JP3743436B2 - スピーカシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスピーカを組み合わせることにより疑似球面波の音波を発生させるスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ピュアオーディオの分野で使用されるスピーカには、十分な音量を確保しつつ、円やかで豊かな音色が得られるものが要求されている。
【０００３】
ところで、従来のスピーカには、振動板をコーン状に形成したコーン型スピーカや、振動板を半球面状に形成してその凸面側を発音部とした、いわゆるドーム型スピーカなどが提供されている（例えば、非特許文献１および特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、従来技術では、同種類の同一口径のスピーカの複数個を直線状あるいは曲線状に配置した、いわゆるトーンゾイレスピーカや、互いに口径の異なるスピーカをスピーカボックスに互いに近接して配置した複合スピーカなども提案されている（例えば、非特許文献２、特許文献２，３等参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
辻重夫編、電気・電子工学大百科事典第２５巻『オーディオビデオ』、１９８３年１１月発行、株式会社電気書院
【非特許文献２】
日本放送協会編、放送技術双書『音響機器』昭和３８年７月１日発行、株式会社技報堂
【特許文献１】
特開平１１−１９６４８５公報
【特許文献２】
特開平２−２３９７９８号公報
【特許文献３】
特開平５−１０３３９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコーン型スピーカは、コーン状をした振動板の前後のピストン運動によって音波を発生するので、大きな音量を容易に得ることができるが、振動板が前後にピストン運動するだけであるから、音波の放射波面は略平面波であって、上記のドーム型スピーカのような球面波ではないので、加振領域と非加振領域の間で空気の乱れ（渦流）が生じ、円やかで豊かな音色を得るのが難しい。なお、ここで言う加振領域とは、振動板の振動によって直接空気が振動させられる振動板の面を底面とする略柱状の領域のことである。
【０００７】
一方、後者のドーム型スピーカは、振動板が膨らんだり縮んだりする膨縮運動をして音波を発生するため、音波は自ずと球面波になっている。そして、このような球面波は、上記のような円やかで豊かな音色を得る上では有利である。しかし、このドーム型スピーカは、コーン型スピーカのように振動板全体が動く構造ではなく、半球面状の振動板の外周縁部のみが強固に保持される構造であり、しかも、膨縮運動により音波を発生する特性上、大きな振幅が望めない。そのため、大きな音量を得るのが難しい。
【０００８】
また、前述した従来のトーンゾイレスピーカは、個々のスピーカの音量や位相を変えることによって特定の方向に鋭い指向性を与えてホールや劇場でのハウリングを減少させるためのものであって、空気の乱れは考慮されておらず、音質を改善しようとするものではない。特に、複数のスピーカを曲線状に配置した構成とする場合には、各スピーカの取付角度や駆動方法が複雑で難しく、またスピーカボックスの構造が複雑で高価になる。
【０００９】
なお、特許文献２には中央のスピーカの音圧を両端のスピーカの音圧より大きくするという記載がある。音圧という場合にはスピーカから一定距離離れた地点に伝わる音の圧力を指すと思われるが、口径の大きなスピーカの場合には小さな振幅でも大きな音圧が得られ、口径の小さなスピーカの場合は大きな振幅でも小さな音圧しか得られないということから分かるように音圧は必ずしもスピーカの振幅を意味するものではない。したがって、音圧に差を持たせたからといって空気の乱れをなくせるものではない。
【００１０】
さらに、複合スピーカは、大小の口径を有する各スピーカに音域を分担させて全体として一様な周波数特性をもつように意図されたもので、上記と同様に、空気の乱れによる音質の劣化を改善しようとするものではない。
【００１１】
それゆえに、本発明の主たる目的は、十分大きな音量を確保しつつ、空気の乱れを無くし、円やかで豊かな音色が得られるスピーカシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次の構成を採る。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明に係るスピーカシステムは、主スピーカとその周囲に配置される副スピーカとを備え、これらの各スピーカを共にピストン振動領域の周波数範囲内でかつ同相で加振し、さらに主スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度よりも副スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度を小さく設定することにより、全体で主スピーカを中心とした疑似球面波を発生させるように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の構成において、前記主スピーカおよび副スピーカは、略同一面上において各音波放射面が互いに重複しない状態でかつ同一方向に向けて配置されており、かつ、前記副スピーカを主スピーカよりも小さい振幅で加振するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明に係るスピーカシステムは請求項２記載の発明の構成において、前記副スピーカは主スピーカよりも口径が大きく、かつ、両スピーカは互いに同軸状に配置されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項３記載の発明の構成において、複数の前記副スピーカを備え、該副スピーカは前記主スピーカから離れるほど小さい振幅で加振されることを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２記載の発明の構成において、複数の前記副スピーカを備え、前記主スピーカは中央に、前記副スピーカは主スピーカの周囲に同心状に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５記載の発明の構成において、前記主スピーカからの距離が異なる複数の副スピーカを備え、該副スピーカは外側ほど小さい振幅で加振されることを特徴としている。
【００１９】
請求項７記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５または請求項６記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように各スピーカが音波放射方向に対して直交する方向に互いに略直線状に配置されており、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項８記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の発明の構成において、主スピーカと副スピーカとは同一面上に配置されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項９記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の構成において、前記主スピーカおよび副スピーカは、各音波放射面が同軸上において互いに所定の間隔を存して重なり合うように前記主スピーカを中心として配置され、また、各スピーカに対しては、各スピーカから放射された音波がこの放射方向と直交する方向に放出されるような音波放出開口部が個別に確保されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項１０記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項９記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