JPH05276591A - 指向性スピーカシステム - Google Patents
指向性スピーカシステムInfo
- Publication number
- JPH05276591A JPH05276591A JP4072053A JP7205392A JPH05276591A JP H05276591 A JPH05276591 A JP H05276591A JP 4072053 A JP4072053 A JP 4072053A JP 7205392 A JP7205392 A JP 7205392A JP H05276591 A JPH05276591 A JP H05276591A
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- sound absorbing
- speaker
- absorbing material
- sound
- speaker units
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 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でサイドローブの小さい急峻な減衰
特性を持つ指向性スピーカを提供する。 【構成】 略直線状に配置された複数のスピーカユニッ
ト１の前面に周辺部程厚い吸音材４ａ、４ｂ、５を設け
る。 【効果】 低域では全てのスピーカユニットから、高域
になるほど周辺部のスピーカユニットからのレベルが小
さい荷重関数のかかった音が放射され、高域での滑らか
な減衰特性を損なわずに低域の指向性を鋭くする。
つサービスエリア外でサイドローブの小さい急峻な減衰
特性を持つ指向性スピーカを提供する。 【構成】 略直線状に配置された複数のスピーカユニッ
ト１の前面に周辺部程厚い吸音材４ａ、４ｂ、５を設け
る。 【効果】 低域では全てのスピーカユニットから、高域
になるほど周辺部のスピーカユニットからのレベルが小
さい荷重関数のかかった音が放射され、高域での滑らか
な減衰特性を損なわずに低域の指向性を鋭くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、狭指向性スピーカシス
テムに関し、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が小さなスピ
ーカシステムに関するものである。
テムに関し、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が小さなスピ
ーカシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、美術館やショールーム等にお
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る。
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る。
【０００３】従来、そのようなスピーカとしては、 （１）ホーンスピーカを用いる方法 （２）パラメトリックスピーカを用いる方法 （３）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 があった。
スピーカを用いる方法 があった。
【０００４】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ような音圧分布を持つス
ピーカシステムが求められている。
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ような音圧分布を持つス
ピーカシステムが求められている。
【０００５】以下、従来の指向性スピーカについて図面
と共に説明する。（図７）に複数のスピーカユニットを
アレイ状に並べたトーンゾイレ方式のスピーカシステム
を示す。１は口径８cmのスピーカユニットで８個が間隔
１１cmで直線上に配置されている（図はそのうち５個の
みを示す）。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おり、その下を
受聴者が通過するものとする。この時、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
８）に示す。
と共に説明する。（図７）に複数のスピーカユニットを
アレイ状に並べたトーンゾイレ方式のスピーカシステム
を示す。１は口径８cmのスピーカユニットで８個が間隔
１１cmで直線上に配置されている（図はそのうち５個の
みを示す）。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おり、その下を
受聴者が通過するものとする。この時、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
