JP3200937B2 - スピーカシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスピーカシステムに関
し、詳しくは弦楽器の胴の振動原理を適用した箱体をア
クチュエータで駆動するスピーカを複数、配列すること
により、立体的な音場を生成することができるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のスピーカシステムは複数のスピー
カを備えて構成されており、それぞれのスピーカは、例
えば、エンクロージャ（箱体）とスピーカユニットとを
有して構成されていた。エンクロージャは、一般に箱型
をなしており、その材質は木であることが多い。スピー
カユニットは、磁気回路と、振動板と、これらを支持す
るフレームと、を備えて構成されている。該スピーカユ
ニットは、フレームを介してエンクロージャに取り付け
られるものである。

【０００３】このような従来のスピーカを２個用いて、
２チャンネル以上の音声信号を再生する。すると、それ
ぞれのスピーカにおけるレベル差等により、聴取者には
２個のスピーカの間に音像が定位して聞こえるものであ
る。すなわち、２個のスピーカの前方に位置した聴取者
には、２個のスピーカの間に複数の楽器が異なった位置
で演奏されているかのごとく聞こえるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スピーカシステムにおいては、音像は、２個のスピーカ
の間においてのみ定位するものであり、２個のスピーカ
の間以外の空間に音像を定位させることはできなかっ
た。すなわち、奥行き方向（聴取者からスピーカシステ
ムへの方向）、２個のスピーカに対する上下方向、ある
いは、２個のスピーカの両側に、音像を定位させること
はできなかった。したがって、従来のスピーカシステム
においては、立体的な音場を生成することができなかっ
たため、聴取者は十分な臨場感を得ることが困難であっ
た。

【０００５】

【発明の目的】そこで、本発明は、スピーカシステムに
おいて、弦楽器の胴の振動原理を適用したエンクロージ
ャを使用することにより、複数のスピーカの間以外の空
間においても音像を定位させ、立体的な音場を生成する
ことをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、振動可能な板体を大略有底円筒に形成し所定位置に
響口が設けられた中空の箱体と、上記箱体の全体が分割
振動可能となるよう、該箱体の板面の所定位置に取り付
けられた響棒と、印加された電気信号に従って箱体の板
面を直接振動させるよう、上記箱体の板面上に取り付け
られたアクチュエータと、を備えたスピーカを複数有し
てなり、これらスピーカの箱体の分割振動する各部分か
ら様々な方向への音波放射が空間的に合成されることに
より、空間上に仮想的な音像定位を生じせしめるように
したスピーカシステムである。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明に係るスピーカシステムを
構成するスピーカにおいて、駆動手段に所定の音声信号
を表す電気信号が印加されると、駆動手段は箱体の板面
を直接振動させる。このため、音声信号を表す電流のエ
ネルギーは効率良く箱体の振動エネルギーに変換され
る。すると、箱体に設けられた響棒および響口により、
箱体は分割振動する。この結果、箱体の各部分から、音
波が発せられ、箱体の内部での音波の反射、干渉、位相
差及び箱体の外部においての音波の反射、干渉、位相差
を伴い、空間に音波が様々な方向へ伝播する。また、他
のスピーカから発せられた音波も同様に空間の様々な方
向へ伝播する。これら複数のスピーカから発せられた音
波は各々、空間のある点に一種の音波の焦点を作ってい
るように聴取者の位置で合成された振動をし、各スピー
カの位置から聴取者の方向とは異なった方向を感じさせ
る音波が作り出される。したがって、聴取者の両耳はこ
れらの複数の焦点からの音波をとらえ、聴取者には、音
像が上記複数のスピーカの間の空間以外の３次元空間に
定位して聞こえる。すなわち、立体的に広がりのある音
場を生成することが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【０００９】図１は、本発明の第１実施例に係るスピー
カの外観図であり、図２は本スピーカを分解して示す図
である。このスピーカは、大略有底円筒型のエンクロー
ジャ１０と、アクチュエータ２１と、カバー２２と、ス
タンド３０とを有して構成されている。

