JPH05103391A - Directivity-controlled loudspeaker system - Google Patents
Directivity-controlled loudspeaker systemInfo
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- JPH05103391A JPH05103391A JP25891091A JP25891091A JPH05103391A JP H05103391 A JPH05103391 A JP H05103391A JP 25891091 A JP25891091 A JP 25891091A JP 25891091 A JP25891091 A JP 25891091A JP H05103391 A JPH05103391 A JP H05103391A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特にサービスエリア内
の周波数特性が平坦で、かつサービスエリア外のサイド
ローブは小さくした指向性制御スピーカシステムに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional control speaker system having a flat frequency characteristic in a service area and a small side lobe outside the service area.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、美術館やショールームなどにおい
て、展示物を見ている人にだけその説明が聞こえるよう
にしたいというように、音を限定された領域にだけ伝え
たいという要求は極めて大きなものがあった。従来その
ようなスピーカとしては、ホーンスピーカを用いる方
法、パラメトリックスピーカを用いる方法、トーンゾイ
レスピーカのようなフェーズドアレイスピーカを用いる
方法などがあった。2. Description of the Related Art In recent years, in museums and showrooms, there is an extremely great demand for transmitting sound only to a limited area, such as making it possible for those who are viewing the exhibition to hear the explanation. there were. Conventionally, as such a speaker, there are a method using a horn speaker, a method using a parametric speaker, a method using a phased array speaker such as a tone distortion speaker, and the like.
【0003】ところで、実際の使用においては、指向性
を単に鋭くするだけではサービスエリアが狭くなり、多
勢の受聴者にサービスすることができない。そのために
サービスエリア内ではできるだけ均一に、かつサービス
エリア外では急峻な減衰を示す音圧分布をもつスピーカ
システムが求められている。In actual use, however, simply sharpening the directivity narrows the service area, making it impossible to service a large number of listeners. Therefore, there is a demand for a speaker system that has a sound pressure distribution that is as uniform as possible within the service area and that exhibits steep attenuation outside the service area.
【0004】以下に従来の指向性制御スピーカシステム
について図面を用いて説明する。図5では口径8cmのス
ピーカユニット1を12個、間隔15cmで直線上にアレ
イ状配置したトーンゾイレ方式の例である(図では5個
を示す)。実際の使用条件を考慮し、スピーカシステム
が高さ3mの天井面にとりつけられていて、その下を受
聴者が通過するものとし、指向性として受聴者の耳の高
さにおける水平面(x−y平面)での音圧分布を考え
る。これらのスピーカユニットに同相同レベルの信号を
入力した場合のy軸方向の指向特性を図6に示す。A conventional directivity control speaker system will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows an example of a tone zoning system in which 12 speaker units 1 each having a diameter of 8 cm are arranged in an array on a straight line at intervals of 15 cm (5 units are shown in the figure). In consideration of the actual usage conditions, the speaker system is mounted on a ceiling surface having a height of 3 m, and the listener passes under the speaker system. As a directivity, the horizontal plane (x-y) at the listener's ear height is used. Consider the sound pressure distribution on a plane. FIG. 6 shows the directional characteristics in the y-axis direction when signals of the same phase and the same level are input to these speaker units.