８）に示す。
【０００６】次に、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９）と共に
説明する（特願平１−５９６８１号）。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、外側のスピーカにはオクターブ
あたり１２ｄＢのローパスフィルタを、内側のスピーカ
には同じくオクターブあたり１２ｄＢのハイパスフィル
タを通して信号を入力し、かつ内側と外側とを逆相に接
続し、カットオフ周波数fcを dを波長とする周波数に選
べば fc/2 〜 2fcの帯域においてサイドローブの小さな
滑らかな指向特性が得られることが知られている。例え
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１０）のようになり、1.25kHzにお
いては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。
ットを用いたスピーカシステムについて（図９）と共に
説明する（特願平１−５９６８１号）。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、外側のスピーカにはオクターブ
あたり１２ｄＢのローパスフィルタを、内側のスピーカ
には同じくオクターブあたり１２ｄＢのハイパスフィル
タを通して信号を入力し、かつ内側と外側とを逆相に接
続し、カットオフ周波数fcを dを波長とする周波数に選
べば fc/2 〜 2fcの帯域においてサイドローブの小さな
滑らかな指向特性が得られることが知られている。例え
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１０）のようになり、1.25kHzにお
いては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。
【０００７】また複数のスピーカユニットをアレイ状に
並べ、中央のスピーカユニットには大きな入力を、周辺
部へいくに従って小さな入力を加えるような荷重関数を
用いると、サイドローブのない滑らかな指向特性が得ら
れる（特願平３−２５８９１０号）。（図１１）に８個
のスピーカユニットを11cm間隔で並べ、中央から端に行
くに従って、1.0, 0.8, 0.51, 0.16V の入力を加えた場
合の指向特性を示す。同じレベルの入力を加えた場合に
比べ、高域ではサイドローブのない滑らかな指向性が得
られるが、低域ではアレイの長さが実質的に短くなった
ことに相当するため指向性はむしろ広くなってしまう。
並べ、中央のスピーカユニットには大きな入力を、周辺
部へいくに従って小さな入力を加えるような荷重関数を
用いると、サイドローブのない滑らかな指向特性が得ら
れる（特願平３−２５８９１０号）。（図１１）に８個
のスピーカユニットを11cm間隔で並べ、中央から端に行
くに従って、1.0, 0.8, 0.51, 0.16V の入力を加えた場
合の指向特性を示す。同じレベルの入力を加えた場合に
比べ、高域ではサイドローブのない滑らかな指向性が得
られるが、低域ではアレイの長さが実質的に短くなった
ことに相当するため指向性はむしろ広くなってしまう。
【０００８】また、スピーカユニットの前面に、垂直に
吸音板を設けることによって、高い周波数におけるサイ
ドローブを抑える方法が知られている（特願平１−５９
６８２号、特願平１−５９６８３号）。
吸音板を設けることによって、高い周波数におけるサイ
ドローブを抑える方法が知られている（特願平１−５９
６８２号、特願平１−５９６８３号）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のトーンゾイレ方式のスピーカシステムでは（図
８）に示すように、大きさの割に鋭い指向性が得られ
ず、また大きなサイドローブが生じるためにサービスエ
リア外の音圧レベルが十分に下がらないという問題点が
あった。
従来のトーンゾイレ方式のスピーカシステムでは（図
８）に示すように、大きさの割に鋭い指向性が得られ
ず、また大きなサイドローブが生じるためにサービスエ
リア外の音圧レベルが十分に下がらないという問題点が
あった。
【００１０】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１０）に示すように特定の
帯域では小型で鋭い指向性が得られるが、それ以外の帯
域では大きなサイドローブが発生する。そのため一組毎
に帯域分割するためのネットワークが必要になるという
問題点があった。
ットを用いる方式では、（図１０）に示すように特定の
帯域では小型で鋭い指向性が得られるが、それ以外の帯
域では大きなサイドローブが発生する。そのため一組毎
に帯域分割するためのネットワークが必要になるという
問題点があった。
【００１１】また、荷重関数を用いる方法では、同じ長
