JP3951764B2 - Sound generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンサート等に用いて好適な音響発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スピーカシステムは、ユーザの目的に合致したものが種々開発されている。例えば、指向性スピーカシステム、無指向性スピーカシステム、低音の発生に重点が置かれたものなどが存在する。ここで、指向性スピーカとは特定の方向には遠距離まで出力レベルが落ちずに音が伝達するものである。また、無指向性スピーカはスピーカの周辺であればどこで聴いても同様の音で聴けるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ここで管弦楽(オーケストラ)の音を聴くときは、弦楽器は無指向性で表現すべきであり、管楽器は指向性を持たせるべきである。生演奏でも、弦楽器は広がり感のある音で、管楽器は朝顔軸の方向に指向性を持っている。このような臨場感をスピーカシステムで実現することは、指向性と無指向性との相反する性質を融合させる必要があり困難が多かった。
例えば、無指向性のスピーカシステムと指向性のスピーカシステムとをステージの近傍に置くことを検討する。この場合においては、互いに他のスピーカによって死角が発生すると共に、低音が響きすぎたりする問題点があった。そこで、これらの問題点を低減し、無指向性の音と指向性を有する音とをバランスよく発生させることができる音響発生装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項1記載の音響発生装置にあっては、多面体から成り、少なくともその三面にスピーカ(ウーファスピーカ、スコーカスピーカ、ツィータスピーカ)を配した音響発生装置において、該多面体の少なくとも一面にスピーカを配して成る指向性を有する第1のスピーカシステム(指向性スピーカシステム)と、前記一面とは異なる少なくとも二面にスピーカを配して成る無指向性を有するとともに、その再生音域が前記第1のスピーカシステムの再生音域のうち低音域部分を除外した再生音域である第2のスピーカシステム(無指向性スピーカシステム)とを具備することを特徴とする。
さらに、請求項2記載の構成にあっては、請求項1記載の音響発生装置において、前記第1のスピーカシステムのスピーカ取付面に対して、前記第2のスピーカシステムのスピーカ取付面が傾斜して連接されていることを特徴とする。
さらに、請求項3記載の構成にあっては、請求項1または2記載の音響発生装置において、前記第1のスピーカシステムは突出部を有し、前記第2のスピーカシステムは該突出部を覆うように設けられていることを特徴とする。
さらに、請求項4記載の構成にあっては、請求項1または2記載の音響発生装置において、前記第1のスピーカシステムに属する少なくとも一のスピーカと、前記第2のスピーカシステムに属する少なくとも一のスピーカとは、方位角方向に30度ないし120度の範囲で偏向するように取り付けられていることを特徴とする。
さらに、請求項5記載の構成にあっては、請求項1または2記載の音響発生装置において、前記第1のスピーカシステムにおけるスピーカの数よりも前記第2のスピーカシステムにおけるスピーカの数を多くしたことを特徴とする。
さらに、請求項6記載の構成にあっては、請求項1ないしの何れかに記載の音響発生装置において、前記第1および第2のスピーカシステムは、少なくともスコーカスピーカを含んであり、前記第2のスピーカシステムにおけるスコーカの再生帯域の低域限界を第1のスピーカシステムのスコーカよりも低く設定したことを特徴とする。
なお、請求項5記載の音響発生装置にあっては、第1のスピーカシステムにウーハスピーカを含めるとよい。
【0005】
【発明の実施の形態】
1. 実施形態の構成
本発明の一実施形態である音響発生装置を図1を参照して説明する。
本発明の一実施形態である音響発生装置は指向性を有するスピーカシステム、無指向性のスピーカシステムおよび後述する周波数フィルタから構成される。
図において、100は指向性を有する指向性スピーカシステムであり、200は無指向性スピーカシステムであり、無指向性スピーカシステム200は指向性スピーカシステム100の上部に設けられている。なお、スピーカ取付面の全面にサランネット250がかぶせられている。
【0006】
ここで、指向性スピーカシステム100は、八角柱状体に形成されており、四方の広い側面と、それらの間の狭い側面とを有している。また、無指向性スピーカシステム200は、底面が指向性スピーカシステム100の上面と同一形状の八角形状であり、側面形状が台形である多角錘台状に形成されている。さらに、指向性スピーカシステム100は、複数の垂直面を有し、その一面にツィータスピーカ101、スコーカスピーカ102、ウーファスピーカ103が取り付けられる。
【0007】
101、201はツィータスピーカであり、高音域の音を発生する。102、202はスコーカスピーカであり、中音域の音を発生する。103はウーファスピーカであり、低音域の音を発生する。これらのスピーカには、コーン型、ホーン型、ドーム型等のバリエーションがあり、何れを適用してもよい。また、一般に口径は大きなものが多く、口径が大きいほど再生可能な周波数は低くなり、スピーカの性能を生かすためには大形の筐体(エンクロージャ)が必要になる。104はバスレフ穴であり、ウーファスピーカ103の背面から出た音の位相を反転して前面に出す機能を有する。それ故、背面からの空気振動を遮断し、バスレフ穴のみから放出するため、指向性スピーカシステム100の筐体(エンクロージャ)は強固・堅牢に構成される。
【0008】
無指向性スピーカシステム200において、スピーカ取付面は9面存在する。指向性スピーカシステム100のスピーカ取付面に連接する取付面210にスコーカスピーカ202、ツィータスピーカ201の二つのスピーカが取り付けられている。指向性スピーカシステム100の他の広い側面に連接する取付面211、212、213には、スコーカスピーカ202、ツィータスピーカ201が各二個、面の周囲方向に沿って交互に取り付けられている。
