JP4388387B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として低域の音声周波数を再生するためのスピーカ装置の改良に関する。

多種多様な音声再生機器から出力される音声電気信号の周波数帯域の内の低域成分のみを再生するサブウーハと呼ばれているスピーカ装置は、図６に示すスピーカ装置１のように、エンクロージャ２の前面板部３に低域再生専用のスピーカユニット４が固定され、該前面板部３にバスレフ再生用のダクト５が設けられている例がある。

この例においては、スピーカユニット４から前方に放射される音波成分に、ダクト５の開口から放射される音波成分が付加された状態、即ち低域成分がダクト５からの音波放射で増強された状態で放音されることになり、その周波数特性は図２に示すような音声周波数と出力音圧レベルの関係を表す特性図中に符号ａで示されるように、例えば５０Ｈｚから１ｋＨｚが略フラットに再生される。なお、図２は従来装置による放音特性（符号ａ，ｂ，ｃ）と本発明装置による放音特性（符号ｄ）を併せて表現した図である。

しかしながら、このスピーカ装置１においては、サブウーハ以外のスピーカ（中高域用）からの再生帯域に重複する部分があるために再生音波の全体を考えたときにその音場感が損なわれ、特にステレオ感が損なわれてしまう。

このために、放音される音波帯域を低域のみに限定させるためのフィルタ回路を介在させた状態でスピーカユニット４への信号供給を行っている。

一方、上述のようなフィルタ回路を用いずに、図６に示すスピーカ装置６のようにエンクロージャ２の前面板部３にダクト５を位置させ、スピーカユニット４を、エンクロージャ２の側方に位置させることによって、スピーカユニット４からの音波が側方に放射されることによって、サブウーハとしては不要な中高域の成分を自然に減衰させることによって、図２中に示す特性ｂのように、例えば５０Ｈｚから１００Ｈｚを略フラットに再生させることができる。

換言すれば、図６に示すスピーカ装置６は、スピーカユニット４から放射される中高域の成分は、指向性が鋭いので前面板部３の前方に位置する聴取者の位置には届かず、指向性の略皆無な低域成分のみが届くということである。

このスピーカ装置６は、側方にスピーカユニット４を設けたものであるが、それを下方に設けるようにした例もある。

即ち、図７に示すスピーカ装置７は、矩形の底板９の上部の４隅に柱部１０を設け、その上にエンクロージャ８を載せて構成している。

エンクロージャ８の前面板部１３にダクト１４の開口を位置させ、エンクロージャ８の底部の下面板部１１にスピーカユニット１２を設けて構成している。

このため、スピーカユニット１２に音声電気信号が供給されると、スピーカユニット１２から放射される中高域の成分は、指向性が鋭いので底板９の存在によって極度に減衰され前面板部１３の前方に位置する聴取者の位置には届かず、指向性の略皆無な低域成分のみが底板９によって反射された状態で聴取者に届くことになる。

従って、スピーカ装置７における放音特性は、図２中に示す符号ｃのようなものとなり、スピーカ装置６（図６参照）の特性ｂに比して中高域成分がさらに減衰されて、例えば６０Ｈｚ近傍にピークのあるサブウーハとして望ましい特性になる。

従来のスピーカ装置は、低域成分のみを放音させるために、低域通過型のフィルタ回路を使用した場合には、比較的に大きな電力を要する低域再生であるので、当該回路をパッシブ型の回路で構成する場合には太径で大型のコイルを使用しなければならないという難点があり、当該回路をアクティブ型の回路構成で行う場合には、オペアンプ等の精密電子部品を用いなければならず、いずれの場合もコスト増加を招く虞がある。

一方、スピーカユニットへの音声電気信号の供給を低域通過型のフィルタ回路を使用せずに、エンクロージャの下面や側面にスピーカユニットを取り付けて構成する場合には、取り付け位置が数種類（上下左右と下部）に限定されてしまうため、設計の自由度が低く、総合的な周波数特性を微細に設計することができず、当該スピーカ装置と組み合わせて用いられる他スピーカ、即ち左右の前方に位置するメインスピーカや中央に位置するセンタースピーカ等々の帯域とのマッチングを最適なものとすることが難しく一般的にはディップ特性が生じてしまい、総合的な特性を所期のものとすることが困難であるという現状である。