【００１０】エンクロージャ１０は、表板１１と、側板
１２と、裏板１３とを備え、ギター、バイオリン等の弦
楽器の胴の振動原理を適用して構成されているものであ
る。図３に示されるように、楕円形の表板１１には、そ
の中央に円形の響口１１１が設けられている。表板１１
の材質には例えば松が用いられる。この場合、本スピー
カにおける音色は音の分離が良く繊細なものとなる。

【００１１】表板１１の裏面の所定の取付位置には響棒
１１２〜１１４が固着されている。響棒１１２〜１１４
の取付位置は、弦楽器の胴における響棒の取付位置に準
じて決定される。例えば、６本の響棒１１２は、響口１
１１に対して放射状に配設されている。響棒１１３は、
表板１１の裏面において響口１１１に対して上下の位置
にそれぞれ配設されている。さらに、響棒１１４が、表
板１１の裏面における響口１１１の左右の位置にそれぞ
れ配設されている。響棒１１２〜１１４は表板１１の裏
面に接着剤等により固着されている。これらの響棒１１
２は、ギター等の胴に固着された響棒と同様の働きをな
し、表板１１は、分割振動を行うものである。

【００１２】側板１２は、図２に示すように、円筒状を
なし、同様にギター等の側板に模した構成となってい
る。なお、図６に示されるように、側板１２の内壁に複
数の響棒１２１を側板１２の軸線に平行となるように併
設しても差し支えない。この場合においても、側板１２
には分割振動が生ずるものである。なお、響棒は６〜１
０本程度設けても良く、また、全く設けなくても良い。

【００１３】裏板１３の裏面（箱体を形成した場合の内
側の面）には、図４に示されるように、響棒１３１が固
着されている。これらの響棒１３１の取付位置も、弦楽
器の胴における響棒の取付位置に準じて決定されるもの
である。例えば、３本の響棒１３１は、それぞれ平行と
なるように、裏板１３の裏面に固着される。上記表板１
１、側板１２、裏板１３、および、響棒１１２、１３１
の材質は木製であり、弦楽器の胴などに使用される木材
を使用することができる。なお、図５に示されるよう
に、２本の響棒１３１のみを裏板１３の裏面に固着する
構成であっても差し支えない。

【００１４】裏板１３および側板１２の材質は、例えば
カエデ、糸杉、ローズ、ハカランダ、パドッフ等であ
る。カエデを使用した場合には、当該スピーカにおける
音は、クラシック音楽に適した明るい音色を備えたもの
となる。また、糸杉を使用した場合には、当該スピーカ
における音は、バロック音楽、民族音楽に適した幽玄な
音を備えたものとなり、ローズ、ハカランダ、パドッフ
を使用した場合には、クラッシック音楽に適した重厚な
音色を備えたものとなる。

【００１５】裏板１３にて響棒固着面の反対側の面のほ
ぼ中央部には、アクチュエータ２１が密着して取り付け
られている。アクチュエータ２１は、これに印加された
電気信号に従い、裏板１３を振動させるものである。こ
のアクチュエータ２１は、カバー２２により覆われてい
る。カバー２２は有底円筒状の部材であって、アクチュ
エータ２１を支持しているものでもある。

【００１６】スタンド３０は、矩形の板よりなる台３
１、２本の支柱３２より構成されている。支柱３２の下
端は台３１に固着され、その上端にはカバー２２が回動
可能となるように取り付けられている。したがって、エ
ンクロージャ１０は、スタンド３０に対して任意の角度
をなすように、その向きを変更できる構成となってい
る。

【００１７】なお、表板１１における響棒１１２〜１１
４を、図７〜図９に示されるように構成しても差し支え
ない。図７の（Ａ）〜（Ｄ）は、響棒１１２の形状およ
び取付位置を示す図である。図７の（Ａ）〜（Ｄ）にお
いて、響棒１１３、１１４の形状およびその取付位置は
図３に示されるものと同一である。

【００１８】図８の（Ａ）〜（Ｃ）は、響棒１１３Ａ〜
１１３Ｃ形状および取付位置をを示す図である。この図
において、響棒１１２、１１４の取付位置およびその形
状は、図３に示されるものと同一である。図８の（Ａ）
に示される響棒１１３Ａは円弧状に形成されており、表
板１１の裏面における響口１１１の周囲に固着されてい
る。図８の（Ｂ）に示される響棒１１３Ｂは環状をなし
て構成されている。そして、図８の（Ｃ）に示される響
棒１１３Ｃは矩形の板の中央部に響口１１１と同一形状
の孔が穿設された構成となっている。図８の（Ｄ）にお
いては、長短１対の響棒１１３Ｄ等で響口１１１を囲ん
でいる。

