JP4115571B2

JP4115571B2 - Speaker system

Info

Publication number: JP4115571B2
Application number: JP00794898A
Authority: JP
Inventors: 野亮矢; 橋祐司板
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2018-01-19
Also published as: JPH11205883A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数個のスピーカユニットを用いたスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、業務用スピーカを中心に、音声明瞭度を確保するため、広い周波数帯域に亘って指向性を制御するスピーカシステムが使用されている。その中のひとつに、特開平５−２６０５８３号公報に示されるような、エンクロージャ（キャビネット）前面の水平軸上の左右および垂直軸上の上下に各１個ずつスピーカユニットを配置したスピーカシステムがある。以下にこの従来のスピーカシステムについて図８を用いて説明する。図中の２８、２９、３０、３１は同一周波数帯域を再生するスピーカユニットであり、垂直軸上の上下および水平軸上の左右にこれらのスピーカユニットが間隔をおいて配置してある。スピーカユニットの垂直間隔および水平間隔を離すことで、スピーカシステムの仮想の音源の大きさを大きくし、低い周波数帯域から指向角を狭くして部屋の壁からの反射音を少なくし音声明瞭度の向上を図ったものである。
【０００３】
このような従来のスピーカシステムの低域用スピーカユニットの指向角周波数特性を図２の５、７に示す。図２の５は低域用スピーカユニットの低周波数帯域の指向角周波数特性、７は低域用スピーカユニットの高周波数帯域の指向角周波数特性である。この特性は、１６ｃｍ口径のスピーカユニットを４個、垂直間隔を４７０ｍｍ、水平間隔を３３０ｍｍで配置したときに、スピーカシステムの水平方向で得られる指向角周波数特性である。このスピーカシステムの水平方向目標指向角θは９０゜であり、通常の１６ｃｍ口径のスピーカユニットの無指向の帯域である２００Ｈｚ〜８００Ｈｚにおいてスピーカシステムの指向角が狭くなっており、目標指向角θに近い指向性を示している点で効果があった。なお、本明細書で言う指向角とは、正面軸上の音圧に対して６ｄＢ落ちる角度と定義する。
【０００４】
さらに、従来のスピーカシステムでは、上記配置の中央に高域用スピーカユニットを配置した例や、高域用スピーカユニットのかわりに広い周波数帯域に亘って一定の指向角を示す定指向性ホーンを配置した例がある。図８に取り上げた例は、定指向性ホーン３２を配置した例である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような形態のスピーカシステムでは、低い周波数帯域で指向角を狭くできる点では効果があるが、複数個配置したスピーカユニットの高い周波数帯域では指向角が狭くなり過ぎる問題があった。すなわち、図２の７に示すように８００Ｈｚ以上の周波数帯域では、指向角が周波数に比例して狭くなり、目標指向角θとの差が問題となる。この問題を解決するために、前述の従来例では、２ウェイ構成のスピーカシステムとし、中央に高域用の定指向性ホーンを配置して、低域用スピーカユニットの指向角が狭くなりすぎる帯域は、クロスオーバーネットワークで遮断し、高周波数帯域を定指向性ホーンで再生し、全周波数帯域に亘って目標指向角に近い指向角周波数特性を実現するものであった。
【０００６】
このような方法においては、高域用ホーンは、
ｆ_I＝２８０００／（θ×ａ）・・・（１）
ｆ_I ：定指向性ホーンの指向性制御の下限周波数
θ ：目標指向角
ａ：指向性制御する方向での開口部直径
で示される周波数ｆ_i以上では、指向角はθであり一定であるが、それ以下の周波数では、水平方向、垂直方向の指向角はホーン開口と同一形状の平板音源の指向角と等しい。
【０００７】
図１０は平板音源の大きさが変わることによって、指向角がどのように変化するかを示した図であり、円形平板音源の半径を変化させたときの指向角周波数特性である。平板音源の指向角は、３７に示すように周波数が低くなるほど広くなる。この図の３７は円形平板の半径がａの場合の指向角、３８は円形平板の半径が２ａの場合の指向角、３９は円形平板の半径が３ａの場合の指向角である。音源が大きくなるほど低域から指向角が狭くなっている様子がわかる。
【０００８】
一方、低域用スピーカユニットの再生帯域でも、上下方向の低域用スピーカユニットの間隔を垂直直径に持ち、左右方向のスピーカユニットの間隔を水平直径に持つ楕円形状の平板音源と同様の指向角を示す。ここで、低域用スピーカユニットは高域用定指向性ホーンの外側に配置されるため、平板音源の大きさがホーン開口部よりも大きく、図９（ａ）の３３に示すように全周波数帯域で高域用定指向性ホーンの指向角３４より狭くなる。
【０００９】
従って、クロスオーバーネットワークを使用した場合のスピーカシステムとしての指向角は、クロスオーバー周波数が低いｆ₁の場合には、３５に示すようにクロスオーバー周波数の直上周波数で高域用ホーンの指向角が目標指向角θに対し広くなっていしまい、クロスオーバー周波数が高いｆ₂の場合には、３６に示すようにクロスオーバー周波数の直下の周波数帯域で低域用スピーカユニットの指向が目標指向角θに対し狭くなってしまい、クロスオーバー周波数付近で指向角周波数特性が乱れる問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、複数個配置したスピーカユニットの高い周波数帯域で指向角が狭くなる問題を解決し、低域から高域まで一定の水平方向指向角を示すスピーカシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明のスピーカシステムは、エンクロージャ水平軸上に左右対称に配置された２個以上のスピーカユニットとエンクロージャ垂直軸上に上下対称に配置された２個以上のスピーカユニットを備え、それらのスピーカユニットは同一の周波数帯域を再生し、水平軸上に配置したスピーカユニットの振動板上の中心位置が、垂直軸上に配置したスピーカユニットの振動板上の中心位置よりも後方に配置されるようにしたものである。