JP6917556B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本開示は、スピーカ装置に関する。

従来、ウェーブガイドと、複数のドライバと、各ドライバと入口で音響的に結合され、口部でウェーブガイドと音響的にそれぞれ結合される複数のスロートと、を有するラウドスピーカが知られている（特許文献１参照）。このラウドスピーカは、各スロートの軸がウェーブガイドの長軸を含む平面内で弧を形成することで、この平面内の音響エネルギの分散を最適化する。

米国特許第６３９４２２３号明細書

特許文献１のラウドスピーカでは、ウェーブガイドの口部で音響信号を結合する際、スロート同士の位置合わせを正確に調整する必要があり、各ドライバのスロートから出力される音響信号に位相ずれが起こり易い。

また、特許文献１のラウドスピーカでは、ＭＦ（Medium Frequency）用のスピーカとＨＦ（High Frequency）用のスピーカとが別々に配置されるので、ＭＦ用のスピーカから出力される音響信号とＨＦ用のスピーカから出力される音響信号とで位相ずれが起こり易い。

また、各ドライバのスロートの口部は、ウェーブガイドの音孔で長軸方向に一列に並ぶので、音響エネルギ（パワー）が不足し易い。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各音響ドライバから出力される音響信号の位相ずれを低減し、大きな音響エネルギの音響信号を出力できるスピーカ装置を提供する。

本開示のスピーカ装置は、複数の第１の音響信号をそれぞれ出力する複数の第１の音響ドライバと、複数の第１の音響ドライバから出力される複数の第１の音響信号をそれぞれ複数の入力口に入力し、複数の入力口に入力した複数の第１の音響信号を共通の出力口に導き、共通の出力口で複数の第１の音響信号を結合して第２の音響信号を生成し、生成した第２の音響信号を出力する音響通路を有する音響カプラと、を備える。音響通路における複数の入力口から共通の出力口までの長さは、それぞれ等しく、音響通路の一部は、入力口から出力口に向かって、複数の第１の音響ドライバが並ぶ配列方向に対して直交する方向に縮径し、音響通路の一部は、入力口から出力口に向かって、複数の第１の音響ドライバからそれぞれ第１の音響信号が伝達される第１の音響中心が複数並ぶ配列方向に縮径し、音響通路の配列方向における内壁面は、第１の音響ドライバが取り付けられ、入力口を形成する取付部において入力口の外側に位置する端面に対して、９６°の角度を有する。

本開示によれば、各音響ドライバから出力される音響信号の位相ずれを低減し、大きな音響エネルギの音響信号を出力できる。
また、音響通路における垂直方向の角度が絞られるので、音響信号が垂直方向に拡がることを抑制できる。

第１の実施形態におけるスピーカアレイの外観の一例を示す図 スピーカモジュールの外観を示す正面図、 スピーカモジュールの外観を示す側面図 スピーカモジュールの構造の一例を示す断面図 ＭＦ／ＨＦドライバユニットの外観を示す斜視図 ＭＦ／ＨＦドライバユニットにおけるＭＦ／ＨＦドライバと音響カプラの連結部の構造を示す断面図 音響カプラの水平方向の構造を示す断面図 音響通路の垂直方向の形状を示す断面図 ＭＦ／ＨＦドライバ側から視た場合の隣接する２つのＭＦ／ＨＦドライバユニットの外観を示す斜視図 音響カプラ側から視た場合の隣接する２つのＭＦ／ＨＦドライバユニットの外観を示す斜視図 ウェーブガイドの形状を示す斜視図 上方から視た場合のウェーブガイドの形状を示す図 ＭＦ／ＨＦドライバユニットの水平方向における音圧レベルを示す分布図 ＭＦ／ＨＦドライバユニットの垂直方向における音圧レベルを示す分布図 水平方向における各測定点の角度と音圧レベル（相対値）との関係性の具体例を示す図 垂直方向における各測定点の角度と音圧レベル（相対値）との関係性の具体例を示す図 音響カプラからウェーブガイドまでの水平指向特性が計測される３次元位置を、メッシュ形状で表した図 音響カプラからウェーブガイドまでの位相特性を表した分布図 ＭＦ／ＨＦドライバユニットから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（計測値）を示すグラフ 比較例１における音響ドライバから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（実測値）を示すグラフ 比較例２における音響ドライバから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（実測値）を示すグラフ ＭＦ／ＨＦドライバユニットから出力される音響信号の周波数毎の垂直指向角度（計測値）を示すグラフ 第２の実施形態におけるスピーカアレイの外観の一例を示す図 スピーカモジュールの外観を示す正面図 スピーカモジュールの外観を示す側面図 スピーカモジュールの構造の一例を示す断面図 ウェーブガイドの外観を示す斜視図 図１９Ａの矢印Ｆ−Ｆ方向から視たウェーブガイドの形状を示す断面図 ＨＦドライバから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（計測値）を示すグラフ ＨＦドライバから出力される音響信号の周波数毎の垂直指向角度（計測値）を示すグラフ

以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

以下の実施形態のスピーカ装置は、一例として、複数連結してスピーカアレイ（アレイスピーカ）を構築するスピーカモジュールに適用される。スピーカアレイは、屋外コンサート会場等の広いエリアに設置され、多くの観客が聴けるように、大きな音響エネルギで音響信号を出力するラウドスピーカシステムを実現してよい。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるスピーカアレイ５の外観の一例を示す図である。スピーカアレイ５は、ライン状に連結した複数のスピーカモジュール１０を含んで構成される。各スピーカモジュール１０の筐体１０ｚは、その上面及び下面において、それぞれ上段及び下段のスピーカモジュール１０の筐体１０ｚと隣接し、一体化される。つまり、スピーカアレイ５では、スピーカモジュール１０をライン状に組み合わせることで、スピーカアレイ５から出力される音響信号が伝達される垂直方向をカバーする範囲が可変となる。また、スピーカモジュール１０が水平方向に対して音響信号を分散する角度は、一定である。

ここでは、説明を分かり易くするために、スピーカアレイ５を縦置き状態で使用することを想定して、スピーカアレイ５のライン方向（スピーカモジュール１０の筐体前面の短手方向）を垂直方向とし、筐体前面の長手方向を含む垂直方向に垂直な方向を水平方向とする。なお、スピーカアレイ５は、横置き状態等、任意の角度で置かれて使用されてもよい。また、音響信号が出力される側の面を前面と称してよい。

従って、水平方向は、後述するように、スピーカモジュール１０内の音響カプラに接続される複数のＭＦ（Medium Frequency）／ＨＦ（High Frequency）ドライバが並ぶ配列方向の一例である。また、垂直方向は、配列方向に直交する方向の一例である。

図２Ａは、スピーカモジュール１０の外観を示す正面図である。図２Ｂは、スピーカモジュール１０の外観を示す側面図である。スピーカモジュール１０は、略直方体の筐体１０ｚを有する。筐体１０ｚの前面には、雨等の侵入を防ぐ、撥水力のある防水シート１１が設けられる。筐体１０ｚの側面の前方には、スピーカモジュール１０を把持するための把手１３が取り付けられる。

図３は、スピーカモジュール１０の構造の一例を示す断面図である。図３には、スピーカモジュール１０の筐体１０ｚを水平方向（筐体の長手方向）に沿って切断した断面が示される。筐体１０ｚの前面中央には、ウェーブガイド（ホーンとも称される）２１が配置される。

ウェーブガイド２１の背部には、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０が垂直方向に２段に配置される。ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、例えば１．７５インチのＨＦ用（高音域用）の音響ドライバ（ＨＦドライバ）と、例えば３．５インチのＭＦ用（中音域用）の音響ドライバ（ＭＦドライバ）と、を有する。ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、筐体１０ｚの前方に、例えば５００Ｈｚ〜６ｋＨｚの中音域の音響信号及び６ｋＨｚを超える高音域の音響信号を出力する。つまり、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、中高音域の音響信号を出力する。ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の詳細については後述する。ウェーブガイド２１は、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号を水平方向に拡散させる。

ウェーブガイド２１を挟む、筐体１０zの前面の両側には、ＬＦ（Low Frequency）用の音響ドライバであるＬＦドライバ３１，３２が配置される。ＬＦドライバ３１，３２は、例えば１２インチの音響ドライバである。ＬＦドライバ３１，３２は、筐体１０ｚの前方に、例えば５００Ｈｚ以下の低音域の音響信号を出力する。ＬＦドライバ３１，３２から出力される低音域の音響信号は、指向性が小さく、例えばＬＦドライバ３１，３２の背部からも音響信号が出力され得る。ここでは、ＬＦドライバの数は、２つであることを例示するが、３つ以上でもよい。

筐体１０ｚの両端側には、バスレフポートＢＰを用いて、後方通路１５，１６が形成される。後方通路１５，１６は、ＬＦドライバ３１，３２の背部に通じており、ＬＦドライバ３１，３２の背部から出力される低音域の音響信号を筐体１０ｚの前方に導く。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０と２つのＬＦドライバ３１，３２とは、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０を基準として、水平方向（例えば図３では左右方向）に対称に配置されてよい。この場合、スピーカモジュール１０から出力される音響信号の中心線（音響中心線）は、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される中高音域の音響信号の音響中心線と一致する。ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される中高音域の音響信号の音響中心線は、仮想軸ＡＸ２として示されている。

スピーカモジュール１０の音響中心線上の所定の位置を音響中心位置ｓｃとする（図３参照）。この所定の位置は、例えば、仮想軸ＡＸ２がウェーブガイド２１の中間線と交差する位置である。

音響中心位置ｓｃからＬＦドライバ３１，３２の各出力口３１ｚ，３２ｚまでの距離は、低音域の音響信号の周波数帯域に基づいて定められてよい。また、１つの受聴位置（不図示）から２つの音響ドライバ（例えばＬＦドライバ３１，３２）の出力口（例えば出力口３１ｚ，３２ｚ）のそれぞれまでの距離の差分を、音響中心距離（２つの音響ドライバの音響中心距離）とも称する。つまり、２つの音響ドライバを音響ドライバＡ，Ｂとすると、音響中心距離は、受聴位置から音響ドライバＡの出力口までの距離Ａと、この受聴位置から音響ドライバＢの出力口までの距離Ｂと、の差分で示される。受聴位置は、スピーカモジュール１０から出力される音響信号を受聴する受聴者の位置である。

