JPH09149487A

JPH09149487A - 電気音響変換システム

Info

Publication number: JPH09149487A
Application number: JP30544395A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Atoji; 信久跡地
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の音響管付のスピーカシステムの音響特
性（能率、平坦性）を改善し、聴感的にホーン臭い感
じ、奥まった感じを改良することを目的とする。【解決手段】相対向する一対の平面状側壁間に少なく
とも放物線曲面或いは楕円曲面を含む閉側壁を設け、こ
の閉側壁の拡開方向に細長い開口部を設けた音響的に一
端が開放された音響管を有し、この音響管の一対の平面
状側壁のいずれか一方の前記音響管の焦点近傍を通る軸
線が交わる部分に喉孔を開け、その喉孔を塞ぐようにス
ピーカユニットを取付け、（λ／４）ルールに従う共鳴
の音圧ピークを利用して能率を向上させるように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般のオーディオ
機器、ＴＶ、マルチメディア用パソコン、車載用等の音
響再生、及び集音に用いる電気音響変換システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、実用化されているパラボラアンテ
ナ、パラボラマイクロホンの技術は、受信Ｓ／Ｎや集音
Ｓ／Ｎ（Ｓ／Ｎとは必要な信号対ノイズの比）を向上さ
せるために平行に入射した電波や音波を、回転放物面の
幾何数学の定理から焦点に集まる原理を利用して、受信
や集音の鋭い指向性を得るものである。

【０００３】逆に、音響放射において、焦点付近に比較
的小さい音源（スピーカユニット）をおけば、アンテナ
やマイクロホンと同様に平行平面波を放射し、鋭い指向
性が得られる。

【０００４】例えば、特開平２−８７７９７号公報には
パラボラレフレクタの焦点または焦点付近にスピーカユ
ニットの音放射軸をパラボラレフレクタの頂点と対向、
或いはある角度をもって配置したスピーカシステムが開
示されている。

【０００５】また、特開平３−１９２８９９号公報には
スピーカユニットの放射音を細長い開口部をもった音導
管により導出させる車載用のスピーカシステムが開示さ
れている。

【０００６】前者はパラボラレフレクタの焦点に音源を
置いて、鋭い指向性を得る技術であり、後者は細長い開
口部をもった音導管から放射するスピーカの構造であ
り、車室内で広がり感のある音場を実現する技術であ
る。

【０００７】また、特開平４−２２０８９８号公報には
扁平な音響チャンネルの側壁にスピーカを取付け、この
スピーカのコーン表面に直交するラインがチャンネル表
面に反射する時、ハウジングの開孔に指向しないように
し、直交するラインがチャンネル表面に対して等しい入
射角および反射角をなすようなチャンネルを整形したこ
とを特徴とするスピーカシステムが開示されている。

【０００８】以下に、従来のスピーカシステムを図を用
いて説明する。図１８は従来のスピーカシステムを示
す。図１８（ａ）はスピーカユニット２をパラボラレフ
レクタ１に対向させたスピーカシステムの斜視図であ
る。図１８（ｂ）は同スピーカシステムの音波の平行進
行波６の原理図を示す。図１８（ｃ）は開口部５が細長
い音響管３の音響的に一端閉の閉側壁にホーンドライバ
４を取付けた構造を示し、音響管３はホーンドライバ４
の口径から開口部５に向かって側壁７ａ，７ｂ，８ａ，
８ｂにより絞り込まれている。

【０００９】図１８（ｄ）は、従来のスピーカシステム
を示し、扁平な音響チャンネル９の一方の側面にスピー
カ１０を取付け、スピーカコーン１１から放射した音波
がコーン１１とハウジング整形体１２との空間で多重反
射させ、開孔１３に指向しないように整形体１２の表面
形状１４を整形させ、ホーン効果の最適化を目的として
いる。尚、１５は音が音響チャンネル９に回り込まない
ための背気室である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スピーカシステムにおいては、図１８（ａ）の場合、狭
指向性のために目標とする周波数の波長より大きい円形
開口の放射面が必要であり、小型化は常識的には困難で
ある。例えば、目標周波数を５００Ｈｚとすれば、パラ
ボラ開口径はφ７００ｍｍ必要となり、非常に大きいも
のとなり、小型化に不向きである。