本発明によれば、複数個配置したスピーカユニットの高い周波数帯域で指向角が狭くなり過ぎず、また、スピーカシステム中心軸上に高域用スピーカユニットを配置した２ウェイ構成のスピーカシステムにおいては、クロスオーバー周波数付近での指向角周波数特性の乱れを低減する効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、エンクロージャの水平軸上に左右対称に配置された２個以上の第１のスピーカユニットと前記エンクロージャの垂直軸上に上下対称に配置された２個以上の第２のスピーカユニットとを備え、前記第１のスピーカユニットおよび第２のスピーカユニットは同一の周波数帯域を再生し、第１のスピーカユニットの振動板上の中心位置が、第２のスピーカユニットの振動板上の中心位置よりも後方に配置されたことを特徴とするスピーカシステムである。この構成では、水平断面で見た場合には、垂直軸上に配置されたスピーカユニットは、スピーカシステム中心軸上に仮想の音源が配置されることと同等の作用をする。そして、その左右には振動板上の中心位置が、垂直軸上のスピーカユニットの振動板上の中心位置よりも後方になるよう配置された水平軸上のスピーカユニットからの音源が存在する。従って、スピーカシステム水平方向でこれらの音源が弧状音源を構成することになる。弧状音源は直線状の音源に比べて高い周波数帯域での指向性が広く、従来スピーカシステムの欠点であった高い周波数帯域で目標指向角よりも指向角が狭くなる問題を解決し、さらにスピーカシステム中心軸上に高域用スピーカユニットを配置した２ウェイ構成のスピーカシステムではクロスオーバー周波数付近での指向角周波数特性の乱れを低減する効果がある。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記第１のスピーカユニットの左右両端のスピーカユニットの振動板上の中心位置の間隔が、前記第２のスピーカユニットの上下両端のスピーカユニットの振動板上の中心位置の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１記載のスピーカシステムである。これらのスピーカユニットは、同一帯域を再生することによって、左右方向の両端のスピーカユニットの間隔を水平直径に持ち、上下方向の両端のスピーカユニットの間隔を垂直直径に持つ楕円形状の平板音源と同様の指向角を示す。水平軸上に配置された左右両端のスピーカユニットの振動板上の中心位置の間隔を、垂直軸上に配置された上下両端のスピーカユニットの振動板上の中心位置の間隔よりも狭く配置することで、水平方向の指向角を広く、垂直方向の指向角を狭くし、水平方向と垂直方向の指向角を別々の角度にすることが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記エンクロージャの中心軸上に、前記第１のスピーカユニットおよび第２のスピーカユニットよりも高域を再生する第３のスピーカユニットを配置したことを特徴とする請求項１または２記載のスピーカシステムである。請求項１記載の発明を実施しても、複数個のスピーカで再生すると指向角が狭くなってしまうような高域を、高域用スピーカユニットで再生することによって指向角を広くし、スピーカシステムの全帯域において水平指向角を広くすることができる。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記第２のスピーカユニットがエンクロージャ正面に配置され、該エンクロージャ正面の左右には、該正面に連続する後方に傾いた第１の傾斜面を持ち、該第１の傾斜面に沿って前記第１のスピーカユニットが配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスピーカシステムである。正面の両側に外側に傾いた面を連続的に設け、スピーカユニットを傾いた状態で配置することで、水平軸上のスピーカユニットの振動板上の中心位置は、垂直軸上のスピーカユニットの振動板上の中心位置の後方に配置される。しかも水平軸上の左右のスピーカユニットが正面に連続する面に配置されるため、エンクロージャ前面に切り立った壁が存在せず、これによる特性の乱れを排除することができる。また、製造上もエンクロージャの面の数が減り製作しやすい利点があり、水平軸上のスピーカユニットを全て正面向きに取り付ける場合に比べ、エンクロージャの横幅が小さくなる長所も併せ持つ。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記第３のスピーカユニットがエンクロージャ正面に配置され、該エンクロージャ正面の左右には、該正面に連続する後方に傾いた第１の傾斜面を持ち、該第１の傾斜面に沿って前記第１のスピーカユニットが配置され、該エンクロージャ正面の上下に該正面に連続する後方に傾いた第２の傾斜面を持ち、該第２の傾斜面に沿って前記第２のスピーカユニットが配置され、前記第１の傾斜面の後方への傾斜角度が前記第２の傾斜面の後方への傾斜角度よりも大きいことを特徴とする請求項３記載のスピーカシステムである。垂直軸上のスピーカユニットを外側に傾けることで、傾けずに配置する場合よりもスピーカシステムの高さを小さくすることができる。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記エンクロージャの前面の少なくとも上下および左右のいずれか一方の外周部に、前記第１のスピーカユニットおよび前記第２のスピーカユニットの取付面よりも前方に張り出した縁部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスピーカシステムである。スピーカユニット取付面よりも前方に張り出した縁部を備えることで、スピーカユニット面を下にしてスピーカを床に置いた場合でも、スピーカユニットが縁部によって保護される効果を持つ。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、前記取付面の外周部に切り欠きを有することを特徴とする請求項６記載のスピーカシステムであり、縁部が切り欠かれていない場合に縁部が低域用スピーカユニットから放射される音波を反射してスピーカシステムの指向性や周波数特性を乱すのを防ぐ効果がある。