さのトーンゾイレ方式のスピーカシステムに比べて低域
の指向特性が広くなるという問題点があった。
さのトーンゾイレ方式のスピーカシステムに比べて低域
の指向特性が広くなるという問題点があった。
【００１２】本発明は、上記の問題点に鑑み、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スピーカ
を提供するものである。
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スピーカ
を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は上
記目的を達成するために、複数のスピーカユニットと、
スピーカユニットの前面に設けられた吸音材からなり、
吸音材の厚みを周辺部に行くに従って厚くしたものであ
る。
記目的を達成するために、複数のスピーカユニットと、
スピーカユニットの前面に設けられた吸音材からなり、
吸音材の厚みを周辺部に行くに従って厚くしたものであ
る。
【００１４】本発明の第２の発明は、複数のスピーカユ
ニットと、スピーカユニットの前面に設けられた筒状の
吸音材から構成される。
ニットと、スピーカユニットの前面に設けられた筒状の
吸音材から構成される。
【００１５】
【作用】本発明は上記の構成により、まず第１の発明に
おいては、全てのスピーカユニットは同相同レベルで駆
動される。スピーカユニットの前面に設けられた吸音材
の厚みが周辺部程厚いため、低域は全てのスピーカユニ
ットから放射され、高域になるに従って中央のスピーカ
ユニットからのみ放射される。そのため高域になるほど
中央の強い荷重関数がかかることになり、広い周波数範
囲にわたってサイドローブの小さな鋭い指向特性を持つ
指向性スピーカが得られる。
おいては、全てのスピーカユニットは同相同レベルで駆
動される。スピーカユニットの前面に設けられた吸音材
の厚みが周辺部程厚いため、低域は全てのスピーカユニ
ットから放射され、高域になるに従って中央のスピーカ
ユニットからのみ放射される。そのため高域になるほど
中央の強い荷重関数がかかることになり、広い周波数範
囲にわたってサイドローブの小さな鋭い指向特性を持つ
指向性スピーカが得られる。
【００１６】またスピーカアレイの指向特性は、各スピ
ーカユニットを点音源とみなしたアレイの指向性とスピ
ーカユニットの指向性の積で表わされる。従ってスピー
カユニットの指向性を鋭くするとスピーカアレイの指向
性も鋭くなる。第２の発明では各スピーカユニットの前
面に筒状の吸音材を設けることによって斜め方向に放射
される音を吸音し、見かけ上スピーカユニットの指向性
を鋭くすることができる。その結果アレイ全体としての
指向性も鋭くなる。
ーカユニットを点音源とみなしたアレイの指向性とスピ
ーカユニットの指向性の積で表わされる。従ってスピー
カユニットの指向性を鋭くするとスピーカアレイの指向
性も鋭くなる。第２の発明では各スピーカユニットの前
面に筒状の吸音材を設けることによって斜め方向に放射
される音を吸音し、見かけ上スピーカユニットの指向性
を鋭くすることができる。その結果アレイ全体としての
指向性も鋭くなる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について（図１）と共
に説明する。
に説明する。
【００１８】（図１（ａ））において、１はスピーカユ
ニットで、11cm間隔で8本が直線状にアレイ配列されて
いる。２は中心から等距離にある一対のスピーカユニッ
トごとにもうけられたアンプであり、３は信号源であ
る。また、両端のスピーカユニットの前面には吸音材と
して厚さ100mmのウレタン発泡体４ａを、端から２番目
のスピーカユニットの前面には厚さ50mmのウレタン発泡
体４ｂを設置した。また入力はすべて同相、同レベルと
した。この場合の指向特性を（図２）に示す。スピーカ
システムの全幅２ａは（図７）の場合と同じであるが、
低域の指向特性は入力が均一の場合に近く、高域の指向
特性は中央部が大きな荷重関数をかけた場合に近くなっ
ている。尚、本実施例では入力を同相、同レベルとした
が低域の指向特性を更に鋭くするためには、入力として
周辺部程大きくなるような荷重関数を用い、かつ高域で
は周辺部からの放射エネルギが小さくなるように吸音材
の厚みを調節すればよい。その一例を（図１（ｂ））に
示す。なお、（図１（ｂ））において、５は吸音材５を
示している。
ニットで、11cm間隔で8本が直線状にアレイ配列されて
いる。２は中心から等距離にある一対のスピーカユニッ
トごとにもうけられたアンプであり、３は信号源であ
る。また、両端のスピーカユニットの前面には吸音材と
して厚さ100mmのウレタン発泡体４ａを、端から２番目
のスピーカユニットの前面には厚さ50mmのウレタン発泡
体４ｂを設置した。また入力はすべて同相、同レベルと