、主スピーカに対応する前記音波放出開口部と副スピーカに対応する前記音波放出開口部とが略同じ開口面積を有するように設定され、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを前記主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項１１記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項９記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、前記主スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積が副スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積よりも小さくなるように設定され、かつ、前記主スピーカと副スピーカはいずれもオーディオ信号線に対して並列に接続されていることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図、図２は同スピーカシステムの全体構成図である。
【００２５】
この実施の形態１のスピーカシステム１は、主スピーカ１１と副スピーカ１２とを有する。これらの各スピーカ１１，１２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されている。そして、両スピーカ１１，１２は、スピーカボックス１３の前面側の同一面上において互いに重複しないように同一方向に向けて同軸状に配置されている。
【００２６】
さらに、この場合の各スピーカ１１，１２は、副スピーカ１２の開口面積が、主スピーカ１１の開口面積よりも略２倍程度大きくなるように設定されており、主スピーカ１１と副スピーカ１２とは、共にオーディオ信号線１４に並列に接続されている。
【００２７】
上記構成のスピーカシステム１において、オーディオ信号線１４を介して入力されるオーディオ信号は、主スピーカ１１と副スピーカ１２とに共通に印加される。その際、オーディオ信号の周波数が、各スピーカ１１，１２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ１２は、主スピーカ１１の加振領域から外れた非加振領域において、主スピーカ１１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。ここで、スピーカのピストン運動により空気が加振されることから、スピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は、スピーカのピストン運動の速度、つまりスピーカの振動速度となる。したがって、主スピーカ１１の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度に対して、副スピーカ１２の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は略１／２になり、その結果、図２の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム１全体として見た場合の放射波面は疑似球面波１７になる。
【００２８】
このように、この実施の形態１では、主副の各スピーカ１１，１２は共にコーン型ダイナミックスピーカで構成されているので、ドーム型の同じ大きさのスピーカを使用する場合よりも十分大きな音量が得られる。また、主スピーカ１１と副スピーカ１２は、互いに重複しないように同一面上に配置されており、しかも、副スピーカ１２は、主スピーカ１１の非加振領域を主スピーカ１１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されるので、スピーカシステム１全体としては球面波に近い放射波面となる。このため、円やかで豊かな音色が得られる。また、空気の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができ、しかも音源が散在することがないため、音響定位が安定し、広いリスニングポジジョンが得られる。
【００２９】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図、図４は同スピーカシステムの全体構成図である。
【００３０】
この実施の形態２のスピーカシステム２は、主スピーカ２１とこれを挟むように配置された上下一対の副スピーカ２２とを有する。これらの各スピーカ２１，２２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されており、いずれも同じ音響特性、電気特性を有し、開口面積が略一致するように形成されている。
【００３１】
また、主スピーカ２１による加振領域から外れた非加振領域を副スピーカ２２によって加振できるように、各スピーカ２１，２２がスピーカボックス２３の前面側の同一面上において音波放射方向に対して直交する縦方向に略直線状に配列されている。なお、各スピーカ２１，２２の配列方向はこのような縦方向に限らず、横方向であっても勿論構わない。そして、電気的に見ると、副スピーカ２２同士が互いに直列接続された上で、主スピーカ２１に直結されたオーディオ信号線２４に対して並列に接続されている。
【００３２】
上記構成のスピーカシステム２において、オーディオ信号線２４を介して入力されるオーディオ信号は、中央の主スピーカ２１に対してはそのままの信号レベルで入力されるが、上下の副スピーカ２２は直列接続されているため、各々の副スピーカ２２に対しては略１／２のレベルのオーディオ信号が入力される。
【００３３】
したがって、入力されるオーディオ信号の周波数が各スピーカ２１，２２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ２２は、主スピーカ２１の非加振領域において、主スピーカ２１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。これにより、主スピーカ２１の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度に対して副スピーカ２２の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は略１／２になり、その結果、図４の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム２全体として見た場合の放射波面は疑似球面波２７になる。
【００３４】
このように、この実施の形態２では、主副の各スピーカ２１，２２は、略同じ音響特性を有するコーン型ダイナミックスピーカを組み合わせて構成されているので、主副の各スピーカ２１，２２は小口径のものであっても、全体で大口径スピーカと同程度の音量感と小口径スピーカならではの音の繊細さという両方の特徴を得ることができる。
【００３５】
また、主副の各スピーカ２１，２２はいずれも同一面上において音波放射方向に対して直交する方向に略直線状に配置されていて、しかも、副スピーカ２２は、主スピーカ２１の非加振領域を主スピーカ２１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されるので、スピーカシステム１全体として球面波に近い放射波面となる。その結果、空気の乱れがなく、円やかで豊かな音色が得られる。
【００３６】
さらに、主スピーカ２１と副スピーカ２２とは共にスピーカボックス２３の同一面上において縦一列に配置されているので、スピーカボックス２３の構造が単純となり、また接続もシンプルなので低価格化を図ることができる。
【００３７】
なお、この実施の形態２では、主副の各スピーカ２１，２２を直線状に配置したが、これに限らず、例えば、図５に示すように、主スピーカ２１を中心にして左右上下にそれぞれ副スピーカ２２を配置して疑似球面波を発生させる構成とすることも可能である。さらには、主スピーカ２１を中心にして同心状に副スピーカ２２を配置した構成とすることも可能である。
