JPH0833086A - アクティブ狭指向性スピーカ - Google Patents

アクティブ狭指向性スピーカ

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JPH0833086A
JPH0833086A JP19632994A JP19632994A JPH0833086A JP H0833086 A JPH0833086 A JP H0833086A JP 19632994 A JP19632994 A JP 19632994A JP 19632994 A JP19632994 A JP 19632994A JP H0833086 A JPH0833086 A JP H0833086A
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JP
Japan
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wave
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phase speaker
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JP19632994A
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English (en)
Inventor
Akira Yaoita
晃 八百板
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BIIBA KK
Original Assignee
BIIBA KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピーカの指向特性を広い周波数帯域にわた
って鋭くすることのできるアクティブ狭指向性スピーカ
を提供するとともに、スピーカの指向角を可変とするこ
とのできるアクティブ狭指向特性スピーカを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 正相スピーカ１と、逆相スピーカ２と、エン
クロージャー３とから成り、前記正相スピーカ１の音波
の発生源から放射された直接波が、微小な時間経過後
に、素元波が密接に並んで新たな波源となって回折波を
放射するフード４の先端Ｅの近傍に、前記直接波と前記
回折波との境界面に対して垂直、かつ、音波の進行方向
に前記逆相スピーカ２の音波を放射する開口面を設けた
ことを特徴とするアクティブ狭指向性スピーカ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、狭指向特性を有するス
ピーカに関するものであり、更には、狭指向特性スピー
カの指向角を可変とすることのできるスピーカに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】拡声装置の案内放送の音声や、美術館や
博物館又は展示会場などの展示説明用に用いられる視聴
覚機器の音声は、これらの情報を必要とする特定の範囲
内にいる人にとっては必要な音であっても、情報を必要
としない周囲の人にとっては不要な騒音となって不快感
を与える場合も少なくない。
【０００３】従来より、拡声装置にあっては、指向性ス
ピーカとしてホーンスピーカや平面型スピーカなどが用
いられ、また、近年では、狭指向性のスピーカとして、
超音波に対する空気の非線形相互作用を利用した音声出
力装置が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のホーンスピーカ
は、低い周波数帯域まで鋭い指向性を得ることが難し
い、低域を出すためには形状が大きくなりすぎる、室内
での使用には向かない、などの問題があった。
