JP3801491B2

JP3801491B2 - Speaker system

Info

Publication number: JP3801491B2
Application number: JP2001369008A
Authority: JP
Inventors: 健岩山; 努吉岡
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP2003169391A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a speaker system having specific frequency characteristics conformable to the installation environment or the installation purpose. <P>SOLUTION: A speaker unit 1 has a peak in the intermediate sound region because it has a specific directivity. An equalizer 30 provided on the input side of the speaker unit 1 processes an inputted voice signal before being fed to the speaker unit 1. The equalizer 30 is switched, by switching operation of switches 34 and 36, to any one of a state where the voice signal is fed, as it is, to the speaker unit, a state where a resistor 38, a choke coil 40 and a capacitor 42 are connected to flatten the peak part in the frequency characteristics of the speaker unit 1, and a state where the resistor 38 and the capacitor 42 are connected in parallel to attenuate the low sound region of the frequency characteristics of the speaker unit 1. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカシステムに関し、特に、周波数特性を調整することが可能なスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカからオーディオ信号を拡声する場合、オーディオ信号をパワーアンプによって増幅し、スピーカに供給することが行われている。ところで、スピーカでは、スピーカ自体が或る周波数特性を有している。例えば、音の届く範囲を限定するように設計したことにより、特定の周波数帯域においてピークを生じるような周波数特性となることがある。その周波数特性を、スピーカの設置場所の状況や、設置目的に合わせて、変更することがある。
【０００３】
スピーカの周波数特性を変更する技術としては、アクティブイコライジングとパッシブイコライジングとが、知られている。アクティブイコライジングは、オーディオ信号をパワーアンプに供給する前に、グラフィックイコライザ等によってイコライジングを行うものである。パッシブイコライジングは、パワーアンプとスピーカとの間に、チョークコイル、コンデンサ及び抵抗器などを組み合わせた回路を挿入して、イコライジングを行うものである。通常、この回路は、スピーカのスピーカボックス内に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アクティブイコライジングは、かなり自由にイコライジングを行うことができるが、グラフィックイコライザを使用しなければならず、システムが高価になる。最適なイコライジング特性は、各スピーカごとに異なり、また同じスピーカシステムであっても、設置環境や設置目的によっても異なる。そのため、或る設置環境や設置目的に応じて設置されたスピーカシステムに対しては、それに対応するように設定されたグラフィックイコライザしか使用することができず、喩え同じスピーカであっても、他の設置環境や設置目的にあるスピーカに対しては、別にグラフィックイコライザを設けて、その設置環境や設置目的に応じた設定にそのグラフィックイコライザを調整しなければならない。
【０００５】
パッシブイコライジングでは、スピーカ個々にその設置環境や使用目的に応じて調整できるが、得られる周波数特性は１種類のみである。周波数特性を変更可能とするためには、上述した回路を複数スピーカボックス内に組み込む必要がある。特に、スピーカボックス内のスペースが少ない場合には、上述した回路を複数組み込むことができなかった。
【０００６】
本発明は、特定の周波数特性を持つスピーカシステムにおいて、パワーアンプよりも前段においてグラフィックイコライザ等を使用してイコライジングを行うことなく、設置場所の環境や設置目的に合わせた周波数特性が得られるスピーカシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスピーカシステムは、特定の指向性を有するスピーカユニットを備えている。このスピーカユニットは、特定の指向性を有することにより、このスピーカユニットの周波数特性にピークを持っている。スピーカユニットとしては種々のものを使用することができ、例えばホーンスピーカまたはコーンスピーカとすることもできる。このスピーカユニットの入力側に周波数特性変更手段が設けられている。この周波数特性変更手段は、入力された音声信号を処理して、スピーカユニットに供給する。この周波数特性変更手段は、第１及び第２の状態を有し、そのうち選択されたものに切り換えられる。第１の状態は、前記音声信号をそのまま前記スピーカユニットに供給するものである。第２の状態は、スピーカユニットの周波数特性における前記ピーク部分を平坦にするように、前記音声信号の周波数特性を変更するピーク平坦状態、前記スピーカユニットにおける周波数特性の低域部分を減衰させるように前記音声信号の周波数特性を変更する低域減衰状態と、前記スピーカユニットにおける周波数特性の低域部分をカットするように前記音声信号の周波数特性を変更する低域カット状態のうち、予め定められたものである。前記スピーカユニットは、前面に開口を有するホーンと、このホーン内に設けられた音源と、前記ホーン内における前記音源よりも前方の位置に設けられた指向性制御器とを、具備している。
【０００８】
このように構成されたスピーカシステムでは、周波数特性変更手段を第１の状態に切り換えると、音声信号はそのままスピーカユニットに供給される。従って、このスピーカユニットの周波数特性は、特定の周波数にピークを持つものとなり、その特定の周波数において大きな音量で拡声を行うことができる。また、周波数特性変更手段を第２の状態、例えばピーク平坦状態に切り換えると、スピーカユニットの周波数特性は、ピークが平坦とされた、即ち低音域から高音域までがほぼ平坦な周波数特性となり、一般的な設置場所において、音楽もアナウンスも良好な音質で拡声することができる。或いは第２の状態を低域減衰状態としたとき、スピーカユニットの周波数特性は、低音域が減衰されたものとなる。従って、このスピーカユニットを残響の多い場所で使用しても、低音域が過多になって明瞭度を悪くすることを防止することができる。また、スピーカユニットは、例えばピークが生じている周波数帯から高音域に特定の指向性を有することがあり、このピークが生じている周波数帯よりも低い低音域の周波数では、特定の指向性を有していないので、不要な範囲に低音域の音が拡声されることがある。第２の状態が低域カット状態であると、これを防止できる。また、指向性制御器を設けていない通常のホーンスピーカでは、ホーンのスロートを中心とする概ね球面状の音波面が形成され、これに沿った指向角で音が出力される。この場合、音波面の中央が最も外方側に膨らんでいる。これに対し、指向性制御器をホーン内に設けた場合、ホーン内に複数の副ホーンが形成される。各副ホーンから放射される音波面は、これら副ホーンの中央に対応する位置が最も膨らみ、指向性制御器の前端部で最も窪んだ形状となる。従って、各副ホーンの開口面から放射される音波面を合成したものは、指向性制御器の前端部に対応する位置で膨らみが抑制され、指向性制御器を設けていないホーンスピーカと比較して、音波面がより平面波に近い形状になり、狭い指向性を持たせることができる。