具体的には、低音域の音響信号の周波数帯域が５００Ｈｚ以下である場合、ＬＦドライバ３１，３２の出力口３１ｚ，３２ｚは、音響中心位置ｓｃから例えば半径２６０ｍｍ〜２８０ｍｍ（一例として２６８ｍｍ）の円周ｒ１上に配置される。例えば、低音域の音響信号の周波数が５００Ｈｚである場合、位相ずれが許容される範囲である１／４×λ（低音域の音響信号の波長）は、およそ１８ｃｍである。よって、音響中心距離は、この値（１８ｃｍ）を目安に設定されてよい。

一般に、複数の音響信号間の位相ずれが１８０°に近くなると、逆位相となって減衰する傾向にある。一方、複数の音響信号間の位相ずれが９０°（１／４×λ）以内であれば、音響エネルギが減衰し難い。上記の低音域の音響信号の場合、音響中心距離がおよそ１８ｃｍ（例えば２０ｃｍ）以内となるように、音源としてのＬＦドライバ３１，３２が配置されればよい。なお、配置位置に多少の誤差があっても位相ずれが少なく、低音域の音響信号の場合には、影響が少ない。

また、ＬＦドライバ３１，３２では、中高音の音響信号の音響中心線を示す仮想軸ＡＸ２に対して、低音域の音響信号の音響中心線を示す仮想軸ＡＸ３（ＡＸ３ａ，ＡＸ３ｂ）が、８°傾いていてよい。つまり、ＬＦドライバ３１，３２は、仮想軸ＡＸ３a，ＡＸ３ｂに対し、ＬＦドライバ３１，３２の各出力口３１ｚ，３２ｚが相互に近づく方向に、それぞれ８°の角度を傾けて配置されてよい。このように、ＬＦドライバ３１，３２の出力口側を内側に傾けることで、出力口３１ｚ，３２ｚが近寄って、ＬＦドライバ３１，３２の出力口３１ｚ，３２ｚの間の距離を短くでき、ＬＦドライバ３１，３２の音響中心距離を短くできる。よって、ＬＦドライバ３１，３２から出力されるそれぞれの低音域の音響信号間での位相ずれを低減できる。この８°の傾斜角度は、筐体１０ｚのサイズや音響信号の周波数に応じて決定されてよい。

筐体１０ｚは、仕切壁１０ｗを有し、ＬＦドライバ３１，３２及びＭＦ／ＨＦドライバユニット４０をそれぞれ区画する。これにより、スピーカモジュール１０は、音響ドライバから出力される各音響信号（例えば低音域の音響信号）が、他の音響ドライバの区域に進入して、音響信号が干渉することを抑制できる。

図４は、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の外観を示す斜視図である。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、それぞれ、中高音域の音響信号を生成し、結合して、１つの中高音域の音響信号を生成する。出力される中高音域の音響信号が伝達される音響中心線が、仮想軸ＡＸ２となる（図３参照）。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２と音響カプラ４５とが連結した構造を有する。ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２は、ＭＦドライバとＨＦドライバとが同軸に配置された同軸タイプのドライバユニットである。

同軸タイプのドライバユニットでは、例えば、ＨＦ用の平面波ドライバのボイスコイルの周りに、ＭＦ用の平面波ドライバのボイスコイルが配置される。ＨＦ用のボイスコイルとＭＦ用のボイスコイルとは、同軸のために中心が一致している。この中心は、ＨＦ用のボイスコイルにより発生する音響信号とＭＦ用のボイスコイルにより発生する音響信号との音響中心線上に位置する。

高音域の音響信号が伝達される音響中心線と、中音域の音響信号が伝達される音響中心線と、が一致することで、高音域の音響信号と中音域の音響信号とで時間差がなくなり、両者の間で位相干渉が発生し難くなる。ここでは、高音域の音響信号と中音域の音響信号とは、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から同相で出力される。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音の周波数帯域は、いずれも中高音域の音を含むので、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２の間の距離を短くしないと、位相ずれが起き易くなる。音響信号の周波数帯域が高い程、音響信号の波長が短くなり、位相ずれが発生し易いためである。つまり、音響信号の周波数帯域が高音域となる程、音響信号の波長が短くなるので、１／４×λの値が小さくなる。よって、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２間の距離を短くして正確に位置合わせをしないと、位相ずれし易くなる。

また、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２間の距離が短くなることで、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２のサイズを小さくする必要がある。ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２のサイズを小さくすると、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される音響信号のパワーが小さくなる。そのため、スピーカモジュール１０は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２を複数設けることで、音響信号のパワーを確保できる。

図５は、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０におけるＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２と音響カプラ４５との連結部の構造を示す断面図である。音響カプラ４５については、内部の音響経路が示されている。

音響カプラ４５は、音響カプラ４５は、略Ｖ字形の音響通路４７，４８を有する音響管である。音響カプラ４５は、取付部５１，５２の端面にそれぞれ接続されたＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される中高音域の音響信号を、共通の出力口ＯＴに導く。取付部５２には、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が取り付けられる。取付部５１，５２には、音響通路４７，４８の２つの入力口ＩＮ１，ＩＮ２が形成される。音響カプラ４５は、共通の出力口ＯＴで２つの中高音域の音響信号を結合して、共通の出力口ＯＴから出力する。

音響カプラ４５では、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が、水平方向に例えば４１°〜４３°（図５では一例として４２°）の角度で同位相になるように連結される。水平方向の角度が４１°〜４３°とされることで、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が当接せずに、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２の各々から出力される中高音域の音響信号が音響カプラ４５に導入され得る。また、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２は、それぞれから出力される中高音域の音響信号が同位相となることで、中高音域の音響信号の出力を増大でき、音圧レベルを表すＳＰＬ（Sound Pressure Level）を増大できる。

図６は、音響カプラ４５の水平方向の構造を示す断面図である。水平方向における音響通路４７，４８の側面Ｆ１は、取付部５１,５２における入力口ＩＮ１、ＩＮ２の外側の端面Ｆ２に対し、それぞれ例えば９６°の角度を成すように形成される。言い換えると、音響通路４７，４８の側面Ｆ１は、取付部５１,５２の開口面である入力口ＩＮ１，ＩＮ２に対し、それぞれ例えば８４°の角度を成すように形成される。従って、音響通路４７，４８は、その出力口ＯＴに向かって狭まっていく（水平方向において縮径していく）構造を有する。また、音響通路４７，４８は、入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴまでの長さが等しくされる。

これにより、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される２つの中高音域の音響信号は、音響通路４７，４８を通って伝達され、結合され、結合された中高音域の音響信号が出力口ＯＴから出力される。

図７は、音響通路４７，４８の垂直方向の形状を示す断面図である。音響通路４７，４８の天井面Ｆ３及び底面Ｆ４が、入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴに向かって中高音域の音響信号が伝達される音響中心線を示す仮想軸ＡＸ１に対して、例えば１°の角度を有する。つまり、音響通路４７，４８（音響通路の一部）は、入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴに向かって垂直方向において縮径する。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、ウェーブガイド２１に、上下２段（垂直方向に２段）に取り付けられる。図８は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２側から視た場合の上下に隣接する２つのＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の外観を示す斜視図である。図９は、音響カプラ４５側から視た場合の上下に隣接する２つのＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の外観を示す斜視図である。

水平方向に並べられたＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が垂直方向に２つ設けられることで、４つの音響ドライバが２×２のマトリクス状にシリアルパラレル接続される。これにより、得られる音響信号のパワーが、１つの音響ドライバを用いる場合と比較して４倍となる。そして、２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２の間から出力される音響信号の位相ずれが音響カプラ４５により低減されるので、スピーカモジュール１０は、音響信号のパワーを増大しつつ、位相ずれによるパワーの低下を抑制できる。

なお、ここでは２つの音響ドライバに対して１つの音響カプラが連結されることを例示しているが、シリアルパラレルに配置された４つの音響ドライバに対して１つの音響カプラが連結されてもよい。

ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０では、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２により伝達される音響信号の進行方向が音響通路４７，４８により規制され、音響信号がウェーブガイド２１から出力されることで、最終的に出力される音響信号の指向性が形成され得る。例えば、垂直方向では、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される音響信号は、音響通路４７，４８が入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴに向かって１°縮径される。この縮径も起因して、ウェーブガイド２１から出力される指向性は、例えば垂直方向に１０°以下の範囲に抑えられる。

なお、スピーカモジュール１０は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２よりも処理的に前段側に、プロセッサ（不図示）及び増幅器（アンプ）（不図示）を備えてよい。プロセッサは、音響出力対象の音響信号を周波数毎に分離する。例えば、高音域の音響信号と、中音域の音響信号と、低音域の音響信号と、に分離される。高音域の音響信号は、６ｋＨｚ以上の音響信号でよい。低音域の音響信号は、５００Ｈｚ〜６ｋＨｚの音響信号でよい。低音域の音響信号は、５００Ｈｚ未満の音響信号でよい。増幅器は、周波数毎に分離された音響信号に対して複数設けられてよく、音響信号の音圧レベルを増幅する。

図１０Ａは、ウェーブガイド２１の外観を示す斜視図である。図１０Ｂは、上方から視た場合のウェーブガイド２１の形状を示す図である。

ウェーブガイド２１は、湾曲した２枚の共鳴板２３，２４を有する。これにより、水平方向に一定の水平指向性（例えば９０°の指向性）を確保できる。スピーカモジュール１０において共鳴板２３，２４の前方に形成される空間は、音響カプラ４５の出力口ＯＴに近い箇所では狭く、音響カプラ４５の出力口ＯＴから音響信号の進行方向に向かって徐々に水平方向の開口率を拡げていくように（空間が拡がるように）、形成される。