そこで、本発明の目的は、構成が複雑で高価なフィルタ回路を用いずにコスト低減が達成でき、しかも、音波放音の周波数特性の設計の自由度を大幅に向上できるスピーカ装置を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明によるスピーカ装置は、次に列挙するような特徴的な構成を採用している。

（１）略６面体のエンクロージャ内に収容された複数のスピーカユニットを含むサブウーハ用のスピーカ装置において、
前記エンクロージャの底板から離間して設けられた底板部の前記底板と略平行部に取り付けられ、前記底板および前記底板部間の間隙に向けて音声を出力する第１のスピーカユニットと、
前記エンクロージャの前記底板に対して角度を有する板部に取り付けられた第２のスピーカユニットと
を備え、
前記第２のスピーカユニットが取り付けられる板部は、前記第１のスピーカユニットが取り付けられる前記底板部に連続して前方へ延び且つ前記底板から離間する方向へ傾斜した傾斜板部であり、
前記第１および第２のスピーカユニットに実質的に同じ音声信号を供給するスピーカ装置。

（２）前記第２のスピーカユニットが取り付けられる前記傾斜板部は、前記底板に対する角度θを略２５度を中心に調整して設計する上記（１）のスピーカ装置。

本発明に係るスピーカ装置は、スピーカデバイダ等と称される低域通過型のフィルタ回路を使用したり、スピーカユニットに供給される電気信号のそのものの低域のみを通過させるフィルタ回路を使用していないので大幅なコスト低減が図れる。

また、スピーカ装置における総合的な放音特性を設計する場合には、スピーカエンクロージャの形状を設計することによって総合的な周波数特性を微細に設計することができ、当該スピーカ装置と組み合わせて用いられる他スピーカ、即ち左右の前方に位置するメインスピーカや中央に位置するセンタースピーカ等々の帯域とのマッチングを最適なものにした設計を容易に行うことができ、設計自由度を著しく向上させることができる。

従って、本発明によれば、構成が複雑で高価なフィルタ回路を用いずにコスト低減が達成でき、しかも、音波放音の周波数特性の設計の自由度を大幅に向上できるスピーカ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態を［実施例１］として図１および図２を用いて説明する。なお、この例は、スピーカエンクロージャが密閉型で構成されると共に、バスレフ・ダクトを有して構成されるスピーカ装置に本発明を適用したものである。

図１に外観斜視図が示されるスピーカ装置１５は、密閉型のエンクロージャ１６で構成され、その下方に矩形の底板１７を有している。

エンクロージャ１６の前面に位置する前面板部１８にはダクト１９が設けられ、該エンクロージャ１６の下面には、第１の面（水平板部２１ａ）と、この第１の面に対して異なる角度を有して形成された第２の面（傾斜板部２１ｂ）でなる下面板部２１が設けられている。

また、前記第１の面（水平板部２１ａ）と前記第２の面（傾斜板部２１ｂ）は、それぞれが連設された面で構成されると共に、それぞれが所定の傾斜角度を有するような下面板部２１を有している。

水平板部２１ａは、前面板部１８の形成面に直交するように位置され、その中央に第１のスピーカユニット２２が音波放射方向が下向きとなるように固定され、傾斜板部２１ｂは、水平板部２１ａの板面に対して傾斜角θを有して構成され、その中央に第２のスピーカユニット２３が音波放射方向が下向きとなるように固定されている。

このようなエンクロージャ１６の下面板部２１の４隅には第１柱部２０ａ，２０ａおよび第２柱部２０ｂ，２０ｂを介して底板１７に対して浮いた状態で固定され、当該の隙間が放音開口となっている。

