JPH05347792A - 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
- JPH05347792A JPH05347792A JP15637092A JP15637092A JPH05347792A JP H05347792 A JPH05347792 A JP H05347792A JP 15637092 A JP15637092 A JP 15637092A JP 15637092 A JP15637092 A JP 15637092A JP H05347792 A JPH05347792 A JP H05347792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speaker
- directivity
- speaker units
- phase
- speaker system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小形でかつ低音でも鋭い指向性を有する指向
性スピーカを提供する。 【構成】 複数のスピーカユニット１を略直線状に配置
するとともにそれらを開放型のキャビネット２に取り付
ける。 【効果】 無バッフルにおけるスピーカユニットはダイ
ポール音源となり見かけ上鋭い指向性を示す。従ってア
レイ全体としても鋭い指向性を示す。
性スピーカを提供する。 【構成】 複数のスピーカユニット１を略直線状に配置
するとともにそれらを開放型のキャビネット２に取り付
ける。 【効果】 無バッフルにおけるスピーカユニットはダイ
ポール音源となり見かけ上鋭い指向性を示す。従ってア
レイ全体としても鋭い指向性を示す。
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、特に小形で、かつ低い周波数において鋭い
指向性を実現できるスピーカシステムに関するものであ
る。
テムに関し、特に小形で、かつ低い周波数において鋭い
指向性を実現できる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、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
達したいという要求は、極めて大きなものがあった。
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
達したいという要求は、極めて大きなものがあった。
【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構成 ２）パラメトリックスピーカを用いる構成 ３）放物面や回転楕円体面からなる反射板を用いる構成 ４）トーンゾイレスピーカのように複数のスピーカユニ
ットを直線状に配置したアレイスピーカを用いる構成な
どがある。
ットを直線状に配置したアレイスピーカを用いる構成な
どがある。
【０００４】上記のうちホーンスピーカや反射板を用い
る方式では、低い周波数で鋭い指向性を得るために、口
径や奥行きの大きなものが必要である。パラメトリック
アレイを用いる方法では他の方式に比べて小形で鋭い指
向性を得ることができるが、変換効率が低いことや強力
な超音波を使用するため受聴者の保護が必要である、と
いった課題がある。一方、アレイスピーカを用いる方法
では各スピーカユニットに入力する信号のレベルと位相
とを制御することによって指向性を変化させることがで
きるという特徴があり、信号処理技術の進歩に伴って今
後の普及が期待されている。以下、アレイ方式を用いた
従来の指向性スピーカについて図面と共に説明する。図
８に複数のスピーカユニットをアレイ状に並べたスピー
カシステムを示す。１は口径１０cm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。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９に示す。５００Ｈz
以上の高い周波数では鋭い指向性を示すが、低域になる
ほど指向性が広がっていることが分かる。
る方式では、低い周波数で鋭い指向性を得るために、口
径や奥行きの大きなものが必要である。パラメトリック
アレイを用いる方法では他の方式に比べて小形で鋭い指
向性を得ることができるが、変換効率が低いことや強力
な超音波を使用するため受聴者の保護が必要である、と
いった課題がある。一方、アレイスピーカを用いる方法
では各スピーカユニットに入力する信号のレベルと位相
とを制御することによって指向性を変化させることがで
きるという特徴があり、信号処理技術の進歩に伴って今
後の普及が期待されている。以下、アレイ方式を用いた
従来の指向性スピーカについて図面と共に説明する。図
８に複数のスピーカユニットをアレイ状に並べたスピー
カシステムを示す。１は口径１０cm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。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９に示す。５００Ｈz
以上の高い周波数では鋭い指向性を示すが、低域になる
ほど指向性が広がっていることが分かる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のアレ