【0009】
それ故、無指向性スピーカシステム200における取付面9面のうち、取付面210に取り付けられているスピーカの数よりも、他のスピーカ取付面211,212、213に取り付けられているスピーカの数がより多い。なお、指向性スピーカシステム100の狭い側の面114、115、…に連接する取付面214、215、216、217に取り付けられているスピーカは、スコーカスピーカ202またはツィータスピーカ201のいずれか一方のスピーカである。さらに、無指向性スピーカシステム200の上部の取付面218においては、スコーカスピーカ202およびツィータスピーカ201が一つずつ、取付面218の後部に取り付けられている。
【0010】
また、指向性スピーカシステム100のスピーカ取付面110と、無指向性のスピーカ取付面の狭い側面214、215、216、217とは方位角方向に45度あるいは135度の角度差で偏向するように構成されている。
【0011】
図2は指向性スピーカシステム100の筐体の外観図である。図に示されるように指向性スピーカシステム100の上面の中心部に、略直方体形状の突出部100aを有している。指向性スピーカシステム100の上面板の中心部に正方形状の貫通孔100hが設けられ、その貫通孔100hの各辺から上方向に突出する長方形状の側板100sおよびそれら4枚の側板の上面を覆う上板100uにより、その突出部100aは構成されている。これにより、指向性スピーカシステム100内部の容積が突出部100aの容積だけ大きくなる。
【0012】
ところで、上記突出部の周りにおいて、無指向性スピーカシステム200が該突出部を覆うように設けられ、その無指向性スピーカシステム200内の各スピーカはこれらの背面を該突出部に対向させるように設けられる。また、100bはイコライザシステムおよびパワーアンプ等を収納するスペースであり、上下、左右の断面形状がコ字状とした凹部で形成され、アンプ等を後面壁100rの外側に配設することで壁を厚くしたことと等価になり後面からの音波放射を防止する役割を果たすと共に、音響発生のための全システムを音響発生装置の筐体内に収納でき、使用時の利便性を図ることが出来る。
【0013】
図9に示されるように、無指向性スピーカシステム200におけるスピーカ取付面において、その台形上の側面に上下方向に多段階に渡ってスピーカが取付られており、高い位置にあるスピーカの方が低い位置にあるスピーカよりも高い仰角を有している。ここで、仰角とはスピーカの中心線が水平面となす角をいう。なお、図において、θはツィータスピーカ201の傾斜を表し、βはツィータスピーカ201とスピーカ取付面との角度、αはスコーカスピーカ202とスピーカ取付面との角度を表す。
【0014】
2. 周波数フィルタの構成
本発明実施形態の音響発生装置は、内蔵している周波数フィルタによって入力信号が帯域分割され、分割された各信号がパワーアンプを介して各スピーカに分配される。その周波数フィルタの接続方法を図3を参照して説明する。図において、300は周波数フィルタであり、ハイパスフィルタ(HPF)301,302、ローパスフィルタ(LPF)305およびバンドパスフィルタ(BPF)303,304から構成される。
さらに、周波数フィルタ300の特性図を図4に示す。図においてL41はローパスフィルタ305の特性であり、L42はバンドパスフィルタ304の特性であり、L43はハイパスフィルタ301の特性である。また、L44はバンドパスフィルタ303の特性であり、L45はハイパスフィルタ302の特性である。401から405はパワーアンプであり、各周波数帯域において独立して増幅する構成にしている。
【0015】
指向性スピーカシステム100に取り付けられているツィータスピーカ101は、パワーアンプ405を介してハイパスフィルタ301に接続されている。そのハイパスフィルタ301のカットオフ周波数は4kHzに設計されているところ、測定値も4kHzであり、ピーク値は−17dBである(L43)。スコーカスピーカ102は、パワーアンプ404を介してバンドパスフィルタ304に接続されている。そのバンドパスフィルタ304は、カットオフ周波数560Hzのハイパスフィルタとカットオフ周波数3.6kHzのローパスフィルタとから構成されているところ、測定値も560Hzおよび3.6kHzであり、そのピーク値は−9dBである(L42)。ウーファスピーカ103は、パワーアンプ403を介してローパスフィルタ305に接続されている。そのローパスフィルタ305のカットオフ周波数は450Hzに設計されているところ、測定値も450Hzであり、そのピーク値は0dBである(L41)。
【0016】
また、無指向性スピーカシステム200に取り付けられているツィータスピーカ201は、パワーアンプ402を介してハイパスフィルタ302に接続されている。そのハイパスフィルタ302のカットオフ周波数は3.6kHzに設計されているところ、測定値も3.6kHzであり、そのピーク値は−13dBである(L45)。スコーカスピーカ202は、パワーアンプ401を介してバンドパスフィルタ303に接続されている。そのバンドパスフィルタ303はカットオフ周波数は250Hzのハイパスフィルタと、カットオフ周波数は3.6kHzのローパスフィルタとから構成されているところ、測定値も250Hzおよび3.6kHzであり、そのピーク値は−13dBである(L44)。
【0017】
バンドパスフィルタ303を構成するハイパスフィルタのカットオフ周波数250Hzは、バンドパスフィルタ304を構成するハイパスフィルタのカットオフ周波数560Hzよりも低い周波数にされている。それゆえ、無指向性スピーカシステム200に取り付けられているスコーカスピーカ202は、指向性スピーカシステム100に取り付けられているスコーカスピーカ102よりも低い周波数まで再生領域が確保される。
【0018】
3. 実施形態の動作
信号が周波数フィルタ300に入力され、それぞれのスピーカに適合した周波数成分の信号が分配される。
【0019】