【０００９】
また、第２の状態が前記ピーク平坦状態であって、更に前記周波数特性変更手段が、前記低域減衰状態または前記低域カット状態である第３の状態を有し、第１乃至第３の状態のうち選択されたものに切り換えられるようにすることもできる。
【００１０】
また、第２の状態が前記低域減衰状態であって、さらに前記周波数特性変更手段が、前記低域カット状態である第４の状態を有し、第１、第２及び第４の状態のうち選択されたものに切り換えられるようにすることもできる。
【００１１】
また、上述した第１、第２及び第３の状態を周波数特性変更手段が有する状態において、第３の状態が前記低域減衰状態であって、更に前記周波数特性変更手段が、前記低域カット状態である第５の状態を有し、第１、第２、第３及び第５の状態のうち選択されたものに切り換えられるように構成することもできる。
【００１２】
また、上述したスピーカユニットを、コーンスピーカと、このコーンスピーカの前方に配置された指向性制御器とを、具備するものに変更し、上述した各種変更を行うこともできる。指向性制御器は、コーンスピーカの前面に対向する後端部と、この後端部よりも前方に位置する前端部とを、有し、前記後端部は前方に向かって凹に湾曲し、前記前端部は前方に向かって凸に湾曲し、前記指向性制御器をその前方から見たときの最大径が、前記コーンスピーカの実効振動径とほぼ等しいかこれよりも大きくされていることが望ましい。
【００１３】
一般に、コーンスピーカの指向性は、振動面にある第１の点から放音される音波と、第１の点とコーンスピーカの中心軸に対して対称位置となる振動面の第２の点から放音される音波が、コーンスピーカの前方における第３の点で、両音波の位相差によって打ち消される現象によって導かれる。従って、コーン口径が小さく、第１及び第２の点の距離差が小さいスピーカでは、位相差がその音の半波長となる第３の点は、スピーカ中心軸からかなり離れた位置であり、指向性が広くなる。ところが、このスピーカユニットでは、指向性制御器をコーンスピーカの前方に設けてあるので、第１の点から放音された音波は、指向性制御器に沿って前方に伝搬するので、その伝搬距離は、第２の点から放音された音波よりも長くなる。従って、両音波の位相差が両音波の半波長となる第３の点は、指向性制御器を設けていない場合よりもスピーカ中心軸に近い位置となる。従って、このスピーカユニットは狭指向性を持つ。特に、指向性制御器の最大径を実効振動径とほぼ等しいかこれよりも大きくしたなら、指向性制御器に沿って音波が伝搬する距離を長くでき、より効率的に狭指向性とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態のスピーカシステムは、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなスピーカユニット、例えばホーンスピーカ１を有している。このホーンスピーカ１は、ホーン２を備えたものである。ホーン２は、２つの対向して形成された２つのホーン内面４ａ、４ｂからなる。これらホーン内面４ａ、４ｂは、間隔を隔てて配置された２つの中空の双峰部６ａ、６ｂの内側面である。２つの双峰部６ａ、６ｂは、長手のベース８の長手方向に間隔を隔てて配置されている。ホーン２は、このような構成であるので、図３（ｂ）における上下方向が開口されたものである。
【００２６】
ホーン内面４ａ、４ｂは、ベース８の長さ方向及び幅方向の中心、即ちホーンの中央に垂直に立てた中心軸に、線対称に形成されており、これらホーン内面４ａ、４ｂの距離は、前面側から後方に向かうに従って滑らかに減少している。このホーン２は、図３（ａ）に示すように、開口径Ｄ、長さＬが例えば約２６０ｍｍ、約１５０ｍｍである。このホーン２では、開口径Ｄと長さＬとの比が約１．７であり、長さＬが開口径Ｄに比較して短い。また、スロート角度θは約３０度である。ホーン内面４ａ、４ｂの形状としては、パラボリック型、コニカル型、エクスポネンシャル型またはハイパラボリック型等公知の種々の形状とすることができる。このホーン２は、例えば合成樹脂製である。
【００２７】
このホーン内面４ａ、４ｂの後端部よりも奥側に、音源部、例えばコーンスピーカ１０が配置されている。このコーンスピーカ１０も、その中心軸が、上記ベース８に立てた中心軸（ホーン２の中央）上に位置するように、かつその放射面がホーン２の開口側を向くように、取り付けられている。コーンスピーカ１０は、コーン１０ａを有している。コーン１０ａの最大径は約１１０ｍｍである。コーン１０ａの中央にダストキャップ１０ｂが設けられている。さらに、コーンスピーカ１０は、マグネット１０ｃを有し、かつポールピース（図示せず）が設けられたベース１０ｄを有している。
【００２８】
このホーン２の内部であって、コーンスピーカ１０よりも前方に、指向性制御器１２が配置されている。この指向性制御器１２は、概略卵型をなす中空体に形成されている。この指向性制御器１２の周面の中途に設けた２つのフィン１４、１４によって、ホーン内面４ａ、４ｂに、指向性制御器１２が固定されている。この指向性制御器１２も合成樹脂製である。
【００２９】
この指向性制御器１２は、コーンスピーカ１０側に後端部１３が位置し、ホーン２の開口側に前端部１５が位置している。この後端部１３の中央と前端部１５の中央とを繋ぐ中心軸線が、ベース８の上記中心軸線上に位置している。この指向性制御器１２では、上記中心軸に沿う縦断面形状が、図３（ａ）に示すように構成され、この縦断面形状はベース８の中心軸線を対称軸とする線対称な形状に形成されている。
【００３０】
この指向性制御器１２では、その後端部１３の中央は、ダストキャップ１０ｂと近似形状をなす凹部１６とされている。コーン１０ａの中央から外方側へ向かう中途までの前面の形状と近似の形状になるように、この凹部１６の周縁から外方に向かうに従って、徐々に径が増大する湾曲部１８が形成されている。この湾曲部１８は、指向性制御器１２の内部に向かって凹に形成されている。
【００３１】
この湾曲部１８の前周縁から前面に向かって周面部１９が形成されている。この周面部１９は、全体的に見て、指向性制御器１２の内側から、外方に向かって非凹な形状、例えば凸に形成されている。周面部１９では、湾曲部１８の前端縁から湾曲部２０が前端部１５側に伸びている。この湾曲部２０は、径が徐々に増大するが、指向性制御器１２の内部から、外方に向かって凸に形成されている。この湾曲部２０の前端縁からほぼ同一の径を維持して、周面部１９の胴部２２がフィン１４付近まで伸びている。フィン１４と指向性制御器１２とは一体に形成されている。この胴部２２の前端縁から徐々に径を縮小しながら、指向性制御器１２の前端部１５に向かって、湾曲部２４が形成されている。この湾曲部２４は、指向性制御器１２の内部から外方に向かって凸に形成されている。
【００３２】
この指向性制御器１２の前端部１５は、尖ってなく、丸みを持っており、後端部１３の最大径よりも小さくされている。
【００３３】
このように構成されているので、湾曲部２０、胴部２２、湾曲部２４からなる周面部１９の全域には、全く括れた部分がなく、滑らかに形成されている。
【００３４】
指向性制御器１２の前端部１５は、ホーン２の前面開口から非突出であり、例えば前面開口から約３５ｍｍ奥側に位置している。即ち、ホーン２の長さＬの約０．２倍の長さだけホーン２の開口面から奥側に位置している。この指向性制御器１２の前後方向の長さＬ１は、約１２８ｍｍであり、ホーン２の長さＬよりも短く形成されている。また、ホーン２の前面側から見た最大径の部分Ｄ１、即ち胴部２２の径は、約８８ｍｍに形成され、ホーン２の開口径Ｄよりも小さく、またコーンスピーカ１０のコーン１０ａをホーン２の前面側から見た場合の、コーン１０ａの実効振動径（コーンスピーカの最外周部の蛇腹部分中央から内側の距離）にほぼ等しく、例えば実効振動径の約９０パーセントとされている。なお、胴部２２の径は、実効振動径の９０パーセント以上とすることもできる。
【００３５】
さらに、指向性制御器１２の前後方向の長さＬ１は、指向性制御器１２の最大径Ｄ１よりも大きく形成されている。また、指向性制御器１２の後端部１３とコーンスピーカ１０とは比較的接近して配置され、例えば振動面と指向性制御器１２の後端部１３とが接しない範囲で近接して配置され、具体的には実効振動径の１０パーセント以下で、振動面が指向性制御器１２に接触しない範囲で近接して配置されている。例えば凹所１６の外縁からダストキャップの先端までの距離Ｌ３は約１０ｍｍに設定されている。
【００３６】
このように構成されたホーンスピーカでは、指向性制御器１２を設けているので、ホーン２内に複数、例えば２つの副ホーンが幾分間隔をおいて形成されたのと等価になる。しかも、これら副ホーンは、この実施の形態では、同一形状で、ホーン２と同じ指向角を持っている。