イ方式のスピーカシステムでは低域の指向性はアレイの
長さで決まってしまう。また各ユニットに入力される信
号のレベルと位相とを制御して低域での鋭い指向性を得
ようとすると、帯域が狭くなったり効率が著しく低下し
たりするという問題があった。
イ方式のスピーカシステムでは低域の指向性はアレイの
長さで決まってしまう。また各ユニットに入力される信
号のレベルと位相とを制御して低域での鋭い指向性を得
ようとすると、帯域が狭くなったり効率が著しく低下し
たりするという問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、小型でかつ
低い周波数において鋭い指向性が得られる指向性スピー
カを提供するものである。
低い周波数において鋭い指向性が得られる指向性スピー
カを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本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、上記各スピー
カユニットが無バッフル状態の指向性（ダイポール特
性）を示すように設けられた開放型キャビネットからな
るものである。
するために、複数のスピーカユニットと、上記各スピー
カユニットが無バッフル状態の指向性（ダイポール特
性）を示すように設けられた開放型キャビネットからな
るものである。
【０００８】
【作用】ライン状に配列された音源の指向性は各音源の
指向性Ｒｏと各音源を点音源と見なしたときのアレイの
指向性Ｒａの績で表わされる。従ってそれぞれの音源の
指向性を鋭くすることはアレイ全体の指向性を鋭くする
ために極めて効果的である。ところで、スピーカの指向
性は口径と周波数及びバッフルの条件によって決まる。
無限大バッフルに取り付けられた口径２ａのスピーカの
指向性をｋａ（ｋ＝２πｆ／ｃ，ｆ；周波数，ｃ；音
速）をパラメータとして示すと図１０のようになり、ｋ
ａが１より小さい周波数では無指向性になることがわか
る。例えば口径１０cmのスピーカの５００Ｈzにおける
ｋａは０．４６となり無指向性である。このことが低域
における指向性を鋭くすることが困難な理由であった。
指向性Ｒｏと各音源を点音源と見なしたときのアレイの
指向性Ｒａの績で表わされる。従ってそれぞれの音源の
指向性を鋭くすることはアレイ全体の指向性を鋭くする
ために極めて効果的である。ところで、スピーカの指向
性は口径と周波数及びバッフルの条件によって決まる。
無限大バッフルに取り付けられた口径２ａのスピーカの
指向性をｋａ（ｋ＝２πｆ／ｃ，ｆ；周波数，ｃ；音
速）をパラメータとして示すと図１０のようになり、ｋ
ａが１より小さい周波数では無指向性になることがわか
る。例えば口径１０cmのスピーカの５００Ｈzにおける
ｋａは０．４６となり無指向性である。このことが低域
における指向性を鋭くすることが困難な理由であった。
【０００９】一方、スピーカを無バッフルで用いると、
スピーカの前後に逆相の音が放射されるため低域では図
１１に示すようなダイポール特性を示す。これは図９で
云うとｋａが２．５位に相当する。つまり低域ほど見か
け上大きな口径のユニットを用いたのと同じ効果を得
る。本発明は上記の構成により、スピーカユニットがダ
イポール状の指向性を示すように開放型のキャビネット
に取り付けたことによってアレイ全体としての低域の指
向性を鋭くする事ができる。
スピーカの前後に逆相の音が放射されるため低域では図
１１に示すようなダイポール特性を示す。これは図９で
云うとｋａが２．５位に相当する。つまり低域ほど見か
け上大きな口径のユニットを用いたのと同じ効果を得
る。本発明は上記の構成により、スピーカユニットがダ
イポール状の指向性を示すように開放型のキャビネット
に取り付けたことによってアレイ全体としての低域の指
向性を鋭くする事ができる。
【００１０】
【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。図１において、１は口径１０cmのスピーカユニ
ットで、１１cm間隔で８本が直線状に配列されている。
上記各スピーカユニットはパンチングメタルで作られた
開放型キャビネット２に取り付けられている。３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、４は信号源である。入力はすべて
同相、同レベルとした。このスピーカシステムを従来例
と同じく高さ３ｍの天井に取付けた場合のｙ軸方向の指
向特性を図２に示す。システムの全幅２ａは図８の場合
と同じであるが、低域の指向特性は非常に鋭くなってい
る。尚、本実施例では入力を同相、同レベルとしたが、
各スピーカユニットに入力する信号のレベルと位相とは
任意に制御して差し支えない。またスピーカの取付方法
は本実施例に限定されるものではなく、例えばレールに
クリップで固定するといった方法でも差し支えない。
明する。図１において、１は口径１０cmのスピーカユニ
ットで、１１cm間隔で８本が直線状に配列されている。
上記各スピーカユニットはパンチングメタルで作られた
開放型キャビネット２に取り付けられている。３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、４は信号源である。入力はすべて
同相、同レベルとした。このスピーカシステムを従来例
