JPH02239796A

JPH02239796A - 指向性を有するスピーカ装置

Info

Publication number: JPH02239796A
Application number: JP1059682A
Authority: JP
Inventors: Takashi Oyaba; 隆史大矢場; Hideaki Morikawa; 森川　秀昭; Yasuo Kari; 鳫　也寸雄; Naofumi Inmaki; 印牧　直文
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1990-09-21
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JP2651383B2; US5117463A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、スピーカからの音波が、４周方向のうち、特
定の方向に対して、音圧の強弱差を生ずる４方向指向特
性を生ずるスピーカ装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来から、スピーカの指向性を変化させるための手段と
して、音響レンズを用いることがあり、その一例を第１
１図に示す。

このような音響レンズを使用したスピーカ装置は、有限
口径のスピーカから放射される音波が、周波数が高くな
るにつれて指向性が鋭くなり、強い音圧が正面に集中す
る欠点を解消するために用いられることが多く、いわば
光学レンズの凹レンズに相当するものであり、平面波を
球面波に変換するものであった。

第１１図のスピーカ装置の音響レンズも、この目的に応
じて音波の経路を部分的に長くすることにより、等価的
に波面を変更しようとするものである．この音響レンズは、光学レンズの凹レンズに相当するも
ので、孔あき薄板を積層したものである。

この場合、レンズ入口における波面がホーン型スピーカ
等のように平面状であれば、中心軸近傍の音波は殆んど
レンズの影響を受けず、一方、周辺の音波はレンズの積
層板の間を迂回しながら通過するので、やや遅れた状態
となる。

その結果、波面が曲がり、球面波に近くなって広指向性
が得られるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、一方では特定の狭い範囲にのみ音声を伝達し、
それ以外の周辺には極力音声を伝達しない狭指向性のス
ピーカ装置も望まれていたが、超音波を用いたバラメト
リックスピーカのような特殊なスピーカ以外では、十分
な狭指向性の性能は得られていない．そして、第８図のスピーカ装置を、全く逆の構成とすれ
ば、球面波を平面波に近づけて、光学レンズの凸レンズ
に相当する収束レンズとすることは或る程度可能である
．しかし、この凸レンズ状の音響レンズの構成では、平面
波に近づけたとしても、凸レンズの正面投影面積程度の
範囲で平面波が得られる程度であり、凸レンズの周辺部
では、レンズを出た直後から音波は拡散してしまうため
、結果的には狭指向性は得られない。

即ち、球面波状の音波を平面波状、或いはやや収束波状
に変換はできて、或る程度の指向性は実現できるものの
、狭指向性の実現は困難であった。

このように、基本的に軸を外れた方向に拡散する音波を
減衰させずに、経路をコントロールする方法では、狭い
指向性の実現は困難であった。

しかも、前述のような指向性を、光学レンズの凸レンズ
のように、スピーカ前面の４周方向、即ち上下、左右方
向に対して求めることは、一層の困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、従来のスピーカ装置の指向性に対する前述の
課題を解決するためのもので、簡単な構成で、スピーカ
の前面の放射軸方向の音波に対しては不作用で、これを
減衰させず、上下、左右の４周方向への音波に対しては
透過損失が大となるようにして、４周方向に対し狭指向
性を有するスピーカ装置を提供することを目的とする。

そして、この狭指向性をもたらすための音響パネルから
、音波が伝導で音響パネルの外面に伝達され、その指向
性が悪化しないようにするのを第２の目的とする。

更に、前記音響パネルの外面からの音波が音響パネル内
に伝達され、スピーカからの音波と干渉して音質を劣化
させないようにするのを第３の目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、前述の目的を達成するための指向性を有する
スピーカ装置の手段に関し、スピーカの前面にアルミニ
ウム、ニッケル、銅、その他の金属粉末を焼結した多孔
室の吸音材料の薄板のような吸音性パネルを複数枚、ス
ピーカの前面側が開放されるように、その板面を音波の
放射方向として、所定の間隔で並置した音響パネルを、
前記スピーカに近接して設けたものである。