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、前記エンクロージャの前面がネットで覆われていることを特徴とする請求項７記載のスピーカシステムである。縁部の切り欠き部がネットで覆われるため、縁部の切り欠き部から突起物等がスピーカ前面に入り、スピーカユニットを破壊することを防ぐ効果がある。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１に示す。本実施の形態１では請求項１に記載のように、エンクロージャ水平軸上に左右対称に配置された２個以上のスピーカユニット３、４と、エンクロージャ垂直軸上に上下対称に配置された２個以上のスピーカユニット１、２を備え、それらのスピーカユニットは、同一の周波数帯域を再生し、水平軸上に配置したスピーカユニット３、４の振動板上の中心位置が、垂直軸上に配置したスピーカユニット１、２の振動板上の中心位置よりも後方に配置されている。本実施例では、上下方向のスピーカユニット１、２の振動板上の中心位置よりも、左右方向のスピーカユニット３、４の振動板上の中心位置が１０〜２００ｍｍの範囲で後方に配置される。
【００２１】
また、請求項２に記載のように、エンクロージャ水平軸上に配置された左右両端のスピーカユニット３、４の振動板上の中心位置の間隔が、垂直軸上に配置された上下両端のスピーカユニットの振動板上の中心位置の間隔よりも狭く設定されている。本実施例では、上下のスピーカユニット１、２は中心を４７０ｍｍ離して配置され、左右のスピーカユニット３、４は中心を３３０ｍｍ離して配置されている。上下方向のスピーカユニット１と２の間隔が低域８００Ｈｚ以下での垂直指向角を決定し、左右方向のスピーカユニット３と４の間隔が低域８００Ｈｚ以下での水平指向角を決定する。このスピーカシステムの目標指向角は水平方向は９０度、垂直方向は４０度であり、低域で水平方向の指向角を垂直方向の指向角よりも広くするために、水平方向のスピーカユニットの間隔を狭くしている。なお、上下のスピーカユニットの間隔および左右のスピーカユニットの間隔は目標とする指向角を勘案しながら決定され、その範囲は１００〜２０００である。
【００２２】
図２は本実施の形態における水平方向の指向角周波数特性を従来例と比較したグラフである。低域８００Ｈｚ以下における指向角周波数特性５は、スピーカユニットの水平間隔によって決まる。左右の低域用スピーカユニット振動板上の中心位置が上下の低域用スピーカユニットの中心位置より後方に配置されているため、８００Ｈｚから２．５ｋＨｚの間で、従来のスピーカシステムの水平方向の指向角７に比べて指向角が広がり、目標指向角に近づいた指向角周波数特性６を示す。これは、図７に示すように水平方向断面で音源の配置を見たときに、上下方向のスピーカユニット１、２がスピーカシステム中心軸上に仮想の音源２７が配置されるのと同等の作用をし、左右のスピーカユニット３、４と合わせて弧状の音源を構成し、直線状に３音源が並ぶ場合に比べ、低域用スピーカユニットの再生帯域の高域の指向角を広くし、一定の角度を保たせるためである。これにより、広い周波数範囲で水平方向の指向角を一定にすることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態２では、低域用スピーカユニット１、２、３、４の位置関係は、図１に示した実施の形態１と同じである。本実施の形態２の特徴は、本発明の請求項３に記載のように、高域を再生するスピーカユニットとして定指向性ホーン８をエンクロージャ中心軸上に配置したことにある。このホーンの開口部の水平直径は１７０ｍｍであり、式（１）からこのホーンは１．８ｋＨｚ以上で９０度一定の指向性を保つことができる。従って、スピーカシステムのクロスオーバー周波数は１．８ｋＨｚ以上が望ましい。本発明の実施の形態１で示したように低域用スピーカユニットの指向角周波数特性は、図２の６のように８００Ｈｚ〜２．５ｋＨｚでほぼ目標指向角の９０度を示すため、１．８ｋＨｚをクロスオーバー周波数にすると、クロスオーバー周波数付近でも指向角周波数特性は目標指向角に近い値を取り、一定に保っている。図６に図３のスピーカシステムの水平方向の指向角周波数特性２６を示す。クロスオーバー周波数付近でも、指向角周波数特性は目標指向角に近い値で一定している様子が分かる。
【００２４】
（実施の形態３）
図４（ａ）は本発明の第３の実施の形態の斜視図、（ｂ）は（ａ）の天面から見た水平方向の透視図である。本実施の形態３では、請求項４に記載のように、垂直軸上のスピーカユニット１、２はエンクロージャ正面１１に配置され、正面１１の左右には、正面に連続する外側に傾いた面９、１０を持ち、その面上に外側に傾いた水平軸上のスピーカユニット３、４が配置されている。図３に示した本発明の実施の形態２のスピーカシステムでは、スピーカユニット３、４の内側に切り立った壁面が存在し、スピーカユニット３、４からの音波の反射を生じ、スピーカシステムの周波数特性や指向角周波数特性を乱す。そこで、この切り立った壁が存在しないよう、本実施の形態３では、正面１１の両側に外側に傾いた面９、１０を連続的に設けてそこにスピーカユニット３、４を配置する。このようにスピーカユニット３、４を傾けて配置することで、水平軸上のスピーカユニット３、４の振動板上の中心位置１３は、垂直軸上のスピーカユニット１、２の振動板上の中心位置１２の後方に配置される。従って、実施の形態１および２に示したのと同様に、低域用スピーカユニットの高域８００Ｈｚ〜２．５ｋＨｚで広い指向角を実現しつつ、切り立った壁による特性の乱れを排除することができる。また、製造上もエンクロージャの面の数が減り、製作しやすい利点があり、水平軸上のスピーカユニット３、４を全て正面向きに取り付ける場合に比べ、エンクロージャの横幅が小さくなる長所も併せ持つ。
【００２５】
（実施の形態４）
図５は本発明の第４の実施の形態の斜視図である。本実施の形態４では、本発明の請求項５に記載のように、高域を再生するスピーカユニットとして定指向性ホーン８が正面１１に配置され、その上下に正面１１に連続する外側に傾いた面１４と１５を持ち、垂直軸上のスピーカユニット１と２がその面上に外側に傾いた状態で配置され、さらに正面１１の左右に連続する外側に傾いた面９と１０を持ち、その面の傾きは上下方向の外側向きの面１４、１５の傾きよりも大きな傾きであって、水平軸上のスピーカユニット３と４はその面上に、垂直軸上のスピーカユニット１、２より大きな角度で外側に傾けられて配置される。上下方向の低域用スピーカユニット１、２を外側に傾けることで、スピーカシステムの高さを小さくすることができる。