【００３８】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【００３９】
この実施の形態３におけるスピーカシステム３は、主スピーカ３１とこれを上下で挟むように配置された上下一対の副スピーカ３２とを有する。各スピーカ３１，３２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されており、いずれも同じ音響特性、電気特性を有し、その開口面積が略一致するように形成されている。
【００４０】
さらに、各スピーカ３１，３２は下方に向けてスピーカボックス３３の前面側に取り付けられている。そして、各スピーカボックス３３は、スピーカ３１，３２が同軸上において互いに所定の間隔を存して重なり合うように図示しない支柱等によって一体的に保持されている。
【００４１】
したがって、上側の副スピーカ３２にとっては、その下側のスピーカボックス３３が、主スピーカ３１にとってはその下側のスピーカボックス３３がそれぞれ反射板となり、また、下側の副スピーカ３２にとっては、図示しない支柱が載置される床面３５が反射板となっている。なお、床面３５の代わりに専用の反射板を設けた構成とすることも可能である。
【００４２】
これにより、スピーカボックス３３同士の隙間、あるいはスピーカボックス３３と床面３５との間の隙間によって、各スピーカ３１，３２から放射された音波がこの放射方向と直交する方向において全方位に放出されるような略円柱側面状の音波放出開口部３８，３９がそれぞれ確保されている。しかも、この実施の形態３では、スピーカ３１，３２とその直下のスピーカボックス３３の上面あるいは床面３５との間隔Ｌ０が共に同じ値になるように設定されており、したがって、各スピーカ３１，３２に対応した各音波放出開口部３８，３９の開口面積も略同じ大きさになっている。
【００４３】
さらに、各スピーカ３１，３２は、電気的に見ると副スピーカ３２同士が互いに直列接続された上で、主スピーカ３１に直結されたオーディオ信号線３４に対して並列に接続されている。
【００４４】
上記構成のスピーカシステム３において、オーディオ信号線３４を介して入力されるオーディオ信号は、中央の主スピーカ３１に対してはそのままの信号レベルで入力されるが、上下の副スピーカ３２は直列接続されているため、各々の副スピーカ３２に対しては略１／２のレベルのオーディオ信号が入力される。
【００４５】
したがって、入力されるオーディオ信号の周波数が各スピーカ３１，３２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ３２は、主スピーカ３１の非加振領域において、主スピーカ３１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。
【００４６】
そして、各スピーカ３１，３２から発射された音波は、スピーカボックス３３の上面あるいは床面３５で反射されて、各スピーカ３１，３２に対応して形成された音波放出開口部３８，３９を通過して各スピーカ３１，３２の重複する方向と直交する方向において全方位に放射される。その場合、スピーカ３１，３２とその直下のスピーカボックス３３の上面あるいは床面３５との間隔Ｌ０が共に同じであることから、各スピーカ３１，３２に対応した各音波放出開口部３８，３９の開口面積も略同じ大きさになっている。
【００４７】
したがって、副スピーカ３２が加振されることにより生じるその音波放出開口部３９におけるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は、主スピーカ３１が加振されることにより生じるその音波放出開口部３８のスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度の略１／２になる。その結果、図６の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム３全体として見た場合の放射波面は疑似球面波３７になる。しかも、この疑似球面波３７は全方位に放射されるため無指向性となる。
【００４８】
このように、この実施の形態３のスピーカシステム３は、スピーカシステム３全体として球面波に近い放射波面となり、しかも、無指向性となる。このため、空気の乱れがなく、円やかで豊かで自然な音色が得られる。
【００４９】
［実施の形態４］
図７は本発明の実施の形態４に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【００５０】
この実施の形態４におけるスピーカシステム４は、主スピーカ４１に対応した音波放出開口部４８の開口面積が副スピーカ４２に対応した音波放出開口部４９の開口面積の略１／２になるように、主スピーカ４１とその下側のスピーカボックス４３上面との間隔Ｌ１が副スピーカ４２とその下側のスピーカボックス４３の上面あるいは床面４５との間隔Ｌ２よりも短く設定されるとともに、主スピーカ４１と副スピーカ４２はいずれもオーディオ信号線４４に対して並列に接続されている。なお、４５は床面である。
その他の構成は実施の形態３の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
上記構成のスピーカシステム４において、主スピーカ４１と副スピーカ４２とはいずれもオーディオ信号線４４に対して並列に接続されているので、オーディオ信号線４４を介して入力されるオーディオ信号は、各スピーカ４１，４２に対して同じ信号レベルで加えられる。したがって、入力されるオーディオ信号が各スピーカ４１，４２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ４２は主スピーカ４１と同相でかつ同じ振幅で加振されることになる。
【００５２】
そして、各スピーカ４１，４２から発射された音波は、スピーカボックス４３あるいは床面４５で反射されて、各スピーカ４１，４２に対応した音波放出開口部４８，４９を通過して各スピーカ４１，４２の重複する方向と直交する方向において全方位に放射される。
【００５３】
その場合、この実施の形態４では、主スピーカ４１に対応した音波放出開口部４８の開口面積が副スピーカ４２に対応した音波放出開口部４９の開口面積の略１／２になるように、各隙間の間隔Ｌ１，Ｌ２が設定されているので、主スピーカ４１と副スピーカ４２とが同相でかつ同じ振幅で加振されても、副スピーカ３２が加振されることにより生じるその音波放出開口部４９における音波の放射速度は、主スピーカ４１が加振されることにより生じるその音波放出開口部４８の音波の放射速度の略１／２になる。その結果、図７の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム４全体として見た場合の放射波面は疑似球面波４７になる。しかも、この疑似球面波４７は全方位に放射されるため無指向性となる。
【００５４】
このように、この実施の形態４のスピーカシステム４、スピーカシステム４全体として球面波に近い放射波面となり、しかも、無指向性となる。このため、空気の乱れがなく、円やかで豊かで自然な音色が得られる。
【００５５】
上記の実施の形態１〜４について、次のような変形例や応用例を考えることができる。
【００５６】
上記の各実施の形態１，２では、主スピーカ１１に対して同軸状に１つの副スピーカ１２を配置したり、主スピーカ２１から略等距離の位置に複数の副スピーカ２２を配置しているが、主スピーカを中心としてその周りに同軸状に３重以上の副スピーカを設けたり、また、主スピーカを中心として同心状に副スピーカを多段に渡って設けた構成とすることもできる。それらの場合には、主スピーカからの距離が離れた副スピーカほど小さい振幅で加振されることになる。
【００５７】
さらにまた、上記の各実施の形態１，２では、主スピーカ１１，２１と副スピーカ１２，２２とは共に同一面上に配置した構成としている。このようにすればスピーカシステム全体からの放射波面を球面波に一層近づけることができるため好ましいが、主スピーカ１１，２１に対して副スピーカ１２，２２の位置を多少後退させて配置することも可能である。
