JPH01170298A

JPH01170298A - ステレオ電気音響変換装置

Info

Publication number: JPH01170298A
Application number: JP63238628A
Authority: JP
Inventors: Richard E Saffran; リチャード・イー・サフラン
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1989-07-05
Also published as: DE3839702A1; US4961226A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）この発明は、一般にステレオ電気音響的変換に関係して
おり、更に詳しくは、市販で入手可能なポーズ（ＢＯＳ
Ｅ）９０１．６０１，５０１．３０１、及び２０１スピ
ーカシステムと米国特許第２９１５５８８号、第３０３
８９６４号、第３５８２５５３号、第３７２７００４号
、第４２６６０９２号及び第４６２１７０８号に開示さ
れた構造によって特徴づけられたコンサートホールの音
響性能を家庭において模擬するために直接及び反射の両
音響を与えると共に、市販で入手可能なポーズ・ポイン
ト・ツー（ＢＯＳＥ　Ｐｏ１ｎｔ　Ｔｕ＋ｏ）スピーカ
システム及び１９８６年３月１７日出願の米国特許出願
連続番号０６／８４００２１に開示された構造において
具体化される大きい聴取区域にわたっての良好なステレ
オ・デフィニションを与える際の高性能、並びに比較的
安価であって良好な聴取の高さにおいて駆動器を配置す
る装置と共に比較的小さい床空間を占めることによって
特徴づけられている新規なステレオスピーカシステムに
関係している。

（発明の概要）改良されたステレオ電気音響的変換システムを提供する
ことがこの発明の主要な目的である。

この発明に従って、それぞれが互いの鏡像になるように
構成された一組のスピーカ駆動器を備えている左及び右
のスピーカキャビネットがある。

各キャビネットには少なくとも後面、側面及び前面の垂
直パネルがある。後面及び側面パネルはそれぞれ室の前
面壁及び側面壁に面するように配置され、且つ互いに概
して垂直になっている。角度パネルは室の聴取区域に面
するように配置されていて、後面壁及び側面壁と鋭角、
望ましくは４５゜を形成している。各側面パネルは側面
の方へ音響エネルギーを放射するための第１ウーフア駆
動器装置を支えている。各角度パネルは聴取区域へ音響
エネルギーを放射するための第２ウーフア装置、及びこ
のウーファ装置によって放射されるエネルギーのスペク
トル成分よりも高い周波数範囲におけるスペクトル成分
を持った音響エネルギーを聴取区域に放射するためのツ
イータを支えている。

望ましくは、対角パネルは側面パネルに概して平行な内
側パネルによって後面パネルに接続されており、また角
度パネルは後面パネルに概して平行な前面パネルによっ
て側面パネルに接続されている。

この発明の多くのその他の特徴、目的及び利点は次の説
明を添付の図面に関連して読めば明らかになるであろう
。

（実施例）今度は図面、更に詳しくはこれの図１に言及すると、こ
の発明によるステレオ電気音響的変換システムの線図表
示の平面図が示されている。このシステムは左スピーカ
キャビネッｌ−１１Ｌ及び右スピーカキャビネット１１
Ｒがらなっている。各キャビネットは後面パネル１２Ｌ
、１２Ｒ５側面パネル１３Ｌ、１３Ｒ１及び角度パネル
１４Ｌ、　　　′１４Ｒを備えている。各角度パネル１
４Ｌ、１４Ｒの後部は側面パネル１３Ｌ、１３Ｒに概し
て平行な内側パネル１５Ｌ、１５Ｒによって後面パネル
１２Ｌ、１２Ｒが接続されている。各対角パネル１４Ｌ
、１４Ｒの前部は前面パネル１６Ｌ１１６Ｒによって側
面パネル１３Ｌ、１３Ｒに接続されている。ｆ１１面パ
ネル１３Ｌ、１３Ｒは側面ウーファ１７Ｌ、１７Ｒを支
えている。角度パネル１４１−１１４Ｒは内倶１ウーフ
ァ２１Ｌ、２１Ｒ１及び後方ツイータ２２Ｌ、２２Ｒを
支えている。