【００２６】
また、このスピーカシステムは、請求項６に記載のように、エンクロージャ前面の上下左右の外周部にスピーカユニット取付面よりも前方に張り出した縁部１６、１７、１８、１９を備える。従って、スピーカユニット面を下にしてスピーカを床に置いた場合でも、スピーカユニットが縁部によって保護される効果を持つ。
【００２７】
さらに、このスピーカシステムは、請求項７に記載されているように、低域用スピーカユニット近傍の縁部に切り欠き２０、２１、２２、２３があり、縁部が低域用スピーカユニットから放射される音波を反射してスピーカシステムの指向性や周波数特性が乱れるのを防ぐ効果がある。
【００２８】
また、請求項８に記載されるように、エンクロージャ前面が前面ネット２４で覆われており、その外周部が折り曲げられ、正面と縁部の切り欠き部２０、２１、２２、２３の内側に折り込まれる部分２５を有している。従って、縁部の切り欠き部から突起物等がスピーカ前面に入り、スピーカユニットを破壊することを防ぐ効果がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、広い周波数範囲で水平方向の指向角が一定の値を示し、指向角周波数特性の乱れが少ないスピーカシステムを実現でき、前面に装着されたスピーカユニットが故障しにくい構造を持つスピーカシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるスピーカシステムの斜視図
【図２】本発明の第１〜第４の実施の形態におけるスピーカシステムと従来のスピーカシステムの低域用スピーカユニットの水平方向指向角周波数特性の特性図
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるスピーカシステムの斜視図
【図４】（ａ）は本発明の第３の実施の形態におけるスピーカシステムの斜視図
（ｂ）は（ａ）の天面から見た水平方向の透視図
【図５】本発明の第４の実施の形態におけるスピーカシステムの斜視図
【図６】本発明の第１〜第４の実施の形態におけるスピーカシステムの水平方向指向角周波数特性の特性図
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるスピーカシステムの水平断面での仮想音源配置を表した模式図
【図８】従来のスピーカシステムの斜視図
【図９】（ａ）は従来のスピーカシステムの低域用スピーカユニットと高域用ホーンの水平方向指向角周波数特性の特性図
（ｂ）は従来のスピーカシステムの水平方向指向角周波数特性の特性図
【図１０】半径の異なる円形平板の指向角周波数特性の特性図
【符号の説明】
１、２、３、４、１２、１３、２８、２９、３０、３１スピーカユニット
５、６、７、２６、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９指向角周波数特性
８、３２高域用定指向性ホーン
９、１０、１４、１５エンクロージャ正面に連続する面
１１エンクロージャ正面
１６、１７、１８、１９縁部
２０、２１、２２、２３縁部の切り欠き
２４前面ネット
２５前面ネットの外周折り込み部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a speaker system using a plurality of speaker units.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a speaker system that controls directivity over a wide frequency band has been used mainly for business speakers in order to ensure sound intelligibility. One of them is a speaker system in which one speaker unit is arranged on each of the horizontal axis on the horizontal axis and the vertical axis on the vertical axis on the front surface of the enclosure (cabinet) as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-260583. . Hereinafter, this conventional speaker system will be described with reference to FIG. In the figure, reference numerals 28, 29, 30, and 31 denote speaker units that reproduce the same frequency band. These speaker units are arranged at intervals on the vertical axis on the vertical axis and on the horizontal axis on the left and right. By separating the vertical and horizontal intervals of the speaker unit, the size of the virtual sound source of the speaker system is increased, the directivity angle is narrowed from the low frequency band, the reflected sound from the wall of the room is reduced, and the voice clarity is improved. It is an improvement.