【００５８】
上記の実施の形態２，３では、副スピーカ２２，３２を互いに直列接続することによりオーディオ信号の振幅が１／２となるようにしたが、その代わりに、各副スピーカ２２，３２に対して個別にアッテネータを接続して各副スピーカ２２，３２に加わるオーディオ信号の振幅を１／２に減衰させる構成とすることも可能である。さらには、主スピーカの入力インピーダンスより副スピーカ２２，３２の入力インピーダンスを大きくしたり、あるいは副スピーカ２２，３２として主スピーカ２１，３１より能率の悪いものを採用したりすることができる。このようにすれば、主スピーカ２１，３１と副スピーカ２２，３２に同じ振幅のオーディオ信号を印加しても疑似球面波２７，３７を生成することが可能になる。
【００５９】
上記の実施の形態３，４では、主スピーカ３１，４１に対して上下一対の副スピーカ３２，４２を配置しているが、これに限らず、副スピーカ３２，４２をさらに多段にわたって重複配置した構成とすることも可能である。
【００６０】
また、上記の実施の形態３では、オーディオ信号の振幅を主，副のスピーカ３１，３２によって異ならせることで疑似球面波を発生させ、また、実施の形態４では、各スピーカ４１，４２とスピーカボックス４３あるいは床面４５との間隔Ｌ１，Ｌ２を異ならることで疑似球面波を発生させている。しかし、各スピーカ３１，３２または４１，４２に加えるオーディオ信号の振幅が同じで、しかも各スピーカ３１，３２または４１，４２の間隔Ｌ０が全て同じであっても、各スピーカ３１，３２または４１，４２の口径を変えたり、あるいは各スピーカ３１，３２または４１，４２に対応して形成されている音波放出開口部３８，３９または４８，４９にダクト、ポート、スリットなどを設けてその開口面積を変えることで音波の放射速度を調整し、これによって疑似球面波３７，４７を発生させるようにすることも可能である。
【００６１】
さらにまた、本発明は、上記の各実施の形態１〜４に示した構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係るスピーカシステムは、主副の各スピーカはピストン振動により音波を発生すため十分大きな音量が得られる。また、主スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度よりも副スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度を小さく設定することにより、スピーカシステム全体として疑似球面波の音波が放出するようにしているため、空気の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができ、円やかで豊かな音色が得られる。
【００６３】
請求項２は、主スピーカおよび副スピーカは、請求項１記載の発明の効果に加えて、各音波放射面が互いに重複しない状態でかつ同一方向に向けて配置されているので、特性の方向に音波を放射する指向性が要求される場合に適用することができる。
【００６４】
請求項３，４に記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２記載の発明の効果に加えて、主スピーカと副スピーカとが互いに同軸状に配置されているので、音源が散在することがなく、広いリスニングポジジョンが得られる。
【００６５】
請求項５，６記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の効果に加えて、主スピーカを中央にしてその周りに複数の副スピーカが同心状に配置されているので、それぞれのスピーカは小口径のものであっても、全体で大口径スピーカと同程度の音量感と小口径スピーカならではの音の繊細さという両方の特徴を得ることができる。しかも、主スピーカからの放射音がその外側の副スピーカに直接到達するなどして相互の音の干渉による変調現象が生じるのを有効に防止することができ、音の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができる。
【００６６】
請求項７記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５，６記載発明の効果に加えて、極めて簡単な電気的接続構成でもって副スピーカを、主スピーカと同相でかつ約１／２の振幅で加振することができる。さらに、主スピーカと副スピーカとは共に音波放射方向に対して直交する方向に互いに略一列に配置されているので、スピーカボックスの構造が単純となり、接続もシンプルなので低価格化を図ることができる。
【００６７】
請求項８記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１ないし請求項７記載の発明の効果に加えて、主スピーカと副スピーカとが同一面上に配置されているので、スピーカシステムからの放射波面を球面波に一層近づけることができる。
【００６８】
請求項９ないし１１記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の効果に加えて、疑似球面波を全方位に向けて放射することができるため、無指向性のスピーカシステムが得られる。このため、一層円やかな自然な音色になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図５】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態の変形例を示す正面図である。
【図６】 本発明の実施の形態３に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態４に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ スピーカシステム
１１，２１，３１，４１ 主スピーカ
１２，２２，３２，４２ 副スピーカ
１３，２３，３３，４３ スピーカボックス
１４，２４，３４，４４ オーディオ信号線
１７，２７，３７，４７ 疑似球面波
３８，３９，４８，４９ 音波放射開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスピーカを組み合わせることにより疑似球面波の音波を発生させるスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ピュアオーディオの分野で使用されるスピーカには、十分な音量を確保しつつ、円やかで豊かな音色が得られるものが要求されている。
【０００３】
ところで、従来のスピーカには、振動板をコーン状に形成したコーン型スピーカや、振動板を半球面状に形成してその凸面側を発音部とした、いわゆるドーム型スピーカなどが提供されている（例えば、非特許文献１および特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、従来技術では、同種類の同一口径のスピーカの複数個を直線状あるいは曲線状に配置した、いわゆるトーンゾイレスピーカや、互いに口径の異なるスピーカをスピーカボックスに互いに近接して配置した複合スピーカなども提案されている（例えば、非特許文献２、特許文献２，３等参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
辻重夫編、電気・電子工学大百科事典第２５巻『オーディオビデオ』、１９８３年１１月発行、株式会社電気書院
【非特許文献２】
日本放送協会編、放送技術双書『音響機器』昭和３８年７月１日発行、株式会社技報堂
【特許文献１】
特開平１１−１９６４８５公報
【特許文献２】
特開平２−２３９７９８号公報
【特許文献３】