【００１１】また、図１８（ｃ）の場合、細長い開口部
の幅がホーンドライバの放射径より狭く絞り込んでいる
ため、特に低音の音圧低下が著しい。さらに音響管の断
面積の広がり方に規則性が無いから音響放射の音圧周波
数特性を制御する方策がなく、特性が乱れる原因にもな
っている。

【００１２】低音になればなる程、空気振動の体積速度
が大きいから、細長く絞り込んだ開口部では空気の出入
りが起こり、これが音響放射インピーダンスのリアクタ
ンスとなり、音圧低下の原因となっていた。また聴感的
には、音が奥まった感じ、鼻づまりの感じ、ホーン臭い
感じ等の欠点があった。ホーンドライバ４の代わりにコ
ーン形スピーカユニットを用いても上記の欠点は同じで
あり、図１７の実線カーブにその代表的な音圧周波数特
性を示した。

【００１３】点線カーブは比較的大きい平面バッフル付
のスピーカユニット単体の音圧周波数特性、実線カーブ
は音響管３を付加したときの音圧周波数特性を示したも
のである。実線カーブから分かるように、低音域の大き
な音圧低下及び中音域（５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ）と高音
域（３ｋＨｚ以上）の音圧特性が激しく乱れ、さらに高
音域の平均音圧レベルも低く、あまり良い音質とは言い
難い。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の電気音響変換システムは、相対向する一対
の平面状側壁間に少なくとも放物線曲面或いは楕円曲面
を含む閉側壁を設け、この閉側壁の拡開方向に細長い開
口部を設けた音響的に一端が開放された音響管を有し、
前記音響管の一対の平面状側壁のいずれか一方の前記音
響管の焦点近傍を通る軸線が交わる部分に喉孔を設け、
前記音響管の平面状側壁に前記喉孔を塞ぐように電気音
響変換器を取付け、前記音響管から音響放射または前記
音響管に入る音波を受音させるように構成したことを特
徴とするものである。

【００１５】かかる構成になる電気音響変換システム
は、放物線曲面或いは楕円曲面閉側壁の焦点近傍を通る
軸線が平面状側壁と交わる点を中心としてある大きさの
孔を開け、その孔を塞ぐようにスピーカユニット或いは
マイクロホンユニットを取付け、音響管の中に向かって
音響放射又は受音する構造であり、一方、音響管は平面
状側壁に開けた喉孔面積から開口部に行くに従い断面積
を徐々に広げる構成であるため、音が奥まった感じの除
去及び音響放射能率の向上と音響放射特性の平坦化によ
り、音質を改善すると共に、金型製作及び樹脂成形のコ
スト低減を計ることができるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１〜１５に記載の発明は、
相対向する一対の平面状側壁間に少なくとも放物線曲面
或いは楕円曲面を含む閉側壁を設け、この閉側壁の拡開
方向に細長い開口部を設けた音響的に一端が開放された
音響管を有し、前記音響管の一対の平面状側壁のいずれ
か一方の前記音響管の焦点近傍を通る軸線が交わる部分
に喉孔を設け、前記音響管の平面状側壁に前記喉孔を塞
ぐように電気音響変換器を取付け、前記音響管から音響
放射、または前記音響管に入る音波を受音させるように
構成したことを特徴とする電気音響変換システムであ
り、開口部に向かって断面積が規則的に広がって行く音
響管の構成であるため、従来のものに比し空気の出入れ
による音響インピーダンスのリアクタンスが少なく、低
音域の音圧低下が少ないという作用を有する。