従って、第１のスピーカユニット２２と第２のスピーカユニット２３のそれぞれに、信号供給手段（図示せず）を用いて実質的に同等な音声電気信号が供給されると、第１のスピーカユニット２２から直接的並びに間接的に放射される第１の放射音波と、第２のスピーカユニット２３によって直接的並びに間接的に放射される第２の放射音波との合成音波が前面板部１８の前方に位置する聴取者に
対して放射される。

第１のスピーカユニット２２の前方に放射される音波は、底板１７とその隙間の存在により、中高域の成分は、指向性が鋭いので極度に減衰され前面板部１８の前方に位置する聴取者の位置には届かず、指向性の略皆無な低域成分のみが、傾斜板部２１ｂによって形成される放射状の開口から聴取者の方向に第１のスピーカユニット２２による第１の放射成分が届く（なお、この第１の放射音波の成分としては、第１のスピーカユニット２２の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

第１のスピーカユニット２２からの第１の音波放射と同時に、第２のスピーカユニット２３からの第２の音波放射がなされ、その前方向に位置する底板１７とその放射状の隙間の存在によって、中高域の成分は、指向性が鋭いので適度に減衰され前面板部１８の前方に放射される（なお、この第２の放射音波の成分としては、第２のスピーカユニット２３の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

このときのスピーカ装置１５の総合放音成分、即ち、第１および第２の音波放射の総合の特性は、傾斜板部２１ｂの傾斜角θが２５度の場合には図２中に示す符号ｄのようなものとなり、従来のスピーカ装置の特性例（ａ，ｂ，ｃ）のａ，ｂの中間に位置する。

スピーカ装置１５における最終的な特性を設計する場合、この傾斜角θを２５度より大きくすると高域寄りに変化させることができ、逆に、小さくすると低域寄りに変化させることができる。

換言すれば、傾斜角θを大きくすると第２のスピーカユニット２３から放射される中高域の成分の減衰量が少なくなり、逆に、傾斜角θを小さくすると減衰量が大きくなるという性質を利用し、第１のスピーカユニット２２によって固定的に有される低域特性を第２のスピーカユニット２３によって増強するものであり、その増強量の設計を傾斜角θの調整によって行うことができるので設計自由度を著しく向上させることができる。

また、サブウーハとして用いられるスピーカ装置１５は、組み合わせて用いられる他スピーカ、即ち左右の前方に位置するメインスピーカや中央に位置するセンタースピーカ等々の特性に適合するように傾斜角θの設計を行うことによってシステム全体の総合的な特定周波数においてディップを生じないようにすることができる。

前述の［実施例１］は、エンクロージャの下面に２個のスピーカユニットを設けた例であるが、１個を下面に設け、他を側面に設けるようにしてもよい。この例を［実施例２］として説明する。

図３において、スピーカ装置２４を構成するエンクロージャ１６の前面に位置する前面板部１８にはダクト１９が設けられ、該エンクロージャ１６の下面には底板１７が固定され、側面板部２５の中央に第１のスピーカユニット２２が固定されている。

この側面板部２５には第１の面が構成され、この第１の面に対して異なる角度を有して形成された第２の面（傾斜板部２６）が構成される。また、第１の面（側面板部２５）と第２の面（傾斜板部２６）は、異なる角度を有して配設され、傾斜板部２６は、底板１７に対し支柱１６ａを介して所定の傾斜角θを有して構成され、該傾斜板部２６の中央に第２のスピーカユニット２３が音波放射方向が下向きとなるように固定されている。

従って、第１のスピーカユニット２２と第２のスピーカユニット２３のそれぞれに、信号供給手段（図示せず）を用いて実質的に同等な音声電気信号が供給されると、第１のスピーカユニット２２から直接的並びに間接的に放射される第１の放射音波と、第２のスピーカユニット２３によって直接的並びに間接的に放射される第２の放射音波との合成音波が前面板部１８の前方に位置する聴取者に対して放射される。