特開平５−１０３３９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコーン型スピーカは、コーン状をした振動板の前後のピストン運動によって音波を発生するので、大きな音量を容易に得ることができるが、振動板が前後にピストン運動するだけであるから、音波の放射波面は略平面波であって、上記のドーム型スピーカのような球面波ではないので、加振領域と非加振領域の間で空気の乱れ（渦流）が生じ、円やかで豊かな音色を得るのが難しい。なお、ここで言う加振領域とは、振動板の振動によって直接空気が振動させられる振動板の面を底面とする略柱状の領域のことである。
【０００７】
一方、後者のドーム型スピーカは、振動板が膨らんだり縮んだりする膨縮運動をして音波を発生するため、音波は自ずと球面波になっている。そして、このような球面波は、上記のような円やかで豊かな音色を得る上では有利である。しかし、このドーム型スピーカは、コーン型スピーカのように振動板全体が動く構造ではなく、半球面状の振動板の外周縁部のみが強固に保持される構造であり、しかも、膨縮運動により音波を発生する特性上、大きな振幅が望めない。そのため、大きな音量を得るのが難しい。
【０００８】
また、前述した従来のトーンゾイレスピーカは、個々のスピーカの音量や位相を変えることによって特定の方向に鋭い指向性を与えてホールや劇場でのハウリングを減少させるためのものであって、空気の乱れは考慮されておらず、音質を改善しようとするものではない。特に、複数のスピーカを曲線状に配置した構成とする場合には、各スピーカの取付角度や駆動方法が複雑で難しく、またスピーカボックスの構造が複雑で高価になる。
【０００９】
なお、特許文献２には中央のスピーカの音圧を両端のスピーカの音圧より大きくするという記載がある。音圧という場合にはスピーカから一定距離離れた地点に伝わる音の圧力を指すと思われるが、口径の大きなスピーカの場合には小さな振幅でも大きな音圧が得られ、口径の小さなスピーカの場合は大きな振幅でも小さな音圧しか得られないということから分かるように音圧は必ずしもスピーカの振幅を意味するものではない。したがって、音圧に差を持たせたからといって空気の乱れをなくせるものではない。
【００１０】
さらに、複合スピーカは、大小の口径を有する各スピーカに音域を分担させて全体として一様な周波数特性をもつように意図されたもので、上記と同様に、空気の乱れによる音質の劣化を改善しようとするものではない。
【００１１】
それゆえに、本発明の主たる目的は、十分大きな音量を確保しつつ、空気の乱れを無くし、円やかで豊かな音色が得られるスピーカシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次の構成を採る。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明に係るスピーカシステムは、主スピーカとその周囲に配置される副スピーカとを備え、これらの各スピーカを共にピストン振動領域の周波数範囲内でかつ同相で加振し、さらに主スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度よりも副スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度を小さく設定することにより、全体で主スピーカを中心とした疑似球面波を発生させるように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の構成において、前記主スピーカおよび副スピーカは、略同一面上において各音波放射面が互いに重複しない状態でかつ同一方向に向けて配置されており、かつ、前記副スピーカを主スピーカよりも小さい振幅で加振するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明に係るスピーカシステムは請求項２記載の発明の構成において、前記副スピーカは主スピーカよりも口径が大きく、かつ、両スピーカは互いに同軸状に配置されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項３記載の発明の構成において、複数の前記副スピーカを備え、該副スピーカは前記主スピーカから離れるほど小さい振幅で加振されることを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２記載の発明の構成において、複数の前記副スピーカを備え、前記主スピーカは中央に、前記副スピーカは主スピーカの周囲に同心状に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５記載の発明の構成において、前記主スピーカからの距離が異なる複数の副スピーカを備え、該副スピーカは外側ほど小さい振幅で加振されることを特徴としている。
【００１９】
請求項７記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５または請求項６記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように各スピーカが音波放射方向に対して直交する方向に互いに略直線状に配置されており、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項８記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の発明の構成において、主スピーカと副スピーカとは同一面上に配置されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項９記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の構成において、前記主スピーカおよび副スピーカは、各音波放射面が同軸上において互いに所定の間隔を存して重なり合うように前記主スピーカを中心として配置され、また、各スピーカに対しては、各スピーカから放射された音波がこの放射方向と直交する方向に放出されるような音波放出開口部が個別に確保されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項１０記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項９記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、主スピーカに対応する前記音波放出開口部と副スピーカに対応する前記音波放出開口部とが略同じ開口面積を有するように設定され、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを前記主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項１１記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項９記載の発明の構成において、前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、前記２つの副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、前記主スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積が副スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積よりも小さくなるように設定され、かつ、前記主スピーカと副スピーカはいずれもオーディオ信号線に対して並列に接続されていることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図、図２は同スピーカシステムの全体構成図である。
【００２５】
この実施の形態１のスピーカシステム１は、主スピーカ１１と副スピーカ１２とを有する。これらの各スピーカ１１，１２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されている。そして、両スピーカ１１，１２は、スピーカボックス１３の前面側の同一面上において互いに重複しないように同一方向に向けて同軸状に配置されている。
【００２６】