した。この場合の指向特性を（図２）に示す。スピーカ
システムの全幅２ａは（図７）の場合と同じであるが、
低域の指向特性は入力が均一の場合に近く、高域の指向
特性は中央部が大きな荷重関数をかけた場合に近くなっ
ている。尚、本実施例では入力を同相、同レベルとした
が低域の指向特性を更に鋭くするためには、入力として
周辺部程大きくなるような荷重関数を用い、かつ高域で
は周辺部からの放射エネルギが小さくなるように吸音材
の厚みを調節すればよい。その一例を（図１（ｂ））に
示す。なお、（図１（ｂ））において、５は吸音材５を
示している。
【００１９】次に、第２の実施例について（図３）とと
もに説明する。用いたスピーカユニット及び配置は第１
の実施例と同じである。本実施例では各スピーカユニッ
トの前面に内径8cm,厚さ1.5cm,高さ10cmの円筒状のウレ
タン発泡体（吸音体ホーン）６を設置しており、本実施
例の側面図を（図３（ａ））に、底面図を（図３
（ｂ））に示す。また、この場合の指向特性を（図４）
に示す。（図４）はｙ軸上においてｙ＝０の時を０ｄＢ
とした時のｙ＝２ｍにおける音圧周波数特性を示す。吸
音材がない場合の同図に示した特性１では4kHz付近に大
きなサイドローブが見られるが、吸音材を配置した場合
の特性２ではサイドローブが小さくなり、帯域が広がっ
ている。尚、吸音体ホーン６を設けるかわりに（図５）
に示すような厚さ10cmのウレタン発泡体ブロックに直径
8cmの孔を設けたもの（有孔吸音ブロック）７を用いて
もよい。なお、（図５（ｂ））において、５は吸音材５
を示している。
もに説明する。用いたスピーカユニット及び配置は第１
の実施例と同じである。本実施例では各スピーカユニッ
トの前面に内径8cm,厚さ1.5cm,高さ10cmの円筒状のウレ
タン発泡体（吸音体ホーン）６を設置しており、本実施
例の側面図を（図３（ａ））に、底面図を（図３
（ｂ））に示す。また、この場合の指向特性を（図４）
に示す。（図４）はｙ軸上においてｙ＝０の時を０ｄＢ
とした時のｙ＝２ｍにおける音圧周波数特性を示す。吸
音材がない場合の同図に示した特性１では4kHz付近に大
きなサイドローブが見られるが、吸音材を配置した場合
の特性２ではサイドローブが小さくなり、帯域が広がっ
ている。尚、吸音体ホーン６を設けるかわりに（図５）
に示すような厚さ10cmのウレタン発泡体ブロックに直径
8cmの孔を設けたもの（有孔吸音ブロック）７を用いて
もよい。なお、（図５（ｂ））において、５は吸音材５
を示している。
【００２０】次に、第３の実施例について（図６）とと
もに説明する。本実施例ではスピーカユニットの前面に
吸音体ホーン８を設け、更にその前面に第１の実施例で
用いたウレタン発泡体４ａ，４ｂを設けた。本実施例で
はサイドローブのない滑らかな減衰が得られるとともに
低域の指向性も鋭い。尚、吸音体ホーンと高域減衰用の
吸音材の配置は逆でも差し支えなく、吸音体ホーンのか
わりに有孔吸音ブロックを用いても良い。
もに説明する。本実施例ではスピーカユニットの前面に
吸音体ホーン８を設け、更にその前面に第１の実施例で
用いたウレタン発泡体４ａ，４ｂを設けた。本実施例で
はサイドローブのない滑らかな減衰が得られるとともに
低域の指向性も鋭い。尚、吸音体ホーンと高域減衰用の
吸音材の配置は逆でも差し支えなく、吸音体ホーンのか
わりに有孔吸音ブロックを用いても良い。
【００２１】なお上述した実施例においては、スピーカ
ユニットを直線状にアレイ配列した例についてのみ説明
したが、平面状にスピーカユニットを配置しても同様な
効果が発揮される。
ユニットを直線状にアレイ配列した例についてのみ説明
したが、平面状にスピーカユニットを配置しても同様な
効果が発揮される。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の指向性スピーカ
は、略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の前面に周辺部
程厚い吸音材または吸音体ホーンを設けたことにより、
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
持つ指向性スピーカを実現することができる。
は、略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の前面に周辺部
程厚い吸音材または吸音体ホーンを設けたことにより、
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
持つ指向性スピーカを実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図
【図２】第１の実施例における指向特性図
【図３】本発明の第２の実施例の構成図
【図４】本発明の第２の実施例における指向特性を示す
図
図
【図５】本発明の第２の実施例において有孔吸音ブロッ