共鳴板２３，２４の間は、ウェーブガイド２１の背部に配置されたＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の入力口となる。また、ウェーブガイド２１から音響信号を水平方向に拡散して出力する出力口ともなる。

共鳴板２３，２４の各背面には、リブ２３ｚ,２４ｚが形成されてよい。リブ２３ｚ，２４ｚにより、ウェーブガイド２１を補強でき、音響信号の圧力に対して意図しない振動が発生することを抑制できる。

共鳴板２３，２４の各面には、例えば、ウェーブガイド２１をスピーカモジュール１０の筐体１０ｚにねじで固定するためのねじ孔２３ｙ，２４ｙが８箇所に形成される。

共鳴板２３，２４の背面外側（筐体１０ｚの水平方向の両側）には、ＬＦドライバ３１，３２がそれぞれ取り付けられる。スピーカモジュール１０は、筐体１０ｚにウェーブガイド２１を固定することで、音の振動に起因する予期しない音の発生を抑制できる。

ウェーブガイド２１は、上記の共鳴板２３，２４を用いた開口率の調整により、水平方向の音響信号の出力パターンを変更できる。例えば、ウェーブガイド２１は、水平指向角度を９０°以外の角度にしてもよいし、仮想軸ＡＸ２に対して出力パターンが非対称にしてもよい。なお、垂直方向の指向性については、ウェーブガイド２１の寄与は小さく、音響カプラ４５内の音響通路４７，４８の形状が大きく寄与する。

次に、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の音響特性について説明する。

図１１Ａは、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の水平方向（水平指向方向）における周波数毎の音圧レベルを示す分布図である。図１１Ｂは、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の垂直方向（垂直指向方向）における周波数毎の音圧レベルを示す分布図である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、シミュレーション結果を示す。

図１１Ａ，図１１Ｂにおいて、横軸は周波数を示す。また、左側の縦軸は、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の音響中心線を示す仮想軸ＡＸ２上の任意の点に対する各測定点の角度を示す。また、右側の縦軸は、左側の縦軸で示された角度の位置で、横軸で示された周波数を用いる場合のスピーカモジュール１０から出力される音響信号の音圧レベルを示す。

仮想軸ＡＸ２の任意の点から各測定点までの距離は、等距離（例えば半径１ｍ、３ｍ、６ｍ）に設定され、各測定点にマイクロホンが配置されてよい。このマイクロホンにより、音圧レベルが測定されてよい。図１１Ａでは、各測定点が水平方向に沿う水平面上に配置される。図１１Ｂでは、各測定点が垂直方向に沿う垂直面に配置される。

ここで、各測定点の角度と音圧レベル（相対値）との関係性の具体例を図１１Ｃ，図１１Ｄに示す。

図１１Ｃでは、各円の中心が一致しており、この中心が仮想軸ＡＸ２の任意の点を示す。円ｒ１１上の点ｐ１１が、仮想軸ＡＸ２の任意の点での音圧レベルを示し、この音圧レベルが基準レベルとしての０ｄＢとなる。円ｒ１１上に測定点での音圧レベルがプロットされる場合、その音圧レベルは０ｄＢとなる。円ｒ１１上に測定点での音圧レベルが円ｒ１１よりも内側にプロットされる場合、その音圧レベルが減衰しており、０ｄＢ未満であることを示す。各測定点での音圧レベルの測定結果を結ぶと、線ｍ１１となる。図１１Ｃでは、段階的に半径の長さが異なる円が複数示されており、隣接する円の半径の長さの差分は、１０ｄＢ異なることを示す。つまり、１メモリで１０ｄＢを示す。図１１Ｃでは、例えば測定点の角度（音響信号の進行方向（図１１Ｃでは上方向）に対する角度）が５０°の位置が、６ｄＢ減衰（−６ｄＢ）であることが理解できる。

図１１Ｃでは、音響信号の周波数が１ｋＨｚであることを例示しているが、図１１Ａでは、音響信号の周波数が変更され、各測定点において音圧レベルが測定された結果が示されている。音響信号の周波数は、例えば、周波数１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚを含んで変更されてよい。

同様に、図１１Ｄでは、各円の中心が一致しており、この中心が仮想軸ＡＸ２の任意の点を示す。円ｒ１２上の点ｐ１２が、仮想軸ＡＸ２の任意の点での音圧レベルを示し、この音圧レベルが基準レベルとしての０ｄＢとなる。円ｒ１２上に測定点での音圧レベルがプロットされる場合、その音圧レベルは０ｄＢとなる。円ｒ１２上に測定点での音圧レベルが円ｒ１２よりも内側にプロットされる場合、その音圧レベルが減衰しており、０ｄＢ未満であることを示す。各測定点での音圧レベルの測定結果を結ぶと、線ｍ１２となる。図１１Ｄでは、段階的に半径の長さが異なる円が複数示されており、隣接する円の半径の長さの差分は、１０ｄＢ異なることを示す。つまり、１メモリで１０ｄＢを示す。図１１Ｄでは、例えば測定点の角度（音響信号の進行方向（図１１Ｄでは上方向）に対する角度）が３５°の位置が、６ｄＢ減衰（−６ｄＢ）であることが理解できる。

図１１Ｄでは、音響信号の周波数が１ｋＨｚであることを例示しているが、図１１Ｂでは、音響信号の周波数が変更され、各測定点において音圧レベルが測定された結果が示されている。音響信号の周波数は、例えば、周波数１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚを含んで変更されてよい。

図１１Ａ，図１１Ｂでは、音圧レベルは、色合い（グラデーション）により示されている。図１１Ａ，図１１Ｂにおいて、音圧レベルが高い領域は、例えば３ｄＢに近く、カラーの場合、例えば赤色成分が高い。図１１Ａ，図１１Ｂにおいて、音圧レベルが低い領域は、例えば−３０ｄＢに近く、カラーの場合、例えば青色成分が高い。例えば、３ｄＢ〜−３０ｄＢでは、音圧レベルが高い順に、カラーの場合、例えば赤色系、黄色系、緑系、青系、紫系の色に変化して示され、一番音圧レベルが低い箇所は白色で示されている。

図１１Ａでは、周波数が１２５Ｈｚの場合、いずれの角度においても、音圧レベルが−６ｄＢ以上である。周波数が２５０Ｈｚの場合、角度５０°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が５００Ｈｚの場合、角度５０°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が１ｋＨｚの場合、角度５０°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が２ｋＨｚの場合、角度４８°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が４ｋＨｚの場合、角度４８°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。基本的には、低周波数である程、広い角度範囲で高い音圧レベルが得られ、周波数がおよそ５００Ｈｚから高周波数側では、角度に対して一定の音圧レベルが得られている。また、角度が大きくなる程、音圧レベルが小さくなっている。

図１１Ｂでは、周波数が１２５Ｈｚの場合、いずれの角度においても、音圧レベルが−６ｄＢ以上である。周波数が２５０Ｈｚの場合、いずれの角度においても、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が５００Ｈｚの場合、角度６０°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が１ｋＨｚの場合、角度３５°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が２ｋＨｚの場合、角度１５°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。周波数が４ｋＨｚの場合、角度１０°付近において、音圧レベルが約−６ｄＢとなっている。基本的には、低周波数である程、広い角度範囲で高い音圧レベルが得られ、周波数が高周波数になるにつれて、同一の音圧レベルが得られる角度範囲が小さくなっている。また、角度が大きくなる程、音圧レベルが小さくなっている。

図１１Ａを参照すると、５００Ｈｚ以上の周波数帯域を含む全周波数帯域において、音圧レベルが比較的高い領域（例えば−６ｄＢ以上の領域）についての水平方向の角度が、±４５°を含む範囲に収まっている。つまり、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、水平指向角度がおよそ９０°の範囲内という一定の範囲内で、水平方向の音圧レベルが高い音響信号を提供できる。

図１１Ｂを参照すると、５００Ｈｚ〜４ｋＨｚの周波数帯域では、音圧レベルが比較的高い領域（例えば−６ｄＢ以上の領域）についての垂直方向の角度が、±５°以上に拡がっている箇所もある。ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０間の音響信号の干渉は、複数のＭＦ／ＨＦドライバユニット４０間の距離に依存する。これは、ＬＦドライバ３１，３２間の距離に依存して位相ずれが発生することと同様である。しかし、本実施形態では、２つのＭＦ／ＨＦドライバユニット４０が近接して配置され（図８，図９参照）、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０間の距離が、４ｋＨｚ以下の周波数帯域では、位相ずれの許容範囲となる。したがって、５００Ｈｚ〜４ｋＨｚの周波数帯域では垂直方向の角度が±５°の範囲に収まっていなくても、位相ずれへの影響が少ない。

位相ずれへの影響が大きくなり始める周波数帯域は、およそ４ｋＨｚの周波数帯域である。ここで図１１を参照すると、およそ４ｋＨｚ以上の周波数帯域において、音圧レベルが比較的高い領域（例えば−６ｄＢ以上の領域）についての垂直方向の角度が、およそ±５°の範囲に収まっている。よって、隣接するＭＦ／ＨＦドライバユニット４０間の干渉が小さくなる。つまり、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、５００Ｈｚ以上の周波数帯域において、垂直指向角度がおよそ１０°の範囲内という一定の範囲内で、垂直方向の音圧レベルが高い音響信号、位相ずれの少ない音響信号を提供できる。

なお、図１１Ａ，図１１Ｂのいずれにおいても、低周波数帯域である程、指向性がなく、どの水平方向の角度及び垂直方向の角度に対しても、高い音圧レベルで音響信号が伝達されることが理解できる。

また、図１１Ｂを参照すると、周波数と垂直指向角度との関係を観察すると、高い周波数領域となる程、狭い指向性であることが理解できる。

また、高い周波数領域において、図１１Ｂの分布図において音圧レベルの低い角度を示す領域で音圧レベルが高くなる箇所が非連続に存在することがない。そのため、垂直方向において、音響信号のサイドローブが最小化されており、音響信号の品質が高いことが理解できる。よって、スピーカモジュール１０が垂直方向に連結されてスピーカアレイ５が形成された場合でも、スピーカアレイ５は、サイドローブの乱れを少なくし、位相干渉の増加を抑制できる。このことは、水平方向においても同様である。