[0003]
The directivity angular frequency characteristics of the low-frequency speaker unit of such a conventional speaker system are shown in FIGS. In FIG. 2, 5 is the directivity angular frequency characteristic of the low frequency speaker unit in the low frequency band, and 7 is the directivity angular frequency characteristic of the low frequency speaker unit in the high frequency band. This characteristic is a directional angular frequency characteristic obtained in the horizontal direction of the speaker system when four 16 cm diameter speaker units are arranged at a vertical interval of 470 mm and a horizontal interval of 330 mm. The horizontal target directivity angle θ of this speaker system is 90 °, and the directivity angle of the speaker system is narrow at 200 Hz to 800 Hz, which is the non-directional band of a normal 16 cm aperture speaker unit. It was effective in showing close directivity. The directivity angle referred to in this specification is defined as an angle that drops by 6 dB with respect to the sound pressure on the front axis.
[0004]
Furthermore, in conventional speaker systems, an example in which a high-frequency speaker unit is arranged at the center of the above arrangement, or a constant directivity horn that exhibits a constant directivity angle over a wide frequency band is arranged instead of the high-frequency speaker unit. There are examples. The example taken up in FIG. 8 is an example in which a constant directivity horn 32 is arranged.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a speaker system is effective in that the directivity angle can be narrowed in a low frequency band, but there is a problem that the directivity angle becomes too narrow in a high frequency band of a plurality of speaker units. That is, as shown by 7 in FIG. 2, in the frequency band of 800 Hz or more, the directivity angle becomes narrower in proportion to the frequency, and a difference from the target directivity angle θ becomes a problem. In order to solve this problem, in the above-described conventional example, a two-way speaker system is used, and a constant directivity horn for high frequency is arranged in the center so that the directivity angle of the low frequency speaker unit is too narrow. Is cut off by a crossover network, and a high frequency band is reproduced by a constant directivity horn to realize a directivity angular frequency characteristic close to a target directivity angle over the entire frequency band.
[0006]
In such a method, the high frequency horn is
f _I = 28000 / (θ × a) (1)
f _I : lower limit frequency θ of directivity control of constant directivity horn θ: target directivity angle a: directivity angle is θ and constant above frequency f _i indicated by opening diameter in direction of directivity control At lower frequencies, the directivity angles in the horizontal and vertical directions are equal to the directivity angle of a flat plate sound source having the same shape as the horn opening.
[0007]
FIG. 10 is a diagram showing how the directivity angle changes as the size of the flat sound source changes, and shows the directivity angle frequency characteristics when the radius of the circular flat sound source is changed. The directivity angle of the flat sound source becomes wider as the frequency becomes lower as indicated by 37. In this figure, 37 is the directivity angle when the radius of the circular flat plate is a, 38 is the directivity angle when the radius of the circular flat plate is 2a, and 39 is the directivity angle when the radius of the circular flat plate is 3a. It can be seen that the directional angle becomes narrower from the lower range as the sound source becomes larger.
[0008]
On the other hand, in the playback band of the low-frequency speaker unit, the directivity angle is the same as that of an elliptical flat plate sound source with the vertical diameter of the low-frequency speaker unit in the vertical direction and the horizontal diameter of the horizontal speaker unit in the horizontal direction. Indicates. Here, since the low-frequency speaker unit is disposed outside the high-frequency constant directivity horn, the size of the flat plate sound source is larger than the horn opening, and as shown in 33 of FIG. It becomes narrower than the directivity angle 34 of the constant directivity horn for high band in the band.
[0009]
Therefore, the directivity angle of the speaker system when the crossover network is used is as follows. When the crossover frequency is f ₁ , the directivity angle of the high frequency horn is the frequency just above the crossover frequency as shown in 35. In the case where the crossover frequency is high f ₂ with respect to the target directivity angle θ, the directivity of the low-frequency speaker unit becomes the target directivity angle θ in the frequency band immediately below the crossover frequency as shown in 36. On the other hand, there is a problem that the directivity angular frequency characteristic is disturbed near the crossover frequency.