【0005】つぎに、帯域分割された数組のスピーカユ
ニットを用いたスピーカシステムについて図7を用いて
説明する。4個のスピーカユニットを外側の2個の間隔
をd,内側の2個の間隔をd/4になるように配置したと
き、距離dを波長とする周波数fcに対してfc/2〜2fcの帯
域においてサイドローブのない滑らかな指向特性が得ら
れることが知られている。たとえば、2個のスピーカユ
ニットを15cm間隔で設置したときの指向特性は図8の
ようになり、1.25kHzにおいては図6で示したトーンゾ
イレ方式に比べて小型で鋭い指向性を得ることができ
る。Next, a speaker system using several band-divided speaker units will be described with reference to FIG. When four speaker units are arranged so that the outer two spaces are d and the inner two spaces are d / 4, fc / 2 to 2fc of the frequency fc whose wavelength is the distance d It is known that a smooth directional characteristic without side lobes can be obtained in the band. For example, the directional characteristics when two speaker units are installed at 15 cm intervals are as shown in FIG. 8, and at 1.25 kHz, it is possible to obtain a small and sharp directivity as compared with the tone distortion system shown in FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
構成のトーンゾイレ方式のスピーカシステムでは図6に
示すように、大きさの割に鋭い指向性が得られず、サー
ビスエリア外の音圧レベルが十分にさがらないという問
題点があった。一方、帯域分割された数組のスピーカユ
ニットを用いる方式では、図8に示すように低域では小
型で鋭い指向性が得られるが高域では大きなサイドロー
ブが発生する。また帯域分割するためのネットワークに
よる位相変化によって指向特性が変化してしまうなどと
いう問題点を有していた。However, as shown in FIG. 6, in the above-described conventional tone-zone type speaker system, a sharp directivity cannot be obtained for its size, and the sound pressure level outside the service area is sufficiently small. There was the problem of not looking down. On the other hand, in the system using several sets of band-divided speaker units, as shown in FIG. 8, a small and sharp directivity is obtained in the low range, but a large side lobe occurs in the high range. Further, there is a problem that the directional characteristic changes due to the phase change due to the network for dividing the band.
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性制御スピーカシステムを提供することを目的とす
る。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a directional control speaker system which is small in size, has a flat frequency characteristic in the service area, and has a small side lobe outside the service area. And
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の指向性制御スピーカシステムは、複数のスピ
ーカユニットと、それらに中央部ほど大きく、周辺部ほ
ど小さくなるような荷重関数をかけた信号を入力するよ
うにした構成を有している。In order to achieve the above object, the directional control speaker system of the present invention applies a plurality of speaker units and a load function to the speaker units such that the central portion is larger and the peripheral portion is smaller. It has a configuration for inputting the input signal.
【0009】[0009]
【作用】本発明は上記した構成によって、空間のある点
における音圧は各スピーカユニットからの音の合成によ
って求められるので、各スピーカユニットに中央部ほど
大きく周辺部ほど小さくなるような荷重関数をかけた信
号を入力し、それぞれの音圧分布を求めた結果、従来よ
りも小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性を得ることができる。According to the present invention, since the sound pressure at a certain point in the space is obtained by synthesizing the sounds from the speaker units, the present invention provides a load function for each speaker unit such that the central portion is larger and the peripheral portion is smaller. As a result of inputting the applied signals and obtaining the respective sound pressure distributions, it is possible to obtain a directivity with a smaller size and flatter frequency characteristics in the service area than before, and a small side lobe outside the service area.
【0010】[0010]
【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例について
図1を用いて説明する。EXAMPLE 1 Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0011】図1に示すように、スピーカユニット1
を、たとえば15cm間隔で12本が直線状に配列して設けら
れている(5本のみ図示する)。中心から等距離にある
一対のスピーカユニットごとにアンプ2を設け、入力レ
ベル(ゲイン)設定器3を信号ソース4に接続してい
る。ここで、各スピーカユニットへの入力レベルに加え
る荷重関数を(数4)に示す式とする。As shown in FIG. 1, the speaker unit 1
12 are arranged linearly at intervals of 15 cm (only 5 are shown). An amplifier 2 is provided for each pair of speaker units equidistant from the center, and an input level (gain) setter 3 is connected to a signal source 4. Here, the load function applied to the input level to each speaker unit is represented by the equation (4).
【0012】[0012]
【数4】 [Equation 4]
【0013】ここで、n=1の余弦関数となるように設
定した場合の指向特性を図2に示す。スピーカシステム
の全幅2lは図7の場合と同じであるが、サービスエリ
ア内の周波数特性は平坦で、しかもサービスエリア外の
サイドローブのレベルは小さい。なお、nは1に限らず
任意の正の数であればよい。FIG. 2 shows the directional characteristic when the cosine function of n = 1 is set. The full width 2l of the speaker system is the same as in the case of FIG. 7, but the frequency characteristic in the service area is flat and the side lobe level outside the service area is small. Note that n is not limited to 1 and may be any positive number.
【0014】(実施例2)以下の実施例はすべてスピー
カユニット1の配列は第1の実施例と同じものとし、た
だ各スピーカユニット1への信号入力レベルに加える荷
重関数を異なるものとしている。第2の実施例として荷
重関数を(数5)に示す式とする。(Embodiment 2) In all of the following embodiments, the arrangement of the speaker units 1 is the same as that of the first embodiment, but the weighting function applied to the signal input level to each speaker unit 1 is different. As a second embodiment, the load function is the expression shown in (Equation 5).