さらに、この場合の各スピーカ１１，１２は、副スピーカ１２の開口面積が、主スピーカ１１の開口面積よりも略２倍程度大きくなるように設定されており、主スピーカ１１と副スピーカ１２とは、共にオーディオ信号線１４に並列に接続されている。
【００２７】
上記構成のスピーカシステム１において、オーディオ信号線１４を介して入力されるオーディオ信号は、主スピーカ１１と副スピーカ１２とに共通に印加される。その際、オーディオ信号の周波数が、各スピーカ１１，１２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ１２は、主スピーカ１１の加振領域から外れた非加振領域において、主スピーカ１１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。ここで、スピーカのピストン運動により空気が加振されることから、スピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は、スピーカのピストン運動の速度、つまりスピーカの振動速度となる。したがって、主スピーカ１１の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度に対して、副スピーカ１２の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は略１／２になり、その結果、図２の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム１全体として見た場合の放射波面は疑似球面波１７になる。
【００２８】
このように、この実施の形態１では、主副の各スピーカ１１，１２は共にコーン型ダイナミックスピーカで構成されているので、ドーム型の同じ大きさのスピーカを使用する場合よりも十分大きな音量が得られる。また、主スピーカ１１と副スピーカ１２は、互いに重複しないように同一面上に配置されており、しかも、副スピーカ１２は、主スピーカ１１の非加振領域を主スピーカ１１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されるので、スピーカシステム１全体としては球面波に近い放射波面となる。このため、円やかで豊かな音色が得られる。また、空気の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができ、しかも音源が散在することがないため、音響定位が安定し、広いリスニングポジジョンが得られる。
【００２９】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図、図４は同スピーカシステムの全体構成図である。
【００３０】
この実施の形態２のスピーカシステム２は、主スピーカ２１とこれを挟むように配置された上下一対の副スピーカ２２とを有する。これらの各スピーカ２１，２２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されており、いずれも同じ音響特性、電気特性を有し、開口面積が略一致するように形成されている。
【００３１】
また、主スピーカ２１による加振領域から外れた非加振領域を副スピーカ２２によって加振できるように、各スピーカ２１，２２がスピーカボックス２３の前面側の同一面上において音波放射方向に対して直交する縦方向に略直線状に配列されている。なお、各スピーカ２１，２２の配列方向はこのような縦方向に限らず、横方向であっても勿論構わない。そして、電気的に見ると、副スピーカ２２同士が互いに直列接続された上で、主スピーカ２１に直結されたオーディオ信号線２４に対して並列に接続されている。
【００３２】
上記構成のスピーカシステム２において、オーディオ信号線２４を介して入力されるオーディオ信号は、中央の主スピーカ２１に対してはそのままの信号レベルで入力されるが、上下の副スピーカ２２は直列接続されているため、各々の副スピーカ２２に対しては略１／２のレベルのオーディオ信号が入力される。
【００３３】
したがって、入力されるオーディオ信号の周波数が各スピーカ２１，２２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ２２は、主スピーカ２１の非加振領域において、主スピーカ２１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。これにより、主スピーカ２１の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度に対して副スピーカ２２の加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は略１／２になり、その結果、図４の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム２全体として見た場合の放射波面は疑似球面波２７になる。
【００３４】
このように、この実施の形態２では、主副の各スピーカ２１，２２は、略同じ音響特性を有するコーン型ダイナミックスピーカを組み合わせて構成されているので、主副の各スピーカ２１，２２は小口径のものであっても、全体で大口径スピーカと同程度の音量感と小口径スピーカならではの音の繊細さという両方の特徴を得ることができる。
【００３５】
また、主副の各スピーカ２１，２２はいずれも同一面上において音波放射方向に対して直交する方向に略直線状に配置されていて、しかも、副スピーカ２２は、主スピーカ２１の非加振領域を主スピーカ２１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されるので、スピーカシステム１全体として球面波に近い放射波面となる。その結果、空気の乱れがなく、円やかで豊かな音色が得られる。
【００３６】
さらに、主スピーカ２１と副スピーカ２２とは共にスピーカボックス２３の同一面上において縦一列に配置されているので、スピーカボックス２３の構造が単純となり、また接続もシンプルなので低価格化を図ることができる。
【００３７】
なお、この実施の形態２では、主副の各スピーカ２１，２２を直線状に配置したが、これに限らず、例えば、図５に示すように、主スピーカ２１を中心にして左右上下にそれぞれ副スピーカ２２を配置して疑似球面波を発生させる構成とすることも可能である。さらには、主スピーカ２１を中心にして同心状に副スピーカ２２を配置した構成とすることも可能である。
【００３８】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【００３９】
この実施の形態３におけるスピーカシステム３は、主スピーカ３１とこれを上下で挟むように配置された上下一対の副スピーカ３２とを有する。各スピーカ３１，３２は、例えばコーン型ダイナミックスピーカが使用されており、いずれも同じ音響特性、電気特性を有し、その開口面積が略一致するように形成されている。
【００４０】
さらに、各スピーカ３１，３２は下方に向けてスピーカボックス３３の前面側に取り付けられている。そして、各スピーカボックス３３は、スピーカ３１，３２が同軸上において互いに所定の間隔を存して重なり合うように図示しない支柱等によって一体的に保持されている。
【００４１】
したがって、上側の副スピーカ３２にとっては、その下側のスピーカボックス３３が、主スピーカ３１にとってはその下側のスピーカボックス３３がそれぞれ反射板となり、また、下側の副スピーカ３２にとっては、図示しない支柱が載置される床面３５が反射板となっている。なお、床面３５の代わりに専用の反射板を設けた構成とすることも可能である。
【００４２】
これにより、スピーカボックス３３同士の隙間、あるいはスピーカボックス３３と床面３５との間の隙間によって、各スピーカ３１，３２から放射された音波がこの放射方向と直交する方向において全方位に放出されるような略円柱側面状の音波放出開口部３８，３９がそれぞれ確保されている。しかも、この実施の形態３では、スピーカ３１，３２とその直下のスピーカボックス３３の上面あるいは床面３５との間隔Ｌ０が共に同じ値になるように設定されており、したがって、各スピーカ３１，３２に対応した各音波放出開口部３８，３９の開口面積も略同じ大きさになっている。