と同じく高さ３ｍの天井に取付けた場合のｙ軸方向の指
向特性を図２に示す。システムの全幅２ａは図８の場合
と同じであるが、低域の指向特性は非常に鋭くなってい
る。尚、本実施例では入力を同相、同レベルとしたが、
各スピーカユニットに入力する信号のレベルと位相とは
任意に制御して差し支えない。またスピーカの取付方法
は本実施例に限定されるものではなく、例えばレールに
クリップで固定するといった方法でも差し支えない。
【００１１】第１の実施例はスピーカシステムの周囲を
完全吸音性にした場合である。しかしながら実際の使用
状態においては周囲に反射物がある場合が多い。例えば
スピーカのすぐ後ろに反射性の板がある場合のスピーカ
ユニットの指向性は２５０Ｈz以下の低域ではダイポー
ル特性を示さない。そのためアレイの指向性は図３のよ
うになり、１２５Ｈzでは完全吸音の場合に比べ広くな
ってしまう。そこで次に、第２の実施例について図４と
ともに説明する。本実施例では板のかわりに吸音体５を
設置した。吸音体の構造は多孔質吸音材６に背面に有孔
ボード７と密閉箱８からなる共鳴体９を設けたものであ
る。密閉箱の中には吸音材１０を敷いた。この吸音体５
の吸音率特性を図５に示す。共鳴体の共振周波数を４０
０Ｈzに設定しており、厚さ７５mmで２５０Ｈz以上の周
波数に対し０．８以上の吸音率を示す。この場合のスピ
ーカシステムの指向性を図６に示す。背面が反射性の場
合に比べて低い周波数から鋭い指向性を示す。尚、吸音
体としては低音の吸音性が高いものであればよく、厚い
多孔質吸音材または共鳴体のみでも差し支えない。
完全吸音性にした場合である。しかしながら実際の使用
状態においては周囲に反射物がある場合が多い。例えば
スピーカのすぐ後ろに反射性の板がある場合のスピーカ
ユニットの指向性は２５０Ｈz以下の低域ではダイポー
ル特性を示さない。そのためアレイの指向性は図３のよ
うになり、１２５Ｈzでは完全吸音の場合に比べ広くな
ってしまう。そこで次に、第２の実施例について図４と
ともに説明する。本実施例では板のかわりに吸音体５を
設置した。吸音体の構造は多孔質吸音材６に背面に有孔
ボード７と密閉箱８からなる共鳴体９を設けたものであ
る。密閉箱の中には吸音材１０を敷いた。この吸音体５
の吸音率特性を図５に示す。共鳴体の共振周波数を４０
０Ｈzに設定しており、厚さ７５mmで２５０Ｈz以上の周
波数に対し０．８以上の吸音率を示す。この場合のスピ
ーカシステムの指向性を図６に示す。背面が反射性の場
合に比べて低い周波数から鋭い指向性を示す。尚、吸音
体としては低音の吸音性が高いものであればよく、厚い
多孔質吸音材または共鳴体のみでも差し支えない。
【００１２】次に本発明の第３の実施例について図７と
ともに説明する。実施例１のスピーカシステムはキャビ
ネットをパンチングメタルで構成したため約２．５ｋＨ
z以下の周波数ではダイポール特性を示す。この場合、
音圧周波数特性は２．５ｋＨz以下でオクターブあたり
約１２ｄＢずつ減衰し低い周波数における能率が著しく
低下してしまう。本実施例では図７に示すようにスピー
カユニットを奥行き１００mmの後面開放キャビネット１
１に取り付けた。この場合の指向特性は約８００Ｈz以
下でしかダイポール特性を示さず、低域の能率が向上し
た。また、高域ではダイポール特性を示さないが、ｋａ
が大きくなるためにスピーカユニットの指向性が鋭くな
り、アレイも鋭い指向性を示す。
ともに説明する。実施例１のスピーカシステムはキャビ
ネットをパンチングメタルで構成したため約２．５ｋＨ
z以下の周波数ではダイポール特性を示す。この場合、
音圧周波数特性は２．５ｋＨz以下でオクターブあたり
約１２ｄＢずつ減衰し低い周波数における能率が著しく
低下してしまう。本実施例では図７に示すようにスピー
カユニットを奥行き１００mmの後面開放キャビネット１
１に取り付けた。この場合の指向特性は約８００Ｈz以
下でしかダイポール特性を示さず、低域の能率が向上し
た。また、高域ではダイポール特性を示さないが、ｋａ
が大きくなるためにスピーカユニットの指向性が鋭くな
り、アレイも鋭い指向性を示す。
【００１３】尚、本発明は作用の項でも述べたように主
に低域において大きな効果を発揮するものである。従っ
てスピーカシステムの使用帯域を複数のチャンネルに分
割し、低域には本発明の方法を用い、高域には他の方式
を用いても良いことは当然である。また実施例では直線
状のアレイについてのみ説明したが、曲線状や平面状ま
たは曲面状にスピーカユニットを配置してもよいことは
いうまでもない。
に低域において大きな効果を発揮するものである。従っ
てスピーカシステムの使用帯域を複数のチャンネルに分
割し、低域には本発明の方法を用い、高域には他の方式
を用いても良いことは当然である。また実施例では直線
状のアレイについてのみ説明したが、曲線状や平面状ま
たは曲面状にスピーカユニットを配置してもよいことは
いうまでもない。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明の指向性スピーカで
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、上記各スピーカユニットが無バッフル状態
の指向性（ダイポール特性）を示すように設けられた開
放型キャビネットからなり、低域における指向性が極め