また、無指向性スピーカシステム200に取り付けられているスピーカに使用されるフィルタ特性はL44およびL45であり、バンドパスフィルタ303高域成分の補償がハイパスフィルタ302を用いて行われることが解る。
【0020】
指向性スピーカシステム100は、スピーカが取付面の前面方向に放音される。周波数フィルタ300によって、低音域の音がウーファスピーカ103によって、中音域の音がスコーカスピーカ102によって、高音域の音がツィータスピーカによって各々放音される。
【0021】
一方、無指向性スピーカシステム200は多角錐台状に形成され、各々の面にスピーカが取り付けられているので任意の方向に音が放音される。ここで、高い位置にあるスピーカの方が低い位置にあるスピーカよりも高い仰角を有しているので、無指向性スピーカシステム200は多角錐状体に形成されていながら、半球面状にスピーカが取り付けられているのと近似した効果を有する。
【0022】
3. 音響発生装置の特性
本実施形態の音響発生装置の特性を従来の音響発生装置と比較しつつ説明する。ここで、従来の音響発生装置とは、略直方体状のスピーカシステムであり、前面のみにウーハスピーカ、スコーカスピーカ、ツィータスピーカが各一つ取り付けられ、さらにバスレフ穴が設けられている指向性スピーカシステムをいう。また、外形寸法は本実施形態の音響発生装置と略同一である。
【0023】
図5は従来の音響発生装置の特性、図6は本発明実施形態の音響発生装置の特性、図7は本実施形態の音響発生装置に用いられている指向性スピーカシステム100のみを起動させたときの特性、図8は本発明実施形態の音響発生装置に用いられている無指向性スピーカシステム200のみを起動させたときの特性が示されている。また、これらの図は音響発生装置から1m離れた位置での無響室における音圧レベルの周波数特性を示している。
【0024】
これらの図においてL51、L61、L71、L81はスピーカ前面での特性、L52、L62、L72、L82はスピーカ前面から方位角方向に45度傾斜した位置での特性、L53、L63、L73、L83はスピーカ前面から方位角方向に90度傾斜した位置での特性、L54、L64、L74、L84はスピーカ前面から方位角方向に135度傾斜した位置での特性、L55、L65、L75、L85はスピーカ後面での特性を示す。なお、L56、L66、L76、L86は、スピーカ前面での特性を平均化したものであり、L57、L67、L77、L87は、スピーカ後面での特性を平均化したものである。
【0025】
また、縦軸は音圧レベル(SPL:SOUND PRESSURE LEVEL)を表し、デシベル表示である。横軸は周波数[Hz]を表し対数表示である。ここで、ある音の音圧の実効値をp[Pa]、基準となる音圧の実効値をp0[Pa]としたとき、音圧レベルL[dB]は、
L=20log10p/p0
で与えられる。基準音圧p0は、空気中の音の場合20[μPa]であり、ほぼ正常の聴覚を有する人間の1[kHz]の正弦波に対する最小可聴値である。なお、p=p0のとき、0[dB]となる。
【0026】
従来の音響発生装置の特性(図5)を参照すると、高音域で特性の大きなバラツキ(細かいギザギザ)が見られる。これは、スピーカの位相干渉によるものであり、音響発生装置から1m離れた位置で測定したため現われるものである。本実施形態の実際の試聴距離は10mから20m程度を想定している。この程度の距離では位相干渉の影響は十分に小さいため、実用上は差し支えない。スピーカ前面での値を平均化した特性L56とスピーカ後面での値を平均化した特性L57とを比較すると、高音域になるほど音圧レベルの差が大きくなることが解る。一方、低音域においては、スピーカ前面とスピーカ後面とで音圧レベルの差がほとんど生じていないことも解る。
【0027】
次に、本実施形態の音響発生装置に用いられている指向性スピーカシステム100のみを起動させたときの特性(図7)を参照し、スピーカ前面での特性L76とスピーカ後面での特性L77とを比較すると、高音域になるほど音圧レベルの差が大きくなることが解る。一方、低音域においては、スピーカ前面とスピーカ後面とで音圧レベルの差が生じておらず実質的に指向性を有していない。
【0028】
次に、本実施形態の音響発生装置に用いられている無指向性スピーカシステム200のみの特性(図8)を参照すると、低音域での音が発生していないものの、中高音域ではスピーカ前面とスピーカ後面とでは、ほとんど同特性となっていることが解る。
【0029】
次に、本実施形態の音響発生装置の特性(図6)を参照すると、スピーカ前面での特性L66とスピーカ後面での特性L67との差が、従来装置の特性L56とL57との差に比べて、レベル差においてかなり小さくなっており、本発明の方が指向性が広がっていることが解る。これは中音域および高音域においては無指向性のスピーカシステムが実質的に機能し、低音域においては指向性スピーカシステム100であっても実質的に指向性を有しておらず、無指向性部の低域が指向性部によって補償されているからである。
【0030】
4. 変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能であり、全て本発明の範疇に含まれる。
(1)上記実施形態は、指向性スピーカシステム100を八角柱状体に形成したが、直方体状その他の多角柱状体状に形成してもよい。また、無指向性スピーカシステム200を八角錐台状に形成したが、三角錐台状、四角錐台状、六角錘台状その他の多角錐台状または多角柱状あるいは多角錐体状に形成してもよい。
【0031】
(2)本実施形態は指向性スピーカシステム100のスピーカ取付面と、無指向性のスピーカ取付面の狭い側面とは方位角方向に45度あるいは135度の角度で偏向するように構成したが、指向性スピーカシステム100に属する少なくとも一のスピーカと、無指向性スピーカシステム200に属する少なくとも一のスピーカとは、方位角方向に30度ないし120度の範囲(120度は、無指向性スピーカシステム200を正三角錐台状、正三角柱状に形成した場合)で偏向するように取り付けてもよい。
