JP4826295B2 - Speaker system - Google Patents
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Description
本発明は、低周波数域と高周波数域とを同角度の指向角度で制御した構造のスピーカシステムに関する。 The present invention relates to a speaker system having a structure in which a low frequency region and a high frequency region are controlled at the same directivity angle.
スピーカシステム(キャビネット、スピーカユニット等を含む)に用いられるスピーカの指向性は、低域の周波数と高域の周波数とでは特性が相違する。 The directivity of a speaker used in a speaker system (including a cabinet, a speaker unit, etc.) has different characteristics between a low frequency and a high frequency.
例えば、低域の音(スピーカ径77mm、1.25kHz)では図6に示すように全体に広がった円状の指向性が得られる。 For example, in a low-frequency sound (speaker diameter 77 mm, 1.25 kHz), circular directivity spreading over the whole can be obtained as shown in FIG.
これに対して、高域の音(スピーカ径77mm、8kHz)では図7に示すように指向性は狭まる形となる。 On the other hand, the directivity is narrowed as shown in FIG. 7 for high-frequency sound (speaker diameter 77 mm, 8 kHz).
一方、劇場、映画館、体育館等においては、図8に示すように、観客がいるエリア(実線)に集中的に音が集まるようにしたい。 On the other hand, in a theater, a movie theater, a gymnasium, etc., as shown in FIG. 8, it is desirable to concentrate sound in an area (solid line) where spectators are present.
しかし、低域においては指向性が広いので、図8の点線のエリアまで広がる。このため、観客がいるエリアに集中的に音が集まるようにする場合は、スピーカユニットの前に例えば特開平6−133385号(特許文献1)のようなホーンを取り付けて、低域の音、高域の指向性を制御していた。
しかしながら、低域になるほど、大きなホーンを取り付けなければならないので、それなりの大きな部屋、取付場所が必要となると共にキャビネット自体が大型になるという課題があった。 However, since the lower the frequency range, the larger the horn must be attached, there is a problem that an appropriate large room and installation place are required and the cabinet itself becomes large.
また、高域では、指向性の形は変わらないので、目的のエリアに高域の音を集めようとすると、角度を変えたホーンを作成しなければならないという課題があった。 In addition, since the directivity shape does not change at high frequencies, there has been a problem that if a high frequency sound is collected in a target area, a horn having a different angle must be created.
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、ホーンを使うことなく所定のエリアに対して低域、高域の両方をカバーできる指向性のスピーカシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a directional speaker system that can cover both a low range and a high range with respect to a predetermined area without using a horn.
本発明は、第1の指向角度を有する第1の再生周波数域と第1の指向角度よりも狭い第2の指向角度を有する第2の再生周波数域とを含む周波数特性を有した第1及び第2のスピーカユニットと、これら第1及び第2のスピーカユニットを正面側に取り付けたキャビネットとを備えたスピーカシステムにおいて、 The present invention provides first and second frequency characteristics including a first reproduction frequency region having a first directivity angle and a second reproduction frequency region having a second directivity angle narrower than the first directivity angle. In a speaker system including a second speaker unit and a cabinet in which the first and second speaker units are attached to the front side,
前記キャビネットは、 The cabinet is
前記第1及び第2のスピーカユニットを、各スピーカユニットの音響中心を通る中心軸を当該キャビネットの背面方向側で交点を有して交わらせると共に、この交点を含む一平面に対して面対称になるように配置し、 The first speaker unit and the second speaker unit are intersected with a central axis passing through the acoustic center of each speaker unit having an intersection on the back side of the cabinet, and symmetrical with respect to one plane including the intersection. Arranged to be
前記第1及び第2のスピーカユニットのそれぞれの音響中心間の距離を、少なくとも前記第1及び第2のスピーカユニットのそれぞれを点音源とした場合の前記スピーカシステムの前記第1の再生周波数域における指向角度、前記スピーカユニットの数、及び音の波数により決定し、 The distance between the respective acoustic centers of the first and second speaker units in the first reproduction frequency range of the speaker system when at least each of the first and second speaker units is a point sound source. Determined by the directivity angle, the number of speaker units, and the wave number of sound,
前記平面と前記第1及び第2のスピーカユニットの前記各中心軸とが成すそれぞれの角度を、前記第1及び第2のスピーカユニットを同時に使用した場合の前記スピーカシステムの前記第2の再生周波数域における指向角度が、前記スピーカシステムの前記第1の再生周波数域における指向角度と略同一になる角度に決定する The second reproduction frequency of the speaker system when the first and second speaker units are used at the same angle formed by the plane and the central axes of the first and second speaker units. The directivity angle in the frequency range is determined to be substantially the same as the directivity angle in the first reproduction frequency range of the speaker system.