【０００５】平面型スピーカは、低音がスピーカ側面へ
も回折して大きく回り込むため、広い帯域の指向特性を
一様に高めることは難しい。
【０００６】また、超音波によるスピーカにあっては、
振幅変調超音波によって実用レベルの可聴音を発生させ
るためには、低い変換効率を補うための大型の電力増幅
器が必要となったり、極めて強力な超音波音場から受聴
音を保護するための音響フィルターが必要となったりす
るなど、装置が大がかりで、高価なものになるため、手
軽に使えないという問題があった。
【０００７】本発明が解決しようとする課題は、上述の
問題点に鑑み、スピーカの指向特性を広い周波数帯域に
わたって鋭くすることのできるアクティブ狭指向性スピ
ーカを提供するものであり、更には、スピーカの指向角
を可変とすることのできるアクティブ狭指向特性スピー
カを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、正相スピーカ
１と、逆相スピーカ２と、エンクロージャー３とから成
り、前記正相スピーカ１の音波の発生源から放射された
直接波が、微小な時間経過後に、素元波が密接に並んで
新たな波源となって回折波を放射するフード４の先端Ｅ
の近傍に前記直接波と前記回折波との境界面に対して垂
直、かつ、音波の進行方向に前記逆相スピーカ２の音波
を放射する開口面を設け、前記正相スピーカ１により放
射された音波と、前記逆相スピーカ２より放射された音
波との干渉により、双方の音波の波動エネルギーを消耗
させることによって、前記正相スピーカ１から放射され
る音波の指向角を制御するようにしたものである。
【０００９】また、前記逆相スピーカ２の開口面を構成
する前記フード４の背面と、該フード４の背面と対向す
る前記エンクロージャー３の内面との間隔を、前記フー
ド４の開口径に対して十分小とすると良い。
【００１０】更には、前記正相スピーカ１の出力に対す
る前記逆相スピーカ２の出力の比を増減することによっ
て、前記正相スピーカ１の指向角を可変とすることがで
きる。
【００１１】また、進相回路１０又は遅相回路１１を信
号ラインに挿入することによって、前記正相スピーカ１
および前記逆相スピーカ２から放射される音波の双方の
音波の干渉点に於ける位相回転誤差を補正すると良い。
【００１２】
【作用】正相スピーカ１の音を発生する音源の中心部か
ら放射された直接波は、微小な時間の経過後に、フード
４の開口正面前方へは直進する放射波となって伝搬し、
フード４によって影となる後方へは回折波として、フー
ド４先端Ｅ上の無限個の微小な素元波によって構成され
る新たな波源となって、伝搬されていく。回折波が放射
される位置近傍から逆相スピーカ２によって回折波と逆
相関係にある音波を放射し、正相スピーカ１から放射さ
れた音波と逆相スピーカ２から放射された音波との双方
の音波を互いに干渉させることによって、双方の音波の
波動エネルギーを消耗させ、狭指向特性を有するスピー
カを得ることができる。
【００１３】また、フード４の背面を一方の壁面とし、
該壁面に対向するエンクロージャー３の内面をもう一方
の壁面とすることによって形成される逆相スピーカ２の
開口面の開口寸法を、フード４の開口径に対して十分に
小さくすると、逆相スピーカ２の開口面より放射される
音波は、正相スピーカ１の回折波の波元となる素元波の
有する音波伝搬特性と、同一と見なせる特性の指向性に
広がりのある波面となって放射される。しかるに、正相
スピーカ１から放射された音波と逆相スピーカ２から放
射された音波とが干渉作用をする位置での双方の音波の
伝搬状態は、同一の音源から放射され、２つの経路に分
かれて進む音波の一方の音波の位相を１８０°回転し、
残る一方の音波と再び合流させられたときと同じような
状態となり、双方の音波の波動エネルギーを干渉によっ
て効率良く消耗させることができる。
【００１４】更に、正相スピーカ１の出力に対する逆相