(3)上記実施形態においては、スピーカシステムとして3ウェイスピーカシステムおよび2ウェイスピーカシステムを用いて構成したが、本発明によるスピーカシステムはこれに限定されるものではなく、異なる周波数帯域を有する複数のスピーカを組み合わせたスピーカシステム(例えば、4ウェイスピーカシステム等)であればいずれでも構成可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、指向性を有する第一のスピーカシステムと、無指向性を有する第二のスピーカシステムとを具備することにより、指向性を有する第一のスピーカシステムの特徴を有しながら、全体として無指向性のスピーカシステムが実現する。
また、請求項2に係る発明においては、第一のスピーカシステムの容積が突出部の容積だけ大きくなるので、ウーファスピーカの性能をより発揮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である音響発生装置の外観図である。
【図2】 本発明の一実施形態である音響発生装置にかかる指向性を有するスピーカシステムの筐体の外観図である。
【図3】 周波数フィルタの接続図である。
【図4】 周波数フィルタの特性を示す図である。
【図5】 従来の音響発生装置の周波数特性を示す図である。
【図6】 本発明の一実施形態である音響発生装置の周波数特性を示す図である。
【図7】 指向性を有するスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図8】 無指向性のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図9】 無指向性スピーカシステムにおけるスピーカ取付方法を示す図である。
【符号の説明】
100…指向性を有するスピーカシステム(第1のスピーカシステム)、200…無指向性のスピーカシステム(第2のスピーカシステム)、101,201…ツィータスピーカ(TWEETER)、102,202…スコーカスピーカ(SQUAWKER)、103…ウーファスピーカ(WOOFER)、104…バスレフ穴、250…サランネット、300…周波数フィルタ、301,302…ハイパスフィルタ(HPF)、303,304…バンドパスフィルタ(BPF)、305…ローパスフィルタ(LPF)、401,402,403,404,405…パワーアンプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound generator suitable for use in concerts and the like.
[0002]
[Prior art]
Various speaker systems that meet the user's purpose have been developed. For example, there are directional speaker systems, omnidirectional speaker systems, and systems that place emphasis on bass generation. Here, a directional speaker transmits sound without a drop in output level in a specific direction up to a long distance. In addition, the omnidirectional speaker can be heard with the same sound regardless of where it is in the vicinity of the speaker.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Here, when listening to the sound of an orchestra, the stringed instrument should be expressed omnidirectionally and the wind instrument should be directional. Even in live performances, stringed instruments have a broad sense of sound, and wind instruments have directivity in the direction of the morning glory axis. Realizing such a sense of reality with a speaker system is difficult because it is necessary to combine the contradictory properties of directivity and omnidirectionality.
For example, consider placing an omnidirectional speaker system and a directional speaker system near the stage. In this case, there is a problem in that blind spots are generated by other speakers and bass sounds too much. Therefore, an object of the present invention is to provide a sound generator that can reduce these problems and generate a non-directional sound and a directional sound in a balanced manner.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration. The parentheses are examples.