【００１９】図９の（Ａ）〜（Ｂ）は、響棒１１４、１
１４Ａ、１１４Ｂの形状および取付位置を示す図であ
る。この図において、響棒１１２、１１３の取付位置お
よびその形状は図に示されるものと同一である。図７の
（Ａ）〜（Ｄ）に示される響棒１１２、図８の（Ａ）〜
（Ｃ）に示される響棒１１３Ａ〜１１３Ｃ、図９の
（Ａ）〜（Ｂ）に示される響棒１１４Ａ〜１１４Ｂ、お
よびこれらの取付位置を組み合わせても差し支えない。

【００２０】このように構成されたスピーカを２個用い
たスピーカシステムの作用を図１０を用いて説明する。
図１０は、２個のスピーカ１０１、１０２、聴取位置１
０３、音像のそれぞれの位置を図示したものである。部
屋の所定位置にスピーカ１０１、１０２を設置し、聴取
位置１０１に聴取者が立っているとする。そして、それ
ぞれのスピーカ１０１、１０２におけるアクチュエータ
２１に電気信号を印加すると、該電気信号に対応してア
クチュエータ２１は裏板１３を振動させる。裏板１３の
振動は、側板１２および表板１１に伝達し、エンクロー
ジャ１０全体が振動する。アクチュエータ２１が裏板１
３を直接振動させるので、電気信号のエネルギーを効率
良くエンクロージャ１０の振動に変換することができ
る。したがって、従来のようにエンクロージャ１０にス
ピーカユニットを取り付けた場合に比べて、本実施例に
あってはエンクロージャ１０を十分に振動させることが
可能となる。

【００２１】音源Ａ〜Ｄがスピーカ１０１、スピーカ１
０２から発せられるとする。両スピーカの表板１１、側
板１２、裏板１３において、分割振動が生じ、音源Ａ〜
Ｄは両方のスピーカのエンクロージャ１０のそれぞれの
位置で共振し音波となる。音源Ａはエンクロージャ１０
の様々な箇所で共振する為、エンクロージャ１０内部及
び外部において反射、干渉を伴い、種々の位相、方向の
異なる音波を作り、種々の方向に向かって伝播し、ある
ものは壁、床等に反射する。聴取位置１０３においては
種々の経路を伝播した音源Ａ〜Ｄの複数の音波Ａ〜Ｄが
到達する。例えば、スピーカ１０１、スピーカ１０２か
ら発せられた種々の経路を伝播した複数の音波Ａは反
射、干渉、位相差を伴った複数の音波Ａが空間のある点
に一種の音波の焦点を作っているように聴取位置１０３
において合成された振動をする。音波Ｂ〜Ｄも同様に、
空間のある点に一種の音波の焦点を作っているように聴
取位置５１において合成された振動をする。聴取位置１
０３ではスピーカ１０１、スピーカ１０２の間以外の位
置の方向を感じさせる音波も作り出される。

【００２２】したがって、聴取者には音波Ａ〜Ｄによる
複数の音像Ａ１〜Ｄ１が定位して聞こえる。再生する音
により音像Ｂ１がスピーカ１０１、スピーカ１０２に対
して聴取者の後方に定位したり、音像Ｃ１がスピーカ１
０１、スピーカ１０２上方に定位したりする。したがっ
て、本スピーカシステムによれば、立体的な音場を生成
することが可能であるため、臨場感豊かに楽曲を再生す
ることができる。

【００２３】次に、聴取者がその向きを変えたとする。
この場合、音波Ａ〜Ｄの伝播経路が変わるため、聴取位
置１０３において合成される音波Ａ〜Ｄの振動状態も異
なる。したがって、聴取位置１０３における聴取者に
は、音波Ａ〜Ｄによる音像は、Ａ２〜Ｄ２の位置に定位
して聞こえる。すなわち、聴取位置によって、音像が定
位する位置が異なって聞こえる。また、壁、床等の反射
がなくても音像Ａ１〜Ｄ１が定位して聞こえる。