ことを要旨とする。This is the gist.
以上のように本発明によれば、ホーンを前面に取り付けなくとも、希望のエリアに対して低周波数域と高周波数域の両方を同指向角度にて制御することができる。また、ホーンを必要としないため、キャビネットを小型化できる。 As described above, according to the present invention, both the low frequency region and the high frequency region can be controlled at the same directivity angle with respect to a desired area without attaching a horn to the front surface. Moreover, since a horn is not required, a cabinet can be reduced in size.
一般に低域では指向性が広いので、例えば観客のエリアだけで済むのに係わらす、このエリア以外の周りにも放射している。本来は低域及び高域でも、ここのエリアだけにした方が非常に効率がよい。このため、本願発明は、2本のスピーカで低域と高域の両方をカバーできるようにした。 In general, the directivity is wide in the low frequency range, so that it radiates to areas other than this area, for example, only in the audience area. Originally, even in the low and high ranges, it is very efficient to use only this area. For this reason, this invention made it possible to cover both a low region and a high region with two speakers.
本実施の形態のスピーカシステムは、R側(右側音)のスピーカシステム、L側(左側音)のスピーカシステムの2つのステレオシステムとして用いられるのが好ましい。 The speaker system of the present embodiment is preferably used as two stereo systems, an R side (right sound) speaker system and an L side (left sound) speaker system.
本実施の形態では、R側の構成を一例にして説明する。 In the present embodiment, the configuration on the R side will be described as an example.
本実施の形態のスピーカシステムは、2本のスピーカユニットを内蔵して低域と高域の両方を同角度の指向角度で制御できるものである。 The speaker system of the present embodiment incorporates two speaker units and can control both low and high frequencies with the same directivity angle.
このため、スピーカユニットの前部にホーンを取り付ける必要が無いため、キャビネット構造を小型化でき、かつ場所を選ばないで設置できる。 For this reason, since it is not necessary to attach a horn to the front part of a speaker unit, a cabinet structure can be reduced in size and can be installed regardless of a place.
ここで、指向角度について定義しておく。本実施の形態の指向角度とは、音圧レベルが正面軸上での値に比べ6dB下がった角度までを指向角度と称する。 Here, the directivity angle is defined. The directivity angle of the present embodiment refers to the directivity angle up to an angle where the sound pressure level is 6 dB lower than the value on the front axis.
また、本実施の形態における低周波数域とは、指向角度が360度となる周波数域を指し、高周波数域とは、指向角度が120度以下になる周波数のことである。 In addition, the low frequency region in the present embodiment refers to a frequency region where the directivity angle is 360 degrees, and the high frequency region is a frequency where the directivity angle is 120 degrees or less.
図1は本実施の形態のスピーカシステムの概略構成図である。但し、図1はアッパーキャビネットを除いている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a speaker system according to the present embodiment. However, FIG. 1 excludes the upper cabinet.