図２に言及すると、ウーファとツイータを電気的に相互
接続するための採択された配列の概略的回路図が示され
ている。ウーファ１７及び２１は入力端子２３及び２４
の間で並列に接続されている。コンデンサ２４、抵抗２
５及び電球２６はツイータ２２並びにウーファ１７及び
２１が同相で駆動されるようにツイータ２２と入力端子
２３との間に直列に接続されている。

図３に言及すると、各スピーカキャビネットの指向性を
図示した極パターンが示されていて、角度パネル１４に
垂直な方向に沿って高音域及び中間域周波数における指
向性の最大値がある。又、コンサートホールにおいて存
在する反射音響を模擬するための側面壁及び前面壁から
の反射のために高音域周波数においては側面の方へ且つ
又中間域周波数においては側面及び後面の方へ放射され
た十分なエネルギーが存在することが注目される。

この発明の例示的実施例においては、ウーファ１７及び
２１は６＋”　　（１６，５１ａｍ）ウーファであり、
ツイータ２２は２”　　（５，０８ｃｍ）ツイータであ
り、後面及び側面パネル１２及び１３の幅はほぼ１１．
１６”　　（２８，３５ｃｍ）であり、内側及び前面パ
ネル１５及び１６の幅はほぼ３″（７，６２ｃｍ）であ
り、そして後面パネル１２及び側面パネル１３との角度
パネル１４によって形成された角度はほぼ４５°である
。各パネルの高さはほぼ３０″（７６，２ｃＩ＋＋）で
あり、そして駆動器１７．２１及び２２のそれぞれはほ
ぼ同じ高さ、床上はぼ２フイート（６１ｃｎ＋）の所に
中心が置かれている。

コンデンサ２４は５マイクロフアラドであり、抵抗２５
は０．５オームであり、そして電球２６はツイータ２２
に供給される高周波数エネルギーの増大と共にその抵抗
値を増大することによってツィータセーバとして機能す
る改良電球である。

コンサートホールにける音場は複雑であるが、しかし、
多数のホールと実験室とにおける研究の結果によれば、
空間的効果のための重要な要素は初期の側方反射、すな
わち、最初に直接音響に続くが側面から到着する反射で
ある。初期側方反射の四つの特徴が空間的効果の程度に
影響するものと考えられる。これらの特徴はタイミング
、角度、レベル及びスペクトルである。最初の反射は最
初の到着後８ないし８０ミリ秒で到着するべきであり、
より初期の反射は周波数応答に影響するだけであるが、
より後の到着は明確な反響になる０、側面からの反射は
最も強い空間的効果を生じるが、上下または前後からの
反射はほとんど効果を有しない。側方反射エネルギーを
増大すると空間的効果が増大する。約３ｋＨｚまでの低
音域からの側方反射は最も有効であり、低及び中間域周
波数は包囲の感覚に寄与し、又低い方の高音域周波数は
知覚像幅に寄与する。

家庭における大人の聴取室ははるかに小さくてコンサー
トホールとは音響的に異なっているので、もとの音楽源
の放射パターンを単純に再現することは満足するべきこ
とではない。他の伝統的な方策、例えばダイポール又は
全方向源も又不適当である。

この発明は、特定の範囲の周波数にわたって音響の最適
分布であると考えられているものを各パターンが規定し
ている一組の放射パターンの確立を具現化する。中間域
においてはパターンは両スピーカ間の区域から離れて側
面壁の方へ最大値を持っている。このエネルギーは側面
壁から反射して、直接音響の側面からの最初の到着から
ある時間後に聴取者に達する。最初の直接到着ローブに
対するこの側方反射放射ローブのレベルは、典型的な室
における経路遅延、通常約１０ミリ秒が与えられたとし
て、満足な量の空間的効果を生じるように選択されてい
る。

