JP6142677B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明はスピーカ装置に関し、特に聴取者との距離が短くても広がりのある音声を聴かせることができるスピーカ装置に関する。

スピーカユニットはほぼ点音源であるが、距離が離れることにより、音声の拡散によって音場と呼ばれる音響空間を形成することができる。この音場の形成のためには、聴取者であるユーザとスピーカ装置との間に、ある程度以上の距離が必要である。

また、ステレオシステムの場合、左右チャンネルの音声にステレオの定位間を持たせるために、左右チャンネルのスピーカの距離がある程度離れている必要がある。このためには、たとえば特許文献１に示すもののように、左右に幅のあるスピーカ装置（スピーカボックス）が必要である。

特開平０９−０９８４９５号公報

しかしながら、狭い部屋などでユーザとスピーカ装置との距離を取ることができない場合があり、このような場合には放音された音声に十分な広がりを与えることができない。また、設置場所のスペースや筐体構造などの都合で左右のスピーカボックスを十分な距離をあけて設置できない場合があり、このような場合には、ステレオの定位感や広がりを十分に出すことができなかった。さらに、スピーカユニットの配置を中心にスピーカ装置の筐体を設計すると、デザインの自由度が狭まってしまい、斬新なデザインのスピーカ装置を得ることができなかった。

そこで、本発明は、狭い場所に設置されるスリムなスピーカ装置で広がりのある音声を放音できるようにすることを目的とする。

この発明のスピーカ装置は、筐体の背面側に背面方向に向けて設けられた第１のスピーカユニットと、筐体の上面に上向きに設けられた第２のスピーカユニットと、第２のスピーカユニットによって放音された音声を前方に反射させるリフレクタと、を備えたことを特徴とする。

この発明のスピーカ装置は、第１のスピーカユニットが壁向を向くように設置されることが推奨される。これにより、第１のスピーカユニットから放音された音声は壁で反射してユーザ方向に伝搬する。また、第２のスピーカユニットで放音された音声は、リフレクタで反射された前方（ユーザ方向）に伝搬する。このように、スピーカユニットによって放音された全ての音声が反射したのちユーザ方向に伝搬する。これにより、スピーカユニットとユーザとの距離が短くても、反射によって角度付けおよび拡散が可能になり、ユーザに広がりのある音声を聴かせることができる。

また、第１のスピーカユニットを、それぞれ異なるチャンネルの音声を放音する複数のスピーカユニットで構成し、各チャンネルのスピーカユニットを、それぞれ異なる方向を向くように設けてもよい。

筐体の背面側に設けられる第１のスピーカユニットを複数にしてそれぞれ異なる方向に向け、ステレオなどの複数チャンネルの音声信号を入力することにより、広がりのある定位感を得る事が可能になる。

リフレクタの形状を、第２のスピーカユニットによって放音された音声を広い角度範囲に反射させて伝搬する拡散型としてもよい。ここで、拡散型とは、スピーカユニットから放音された音声をそのまま直進・拡散させた場合よりも、音声が反射によって広い角度範囲に拡散するような形状である。これにより、リフレクタを用いて広い範囲に音声を拡散させることができ、短い距離でも音声に広がり感を与えることができる。

また、第１および第２のスピーカユニットを、筐体内に鉛直方向に配列してもよい。このように配列することにより、スリムなスピーカ装置を実現することができる。

この発明によれば、横幅の短いスリムな筐体であっても、広がり感のある音声を放音することが可能になる。

この発明の実施形態に係るスピーカ装置の外観図 スピーカ装置の内部構成図 スピーカグリルが取り外された状態のスピーカ装置の背面図 ヘッドピースの斜視図 スピーカ装置の設置形態の例を示す斜視図 スピーカ装置の設置形態の例を示す平面図 スピーカ装置の電子回路のブロック図

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図１は、この発明の実施形態に係るスピーカ装置の外観図であり、図１（Ａ）が正面図、図１（Ｂ）が右側面図、図１（Ｃ）が背面図である。図３はスピーカグリル１２が取り外されたスピーカ装置の背面図である。

本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は、複数のスピーカが収容される筐体１１、筺体１１を床面から支持する円板状のベース１４、および、筺体１１とベース１４とを接続する棒状のピロー１３を備えている。筐体１１の上端にはヘッドピース１０が設けられている。筐体１１は、ピロー１３およびベース１４によって支持されて鉛直方向に立設される。

筐体１１は、略四角柱の形状をなしており、上方向に向けて若干幅が狭まっている。すなわち、正確には四角錐台形状（四角錐の頂点側（頭部）を底面に平行な面で水平に切削した形状）である。筐体１１の側面は、鉛直線に対して２パーセント傾斜している。スピーカ装置１は、２つの側面に挟まれる稜線部１９を正面（ユーザ方向）にして設置される。以下の説明では、正面方向を前方、背面方向を後方と呼ぶ。また、左右の方向は、正面方向のユーザからスピーカ装置１を見たときの方向を用いる。