て鋭い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、上記各スピーカユニットが無バッフル状態
の指向性（ダイポール特性）を示すように設けられた開
放型キャビネットからなり、低域における指向性が極め
て鋭い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の実施例の構成を示すブロック図
【図２】第１の実施例における指向性を示す図
【図３】スピーカの後ろに反射板がある場合の指向特性
を示す図
を示す図
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２の実施例において用いた吸音体の
吸音率周波数特性を示す図
吸音率周波数特性を示す図
【図６】本発明の第２の実施例における指向特性を示す
図
図
【図７】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
【図８】従来のアレイ方式スピーカシステムの構成を示
す図
す図
【図９】従来のアレイ方式のスピーカシステムの指向特
性を示す図
性を示す図
【図１０】無限大バッフル中のスピーカユニットの口径
と周波数による指向性をｋａをパラメータとして示した
図
と周波数による指向性をｋａをパラメータとして示した
図
【図１１】ダイポール音源の指向特性を示す図
１ スピーカユニット ２ 開放型キャビネット ３ アンプ ４ 信号源 ５ 吸音体 ６ 多孔質吸音材 ７ 有孔ボード ８ 密閉箱 ９ 共鳴体 １０ 吸音材 １１ 後面開放キャビネット
Claims (4)
- 【請求項１】 直線状，曲線状，平面状または曲面状に
略等間隔で配置された複数のスピーカユニットと、上記
スピーカユニットを無バッフルの状態で所定の位置に固
定するための部材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２】 直線状，曲線状，平面状または曲面状に
略等間隔で配置された複数のスピーカユニットと、上記
スピーカユニットが取り付けられたバッフル板または後
面開放キャビネット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３】 スピーカユニットの背面に吸音体を設け
たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の指向
性スピーカシステム。 - 【請求項４】 吸音体が有孔板と密閉箱からなる共鳴器
と有孔板の表面に設けられた吸音材の少なくとも一方か
らなることを特徴とする請求項１または請求項２または
請求項３記載の指向性スピーカシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15637092A JPH05347792A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 指向性スピーカシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15637092A JPH05347792A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 指向性スピーカシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347792A true JPH05347792A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15626272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15637092A Pending JPH05347792A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 指向性スピーカシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347792A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012209721A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Kddi Corp | スピーカアレイシステム |
| WO2021085476A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | ヤマハ株式会社 | 放音装置 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP15637092A patent/JPH05347792A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012209721A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Kddi Corp | スピーカアレイシステム |
| WO2021085476A1 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | ヤマハ株式会社 | 放音装置 |
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