中間域の上方部分においては側方反射ローブの大きさが
減小し、高音域においては相当に消滅する。実際、３ｋ
）Ｉｚより上の高周波数においては、所望の放射パター
ンが反転する。システムは最大音響エネルギーを両キャ
ビネット間の内方へ導く。

人が二つのスピーカの間に立って中心配置された（モノ
ホニツク）音を聞いたならば、聴取者には左及び右から
同じ音が聞こえて、まっすぐ前から来る音が知覚される
。聴取者が左の方へ移動したならば、左のスピーカから
の音が最初に到着し、そして通常の直接放射スピーカで
は、聴取者は今度は左スピーカから来る音を、あたかも
右スピーカが全く放射していないかのように知覚する。

この知覚は先行効果によって引き起こされる。すなわち
、最初の高周波数音の到着が方向を決定するのに使用さ
れる。この効果は第２の到着を最初のものよりも大きい
音にすることによって打ち消されることができる。高周
波数での内方へ傾斜した放射パターンがこの打消し作用
を達成する。聴取者は、一方のスピーカの方へより近く
移動するにつれて、他方のスピーカからも比例的により
多くのエネルギーを受けるので、広い区域にわたって像
の局在性を平衡させる。

この発明は満足な、費用効率のよいパッケージにおける
上質の音でこれらの動作特性を達成する。

中間域の低い方の部分（２００）１ｚないし１　ｋＨｚ
）においては各キャビネットにおける一対のウーファ１
７及び２１は共働して音を主として聴取区域の方へ且つ
側面の方へ導く、聴取者の方へよりも側面壁の方へより
多くのエネルギーが行く。この特性は主として、この発
−明によって与えられる音楽における雄大さ及び包囲の
感覚の原因である。

中間域の上方部分（１ｋＨｚないし３ｋＨｚ＞において
はウーファ１７及び２１はなお活動的である。

側面発射ウーファ１７は音を室側面壁の方へ導いて、周
波数と共に減小する側方反射の平衡を与える。内方傾斜
ウーファ２１は広い区域にわたって適当な立体像を維持
するために交差発射（クロス・ファイヤ）ローブを与え
る。

３ｋＨｚより上では、ツイータ２２は主として、交差発
射放射パターンをツイータの上方限界へ延ばすことによ
って適当な立体像を維持することに責任がある。

図３の極座標プロットは二つの広い周波数範囲、すなわ
ち中間域及び高音域におけるキャビネットの周りの音の
分布を示している。これら二つのパターンは音響知覚の
異なった特性、すなわち高い周波数においては角度を持
った内方へ且っ又低い方の周波数においては外方への特
性を利用するために上述のように明確に異なっている。

この発明は市販されているポーズ（ＢＯＳＥ＞４０１ス
ピーカシステムにおいて体現されている。このスピーカ
システムはこの発明の採択実施例であるが、他の実施例
もこの発明の諸特徴によって特徴づけられることができ
る。例えば、所望の空間的効果のための所望の放射パタ
ーンによって特徴づけられたこの発明の一実施例は、前
面パネルに第１ウーフアを且つ後面パネルに第２ウーフ
アを備えていて前面パネルには、望ましくは図４に示さ
れたように前面パネルウーファの側面の方へ配置された
ツイータも備えている方形包囲体からなることがてきる
。この実施例は左スピーカキャビネッ？−１ＬＬ’及び
右スピーカキャビネット１１Ｒ′を備えている。各キャ
ビネットには前面ウーファ２１Ｌ’　、２１Ｒ’　、後
面ウーファ１７Ｌ′、１７Ｒ’、及び前面ツイータ２２
Ｌ’　、２２Ｒ’がある。

後面パネルと前面パネルとの間の距離は中間域周波数に
おける波長のほぼ士、典型的には１フイー）（３０，４
８ｃｍ＞と２．５フイー？・（７８，７ｃｍ）との間の
距離であることが望ましい。