【００３７】
ところで、指向性制御器１２を設けなかった場合、ホーン２から放射される音の音波面は、ホーン２の開口面において図４に符号ａで示すように球面となり、この球面に垂直な方向に音は広がっていく。この球面は、ホーンの開口面を基準として見た場合、ホーン軸上部分が最も膨らんだ形状であるため、広い指向性を持つ。
【００３８】
一方、指向性制御器１２を設けた場合、各副ホーンから放射される音波面は、図４に符号ｂで示すように、各副ホーンの中央部に対応する部分がホーン２の開口面を基準として見た場合、最も膨らみ、逆に指向性制御器１２の前端部１５で最も窪んだ球面波となる。これら球面波が合成されて、符号ｂ１、ｂ２で示すような、即ち、ホーン２の中央部分の膨らみが抑えられた形状に、指向性制御器１２を設けたことによって音波面が制御されている。従って、例えば符号ａ１とｂ２とで示すように、ホーン２の前方の同じ位置に存在する、指向性制御器１２を設けた場合の音波面と、設けない場合の音波面とを比較すると、指向性制御器１２を設けた方が、設けない場合よりも、より平面波に近い形状に音波面がなる。従って、音は、この波面に垂直な方向に広がるが、その広がりが抑えられ、指向角度が鋭い、即ちホーン長が長いホーンによる音波面が形成されたのと等価になる。なお、このような音波面の制御は、主に中音域において有効である。
【００３９】
また、指向性制御器１２の後端部とコーンスピーカ１０とが作る空間の点ｄ、ｅから例えば高音域の或る周波数の同じ音が放音された場合、点ｄからの音は、例えば実線で示すように直進し、例えば点ｆに到達する。一方、点ｅからの音は、例えば実線で示すように、指向性制御器１２の長さ方向に沿って前端部１５に到達して、点ｆ側に回り込み、点ｆに到達する。このとき、点ｅからの音の伝搬距離が、点ｄからの音の伝搬距離よりも長く、両音には位相差が生じる。この位相差がちょうど１８０度の場合、ディップが生じる。このようにしても、このホーンスピーカは、指向性制御器１２を設けていない場合よりも、特に高音域で有効である。
【００４０】
従って、このホーンスピーカ２は、或る周波数において指向性制御器１２を設けていない場合よりも狭くなった一点鎖線で示すような指向性を持つ。他の周波数においても、同様にして、狭くなった指向性を持つ。従って、このホーンスピーカ２は、全体として中音域から高音域にかけて指向性を持っている。
【００４１】
良好な指向性を得るために、前端部１５は、ホーン２の開口面から突出しないこと、前端部１５が丸みを持つこと、指向性制御器１２の周面部１９に括れが無いこと、指向性制御器１２の最大径Ｄが、コーンスピーカ１０の実効振動径にほぼ等しいかこれよりも大きいこと、指向性制御器１２の周面１９が外方に向かって凸に形成されていること、指向性制御器１２の長さＬが最大径Ｄよりも大きいことが、望ましい。
【００４２】
また、このホーンスピーカでは、指向性制御器１２は、コーンスピーカ１０に接近して配置されているので、コーンスピーカ１０から放出された音は確実に指向性制御器１２の前端部１５を回り込み、指向性の良好な制御が行える。もし、指向性制御器１２とコーンスピーカ１０との間に大きな間隔があったならば、指向性制御器１２の後端部１３を回り込む音が多くなり、前端部１５側を回り込む音が少なくなり、指向性の良好な制御が行えない。また、指向性制御器１２の音源と向かい合う面、この実施の形態では凹部１６、湾曲部１８の形状を、コーン１０ａの形状に近似させているので、指向性制御器１２を設けたことによる高音域の劣化を防止することができる。
【００４３】
このホーンスピーカ１は、指向性制御器１２を設けることによって中音域以上、例えば中音域から高音域にかけて指向性を有することによって、ホーンスピーカ１の中心軸上でスピーカ１より約１ｍ離れた位置で測定した周波数特性は、中音域、例えば図２に符号Ａで示すように、２ｋＨｚ付近にピークを持っている。
【００４４】
このホーンスピーカ１には、このホーンスピーカ１がどのような環境下にどのような目的で設置されても、その環境及び目的に対応した周波数特性をホーンスピーカ１が持つように、図１に示すような周波数特性変更手段、例えば可変パッシブイコライザ３０が設けられている。このイコライザ３０は、例えば双峰部６ａ、６ｂのうち一方の内部に収容されている。
【００４５】
このイコライザ３０は、入力端子３２ａ、３２ｂを有している。入力端子３２ａは、図示していないパワーアンプの出力端子の正極側に接続され、入力端子３２ｂは、このパワーアンプの出力端子の負極側に接続されている。
【００４６】
イコライザ３０は、更に切換手段、例えば２つの切換スイッチ３４、３６を有している。これら切換スイッチ３４、３６は、例えば２回路４接点の連動スイッチで、接触子３４ａ、３６ａを有している。切換スイッチ３４は、接触子３４ａが接触する４つの接点３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅを有している。切換スイッチ３６も、接触子３６ａが接触する４つの接点３６ｂ乃至３６ｅを有している。接触子３４ａが接点３４ｂに接触しているとき、接触子３６ａが接点３６ｂに接触し、接触子３４ａが接点３４ｃに接触しているとき、接触子３６ａが接点３６ｃに接触し、接触子３４ａが接点３４ｄに接触しているとき、接触子３６ａが接点３６ｄに接触し、接触子３４ａが接点３４ｅに接触しているとき、接触子３６ａが接点３６ｅに接触する。
【００４７】
切換スイッチ３４の接点３４ｂとスピーカユニット１の一方の入力側との間に抵抗器３８が接続されている。接点３４ｃ、３４ｅは空き接点とされ、接点３４ｄは接点３４ｂと接続されている。
【００４８】
切換スイッチ３６の接点３６ｂとスピーカユニット１の一方の入力側との間にはインダクタンス素子、例えばチョークコイル４０が接続されている。接点３６ｃは直接にスピーカユニット１の一方の入力側に接続され、接点３６ｄ、３６ｅは共に空き接点とされている。
【００４９】
また、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の入力側との間には、直接に容量素子、例えばコンデンサ４２が接続されている。
【００５０】
この実施の形態では、抵抗器３８には抵抗値が３０Ωのものが、チョークコイル４０にはインダクタンスが１．５ｍＨのものが、コンデンサ４２には容量が３．３ｕＦのものが、それぞれ使用されている。また、スピーカユニット１の他方の入力側は、入力端子３２ｂに直接に接続されている。
【００５１】
切換スイッチ３４、３６の接触子３４ａ、３６ａが接点３４ｂ、３６ｂに接触している状態では、抵抗器３８、チョークコイル４０及びコンデンサ４２が並列回路を構成し、パワーアンプとスピーカユニット１との間に接続されている。この状態が、特許請求の範囲で言う第２の状態に相当する。このとき、抵抗器３８、チョークコイル４０及びコンデンサ４２の値を上述した値に選択しているので、スピーカユニット１の周波数特性が、図２に符号Ｂで示すように、例えば約５００Ｈｚ付近から約３ｋＨｚの中音域の周波数帯がほぼ均一な音圧レベルとなるように、この並列回路が音声信号を処理している。即ち、スピーカユニット１の約２ｋＨｚ付近にあるピークが抑えられている。その結果、一般的な設置場所であって、音響環境が良好で、音楽もアナウンスも良好な音質で提供したい場所には、第２の状態にするのが最適である。このように周波数特性を制御しても、指向性制御器１２を設けることによって持たせた指向性は維持されている。
【００５２】
切換スイッチ３４、３６の接触子３４ａ、３６ａが、接点３４ｃ、３６ｃに接触している状態では、コンデンサ４２が短絡され、入力端子３２ａからの音声信号はそのままスピーカユニット１に供給される。この状態が特許請求の範囲で言う第１の状態に相当する。上述したようにスピーカユニット１は指向性制御器１２を設けることによって、中音域から高音域において指向性を狭くしてある。そのために、図２に符号Ａで示すように２ｋＨｚ付近にピークを持つ。この特性は、２ｋＨｚ付近での音量が大きくなるので、アナウンスの明瞭度を向上させるために効果的である。従って、騒音の大きい場所で、このスピーカユニット１を使用する場合には、第１の状態に切り換える。無論、指向性制御器１２によって持たせた指向性は維持されている。
【００５３】
切換スイッチ３４、３６の接触子３４ａ、３６ａが接点３４ｄ、３６ｄに接触している状態では、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の端子との間には、抵抗器３８とコンデンサ４２との並列回路が接続される。この状態が、特許請求の範囲で言う第３の状態に相当する。抵抗器３８とコンデンサ４２との値は上述した値に選択され、その結果、この並列回路は、図２に符号Ｃで示すようにスピーカユニット１の周波数特性において低音域、例えば約５００Ｈｚより低い帯域の音圧レベルが下がるように、スピーカユニット１に供給される音声信号の周波数特性を調整している。これは、例えばスピーカユニット１の設置場所が残響の多い場所であって、低音域の残響時間が長く、低音域がこもり、明瞭度が下がりやすい場合に、適したものである。この場合でも、指向性制御器１２によって持たせた指向性は維持されている。