[0010]
The present invention solves such a conventional problem, solves the problem that the directivity angle becomes narrow in a high frequency band of a plurality of speaker units arranged, and has a constant horizontal directivity angle from low to high. It aims at providing the speaker system which shows.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the speaker system of the present invention includes two or more speaker units arranged symmetrically on the horizontal axis of the enclosure and two or more speaker units arranged symmetrically on the vertical axis of the enclosure. These speaker units reproduce the same frequency band, and the center position on the diaphragm of the speaker unit arranged on the horizontal axis is behind the center position on the diaphragm of the speaker unit arranged on the vertical axis. It is made to arrange in. According to the present invention, the directivity angle does not become too narrow in the high frequency band of a plurality of speaker units arranged, and the speaker system with a two-way configuration in which a high-frequency speaker unit is arranged on the central axis of the speaker system, An effect of reducing the disturbance of the directivity angular frequency characteristic in the vicinity of the crossover frequency can be obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, two or more, which are arranged vertically symmetrically with the two or more first speaker units arranged symmetrically on the horizontal axis of the enclosure on the vertical axis of the enclosure and a second speaker unit of the first speaker unit and second speaker unit plays the same frequency band, the center position of the diaphragm of the first speaker unit, the second speaker unit a speaker system, characterized in that the center position on the diaphragm disposed behind. In this configuration, when viewed in a horizontal section, the speaker unit arranged on the vertical axis has the same effect as the virtual sound source being arranged on the central axis of the speaker system. On the left and right sides, there is a sound source from the speaker unit on the horizontal axis arranged such that the center position on the diaphragm is behind the center position on the diaphragm of the speaker unit on the vertical axis. Therefore, these sound sources constitute an arcuate sound source in the horizontal direction of the speaker system. Arc-shaped sound source has wider directivity in high frequency band than linear sound source, and solves the problem that the directivity angle becomes narrower than the target directivity angle in the high frequency band, which was a drawback of the conventional speaker system. A speaker system having a two-way configuration in which a high-frequency speaker unit is arranged on the central axis has an effect of reducing disturbance of the directivity angle frequency characteristic near the crossover frequency.
[0013]
The invention according to claim 2 of the present invention, the distance of the center of the diaphragm of the left and right ends of the speaker units of the first speaker unit, the vibration plate of the upper and lower ends of the speaker units of the second speaker unit The speaker system according to claim 1, wherein the speaker system is narrower than an interval between the upper center positions. These speaker units reproduce the same band so that the left and right speaker units have the same horizontal distance, and the vertical speaker units have the same vertical distance. Indicates the directivity angle. The distance between the center positions on the diaphragms of the speaker units at the left and right ends arranged on the horizontal axis should be narrower than the distance between the center positions on the diaphragms of the speaker units at the upper and lower ends arranged on the vertical axis. Thus, the horizontal directivity angle can be widened, the vertical directivity angle can be narrowed, and the horizontal and vertical directivity angles can be set to different angles.
[0014]
The invention described in claim 3 of the present invention, characterized in that on the central axis of the enclosure, placing the third speaker unit for reproducing the high frequency than the first speaker unit and second speaker unit The speaker system according to claim 1 or 2. Even if the invention according to claim 1 is carried out, a high frequency range in which the directivity angle becomes narrow when reproduced by a plurality of speakers is reproduced by the high frequency speaker unit, thereby widening the directivity angle. The horizontal directivity angle can be widened in the entire band.
[0015]
In the invention according to claim 4 of the present invention, the second speaker unit is disposed on the front surface of the enclosure , and the left and right sides of the front surface of the enclosure have first inclined surfaces that are inclined rearward and continuous with the front surface, a speaker system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that along said inclined surfaces of the first first speaker unit is disposed. By continuously providing outwardly inclined surfaces on both sides of the front and placing the speaker unit in an inclined state, the center position on the diaphragm of the speaker unit on the horizontal axis is the vibration of the speaker unit on the vertical axis. It is arranged behind the center position on the plate. In addition, since the left and right speaker units on the horizontal axis are arranged on a surface that is continuous with the front surface, there is no sharp wall on the front surface of the enclosure, and disturbance of characteristics due to this can be eliminated. In addition, there is an advantage that the number of surfaces of the enclosure is reduced in terms of manufacturing, and it is easy to manufacture, and there is also an advantage that the width of the enclosure is reduced compared to the case where all the speaker units on the horizontal axis are mounted facing the front.
[0016]
In the invention according to claim 5 of the present invention, the third speaker unit is disposed on the front surface of the enclosure , and the left and right sides of the front surface of the enclosure have first inclined surfaces that are inclined rearward and continuous with the front surface. along said inclined surfaces of the first first speaker unit is disposed, having a second inclined surface inclined rearwardly successive to the front and below the said enclosure front, along the inclined surface of the second 4. The speaker according to claim 3, wherein the second speaker unit is disposed, and an inclination angle of the first inclined surface to the rear is larger than an inclination angle of the second inclined surface to the rear. System. By tilting the speaker unit on the vertical axis outward, the height of the speaker system can be reduced as compared with the case where the speaker unit is not tilted.
[0017]
The invention described in claim 6 of the present invention, at least one of the outer peripheral portion either of the upper and under the right and left of the front of the enclosure, forward of the mounting surface of the first speaker unit and the second speaker unit The speaker system according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an overhanging edge portion. By providing the edge portion that projects forward from the speaker unit mounting surface, even when the speaker is placed on the floor with the speaker unit surface down, the speaker unit is protected by the edge portion.
[0018]
The invention according to claim 7 of the present invention is a speaker system according to claim 6, wherein a-out missing cut on the outer periphery of the mounting surface, the edge if the edge is not cut This has an effect of preventing the directivity and frequency characteristics of the speaker system from being disturbed by reflecting sound waves emitted from the low-frequency speaker unit.
[0019]
The invention of claim 8 of the present invention, the front surface of the enclosure is a speaker system according to claim 7, characterized in that it is covered by a net. Since the notch at the edge is covered with the net, there is an effect of preventing protrusions and the like from entering the front of the speaker from the notch at the edge and destroying the speaker unit.