このスピーカ装置１では、スピーカユニット２１，２２は、斜め後ろ向きに設けられている。このため、図１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、スピーカグリル１２は、筺体１１の背面側に設けられている。スピーカグリル１２は、図１（Ｃ）に示すように筺体の稜線部１８を跨いで設けられる。

筐体１１の内部は、２枚の水平の仕切り板によって上下に仕切られており、上下方向に３つの空間を有する構造になっている。上部の空間がスピーカユニット２０を収容する中音域用スピーカボックス３０、中央部の空間がスピーカユニット２１、２２を収容するステレオスピーカボックス３１、下部の空間が電子回路１５を収容する回路ボックス３２として用いられる。

ステレオスピーカボックス３１は、背面側に開口しており、この開口部にバッフル板２４が設けられている。このバッフル板２４は、平面ではなく、四角柱の筺体１１の形状に合わせて左右に湾曲している。このバッフル板２４に、スピーカユニット２１、２２が取り付けられているとともに、バスレフポート２３が設けられている。スピーカユニット２１は、右チャンネルのスピーカユニットであり、斜め右後方に向けて取り付けられている。スピーカユニット２２は、左チャンネルのスピーカユニットであり、斜め左後方に向けて取り付けられている。スピーカユニット２１，２２はそれぞれ背面方向に対して、左右約４５度斜め方向に向けて取り付けられている。バスレフポート２３は、背面向きに設けられており、ダクト２５を介してステレオスピーカボックス３１内部に開口している。バスレフポート２３は、主として低音を強調するためのものであるため、チャンネルおよび指向性を考慮する必要性が低い。このため、左右チャンネル共通に、その中間の向きに開口している。バッフル板２４は、スピーカグリル１２に覆われている。スピーカグリル１２は金属メッシュからなり、図１（Ｂ）に示すようにほぼ筺体１１と面一に形成されている。

また、中音域用スピーカボックス３０は上面に開口しており、この開口部にスピーカユニット２０が上向きに取り付けられている。スピーカユニット２０のさらに上には、スピーカユニット２０から放音された音声を前方に反射するヘッドピース１０が設けられている。

図４は、ヘッドピースの斜視図である。ヘッドピース１０は、放音口１１０を有する上部の本体部１０１と、本体部１０１の上面に配置された天板１０２と、下部のスカート１０６を備えている。本体部１０１の形状は略立方体である。ヘッドピース１０の底板１０３には、その中央部に円形の開口部１０３Ａが形成されている。開口部１０３Ａの口径は、スピーカユニット２０の口径とほぼ同じである。

本体部１０１の内側には、背板１０４である２つの側面１１３，１１４に挟まれた辺の下側の頂点１０５Ｃと、放音口１１０である（切り欠かかれた）２つの側面１１１、１１２の上辺とをつなぐ２つの三角形の面であるリフレクタ１０５（１０５Ａ，１０５Ｂ）が形成されている。本体部１０１は略立方体であるため、リフレクタ１０５の左右の面１０５Ａ、１０５Ｂは、それぞれ底板１０３などの水平面に対して約４５度の角度をなしている。

スピーカユニット２０の放音面は、ヘッドピース１０の下方かつ同じ中心軸で真上に向けて設置されている。また、ヘッドピース１０のリフレクタ１０５の面は、スピーカユニット２０の放音面に対向して配置され、その傾斜角度は約４５度である。そのため、スピーカユニット２０から上方向に放音された音声は、図４に示す矢印２０１のようにリフレクタ１０５で反射されて左右の斜め前方に広がるように伝搬される。これにより、スピーカユニット２０から音声が上向きに放音され、リフレクタ１０５で反射されて筐体１１側面の前面側から前方左右方向に、短い距離で損失少なく拡散して伝搬することが可能になる。

図５および図６は、スピーカ装置１の設置形態の一例を示す斜視図および平面図である。これらの図では、スピーカ装置１は、壁３００の前に、壁３００に背を向けて設置されている。スピーカ装置１の正面側には、スピーカユニットやスピーカグリルがなく、ユーザに見える面における装飾的な自由度が高い。

スピーカユニット２１，２２は壁３００向きになるが、それぞれ壁３００の正面方向に対して左右傾いた方向に向く。スピーカユニット２２には左チャンネル、スピーカユニット２１には右チャンネルの音声信号がそれぞれ入力される。スピーカユニット２２，２１によって放音された音声は、左右後方に広がりながら伝搬して壁面３００のエリア３０２，３０１付近で反射する。反射した音声は前方に伝搬てユーザに到達する。これにより、スピーカユニット２２，２１から放音される左右チャンネルの音声は、スピーカユニット２２，２１−エリア３０２，３０１を経由してユーザ方向へ伝搬し、直接伝搬するよりも長い距離を経由してユーザに到達する。これにより直接伝搬するよりも広がりのある音にすることができる。また、左右チャンネルの音声が壁面３００のエリア３０２，３０１で反射することにより、これら左右チャンネルの発音位置がエリア３０２，３０１に仮想的に定位し、エリア３０２，３０１から放音された音声のようにユーザに伝搬し、ユーザに対して広がりを持った定位感のあるステレオ音声を聴かせることができる。ここで、壁３００は、音声を反射する略垂直の平面であればよく、必ずしも建造物の壁である必要はない。