The sound generating device according to claim 1, wherein the sound generating device comprises a polyhedron, and a speaker (woofer speaker, squawker speaker, tweeter speaker) is arranged on at least three sides of the polyhedron, and the speaker is arranged on at least one surface of the polyhedron. A first speaker system (directional speaker system) having directivity and non-directivity formed by arranging speakers on at least two surfaces different from the one surface, and a reproduction sound range thereof is the first speaker. And a second speaker system (an omnidirectional speaker system) which is a reproduction sound range excluding a low sound region portion of the reproduction sound region of the system.
Furthermore, in the configuration according to claim 2, in the sound generator according to claim 1, the speaker mounting surface of the second speaker system is inclined with respect to the speaker mounting surface of the first speaker system. It is characterized by being connected.
Furthermore, in the configuration according to claim 3, in the sound generator according to claim 1 or 2 , the first speaker system has a protrusion, and the second speaker system covers the protrusion. It is provided as follows.
Furthermore, in the configuration according to claim 4, in the sound generator according to claim 1 or 2 , at least one speaker belonging to the first speaker system and at least one speaker belonging to the second speaker system. The speaker is characterized by being attached so as to be deflected in the range of 30 to 120 degrees in the azimuth direction.
Furthermore, in the configuration according to claim 5, in the sound generator according to claim 1 or 2 , the number of speakers in the second speaker system is larger than the number of speakers in the first speaker system. It is characterized by that.
Furthermore, in the configuration according to claim 6, in the sound generator according to any one of claims 1 to 5 , the first and second speaker systems include at least a squawker speaker, The lower limit of the reproduction band of the squawker in the second speaker system is set lower than that of the first speaker system.
In the sound generator according to claim 5, a woofer speaker may be included in the first speaker system.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Configuration of Embodiment A sound generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
An acoustic generator according to an embodiment of the present invention includes a directional speaker system, an omnidirectional speaker system, and a frequency filter described later.
In the figure, 100 is a directional speaker system having directivity, 200 is an omnidirectional speaker system, and the omnidirectional speaker system 200 is provided on the directional speaker system 100. In addition, the saran net 250 is covered on the entire surface of the speaker mounting surface.
[0006]
Here, the directional speaker system 100 is formed in an octagonal columnar body, and has a wide side surface on four sides and a narrow side surface between them. In addition, the omnidirectional speaker system 200 is formed in a polygonal frustum shape having a bottom surface that is an octagonal shape that is the same shape as the top surface of the directional speaker system 100 and a side surface shape that is a trapezoid. Furthermore, the directional speaker system 100 has a plurality of vertical surfaces, and a tweeter speaker 101, a squawker speaker 102, and a woofer speaker 103 are attached to one surface thereof.
[0007]
Reference numerals 101 and 201 denote tweeter speakers, which generate high-frequency sounds. Reference numerals 102 and 202 denote squawker speakers, which generate mid-range sounds. Reference numeral 103 denotes a woofer speaker, which generates a low-frequency sound. These speakers include variations such as cone type, horn type, and dome type, and any of them may be applied. In general, there are many large diameters, and the larger the diameter, the lower the reproducible frequency, and a large case (enclosure) is required to make use of the performance of the speaker. Reference numeral 104 denotes a bass reflex hole, which has a function of reversing the phase of the sound emitted from the back surface of the woofer speaker 103 and outputting it to the front surface. Therefore, since the air vibration from the back is cut off and released only from the bass reflex hole, the casing (enclosure) of the directional speaker system 100 is configured to be strong and robust.
[0008]
In the omnidirectional speaker system 200, there are nine speaker mounting surfaces. Two speakers, a squawker speaker 202 and a tweeter speaker 201, are attached to an attachment surface 210 connected to the speaker attachment surface of the directional speaker system 100. On the attachment surfaces 211, 212, and 213 connected to the other wide side surfaces of the directional speaker system 100, two squawker speakers 202 and two tweeter speakers 201 are alternately attached along the peripheral direction of the surface.
[0009]
Therefore, the number of speakers attached to the other speaker attachment surfaces 211, 212, and 213 is larger than the number of speakers attached to the attachment surface 210 among the nine attachment surfaces in the omnidirectional speaker system 200. is more than. Note that the speaker attached to the attachment surfaces 214, 215, 216, 217 connected to the narrow surfaces 114, 115,... Of the directional speaker system 100 is either the squawker speaker 202 or the tweeter speaker 201. It is. Further, on the upper mounting surface 218 of the omnidirectional speaker system 200, the squawker speaker 202 and the tweeter speaker 201 are mounted on the rear portion of the mounting surface 218 one by one.
[0010]
Further, the speaker mounting surface 110 of the directional speaker system 100 and the narrow side surfaces 214, 215, 216, and 217 of the omnidirectional speaker mounting surface are deflected at an angular difference of 45 degrees or 135 degrees in the azimuth direction. It is configured.