【００４３】
さらに、各スピーカ３１，３２は、電気的に見ると副スピーカ３２同士が互いに直列接続された上で、主スピーカ３１に直結されたオーディオ信号線３４に対して並列に接続されている。
【００４４】
上記構成のスピーカシステム３において、オーディオ信号線３４を介して入力されるオーディオ信号は、中央の主スピーカ３１に対してはそのままの信号レベルで入力されるが、上下の副スピーカ３２は直列接続されているため、各々の副スピーカ３２に対しては略１／２のレベルのオーディオ信号が入力される。
【００４５】
したがって、入力されるオーディオ信号の周波数が各スピーカ３１，３２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ３２は、主スピーカ３１の非加振領域において、主スピーカ３１と同相でかつ約１／２の振幅で加振されることになる。
【００４６】
そして、各スピーカ３１，３２から発射された音波は、スピーカボックス３３の上面あるいは床面３５で反射されて、各スピーカ３１，３２に対応して形成された音波放出開口部３８，３９を通過して各スピーカ３１，３２の重複する方向と直交する方向において全方位に放射される。その場合、スピーカ３１，３２とその直下のスピーカボックス３３の上面あるいは床面３５との間隔Ｌ０が共に同じであることから、各スピーカ３１，３２に対応した各音波放出開口部３８，３９の開口面積も略同じ大きさになっている。
【００４７】
したがって、副スピーカ３２が加振されることにより生じるその音波放出開口部３９におけるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度は、主スピーカ３１が加振されることにより生じるその音波放出開口部３８のスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度の略１／２になる。その結果、図６の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム３全体として見た場合の放射波面は疑似球面波３７になる。しかも、この疑似球面波３７は全方位に放射されるため無指向性となる。
【００４８】
このように、この実施の形態３のスピーカシステム３は、スピーカシステム３全体として球面波に近い放射波面となり、しかも、無指向性となる。このため、空気の乱れがなく、円やかで豊かで自然な音色が得られる。
【００４９】
［実施の形態４］
図７は本発明の実施の形態４に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【００５０】
この実施の形態４におけるスピーカシステム４は、主スピーカ４１に対応した音波放出開口部４８の開口面積が副スピーカ４２に対応した音波放出開口部４９の開口面積の略１／２になるように、主スピーカ４１とその下側のスピーカボックス４３上面との間隔Ｌ１が副スピーカ４２とその下側のスピーカボックス４３の上面あるいは床面４５との間隔Ｌ２よりも短く設定されるとともに、主スピーカ４１と副スピーカ４２はいずれもオーディオ信号線４４に対して並列に接続されている。なお、４５は床面である。
その他の構成は実施の形態３の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
上記構成のスピーカシステム４において、主スピーカ４１と副スピーカ４２とはいずれもオーディオ信号線４４に対して並列に接続されているので、オーディオ信号線４４を介して入力されるオーディオ信号は、各スピーカ４１，４２に対して同じ信号レベルで加えられる。したがって、入力されるオーディオ信号が各スピーカ４１，４２のピストン振動領域の周波数範囲内である場合、副スピーカ４２は主スピーカ４１と同相でかつ同じ振幅で加振されることになる。
【００５２】
そして、各スピーカ４１，４２から発射された音波は、スピーカボックス４３あるいは床面４５で反射されて、各スピーカ４１，４２に対応した音波放出開口部４８，４９を通過して各スピーカ４１，４２の重複する方向と直交する方向において全方位に放射される。
【００５３】
その場合、この実施の形態４では、主スピーカ４１に対応した音波放出開口部４８の開口面積が副スピーカ４２に対応した音波放出開口部４９の開口面積の略１／２になるように、各隙間の間隔Ｌ１，Ｌ２が設定されているので、主スピーカ４１と副スピーカ４２とが同相でかつ同じ振幅で加振されても、副スピーカ３２が加振されることにより生じるその音波放出開口部４９における音波の放射速度は、主スピーカ４１が加振されることにより生じるその音波放出開口部４８の音波の放射速度の略１／２になる。その結果、図７の二点鎖線で示すように、このスピーカシステム４全体として見た場合の放射波面は疑似球面波４７になる。しかも、この疑似球面波４７は全方位に放射されるため無指向性となる。
【００５４】
このように、この実施の形態４のスピーカシステム４、スピーカシステム４全体として球面波に近い放射波面となり、しかも、無指向性となる。このため、空気の乱れがなく、円やかで豊かで自然な音色が得られる。
【００５５】
上記の実施の形態１〜４について、次のような変形例や応用例を考えることができる。
【００５６】
上記の各実施の形態１，２では、主スピーカ１１に対して同軸状に１つの副スピーカ１２を配置したり、主スピーカ２１から略等距離の位置に複数の副スピーカ２２を配置しているが、主スピーカを中心としてその周りに同軸状に３重以上の副スピーカを設けたり、また、主スピーカを中心として同心状に副スピーカを多段に渡って設けた構成とすることもできる。それらの場合には、主スピーカからの距離が離れた副スピーカほど小さい振幅で加振されることになる。
【００５７】
さらにまた、上記の各実施の形態１，２では、主スピーカ１１，２１と副スピーカ１２，２２とは共に同一面上に配置した構成としている。このようにすればスピーカシステム全体からの放射波面を球面波に一層近づけることができるため好ましいが、主スピーカ１１，２１に対して副スピーカ１２，２２の位置を多少後退させて配置することも可能である。
【００５８】
上記の実施の形態２，３では、副スピーカ２２，３２を互いに直列接続することによりオーディオ信号の振幅が１／２となるようにしたが、その代わりに、各副スピーカ２２，３２に対して個別にアッテネータを接続して各副スピーカ２２，３２に加わるオーディオ信号の振幅を１／２に減衰させる構成とすることも可能である。さらには、主スピーカの入力インピーダンスより副スピーカ２２，３２の入力インピーダンスを大きくしたり、あるいは副スピーカ２２，３２として主スピーカ２１，３１より能率の悪いものを採用したりすることができる。このようにすれば、主スピーカ２１，３１と副スピーカ２２，３２に同じ振幅のオーディオ信号を印加しても疑似球面波２７，３７を生成することが可能になる。
【００５９】
上記の実施の形態３，４では、主スピーカ３１，４１に対して上下一対の副スピーカ３２，４２を配置しているが、これに限らず、副スピーカ３２，４２をさらに多段にわたって重複配置した構成とすることも可能である。
【００６０】
また、上記の実施の形態３では、オーディオ信号の振幅を主，副のスピーカ３１，３２によって異ならせることで疑似球面波を発生させ、また、実施の形態４では、各スピーカ４１，４２とスピーカボックス４３あるいは床面４５との間隔Ｌ１，Ｌ２を異ならることで疑似球面波を発生させている。しかし、各スピーカ３１，３２または４１，４２に加えるオーディオ信号の振幅が同じで、しかも各スピーカ３１，３２または４１，４２の間隔Ｌ０が全て同じであっても、各スピーカ３１，３２または４１，４２の口径を変えたり、あるいは各スピーカ３１，３２または４１，４２に対応して形成されている音波放出開口部３８，３９または４８，４９にダクト、ポート、スリットなどを設けてその開口面積を変えることで音波の放射速度を調整し、これによって疑似球面波３７，４７を発生させるようにすることも可能である。
【００６１】