図１２Ａは、音響カプラ４５からウェーブガイド２１までの水平指向特性（水平方向での指向特性）が計測される３次元位置を、メッシュ形状で表した図である。図１２Ｂは、音響カプラ４５からウェーブガイド２１までの各３次元位置での水平位相特性を、色分布により示した分布図である。

図１２Ｂに示すように、音響カプラ４５内及びウェーブガイド２１によりウェーブガイド２１の外側で包囲された範囲において、一定周期で反復する縞模様が現れている。この縞模様は、各３次元位置での音響信号の信号レベルが規則的に変化していることを示している。仮に位相ずれが発生した場合には、各３次元位置での音響信号の信号レベルが不規則に変化する部分が発生する。したがって、音響カプラ４５内を通過する音響信号及びウェーブガイド２１の出力口ＯＴを介して出力された音響信号のいずれについても、位相ずれが少ないことが理解できる。

図１３は、本実施形態のＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（計測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、音響信号の水平指向角度を示す。

図１３では、破線ｅ１は、全周波数帯域において水平指向角度が９０°であり、つまり水平指向角度の理想値を示す線である。音響信号の計測では、図１１Ａと同様の方法で音圧レベルが計測される。各測定点で計測された音圧レベルを基に、水平指向角度が導出され、図１３の水平指向角度の値とされる。

−６ｄＢとなる音圧レベルが得られる周波数毎の水平指向角度を結んだ線が、−６ｄＢコンターの線であり、グラフｇ１で示されている。つまり、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の音響中心線（仮想軸ＡＸ２と一致）上の音圧レベルに対して、６ｄＢ減衰した部分の角度が周波数毎に導出され、結ばれた線が、−６ｄＢコンターの線となる。同様に、−３ｄＢとなる音圧レベルが得られる周波数毎の水平指向角度を結んだ線が、−３ｄＢコンターの線であり、グラフｇ２で示されている。−９ｄＢとなる音圧レベルが得られる周波数毎の水平指向角度を結んだ線が、−９ｄＢコンターの線であり、グラフｇ３で示されている。

図１３では、２００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域では、理想値を示す破線ｅ１と−６ｄＢコンターを示すグラフｇ１１とがほぼ一致している。そして、この一致している水平指向角度が９０°である。したがって、スピーカモジュール１０は、ウェーブガイド２１から出力される音響信号が９０°となるよう調整されることで、音響エネルギの損失を低下させて音響信号を放射できる。

図１４Ａは、比較例１における音響ドライバから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（実測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、水平指向角度を示す。同様に、図１４Ｂは、比較例２における音響ドライバから出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（実測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、水平指向角度を示す。

図１４Ａでは、理想値を示す線が、破線ｅ１１で示されている。−６ｄＢコンターの線が、グラフｇ１１で示されている。−９ｄＢコンターの線が、グラフｇ１２で示されている。−３ｄＢコンターの線が、グラフｇ１３で示されている。図１４Ｂでは、理想値を示す線が、破線ｅ２１で示されている。−６ｄＢコンターの線が、グラフｇ２１で示されている。−９ｄＢコンターの線が、グラフｇ２２で示されている。−３ｄＢコンターの線が、グラフｇ２３で示されている。

比較例１，２の構成は、いずれも本実施形態のＭＦ／ＨＦドライバユニット４０の構成とは異なる。つまり、比較例１，２では、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０が設けられておらず、特に音響カプラ４５が不在である。よって、本実施形態のような音響通路４７，４８の長さや角度に関する工夫がなされていない。これに対し、本実施形態のＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、音響カプラ４５を含み、音響通路４７，４８の長さや角度に関する工夫がなされている。

これにより、本実施形態のスピーカモジュール１０は、比較例１、２と比べ、−６ｄＢコンターのグラフが、破線で示される理想値に近い特性を有する。従って、本実施形態では、比較例１，２に対し、２００Ｈｚ〜１０ｋＨｚにおいて、高い音響エネルギが得られる水平指向角度が９０°に近い状態が維持されることが理解できる。スピーカモジュール１０は、ウェーブガイド２１から出力される音響信号が９０°となるよう調整されることで、音響エネルギの損失を低下させて音響信号を放射できる。

図１５は、本実施形態のＭＦ／ＨＦドライバユニット４０から出力される音響信号の周波数毎の垂直指向角度（計測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、音響信号の垂直指向角度を示す。縦軸は垂直指向角度を示す。

音響信号の計測では、図１１Ｂと同様の方法で音圧レベルが計測される。各測定点で計測された音圧レベルを基に、垂直指向角度が導出され、図１５の水平指向角度の値とされる。

図１５では、−６ｄＢコンターの線が、グラフｇ３１で示されている。−９ｄＢコンターの線が、グラフｇ３２で示されている。−３ｄＢコンターの線が、グラフｇ３３で示されている。図１５を参照すると、５００Ｈｚ〜６ＫＨｚにおいて、高周波数である程、徐々に−６ｄＢコンターのグラフｇ３１では、垂直指向角度が１０°程度で均一になることが理解できる。

このように、スピーカモジュール１０は、各音響ドライバの音響中心距離を短くすることで、位相ずれを低減し、良好な位相特性を実現できる。スピーカモジュール１０は、適切な水平指向性を実現する曲率を有するウェーブガイド２１を備えることで、中音域以上の周波数帯域に対して、水平方向において定指向性を実現できる。よって、スピーカモジュール１０は、カバーエリア内としての例えば水平方向に９０°以内且つ垂直方向に１０°以内の範囲では、均一な位相乱れの少ない音響特性を構築できる。上記の曲率を有するウェーブガイド２１の形状は、例えば、所定の関数式によって導出されてよい。

また、スピーカモジュール１０は、例えば複数のＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２を音響カプラ４５において正確に結合することで、垂直指向角度を例えば１０°以下にでき、パワーハンドリングを高く（例えばＭＦでは６００Ｗ、ＨＦでは３００Ｗ）できる。

また、スピーカモジュール１０は、同軸タイプのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２を用いることで、ＭＦドライバとＨＦドライバとの音響中心距離が値０となり、最小となるので、位相ずれの発生を最大限に抑制できる。よって、スピーカモジュール１０は、特許文献１に存在するような、各音域を分離するためのセパレーションを設けることを不要にできる。

また、スピーカモジュール１０が垂直方向に連結されることで、スピーカアレイ５が形成されてよい。全周波数帯域で垂直指向角度が例えば１０°以下となることで、全周波数帯域において垂直方向にほとんど広がらずに、音響信号を水平方向の所定のカバー範囲に伝達できる。よって、スピーカアレイ５は、スピーカアレイ５の各スピーカモジュール１０により出力される音響信号間における干渉を大きく抑制でき、音響特性が良好なスピーカアレイを実現できる。

スピーカモジュール１０及びスピーカアレイ５は、コンサート会場や大人数収容の競技場等の、大規模で大きな信号レベルの音響信号が必要な場面で使用され得る。

以上のように、スピーカモジュール１０では、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２（第１の音響ドライバの一例）と、音響カプラ４５と、を備える。ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２は、複数の中高音域の音響信号（第１の音響信号の一例）をそれぞれ出力する。音響カプラ４５は、音響通路４７，４８を有する。音響通路４７，４８は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される複数の中高音域の音響信号をそれぞれ複数の入力口ＩＮ１，ＩＮ２に入力する。音響通路４７，４８は、複数の入力口ＩＮ１，ＩＮ２に入力した複数の中高音域の音響信号を共通の出力口ＯＴに導く。音響通路４７，４８は、共通の出力口ＯＴで複数の中高音域の音響信号を結合し、結合された音響信号（第２の音響信号の一例）を生成する。音響通路４７，４８は、生成した第２の音響信号を出力する音響通路４７，４８を有する音響カプラ４５と、を備える。音響通路４７，４８における複数の入力口ＩＮ１，ＩＮ２から共通の出力口ＯＴまでの長さは、それぞれ等しい。

これにより、スピーカモジュール１０は、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２のように複数の音響ドライバを用いて音響信号を出力するので、大きな音響エネルギを取得できる。また、音響カプラ４５における各音響通路４７，４８の長さが等しくされるので、全周波数帯域において音響信号が伝達される長さが同じとなる。したがって、スピーカモジュール１０は、全周波数帯域において音響信号の位相ずれを抑制できる。よって、スピーカモジュール１０は、各ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２から出力される音響信号の位相ずれを低減し、大きな音響エネルギを確保できる。

音響カプラ４５の内部は、複数の音響ドライバからの音響信号が結合されても、スピーカモジュール１０による再生周波数において、位相特性の劣化が抑制される。再生周波数が周波数全域である場合、複数の音響通路４７，４８の長さが同じであれば、周波数全域において位相が同じになる。

また、音響通路４７，４８の一部は、入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴに向かって、それぞれ垂直方向に縮径してよい。垂直方向は、水平方向（ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が並ぶ配列方向）に対して直交する方向でよい。音響通路４７，４８の一部は、音響通路４７，４８の天井面Ｆ３及び底面Ｆ４（音響通路４７，４８の垂直方向における内壁面の一例）が、仮想軸ＡＸ１（第１の仮想軸の一例）に対して１°の角度を有してよい。仮想軸ＡＸ１は、音響通路４７，４８を通過する中高音域の音響信号の音響中心線（第１の音響中心の一例）を示す。

これにより、スピーカモジュール１０は、音響通路４７，４８における垂直方向の角度が絞られるので、音響信号が垂直方向に拡がることを抑制できる。スピーカモジュール１０は、例えば垂直指向角度を１０°以下にできる。また、同位相で音響信号が音響通路４７，４８を進行するので、音響信号の音響エネルギを一定にして伝達できる。また、音響カプラ４５の出力口ＯＴへの到達時間も同じになるので、スピーカモジュール１０は、周波数毎の位相ずれを抑制できる。よって、スピーカモジュール１０は、垂直方向にスピーカモジュール１０が連結されてスピーカアレイ５が形成された場合でも、垂直方向に隣接するスピーカモジュール１０から出力される音響信号同士が干渉し難くなり、音質の劣化を抑制できる。

