JP2846363B2 - Speaker device with directivity - Google Patents
Speaker device with directivityInfo
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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、複数のスピーカを適当な距離を置いて配設
することにより、その音波の干渉によって特定の方向に
強い音圧が得られるようにした指向性を有するスピーカ
装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a plurality of speakers arranged at an appropriate distance so that a strong sound pressure can be obtained in a specific direction by the interference of sound waves. The present invention relates to an improvement of a speaker device having improved directivity.
従来のこの種の指向性を有するスピーカ装置として
は、第２図のトーンゾイレ方式が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional speaker device having this kind of directivity, a tone soil system shown in FIG. 2 is known.
このスピーカ装置は、スピーカSpが一定の距離d1だけ
離れて、一列に並べて複数配置されるもので、２つのス
ピーカSpからの音圧は、中心軸から90度の方向では、 なる周波数f0で位相差が180度生じるため、打消し合い
音圧は０となる。The speaker device, apart speaker Sp is a certain distance d 1, intended to be more aligned in a row, the sound pressure from the two speakers Sp, in the direction of 90 degrees from the central axis, Since a phase difference occurs at 180 degrees at the frequency f 0 , the canceling sound pressure becomes zero.
しかし、この方式では、十分な指向性を得るために
は、多数のスピーカを一列に並べなければならないの
で、スピーカ装置で大型化してしまう。However, in this method, a large number of speakers must be arranged in a line in order to obtain sufficient directivity, so that the size of the speaker device is increased.
この方式において、３つのスピーカSpを距離d1、両側
のスピーカSpの間隔Ｄ＝2d1とした場合について考え
る。In this method, consider a case where the distance between the three speakers Sp is d 1 and the distance D between the speakers Sp on both sides is D = 2d 1 .
中心軸から90度の方向における音圧レベルが谷となる
周波数fdは、 で表される。Frequency f d where the sound pressure level becomes a valley in the direction from the central axis 90 degrees, It is represented by
これは、３本のスピーカSpが全帯域動作を行うため、
等価的に、両端のスピーカ間隔が短縮したことになる
が、その間隔Ｄは周波数fdの波長λであるため、スピー
カ装置の大きさは、周波数fdに対して小型化することは
できない。This is because the three speakers Sp perform full-band operation,
Equivalently, it will be the speaker spacing both ends of which are shortened, since the interval D is the wavelength of the frequency f d lambda, the size of the speaker apparatus can not be miniaturized with respect to the frequency f d.
しかし、第２図のスピーカ装置においては、高音域に
おいても３本のスピーカが動作するため、90度方向では
干渉し合ってレベルが低下するので、１本のスピーカSp
に比して、強い指向性が得られる利点はある。However, in the speaker device of FIG. 2, since three speakers operate even in the high-frequency range, they interfere with each other in the 90-degree direction and their levels are reduced.
There is an advantage that a strong directivity can be obtained as compared with.
トーンゾイレ方式のスピーカ装置は、前述のような問
題点があるために、２本のD1なる間隔で配置した低音域
用スピーカの中央に1/4 D1なる間隔で高音域用スピーカ
を配置し、低音域用スピーカと高音域用スピーカに分割
する周波数の波長の±50％にD1を設定した周波数分割方
式の指向性を有するスピーカ装置が提案されている。The speaker device Tonzoire system, because of the above problems, the treble speaker is disposed at the center in 1/4 D 1 becomes interval bass speaker arranged in two D 1 becomes interval the speaker device having a directivity of a frequency division scheme to ± 50% of the wavelength of the frequency is divided into low range speaker and high range speaker setting the D 1 has been proposed.
更に、前記の周波数分割方式の指向性を有するスピー
カ装置に対し、高音域用スピーカを、特定の指向性を有
する１本のスピーカで構成する周波数分割方式の指向性
を有するスピーカ装置を、特願平１−61715号として、
本出願人は提案している。Further, in contrast to the above-described speaker device having the directivity of the frequency division method, a loudspeaker device having the directivity of the frequency division method, in which the loudspeaker for the high frequency range is constituted by one speaker having a specific directivity, As Hei 1-61715,
The applicant has proposed.
この周波数分割方式の指向性を有するスピーカ装置を
３本のスピーカで構成した場合を第３図に示す。FIG. 3 shows a case where the loudspeaker device having the directivity of the frequency division system is constituted by three speakers.