クを用いた場合の構成図
クを用いた場合の構成図
【図６】本発明の第３の実施例の構成図
【図７】従来のトーンゾイレ方式のスピーカシステムの
構成図
構成図
【図８】従来のトーンゾイレ方式のスピーカシステムの
指向特性図
指向特性図
【図９】従来の指向性制御スピーカシステムの他の例の
構成図
構成図
【図１０】２個のスピーカユニットを用いた場合の指向
特性図
特性図
【図１１】従来の指向性制御スピーカシステムにおいて
入力に荷重関数を用いた場合の指向特性を示す図
入力に荷重関数を用いた場合の指向特性を示す図
１ スピーカユニット ２ アンプ ３ 信号源 ４ａ、４ｂ、５ ウレタン発泡体 ６、８ 吸音体ホーン ７ 有孔吸音ブロック
Claims (6)
- 【請求項１】略直線状または平面状に略等間隔で配置さ
れた複数のスピーカユニットと、上記スピーカユニット
の前面に設けられた吸音材とからなり、上記吸音材の厚
みをスピーカシステムの周辺部に行くに従って厚くした
ことを特徴とする指向性スピーカシステム。 - 【請求項２】略直線状または平面状に略等間隔で配置さ
れた複数のスピーカユニットと、吸音材で作られた筒状
の吸音体とからなり、上記筒状の吸音体を上記スピーカ
ユニットの前面に設けたことを特徴とする指向性スピー
カシステム。 - 【請求項３】略直線状または平面状に略等間隔で配置さ
れた複数のスピーカユニットと、上記スピーカユニット
の前面に設けられ、かつスピーカユニットの音波放射面
の部分には貫通孔が設けられている吸音材ブロックとか
らなることを特徴とする指向性スピーカシステム。 - 【請求項４】略直線状または平面状に略等間隔で配置さ
れた複数のスピーカユニットと、上記スピーカユニット
の前面に設けられた吸音材と、上記吸音材の前面に設け
られた筒状の吸音体または吸音材ブロックとからなり、
上記吸音材の厚みをスピーカシステムの周辺部に行くに
従って厚くしたことを特徴とする指向性スピーカシステ
ム。 - 【請求項５】略直線状または平面状に略等間隔で配置さ
れた複数のスピーカユニットと、上記スピーカユニット
の前面に設けられた筒状の吸音体または吸音材ブロック
と、上記筒状の吸音体または吸音材ブロックの前面に設
けられた吸音材とからなり、上記吸音材の厚みをスピー
カシステムの周辺部に行くに従って厚くしたことを特徴
とする指向性スピーカシステム。 - 【請求項６】スピーカユニットから放射される音響エネ
ルギーが、低い周波数については周辺部のスピーカユニ
ットの方が大きく、高い周波数については中央部のスピ
ーカユニットの方が大きくなるように各スピーカユニッ
トに入力する信号のレベルと吸音材の厚みとを設定した
ことを特徴とする請求項１、請求項４または請求項５の
いずれかに記載の指向性スピーカシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072053A JPH05276591A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 指向性スピーカシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072053A JPH05276591A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 指向性スピーカシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05276591A true JPH05276591A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13478259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4072053A Pending JPH05276591A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 指向性スピーカシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05276591A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003516753A (ja) * | 1999-12-16 | 2003-05-20 | モンサント テクノロジー エルエルシー | 植物における異種ポリペプチドの発現のためのｄｎａ構築物 |
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-
1992
- 1992-03-30 JP JP4072053A patent/JPH05276591A/ja active Pending
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