[0011]
FIG. 2 is an external view of the housing of the directional speaker system 100. As shown in the drawing, a projecting portion 100 a having a substantially rectangular parallelepiped shape is provided at the center of the upper surface of the directional speaker system 100. A square through hole 100h is provided at the center of the upper surface plate of the directional speaker system 100, and covers the rectangular side plate 100s protruding upward from each side of the through hole 100h and the upper surfaces of the four side plates. The protrusion 100a is constituted by the upper plate 100u. Thereby, the volume inside the directional speaker system 100 is increased by the volume of the protrusion 100a.
[0012]
By the way, an omnidirectional speaker system 200 is provided around the protruding portion so as to cover the protruding portion, and each speaker in the omnidirectional speaker system 200 has a back surface thereof opposed to the protruding portion. Provided. Reference numeral 100b denotes a space for storing an equalizer system, a power amplifier, and the like, which are formed by recesses whose upper and lower, left and right cross-sectional shapes are U-shaped. This is equivalent to increasing the thickness, and serves to prevent sound radiation from the rear surface, and the entire system for generating sound can be accommodated in the housing of the sound generating device, so that convenience in use can be achieved.
[0013]
As shown in FIG. 9, on the speaker mounting surface in the omnidirectional speaker system 200, the speaker is mounted in multiple stages in the vertical direction on the side surface of the trapezoid, and the speaker at a higher position is lower. It has a higher elevation angle than the speaker at the position. Here, the elevation angle means an angle formed by the center line of the speaker and the horizontal plane. In the figure, θ represents the inclination of the tweeter speaker 201, β represents the angle between the tweeter speaker 201 and the speaker mounting surface, and α represents the angle between the squawker speaker 202 and the speaker mounting surface.
[0014]
2. Configuration of Frequency Filter In the sound generator according to the embodiment of the present invention, an input signal is band-divided by a built-in frequency filter, and each divided signal is distributed to each speaker via a power amplifier. A method for connecting the frequency filter will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 300 denotes a frequency filter, which includes high-pass filters (HPF) 301 and 302, a low-pass filter (LPF) 305, and band-pass filters (BPF) 303 and 304.
Further, a characteristic diagram of the frequency filter 300 is shown in FIG. In the figure, L 41 is the characteristic of the low-pass filter 305, L 42 is the characteristic of the band-pass filter 304, and L 43 is the characteristic of the high-pass filter 301. L44 is a characteristic of the band-pass filter 303, and L45 is a characteristic of the high-pass filter 302. Reference numerals 401 to 405 denote power amplifiers which are configured to amplify independently in each frequency band.
[0015]
A tweeter speaker 101 attached to the directional speaker system 100 is connected to a high-pass filter 301 via a power amplifier 405. When the cutoff frequency of the high-pass filter 301 is designed to be 4 kHz, the measured value is also 4 kHz, and the peak value is −17 dB (L43). The squawker speaker 102 is connected to the band pass filter 304 via the power amplifier 404. The band-pass filter 304 is composed of a high-pass filter with a cutoff frequency of 560 Hz and a low-pass filter with a cutoff frequency of 3.6 kHz. The measured values are also 560 Hz and 3.6 kHz, and the peak value is −9 dB. Yes (L42). The woofer speaker 103 is connected to the low-pass filter 305 via the power amplifier 403. When the cutoff frequency of the low-pass filter 305 is designed to be 450 Hz, the measured value is also 450 Hz, and the peak value is 0 dB (L41).
[0016]
The tweeter speaker 201 attached to the omnidirectional speaker system 200 is connected to the high pass filter 302 via the power amplifier 402. When the cut-off frequency of the high-pass filter 302 is designed to be 3.6 kHz, the measured value is also 3.6 kHz, and the peak value is −13 dB (L45). The squawker speaker 202 is connected to the band pass filter 303 via the power amplifier 401. The band-pass filter 303 is composed of a high-pass filter with a cutoff frequency of 250 Hz and a low-pass filter with a cutoff frequency of 3.6 kHz. The measured values are 250 Hz and 3.6 kHz, and the peak value is − 13 dB (L44).
[0017]
The cut-off frequency 250 Hz of the high-pass filter that constitutes the band-pass filter 303 is lower than the cut-off frequency 560 Hz of the high-pass filter that constitutes the band-pass filter 304. Therefore, the playback area of the squawker speaker 202 attached to the omnidirectional speaker system 200 is secured up to a lower frequency than the squawker speaker 102 attached to the directional speaker system 100.
[0018]
3. The operation signal of the embodiment is input to the frequency filter 300, and a signal having a frequency component suitable for each speaker is distributed.
[0019]
Further, it can be seen that the filter characteristics used for the speakers attached to the omnidirectional speaker system 200 are L44 and L45, and the high-pass filter 302 is used to compensate for the high-pass component of the bandpass filter 303.
[0020]
In the directional speaker system 100, the speaker emits sound toward the front surface of the mounting surface. The frequency filter 300 emits low-frequency sounds by the woofer speaker 103, mid-range sounds by the squawker speaker 102, and high-frequency sounds by the tweeter speaker.