【００５４】
切換スイッチ３４、３６の接触子３４ａ、３６ａが接点３４ｅ、３６ｅに接触している状態では、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の端子との間にはコンデンサ４２のみが接続される。この状態が特許請求の範囲で言う第４の状態に相当する。上述したように、このスピーカユニット１は、指向性を狭くしているが、実際に指向性が狭くなっているのは約２ｋＨｚ以上の帯域である。従って、これよりも低い周波数帯では狭い指向性が得られて無く、不要な範囲に低音域の音声を拡声していることになる。そこで、２ｋＨｚ以上での指向性を維持しつつ、不要な範囲に低音域の音を拡声したくない場合には、第４の状態に切り換えて、図２に符号Ｄで示すように、スピーカユニット１の周波数特性において約１．５ｋＨｚ以下の音がカットされるように、コンデンサ４２が音声信号を処理している。
【００５５】
このイコライザ３０では、図２の符号Ａ乃至Ｄに示す周波数特性のうち、切換スイッチ３４、３６の操作によって選択されたものに、スピーカユニット１の周波数特性を調整することができる。そのために、使用されている周波数特性を変更するための素子は、抵抗器３８、チョークコイル４０、コンデンサ４２がそれぞれ１つずつである。これは、切換スイッチ３４、３６を用いて、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の入力端子との間に、抵抗器３８、チョークコイル４０及びコンデンサ４２が並列に接続された状態、いずれの素子も接続されていない状態、抵抗器３８とコンデンサ４２とが並列に接続された状態、コンデンサ４２のみが接続されている状態のうち、１つを作り出しているからである。従って、使用部品点数を少なくすることができ、イコライザ３０を収容するスペースが双峰部６ａ、６ｂに少ししかない場合でも、イコライザ３０を収容することができる。
【００５６】
例えば、第１の抵抗器とチョークコイルと第１のコンデンサとで、第２の状態用の第１の並列回路を形成し、第２の抵抗器と第２のコンデンサとで第３の状態用の第２の並列回路を形成し、第４の状態用の第３のコンデンサを用意し、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の入力端子との間に、これらのうち１つまたは第１の状態（スピーカユニットと入力端子３２ａとが直接に接続された状態）に、１つの切換スイッチを用いて、切り換えることも考えられる。しかし、この場合、第１の並列回路、第２の並列回路及び第３のコンデンサを、双峰部６ａ、６ｂに全て収容しなければならず、多くのスペースが必要になる。この実施の形態では、上述したように、イコライザを収容するために多くのスペースは不要である。
【００５７】
第１乃至第４の状態のうち第２乃至第４の３つの状態においてコンデンサ４２が使用されている。しかも、これら３つの状態では、常にコンデンサ４２は、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の入力端子との間に接続され、これらの間から除去されるのは、第１の状態のときのみである。そのため、コンデンサ４２は、切換スイッチ３２、３４の各接点のいずれにも接続されず、入力端子３２ａとスピーカユニット１の一方の入力端子との間に直接に接続されている。
【００５８】
上記の実施の形態では、スピーカユニットの周波数特性は、２ｋＨｚにピークを持つものとしたが、高音域または低音域にピークを持つものとすることもできる。この場合、抵抗器３８、チョークコイル４０及びコンデンサ４２の値は、上述したものとは異なる値に変更する必要がある。また、上記の実施の形態では、抵抗器３８、チョークコイル４０及びコンデンサ４２を並列に接続する他に、抵抗器３８とコンデンサ４２とを並列に接続したが、この他に、このスピーカユニットの設置環境や使用目的に応じた音質とするために、チョークコイルと抵抗器との組合せを使用することもある。
【００５９】
上記の実施の形態では、第１乃至第４の状態のいずれかに周波数特性を切り換えられるように構成したが、必ずしも全ての状態に切り換えられるように構成する必要はなく、例えば第１の状態と第２の状態とのみに切り換えられるように構成したり、第１乃至第３の状態のいずれかに切り換えられるように構成してもよい。或いは、第１の状態、第２の状態及び第４の状態のいずれかに切り換えられるように構成したり、第１の状態と第３の状態（請求項５で言う第５の状態と第６の状態）の間で切り換えられるように構成することもできるし、第１、第３及び第４の状態（請求項６で言う第５、第６、第７の状態）のいずれかに切り換えられるように構成することもできるし、第１及び第４の状態（請求項７で言う第８及び第９の状態）のいずれかに切り換えられるように構成することもできる。
【００６０】
或いは、第２の状態と第３の状態の間で切り換えられるように構成することもできるし、第２の状態と第４の状態の間で切り換えられるように構成することもできるし、第２、第３及び第４の状態の間で切り換えられるように構成することもできる。
【００６１】
上記の実施の形態では、ホーンスピーカ１の音源として、コーンスピーカを使用したが、ホーンスピーカに通常使用されるドーム型に類似したドライバユニットを音源として使用することもできる。上記の実施の形態では、指向性制御器１２の周面部１９には、径が一定の胴部２２を設けたが、これを除去して、湾曲部２０から直ちに湾曲部２４に結合した形状とすることもできる。この場合、湾曲部２０、２４の結合面は滑らかにすることが望ましい。また指向性制御器１２の前端部１５をホーン２の開口面よりも奥側に設けたが、前端部１５がホーン２の開口面に位置させてもよい。上記の実施の形態では、ホーン２の図２（ｂ）における上下方向を開放してあるので、指向性制御器を配置することによって２つの副ホーンしか構成されていないが、例えばホーン２の形状を前面開口側から見て円形、矩形、多角形等のものとすると、副ホーンの数を３以上とすることもできる。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、ホーンスピーカ１を使用したが、これに代えてコーンスピーカを使用することもできる。即ち、図３（ａ）、（ｂ）の構成においてホーン２を除去した構成とすることもできる。但し、この場合でも、このコーンスピーカ１０の前方に指向性制御器１２を、配置する。指向性制御器１２は、コーンスピーカ１０の前面に対向する後端部１３と、この後端部１３よりも前方に位置する前端部１５とを、有し、後端部１３は前方に向かって凹に湾曲し、前端部１５は前方に向かって凸に湾曲し、指向性制御器１２をその前方から見たときの最大径が、コーンスピーカの実効振動径とほぼ等しいかこれよりも大きくされている。
【００６３】
上記の実施の形態では、指向性制御器１２を用いて、指向性を制御したが、他の方法、例えば同一周波数特性を持つ複数のスピーカを直線配列または曲面配列にして、指向性を持たせてもよいし、ディフューザや音響レンズを設けて指向性を持たせてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特定の周波数にピークを持つ周波数特性のスピーカユニットであっても、グラフィックイコライザのような高価な機器を使用せずに、このスピーカの設置場所や設置目的に合わせた周波数特性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態のスピーカシステムのブロック図である。
【図２】図１のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図３】図１のスピーカシステムにおいて使用されるスピーカの縦断面図及び平面図である。
【図４】図３のスピーカの動作説明図である。
【符号の説明】
１スピーカユニット
３０パッシブイコライザ（周波数特性変更手段）
３４３６切換スイッチ（切換手段）
３８抵抗器
４０チョークコイル（インダクタンス素子）
４２コンデンサ（容量素子）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker system, and more particularly to a speaker system capable of adjusting frequency characteristics.