図５Ａに言及すると、全範囲（フルレンジ）駆動器を用
いたこの発明によるシステムの別の実施例を線図で図示
した図式平面図が示されている。

図５Ａは左の包囲体を図示している。右の包囲体はほと
んど左の包囲体の鏡像である。この実施例は、側面パネ
ルに取り付けられた側面壁の方へ放射する全範囲駆動器
３１、及び角度パネルに取り付けられた聴取区域へ放射
する第２の全範囲駆動器３２を備えている。図５Ｂは駆
動器３１及び３２の相互接続の概略的回路図である。値
Ｃのコンデンサ３３が駆動器３１の周りの高周波数エネ
ルギーを分流しているので、駆動器３１がら側面への放
射は上方中間域以下の、すなわちほぼ３ｋｆｉｚ未満の
スペクトル成分を実質上制限する。

図６に言及すると、前面パネルにおけるウーファ４１及
びツイータ４２、並びに垂直バフル４４に取り付けられ
た開放背面中間域駆動器４３からなるこの発明の実施例
を線図で図示した図式前面図である。

図７に言及すると、側面パネルに取り付けられ且つ反対
位相で駆動される一対の中間域駆動器５１及び５２を備
えたこの発明によるシステムの別の実施例を線図で図示
した図式平面図が示されている。ウーファ５３及びツイ
ータ５４は前面パネルに取り付けられている。

左及び右のキャビネットはこの発明によるステレオシス
テムにおいては正確な鏡像である必要はないけれども、
それらはほとんど鏡像であることが望ましい。

はぼ１００Ｈｚより下のスペクトル成分を持つエネルギ
ーとして低周波数エネルギーを定義するのが好都合であ
る。この低周波数エネルギーは、既述の特定のウーファ
、キャビネットの上若しくは内側のどこかに配置された
付加的なウーファを含むがこれらに制限されない、この
発明の原理内にある任意の装置によって、又は市販で入
手可能なポーズ・アクースティマス（ＢＯＳＥ　ＡＣＯ
ＵＳＴＩＭ八ＳＳ）スピーへシステムにおいて実施され
るような、付加的な第３のキャビネッ！・に配置された
付加的なウーファによって放射されることができる。

はぼ１００Ｈｚないし１ｋｌ（ｚの範囲内にあるスペク
トル成分を持つエネルギーとして低い方の中間域エネル
ギーを定義するのが好都合であり、これは図１の実施例
におけるようにキャビネット内の一対のウーファによっ
て、図６若しくは図７の実施例におけるように別個の中
間域駆動器によって、又は図５Ａ及び５Ｂの実施例にお
けるように全範囲駆動器によって放射されることができ
る。

この発明の一般的態様は、両中間域エネルギー、すなわ
ち約１００Ｈｚから約３ｋＨｚまでのスペクトル成分を
持ったエネルギー及び約３ｋＨｚより上のスペクトル成
分を持った高音域エネルギーを通常聴取区域に面した前
面パネルから放射するための装置を（＋ｉｆｉえると共
に、約３ｋＨｚより下のスペクトル成分を持ったエネル
ギーを側面の方へ、通常聴取区域における側面壁の方へ
放射するための装置を備えている。

要約すると、この発明は、聴取者を音楽に包まれた感じ
にすることのできる雄大な音響、室全体にわたる平衡し
た立体像、各キャビネットが床空間のわずか約１平方フ
イート（０，０９３ｍ）を占め且つ室内のほとんどどこ
にでも配置され得るという配置の容易さ、並び高い効率
及び電力処理、を提供する。

比較的安価である比較的小形のパッケージにおいてコン
サートホールにおける動作特性を模擬しながら小さい室
内で立体音響を再生するための新規な装置及び技術が説
明された。当業者がこの発明の概念から外れることなく
ここに開示された特定の装置及び技術の多くの使用例、
変更例及び展開例を今や作り得ることは明白である。従
って、この発明はここに開示された装置及び技術に存在
する又はこれらにより所有されることごとくの新規な特
徴及び諸特徴の新規な組合せを包含するもめと解釈され
且つ各請求項の精神及び範囲によってのみ限定されるべ
きである。