[0020]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention is shown in FIG. In the first embodiment, as described in claim 1, two or more speaker units 3 and 4 arranged symmetrically on the horizontal axis of the enclosure, and two arranged vertically symmetrically on the vertical axis of the enclosure The above speaker units 1 and 2 are provided, and these speaker units reproduce the same frequency band, and the center positions on the diaphragms of the speaker units 3 and 4 arranged on the horizontal axis are arranged on the vertical axis. The speaker units 1 and 2 are arranged behind the center position on the diaphragm. In the present embodiment, the center position on the diaphragm of the speaker units 3 and 4 in the left and right direction is arranged behind the center position on the diaphragm of the speaker units 1 and 2 in the vertical direction within the range of 10 to 200 mm. .
[0021]
Further, as described in claim 2, the distance between the center positions on the diaphragm of the left and right speaker units 3 and 4 arranged on the horizontal axis of the enclosure is the upper and lower speaker units arranged on the vertical axis. It is set narrower than the interval between the center positions on the diaphragm. In the present embodiment, the upper and lower speaker units 1 and 2 are arranged with a center separated by 470 mm, and the left and right speaker units 3 and 4 are arranged with a center separated by 330 mm. The vertical directivity angle when the distance between the speaker units 1 and 2 in the vertical direction is 800 Hz or less is determined, and the horizontal directivity angle when the distance between the speaker units 3 and 4 in the horizontal direction is 800 Hz or less is determined. The target directivity angle of this speaker system is 90 degrees in the horizontal direction and 40 degrees in the vertical direction. In order to make the horizontal directivity angle wider than the vertical directivity angle in the low frequency range, the distance between the horizontal speaker units is Is narrowed. The distance between the upper and lower speaker units and the distance between the left and right speaker units are determined in consideration of the target directivity angle, and the range is 100 to 2000.
[0022]
FIG. 2 is a graph comparing the directivity angle frequency characteristics in the horizontal direction in the present embodiment with those of the conventional example. The directivity angular frequency characteristic 5 in the low band 800 Hz or less is determined by the horizontal interval of the speaker units. Since the center position on the left and right low-frequency speaker unit diaphragms is arranged behind the center position of the upper and lower low-frequency speaker units, the horizontal direction of the conventional speaker system is between 800 Hz and 2.5 kHz. A directivity angle frequency characteristic 6 in which the directivity angle is wider than the directivity angle 7 and approaches the target directivity angle is shown. This is equivalent to the case where the speaker units 1 and 2 in the vertical direction are arranged with the virtual sound source 27 on the center axis of the speaker system when the arrangement of the sound sources is seen in the horizontal section as shown in FIG. In combination with the left and right speaker units 3 and 4, an arc-shaped sound source is formed, and the directivity angle in the high frequency range of the low frequency speaker unit is widened and constant compared to the case where the three sound sources are arranged in a straight line. This is to maintain the angle. Thereby, the horizontal directivity angle can be made constant over a wide frequency range.
[0023]
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the positional relationship between the low-frequency speaker units 1, 2, 3, and 4 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The feature of the second embodiment is that, as described in claim 3 of the present invention, a constant directivity horn 8 is arranged on the central axis of the enclosure as a speaker unit for reproducing a high frequency band. The horizontal diameter of the opening of this horn is 170 mm, and this horn can maintain a constant directivity of 90 degrees at 1.8 kHz or higher from the equation (1). Therefore, the crossover frequency of the speaker system is desirably 1.8 kHz or more. As shown in the first embodiment of the present invention, the directivity angle frequency characteristic of the low-frequency speaker unit shows a target directivity angle of 90 degrees from 800 Hz to 2.5 kHz as shown in 6 of FIG. When 8 kHz is used as the crossover frequency, the directivity angular frequency characteristic takes a value close to the target directivity angle and is kept constant even near the crossover frequency. FIG. 6 shows the directivity angle frequency characteristic 26 in the horizontal direction of the speaker system of FIG. It can be seen that the directivity angular frequency characteristic is constant at a value close to the target directivity angle even near the crossover frequency.
[0024]
(Embodiment 3)
FIG. 4A is a perspective view of a third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a horizontal perspective view seen from the top surface of FIG. In the third embodiment, as described in claim 4, the speaker units 1 and 2 on the vertical axis are arranged on the front surface 11 of the enclosure. The speaker units 3 and 4 on the horizontal axis are disposed on the surface and inclined outward. In the speaker system according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, there is a sharp wall on the inside of the speaker units 3 and 4, and sound waves are reflected from the speaker units 3 and 4, so that the frequency characteristics of the speaker system are obtained. Or disturb the directional angular frequency characteristics. Therefore, in the present third embodiment, the surfaces 9 and 10 inclined outward are continuously provided on both sides of the front face 11 so that the standing wall does not exist, and the speaker units 3 and 4 are arranged there. By arranging the speaker units 3 and 4 so as to be inclined, the center position 13 on the diaphragm of the speaker units 3 and 4 on the horizontal axis is the center on the diaphragm of the speaker units 1 and 2 on the vertical axis. Located behind the position 12. Therefore, as in the first and second embodiments, it is possible to achieve a wide directivity angle in the high frequency range of 800 Hz to 2.5 kHz of the low frequency speaker unit and eliminate characteristic disturbance due to the sharp wall. it can. In addition, there is an advantage that the number of surfaces of the enclosure is reduced from the viewpoint of manufacturing, and it is easy to manufacture, and there is an advantage that the lateral width of the enclosure is reduced as compared with the case where the speaker units 3 and 4 on the horizontal axis are all attached to the front.