さらにまた、本発明は、上記の各実施の形態１〜４に示した構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係るスピーカシステムは、主副の各スピーカはピストン振動により音波を発生すため十分大きな音量が得られる。また、主スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度よりも副スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度を小さく設定することにより、スピーカシステム全体として疑似球面波の音波が放出するようにしているため、空気の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができ、円やかで豊かな音色が得られる。
【００６３】
請求項２は、主スピーカおよび副スピーカは、請求項１記載の発明の効果に加えて、各音波放射面が互いに重複しない状態でかつ同一方向に向けて配置されているので、特性の方向に音波を放射する指向性が要求される場合に適用することができる。
【００６４】
請求項３，４に記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項２記載の発明の効果に加えて、主スピーカと副スピーカとが互いに同軸状に配置されているので、音源が散在することがなく、広いリスニングポジジョンが得られる。
【００６５】
請求項５，６記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の効果に加えて、主スピーカを中央にしてその周りに複数の副スピーカが同心状に配置されているので、それぞれのスピーカは小口径のものであっても、全体で大口径スピーカと同程度の音量感と小口径スピーカならではの音の繊細さという両方の特徴を得ることができる。しかも、主スピーカからの放射音がその外側の副スピーカに直接到達するなどして相互の音の干渉による変調現象が生じるのを有効に防止することができ、音の乱れが少なく、音を無理なく伝えることができる。
【００６６】
請求項７記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項５，６記載発明の効果に加えて、極めて簡単な電気的接続構成でもって副スピーカを、主スピーカと同相でかつ約１／２の振幅で加振することができる。さらに、主スピーカと副スピーカとは共に音波放射方向に対して直交する方向に互いに略一列に配置されているので、スピーカボックスの構造が単純となり、接続もシンプルなので低価格化を図ることができる。
【００６７】
請求項８記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１ないし請求項７記載の発明の効果に加えて、主スピーカと副スピーカとが同一面上に配置されているので、スピーカシステムからの放射波面を球面波に一層近づけることができる。
【００６８】
請求項９ないし１１記載の発明に係るスピーカシステムは、請求項１記載の発明の効果に加えて、疑似球面波を全方位に向けて放射することができるため、無指向性のスピーカシステムが得られる。このため、一層円やかな自然な音色になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態を示す正面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図５】 本発明の実施の形態２に係るスピーカシステムにおいて、スピーカの配置状態の変形例を示す正面図である。
【図６】 本発明の実施の形態３に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態４に係るスピーカシステムの全体構成図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ スピーカシステム
１１，２１，３１，４１ 主スピーカ
１２，２２，３２，４２ 副スピーカ
１３，２３，３３，４３ スピーカボックス
１４，２４，３４，４４ オーディオ信号線
１７，２７，３７，４７ 疑似球面波
３８，３９，４８，４９ 音波放射開口部
Claims (11)
- 主スピーカとその周囲に配置される副スピーカとを備え、これらの各スピーカを共にピストン振動領域の周波数範囲内でかつ同相で加振し、さらに主スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度よりも副スピーカの加振で生じるスピーカの加振に伴う空気粒子の振動速度を小さく設定することにより、全体で主スピーカを中心とした疑似球面波を発生させるように構成されていることを特徴とするスピーカシステム。
- 前記主スピーカおよび副スピーカは、略同一面上において互いに重複しない状態でかつ同一方向に向けて配置されており、かつ、前記副スピーカを主スピーカよりも小さい振幅で加振するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカシステム。
- 前記副スピーカは主スピーカよりも口径が大きく、かつ、両スピーカは互いに同軸状に配置されていることを特徴とする請求項２記載のスピーカシステム。
- 複数の前記副スピーカを備え、該副スピーカは前記主スピーカから離れるほど小さい振幅で加振されることを特徴とする請求項３記載のスピーカシステム。
- 複数の前記副スピーカを備え、前記主スピーカは中央に、前記副スピーカは主スピーカの周囲に同心状に配置されていることを特徴とする請求項２記載のスピーカシステム。
- 前記主スピーカからの距離が異なる複数の副スピーカを備え、該副スピーカは外側ほど小さい振幅で加振されることを特徴とする請求項５記載のスピーカシステム。
- 前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、２つの前記副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように各スピーカが音波放射方向に対して直交する方向に互いに略直線状に配置されており、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴とする請求項５または請求項６記載のスピーカシステム。
- 前記主スピーカと副スピーカとは同一面上に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
- 前記主スピーカおよび副スピーカは、同軸上において互い
に所定の間隔を存して重なり合うように前記主スピーカを中心として配置され、また、各スピーカに対しては、各スピーカから放射された音波がこの放射方向と直交する方向に放出されるような音波放出開口部が個別に確保されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカシステム。 - 前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、２つの前記副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、前記主スピーカに対応する前記音波放出開口部と前記副スピーカに対応する前記音波放出開口部とが略同じ開口面積を有するように設定され、かつ、前記副スピーカ同士を互いに直列接続した上で、これを前記主スピーカのオーディオ信号線に並列に接続して構成されていることを特徴とする請求項９記載のスピーカシステム。
- 前記主スピーカと副スピーカとは略同じ音響特性を有し、２つの前記副スピーカの間に前記主スピーカが位置するように配置されるとともに、前記主スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積が前記副スピーカに対応する前記音波放出開口部の開口面積よりも小さくなるように設定され、かつ、前記主スピーカと前記副スピーカはいずれもオーディオ信号線に対して並列に接続されていることを特徴とする請求項９記載のスピーカシステム。
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