[0002]
[Prior art]
When amplifying an audio signal from a speaker, the audio signal is amplified by a power amplifier and supplied to the speaker. By the way, the speaker itself has a certain frequency characteristic. For example, there may be a frequency characteristic that causes a peak in a specific frequency band by designing so as to limit the range in which the sound reaches. The frequency characteristics may be changed according to the situation of the installation location of the speaker and the installation purpose.
[0003]
As a technique for changing the frequency characteristics of a speaker, active equalizing and passive equalizing are known. In active equalization, an audio signal is equalized by a graphic equalizer or the like before an audio signal is supplied to a power amplifier. Passive equalization is performed by inserting a circuit combining a choke coil, a capacitor, a resistor, and the like between a power amplifier and a speaker. Normally, this circuit is placed in the speaker box of the speaker.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, although active equalization can be performed fairly freely, a graphic equalizer must be used and the system becomes expensive. Optimum equalizing characteristics are different for each speaker, and even for the same speaker system, it varies depending on the installation environment and installation purpose. Therefore, for a speaker system installed according to a certain installation environment or installation purpose, only a graphic equalizer set so as to correspond to it can be used. For a speaker in an installation environment or installation purpose, a graphic equalizer must be provided separately, and the graphic equalizer must be adjusted to a setting according to the installation environment or installation purpose.
[0005]
In passive equalization, each speaker can be adjusted according to its installation environment and purpose of use, but only one type of frequency characteristic can be obtained. In order to be able to change the frequency characteristics, it is necessary to incorporate the above-described circuit into a plurality of speaker boxes. In particular, when the space in the speaker box is small, a plurality of the circuits described above cannot be incorporated.
[0006]
The present invention relates to a speaker system having specific frequency characteristics, in which a frequency characteristic suitable for the environment and installation purpose of an installation place is obtained without performing equalization using a graphic equalizer or the like before the power amplifier. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The speaker system according to the present invention includes a speaker unit having specific directivity. Since this speaker unit has a specific directivity, the speaker unit has a peak in frequency characteristics. Various types of speaker units can be used. For example, a horn speaker or a cone speaker can be used. Frequency characteristic changing means is provided on the input side of the speaker unit. This frequency characteristic changing means processes the input audio signal and supplies it to the speaker unit. The frequency characteristic changing means has first and second states, and is switched to the selected one. In the first state, the audio signal is supplied to the speaker unit as it is. The second state is a peak flat state in which the frequency characteristic of the audio signal is changed so as to flatten the peak part in the frequency characteristic of the speaker unit, and a low frequency part of the frequency characteristic in the speaker unit is attenuated. The low-frequency attenuation state for changing the frequency characteristic of the audio signal and the low-frequency cut state for changing the frequency characteristic of the audio signal so as to cut the low-frequency portion of the frequency characteristic in the speaker unit are predetermined. Is. The speaker unit includes a horn having an opening on the front surface, a sound source provided in the horn, and a directivity controller provided at a position in front of the sound source in the horn.
[0008]
In the speaker system configured as described above, when the frequency characteristic changing unit is switched to the first state, the audio signal is supplied to the speaker unit as it is. Therefore, the frequency characteristic of the speaker unit has a peak at a specific frequency, and it is possible to perform loudspeaking at a large volume at the specific frequency. Further, when the frequency characteristic changing means is switched to the second state, for example, the peak flat state, the frequency characteristic of the speaker unit is a flat frequency characteristic, that is, a frequency characteristic that is substantially flat from the low range to the high range. In a typical installation location, music and announcements can be amplified with good sound quality. Alternatively, when the second state is the low-frequency attenuation state, the frequency characteristics of the speaker unit are those in which the low-frequency range is attenuated. Therefore, even if this speaker unit is used in a place with a lot of reverberation, it is possible to prevent the low frequency range from being excessive and degrading the clarity. In addition, the speaker unit may have a specific directivity from a frequency band where a peak is generated to a high sound range, for example, and a specific directivity is used at a low frequency lower than the frequency band where the peak is generated. Since it does not have, the sound of a low range may be amplified to an unnecessary range. This can be prevented if the second state is a low-frequency cut state. Further, in a normal horn speaker not provided with a directivity controller, a substantially spherical sound surface centering on the throat of the horn is formed, and sound is output at a directivity angle along this. In this case, the center of the sound wave surface swells most outward. On the other hand, when the directivity controller is provided in the horn, a plurality of sub horns are formed in the horn. The sound wave surface radiated from each sub horn has the most swelled position corresponding to the center of these sub horns, and the most concave shape at the front end of the directivity controller. Therefore, the synthesized sound wave surface radiated from the opening surface of each sub-horn is suppressed from bulging at the position corresponding to the front end of the directivity controller, and compared to a horn speaker without a directivity controller. Thus, the sound wave surface has a shape closer to a plane wave, and can have narrow directivity.
[0009]
Further, the second state is the peak flat state, and the frequency characteristic changing means further includes a third state that is the low-frequency attenuation state or the low-frequency cut state, and the first to third states It is also possible to switch to a selected one of the states.
[0010]
Further, the second state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing means further includes a fourth state that is the low-frequency cut state, and each of the first, second, and fourth states It is also possible to switch to the selected one.
[0011]
Further, in the state where the frequency characteristic changing means has the first, second and third states described above, the third state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing means further includes the low-frequency cut. It can also be configured to have a fifth state, which is a state, and to switch to a selected one of the first, second, third and fifth states.
[0012]
Moreover, the above-mentioned various changes can also be made by changing the above-described speaker unit to one having a cone speaker and a directivity controller disposed in front of the cone speaker. The directivity controller has a rear end portion facing the front surface of the cone speaker and a front end portion positioned in front of the rear end portion, and the rear end portion is concavely curved forward. The front end is convexly curved forward, and the maximum diameter when the directivity controller is viewed from the front is approximately equal to or larger than the effective vibration diameter of the cone speaker. desirable.
[0013]
In general, the directivity of a cone speaker is determined from the sound wave emitted from the first point on the vibration surface and the second point of the vibration surface that is symmetrical with respect to the first point and the central axis of the cone speaker. The sound wave to be emitted is guided by a phenomenon that is canceled by the phase difference between the two sound waves at the third point in front of the cone speaker. Therefore, in a speaker having a small cone diameter and a small distance difference between the first and second points, the third point where the phase difference is a half wavelength of the sound is a position far away from the center axis of the speaker, The nature becomes wide. However, in this speaker unit, since the directivity controller is provided in front of the cone speaker, the sound wave emitted from the first point propagates forward along the directivity controller. Becomes longer than the sound wave emitted from the second point. Therefore, the third point at which the phase difference between the two sound waves is a half wavelength of both sound waves is closer to the speaker central axis than when the directivity controller is not provided. Therefore, this speaker unit has a narrow directivity. In particular, if the maximum diameter of the directivity controller is approximately equal to or greater than the effective vibration diameter, the distance that the sound wave propagates along the directivity controller can be increased, and the narrow directivity can be made more efficient. Can do.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The speaker system of one embodiment of the present invention has a speaker unit, for example, a horn speaker 1 as shown in FIGS. The horn speaker 1 includes a horn 2. The horn 2 is composed of two horn inner surfaces 4a and 4b formed opposite to each other. These horn inner surfaces 4a and 4b are inner surfaces of two hollow bimodal portions 6a and 6b that are spaced apart from each other. The two bimodal portions 6 a, 6 b are arranged at an interval in the longitudinal direction of the long base 8. Since the horn 2 has such a configuration, the vertical direction in FIG. 3B is opened.