また、音響通路４７，４８の一部は、入力口ＩＮ１，ＩＮ２から出力口ＯＴに向かって、それぞれ水平方向に縮径してよい。音響通路４７，４８の配列方向における最も内側の内側面（内壁面）Ｆ１には、ＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が取り付けられてよい。また、この側面Ｆ１は、入力口ＩＮ１，ＩＮ２を形成する取付部５１，５２において、入力口ＩＮ１，ＩＮ２の外側に位置する端面５１ａ，５２ａに対して、９６°の角度を有してよい。

これにより、スピーカモジュール１０は、音響通路４７，４８における水平方向の角度が絞られるので、音響信号が水平方向に一定角度以上に拡がることを抑制できる。スピーカモジュール１０は、音響通路４７，４８における水平方向の角度により、例えば水平指向角度を９０°以下にできる。また、同位相で音響信号が音響通路４７，４８を進行するので、音響信号の音響エネルギを一定にして伝達できる。また、音響カプラ４５の出力口ＯＴへの到達時間も同じになるので、スピーカモジュール１０は、周波数毎の位相ずれを抑制できる。

また、スピーカモジュール１０は、ＬＦドライバ３１，３２（複数の第２の音響ドライバ）を備えてよい。ＬＦドライバ３１，３２は、中高音域の音響信号よりも周波数が低い低音域の音響信号（第３の音響信号の一例）を出力してよい。ＬＦドライバ３１，３２から低音域の音響信号がそれぞれ出力される出力口３１ｚ，３２ｚ（第２の出力口の一例）の間の距離は、低音域の音響信号の周波数帯域（例えば５００Ｈｚ）に基づいて定められてよい。

これにより、スピーカモジュール１０は、周波数帯域に基づいて、ＬＦドライバ３１，３２の音響中心距離を短くでき、例えばＬＦドライバ３１，３２からそれぞれ出力される音響信号の位相差を９０°以内とすることができる。この場合、スピーカモジュール１０は、複数の低音域の音響信号間で逆位相とならず、音響エネルギの低減を抑制できる。

また、ＬＦドライバ３１，３２は、低音域の音響信号が伝達される音響中心線（第２の音響中心の一例）を示す仮想軸ＡＸ３ａ，ＡＸ３ｂ（第２の仮想軸の一例）に対して、出力口３１ｚ，３２ｚが近づく方向に８°の角度を成して配置されてよい。

これにより、スピーカモジュール１０は、ＬＦドライバ３１，３２のそれぞれの出力口３１ｚ，３２ｚが近寄って、ＬＦドライバ３１，３２の音響中心距離を短くできる。よって、スピーカモジュール１０は、複数の第３の音響信号の位相ずれを発生し難くできる。

なお、ここでは、ＬＦドライバ３１，３２が扱う音響信号の周波数帯域は５００Ｈｚ以下であり、同じ周波数帯域を扱うことを例示したが、異なる周波数帯域を扱ってもよい。例えば、ＬＦドライバ３１，３２を、より低い帯域（例えば２５０Ｈｚ以下）のＬＦドライバと、それより高い帯域（例えば２５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）のＬＦドライバとして機能させてもよい。これにより、４ウェイスピーカシステムを構築できる。また、スピーカモジュール１０は、２つのＬＦドライバ３１，３２が扱う音響信号の周波数帯域を分けることで、ＬＦドライバ３１，３２が扱う周波数帯域が分散するので、ＬＦドライバ３１，３２の音響中心距離が多少長くても位相ずれが発生し難くなり、位相干渉を低減できる。

［スピーカアレイについての言い換え説明及び補足］
以下、本実施形態のスピーカモジュール１０及びスピーカアレイ５について、言い換えて及び補足して説明する。

本実施形態は、プロ用のラウドスピーカシステム（例えばスピーカアレイ５）が記載されている。ラウドスピーカシステムは、優れた垂直方向及び水平方向の無線特性とともに高い音響特性のスピーカシステムを要求する様々なアプリで用いられる。また、ラウドスピーカシステムは、優れた位相応答を有し、小さなものから大きなものまであらゆるタイプの会場で使用可能である。

本実施形態は、取引者の間で知られたラウドスピーカのファミリーに適用され、ラインアレイラウドスピーカ（例えばスピーカアレイ５）として当業者によく知られている。

ラインアレイラウドスピーカは、取引者間ではよく知られているが、適切に垂直要素を結合するために、また、近い領域と遠い領域での優れた位相−周波数応答を生成するために、非球状の垂直方向に沿った平面波面を要求する。

本システムは、垂直ラインアレイスピーカエレメント（例えばスピーカモジュール１０）である。多数のそのようなシステムは、垂直の結合体で使用され、スピーチ、フィルム、ライブ音楽及び他の音の増幅を要するアプリケーションを必要とする会場において、優れた音の供給が必要とされる垂直範囲を生成する。本システムは、およそ４５Ｈｚ〜２０ＫＨｚの音声周波数レンジ（範囲）をカバーする。これ以下の周波数レンジも想定され、ここに含まれる動作によりカバーされる。

本システムは、３ウェイラウドスピーカシステムである。３ウェイラウドスピーカシステムは、低周波数、中間周波数、高周波数のデバイスを介して、音声スペクトルの低周波数、中間周波数、及び高周波数の部分をカバーする３つの帯域幅を有する。中間周波数及び高周波数のデバイス（例えばＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２）は、電子音響ドライバの同軸セット（例えばＭＦ／ＨＦドライバユニット４０）の中に含まれる。また、本実施形態は、能動的、受動的、又は結合、クロスオーバーシステム、２つ又は３つの増幅サブシステムから採用すること、を含んで、２ウェイシステムや４ウェイシステムを適用可能であることが重要である。これは、上記クロスオーバーシステムを介した帯域分離方法において動作し、また、スピーカの低周波数セクション、中間周波数セクション、高周波数セクション又はそれらのセクションのあらゆるコンビネーションを動作させる。

従来技術は、必要な平面波面を生成する多くの手段を用いる。平面波面は、垂直ラインアレイシステム（例えばスピーカアレイ５）及び垂直ラインアレイシステムエレメント（例えばスピーカモジュール１０）に必要とされる。

本実施形態は、ＢＭＳカンパニーからの特定の２ウェイ同軸平面ドライバ（例えばＭＦ／ＨＦドライバユニット４０）を用いる。２ウェイ同軸平面ドライバは、平面波面の生成手段とともに、同軸の状態で中間周波数エレメント及び高周波数エレメントを含む。両波面は、１つの部分としての共通音響口（例えば出力口ＯＴ）を介して存在する。その他の製品は、利用可能であり、ここに記述されたような設計に適用可能である。

このような同軸平面ドライバは、ラインアレイラウドスピーカシステムデザインの当業者に知られている。

ここに教示され記載された新規で固有なデザインは、優れた周波数・位相特性を有する平面波面を維持しながら、より多くの音響エネルギを生成するために、固有の態様でこのような同軸平面ドライバに用いられる。このデザインは、平面波面のウェーブガイドに結合され、新規なラインアレイラウドスピーカエレメントを定義する手段における低周波数トランスデューサ（例えばＬＦドライバ３１，３２）を結合する手段を含む。このデザインの一部は、これらのデザインのバリエーションを生成する当業者によって使用される。このようなシステムは想像され、ここでの趣旨及び範囲の一部として含まれる。

従来技術のシステムは、３つの帯域通過（低周波数、中間周波数、及び高周波数）を音響空間において結合する様々な手段を使用する。

上記様々な手段は、当業者に周知であり、様々な成功の度合いを有する。

本システムの趣旨は、新規又は新たな実装手段を用いて様々な重要側面を改善することである。改善点は、以下の点を含む。

−固有の増加手段は、音響エネルギが破壊的な干渉無しに音響エネルギを結合するように、多数の同軸平面ドライバの結合により扱う中間周波数レンジ及び高周波数レンジの感度及び電力を増加する。増加手段は、優れた位相・周波数応答を維持しながら、同様に音響平面波面の完全性を維持しながら、音響出力を増加するために、上記感度及び電力を増加する。

−共通の結合するスロートと共通のウェーブガイドとを供給する固有の平面同軸ドライバが使用される。

―固有の結合手段は、低周波数ドライバの水平方向の放射を維持するために良好な結合を維持しながら、最小の低周波数への阻害で中間周波数レンジ及び高周波数レンジのウェーブガイドに接近して統合された低周波数トランスドューサを結合する。（ここに教示されるように、本システムは、分離された帯域制限された情報を各ウーファー（例えばＬＦドライバ３１，３２）に送信することで、４ウェイシステムとして使用され得る。超低周波数においてのみ、双方の低周波数ドライバが使用され、これにより低中間周波数及び低周波数の水平方向のカバー範囲を改善する。）

―固有の縮小手段は、ドライバをドライバ分離に縮小する。これにより、本システムの位相・周波数応答が改善する。このシステムは、中間周波数／高周波数の同軸エレメントに結合された低周波数エレメントを含む全体としてのシステムである。

本システムは、中間周波数レンジ及び高周波数レンジのための同軸タイプのスピーカ構成を使用する。満足のいく位相特性は、各同軸ユニットの音響中心距離の差異の減少により実現される。

固定された水平方向の指向性は、適切かつ要求された水平方向の指向性を実現する屈曲を有するホーン形状を構築することで、中間周波数及び高周波数に関して実現される。この場合、あらゆる適切な水平方向のパターンは、実施形態により合理的に取得され得て、また、ここに教示された実施形態の範囲内である。

本実施形態は、垂直方向及び水平方向の領域におけるカバー範囲において、均一であり、ほとんどない位相阻害がない（理想的な位相応答の）音響特性を有するスピーカシステムデザインを実現する。