スピーカ２の出力の比を増減することによって、正相ス
ピーカ１より放射された音波と逆相スピーカ２より放射
された音波との干渉による双方の音波の波動エネルギー
の消耗の度合いを変化させ、狭指向性スピーカの指向角
を可変とすることができる。
【００１５】正相スピーカ１および逆相スピーカ２から
放射される音波の発生源から双方の音波の干渉点に至る
音波伝搬距離に差があると、位相特性の周波数に対する
傾斜があるため、周波数が高くなるに従って位相回転に
よる位相誤差が大きく出ることになり、干渉による波動
エネルギーの低減効率も低下する。そこで、交流信号の
周波数が増大するに従って入力波形に対する出力波形の
位相進みが増大する波形の出力の得られる進相回路１０
や、交流信号の周波数が増大するに従って入力波形に対
する出力波形の位相遅れが増大する波形の出力の得られ
る遅相回路１１を、正相スピーカ１又は逆相スピーカ２
の信号ラインに適宜に挿入し、音波伝搬距離の違いから
生ずる位相誤差が少なくなるように補正することによっ
て、干渉による波動エネルギーの低減効率を改善するこ
とができる。
【００１６】
【実施例】
実施例１ 本発明によるアクティブ狭指向性スピーカの実施例１
を、図１および図５によって説明する。図１は、本発明
による実施例１のアクティブ狭指向性スピーカの動作を
示すブロック図であり、図５は、本発明によるアクティ
ブ狭指向性スピーカの指向性パターン図の１例である。
図１において、１は正相スピーカ、２は逆相スピーカ、
３は正相スピーカ１および逆相スピーカ２を収納するエ
ンクロージャーであり、４は正相スピーカ１のフード、
５は音声信号の入力端子、６，７は電力増幅器、８は位
相反転器、９はレベル調整器であり、Ａ１，Ａ２は直接
波面、Ｂ１，Ｂ２は回折波面、Ｃ１，Ｃ２は逆相波面、
Ｅはフード４の先端を示す。
【００１７】正相スピーカ１は平面スピーカであり、該
平面スピーカの音波放射面外周より前方に漸次広がるフ
ード４が設けられ、フード４の先端Ｅによって囲まれる
面が正相スピーカ１の開口面となっている。正相スピー
カ１および逆相スピーカ２は、エンクロージャー３に収
納され、逆相スピーカ２は、フード４の背面と、該背面
と対向するエンクロージャー３の先端部内面とによっ
て、正相スピーカ１の音波の発生源から放射された直接
波とフード４の先端Ｅ近傍で発生される回折波との境界
面に対して垂直となる向きに、フード４の開口径よりも
十分小さな開口寸法とする逆相スピーカ２の開口面が形
成され、正相スピーカ１に隣接して正相スピーカ１と同
一方向に向けて設置されている。なお、逆相スピーカ２
の音波の発生源より放射された音波が、逆相スピーカ２
の開口面に達する距離と、正相スピーカ１の音波の発生
源より放射された音波が、正相スピーカ１のフード４の
先端Ｅに達する距離とが等しくなるようにしてある。
【００１８】音声信号入力端子５は電力増幅器６に接続
されるとともに、位相反転器８に接続され、位相反転器
８の出力は，レベル調整器９を介して電力増幅器７に接
続され、電力増幅器６の出力は正相スピーカ１に、電力
増幅器７の出力は逆相スピーカ２にそれぞれ接続されて
いる。以上のように構成された本実施例１のアクティブ
狭指向性スピーカにおいて，以下その動作を説明する。
【００１９】入力端子５より入力された音声信号は、電
力増幅器６で増幅され、正相スピーカ１によって空中に
音波となって放射されるが、正相スピーカ１は平面スピ
ーカであるから、音波放射面より放射された音波はフー
ド４によって形成される開口面中央部より正面前方へ向
けて平面波（Ａ１，Ａ２）として伝搬される。正相スピ
ーカ１によって放射されフード４の近傍を進んだ音波
は、フード４の先端Ｅで素元波となり、新たな波源とな
ってフード４によって影となる後方へ回折波（Ｂ１，Ｂ
２） として伝搬される。
【００２０】一方、入力端子５より入力された音声信号
は、位相反転器８にも入力され、位相が１８０°回転さ