図1に示すように、スピーカシステム1のロアキャビネット1aの正面側は底辺が長い略二等辺三角形の形状をしている。そして、ロアキャビネット1aは、底板14と一体化されたバッフル面板2を垂直に設けている。このバッフル面板2は、中央(正面軸18)を基準にして右側バッフル面板2aと左側バッフル面2bとを有し、中央が約120度の挟角にされている。また、バッフル面板2a、2bは底辺側がL型の壁面3a、3bを構成している。
As shown in FIG. 1, the front side of the
また、バッフル面板2aのL型の壁面3a、バッフル面板2bのL型の壁面3bを囲むようにバスレフポート板4が設けられ、このバスレフポート板4と壁面とで形成する空間で低音を共鳴させている。
Further, a bass reflex port plate 4 is provided so as to surround the L-
さらに、バッフル面板2a、2bには、例えば口径が約77mmのスピーカユニット6、7が取り付けられている。このスピーカユニット6、7はセンターキャップ8、9とコーン振動紙10、11、磁石12、13等から構成されており、センターキャップ8、9の中心軸15、16がバッフル面板2の正面軸18に対してそれぞれ約30度(例えば誤差±0.5度)の角度になるように取り付けられている。
Furthermore, speaker units 6 and 7 having a diameter of, for example, about 77 mm are attached to the
また、アッパーキャビネットと接続するためのネジ20、21がバッフル面板2aとL型の壁面3aとの連結部に、バッフル面板2bとL型の壁面3bとの連結部に設けられている。さらに、バッフル面板2は頂点の角度が約120度のハッチングネット23で覆われている。さらに、入力端子25が設けられている。
Further,
ここで、バッフル面板2の挟角(120度)と、正面軸18に対してのスピーカユニット6の中心軸15の角度30度、スピーカユニット7の中心軸16の角度30度、スピーカユニット6、7の音響中心間の距離dとについて説明する。
Here, the included angle (120 degrees) of the baffle face plate 2, the
一般的に、スピーカの音響中心位置は、スピーカを取り付けたエンクロージャの形状により異なり、また周波数によってもその位置は変化するが、スピーカの口径が波長に比べて十分小さい場合にはスピーカの開口面の中心としてよいとされている。本実施の形態における低周波数域は指向角度が360度となる周波数であり、スピーカの寸法が波長に比べて十分小さい場合に当たるため、距離dは、スピーカユニット6、7の開口面の中心間の距離とする。 In general, the acoustic center position of a speaker varies depending on the shape of the enclosure to which the speaker is attached, and the position also varies depending on the frequency. However, when the speaker aperture is sufficiently small compared to the wavelength, The center is good. The low frequency region in the present embodiment is a frequency at which the directivity angle is 360 degrees, and corresponds to the case where the size of the speaker is sufficiently small compared to the wavelength. Therefore, the distance d is between the centers of the opening surfaces of the speaker units 6 and 7. Distance.
前述のdは以下の数1の式を算出することによって導かれる。 The aforementioned d is derived by calculating the following equation (1).
〔数1〕
この式は理論的に確立されている。参考文献:「スピーカ・システム(上)」山本武夫編著 ラジオ技術社
D=|sin((nκd/2)sinγ)/nsin((κd/2)sinγ)| (式1)
D:点音源の指向性 今回の場合は0.5を代入
n:スピーカーユニットの数 今回の場合は2を代入
κ:波数
γ:スピーカーユニット正面軸からの角度 今回の場合は60°を代入
本実施の形態では、低域、高域の両方が同角度の指向角度120度となるときのdは110mmであった。
[Equation 1]
This formula is established theoretically. Reference: “Speaker System (above)” edited by Takeo Yamamoto, Radio Technology Co., Ltd. D = | sin ((nκd / 2) sinγ) / nsin ((κd / 2) sinγ) |
D: Directivity of point sound source In this case, 0.5 is substituted n: Number of speaker units In this case, 2 is substituted κ: Wave number γ: Angle from front axis of speaker unit In this case, 60 ° is substituted In the form, d was 110 mm when both the low frequency range and the high frequency range had a directivity angle of 120 degrees.
このdを導き出した後で、スピーカユニット6、7をdの間隔110mmで配置した後、スピーカユニット6、7からの音の高周波数が希望の指向角度(120度)になるまでスピーカユニット6、7を傾けて決定した角度が正面軸18から30度である。
After deriving d, the speaker units 6 and 7 are arranged at an interval of 110 mm, and then the speaker units 6 and 7 are arranged until the high frequency of the sound from the speaker units 6 and 7 reaches a desired directivity angle (120 degrees). The angle determined by inclining 7 is 30 degrees from the
このとき、図2に示すように、周波数1.25kHzではスピーカ面から−6dBの位置において、指向角度が112度となる形状の指向特性を得ることができた。 At this time, as shown in FIG. 2, it was possible to obtain directivity characteristics having a directivity angle of 112 degrees at a position of −6 dB from the speaker surface at a frequency of 1.25 kHz.
また、周波数8kHzでは図3に示すように、正面方向に指向角度が128度の広い指向特性を得た。 Further, at a frequency of 8 kHz, as shown in FIG. 3, a wide directivity characteristic having a directivity angle of 128 degrees in the front direction was obtained.