【0015】[0015]
【数5】 [Equation 5]
【0016】ここで、m=2、N=1の場合の指向特性
を図3に示す。第1の実施例の余弦関数の場合よりも高
周波におけるサイドローブがさらに小さく滑らかな減衰
特性となっている。なお、m,Nは任意の正の数であれ
ばよい。Here, the directional characteristics when m = 2 and N = 1 are shown in FIG. The side lobe at high frequencies is smaller than that in the case of the cosine function of the first embodiment, and the attenuation characteristic is smooth. Note that m and N may be any positive numbers.
【0017】(実施例3)第3の実施例について荷重関
数を(数6)に示す式とする。(Embodiment 3) The load function of the third embodiment is represented by the equation (6).
【0018】[0018]
【数6】 [Equation 6]
【0019】ここで、第1種ベッセル関数においてJ0
(α1)=0の場合を用いた。この場合も第1の実施例
の場合よりサイドローブの小さな滑らかな減衰特性が得
られた。なお、一般にJ0(α2n+1)=0の場合も同様
の結果が得られる。Here, in the Bessel function of the first kind J 0
The case of (α 1 ) = 0 was used. Also in this case, a smooth attenuation characteristic with a smaller side lobe was obtained than in the case of the first embodiment. Note that generally, the same result is obtained when J 0 (α 2n + 1 ) = 0.
【0020】(実施例4)第4の実施例について図4を
用いて説明する。本実施例は30個のスピーカユニット
を15cm間隔で直線状に配置したもので、各ユニットに
は(数5)でm=2、N=3の場合の荷重関数をかけた
信号を入力している。各ユニットへの入力レベルを(表
1)の特性No.Aに示す値とする。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, 30 speaker units are linearly arranged at 15 cm intervals, and a signal obtained by applying a weighting function when m = 2 and N = 3 in (Equation 5) is input to each unit. There is. The input level to each unit is the characteristic No. of (Table 1). The value shown in A is used.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】上記のように中央部のレベルが高く周辺部
のレベルが低い荷重関数の場合には周辺部のスピーカユ
ニットからの寄与は小さくなる。そこで周辺部のスピー
カユニットへの入力を0にした場合(スピーカシステム
の全幅が小さくなったことに相当する)の指向特性の変
化を図4に示す。図4の特性曲線A〜Dは各ユニットへ
の入力レベルが(表1)の特性No.A〜Dに示す値の
場合である。この結果から入力レベルが中央部のユニッ
トに対して0.2以下の場合はそのユニットの入力レベル
を0にしてもサイドローブは-25dB以下に抑えることが
でき、指向特性に与える影響は小さいが、0.2以上の場
合にはサービスエリアも小さくなりサイドローブも大き
くなる。As described above, in the case of the load function in which the level of the central portion is high and the level of the peripheral portion is low, the contribution from the speaker unit in the peripheral portion becomes small. Therefore, FIG. 4 shows a change in directional characteristics when the input to the speaker unit in the peripheral portion is set to 0 (corresponding to a reduction in the overall width of the speaker system). The characteristic curves A to D in FIG. 4 are characteristic No. 1s having input levels (Table 1) to each unit. This is the case of the values shown in A to D. From this result, when the input level is 0.2 or less for the central unit, the side lobe can be suppressed to -25 dB or less even if the input level of the unit is set to 0, and the influence on the directional characteristics is small, but 0.2 In the above case, the service area becomes smaller and the side lobe becomes larger.
【0023】なお、上記実施例ではすべて直線状に配置
した場合について説明したが、平面状に配置した場合に
ついても同様の効果が得られることは当然である。In the above-mentioned embodiments, the case where they are arranged linearly has been described, but it is natural that the same effect can be obtained when they are arranged in a plane.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、ほぼ直線状または平面状に配置された複数のスピー
カユニットと、これらのスピーカユニットに所定の荷重
関数をかけた信号を入力する手段とを備えることによ
り、サービスエリア内の周波数特性を平坦にし、かつサ
ービスエリア外でのサイドローブの小さな急峻な減衰特
性をもつ優れた指向性制御スピーカシステムを実現する
ことができるものである。As is apparent from the above embodiments, the present invention inputs a plurality of speaker units arranged substantially linearly or in a plane and a signal obtained by applying a predetermined load function to these speaker units. By providing the means, it is possible to realize an excellent directional control speaker system having a flat frequency characteristic in the service area and a steep attenuation characteristic with a small side lobe outside the service area.