[0026]
The horn inner surfaces 4a and 4b are formed in line symmetry with respect to the center in the length direction and the width direction of the base 8, that is, the central axis standing perpendicular to the center of the horn. The distance between the horn inner surfaces 4a and 4b is It decreases smoothly from the front side toward the rear. As shown in FIG. 3A, the horn 2 has an opening diameter D and a length L of, for example, about 260 mm and about 150 mm. In the horn 2, the ratio of the opening diameter D to the length L is approximately 1.7, and the length L is shorter than the opening diameter D. The throat angle θ is about 30 degrees. As the shape of the horn inner surfaces 4a and 4b, various known shapes such as a parabolic type, a conical type, an exponential type or a high parabolic type can be used. The horn 2 is made of, for example, a synthetic resin.
[0027]
A sound source section, for example, a cone speaker 10 is arranged behind the rear end portions of the horn inner surfaces 4a and 4b. The cone speaker 10 is also mounted so that its central axis is located on the central axis (the center of the horn 2) standing on the base 8 and its radiation surface faces the opening side of the horn 2. Yes. The cone speaker 10 has a cone 10a. The maximum diameter of the cone 10a is about 110 mm. A dust cap 10b is provided at the center of the cone 10a. Further, the cone speaker 10 has a base 10d having a magnet 10c and a pole piece (not shown).
[0028]
A directivity controller 12 is disposed inside the horn 2 and in front of the cone speaker 10. This directivity controller 12 is formed in a hollow body having a substantially egg shape. The directivity controller 12 is fixed to the horn inner surfaces 4 a and 4 b by two fins 14 and 14 provided in the middle of the peripheral surface of the directivity controller 12. This directivity controller 12 is also made of synthetic resin.
[0029]
The directivity controller 12 has a rear end portion 13 located on the cone speaker 10 side and a front end portion 15 located on the opening side of the horn 2. A central axis that connects the center of the rear end 13 and the center of the front end 15 is located on the central axis of the base 8. In this directivity controller 12, the vertical cross-sectional shape along the central axis is configured as shown in FIG. 3A, and the vertical cross-sectional shape is a line-symmetrical shape with the central axis of the base 8 as the symmetry axis. Is formed.
[0030]
In the directivity controller 12, the center of the rear end portion 13 is a recess 16 that has an approximate shape with the dust cap 10b. A curved portion 18 whose diameter gradually increases from the periphery of the concave portion 16 toward the outside is formed so as to have a shape approximate to the shape of the front surface from the center of the cone 10a toward the middle. Yes. The curved portion 18 is formed concave toward the inside of the directivity controller 12.
[0031]
A peripheral surface portion 19 is formed from the front peripheral edge of the curved portion 18 toward the front surface. The peripheral surface portion 19 is formed in a non-concave shape, for example, a convex shape from the inside of the directivity controller 12 toward the outside as a whole. In the peripheral surface portion 19, the bending portion 20 extends from the front end edge of the bending portion 18 to the front end portion 15 side. The curved portion 20 gradually increases in diameter, but is formed so as to protrude outward from the directivity controller 12. The body portion 22 of the peripheral surface portion 19 extends to the vicinity of the fin 14 while maintaining substantially the same diameter from the front end edge of the curved portion 20. The fin 14 and the directivity controller 12 are integrally formed. A curved portion 24 is formed toward the front end portion 15 of the directivity controller 12 while gradually reducing the diameter from the front end edge of the body portion 22. The curved portion 24 is formed so as to protrude outward from the inside of the directivity controller 12.
[0032]
The front end portion 15 of the directivity controller 12 is not pointed but rounded, and is smaller than the maximum diameter of the rear end portion 13.
[0033]
Since it is configured in this manner, the entire peripheral surface portion 19 including the bending portion 20, the body portion 22, and the bending portion 24 has no constricted portion and is formed smoothly.
[0034]
The front end portion 15 of the directivity controller 12 does not protrude from the front opening of the horn 2, and is located, for example, about 35 mm deep from the front opening. That is, it is located on the far side from the opening surface of the horn 2 by a length of about 0.2 times the length L of the horn 2. The length L1 of the directivity controller 12 in the front-rear direction is about 128 mm, which is shorter than the length L of the horn 2. Further, the maximum diameter portion D1 viewed from the front side of the horn 2, that is, the diameter of the trunk portion 22, is formed to be about 88 mm, which is smaller than the opening diameter D of the horn 2, and the cone 10a of the cone speaker 10 is connected to the horn 2. Is substantially equal to the effective vibration diameter of the cone 10a (a distance from the center of the bellows portion at the outermost periphery of the cone speaker), for example, about 90 percent of the effective vibration diameter. The diameter of the body portion 22 can be 90% or more of the effective vibration diameter.
[0035]
Further, the length L1 in the front-rear direction of the directivity controller 12 is formed larger than the maximum diameter D1 of the directivity controller 12. Further, the rear end portion 13 of the directivity controller 12 and the cone speaker 10 are disposed relatively close to each other, for example, close to each other within a range where the vibration surface and the rear end portion 13 of the directivity controller 12 do not contact each other. Specifically, they are arranged close to each other within a range where the vibration surface does not contact the directivity controller 12 at 10% or less of the effective vibration diameter. For example, the distance L3 from the outer edge of the recess 16 to the tip of the dust cap is set to about 10 mm.
[0036]
In the horn speaker configured as described above, since the directivity controller 12 is provided, it is equivalent to a plurality of, for example, two sub-horns formed in the horn 2 at some intervals. Moreover, these sub-horns have the same shape and the same directivity angle as the horn 2 in this embodiment.
[0037]
By the way, when the directivity controller 12 is not provided, the sound wave surface of the sound radiated from the horn 2 becomes a spherical surface as indicated by the symbol a in FIG. The sound spreads. This spherical surface has a wide directivity because the horn axis portion is most swollen when viewed from the opening surface of the horn.
[0038]
On the other hand, when the directivity controller 12 is provided, the sound wave surface radiated from each sub horn is the portion corresponding to the central portion of each sub horn as shown by the symbol b in FIG. When viewed as a reference, the spherical wave swells most and conversely becomes the most depressed spherical wave at the front end portion 15 of the directivity controller 12. These spherical waves are combined, and the sound wave surface is controlled by providing the directivity controller 12 in a shape as shown by reference numerals b 1 and b 2, that is, in a shape in which the bulge of the central portion of the horn 2 is suppressed. . Therefore, for example, as indicated by reference signs a1 and b2, when the sound wave surface with the directivity controller 12 provided at the same position in front of the horn 2 is compared with the sound wave surface with no directivity, the directivity is obtained. When the property controller 12 is provided, the sound wave surface has a shape closer to a plane wave than when the property controller 12 is not provided. Therefore, the sound spreads in a direction perpendicular to the wavefront, but the spread is suppressed, and this is equivalent to the formation of a sound wave surface by a horn having a sharp directivity angle, that is, a long horn length. Such control of the sound wave surface is effective mainly in the midrange.
[0039]
Further, when the same sound having a certain frequency in the high frequency range is emitted from the points d and e in the space formed by the rear end portion of the directivity controller 12 and the cone speaker 10, the sound from the point d is, for example, Go straight as indicated by the solid line, for example, to reach point f. On the other hand, the sound from the point e reaches the front end portion 15 along the length direction of the directivity controller 12, for example, as shown by a solid line, wraps around the point f side, and reaches the point f. At this time, the propagation distance of the sound from the point e is longer than the propagation distance of the sound from the point d, and a phase difference occurs between the two sounds. When this phase difference is exactly 180 degrees, a dip occurs. Even if it does in this way, this horn speaker is especially effective in a high sound range rather than the case where the directivity controller 12 is not provided.
[0040]
Therefore, this horn speaker 2 has directivity as shown by a one-dot chain line that is narrower than when the directivity controller 12 is not provided at a certain frequency. Similarly, other frequencies have a narrow directivity. Therefore, the horn speaker 2 as a whole has directivity from the middle sound range to the high sound range.