この結果を元に、図1に示すバッフル面板2の挟角を120度とし、スピーカユニット6、7の中心軸15、16と正面軸18とが成す角度を30度とし、dを110mmにしたスピーカユニットを構成した。
Based on this result, the included angle of the baffle face plate 2 shown in FIG. 1 is 120 degrees, the angle formed by the
スピーカユニット6、スピーカユニット7の中心軸15、16と正面軸18との角度は、それぞれが30度となるため、指向角度120度に対しては4分の1の角度である。
Since the angles of the
すなわち、スピーカユニットを2個内蔵し、これらのスピーカユニットを正面軸に対して30度傾けたことにより、低周波数域と高周波数域との指向角度を略同角度で制御できたことになる。 That is, by incorporating two speaker units and tilting these speaker units by 30 degrees with respect to the front axis, the directivity angles of the low frequency range and the high frequency range can be controlled at substantially the same angle.
(1)低周波数域の制御
1本のスピーカだと指向角度が360度となるような低周波数域においてはスピーカ2本を、式1から導き出される間隔d(今回は110mm)に配置することで指向角度(約120度〜128度)に制御できた。
(1) Control of the low frequency region In a low frequency region where the directivity angle is 360 degrees with one speaker, two speakers are arranged at a distance d (110 mm in this case) derived from
(2)高周波数域の制御
1本のスピーカだと指向角度が非常に狭く(今回の場合は120度以下)なってしまうため高周波数域において、2本のスピーカーをお互い音の軸が外向きになるように配置し、指向角度(112度)に広げることができた。
(2) High frequency range control With a single speaker, the directivity angle is very narrow (120 degrees or less in this case), so the sound axes of the two speakers face each other outward in the high frequency range. It was possible to expand the orientation angle (112 degrees).
上記(1)の2本のスピーカ間隔d及び正面軸に対してスピーカユニットの角度を30度とすることで低周波数域と高周波数域の指向角度を同じ角度として120度に設定するスピーカユニットの配置構造とすることができた。 The speaker unit that sets the directivity angle in the low frequency region and the high frequency region to 120 degrees as the same angle by setting the angle of the speaker unit to 30 degrees with respect to the distance d between the two speakers and the front axis in (1) above. An arrangement structure could be obtained.
従って、低域及び高域において比較的広い指向角度120度を得ることができたので、従来のように低域用のためのホーンもいらないし、かつ高域用のためにホーンを作る必要がない。また、バッフル面板2の挟角を120度にして2つのスピーカユニットによって低域及び高域をカバーできる指向角度を得ることができたので、低音用のスピーカを設ける必要がなくなるから全体を小型化できる。また、本実施の形態において、スピーカユニット6、7の口径を77mmとした場合の低周波数域は1KHz以下となり、高周波数域は4KHz以上となる。 Therefore, since a relatively wide directivity angle of 120 degrees can be obtained in the low frequency range and the high frequency range, there is no need for a horn for the low frequency range as in the prior art, and it is necessary to make a horn for the high frequency range. Absent. In addition, since the baffle face plate 2 has an angle of 120 ° and a directivity angle that can cover the low and high frequencies with two speaker units, it is not necessary to provide a low-frequency speaker, so the overall size is reduced. it can. Further, in the present embodiment, when the diameter of the speaker units 6 and 7 is 77 mm, the low frequency range is 1 KHz or less, and the high frequency range is 4 KHz or more.
図4は本発明のスピーカシステムの外観図である。図4(a)はアッパーキャビネットの上面図である。図4(b)はスピーカシステムの正面図である。図4(c)はスピーカシステムの側面図である。図4(d)はスピーカシステムの背面図である。図4(e)はロアキャビネット側の上面図である。 FIG. 4 is an external view of the speaker system of the present invention. FIG. 4A is a top view of the upper cabinet. FIG. 4B is a front view of the speaker system. FIG. 4C is a side view of the speaker system. FIG. 4D is a rear view of the speaker system. FIG. 4E is a top view on the lower cabinet side.
図4に示すように、アッパーキャビネット1bには、ロアキャビネット1aと接続する、或いは天井の取付治具と接続するためのナット付きネジ28(28a、28b・・)が設けられている。また、スピーカユニットの正面側には、口径77mmのスピーカユニットが左右(一方は図示せず)に設けられている。さらに、側面図に示すように、アッパーキャビネットを接続するためのナット付きネジ26が設けられている。さらに、背面には入力端子が設けられている。
As shown in FIG. 4, the upper cabinet 1b is provided with screws 28 (28a, 28b,...) With nuts for connecting to the
図4に示した本実施形態のスピーカシステムは、スピーカユニット6、7の口径が77mmの場合は、高さが100mmで幅が366mm、奥行きが200mmであるから非常に小型である。 The speaker system of the present embodiment shown in FIG. 4 is very small because the height of the speaker units 6 and 7 is 77 mm, the height is 100 mm, the width is 366 mm, and the depth is 200 mm.