れた後、レベル調整器９でレベル調整され、電力増幅器
７で増幅され、逆相スピーカ２によって、空中に音波を
放射する。また、逆相スピーカ２の開口面の開口幅は正
相スピーカ１の開口径に対して十分に小さくしてあるか
ら、逆相スピーカ２の開口面より放射される音波は、正
相スピーカ１のフード４の先端Ｅで新たな波源となって
伝搬される素元波の有する伝搬特性と、位相関係が１８
０°回転された逆相の音波であることを除いて、ほぼ同
一と見なせる特性の指向性に広がりのある波面（Ｃ１，
Ｃ２）となって放射される。
【００２１】正相スピーカ１の音波によって生成される
素元波の発生点、つまり、フード４の先端Ｅと、逆相ス
ピーカ２により音波が放射される開口面の位置は、近似
的にほぼ同一の位置と見なすことができる程度に接近し
た位置関係にあり、ある瞬間に入力端子５へ入力された
音声信号は、正相スピーカ１と逆相スピーカ２とから、
双方の音波の位相関係が互いに逆相の関係を有する音波
として同時に放射され、微小な時間の経過後に、フード
４の近くを進行してきた正相スピーカ１の正相の音波
と、逆相スピーカ２の開口面から放射された逆相の音波
とは、フード４の先端Ｅおよび逆相スピーカ２の開口面
近傍で瞬時に干渉し合い、双方の波動エネルギーが効率
良く消耗される。
【００２２】ここで、レベル調整器９の減衰度を増減
し、逆相スピーカ２より放射される音波の放射量を適宜
に調整すると、正相スピーカ１より放射される音波の波
動エネルギーは、逆相スピーカ２より放射される音波と
の干渉によって、消耗される度合いがコントロールされ
ることになり、正相スピーカ１から放射される音波の指
向角を任意に可変とすることができる。
【００２３】レベル調整器９を可変にしたときのアクテ
ィブ狭指向性スピーカの指向性パターンの１例を図５に
示す。実線１２はレベル調整器９の減衰度を最大にした
ときのアクティブ狭指向性スピーカによる指向性パター
ンであり、正相スピーカ１の出力は逆相スピーカ２の出
力によって影響を受けないので、指向角は正相スピーカ
１そのものの指向性を示す。点線１３はレベル調整器９
の減衰度をやや小さくしたときのアクティブ狭指向性ス
ピーカの指向性パターンであり、太線１４はレベル調整
器９の減衰度を更に小さくしたときの指向性パターン
で、アクティブ狭指向性スピーカより放射される音波の
指向角は、点線１３よりも更に狭くなる。
【００２４】実施例２ 図２に基づいて実施例２を説明する。図２は、本発明に
よる実施例２のアクティブ狭指向性スピーカの動作を示
すブロック図である。図２において、図１と共通の部分
は同一符号を付してあり、１０は進相回路である。
【００２５】正相スピーカ１および逆相スピーカ２は平
面スピーカであり、正相スピーカ１の音波放射面外周よ
り前方へ向けてフード４が設けられ、フード４の先端Ｅ
によって囲まれる面が、正相スピーカ１の開口面となっ
ている。正相スピーカ１および逆相スピーカ２は、エン
クロージャー３に収納されており、逆相スピーカ２は、
正相スピーカ１のフード４の背面と、該背面と対向する
エンクロージャー３の内面とによって正相スピーカ１の
音波の発生源から放射された直接波とフード４の先端Ｅ
で発生される回折波との境界面に対して垂直となる向き
に、フード４の開口径よりも十分小さな開口寸法とする
逆相スピーカ２の開口面が形成され、正相スピーカ１の
後方同一軸上に正相スピーカ１と同一方向に向けて正相
スピーカ１に近接して設置されている。
【００２６】音声信号入力端子５は電力増幅器６に接続
されるとともに、位相反転器８に接続され、位相反転器
８の出力は進相回路１０に入力され、進相回路１０の出
力は、レベル調整器９を介して電力増幅器７に接続され
る。電力増幅器６の出力は正相スピーカ１に、電力増幅
器７の出力は逆相スピーカ２にそれぞれ接続されてい
る。以上のように構成された本実施例２のアクティブ狭
指向性スピーカにおいて、以下その動作を説明する。