[0021]
On the other hand, the omnidirectional speaker system 200 is formed in a polygonal frustum shape, and a speaker is attached to each surface, so that sound is emitted in an arbitrary direction. Here, since the loudspeaker at a high position has a higher elevation angle than the loudspeaker at a low position, the omnidirectional loudspeaker system 200 is formed in a polygonal pyramid, but the loudspeaker has a hemispherical shape. It has an effect similar to that of being attached.
[0022]
3. Characteristics of the sound generator The characteristics of the sound generator of the present embodiment will be described in comparison with a conventional sound generator. Here, the conventional sound generating device is a substantially rectangular parallelepiped speaker system, in which a woofer speaker, a squawker speaker, and a tweeter speaker are each attached only to the front surface, and a bass reflex hole is provided. Say. The external dimensions are substantially the same as those of the sound generator of the present embodiment.
[0023]
FIG. 5 shows the characteristics of a conventional sound generator, FIG. 6 shows the characteristics of the sound generator of the present embodiment, and FIG. 7 activates only the directional speaker system 100 used in the sound generator of this embodiment. FIG. 8 shows the characteristics when only the omnidirectional speaker system 200 used in the sound generator of the embodiment of the present invention is activated. These figures also show the frequency characteristics of the sound pressure level in the anechoic chamber at a position 1 m away from the sound generator.
[0024]
In these figures, L51, L61, L71, and L81 are characteristics at the front of the speaker, L52, L62, L72, and L82 are characteristics at a position inclined 45 degrees in the azimuth direction from the front of the speaker, and L53, L63, L73, and L83 are Characteristics at a position inclined 90 degrees in the azimuth direction from the front of the speaker, L54, L64, L74, and L84 are characteristics at a position inclined 135 degrees in the azimuth direction from the front of the speaker, and L55, L65, L75, and L85 are the rear faces of the speaker The characteristics are shown. L56, L66, L76, and L86 are obtained by averaging the characteristics on the front surface of the speaker, and L57, L67, L77, and L87 are obtained by averaging the characteristics on the rear surface of the speaker.
[0025]
The vertical axis represents the sound pressure level (SPL: SOUND PRESSURE LEVEL) and is expressed in decibels. The horizontal axis represents frequency [Hz] and is logarithmic. Here, when the effective value of the sound pressure of a certain sound is p [Pa] and the effective value of the reference sound pressure is p 0 [Pa], the sound pressure level L [dB] is
L = 20 log 10 p / p 0
Given in. The reference sound pressure p 0 is 20 [μPa] in the case of sound in the air, and is the minimum audible value for a 1 [kHz] sine wave of a human having almost normal hearing. When p = p 0 , 0 [dB] is obtained.
[0026]
Referring to the characteristics of the conventional sound generator (FIG. 5), large variations (fine jaggedness) can be seen in the high sound range. This is due to the phase interference of the loudspeaker and appears because the measurement was performed at a position 1 m away from the sound generator. The actual listening distance of this embodiment is assumed to be about 10 m to 20 m. At such a distance, the influence of the phase interference is sufficiently small, so that there is no practical problem. Comparing the characteristic L56 obtained by averaging the values on the front surface of the speaker with the characteristic L57 obtained by averaging the values on the rear surface of the speaker, it can be seen that the difference in the sound pressure level increases as the sound range increases. On the other hand, it can also be seen that in the low sound range, there is almost no difference in sound pressure level between the front surface of the speaker and the rear surface of the speaker.
[0027]
Next, referring to the characteristics (FIG. 7) when only the directional speaker system 100 used in the sound generator of the present embodiment is activated, the characteristics L76 on the front surface of the speaker and the characteristics L77 on the rear surface of the speaker are When comparing the above, it can be seen that the difference in the sound pressure level increases as the sound range increases. On the other hand, in the low sound range, there is no difference in sound pressure level between the front surface of the speaker and the rear surface of the speaker, and there is substantially no directivity.
[0028]
Next, referring to the characteristics (FIG. 8) of only the omnidirectional speaker system 200 used in the sound generation device of the present embodiment, no sound is generated in the low range, but the front of the speaker is in the middle and high range. It can be seen that the characteristics are almost the same on the rear surface of the speaker.
[0029]
Next, referring to the characteristics (FIG. 6) of the sound generator of this embodiment, the difference between the characteristic L66 at the front of the speaker and the characteristic L67 at the rear of the speaker is compared with the difference between the characteristics L56 and L57 of the conventional apparatus. Thus, the level difference is considerably small, and it can be understood that the directivity of the present invention is widened. This is because the omnidirectional speaker system substantially functions in the middle sound range and the high sound range, and the directional speaker system 100 has substantially no directivity in the low sound range. This is because the low frequency of the part is compensated by the directivity part.
[0030]
4). Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, various modifications are possible as follows, and all are included in the scope of the present invention.
(1) Although the directional speaker system 100 is formed in an octagonal columnar body in the above embodiment, it may be formed in a rectangular parallelepiped or other polygonal columnar body. Further, although the omnidirectional speaker system 200 is formed in an octagonal frustum shape, it is formed in a triangular frustum shape, a quadrangular frustum shape, a hexagonal frustum shape, other polygonal frustum shapes, a polygonal column shape, or a polygonal pyramid shape. Also good.