すなわち、小型のスピーカシステムであっても、低域、高域に渡って広い指向角度を得ることができる。 That is, even in a small speaker system, a wide directivity angle can be obtained over a low range and a high range.
図5は本実施の形態のスピーカシステムの電気回路図である。図5に示すように、バッフル面板2a、2bのスピーカユニット6、7には、それぞれホットライン29a、29bとリターンライン30a、30bとが接続されている。ホットライン29a、29bは、接続点31bで分岐されてスピーカユニット6、7に接続されている。
FIG. 5 is an electric circuit diagram of the speaker system of the present embodiment. As shown in FIG. 5,
また、リターンライン30a、30bは接続点31aで分岐されてスピーカユニット6、7に接続されている。これらのラインはそれぞれ同じ長さにされている。また、接続点31aと入力端子32aとの間には保護回路素子33が設けられている。この保護回路33は過電流が流れたときに遮断して、再び復帰する機能を有している。
The
入力端子部25の入力端子32a、32bから入力した音信号(低周波又は高周波数)は、ホットラインを介してスピーカユニット6、7に出力される。この音信号をスピーカユニット6,7は音に変換する。
Sound signals (low frequency or high frequency) input from the
このとき、スピーカユニット6、7の中心軸15、16は正面軸18に対して30度の角度となっているので、音圧レベルが6dB下がったところで、120度の広い指向性となっている。つまり、小さなスピーカシステムで低域と高域との両方をカバーしていることになる。
At this time, since the
なお、上記実施の形態ではスピーカユニットを2個設けたが、必要によって2個以上設けてもよい。 In the above embodiment, two speaker units are provided. However, two or more speaker units may be provided if necessary.
また、上記実施の形態では、口径が77mmのスピーカユニットを用いて説明したが口径は77mm以上であってもよい。但し、77mm以上のスピーカユニットを用いた場合は、dの寸法も大きくする。 Moreover, although the said embodiment demonstrated using the speaker unit whose aperture is 77 mm, an aperture may be 77 mm or more. However, when a speaker unit of 77 mm or more is used, the dimension of d is also increased.
1 スピーカシステム
1a ロアキャビネット
1b アッパーキャブネット
2 バッフル面板
2a 右バッフル面板
2b 左バッフル面板
4 バスレフポート板
1
Claims (1)
前記キャビネットは、 The cabinet is
前記第1及び第2のスピーカユニットを、各スピーカユニットの音響中心を通る中心軸を当該キャビネットの背面方向側で交点を有して交わらせると共に、この交点を含む一平面に対して面対称になるように配置し、 The first speaker unit and the second speaker unit are intersected with a central axis passing through the acoustic center of each speaker unit having an intersection on the back side of the cabinet, and symmetrical with respect to one plane including the intersection. Arranged to be
前記第1及び第2のスピーカユニットのそれぞれの音響中心間の距離を、少なくとも前記第1及び第2のスピーカユニットのそれぞれを点音源とした場合の前記スピーカシステムの前記第1の再生周波数域における指向角度、前記スピーカユニットの数、及び音の波数により決定し、 The distance between the respective acoustic centers of the first and second speaker units in the first reproduction frequency range of the speaker system when at least each of the first and second speaker units is a point sound source. Determined by the directivity angle, the number of speaker units, and the wave number of sound,
前記平面と前記第1及び第2のスピーカユニットの前記各中心軸とが成すそれぞれの角度を、前記第1及び第2のスピーカユニットを同時に使用した場合の前記スピーカシステムの前記第2の再生周波数域における指向角度が、前記スピーカシステムの前記第1の再生周波数域における指向角度と略同一になる角度に決定することを特徴とするスピーカシステム。 The second reproduction frequency of the speaker system when the first and second speaker units are used at the same angle formed by the plane and the central axes of the first and second speaker units. The loudspeaker system is characterized in that the directivity angle in the frequency range is determined to be substantially the same as the directivity angle in the first reproduction frequency range of the loudspeaker system.
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