このように、スピーカユニット２１，２２から放音された音声が壁面３００で反射してユーザ方向に伝搬し、スピーカユニット２０から放音された音声がヘッドピース１０のリフレクタ１０５で反射してユーザ方向に伝搬するため、スピーカ装置１とユーザとの距離が短くても、実際の距離以上に広がり感のある音声をユーザに聴かせることができる。

筺体１１の回路ボックス３２には電子回路１５が内蔵されている。図７は、電子回路１５の主要部のブロック図である。電子回路１５は、コントローラ５０、信号処理部５１、オーディオアンプ５２、入力選択部５３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信回路５４、ケーブルコネクタ５５などを有している。

コントローラ５０は、マイコンで構成される。コントローラ５０には、赤外線リモコン（不図示）によって送信される赤外線信号を受光する受光回路４０が接続されている。受光回路４０は、筐体１１正面に設けられた受光素子４２を含み、受光素子４２で受光した赤外線信号を電子信号に変換してコントローラ５０に入力する。コントローラ５０は、受光回路４０から入力された信号に基づいて、入力選択部５３における入力信号の選択、信号処理部５１における音質の調整、オーディオアンプ５２の音量の調整、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信回路５４のオン／オフなどを行う。

信号処理部５１は、入力選択部５３から入力された（２チャンネルステレオ）のオーディオ信号の音質を調整するとともに、左右チャンネルの信号から中音域の成分を取り出してこれを合成し、第３チャンネルのオーディオ信号として出力する。すなわち、信号処理部５１は、機能的にバンドパスフィルタ６６，６７、および、ミキサ６８を内蔵している。また、オーディオアンプ５２は、機能的に、３チャンネルの増幅回路６４，６５，６９を有しており、それぞれ左チャンネル、右チャンネルおよび中音域のオーディオ信号を増幅する。増幅回路６４は、左チャンネルの音声信号を増幅し、その信号をスピーカ２２に出力する。増幅回路６５は、右チャンネルの音声信号を増幅し、その信号をスピーカ２１２に出力する。

筐体１１の上面に設けられたスピーカユニット２０は、中音域の音声を補強する。バンドパスフィルタ６６は、左チャンネルの音声信号のうち、中音域（一例として、１００Ｈｚ〜７ｋＨｚ）を抽出してミキサ６８に出力する。バンドパスフィルタ６７も同様に、右チャンネルの音声信号のうち、中音域を抽出してミキサ６８に出力する。ミキサ６８は、入力された左チャンネルの中音域の音声信号と右チャンネルの中音域の音声信号を合成し、この合成信号をアンプ６９に出力する。アンプ６９は、中音域の合成信号を増幅してスピーカユニット２０に出力する。したがって、スピーカユニット２０からは、左右チャンネルの中音域の合成された音声が放音される。また、バンドパスフィルタ６６、６７が抽出する帯域は、中音域に限定されない。中音域以外の帯域の音声をスピーカユニット２０から放音するようにしても、それぞれの帯域に応じた効果を得ることが可能である。

また、上記実施形態では、バッフル板２４に２つのスピーカユニット２１，２２を縦に配列して設けているが、個数は２個に限定されない。また、複数のスピーカユニットに入力する音声のチャンネル数も２チャンネルに限定されない。

なお、スピーカ装置１の筐体１１の形状は四角錐台形状に限るものではなく、円錐台形状、円柱状、多角柱状など概ね柱状であればよい。この実施形態のいずれの構成部も、本発明の趣旨を損なわない範囲で変形は自由である。

１ スピーカ装置
１０ ヘッドピース
１１ 筐体
１２ スピーカグリル
１５ 電子回路
２０、２１、２２ スピーカユニット
２３ バスレフポート
２４ バッフル板
２５ （バスレフ）ダクト
３１ ステレオスピーカボックス
３２ 回路ボックス

Claims (4)

1. 筐体の背面側に背面方向に向けて設けられた第１のスピーカユニットと、
   前記筐体の上面に上向きに設けられた第２のスピーカユニットと、
   前記第２のスピーカユニットによって放音された音声を前方に反射させるリフレクタと、
   を備えたスピーカ装置。
2. 前記第１のスピーカユニットは、それぞれ異なるチャンネルの音声を放音する複数のスピーカユニットからなり、各チャンネルのスピーカユニットは、それぞれ異なる方向を向くように設けられている請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記リフレクタは、前記第２のスピーカユニットによって放音された音声を、直進させた場合よりも広い角度範囲に反射させて伝搬する請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 第１および第２のスピーカユニットは、前記筐体内に鉛直方向に配列されている請求項１乃至請求項３に記載のスピーカ装置。

Images