【００１７】（実施の形態１）図３は本発明の電気音響
変換システムの第１の実施形態を示し、図３（ａ）は同
システムの斜視図である。図３（ａ）に示すように、相
対向する一対の平面状側壁３０，３１間に放物線曲面或
いは楕円曲面を含む閉側壁３２を設け、この閉側壁３２
の拡開方向（ｘ軸方向）に細長い開口部３３を設けた音
響管２９に、第１の電気音響変換器としてコーン形スピ
ーカ３４を取付ビス３５で取付けてある。３６はこの電
気音響変換システムを音響機器に取付けるための取付部
である。図３（ｂ）は同上のＤ−Ｏ−Ｐ−Ａ断面図で、
音響管の平面状側壁３０，３１が任意のテーパをもって
いる場合であり、図３（ｃ）は平面状側壁３０，３１が
平行の場合を示している。図３（ｄ）はコーン形スピー
カ３４を取外した音響管２９の平面図を示し、閉側壁３
２の焦点近傍Ｐを通る軸線αが平面状側壁３０と交わっ
た点を中心として開けられた喉孔２０を有している。３
７はコーン形スピーカ３４を取付けるタップ穴である。
ｐは焦点距離、ｌ₁は音響管の実効長さを夫々示してい
る。図３（ｅ）は第１の電気音響変換器としてドーム形
スピーカ３８を使用した例を示す。ドーム形スピーカの
場合は、ドームの放射面を喉孔２０の中にまで入れら
れ、対向面の平面状側壁３１まで接近させることが出来
るので、高域特性を比較的平坦に再生することができる
特徴がある。

【００１８】ここで、放物線曲面或いは楕円曲面を含む
閉側壁３２を有する音響管２９を得る構成、及び作用原
理を図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ），（ｂ）を用いて
説明する。

【００１９】図１（ａ）に示すように、立体図形の座標
軸をｘ，ｙ，ｚとする。いま、ｙ−ｘ面内で原点Ｏを通
る任意の放物線をｙ²＝４ｐｘ（ｐは焦点のｘ座標）と
して、その放物線をｘ軸の廻りに回転した回転放物面体
の所定の設計音響管の長さｌ ₁で切った断面の中心Ａか
ら半径方向にある距離ｄだけずれた点Ｂを通り、細長い
開口部の幅ｗでｘ軸に平行（ｘ軸と線分ＢＣは平行）に
スライスしたときに出来る回転放物面体の切り口の曲線
は放物線η₁＝４ｐ（ｘ−ｘ_d）で表され、原点の座標が
ｘ_dだけずれた形の放物線となる。

【００２０】或いは、図１（ｂ）に示すように、点Ｂを
通り原点Ｏを含むように斜めにスライス（三角形ＯＡＢ
ができる）したときに出来る回転放物面体の切り口の曲
線は楕円の一部となり、η₂で表す。距離ｄが小さい場
合は近似的に、η₂≒η₁となる。当然ｄ＝０、即ち、ｘ
軸Ｏ−Ａを含む面でスライスする場合も含まれる。

【００２１】また、斜線で影を取った幅ｗの細長い開口
部は台形になっているが、加工法により完全な矩形であ
っても、その主旨を変えるものではない。

【００２２】作用原理を、簡単のために、ｘ軸Ｏ−Ａを
含む面でスライスした場合について図２（ａ），（ｂ）
を用いて説明する。

【００２３】焦点Ｐを通ってｙ−ｘ面の軸線αが、パラ
ボラ曲面（放物線曲面）を上下に挟む平面状側壁の一方
の側壁と交わる点を中心として、必要な音響パワーを得
るに十分な口径の喉孔２０を開ける。この喉孔面積は細
長い開口部面積より小さく設計されねばならない。

【００２４】焦点Ｐの点音源から出た平行進行波２１の
行路長は理論通り常に一定となることは周知ではある
が、スピーカは有限の大きさの放射面積をもっているか
ら、例えば喉孔２０内の任意の点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，・・
・Ｐ_nから出た音波は点線２２，２３，２４，・・・と
なり平行とはならない。このことを逆に利用している
と、各点からの行路長は一定とはならず、まちまちであ
る。