【図1】本発明の第1の実施例の指向性制御スピーカシ
ステムのブロック図FIG. 1 is a block diagram of a directional control speaker system according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例の指向特性図FIG. 2 is a directional characteristic diagram of the same embodiment.
【図3】同第2の実施例の指向特性図FIG. 3 is a directional characteristic diagram of the second embodiment.
【図4】同第4の実施例の指向特性図FIG. 4 is a directional characteristic diagram of the fourth embodiment.
【図5】従来のトーンゾイレ方式スピーカシステムの構
成図FIG. 5 is a block diagram of a conventional tone-zone type speaker system.
【図6】同方式の指向特性図FIG. 6 is a directional characteristic diagram of the same system.
【図7】従来の指向性制御スピーカシステムの他の例の
構成図FIG. 7 is a configuration diagram of another example of a conventional directional control speaker system.
【図8】2個のスピーカユニットを用いた場合の指向特
性図FIG. 8 is a directional pattern diagram when two speaker units are used.
1 スピーカユニット 2 アンプ 3 入力レベル設定器 4 信号源 1 Speaker unit 2 Amplifier 3 Input level setter 4 Signal source
Claims (6)
置し、上記スピーカユニットをほぼ同心円状の複数のチ
ャンネルに分割し、各チャンネルに所定の荷重関数をか
けた信号を入力するためのレベル設定器とを有し、各チ
ャンネルへの入力レベルが中央部ほど高く周辺部ほど低
くなるように荷重関数の値を設定してなる指向性制御ス
ピーカシステム。1. A level setting for arranging a plurality of speaker units at substantially equal intervals, dividing the speaker unit into a plurality of substantially concentric channels, and inputting a signal applied with a predetermined weighting function to each channel. And a directivity control speaker system in which the value of the load function is set so that the input level to each channel is higher in the central part and lower in the peripheral part.
かける荷重関数が 【数1】 で表わされるような請求項1記載の指向性制御スピーカ
システム。2. A weighting function applied to signals input to a plurality of speaker units is as follows: The directional control speaker system according to claim 1, represented by:
かける荷重関数が 【数2】 で表わされるような請求項1記載の指向性制御スピーカ
システム。3. A weighting function applied to signals input to a plurality of speaker units is as follows: The directional control speaker system according to claim 1, represented by:
かける荷重関数が(数2)で表わされ、かつm=1また
は2のいずれかの数値と、N=1、2、3・・・のいず
れかの値とした請求項1記載の指向性制御スピーカシス
テム。4. A weight function applied to signals input to a plurality of speaker units is expressed by (Equation 2), and a numerical value of either m = 1 or 2 and N = 1, 2, 3, ... The directional control speaker system according to claim 1, wherein the directional control speaker system is any one of the values.
かける荷重関数が 【数3】 で表わされるような請求項1記載の指向性制御スピーカ
システム。5. A weighting function applied to signals input to a plurality of speaker units is as follows: The directional control speaker system according to claim 1, represented by:
ニットを複数のチャンネルに分割し、各チャンネルへの
入力レベルのうち最も小さなレベルが最も大きなレベル
に対して20%を上限とするように配された指向性制御
スピーカシステム。6. A plurality of speaker units arranged at substantially equal intervals are divided into a plurality of channels so that the smallest level among the input levels to each channel has an upper limit of 20% with respect to the largest level. Distributed directional control speaker system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25891091A JPH05103391A (en) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | Directivity-controlled loudspeaker system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25891091A JPH05103391A (en) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | Directivity-controlled loudspeaker system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05103391A true JPH05103391A (en) | 1993-04-23 |
Family
ID=17326732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25891091A Pending JPH05103391A (en) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | Directivity-controlled loudspeaker system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05103391A (en) |
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-
1991
- 1991-10-07 JP JP25891091A patent/JPH05103391A/en active Pending
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