【００２７】入力端子５より入力された信号は、電力増
幅器６で増幅され、正相スピーカ１によって空中に音波
となって放射されるが、正相スピーカ１は、平面スピー
カであり、フード４によって形成される開口面より正面
前方へ向けて平面波（Ａ１，Ａ２） として伝搬され
る。正相スピーカ１によって放射されフード４の近傍を
進んだ音波は、フード４の先端Ｅで素元波となり、新た
な波源となってフード４によって影となる後方へ回折波
（Ｂ１，Ｂ２）として伝搬される。
【００２８】一方、入力端子５より入力された音声信号
は、位相反転器８にも入力され、位相が１８０°回転さ
れた後、進相回路１０によって、交流信号の周波数が増
大するに従って、入力波形に対する出力波形の位相進み
が増大する波形の出力とされ、レベル調整器９でレベル
調整され、電力増幅器７で増幅されて、逆相スピーカ２
によって、空中に音波を放射する。
【００２９】正相スピーカ１より放射され、微小な時間
ｔ１経過後に、フード４の先端Ｅ近傍に達した音波は、
経過した微小な時間ｔ１分の周波数に対応した位相の回
転された波形の音波となっている。逆相スピーカ２より
放射され、微小な時間ｔ２経過後に、逆相スピーカ２の
開口面に達した音波は、正相スピーカ１により放射され
た音波と同様に位相回転されるが、ｔ２＞ｔ１のため、
逆相スピーカ２から放射された音波の方が、周波数に対
応した回転角が大きくなることになるので、進相回路１
０によって、電気的に逆相スピーカ２により放射される
音波の回転角を周波数に対応して進めておくことによっ
て、音波の伝搬距離の違いから生ずる正相スピーカ１よ
り放射された音波と逆相スピーカ２より放射される音波
の位相回転による誤差を補正している。
【００３０】また、逆相スピーカ２の開口面の開口幅は
正相スピーカ１の開口径に対して十分に小さくしてある
から、逆相スピーカ２の開口面より放射される音波は、
フード４の先端Ｅで新たな波源となって伝搬される素元
波の有する伝搬特性と、位相関係が１８０°回転された
逆相の音波であることを除いて、ほぼ同一と見なせる特
性の指向性に広がりのある波面（Ｃ１，Ｃ２）となって
放射される。
【００３１】正相スピーカ１の音波によって生成される
素元波の発生点、つまり、フード４の先端Ｅと、逆相ス
ピーカ２により音波が放射される開口面の位置は、近似
的にほぼ同一の位置と見なすことができる程度に接近し
た位置関係にあり、ある瞬間に入力端子５へ入力された
音声信号は、フード４の近くを進行してきた正相スピー
カ１の正相の音波と、逆相スピーカ２の開口面から放射
された逆相の音波とは、フード４の先端Ｅおよび逆相ス
ピーカ２の開口面近傍で瞬時に干渉し合うため、双方の
音波の波動エネルギーが効率良く消耗される。
【００３２】レベル調整器９の減衰度を適宜に調整する
ことによって、正相スピーカ１より放射される音波の指
向角を任意に可変できる。
【００３３】実施例３ 図３に基づいて実施例３を説明する。図３は、本発明に
よる実施例３のアクティブ狭指向性スピーカの動作を示
すブロック図である。図３において、図１と共通の部分
は同一符号を付してあり、１１は遅相回路である。
【００３４】正相スピーカ１および逆相スピーカ２は平
面スピーカであり、正相スピーカ１の音波放射面外周よ
り前方へ向けてフード４が設けられ、フード４の先端Ｅ
によって囲まれる面が、正相スピーカ１の開口面となっ
ている。正相スピーカ１および逆相スピーカ２は、エン
クロージャー３に収納されており、逆相スピーカ２は、
正相スピーカ１のフード４の背面と、該背面と対向する
エンクロージャー３の内面とによって正相スピーカ１の
音波の発生源から放射された直接波とフード４の先端Ｅ
で発生される回折波との境界面に対して垂直となる向き
に、フード４の開口径よりも十分小さな開口寸法とする
逆相スピーカ２の開口面が形成され、正相スピーカ１の
後方同一軸上に正相スピーカ１と同一方向に向けて正相