【００２５】音の行路長が、ある周波数の波長λのλ／
４、３λ／４、５λ／４に一致したとき音響管が共鳴す
るから、その共鳴周波数はまちまちとなり、図２（ｂ）
に示す如く、イメージ的に周波数領域のＰ₁，Ｐ₂，
Ｐ₃，・・・・Ｐ_nは焦点Ｐから出た音の共鳴周波数の側
帯波となり、音圧の急峻なピーク（点線）が実線の如く
に抑制させる効果がある。つまり、行路２１，２２，２
３，２４，・・・・の平均行路長で音圧が盛り上がる。
（３λ／４）、（５λ／４）の共鳴周波数についても同
様なことが言える。さらに、音響管の長さｌ₁、焦点距
離ｐ、細長い開口部の幅ｗの設計以外に喉孔２０の直径
とスピーカ口径寸法、細長い開口部の高さ（２ｈ）の設
計も重要な要素となる。

【００２６】以上の原理により、効果、特徴を以下にま
とめた。（１）音響管２９は開口部に向かって断面積が規則的に
広がって行くので、従来のものに比し空気の出入れによ
る音響インピーダンスのリアクタンスが少なく、低音域
の音圧低下が少ない。

【００２７】（２）音響管２９の頂点から開口部までの
長さをｌ₁とすると、音響管の長さｌ₁が近似的に、λ／
４、３λ／４、５λ／４に等しくなる周波数の波長で音
響管が共鳴し、音圧が盛り上がる作用がある。そこで、
（λ／４）共鳴を中音域の、例えば６００Ｈｚ近傍で起
こるように音響管長さｌ₁を設計すれば、６００Ｈｚ、
１８００Ｈｚ、３０００Ｈｚに大きな音圧の盛り上がり
が期待でき、スピーカの能率が向上する。

【００２８】（３）音響管は開口部に向けて断面積が徐
々に広がるから、聴感的に音の奥まった感じやホーン臭
い感じが改善されるものである。

【００２９】（実施の形態２）図４は本発明の電気音響
変換システムの第２の実施形態を示し、図４（ａ）は同
システムの斜視図を示す。図４（ａ）に示す例の場合、
前記音響管２９に電気音響変換器として長円形スピーカ
或いは楕円スピーカ３９を取付けた。図４（ｂ）は平面
状側壁３０，３１がテーパをもっている場合の断面図、
図４（ｃ）は平面状側壁３０，３１が平行な場合の断面
図である。図４（ｄ），（ｅ）は長円形スピーカ３９を
取外した音響管の平面図を示し、焦点近傍Ｐに対応して
平面状側壁３０に開けられた長円形の喉孔４０ａ，４０
ｂを有している。図４（ｅ）は長円形スピーカ３９の長
径をｘ軸に直角に配置した場合を示し、音響管２９の閉
側壁３２はＯ−Ｅ間とＥ−Ｆ間とが異なる放物線曲面４
２でつながれた例を示した。異なる曲面４２はＥ−Ｆ間
の距離に応じて曲率（円の一部）、或いは直線であって
も良い。尚、４１は長円形スピーカ３９を取付けるタッ
プ穴である。