[0041]
In order to obtain good directivity, the front end portion 15 does not protrude from the opening surface of the horn 2, the front end portion 15 is rounded, the peripheral surface portion 19 of the directivity controller 12 is not constricted, and directivity The maximum diameter D of the controller 12 is approximately equal to or larger than the effective vibration diameter of the cone speaker 10, the peripheral surface 19 of the directivity controller 12 is formed to be convex outward, and the directivity It is desirable that the length L of the sex controller 12 is larger than the maximum diameter D.
[0042]
In this horn speaker, since the directivity controller 12 is disposed close to the cone speaker 10, the sound emitted from the cone speaker 10 surely goes around the front end 15 of the directivity controller 12, Control with good directivity can be performed. If there is a large interval between the directivity controller 12 and the cone speaker 10, the sound that wraps around the rear end portion 13 of the directional controller 12 increases, and the sound that wraps around the front end portion 15 side decreases. , Good directivity control can not be performed. Further, the surface of the directivity controller 12 facing the sound source, in this embodiment, the shape of the concave portion 16 and the curved portion 18 is approximated to the shape of the cone 10a. It is possible to prevent deterioration of the sound range.
[0043]
The horn speaker 1 has a directivity controller 12 to provide a directivity from the mid range or higher, for example, from the mid range to the high range, so that the horn speaker 1 is located about 1 m away from the speaker 1 on the central axis of the horn speaker 1. The measured frequency characteristic has a peak in the middle sound range, for example, in the vicinity of 2 kHz as indicated by reference numeral A in FIG.
[0044]
The horn speaker 1 is shown in FIG. 1 so that the horn speaker 1 has a frequency characteristic corresponding to the environment and the purpose regardless of the environment in which the horn speaker 1 is installed. Such frequency characteristic changing means, for example, a variable passive equalizer 30 is provided. The equalizer 30 is accommodated in one of the twin peak portions 6a and 6b, for example.
[0045]
The equalizer 30 has input terminals 32a and 32b. The input terminal 32a is connected to the positive side of the output terminal of the power amplifier (not shown), and the input terminal 32b is connected to the negative side of the output terminal of this power amplifier.
[0046]
The equalizer 30 further includes switching means, for example, two changeover switches 34 and 36. These changeover switches 34 and 36 are, for example, two-circuit, four-contact interlocking switches, and have contacts 34a and 36a. The changeover switch 34 has four contacts 34b, 34c, 34d, and 34e with which the contact 34a comes into contact. The changeover switch 36 also has four contacts 36b to 36e with which the contact 36a contacts. When the contact 34a is in contact with the contact 34b, the contact 36a is in contact with the contact 36b. When the contact 34a is in contact with the contact 34c, the contact 36a is in contact with the contact 36c, and the contact 34a is When the contact 34d contacts the contact 36d, the contact 36a contacts the contact 36d. When the contact 34a contacts the contact 34e, the contact 36a contacts the contact 36e.
[0047]
A resistor 38 is connected between the contact 34 b of the changeover switch 34 and one input side of the speaker unit 1. The contacts 34c and 34e are vacant contacts, and the contact 34d is connected to the contact 34b.
[0048]
An inductance element such as a choke coil 40 is connected between the contact 36 b of the changeover switch 36 and one input side of the speaker unit 1. The contact 36c is directly connected to one input side of the speaker unit 1, and both the contacts 36d and 36e are vacant contacts.
[0049]
Further, a capacitive element, for example, a capacitor 42 is directly connected between the input terminal 32 a and one input side of the speaker unit 1.
[0050]
In this embodiment, the resistor 38 has a resistance value of 30Ω, the choke coil 40 has an inductance of 1.5 mH, and the capacitor 42 has a capacitance of 3.3 uF. Yes. The other input side of the speaker unit 1 is directly connected to the input terminal 32b.
[0051]
In a state where the contacts 34a and 36a of the changeover switches 34 and 36 are in contact with the contacts 34b and 36b, the resistor 38, the choke coil 40 and the capacitor 42 constitute a parallel circuit, and between the power amplifier and the speaker unit 1. It is connected to the. This state corresponds to the second state referred to in the claims. At this time, since the values of the resistor 38, the choke coil 40, and the capacitor 42 are selected as described above, the frequency characteristic of the speaker unit 1 is, for example, about 500 Hz from about 500 Hz as shown in FIG. The parallel circuit processes the audio signal so that the frequency band in the mid range of 3 kHz has a substantially uniform sound pressure level. That is, the peak in the vicinity of about 2 kHz of the speaker unit 1 is suppressed. As a result, the second state is optimal for a general installation place where the acoustic environment is good and music and announcements are to be provided with good sound quality. Thus, even if the frequency characteristic is controlled, the directivity provided by providing the directivity controller 12 is maintained.
[0052]
When the contacts 34a and 36a of the changeover switches 34 and 36 are in contact with the contacts 34c and 36c, the capacitor 42 is short-circuited, and the audio signal from the input terminal 32a is supplied to the speaker unit 1 as it is. This state corresponds to the first state in the claims. As described above, the speaker unit 1 is provided with the directivity controller 12 so that the directivity is narrowed from the middle sound range to the high sound range. Therefore, as shown by the symbol A in FIG. This characteristic is effective for improving the intelligibility of the announcement because the volume around 2 kHz increases. Accordingly, when the speaker unit 1 is used in a noisy place, the first state is switched. Of course, the directivity provided by the directivity controller 12 is maintained.
[0053]
When the contacts 34a and 36a of the changeover switches 34 and 36 are in contact with the contacts 34d and 36d, a resistor 38 and a capacitor 42 are arranged in parallel between the input terminal 32a and one terminal of the speaker unit 1. The circuit is connected. This state corresponds to the third state referred to in the claims. The values of the resistor 38 and the capacitor 42 are selected as described above. As a result, this parallel circuit has a low frequency range, for example, a band lower than about 500 Hz, in the frequency characteristic of the speaker unit 1 as shown by reference numeral C in FIG. The frequency characteristic of the audio signal supplied to the speaker unit 1 is adjusted so that the sound pressure level of the speaker unit 1 decreases. This is suitable, for example, when the installation location of the speaker unit 1 is a place where there is a lot of reverberation, the reverberation time in the low sound range is long, the low sound range is muddy, and the intelligibility tends to decrease. Even in this case, the directivity provided by the directivity controller 12 is maintained.
[0054]
In a state where the contacts 34a, 36a of the changeover switches 34, 36 are in contact with the contacts 34e, 36e, only the capacitor 42 is connected between the input terminal 32a and one terminal of the speaker unit 1. This state corresponds to the fourth state in the claims. As described above, the speaker unit 1 has a narrow directivity, but the directivity is actually narrow in a band of about 2 kHz or more. Therefore, a narrow directivity is not obtained in a frequency band lower than this, and the low-frequency sound is amplified to an unnecessary range. Therefore, when it is not desired to magnify the low frequency range to an unnecessary range while maintaining the directivity at 2 kHz or higher, the speaker unit is switched to the fourth state, as shown by reference numeral D in FIG. The capacitor 42 processes the audio signal so that a sound of about 1.5 kHz or less is cut in the frequency characteristic of 1.
[0055]
In the equalizer 30, the frequency characteristic of the speaker unit 1 can be adjusted to the frequency characteristic indicated by reference signs A to D in FIG. For this purpose, one resistor 38, one choke coil 40, and one capacitor 42 are used for changing the frequency characteristics used. This is because any one of the elements in which the resistor 38, the choke coil 40, and the capacitor 42 are connected in parallel between the input terminal 32a and one input terminal of the speaker unit 1 using the changeover switches 34, 36. This is because one of a state in which the resistor 38 and the capacitor 42 are connected in parallel, and a state in which only the capacitor 42 is connected is created. Therefore, the number of parts used can be reduced, and the equalizer 30 can be accommodated even when the space for accommodating the equalizer 30 has only a small amount in the bimodal portions 6a and 6b.
