向性スピーカ装置106にはローパスフィルタ1
04がそれぞれ接続されている。低域では、このよう
に、スピーカユニットを十文字に配列した場合でも、軸
対称な指向性を得ることができる。従って、第2の指向
性スピーカ装置は、第1の指向性スピーカ装置からの音
波の放射を妨げずに、軸対称な指向性を形成することが
できる。このような構成により、広い帯域で鋭い指向性
を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明の指向性スピーカ
装置は、線状または面状に配列され、かつ各々密閉箱に
取り付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の
指向性スピーカ装置と、バフル板を有さず、振動板の前
後が開放の状態である少なくとも1つのスピーカユニッ
トを線状または面状に配列し、前記線状または面状に配
列されたスピーカユニットの前後の一方に反射板を設け
るか、または前記スピーカユニットを後方の反射面から
所定の距離をあけて取り付けるための取付部材を設け、
かつ前記第1の指向性スピーカ装置と平行に配置された
第2の指向性スピーカ装置と、前記第1の指向性スピー
カ装置に接続されたハイパスフィルタと、前記第2の指
向性スピーカ装置に接続されたローパスフィルタとを有
することにより、設置条件の制約が少なく、かつ鋭い指
向性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1または第2の実施例に係る指向性
スピーカ装置に使用されるスピーカ装置の構成を示す図
【図2】(図1)の指向性スピーカの作用を示す図
【図3】(図1)の指向性スピーカ装置の軸上を基準と
した60度および90度方向の音圧レベルの周波数特性
を示した図
【図4】本発明の第1または第2の実施例に係る指向性
スピーカ装置に使用される他のスピーカ装置の構成を示
す図
【図5】(図1)または(図4)に係るスピーカ装置の
構成を応用した構成例の図
【図6】本発明の第1の実施例の構成を示す図
【図7】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
【図8】本発明の第2の実施例の構成を示す図
【図9】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
【図10】第1の従来例の構成を示す図
【図11】(図10)の指向性スピーカ装置の指向性を
示す図
【図12】第2の従来例の構成を示す図
【図13】(図12)の指向性スピーカ装置の軸上を基
準とした60度および90度方向の音圧レベルの周波数
特性を示した図
【図14】第3の従来例の構成を示す図
【符号の説明】
1 スピーカユニット 2 反射板 3 パンチングメタルで作られたケース 4 仮想的な音源 5 壁面 6 取付部材 7 反射板 8 パンチングメタルで作られたケース 9 スピーカユニット 10 密閉箱 11 パンチングメタルで作られたケース 12 密閉箱 13 密閉箱 14 パンチングメタルで作られたケース 101 第1の指向性スピーカ装置 102 第2の指向性スピーカ装置 103 ハイパスフィルタ 104 ローパスフィルタ 105 第1の指向性スピーカ装置 106 第2の指向性スピーカ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭46−776(JP,A) 特開 平2−87797(JP,A) 特開 平3−128597(JP,A) 実開 昭60−155288(JP,U) 特公 昭37−6167(JP,B1) 実公 昭42−10175(JP,Y1) 実公 昭50−18513(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04R 1/34 310 H04R 1/40 310

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状に配列され、かつ各々密閉箱に取り
    付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の指向
    性スピーカ装置と、 バフル板を有さず、振動板の前後が開放の状態である少
    なくとも1つのスピーカユニットを線状または面状に配
    列し、前記線状または面状に配列されたスピーカユニッ
    トの前後の一方に反射板を設け、かつ前記第1の指向性
    スピーカ装置と平行に配置された第2の指向性スピーカ
    装置と、 前記第1の指向性スピーカ装置に接続されたハイパスフ
    ィルタと、前記第2の指向性スピーカ装置に接続された
    ローパスフィルタとを有する ことを特徴とする指向性ス
    ピーカ装置。
  2. 【請求項2】 線状に配列され、かつ各々密閉箱に取り
    付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の指向
    性スピーカ装置と、 バフル板を有さず、振動板の前後が開放の状態である少
    なくとも1つのスピーカユニットを線状または面状に配
    列し、前記線状または面状に配列されたスピーカユニッ
    トを後方の反射面から所定の距離をあけて取り付けるた
    めの取付部材を有し、かつ前記第1の指向性スピーカ装
    置と平行に配置された第2の指向性スピーカ装置と、 前記第1の指向性スピーカ装置に接続されたハイパスフ
    ィルタと、前記第2の指向性スピーカ装置に接続された
    ローパスフィルタとを有する ことを特徴とする指向性ス
    ピーカ装置。
  3. 【請求項3】 面状に配列され、かつ各々密閉箱に取り
    付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の指向
    性スピーカ装置と、 バフル板を有さず、振動板の前後が開放の状態である少
    なくとも1つのスピーカユニットを線状または面状に配
    列し、前記線状または面状に配列されたスピーカユニッ
    トの前後の一方に反射板を設け、かつ前記第1の指向性
    スピーカ装置と所定の距離をあけて設けられた第2の指
    向性スピーカ装置と、 前記第1の指向性スピーカ装置に接続されたハイパスフ
    ィルタと、前記第2の指向性スピーカ装置に接続された
    ローパスフィルタとからなることを特徴とする指向性ス
    ピーカ装置。
  4. 【請求項4】 面状に配列され、かつ各々密閉箱に取り
    付けられた複数のスピーカユニットからなる第1の指向
    性スピーカ装置と、 バフル板を有さず、振動板の前後が開放の状態である少
    なくとも1つのスピーカユニットを線状または面状に配
    列し、前記線状または面状に配列されたスピーカユニッ
    トを後方の反射面から所定の距離をあけて取り付けるた
    めの取付部材を有し、かつ前記第1の指向性スピーカ装
    置と所定の距離をあけて設けられた第2の指向性スピー
    カ装置と、 前記第1の指向性スピーカ装置に接続されたハイパスフ
    ィルタと、前記第2の指向性スピーカ装置に接続された
    ローパスフィルタとからなることを特徴とする指向性ス
    ピーカ装置。
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