【００２４】本スピーカシステムを構成するスピーカの
位置を変更することにより、音像が定位する位置も変化
する。よって、聴取者の嗜好、再生する楽曲の種類、あ
るいは、リスニングルームの形状等に合わせてスピーカ
の位置を自由に変更しても差し支えない。また、スピー
カシステムを構成するスピーカの個数をさらに増やすこ
とにより、それぞれのスピーカから発せられた音波はさ
らに多くの音の焦点を作っているように聴取者位置にお
いて合成された振動をする。よって、２個のスピーカを
使用した場合と異なる位置に音像を定位させることがで
きる。

【００２５】以上説明したように、本実施例によれば、
それぞれのスピーカの間の空間以外の空間においても音
像を定位させることができる。したがって、聴取者は広
がりのある音場感を得ることが可能となる。

【００２６】なお、本スピーカのエンクロージャ１０
は、その材質、構造において弦楽器の胴の振動原理を適
用したものであるため、エンクロージャ１０に生じる分
割振動も弦楽器の胴に生じる分割振動に類似したものと
なる。したがって、このエンクロージャ１０から発せら
れる音は、弦楽器の音色を備えたものである。例えば、
本スピーカを用いて弦楽器の音を再生すると、リアルな
弦楽器の音を得ることができる。また、ピアノの音、オ
ーケストラの音を再生した場合においては、臨場感のあ
る音を得ることが可能である。ドラの音の再生にあって
は、音像が下から上に移動するように聞こえる。

【００２７】図１１の（Ａ）は、本発明の第２実施例に
係るスピーカシステムを構成するスピーカのエンクロー
ジャ６０およびアクチュエータ２１の斜視図であり、図
１１の（Ｂ）は、その側面図である。本実施例に係るエ
ンクロージャ６０においては、裏板１３が、側板１２の
開口部分から所定の距離だけ内側の位置に固着されてい
る。他の構成および効果については、第１実施例に係る
スピーカシステムを構成するスピーカと同様であるた
め、その説明を省略する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、スピーカシステムにおいて、複数のスピーカの間以
外の空間においても音像を定位させることができるた
め、立体的な音場を生成することが可能となる。よっ
て、楽曲等を聴取する場合において、聴取者は十分な臨
場感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実施例に係るスピーカシステム
を構成するスピーカの斜視図である。

【図２】 本発明の第１実施例に係るスピーカシステム
を構成するスピーカを分解して示す図である。

【図３】 本発明の第１実施例に係る表板を示す図であ
る。

【図４】 本発明の第１実施例に係る裏板を示す図であ
る。

【図５】 本発明の第１実施例に係る裏板を示す図であ
る。

【図６】 本発明の第１実施例に係る側板を示す図であ
る。

【図７】 本発明の第１実施例に係る響棒１１２の形状
および取付位置を種々に変更して示す図である。

【図８】 本発明の第１実施例に係る響棒１１３の形状
および取付位置を示す図である。

【図９】 本発明の第１実施例に係る響棒１１４の形状
および取付位置を示す図である。

【図１０】 本発明の第１実施例に係る２個のスピー
カ、聴取位置、音像のそれぞれの位置を図示したもので
ある。

【図１１】 本発明の第２実施例に係るスピーカシステ
ムを構成するスピーカのエンクロージャおよびアクチュ
エータの斜視図、並びに、その側面図である。

【符号の説明】

１０ エンクロージャ（箱体）、２１ アクチュエータ
（駆動手段）、１１１響口、１１２〜１１４、１２１、
１３１ 響棒

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動可能な板体を大略有底円筒に形成し
   所定位置に響口が設けられた中空の箱体と、 上記箱体の全体が分割振動可能となるよう、該箱体の板
   面の所定位置に取り付けられた響棒と、印加された電気信号に従って箱体の板面を直接振動させ
   るよう、上記箱体の板面上に取り付けられたアクチュエ
   ータと、 を備えたスピーカを複数有してなり、 これらスピーカの箱体の分割振動する各部分から様々な
   方向への音波放射が空間的に合成されることにより、空
   間上に仮想的な音像定位を生じせしめるようにした こと
   を特徴とするスピーカシステム。