第１のスピーカユニット２２の前方に放射される音波は、聴取者の位置に対して９０度の角度だけ異なっている方向であるので、中高域の成分は、指向性が鋭いので極度に減衰され前面板部１８の前方に位置する聴取者には届かず、指向性の略皆無な低域成分のみが聴取者に届く（なお、この第１の放射音波の成分としては、第１のスピーカユニット２２の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

第１のスピーカユニット２２からの第１の音波放射と同時に、第２のスピーカユニット２３からの第２の音波放射がなされ、その下位に傾斜して位置する底板１７とその放射状の隙間の存在によって、中高域の成分は、指向性が鋭いので適度に減衰され聴取者の方向に放射される（なお、この第２の放射音波の成分としては、第２のスピーカユニット２３の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

このときのスピーカ装置２４の総合の音波放射、即ち、第１および第２の音波放射が合成された総合の特性は、傾斜板部２６の傾斜角θが２５度の場合には図３中に示す符号ｄのようなものとなり、従来のスピーカ装置の特性例（ａ，ｂ，ｃ）のａ，ｂの中間に位置する。

スピーカ装置２４における最終的な特性を設計する場合、この傾斜角θを２５度より大きくすると高域寄りに変化させることができ、逆に、小さくすると低域寄りに変化させることができる。

換言すれば、傾斜角θを大きくすると第２のスピーカユニット２３から放射される中高域の成分の減衰量が少なくなり、逆に、傾斜角θを小さくすると減衰量が大きくなるという性質を利用し、第１のスピーカユニット２２によって固定的に有される低域特性を第２のスピーカユニット２３によって増強するものであり、その増強量の設計を傾斜角θの調整によって行うことができるので設計自由度を著しく向上させることができる。

また、サブウーハとして用いられるスピーカ装置２４は、組み合わせて用いられる他スピーカ、即ち左右の前方に位置するメインスピーカや中央に位置するセンタースピーカ等々の特性に適合するように傾斜角θの設計を行うことによってシステム全体の総合的な特定周波数においてディップを生じないようにすることができる。

前述の［実施例１］および［実施例２］は、いずれもエンクロージャの前面板部にはスピーカユニットを設けていない例であるが、当該前面板部にスピーカユニットを設けるようにしてもよく、この例を［実施例３］として説明する。

図４において、スピーカ装置２７を構成するエンクロージャ１６の前面に位置する前面板部１８にはダクト１９が設けられ、該エンクロージャ１６の下面に位置する底板部２８の４隅のそれぞれに支柱２９を介して底板１７から浮かせた状態で固定されている。

このようなエンクロージャ１６の前面板部１８には第１の面が構成され、この第１の面に対して異なる角度を有して形成された第２の面（底板部２８）が構成され、前面板部１８にダクト１９と第１のスピーカユニット２２を設け、底板部２８の中央に第２のスピーカユニット２３が設けられている。

従って、第１のスピーカユニット２２と第２のスピーカユニット２３のそれぞれに、信号供給手段（図示せず）を用いて実質的に同等な音声電気信号が供給されると、第１のスピーカユニット２２から直接的並びに間接的に放射される第１の放射音波と、第２のスピーカユニット２３によって直接的並びに間接的に放射される第２の放射音波との合成音波が前面板部１８の前方に位置する聴取者に対して放射される。

第１のスピーカユニット２２の前方に放射される音波は、聴取者の位置に向かっているために全帯域の成分が聴取者に届く（なお、この第１の放射音波の成分としては、第１のスピーカユニット２２の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

第１のスピーカユニット２２からの第１の音波放射と同時に、第２のスピーカユニット２３からの第２の音波放射がなされ、その下位に位置する所定の放射空間の存在によって、中高域の成分は、指向性が鋭いので極度に減衰されて聴取者の方向に放射される（なお、この第２の放射音波の成分としては、第２のスピーカユニット２３の背面に生じる音波がダクト１９から放射される低域の成分が含まれる）。