[0056]
For example, the first resistor, the choke coil, and the first capacitor form a first parallel circuit for the second state, and the second resistor and the second capacitor are for the third state. The second parallel circuit is formed, a third capacitor for the fourth state is prepared, and one or the first of these is connected between the input terminal 32a and one input terminal of the speaker unit 1. Switching to a state (a state in which the speaker unit and the input terminal 32a are directly connected) using one selector switch is also conceivable. However, in this case, all of the first parallel circuit, the second parallel circuit, and the third capacitor must be accommodated in the bimodal portions 6a and 6b, which requires a lot of space. In this embodiment, as described above, a large amount of space is not required to accommodate the equalizer.
[0057]
The capacitor 42 is used in the second to fourth states among the first to fourth states. Moreover, in these three states, the capacitor 42 is always connected between the input terminal 32a and one input terminal of the speaker unit 1, and is removed from between these only in the first state. is there. Therefore, the capacitor 42 is not connected to any of the contacts of the changeover switches 32, 34, and is directly connected between the input terminal 32 a and one input terminal of the speaker unit 1.
[0058]
In the above embodiment, the frequency characteristic of the speaker unit has a peak at 2 kHz, but may have a peak in a high sound range or a low sound range. In this case, the values of the resistor 38, the choke coil 40, and the capacitor 42 need to be changed to values different from those described above. In the above embodiment, the resistor 38, the choke coil 40, and the capacitor 42 are connected in parallel, and the resistor 38 and the capacitor 42 are connected in parallel. A combination of a choke coil and a resistor may be used in order to obtain a sound quality suitable for the environment and intended use.
[0059]
In the above embodiment, the frequency characteristics can be switched to any one of the first to fourth states, but it is not always necessary to be configured to switch to all the states. It may be configured to be switched only to the second state, or may be configured to be switched to any one of the first to third states. Alternatively, the first state, the second state, and the fourth state can be switched to each other, or the first state and the third state (the fifth state and the sixth state in claim 5). Between the first state, the third state, and the fourth state (the fifth, sixth, and seventh states in claim 6). It can also be configured such that it can be switched to one of the first and fourth states (the eighth and ninth states in claim 7).
[0060]
Alternatively, it can be configured to be switched between the second state and the third state, or can be configured to be switched between the second state and the fourth state. , And can be configured to be switched between the third and fourth states.
[0061]
In the above embodiment, a cone speaker is used as the sound source of the horn speaker 1, but a driver unit similar to a dome type normally used for a horn speaker can also be used as a sound source. In the above-described embodiment, the peripheral surface portion 19 of the directivity controller 12 is provided with the body portion 22 having a constant diameter. However, the shape is such that this is removed and the bending portion 20 is immediately coupled to the bending portion 24. You can also In this case, it is desirable that the joining surfaces of the curved portions 20 and 24 be smooth. Further, although the front end portion 15 of the directivity controller 12 is provided on the back side of the opening surface of the horn 2, the front end portion 15 may be positioned on the opening surface of the horn 2. In the above embodiment, since the up and down direction of the horn 2 in FIG. 2B is opened, only two sub horns are configured by arranging the directivity controller. For example, the shape of the horn 2 When viewed from the front opening side, the number of secondary horns can be three or more.
[0062]
Moreover, in said embodiment, although the horn speaker 1 was used, it can replace with this and a cone speaker can also be used. That is, a configuration in which the horn 2 is removed from the configuration shown in FIGS. However, even in this case, the directivity controller 12 is disposed in front of the cone speaker 10. The directivity controller 12 has a rear end portion 13 facing the front surface of the cone speaker 10 and a front end portion 15 positioned in front of the rear end portion 13, and the rear end portion 13 is directed forward. The front end 15 is convexly curved forward, and the maximum diameter when the directivity controller 12 is viewed from the front is substantially equal to or larger than the effective vibration diameter of the cone speaker. ing.
[0063]
In the above embodiment, the directivity controller 12 is used to control the directivity. However, other methods, for example, a plurality of speakers having the same frequency characteristic are arranged in a linear array or a curved surface array to provide directivity. Alternatively, a directivity may be provided by providing a diffuser or an acoustic lens.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the speaker unit has a frequency characteristic having a peak at a specific frequency, the speaker installation location and the installation purpose can be obtained without using expensive equipment such as a graphic equalizer. It is possible to have a frequency characteristic adapted to the.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a speaker system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing frequency characteristics of the speaker system of FIG.
3 is a longitudinal sectional view and a plan view of a speaker used in the speaker system of FIG. 1. FIG.
4 is an operation explanatory diagram of the speaker of FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Speaker unit
30 Passive equalizer (frequency characteristic changing means)
34 36 selector switch (switching means)
38 resistors
40 Choke coil (inductance element)
42 Capacitor

Claims

A speaker unit having a peak in frequency characteristics by having a specific directivity;
A first state that is provided on the input side of the speaker unit and that directly supplies the input audio signal to the speaker unit; and a second state in which the frequency characteristic of the audio signal is changed. The state includes a peak flat state in which the frequency characteristic of the audio signal is changed so as to flatten the peak part in the frequency characteristic of the speaker unit, and the low frequency part of the frequency characteristic in the speaker unit is attenuated. A predetermined one of a low-frequency attenuation state for changing the frequency characteristic of the signal and a low-frequency cut state for changing the frequency characteristic of the audio signal so as to cut the low frequency part of the frequency characteristic in the speaker unit. And a frequency characteristic changing means for switching to a selected one of the first and second states,
The speaker unit includes a horn having an opening on the front surface, a sound source provided in the horn, and a directivity controller provided in a position ahead of the sound source in the horn. Speaker system.

2. The speaker system according to claim 1, wherein the second state is the peak flat state, and the frequency characteristic changing means further includes a third state in which the low-frequency attenuation state or the low-frequency cut state is established. A speaker system that is switched to a selected one of the first to third states.

2. The speaker system according to claim 1, wherein a second state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing unit further includes a fourth state in which the low-frequency cut state is established. A speaker system that is switched to a selected one of the second and fourth states.

3. The speaker system according to claim 2, wherein a third state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing means further includes a fifth state in which the low-frequency cut state is established. 2. A speaker system that is switched to a selected one of the second, third, and fifth states.

A speaker unit having a peak in frequency characteristics by having a specific directivity;
A first state that is provided on the input side of the speaker unit and that directly supplies the input audio signal to the speaker unit; and a second state in which the frequency characteristic of the audio signal is changed. The state includes a peak flat state in which the frequency characteristic of the audio signal is changed so as to flatten the peak part in the frequency characteristic of the speaker unit, and the low frequency part of the frequency characteristic in the speaker unit is attenuated. A predetermined one of a low-frequency attenuation state for changing the frequency characteristic of the signal and a low-frequency cut state for changing the frequency characteristic of the audio signal so as to cut the low frequency part of the frequency characteristic of the speaker unit. A frequency characteristic changing means that is switched to a selected one of the first and second states;
And the speaker unit includes a cone speaker and a directivity controller disposed in front of the cone speaker.

6. The speaker system according to claim 5, wherein the second state is the peak flat state, and the frequency characteristic changing means further has a third state that is the low-frequency attenuation state or the low-frequency cut state. A speaker system that is switched to a selected one of the first to third states.

6. The speaker system according to claim 5, wherein the second state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing means further includes a fourth state in which the low-frequency cut state is established. A speaker system that is switched to a selected one of the second and fourth states.

7. The speaker system according to claim 6, wherein a third state is the low-frequency attenuation state, and the frequency characteristic changing means further includes a fifth state in which the low-frequency cut state is established. 2. A speaker system that is switched to a selected one of the second, third, and fifth states.

9. The speaker system according to claim 2, wherein the frequency characteristic changing means includes one resistor, one inductance element, and one capacitive element, and switching means for switching between these connections is provided. A speaker system in which a state is selected from the above states by switching a switching means.