本実施形態は、特に、平面ウェーブガイドに結合される固有の平面波カプラを利用するシステムに適用する。これにより、このシステムは、ラインアレイスピーカエレメントの一部としての使用のための特定の次元の平面波面を効率的に生成する。

当業者にとっては、水平方向の広範囲をカバーするデバイスを容易に生成するために、上記カプラが、回折スロットデバイスとして、ウェーブガイドを用いずに使用可能であることは明らかである。

ラインアレイスピーカエレメントは、複数のドライバで構成される：
−２つのＸ１２ コーンドライバ
−４つの（２つのパターンのより２つにアレンジされる）同軸ドライバ

当業者は、他の構成がここでの教示に基づき容易に導出され、本実施形態の一部として想定されることを容易に想到できる。

本実施形態は、以下に、一例として、更に詳細に記述される。

１．
平面波の同軸ドライバを採用することで、カプラと称される音響パスの使用を通じて水平角が４１°〜４３°とすることで、位相が同相となるように、２つのドライバを接続する。垂直方向に接続されたカプラとドライバを結びつけることで、垂直方向の指向性を１０°以下とすることができる。カプラを介してウェーブガイドに伝送される音響エネルギの構成は、音響エネルギを放射するものである。

２．
２つのドライバが上下に接続され、同軸の平面波ドライバが結合されることにより、高感度及び大電力の動作を有するユニットが実現される。同軸の平面波ドライバは、全部で４つのピースである。

３．
カプラに関して、水平方向の内部側面における音響パスとして９６°の傾斜角を有するように設計される。また、垂直方向において同相で直接的に僅かに減少するように、垂直方向において−１°の傾斜角を有するように設計される。

４．
ウェーブガイドに関して、音響中心に近い位置において狭空間を有し、水平方向においてそこから徐々に開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｅ）を拡張することで、一定の水平方向の特性を維持できる。

５．
３ウェイ（低周波数、中間周波数、高周波数）ラインアレイスピーカとして、ＬＦユニット、ＭＦユニット、ＨＦユニットの各ドライバ間の距離は、半径が２６０ｃｍ〜２８０ｃｍの間になるように構成される。尚、２ウェイでも４ウェイでもよい。本システムは、異なるサイズの低周波数ドライバ及び異なる量の同軸又は非同軸ドライバとともに実現され得る。本システムは、この実施形態の一部として想定され、この実施形態の一部として含まれる。

６．
ＬＦユニットとＭＦ／ＨＦユニット（例えばＭＦ／ＨＦドライバユニット４０）との間の距離差（位相及び周波数の阻害）の削減のために、ＬＦユニットは、８°傾斜し、音響的に満足する特性を実現する。他の角度が用いられてもよく、本実施形態に含まれる。

非同軸平面波ドライバは、本システムに使用可能であり、本実施形態の範囲内となることに留意する。

上述した特徴を有することで、とても小さな位相乱れとし、優れた周波数応答となる特性を有するスピーカシステムを実現できる。また、均一した水平方向及び垂直方向の特性を実現する。この特性は、１０°以下（ラインアレイスピーカとして必要な指向角）の垂直方向の特性を含む。また、スピーカシステムは、カプラにより正確に４つのドライバが接続することで、高出力動作（ＭＦ：６００Ｗ、ＨＦ：３００Ｗ、ＡＥＳの明細書のユニットより）、を有する。他のデザインも想定され、１０°以下の垂直方向の範囲も含み、１０°以上の垂直方向の範囲も含み、実施形態の範囲の一部として含まれてもよいことに留意する。

図４，図５に示したカプラの図（この図は角度を示す）は、デザインの片側半分を示す。このデザインは、２つが並ぶように全部で４つのドライバを含むことが記載されている。以下に示すように、又は他の類似のアセンブリのように、同じ結合のデバイスを全てが共有する。

ウェーブガイドの図面が、図１０Ａ及び図１０Ｂに示された。

ユニットレイアウトの詳細（２つのＬＦドライバ間の距離：２６０ｃｍ〜２８０ｃｍ）が、図３に示された。

図１１Ａ，図１１Ｂは、ラインアレイスピーカの垂直方向及び水平方向のカバー範囲を示し、水平方向及び垂直方向における周波数応答において優れたカバー範囲を示唆する。図１１Ａは、水平方向の角度（予測値）を示す。図１１Ｂは、垂直方向の角度（予測値）

図１２Ａ，図１２Ｂは、カプラに接続されたウェーブガイドの優れた特性を示すことに役立つ。

図１２Ａは、ウェーブガイドの片側半分を示す機構的（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）デザインである。図１２Ｂは、図１２Ａのウェーブガイドと同じ視野を示し、本システムの優れた位相応答を示すことに役立つ。この位相特性は、ウェーブガイドの伝播及び離脱として近傍の真っ直ぐな音響エネルギのカラーバンドによって示されている。

図１３、図１４Ａ、及び図１４Ｂは、本システムと、２つの競合し他と類似するシステムと、を比較するのに役立つ。スピーカは、ＲＡＭＳＡ ＷＳ−ＬＡ４として図１３に示されている。図１３の水平方向の中心を通る線（例えば破線ｅ１）は、申し分ないスピーカを示すものである。図１３の上記の線の上下は、完全形から外れている。ＷＳ−ＬＡ４のケースでは、２つの競合するスピーカを比較すると、とても小さな逸脱が示され、成功したデザイン及び実施形態の動作を強調するのに役立つ。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＬＦドライバ、ＭＦドライバ、ＨＦドライバ（実際にはＭＦ／ＨＦドライバユニット）を含む３ウェイスピーカシステムを例示した。第２の実施形態では、ＬＦドライバ及びＨＦドライバを含む２ウェイスピーカシステムについて主に説明する。

第２の実施形態のスピーカモジュールにおいて、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いることで、その説明を省略又は簡略化する。

図１６は、第２の実施形態におけるスピーカアレイ１０５の外観の一例を示す図である。スピーカアレイ１０５は、ライン状に連結した複数のスピーカモジュール１１０を含んで構成される。各スピーカモジュール１１０の筐体１１０ｚは、その上面及び下面において、それぞれ上段及び下段のスピーカモジュール１１０の筐体１１０ｚと隣接し、一体化される。第１の実施形態と同様、スピーカアレイ１０５は、スピーカモジュール１１０をライン状に組み合わせることで、垂直方向をカバーする範囲が可変である。また、スピーカアレイ１０５が水平方向に対して音響信号を分散する角度は、一定である。

図１７Ａは、スピーカモジュール１１０の外観を示す正面図である。図１７Ｂは、スピーカモジュール１１０の外観を示す側面図である。スピーカモジュール１１０は、略直方体の筐体１１０ｚを有する。筐体１１０ｚの前面には、雨等の侵入を防ぐ撥水力のある防水シート１１１が設けられる。筐体１１０ｚの側面の前方には、スピーカモジュール１１０を把持するための把手１１３が取り付けられる。

図１８は、スピーカモジュール１１０の構造の一例を示す断面図である。図１８には、スピーカモジュール１１０の筐体１１０ｚを水平方向（筐体の長手方向）に切断した断面が示される。筐体１１０ｚの前面中央には、ウェーブガイド１２１が配置される。

スピーカモジュール１１０は、１ｋＨｚ以下の低音域の音響信号を出力するＬＦドライバ１３１，１３２と、１ｋＨｚを超える高音域の音響信号を出力するＨＦドライバ１４０とを有する。なお、スピーカモジュール１１０は、第１の実施形態のスピーカモジュール１０と異なり、音響カプラを有していない。

ウェーブガイド１２１の背部には、ＨＦドライバ１４０が上下２段（垂直方向に２段）に配置される。ＨＦドライバ１４０は、例えば１．７５インチのスピーカである。ＨＦドライバ１４０は、筐体１１０ｚの前方に、高音域の音響信号を出力する。ウェーブガイド１２１は、ＨＦドライバ１４０から出力される高音域の音響信号を筐体１１０ｚの水平方向に均一に拡散させる。

ウェーブガイド１２１を挟む、筐体１１０ｚの前面の両側には、ＬＦドライバ１３１，１３２が配置される。ＬＦドライバ１３１，１３２は、例えば８インチの音響ドライバである。ＬＦドライバ１３１，１３２は、筐体１１０ｚの前方に、低音域の音響信号を出力する。ＬＦドライバ１３１，１３２から出力される低音域の音響信号は、指向性が小さく、例えばＬＦドライバ１３１，１３２の背部からも音響信号が出力され得る。ここでは、ＬＦドライバの数は、２つであることを例示するが、３つ以上でもよい。

筐体１１０ｚの前面には、バスレフポートＢＰ２を用いて、後方通路１１５，１１６が形成される。後方通路１１５，１１６は、ＬＦドライバ１３１，１３２の背部に通じており、ＬＦドライバ１３１，１３２から背部に出力される低音域の音響信号を筐体１１０ｚの前方に導く。

ＨＦドライバ１４０と２つのＬＦドライバ１３１，１３２とは、ＭＦ／ＨＦドライバユニット４０を基準として、水平方向（例えば図１８では左右方向）に対称に配置されてよい。この場合、スピーカモジュール１１０から出力される音響信号の中心線（音響中心線）は、ＨＦドライバ１４０から出力される高音域の音響信号の音響中心線と一致する。ＨＦドライバ１４０から出力される高音域の音響信号の音響中心線は、仮想軸ＡＸ１２として示されている。

スピーカモジュール１０の音響中心線上の所定の位置を音響中心位置ｓｃ２とする（図１８参照）。この所定の位置は、例えば、仮想軸ＡＸ１２がウェーブガイド１２１の中間線と交差する位置である。

音響中心位置ｓｃ２からＬＦドライバ１３１，１３２の各出力口１３１ｚ，１３２ｚまでの距離は、低音域の音響信号の周波数帯域に基づいて定められてよい。

具体的には、低音域の音響信号の周波数帯域が１ｋＨｚ以下である場合、ＬＦドライバ１３１，１３２の出力口１３１ｚ，１３２ｚは、音響中心位置ｓｃ２から半径１６５ｍｍ〜１７５ｍｍ（一例として１６９ｍｍ）の円周ｒ２上に配置される。例えば低音域の音響信号の周波数が１ｋＨｚである場合、位相ずれが許容される範囲である１／４・λは、およそ９ｃｍである。よって、音響中心距離は、この値を目安に設定されてよい。