両側の低音域用スピーカSp1の間隔はD1とし、その中
央に高音域用スピーカSp2を配設し、低音域用スピーカS
p1にはローパスフィルタ１を通して、高音域用スピーカ
Sp2にはハイパスフィルタ２を通して信号を供給する。The interval between the low-range speakers Sp 1 on both sides is D 1, and the high-range speakers Sp 2 are arranged in the center of the interval, and the low-range speakers S
To p 1 , a loudspeaker for high frequency range through low-pass filter 1
A signal is supplied to Sp 2 through a high-pass filter 2.
このスピーカ装置では、高音域用スピーカSp2は、ハ
イパスフィルタ２を通して信号が供給されるため、低音
域ではその音圧は無視できる。In this speaker apparatus, the speaker Sp 2 for high range, since the signal is supplied through the high-pass filter 2, the bass sound pressure is negligible.
従って、低音域用スピーカSp1の間隔D2が波長の1/2と
等しくなる周波数 において、90度方向の音圧レベルに谷を生ずることにな
る。Therefore, the frequency spacing D 2 of the speaker Sp 1 for low range is equal to half of the wavelength In this case, a valley occurs in the sound pressure level in the direction of 90 degrees.
前述の３本のスピーカによる周波数分割方式の指向性
を有するスピーカ装置においては、4fd以上の周波数に
おいては、中央の高音域用スピーカSp2の指向特性によ
って、全体としての指向特性が決定されてしまう。In the speaker device having the directivity of the frequency division scheme according to the three speaker described above, in the above frequency 4f d, by a central directional characteristics of high frequency range speaker Sp 2 of, the directional characteristics of the whole is determined I will.
そのため、各スピーカSp1,Sp2として適切な特性のも
のを選択しなければならず、低音域用スピーカSp1、高
音域用スピーカSp2として同一のスピーカを採用する場
合、なるべく大口径で、クロスオーバーで無理がなく、
最低共振周波数f0が十分に低いことが要求される。For this reason, it is necessary to select a speaker having appropriate characteristics as each of the speakers Sp 1 and Sp 2 .When adopting the same speaker as the low-range speaker Sp 1 and the high-range speaker Sp 2 , a large-diameter The crossover is easy,
The lowest resonance frequency f 0 is required to be sufficiently low.
このようなスピーカは、一般に高価であるため、装置
全体のコストが押し上げられることになる。Since such a speaker is generally expensive, the cost of the entire apparatus is increased.
本発明は、前述のトーンゾイレ方式、周波数分割方式
の指向性を有するスピーカ装置の問題を排除し、トーン
ゾイレ方式の利点である高音域の指向特性と、周波数分
割方式の利点である低音域の指向特性を併有する指向特
性を有するスピーカ装置を提供することを目的とする。The present invention eliminates the above-described problem of the speaker device having the directivity of the tone soil system and the frequency division system, and eliminates the problem of the directional characteristics of the high frequency range, which is an advantage of the tone squire system, and the low frequency range, which is an advantage of the frequency division system. It is an object of the present invention to provide a loudspeaker device having a directional characteristic.
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、全帯域を再生する２本の
全帯域用スピーカの中央に、高音域を再生する１本の高
域用スピーカを配置し、その全帯域用スピーカには移相
回路を通して、高域用スピーカにはハイパスフィルタ回
路を通して信号を供給するものである。The present invention relates to means of a loudspeaker device having directivity for achieving the above-mentioned object, and a single high-frequency speaker for reproducing a high-frequency range at the center of two full-band speakers for reproducing the entire band. And a signal is supplied to the speakers for all bands through a phase shift circuit and to the speakers for high frequencies through a high-pass filter circuit.
本発明がその目的を達成するためには、 （１） 低音域では両側の２本のスピーカのみが動作す
ることが必要で、そのために、中央のスピーカにはハイ
パスフィルタを通して信号を供給する。In order for the present invention to achieve the object, (1) only two speakers on both sides need to operate in the low frequency range, and therefore, a signal is supplied to the center speaker through a high-pass filter.
（２） 高音域では３本のスピーカが全て動作すること
が必要で、そのためには両側のスピーカは全帯域で動作
しなければならない。(2) In the treble range, all three speakers need to operate, and for that purpose, the speakers on both sides must operate in the entire band.