【図面の簡単な説明】

図１はこの発明によるシステムを線図で図示した図式平
面図である。図２は各キャビネットにおける三つの駆動器を相互接続
するための採択された装置の概略的回路図である。図３は良好なステレオ像が知覚される区域を最大化し且
つ聴取者の空間的効果を最大化するように指向性パター
ンを制御する様子を示した極パターンである。図４はこの発明によるシステムの別の実施例を線図で図
示した図式平面図である。図５Ａは全範囲駆動器を用いたこの発明によるシステム
の別の実施例を線図で図示した図式平面図である。図５Ｂは図５Ａの全範囲駆動器を相互接続するための選
択された装置を示した概略的回路図である。図６は開放後面により取り付けられた中間範囲駆動器を
示したこの発明の別の実施例を線図で図示した図式正面
図である。（７Ｉ７は反対位置で駆動される側面パネルにおける中
間範囲駆動器を備えたこの発明の別の実施例を線図で図
示した図式平面図である。図　１ＲＴＩ一一一中間士反１日も２ｃｉａ図　３図５Ａ図６図５Ｂ刀７

Claims

【特許請求の範囲】

１．それぞれが入力端子対を備えた左及び右のスピーカ
キャビネットが設けられ、前記のスピーカキャビネットのそれぞれが、ほとんど他
方のものの鏡像であって、通常聴取室の前面壁及び側面
壁に面するための後面パネル及び側面パネル並びに通常
室の聴取区域に面するための前面パネルを少なくとも備
えており、前記のスピーカキャビネットのそれぞれに関して前記の
後面パネル及び側面パネルの一つが低周波数エネルギー
を放射するための第１ウーファ装置を支持しており、それぞれの前面パネルが低周波数エネルギーを放射する
ための第２ウーファ装置及び高周波数エネルギーを放射
するためのツィータ装置を支持しており、前記の第１ウーファ装置及び前記の第２ウーファ装置を
それらが同相の音響エネルギーを放射するように前記の
入力端子対に結合するための装置が設けられており、且
つ、前記の入力端子対を前記のツィータ装置に結合するため
の高域フィルタ装置が設けられている、ステレオ電気音
響変換装置。
２．前記の第１ウーファ装置が前記の第２ウーファ装置
と同じものである、請求項１に記載のステレオ電気音響
変換装置。
３．前記の前面パネルと前記の後面パネル及び側面パネ
ルとの間の角度がほぼ４５゜である、請求項１に記載の
ステレオ電気音響変換装置。
４．前記の第１及び第２のウーファ装置が中間域周波数
スペクトルの低い方の部分においては音響を主として前
方及び側面の方へ導き且つ中間域の周波数の上の方の部
分においては音響エネルギーを側面の方と交差発射の方
向とに導くように共働する、請求項１に記載のステレオ
電気音響変換装置。
５．前記の中間域より上では前記のツィータ装置が前記
のスピーカシステムの上限周波数に対して交差発射放射
パターンを与える、請求項４に記載のステレオ電気音響
変換装置。
６．前記の前面パネルが角度パネルであり且つ前記の側
面パネルが前記の第１ウーフア装置を支持している請求
項１に記載のステレオ電気音響変換装置。
７．前記のウーファ装置及び前記のツィータ装置を同相
に接続するための装置が更に設けられている、請求項６
に記載のステレオ電気音響変換装置。
８．前記の第１ウーファ装置が前記の第２ウーファ装置
と同じものである、請求項７に記載のステレオ電気音響
変換装置。
９．前記の前面パネルと前記の後面パネル及び側面パネ
ルとの間の角度がほぼ４５゜である、請求項６に記載の
ステレオ電気音響変換装置。
１０．前記の第１及び第２のウーファ装置が中間域周波