スピーカ１に近接して設置されている。
【００３５】音声信号入力端子５は、遅相回路１１に入
力されるとともに位相反転器８に接続され、遅相回路１
１の出力は、電力増幅器６に接続され、位相反転器８の
出力はレベル調整器９を介して電力増幅器７に接続され
ている。電力増幅器６の出力は正相スピーカ１に、電力
増幅器７の出力は逆相スピーカ２にそれぞれ接続されて
いる。以上のように構成された本実施例３のアクティブ
狭指向性スピーカにおいて、以下その動作を説明する。
【００３６】入力端子５より入力された音声信号は、遅
相回路１１によって、交流信号の周波数が増大するに従
って、入力波形に対する出力波形の位相遅れが増大する
波形の出力とされ、電力増幅器６で増幅され、正相スピ
ーカ１によって空中に音波となって放射されるが、正相
スピーカ１は、平面スピーカであり、フード４によって
形成される開口面より正面前方へ向けて平面波（Ａ１，
Ａ２）として伝搬される。正相スピーカ１によって放出
されフード４の近傍を進んだ音波は、フード４の先端Ｅ
で素元波となり、新たな波源となってフード４によって
影となる後方へ回折波（Ｂ１，Ｂ２）として伝搬され
る。
【００３７】一方、入力端子５より入力された音声信号
は、位相反転器８にも入力され、位相が１８０°回転さ
れた後、レベル調整器９でレベル調整され、電力増幅器
７で増幅されて、逆相スピーカ２によって、空中に音波
を放射する。
【００３８】正相スピーカ１より放射され、微小な時間
ｔ１経過後に、フード４の先端Ｅ近傍に達した音波は、
経過した微小な時間ｔ１分の周波数に対応した位相の回
転された波形の音波となっている。逆相スピーカ２より
放射され、微小な時間ｔ２経過後に、逆相スピーカ２の
開口面に達した音波は、正相スピーカ１により放射され
た音波と同様に位相回転されるが、ｔ２＞ｔ１のため、
逆相スピーカ２から放射された音波の方が、周波数に対
応した回転角が大きくなることになるので、遅相回路１
１によって、電気的に正相スピーカ１により放射される
音波の回転角を周波数に対応して遅らせておくことによ
って、音波の伝搬距離の違いから生ずる正相スピーカ１
により放射された音波と逆相スピーカ２より放射された
音波の位相回転による誤差を補正している。
【００３９】また、逆相スピーカ２の開口面の開口幅は
正相スピーカ１の開口径に対して十分に小さくしてある
から、逆相スピーカ２の開口面より放射される音波は、
フード４の先端Ｅで新たな波源となって伝搬される素元
波の有する伝搬特性と、位相関係が１８０°回転された
逆相の音波であることを除いて、ほぼ同一と見なせる特
性の指向性に広がりのある波面（Ｃ１，Ｃ２）となって
放射される。
【００４０】正相スピーカ１の音波によって生成される
素元波の発生点、つまり、フード４の先端Ｅと、逆相ス
ピーカ２により音波が放射される開口面の位置は、近似
的にほぼ同一の位置と見なすことができる程度に接近し
た位置関係にあり、ある瞬間に入力端子５へ入力された
音声信号は、フード４の近くを進行してきた正相スピー
カ１の正相の音波と、逆相スピーカ２の開口面から放射
された逆相の音波とは、フード４の先端Ｅおよび逆相ス
ピーカ２の開口面近傍で瞬時に干渉し合うため、双方の
音波の波動エネルギーが効率良く消耗される。
【００４１】レベル調整器９の減衰度を適宜に調整する
ことによって、正相スピーカ１より放射される音波の指
向角を任意に可変できる。
【００４２】実施例４ 図４に基づいて実施例４を説明をする。図４は、本発明
による実施例４のアクティブ狭指向性スピーカの動作を
示すブロック図である。図４において、図１と共通の部
分は同一符号を付してあり、１１は遅相回路である。
【００４３】正相スピーカ１はコーンスピーカであり正
相スピーカ１の音波放射面外周より前方へ漸次広がるフ
ード４が設けられ、フード４の先端Ｅによって囲まれる
面が、正相スピーカ１の開口面となっている。正相スピ