（３） 合成特性は、中心軸上に谷を生じてはならず、
このためには高音域用スピーカの位相周波数特性と、全
帯域用スピーカの位相特性のずれを極力少なくする必要
がある。(3) The composite characteristics must not produce valleys on the central axis,
For this purpose, it is necessary to minimize the deviation between the phase frequency characteristic of the high-range speaker and the phase characteristic of the full-band speaker.
の３条件を必要とする。The following three conditions are required.
即ち、第１図に示す実施例では、全帯域用スピーカSp
3には移相回路３を通して信号を入力し、高音域用スピ
ーカSp4にはハイパスフィルタ回路４を通し、極性を反
転させて信号を入力する。That is, in the embodiment shown in FIG.
A signal is input to 3 through a phase shift circuit 3, and a signal is input to a high-tone speaker Sp 4 through a high-pass filter circuit 4 with the polarity inverted.
その結果、各回路3,4の回路素子を適切に選択するこ
とにより、ほぼ全帯域において位相周波数特性を合致さ
せることが可能であり、軸上の音圧周波数特性に谷を生
じないスムースな特性とすることができる。As a result, by appropriately selecting the circuit elements of the circuits 3 and 4, it is possible to match the phase frequency characteristics in almost the entire band, and a smooth characteristic that does not cause a valley in the on-axis sound pressure frequency characteristics. It can be.
また、他の実施例としては、第８図（ａ）に示す如く
第１図における移相回路３のコンデンサとコイルとの配
置を逆にしたもの、第８図（ｂ），（ｃ）に示す如く、
第１図または前記第８図（ａ）の移相回路３を高音域用
スピーカSp4に接続したものであっても、前記と同様な
作用をなすものである。As another embodiment, the arrangement of the capacitor and the coil of the phase shift circuit 3 in FIG. 1 is reversed as shown in FIG. 8 (a), and FIG. 8 (b) and FIG. As shown,
Even those connected first view or the Figure 8 the phase shift circuit 3 (a) to high frequency range speaker Sp 4, in which form the same as the action.
次に、軸上から90度の方向においては、第４図のＡの
特性に示すように、全帯域用スピーカSp3の間隔Ｄが波
長の1/2となる周波数fdの奇数倍の周波数で谷を生じ、
偶数倍の周波数で山となる特性を示す。Next, in the direction at 90 degrees from the axis, as shown in the characteristic of FIG. 4A, the frequency D of the frequency fd at which the interval D of the loudspeakers Sp 3 for all bands is half of the wavelength is an odd number. At the valley,
It shows a characteristic that peaks at an even frequency.
これに重ね合う高音域用スピーカSp4の音圧周波数特
性は同図のＢの特性てあり、且つ位相特性は、全帯域用
スピーカSp3の位相に対して距離差に相当する分だけ進
み、或いは遅れ位相となる。High sound pressure frequency characteristic of the frequency range speaker Sp 4 to Kasaneau thereto is Te characteristics of the figure B, and the phase characteristic is advanced by an amount corresponding to the distance difference to the whole band speaker Sp 3 phase, or It becomes a lag phase.
その値を2fdにおいて、180度としているので、この周
波数においては音圧の打消しが生ずる結果、同図のｃの
合成音圧特性が得られるものである。The value at 2f d, since the 180-degree, a result of cancellation of the sound pressure is generated in this frequency, in which the synthesis sound pressure of c in the figure is obtained.
このスピーカ装置の指向特性を、同一のスピーカを用
いて、第２図、第３図のスピーカ装置と比較した結果を
第５図〜第７図に示す。FIGS. 5 to 7 show the results of comparing the directional characteristics of this speaker device with the speaker devices of FIGS. 2 and 3 using the same speaker.
即ち、使用したスピーカは、 インピーダンス 12オーム 口径 80mm スピーカの間隔Ｄは200mmである。 That is, the speaker used has an impedance of 12 ohms, a diameter of 80 mm, and the interval D between the speakers is 200 mm.