[0031]
(2) In the present embodiment, the speaker mounting surface of the directional speaker system 100 and the narrow side surface of the omnidirectional speaker mounting surface are configured to be deflected at an angle of 45 degrees or 135 degrees in the azimuth direction. The at least one speaker belonging to the directional speaker system 100 and the at least one speaker belonging to the omnidirectional speaker system 200 are in a range of 30 to 120 degrees in the azimuth direction (120 degrees is the omnidirectional speaker system 200). May be attached so as to be deflected in a regular triangular frustum shape or a regular triangular prism shape.
(3) In the above embodiment, the three-way speaker system and the two-way speaker system are used as the speaker system. However, the speaker system according to the present invention is not limited to this, and there are a plurality of different frequency bands. Any speaker system that combines speakers (for example, a 4-way speaker system) can be used.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first speaker system having directivity is provided with the first speaker system having directivity and the second speaker system having non-directivity, and thus the characteristics of the first speaker system having directivity. As a whole, an omnidirectional speaker system is realized.
In the invention according to claim 2, since the volume of the first speaker system is increased by the volume of the protruding portion, the performance of the woofer speaker can be further exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a sound generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a casing of a speaker system having directivity according to a sound generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a connection diagram of frequency filters.
FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of a frequency filter.
FIG. 5 is a diagram illustrating frequency characteristics of a conventional sound generator.
FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics of the sound generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing frequency characteristics of a speaker system having directivity.
FIG. 8 is a diagram illustrating frequency characteristics of an omnidirectional speaker system.
FIG. 9 is a diagram showing a speaker mounting method in an omnidirectional speaker system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Directional speaker system (first speaker system), 200 ... Non-directional speaker system (second speaker system), 101, 201 ... Tweeter speaker (TWEETER), 102, 202 ... Squawker speaker (SQUAWKER) ), 103 ... Woofer speaker, 104 ... Bass reflex hole, 250 ... Saran net, 300 ... Frequency filter, 301, 302 ... High pass filter (HPF), 303, 304 ... Band pass filter (BPF), 305 ... Low pass filter (LPF), 401, 402, 403, 404, 405 ... power amplifier

Claims (6)

多面体から成り、少なくともその三面にスピーカを配した音響発生装置において、
該多面体の少なくとも一面にスピーカを配して成る指向性を有する第1のスピーカシステムと、
前記一面とは異なる少なくとも二面にスピーカを配して成る無指向性を有するとともに、その再生音域が前記第1のスピーカシステムの再生音域のうち低音域部分を除外した再生音域である第2のスピーカシステムと
を具備することを特徴とする音響発生装置。
In a sound generator comprising a polyhedron and having speakers arranged on at least three sides thereof,
A first speaker system having directivity formed by arranging speakers on at least one surface of the polyhedron;
A non-directivity comprising speakers arranged on at least two surfaces different from the one surface, and the reproduction sound range is a reproduction sound region excluding a low sound region from the reproduction sound region of the first speaker system ; A sound generator comprising: a speaker system.
前記第1のスピーカシステムのスピーカ取付面に対して、前記第2のスピーカシステムのスピーカ取付面が傾斜して連接されていることを特徴とする請求項1記載の音響発生装置。  2. The sound generator according to claim 1, wherein the speaker mounting surface of the second speaker system is inclined and connected to the speaker mounting surface of the first speaker system. 前記第1のスピーカシステムは突出部を有し、前記第2のスピーカシステムは該突出部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の音響発生装置。The first speaker system has a protrusion, the second speaker systems sound generating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the is provided so as to cover the projecting portion. 前記第1のスピーカシステムに属する少なくとも一のスピーカと、前記第2のスピーカシステムに属する少なくとも一のスピーカとは、方位角方向に30度ないし120度の範囲で偏向するように取り付けられていることを特徴とする請求項1または2記載の音響発生装置。At least one speaker belonging to the first speaker system and at least one speaker belonging to the second speaker system are mounted so as to be deflected in a range of 30 degrees to 120 degrees in the azimuth direction. The sound generator according to claim 1 or 2 . 前記第1のスピーカシステムにおけるスピーカの数よりも前記第2のスピーカシステムにおけるスピーカの数を多くしたことを特徴とする請求項1または2記載の音響発生装置。The sound generator according to claim 1 or 2, wherein the number of speakers in the second speaker system is larger than the number of speakers in the first speaker system. 前記第1および第2のスピーカシステムは、少なくともスコーカスピーカを含んであり、前記第2のスピーカシステムにおけるスコーカの再生帯域の低域限界を第1のスピーカシステムのスコーカよりも低く設定したことを特徴とする請求項1ないしの何れかに記載の音響発生装置。 The first and second speaker systems include at least a squawker speaker, and a lower limit of a reproduction band of the squawker in the second speaker system is set lower than that of the squawker of the first speaker system. The sound generator according to any one of claims 1 to 5 .
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