また、ＬＦドライバ１３１，１３２では、仮想軸ＡＸ１２に対して、低音域の音響信号の音響中心線を示す仮想軸ＡＸ１３（ＡＸ１３ａ，ＡＸ１３ｂ）が、１０°傾いていてよい。つまり、ＬＦドライバ１３１，１３２は、仮想軸ＡＸ１３a，ＡＸ１３ｂに対し、ＬＦドライバ１３１，１３２の各出力口１３１ｚ，１３２ｚが相互に近づく方向に、それぞれ１０°の角度を傾けて配置されてよい。このように、ＬＦドライバ１３１，１３２の出力口側を内側に傾けることで、出力口１３１ｚ，１３２ｚが近寄って、ＬＦドライバ３１，３２の出力口１３１ｚ，１３２ｚの間の距離を短くでき、ＬＦドライバ１３１，１３２の音響中心距離を短くできる。よって、ＬＦドライバ１３１，１３２から出力されるそれぞれの低音域の音響信号間での位相ずれを低減できる。この１０°の傾斜角度は、筐体１１０ｚのサイズや音響信号の周波数に応じて決定されてよい。

ＬＦドライバ１３１，１３２は、第１の実施形態における角度８°よりも角度１０°と大きいため、ＬＦドライバ３１，３２よりも音響中心距離が短縮される。ＬＦドライバ１３１，１３２は、１ｋＨｚ以下の低音域の音響信号を出力するため、ＬＦドライバ３１，３２よりも高い音域を含む音響信号を出力するが、音響中心距離の短縮により、位相ずれの増大を抑制できる。また、ＬＦドライバ１３１，１３２は、位相ずれの増大を抑制することで、サイドローブを最小化し、音響特性を向上できる。

図１９Ａは、ウェーブガイド１２１の外観を示す斜視図である。図１９Ｂは、図１９Ａの矢印Ｆ−Ｆ方向から視たウェーブガイド１２１の形状を示す断面図である。

ウェーブガイド１２１は、湾曲した２枚の共鳴板１２３，１２４を有する。これにより、水平方向に一定の水平指向性（例えば９０°の指向性）を確保できる。スピーカモジュール１１０において共鳴板１２３，１２４の前方に形成される空間は、ＨＦドライバ１４０の出力口に近い箇所では狭く、ＨＦドライバ１４０の出力口から音響信号の進行方向に向かって徐々に水平方向の開口率を拡げていくように（空間が拡がるように）、形成される。

共鳴板１２３，１２４の間は、ウェーブガイド１２１の背部に配置されたＨＦドライバ１４０から出力される音響信号の入力口となる。また、ウェーブガイド１２１から音響信号を水平方向に拡散して出力する出力口ともなる。

共鳴板１２３，１２４の間には、突起１２５が形成される。突起１２５は、垂直方向を分割する仕切りとして機能し、音響的な結合ポートとして機能してもよい。また、突起１２５は、垂直方向に配列された２つのＨＦドライバ１４０から出力される２つの音響信号の波面を滑らかにして繋げることを補助し、２つの音響信号の干渉を抑制できる。

共鳴板１２３，１２４の各面には、例えば、ウェーブガイド１２１をスピーカモジュール１１０の筐体１１０ｚに固定するためのねじ孔１２３ｙ，１２４ｙが６箇所に形成される。共鳴板１２３、１２４の背面内側には、ＨＦドライバ１４０が上下２段（垂直方向に２段）に取り付けられる。また、共鳴板１２３、１２４の背面外側（筐体１１０ｚの水平方向の両側）には、ＬＦドライバ１３１，１３２がそれぞれ取り付けられる。

共鳴板１２３，１２４は、ウェーブガイド１２１を補強するための上板１２１ｗ及び下板１２１ｖが連結される。上板１２１ｗ及び下板１２１ｖにより、垂直方向の音の広がりが抑制され得る。また、上板１２１ｗ及び下板１２１ｖの内側の各面は、それぞれ外に向かって（音響信号の進行方向に向かって）、僅かに拡がるようなテーパ面に形成されてよい。上板１２１ｗ及び下板１２１ｖが若干傾斜することで、ウェーブガイド１２１から放音される音響信号の垂直方向の繋がり（サメーション）が良くなる。したがって、スピーカモジュール１１０から出力される音響信号は、隣接するスピーカモジュールから出力される音響信号に対して、位相干渉を与え難くなる。

図２０は、本実施形態のＨＦドライバ１４０から出力される音響信号の周波数毎の水平指向角度（計測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、音響信号の水平指向角度を示す。音響信号の計測方法は、第１の実施形態と同じである。

図２０では、理想値を示す線が、破線ｅ４で示されている。−６ｄＢコンターの線が、グラフｇ４１で示されている。−９ｄＢコンターの線が、グラフｇ４２で示されている。−３ｄＢコンターの線が、グラフｇ４３で示されている。図２０を参照すると、１ｋＨｚ以上の周波数帯域において、−６ｄＢコンターを示すグラフｇ４１が、水平指向角度が９０°程度で均一になっていることが理解できる。したがって、スピーカモジュール１１０は、ウェーブガイド１２１から出力される音響信号が９０°となるよう調整されることで、音響エネルギの損失を低下させて音響信号を放射できる。

図２１は、本実施形態のＨＦドライバ１４０から出力される音響信号の周波数毎の垂直指向角度（計測値）を示すグラフである。横軸は、音響信号の周波数を示す。縦軸は、音響信号の垂直指向角度を示す。音響信号の計測方法は、第１の実施形態と同じである。

図２１では、−６ｄＢコンターの線が、グラフｇ５１で示されている。−９ｄＢコンターの線が、グラフｇ５２で示されている。−３ｄＢコンターの線が、グラフｇ５３で示されている。図２１を参照すると、１ＫＨｚ以上の周波数帯域において、高周波数である程、徐々に−６ｄＢコンターは、垂直指向角度が１０°程度で均一になることが理解できる。

このように、スピーカモジュール１１０では、２ウェイスピーカシステムにおいて、好適な音響中心距離以内に、ＨＦドライバ１４０と、ＬＦドライバ１３１，１３２とが配置される。そのため、スピーカモジュール１１０は、位相乱れが少ない、均一な水平指向特性の音響信号を出力できる。また、スピーカモジュール１１０は、上下２段に配置されたＨＦドライバ１４０から伝達される高音域の音響信号を結合できる。また、スピーカモジュール１１０は、音響カプラを用いなくても垂直指向特性を１０°以下に設定可能である。

また、スピーカモジュール１１０が垂直方向に連結されることで、スピーカアレイ１０５が形成されてよい。全周波数帯域で垂直指向角度が例えば１０°以下となることで、全周波数帯域において垂直方向にほとんど広がらずに、音響信号を水平方向の所定のカバー範囲に伝達できる。

スピーカモジュール１１０及びスピーカアレイ１０５は、一般向け、家庭向けのスピーカシステムとして使用され得る。そのため、スピーカモジュール１１０及びスピーカアレイ１０５のサイズは、第１の実施形態のスピーカモジュール１０及びスピーカアレイ５のサイズより小さくてよい。

なお、スピーカモジュール１１０及びスピーカアレイ１０５は、１ウェイシステムでもよい。１ウェイシステムは、例えば、増幅器から見ると１つの音響信号のチャネルであるが、基板上のアナログ回路で構成されたフィルタにより、増幅された音響信号の周波数を分離し、高音域の音響信号と低音域の音響信号とを生成してよい。

また、スピーカモジュール１１０は、内部に増幅器が設けられ、自己完結型のモジュールとして機能してよい。また、増幅器は、スピーカモジュール１１０の外部に設けられてもよい。

また、２つのＬＦドライバ１３１，１３２が扱う周波数帯域が１ｋＨｚの音響信号であり、同じ周波数帯域であることを例示したが、異なる周波数帯域を扱ってもよい。

なお、ここでは、ＬＦドライバ１３１，１３２が扱う音響信号の周波数帯域は１ｋＨｚ以下であり、同じ周波数帯域を扱うことを例示したが、異なる周波数帯域を扱ってもよい。例えば、ＬＦドライバ１３１，１３２を、より低い帯域（例えば５００Ｈｚ以下）のＬＦドライバと、それより高い帯域（例えば５００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）のＬＦドライバとして機能させてもよい。これにより、３ウェイスピーカシステムを構築できる。また、スピーカモジュール１１０は、２つのＬＦドライバ１３１，１３２が扱う音響信号の周波数帯域を分けることで、ＬＦドライバ１３１，１３２が扱うが周波数帯域が分散するので、ＬＦドライバ１３１，１３２の音響中心距離が多少長くても位相ずれが発生し難くなり、位相干渉を低減できる。

［スピーカアレイについての言い換え説明及び補足］
以下、本実施形態のスピーカモジュール１１０及びスピーカアレイ１０５について、言い換えて及び補足して説明する。

本実施形態は、唯一無二の特徴や性質を有するラウドスピーカシステムに用いられる。

このシステムは、ラインアレイスピーカモジュールのシステムであり、２つ以上のスピーカモジュールの垂直方向のアレイ（配列）で用いられることが意図されている。したがって、このシステムは、垂直方向にカバーする範囲が可変であり、水平方向での分散角度が固定される高出力ラウドスピーカシステムを形成する。

ラインアレイスピーカタイプの先行技術のシステムでは、平面的又は比較的拡張性のない波面の要求が、垂直方向のラインアレイフォーマットで上出来な使用を許容するために、要求されている。

要求された平面的な形状の波面を達成するために、先行技術において、様々な手段が議論されている。

先行技術は、中間の周波数及び高周波数から平面波面を取得するための異なる手段とともに、そのようなシステムのタイプを記述する。

そのような手段は、中間周波数及び高周波数における良好な周波数応答及び位相応答を確実にするために、音響的な波形パターンを形成する様々なタイプのウェーブガイドを含む。