以上の実施例は、本発明の基本的なものであり、各ス
ピーカのそれ自身の指向性が強い場合には、全体として
の指向性も強くなるので、ホーン型スピーカを用いる等
の方法も考えられる。The above embodiment is a basic one of the present invention. When each speaker has strong directivity, the directivity as a whole is also strong. Therefore, a method of using a horn-type speaker may be considered. Can be
更に、この３本のスピーカの外側に、更に低音域を再
生するスピーカを追加して、再生帯域を拡大することも
可能で、この場合には前記３本のスピーカSp3,Sp4には
ハイパスフィルタを通して、追加したスピーカにはロー
パスフィルタを通して信号を入力する周波数分割方式と
することもでき、或いは移相回路を通した実施例と同様
な方式としてもよい。Further, it is possible to add a speaker for reproducing the lower frequency range outside the three speakers to extend the reproduction band. In this case, the three speakers Sp 3 and Sp 4 are provided with high-pass. A frequency division method of inputting a signal through a low-pass filter to a speaker added through a filter may be used, or a method similar to the embodiment through a phase shift circuit may be used.
又、低音帯用スピーカ、高音域用スピーカは、複数を
１組として１本のスピーカと見做した構成としてもよ
く、その場合には並置した方向に対して、より強い指向
性とすることができる。Also, the low-pitched speaker and the high-pitched speaker may have a configuration in which a plurality of speakers are regarded as a single speaker, and in this case, stronger directivity may be provided in the juxtaposed direction. it can.
本発明は叙上のように、３本のスピーカを一列に並
べ、両側のスピーカには移相回路を通して、中央のスピ
ーカにはハイパスフィルタ回路を通して信号を入力する
ことにより、低音域では両側のスピーカの間隔で決定さ
れる周波数から、高音域は再生限界周波数までの広い範
囲にわたって、狭指向性とすることができるものであ
る。As described above, the present invention arranges three loudspeakers in a line, inputs signals through a phase shift circuit to both loudspeakers, and inputs a high-pass filter circuit to a center loudspeaker. , The treble range can have a narrow directivity over a wide range from the frequency determined by the interval to the reproduction limit frequency.
第１図は本発明の一実施例の回路図、 第２図はトーンゾイレ方式の回路図、 第３図は周波数分割方式の回路図、 第４図は本発明の90度方向の音圧、位相特性図、 第５図〜第７図は第１図〜第３図の軸上、30度、60度、
90度方向の音圧周波数特性図、 第８図は本発明の他の実施例の回路図である。 Sp3……全帯域用スピーカ、Sp4……高音域用スピーカ、
３……移相回路、４……ハイパスフィルタ回路。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a tone soil system, FIG. 3 is a circuit diagram of a frequency division system, and FIG. FIG. 5 to FIG. 7 are on the axis of FIG. 1 to FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention. Sp 3 …… Speaker for all bands, Sp 4 …… Speaker for treble range,
3 ... Phase shift circuit, 4 ... High pass filter circuit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−237299（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239795（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241195（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−74293（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−171194（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 3/00 - 3/14 H04R 1/26Continuation of the front page (56) References JP-A-2-237299 (JP, A) JP-A-2-239795 (JP, A) JP-A-2-241195 (JP, A) , U) Hikaru 1-171194 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04R 3/00-3/14 H04R 1/26
Claims (1)
の中央に、高音域を再生する１本の高域用スピーカを配
置し、その全帯域用スピーカあるいは高域用スピーカの
何れか一方に移相回路を通し、さらに高域用スピーカに
はハイパスフィルタ回路を通して再生信号を供給するこ
とを特徴とする指向性を有するスピーカ装置。1. A high-frequency speaker for reproducing a high frequency range is disposed at the center of two full-range speakers for reproducing the entire frequency band, and either the full-range speaker or the high-frequency speaker is provided. A loudspeaker device having directivity, characterized in that a reproduction signal is supplied to one side through a phase shift circuit and further to a high-range speaker through a high-pass filter circuit.
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Publications (2)
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| JPH03117200A JPH03117200A (en) | 1991-05-17 |
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| JP (1) | JP2846363B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4558672B2 (en) * | 2006-04-07 | 2010-10-06 | シャープ株式会社 | Speaker device |
| KR101404119B1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-06-10 | 아이모스시스템 주식회사 | Slim type speaker |
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1989
- 1989-09-29 JP JP25206989A patent/JP2846363B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8116483B2 (en) | 2006-03-28 | 2012-02-14 | Pioneer Corporation | Speaker device with the phase changing device for varying the phase of the audio signal |
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| JPH03117200A (en) | 1991-05-17 |
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