ーカ１および逆相スピーカ２は、エンクロージャー３に
収納されており、逆相スピーカ２は、正相スピーカ１の
フード４の背面と、該背面と対向するエンクロージャー
３の内面とによって正相スピーカ１の音波の発生源から
放射された直接波とフード４の先端Ｅで発生される回折
波との境界面に対して垂直、かつ、直接波の進行方向に
向け、フード４の開口径よりも十分に小さな開口寸法と
する逆相スピーカ２の開口面が形成され、正相スピーカ
１に近接して設置されている。
【００４４】音声信号入力端子５は電力増幅器６に接続
されるとともに、位相反転器８に接続され、位相反転器
８の出力は遅相回路１１に入力され、遅相回路１１の出
力は、レベル調整器９を介して電力増幅器７に接続され
ている。電力増幅器６の出力は正相スピーカ１に、電力
増幅器７の出力は逆相スピーカ２にそれぞれ接続されて
いる。以上のように構成された本実施例４のアクティブ
狭指向性スピーカにおいて、以下その動作を説明する。
【００４５】入力端子５より入力された音声信号は、電
力増幅器６で増幅され、正相スピーカ１によって空中に
音波となって放射されるが、正相スピーカ１はコーンス
ピーカであり、フード４によって形成される開口面より
正面前方へ向けて漸次拡散する球面波（Ａ１，Ａ２）と
して伝搬される。正相スピーカ１によって放射されフー
ド４の近傍を進んだ音波は、フード４の先端Ｅで素元波
となり、新たな波源となってフード４によって影となる
後方へ回折波（Ｂ１，Ｂ２）として伝搬される。
【００４６】一方、入力端子５より入力された音声信号
は、位相反転器８にも入力され、位相が１８０°回転さ
れた後、遅相回路１１によって、交流信号の周波数が増
大するに従って、入力波形に対する出力波形の位相遅れ
が増大する波形の出力とされ、レベル調整器９でレベル
調整され、電力増幅器７で増幅されて、逆相スピーカ２
によって、空中に音波を放射する。
【００４７】正相スピーカ１より放射され、微小な時間
ｔ１経過後に、フード４の先端Ｅ近傍に達した音波、経
過した微小な時間ｔ１分の周波数に対応した位相の回転
された波形の音波となっている。逆相スピーカ２より放
射され、微小な時間ｔ２経過後に、逆相スピーカ２の開
口面に達した音波は、正相スピーカ１により放射された
音波と同様に位相回転されるが、ｔ２＜ｔ１のため、正
相スピーカ１から放射された音波の方が、周波数に対応
した回転角が大きくなることになるので、遅相回路１０
によって、電気的に逆相スピーカ２により放射される音
波の回転角を周波数に対応して遅らせておくことによっ
て、音波の伝搬距離の違いから生ずる正相スピーカ１に
より放射された音波と逆相スピーカ２より放射された音
波の位相回転による誤差を補正している。
【００４８】また、逆相スピーカ２の開口面の開口幅は
正相スピーカ１の開口径に対して十分に小さくしてある
から、逆相スピーカ２の開口面より放射される音波は、
フード４の先端Ｅで新たな波源となって伝搬される素元
波の有する伝搬特性と、位相関係が１８０°回転された
逆相の音波であることを除いて、ほぼ同一と見なせる特
性の指向性に広がりのある波面（Ｃ１，Ｃ２）となって
放射される。
【００４９】正相スピーカ１の音波によって生成される
素元波の発生点、つまり、フード４の先端Ｅと、逆相ス
ピーカ２により音波が放射される開口面の位置は、近似
的にほぼ同一の位置と見なすことができる程度に接近し
た位置関係にあり、ある瞬間に入力端子５へ入力された
音声信号は、フード４の近くを進行してきた正相スピー
カ１の正相の音波と、逆相スピーカ２の開口面から放射
された逆相の音波とは、フード４の先端Ｅおよび逆相ス
ピーカ２の開口面近傍で瞬時に干渉し合うため、双方の
音波の波動エネルギーが効率良く消耗される。
【００５０】レベル調整器９の減衰度を適宜に調整する
ことによって、正相スピーカ１より放射される音波の指
向角を任意に可変できる。
【発明の効果】本発明によれば、スピーカより発せられ