数スペクトルの低い方の部分においては音響を主として
前方及び側面の方へ導き且つ中間域の周波数の上の方の
部分においては音響エネルギーを側面の方と交差発射の
方向とに導くように共働する、請求項６に記載のステレ
オ電気音響変換装置。
１１．第１及び第２のウーファ装置、並びに前記の第１
及び第２のウーフア装置を、中間域周波数スペクトルの
低い方の部分においては音響を主として前方及び側面の
方へ導き且つ中間域周波数の上の方の部分においては音
響エネルギーを少なくとも側面の方へ導くように共働可
能に支持し且つ相互結合するための装置、を備えているステレオ電気音響変換装置。
１２．前記の支持し且つ相互結合するための装置が、中
間域の周波数の上の方の部分において音響エネルギーを
交差発射の方向に導くための前記の第１及び第２のウー
フア装置間の共働を更に確立させる、請求項１１に記載
のステレオ電気音響変換装置。
１３．それぞれが入力端子対を備えた左及び右のスピー
カキャビネットが設けられていて、前記のスピーカキャ
ビネットのそれぞれが、ほとんど他方のものの鏡像であ
って、通常聴取室の前面壁及び側面壁に面するための後
面パネル及び側面パネル並びに通常室の聴取区域に面す
るための前面パネルを少なくとも備えており、前記のスピーカキャビネットのそれぞれに関して前記の
後面パネル及び側面パネルの一つがほぼ３ｋＨｚより下
に制限されたスペクトル成分を持った音響エネルギーを
放射するための第１駆動器装置を支持しており、それぞれの前面パネルがほぼ１００Ｈｚから３ｋＨｚま
での中間域と３ｋＨｚより上のスペクトル成分を持った
高音域周波数範囲とにおけるスペクトル成分を持ってい
る音響エネルギーを放射するための第２駆動器装置を支
持しており、且つ前記の側面パネルから放射された音響エネルギーがほぼ
３ｋＨｚより下のスペクトル成分を持ったエネルギーに
制限され且つ前記の前面パネルから放射された音響エネ
ルギーが約１００Ｈｚから３ｋＨｚまでの中間域内とほ
ぼ３ｋＨｚより上の高音域周波数範囲とにおけるスペク
トル成分を含むように前記の入力端子対を前記の側面駆
動器装置と前記の前面駆動器装置とに結合するための装
置が設けられている、ステレオ電気音響変換装置。
１４．前記の第１駆動器装置が前記の後面パネルに取り
付けられたウーファからなっており且つ前記の第２駆動
器装置が前記の前面パネルに取り付けられたウーファ及
びツィータからなっている、請求項１３に記載のステレ
オ電気音響変換装置。
１５．前記の第１及び第２の駆動器装置がそれぞれ全範
囲駆動器、及び前記の入力端子対を前記の第１及び第２の駆動器装置に
結合するための装置からなっていて、前記の結合するた
めの装置が前記の第１駆動器装置におけるほぼ３ｋＨｚ
より上のスペクトル成分を持った信号を側路するための
装置を備えている、請求項１３に記載のステレオ電気音
響変換装置。
１６．前記の側面パネルが、それぞれ前記のキャビネッ
トの側面を形成する第１及び第２の側面区分からなって
いて、前記の第１駆動器装置が前記の側面区分のそれぞ
れにおける中間域駆動器からなっており、前記の第２駆動器装置が前記の前面パネルにおけるウー
ファ及びツィータからなっている、請求項１３に記載の
ステレオ電気音響変換装置。
１７．前記の第１駆動器装置が前記の側面パネルにおけ
る開放背面中間域駆動器からなっており、且つ前記の第２駆動器装置が前記の前面パネルにおけるウー
ファ及びツィータからなっている、請求項１３に記載の
ステレオ電気音響変換装置。