このときのスピーカ装置２７の総合の音波放射、即ち、第１および第２の音波放射が合成された総合の特性は、図２中に示す符号ｄと略等しいものとなり、従来のスピーカ装置の特性例（ａ，ｂ，ｃ）のａ，ｂの中間に位置する。

スピーカ装置２７における最終的な特性を設計する場合には、底板部２８と底板１７の間隙の寸法を適宜に設計することによって第２のスピーカユニット２３における中高域成分の量を設計することができ、当該寸法を大きくすることによってスピーカ装置２７全体の放音特性を高域寄りに変化させることができ、逆に、小さくすると低域寄りに変化させることができる。

換言すれば、当該寸法を大きくすると第２のスピーカユニット２３から放射される中高域の成分の減衰量が少なくなり、逆に、小さくすると減衰量が大きくなるという性質を利用し、第１のスピーカユニット２２によって固定的に有される低域特性を第２のスピーカユニット２３によって増強するものであり、その増強量の設計を容易に行うことができるので設計自由度を著しく向上させることができる。

また、サブウーハとして用いられるスピーカ装置２７は、組み合わせて用いられる他スピーカ、即ち左右の前方に位置するメインスピーカや中央に位置するセンタースピーカ等々の特性に適合するように当該寸法の設計を行うことによってシステム全体の総合的な特定周波数においてディップを生じないようにすることができる。

なお、本発明によるスピーカ装置は、前述の［実施例１］乃至［実施例３］に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施を採用できることは勿論である。

スピーカエンクロージャは、密閉型で構成されると共に、バスレフ・ダクトを有してエンクロージャが構成されているが、当該のスピーカエンクロージャを一部開放型で構成したり、バスレフ・ダクトを有さないように構成してもよく、また、第１および第２のスピーカユニットのそれぞれは、１つのユニットで構成されているが、第１および／または第２のスピーカユニットを複数のユニットで構成するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る［実施例１］のスピーカ装置の外観を示す斜視図である。 従来のスピーカ装置の放音特性と本発明を適用したスピーカ装置の放音特性を併せて示す特性図である。 本発明の実施の形態に係る［実施例２］のスピーカ装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る［実施例３］のスピーカ装置の外観を示す斜視図である。 従来のスピーカ装置の一例の外観を示す斜視図である。 従来のスピーカ装置の他例の外観を示す斜視図である。 従来のスピーカ装置のさらに他例の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１ スピーカ装置
２ エンクロージャ
３ 前面板部
４ スピーカユニット
５ ダクト
６ スピーカ装置
７ スピーカ装置
８ エンクロージャ
９ 底板
１０ 柱部
１１ 下面板部
１２ スピーカユニット
１３ 前面板部
１４ ダクト
１５ スピーカ装置
１６ エンクロージャ
１６ａ 支柱
１７ 底板
１８ 前面板部
１９ ダクト
２０ 柱部
２１ 下面板部
２１ａ 水平板部
２１ｂ 傾斜板部
２２ 第１のスピーカユニット
２３ 第２のスピーカユニット
２４ スピーカ装置
２５ 側面板部
２６ 傾斜板部
２７ スピーカ装置
２８ 底板部
２９ 支柱

Claims (2)

1. 略６面体のエンクロージャ内に収容された複数のスピーカユニットを含むサブウーハ用のスピーカ装置において、
   前記エンクロージャの底板から離間して設けられた底板部の前記底板と略平行部に取り付けられ、前記底板および前記底板部間の間隙に向けて音声を出力する第１のスピーカユニットと、
   前記エンクロージャの前記底板に対して角度を有する板部に取り付けられた第２のスピーカユニットと
   を備え、
   前記第２のスピーカユニットが取り付けられる板部は、前記第１のスピーカユニットが取り付けられる前記底板部に連続して前方へ延び且つ前記底板から離間する方向へ傾斜した傾斜板部であり、
   前記第１および第２のスピーカユニットに実質的に同じ音声信号を供給する
   ことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記第２のスピーカユニットが取り付けられる前記傾斜板部は、前記底板に対する角度θを略２５度を中心に調整して設計することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。

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