JPH02239797A - 指向性を有するスピーカ装置 - Google Patents

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特定方向にのみ強い音
圧が得られるようにした指向性を有するスピーカ装置の
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
３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１３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。

〔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
課題を解消するためのもので、簡単な構成で、放射軸方
向の音波に対しては作用せず、放射軸から外れる方向の
音波に対しては透過損失が大となるようにして、狭指向
性が得られるようなスピーカ装置を提供することを目的
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スピー力装置の
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質吸音材料の
薄板のような吸音性パネルを、スピーカに近接して、そ
の板面が放射方向と並行に、所定の間隔で、複数枚配列
した音響パネルを設けたものである。

〔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
音パネル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
Ｌ、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：吸音バネル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の巾方向へ音波が回り込む
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ｆＩ！のｌ波長以上が望ましい． 一例として、表１の諸元のスピーカ装置の効果を第４図
に示す。

同図は、第１図，第２図の基準軸をスピーカの中心軸と
一致させた際の基準軸に対する音響パネルの効果による
減衰量を示している。

尚、（１）は残響室法吸音率測定　ｆ　＝１０００Ｈｚ
、背後空気層５０ｍｍの場合である。

表　　　　１ スピーカロ径Ｄ 吸音パネル５ 長　　　さ　　　Ｌ 巾　　　　　Ｂ 厚　　　さ　　　Ｌ 間　　隔　　ｄ 枚　　　　数 吸音率α３′ ノーマル音響イ １　１　０■ １６５ｍｉ ２５０ｍ ３閤 １８ｍａ＋ ２４枚 ＋　　　　　　　　　　　　　　０．９１ンピーダンス
　Ｚｎ（ｌゝ ７　８　０　Ｃｋｇ／ｔａ”ｓ　） 第１図，第２図は、１本のスピーカを用いた水平、或い
は垂直の一方向についての指向性を得るためのものであ
る。

又、複数のスピ一カを直線配列することにより狭指向性
を得るトーンゾイレ等のスピーカ装置において、本発明
の実施により一層大きな効果が得られる。

即ち、通常の複数配列のスピーカ装置においては、位相
の異なる音波が重なり合うため干渉を起して減衰するが
、特定方向、及び周波数においては同位相となって強調
される場合もあって、周波数特性上でピーク、ディップ
がいくつも連続した特性となる． この場合、第５図，第６図のように、吸音バネル５をス
ピーカ１の配列軸と直角に設けることにより、ピーク音
圧を減じ、総合的にピーク、ディップの少ない狭指向性
のスピーカ装置とすることができる。

又、帯域の異なる複数のスピーカを組み合せたスピーカ
装置においては、第７図，第８図のように、それぞれの
スピーカの帯域に応じて部分的に吸音パネル５の間隔ｄ
、長さし、巾Ｂ等を異ならせて組み合せてもよい． 更に、第９図に示すように、グラスウールや発泡樹脂等
の吸音材６を必要充分な厚さとしたブロックをスピ一カ
１の前面を覆わないように、両側に配置して、本発明の
吸音パネル５と組み合せて使用してもよい。

以上の実施例では、スピーカｌの中心軸と吸音パネル５
の基準軸とを一致させたものであるが、第１０図のよう
に、スピーカ１の中心軸と吸音バネル５の基準軸とを角
度を持たせることもできる．この場合には、中心軸方向
の音波は吸音パネル５によって減衰されるが、基準軸方
向の音波は吸音パネル５の間隔を通過するので減衰せず
、あたかも放射軸がこの方向に曲げられたかのように作
用し、スピーカ装置の指向性の方向を上下、或いは左右
に変えることができる。

更に、第１１図，第１２図のように、吸音パネル５の配
置を放射状、或いは収束状に配置することによって、指
向性の広、狭の程度を変えることもできる。

又、吸音バネル５の材質としては、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
の他に、セラミックの多孔質材料や繊維質吸音材料でも
、下記の吸音特性、及び強度が得られれば、使用可能で
ある。

吸音特性；必要な周波数帯域において、垂直入射吸音率
αが平均で０．　５以上であると共に、ノーマル音響イ
ンピーダンスＺｎ が平均で空気の音響インピーダンスの ３倍以内であること。

但し、背後空気層５０鵬における値と する． 強　　度；使用するスピーカの口径の１／１０程度の厚
さにおいて、少なくとも自立で きる程度の強度を有すること。

〔発明の効果〕

本発明は叙上のように、スピーカ自体には何等の手を加
える必要がなく、前面に吸音性のパネルを並置した音響
パネルを設けるだけで、狭指向性が得られ、吸音性パネ
ルの寸法、配置によって指向特性、及び周波数特性を変
更できるものである。

更に、音響パネルの基準軸上においては、音圧周波数特
性に殆んど影響がないので、効率の低下や音質の劣化を
招来することがない等の特長を有するものである．

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の実施例の基本的構成の側面図
と正面図、 第３図はその基本原理の説明図、 第４図は第１図，第２図の中心軸上、及び中心軸に対す
る角度上の音圧周波数特性図、第５図，第６図は他の実
施例の側面図と正面図、第７図，第８図は第３実施例の
側面図と正面図、第９図は第４実施例の側面図、 第１０図，第１１図，第１２回はそれぞれ第５，第６，
第７実施例の側面図、 第１３図は従来のスピーカ装置の側面図である．１・・
・スピーカ、４・・・キャビネット、５・・・吸音パネ
ル、６・・・吸音材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも１本のスピーカの前方に、該スピーカに近接
   して複数の吸音性パネルを、その板面が放射方向に所定
   の間隔で並置されている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。