そして、音響パネルの一側面が開口している場合には、
少なくともこの部分に吸音材を音の放射方向に設け、更
に吸音材の外周を遮音材で覆うことが望ましい。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の原理を、中心線から片側のみを示した第
３図及び第４図について説明する。

１はキャビネット４に収納されたスピーカで、その前面
から放射される音波の基準軸方向（この図では放射軸と
スピーカの中心軸とが一致している）の成分は、吸音パ
ネル５のすき間を通って聴取ポイントにまで矢印（イ）
で示すように到達できる．一方、基準軸から外れた斜め方向の矢印（口）（ハ）の
方向では、音波は吸音パネルに当り、これを透過する際
に、その吸音性によって透過損失を生じ、音圧が減衰す
る。

この際、矢印（口）の方向よりも矢印（ハ）の方向が吸
音バネル５で吸音される回数が多くなるため、その減衰
量が多くなる。

即ち、基準軸に対する角度θが大きくなる程、減衰量が
多くなるので、結果的に非常に狭い指向性が得られるス
ピーカ装置となる。

尚、第１図，第２図に示す吸音パネル５の間隔ｄ、長さ
し、巾Ｂについては、扱う周波数帯域によって最適値が
存在するが、概して下記の傾向である。

ｄ：吸音パネル５の厚さｔに対して３〜７倍程度が良い
。

狭すぎる（枚数が多過ぎる）と、軸上音圧の低下を招き
、θ方向に対する減衰効果は頭打ちとなる。

Ｌ：減衰させたい角度θ方向の音波が、少なくとも吸音
パネル５を２枚以上通過するような寸法が必要となる．しかし、上記ｄの場合と同様に、通過枚数が多過ぎても
、効果は頭打ちとなるため、３〜５枚程度通過するよう
に、長さを設定することが良い。

Ｂ：スピーカの口径Ｄに対し、１．５〜３倍程度が良い
。

小さい場合は、吸音パネル５の巾方向へ音波が廻り込む
ため、減衰効果が減少する．特に、低い周波数に対して
顕著であり、少なくとも取り扱う最低周波数ｆｌの１波
長以上が望ましい．そして、吸音パネル５と平行方向に放射されたスピーカ
１からの音波のうち、中心軸から成る角度方向の音波８
は、吸音パネル５の端面に接するように設置された吸音
体６の吸音材２を通過する時に透過損失によって減衰を
生ずる．更に、吸音材２の背後空間３を進み、遮音材７にぶつか
って反射された音波は、再び吸音材２を通過する時に、
ふたたび減衰を生じるため、最初の音波８の強さに対し
て充分に減衰する。

第１図，第２図に示すスピーカ装置において、第１表の
ような数値の音響パネル、及び吸音材７を設けた時の両
方向の減衰特性を第５図，第６図に示す。

表　　　　　　１スピーカの口径Ｄ吸音パネル５長　　さ巾厚　　さ間　　隔枚吸音率吸音体７長　　さ１１０ｍｍＬ　　　　　　　　　　　　　　１　６５閤Ｂ　　　　
　　　　　　　　　　　２５０閣ｔ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　３ｍｍｄ　　　　　　　　　　　
　　　　　１８ｍｍ数　　　　　　　　　　　　　　　
２４枚α　（１）　　　　　　　　　　　Ｏ．ｇｔ多孔
質金属吸音パネルＬ　　　　　　　　　　１６５胴巾　　　　　Ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
４５０ａｍ厚　　　さ　　　ｔ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　３ｍ吸音率α旧　　　　　０．
９１（１）は残響室法吸音率測定　　　ｆ　−１０００Ｈｚ
背後空気層５０Ｍの場合である．前記実施例としては、吸音体７として、吸音パネル５と
同じに、アルミニウム、ニッケル、銅、その他の金属粉
末を焼結した多孔質吸音材料の薄板が使用されているが
、多孔質セラミック吸音材料、フエルト、その他の繊維
質吸音材料のような一般的な吸音材料を用いても良い。