た音波を、微小な時間の経過後に、放射された音波と逆
相の音波とを干渉させ、局部的に音波の波動エネルギー
を消耗させることによって狭指向性のスピーカを得るも
のであるから、指向制御をすることの難しい低い周波数
の音波をはじめ、広い周波数帯域の音波を一様に指向制
御することができる。また、ボリュームを回すだけで容
易に指向角を調節することができるため、業務用の狭指
向性スピーカとして、あるいは、一般家庭用のテレビの
スピーカなどとして、広範囲に利用することができ、非
常に便利なアクティブ狭指向性スピーカが得られる。ま
た、スピーカの音波放射面の外周に取付けられるフード
を大きな壁面とし、拡声スピーカの前方が開放された特
定のエリアを囲むブースを音場として設定すれば、壁面
によって囲まれたブース内以外の外部への、不必要な音
漏れによる障害を軽減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のアクティブ狭指向性スピー
カの動作を示すブロック図である。
【図２】実施例２のアクティブ狭指向性スピーカの動作
を示すブロック図である。
【図３】実施例３のアクティブ狭指向性スピーカの動作
を示すブロック図である。
【図４】実施例４のアクティブ狭指向性スピーカの動作
を示すブロック図である。
【図５】本発明によるアクティブ狭指向性スピーカの指
向性パターン図の１例である。
【符号の説明】 １ 正相スピーカ ２ 逆相スピーカ ３ エンクロージャー ４ フード ５ 入力端子 ６，７ 電力増幅器 ８ 位相反転器 ９ レベル調整器 １０ 進相回路 １１ 遅相回路 １２，１３，１４ 指向性パターン Ａ１，Ａ２ 直接波面 Ｂ１，Ｂ２ 回折波面 Ｃ１，Ｃ２ 逆相波面 Ｅ フードの先端

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正相スピーカ（１）と、逆相スピーカ
    （２）と、エンクロージャー（３）とから成り、前記正
    相スピーカ（１）の音波の発生源から放射された直接波
    が、微小な時間経過後に、素元波が密接に並んで新たな
    波源となって回折波を放射するフード（４）の先端
    （Ｅ）の近傍に前記直接波と前記回折波との境界面に対
    して垂直、かつ、音波の進行方向に前記逆相スピーカ
    （２）の音波を放射する開口面を設け、前記正相スピー
    カ（１）により放射された音波と、前記逆相スピーカ
    （２）より放射された音波との干渉により、双方の音波
    の波動エネルギーを消耗させることによって、前記正相
    スピーカ（１）から放射される音波の指向角を制御する
    ようにしたことを特徴とするアクティブ狭指向性スピー
    カ。
  2. 【請求項２】 前記逆相スピーカ（２）の開口面を構成
    する前記フード（４）の背面と、該フード（４）の背面
    と対向する前記エンクロージャー（３）の内面との間隔
    を、前記フード（４）の開口径に対して十分小とするこ
    とを特徴とする請求項１記載のアクティブ狭指向性スピ
    ーカ。
  3. 【請求項３】 前記正相スピーカ（１）の出力に対する
    前記逆相スピーカ（２）の出力の比を増減することによ
    って、前記正相スピーカ（１）の指向角を可変とするこ
    とを特徴とする請求項１、２、記載のアクティブ狭指向
    性スピーカ。
  4. 【請求項４】 進相回路（１０）又は遅相回路（１１）
    を信号ラインに挿入することによって、前記正相スピー
    カ（１）および前記逆相スピーカ（２）から放射される
    音波の双方の音波の干渉点に於ける位相回転誤差を補正
    することを特徴とする請求項１、２、および３記載のア
    クティブ狭指向性スピーカ。
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