[0025]
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a perspective view of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, as described in claim 5 of the present invention, the fixed directivity horn 8 is disposed on the front surface 11 as a speaker unit for reproducing a high frequency band, and is inclined upward and downward from the front surface 11. The speaker units 1 and 2 on the vertical axis are arranged in an inclined state on the surface, and further have the inclined surfaces 9 and 10 that are continuous to the left and right of the front surface 11. The inclination of the surface is larger than the inclination of the outwardly facing surfaces 14 and 15 in the vertical direction, and the speaker units 3 and 4 on the horizontal axis are on the surface of the speaker units 1 and 2 on the vertical axis. It is tilted outward at a large angle. The height of the speaker system can be reduced by tilting the low-frequency speaker units 1 and 2 in the vertical direction outward.
[0026]
In addition, as described in claim 6, the speaker system includes edges 16, 17, 18, and 19 projecting forward from the speaker unit mounting surface on the upper, lower, left, and right outer peripheral portions of the front surface of the enclosure. Accordingly, even when the speaker is placed on the floor with the speaker unit face down, the speaker unit is protected by the edge.
[0027]
Furthermore, as described in claim 7, this speaker system has notches 20, 21, 22, and 23 at the edge in the vicinity of the low-frequency speaker unit, and the edge radiates from the low-frequency speaker unit. This is effective in preventing the directivity and frequency characteristics of the speaker system from being disturbed by reflecting the sound wave.
[0028]
Further, as described in claim 8, the front surface of the enclosure is covered with the front net 24, the outer peripheral portion thereof is bent, and is folded inside the front and edge cutout portions 20, 21, 22, 23. The portion 25 is provided. Therefore, there is an effect of preventing protrusions and the like from entering the front surface of the speaker from the notch at the edge and destroying the speaker unit.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a speaker system in which the horizontal directivity angle shows a constant value in a wide frequency range and the directivity angular frequency characteristic is less disturbed, and the speaker unit mounted on the front side breaks down. A speaker system having a structure that is difficult to perform can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a speaker system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of the speaker system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4A is a perspective view of the speaker system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5B is a horizontal perspective view seen from the top surface of FIG. 5A. FIG. 5 is a perspective view of a speaker system according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram showing a virtual sound source arrangement in a horizontal section of a speaker system according to a third embodiment of the present invention. Conventional speaker FIG. 9A is a characteristic diagram of horizontal direction angle characteristics of a low-frequency speaker unit and a high-frequency horn of a conventional speaker system. FIG. 9B is a horizontal direction angle of a conventional speaker system. Characteristic diagram of frequency characteristics [Fig. 10] Characteristic diagram of directivity angle frequency characteristics of circular flat plates with different radii [Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4, 12, 13, 28, 29, 30, 31 Speaker unit 5, 6, 7, 26, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 Directional angular frequency characteristics 8, 32 High Constant directional horn for area 9, 10, 14, 15 Surface continuous to enclosure front 11 Enclosure front 16, 17, 18, 19 Edge 20, 21, 22, 23 Edge notch 24 Front net 25 Front net Peripheral folding part

Claims

And a two or more second speaker units arranged in two or more vertically symmetric on the vertical axis of the first speaker unit and the enclosure are arranged symmetrically on the horizontal axis of the enclosure, the first The first speaker unit and the second speaker unit reproduce the same frequency band, and the center position on the diaphragm of the first speaker unit is arranged behind the center position on the diaphragm of the second speaker unit. The speaker system characterized by being made .

The distance between the center positions of the speaker units at the left and right ends of the first speaker unit on the diaphragm is narrower than the distance between the center positions of the speaker units at the upper and lower ends of the second speaker unit. The speaker system according to claim 1.

On the central axis of the enclosure, the first speaker unit and the second third according to claim 1 or 2 speaker system, wherein the disposing the speaker units to reproduce the high band than the speaker units.

The second speaker unit is disposed in front of the enclosure. The left and right sides of the front of the enclosure have a first inclined surface that is inclined rearward and is continuous with the front, and the first inclined surface along the first inclined surface . speaker system according to any one of claims 1 to 3 of the speaker unit is being arranged.

The third speaker unit is disposed in front of the enclosure. The left and right sides of the front surface of the enclosure have a first inclined surface that is inclined rearward and continuous with the front surface , and the first speaker along the first inclined surface. speaker units are arranged, having a second inclined surface inclined rearwardly successive to the front and below the said enclosure front, along said inclined surface of the second second speaker units are arranged, wherein The speaker system according to claim 3, wherein an inclination angle of the first inclined surface to the rear is larger than an inclination angle of the second inclined surface to the rear .

At least one of the outer peripheral portion either of the upper and under the right and left of the front of the enclosure, and further comprising a rim which protrudes forward from the mounting surface of the first speaker unit and the second speaker unit The speaker system according to any one of claims 1 to 5 .

Speaker system according to claim 6, characterized in that it comprises a-out missing cut on the outer periphery of the mounting surface.

The speaker system according to claim 7, wherein a front surface of the enclosure is covered with a net.