但し、この場合には、吸音材２の苛面の少なくとも一部
が遮音性の材料として一殼的な木材やプラスチックの遮
音材７で閉じられていることが必要である。

吸音材２の背後空間３の空気層の距離は、音の周波数と
密接な関係があり、低音域で吸音効果を得ようとすれば
、必然的に大きくならざるを得ないが、１０００Ｈｚ以
上の周波数とすれば、最低２５ｒ！ｍあればよい。

又、長さしについては、狭指向性とする程、長くする必
要がある。

即ち、スピーカ１の中心と、吸音材２の先端を結んだ線
と中心軸のなす角度以内においては、吸音効果を生じな
いので、この関係よりして長さしは決定される。

巾Ｃに対しては、最低スピーカの口径に対し、１．５倍
以上あればよいが、組み合される吸音パネル５の巾と一
致させることが望ましい。

更に、この実施例のように、吸音バネル５、吸音体６を
対称的に設置すると、特定周波数で軸上周波数特性にう
ねりを生ずることがある。

この原因は吸音体６が完全な吸音性ではないため、スピ
ーカ１に対する音響負荷となるためであり、このような
対称寸法関係で著るしい。

従って、これを軽減するには、吸音体６の寸法及び設置
位置を非対称に構成することで、その効果が得られる。

以上の実施例は、吸音パネル５と吸音体６とが直交する
ものであるが、これ等と一体化して第７図，第８図のよ
うな等間隔の同心円状の吸音パネル９としたり、第９図
のように多数の６角形を組み合せたハニカム形状の吸音
パネル１０とすれば、水平方向、垂直方向とも同じ特性
の狭指向性とすることができる。

更に、第１０図のように、吸音パネル５を縦横に組み合
せて音響パネルを形成し、その外周を吸音材２で覆った
後、更にその外側に遮音材７で被うこともでき、この場
合にも水平方向、垂直方向の指向性は同じとすることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明は叙上のように、吸音パネルの設置方法吸音材、
或いは遮音材との組み合せによって、水平、垂直の両方
向に対して狭指向性を得ることができる。

そして、吸音材、遮音材によって、音響パネルの外側方
への音波の漏れを低減し、その指向性を一層鋭くしたり
、外部の音響が音響パネル内に伝達されて、音波の干渉
による音質の劣化を生ずることもない。

更に、吸音パネルの長さや、吸音体の長さの調節によっ
て、指向性の範囲を広狭の任意に変化させることができ
る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の基本的な実施例の側面図と正
面図、第３図と第４図は上下、左右方向の基本原理の説明図、第５図と第６図は上下、左右方向の中心軸に対する角度
上の音圧周波数特性図、第７図，第８図は本発明の他の実施例の側面図と正面図
、第９図，第１０図はそれぞれ他の実施例の正面図、第１
１図は従来のスピーカ装置の側面図である．１・・・ス
ピーカ、２・・・吸音材、３・・・背後空間、４・・・
キャビネット、５・・・吸音パネル、６・・・吸音体、
７・・・遮音材、９，１０・・・吸音パネル。第１因第２図第３図第４図第５図＋０００３ｘつシχリ１ＱαカＨＺ｝ヨユｆ敗第６図第７図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スピーカの前方に、該スピーカに近接して、少な
くとも前面を開放状態として吸音性パネルを複数枚、そ
の板面を音波の放射方向として所定の間隔で並置した音
響パネルを設けたことを特徴とする指向性を有するスピ
ーカ装置。
（２）スピーカの前方に、該スピーカに近接して、前面
を開放状態として吸音性パネルを複数枚、その板面を音
波の放射方向として所定の間隔で並置した音響パネルを
設け、該音響パネルの側面に開口部分がある時には、少
なくとも、この開口部分には、音響パネルの外周に吸音
材を設けたことを特徴とする指向性を有するスピーカ装
置。
（３）スピーカの前方に、該スピーカに近接して、前面
を開放状態として吸音性パネルを複数枚、その板面を音
波の放射方向として所定間隔で並置した音響パネルを設
け、該音響パネルの外側に吸音材を設けると共に、この
吸音材の外周を遮音材で覆ったことを特徴とする指向性
を有するスピーカ装置。