様々なシステムは、先行技術から生み出され、パターン制御及び平面波面の生成のための異なる手段とともに、様々なサイズのドライバ、ドライバの数、で構成される。

本実施形態は、ラインアレイモジュールにとってキーとなる要求を解決するために、異なるアプローチをとる。

実施形態は、ＭＦ／ＨＦのドライバ（例えばＨＦドライバ１４０）を用いる。このドライバは、ドイツのＢＭＳ社の品番４５１０Ｎによって製造される。

このＭＦ／ＨＦのドライバは要求された平面波面を供給するので、音響分散制限デバイス（例えばウェーブガイド１２１）の追加のみが要求される。

この音響分散制限デバイスは、平面波面が水平方向に広がり、水平方向のパターンがおよそ９０°となることを許容する。

他の水平方向の分散パターンが生成可能であり、本実施形態の範囲内に含まれることが当業者に容易に明らかであることに留意されたい。他の水平方向の分散パターンとは、非対称のパターンとユーザ可変な水平方向のパターンと全てのそのような派生物を含む。

このラインアレイスピーカシステムは、音響分散制限デバイスの両側に、低周波数エネルギを生成するために、２つの８インチのコーンドライバも備える。

８インチのドライバの平面波面を一致させるために、また、ＳＰＬ感度及び電力のハンドリングを増やすために、２つのこのような平面デバイスは、垂直方向に積み重ねられる。平面波面の全体の合計は、音響分散制限デバイスにおける共通の入力ポートに与えられる。

デバイスとしての最良のラインアレイエレメント（例えばスピーカモジュール１１０）の合計は、垂直方向に増大される。音響分散制限デバイスの出力は、垂直方向の分散がおよそ１０°に等しくなるべきである。

このラインアレイエレメントは、ここでは、垂直方向に１０°に分散されることを許容する。

８インチのドライバ間のスペースは、それらが完全に水平方向の領域において合計するようになり、サイドローブ及び他のそのようなオフアクシス（off-axis）の問題が最小化されるようになるに違いない。サイドローブ及び他のそのような軸外の問題は、通常、水平方向の隣接したドライバのペアを有することで、生成される。

本実施形態は、様々な方法で達成される。
１）ドライバ（例えばＨＦドライバ１４０）は、部分的に音響分散制限デバイスの背後に配置され、クロスオーバーポイントに対する適切なスペース確保を許容する。
２）比較的大きなサイズの８インチのドライバであるため、８インチのドライバが、上部のベースから中間領域まで推移して、クロスオーバーポイントにアプローチするなるべく小さなドライバとして音響的に見えることを確実にする必要がある。これは、８インチのドライバの角度によって達成され、また、音響分散制限デバイスの後部が更なる音響制限デバイス（例えばＨＦドライバ１４０）として機能し、８インチのドライバが４インチの音響ドライバに見えるという事実によって達成される。

ラインアレイエレメントは、典型的には２ウェイスピーカとして使用されるが、８インチのドライバがバンドパスモードで作動することを許容することで、このエレメントが３ウェイデバイスとして作動され得ることは、当業者には明らかである。これにより、低周波数において、双方の８インチのドライバは使用されるが、高周波数において、エネルギが単一の８インチドライバにもっと結合される。これにより、オフアクシスの水平方向のローブ制御がより良くなる。

ラインアレイエレメントは、対称にデザインされる。ＭＦ／ＨＦのドライバがこのエレメントの中間に配置される。低周波数のドライバがその左右に配置される。

対称性は、ラインアレイエレメントにおいて要求されるオンアクシス（on axis）又はオフアクシスの対称性の保証を支援する。

本実施形態は、以下に、一例として、更に記述される。
１）
ラインアレイスピーカエレメントである。
２）
ここに開示されたラインアレイスピーカエレメント及びその論理的な派生物である。
３）
２つの平面的なＭＦ／ＨＦのドライバと２つの低周波数のドライバを有する、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
４）
垂直方向に配置され、共通の結合ポートを入力する２つ以上の平面ドライバ（例えばＨＦドライバ１４０）を用いる、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
５）
中間周波数から高周波数までの周波数範囲をカバーする音響分散制限デバイスを含む、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
６）
垂直方向に配置された平面ドライバが共通の結合ポートに結合され、その出力が音響分散制限デバイスを有する、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
７）
水平方向に対称パターンで配列された２つの８インチの低周波数ドライバを含む、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
８）
垂直方向に配列された平面的なＭＦ／ＨＦのドライバが、２つの８インチの低周波数ドライバの配列の中心にある、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
９）
ラインアレイスピーカエレメントの中心に対する８インチのドライバの各々を適切な角度により、水平方向の分散を改善し制限するように、近接した８インチの低周波数ドライバを結合する手段を含む、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
１０）
８インチのドライバがクロスオーバーポイントの近くでより小さなドライバに見えるようにするための音響陰影（Ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）デバイスを介して、ＭＦ／ＨＦドライバにおけるクロスオーバーポイントの周波数に至るまで、８インチの低周波数ドライバを結合する手段を含む、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
１１）
音響陰影デバイス（例えばＨＦドライバ１４０）は、ＭＦ／ＨＦの音響分散制限デバイスの背部にある、１０）に記載されたラインアレイスピーカエレメントである。
１２）
コンパクトデザインであり、大きな垂直方向の配列を形成するために、筐体を相互に接続するために要求された機械的手段を含み、２つ以上のこのようなエレメントを有する、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
１３）
電気的に起動された２ウェイのシステム、バンドパス結合する３ウェイシステム、又は受動的な１ウェイシステムにおいて動作可能である、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメント。
１４）
完全に自己完結型であり自己電力供給型のラインアレイスピーカエレメントとするために、要求された電気的なエレメントを任意に含み得る、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。
１５）
水平方向に９０°・垂直方向に名目上１０°、の分散パターンで動作する、ここに開示されたラインアレイスピーカエレメントである。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

第１の実施形態では、１つの音響カプラ４５に２つのＭＦ／ＨＦドライバ４１，４２が接続される場合を示したが、１つの音響カプラ４５に４つのＭＦ／ＨＦドライバが接続されてもよい。

第１，第２の実施形態では、ウェーブガイド２１は、省略されてもよい。この場合、スピーカモジュール１０，１１０は、出力された音響信号が水平方向へ広がることを制限しなくなり、水平方向が無指向性となり、水平方向に広い範囲をカバーできる。

第１，第２の実施形態では、水平方向と垂直方向とが逆であってもよい。

本開示は、各音響ドライバから出力される音響信号の位相ずれを低減し、大きな音響エネルギの音響信号を出力できるスピーカ装置等に有用である。

５，１０５ スピーカアレイ
１０，１１０ スピーカモジュール
１０ｚ，１１０ｚ 筐体
１１，１１１ 防水シート
１３，１１３ 把手
１５，１６，１１５，１１６ 後方通路
２１，１２１ ウェーブガイド
２３，２４，１２３，１２４ 共鳴板
２３ｙ，２４ｙ，１２３ｙ，１２４ｙ ねじ孔
２３ｚ リブ
３１，３２，１３１，１３２ ＬＦドライバ
３１ｚ，３２ｚ，１３１ｚ，１３２ｚ 出力口
４０ ＭＦ／ＨＦドライバユニット
４１，４２ ＭＦ／ＨＦドライバ
４５ 音響カプラ
４７，４８ 音響通路
５１，５２ 取付部
１２１ｖ 下板
１２１ｗ 上板
１２５ 突起
１４０ ＨＦドライバ
ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３ａ，ＡＸ３ｂ，ＡＸ１２，ＡＸ１３ａ，ＡＸ１３ｂ 仮想軸
ＩＮ１，ＩＮ２ 入力口
ＯＴ 出力口
ｓｃ，ｓｃ２ 音響中心位置

Claims (4)

1. 複数の第１の音響信号をそれぞれ出力する複数の第１の音響ドライバと、
   複数の前記第１の音響ドライバから出力される複数の前記第１の音響信号をそれぞれ複数の入力口に入力し、複数の前記入力口に入力した複数の前記第１の音響信号を共通の出力口に導き、共通の前記出力口で複数の前記第１の音響信号を結合して第２の音響信号を生成し、生成した前記第２の音響信号を出力する音響通路を有する音響カプラと、
   を備え、
   前記音響通路における複数の前記入力口から共通の前記出力口までの長さは、それぞれ等しく、
   前記音響通路の一部は、前記入力口から前記出力口に向かって、複数の前記第１の音響ドライバが並ぶ配列方向に対して直交する方向に縮径し、
   前記音響通路の一部は、前記入力口から前記出力口に向かって、複数の前記第１の音響ドライバからそれぞれ前記第１の音響信号が伝達される第１の音響中心が複数並ぶ配列方向に縮径し、
   前記音響通路の前記配列方向における内壁面は、前記第１の音響ドライバが取り付けられ、前記入力口を形成する取付部において前記入力口の外側に位置する端面に対して、９６°の角度を有する、
   スピーカ装置。
2. 前記音響通路の一部は、前記音響通路の前記直交する方向における内壁面が、前記音響通路を通過する前記第１の音響信号の音響中心を示す第１の仮想軸に対して１度の角度を有する、
   請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記第１の音響信号及び前記第２の音響信号よりも周波数が低い第３の音響信号を出力する複数の第２の音響ドライバ、を更に備え、
   複数の前記第２の音響ドライバから前記第３の音響信号がそれぞれ出力される複数の第２の出力口の間の距離は、前記第３の音響信号の周波数帯域に基づいて定められた、
   請求項１又は２に記載のスピーカ装置。
4. 複数の前記第２の音響ドライバは、前記第３の音響信号が伝達される第２の音響中心を示す第２の仮想軸に対して、複数の前記第２の出力口が近づく方向に８度の角度を成して配置された、
   請求項３に記載のスピーカ装置。

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