【００３０】放物線曲面の閉側壁３２を２〜３ヶの異な
る曲面の集合である複合曲面（焦点距離ｐを異ならせる
場合が多い）で設計する場合を図５を用いて説明する。

【００３１】図５（ａ）は音響管の全長ｌ₁を変えず
に、焦点Ｐ₁、長さｌ₂の放物線曲面４３にＰ₁より奥ま
った所に焦点Ｐ₂が在る放物線曲面４４をＧ点でつな
ぎ、さらにｘ方向に距離ｌ₃のＨ点で、Ｈ−Ｆ間を距離
ｌ₄の曲率４５で結んだ場合を例示した。具体的な設計
寸法は、ｌ₁＝１４０ｍｍｈ＝９１ｍｍＰ₁＝３０ｍｍｌ₂＝６０ｍｍｌ₃＝５０ｍｍｌ₄＝３０ｍｍ４３の曲線はｙ²＝１２０ｘ、単位［ｍｍ］４４の曲線はｙ²＝１５（ｘ＋４２０）単位［ｍｍ］４５の曲線は６５０Ｒの曲率単位［ｍｍ］となり、図５（ｂ）に示す実測特性が得られ、図２
（ｂ）の単なる１つの放物線曲面と比較すると、平行進
行波の焦点を見かけ異ならしめ、（λ／４）、（３λ／
４）の共鳴周波数の上下に側帯波ができ、鋭い共振のピ
ークを抑圧しているのが分かる。

【００３２】このように音響管は開口部に向けて、その
閉側壁を複数の放物線曲面或いは楕円曲面、曲率（円の
一部）、直線面で順次につなぎ合わせて出来る閉側壁か
ら構成すれば、（λ／４）、（３λ／４）の共鳴周波数
のピークを抑制することが出来る。

【００３３】（実施の形態３）図６は本発明の電気音響
変換システムの第３の実施形態を示し、図６（ａ）は同
システムに使用する音響管の斜視図である。図６（ａ）
に示すように、放物線曲面或いは楕円曲面を含む閉側壁
３２の焦点Ｐ_Aに対応した平面状側壁３０に開けられた
長円形の第１の喉孔４０の中に、放物線曲面或いは楕円
曲面を持つ第２の小さい閉側壁４６の焦点Ｐ_Bが在るよ
うにしてｘ軸とほぼ同軸にして設け、同軸型の音響管を
構成している。４１は長円形スピーカユニットを取付け
るためのタップ穴である。その第２の閉側壁４６よりな
る第２の音響管の長さｌ_Bを前述の（λ／４）、（３λ
／４）、（５λ／４）の共鳴周波数の間に入るように設
計すれば、音圧の盛り上がる周波数ピッチが細かくなる
と共に、第１の喉孔４０付近で高音が打ち消し合った
り、干渉し合ったりするのを防ぐ等化器の働きをし、音
圧周波数特性を平坦に近づけることが出来る。

【００３４】図６（ｂ）は平面状側壁３０を取外した幾
何学的な平面図で、第１の音響管の閉側壁３２の焦点Ｐ
_Aに対応する第１の喉孔４０の中に、２〜３ヶの複数の
小さな閉側壁４６，４７の焦点Ｐ_B，Ｐ_Cが在るように同
軸上に配設した別な例を示してある。

【００３５】同様に、第１の喉孔２０が円形の場合で
も、同軸型の音響管を作ることが出来る。複数の音響管
の長さが非常に短い場合は、閉側壁４６，４７の開口部
近くを直線で設定しても特性的には大差はなかった。

【００３６】このように比較的大きな放射面積のスピー
カユニットを喉孔４０を塞ぐように取付けると共に、も
う一つの小さな音響管の焦点が平面状側壁に開けた喉孔
４０の中に在るように設計し、且つ小さな音響管の長さ
ｌ_Bを前述の６００，１８００，３０００Ｈｚの間に入
るように設計すれば、音圧の盛り上がる周波数ピッチが
細かくなり、周波数特性が平坦に近づき、聴感的な音の
癖（音が奥まった感じ、鼻づまりの感じ、ホーン臭い感
じ）が改善される。

【００３７】第３の実施形態では、複数の放物線曲面、
或いは楕円曲面の焦点と音響変換器の放射面とを１つの
喉孔４０で共有させ、（λ／４）、（３λ／４）の共鳴
での音圧の盛り上がる周波数ピッチを細かくして、特性
を平坦化することができる。

【００３８】（実施の形態４）図７は本発明の電気音響
変換システムの第４の実施形態を示す。

【００３９】図７に示すように第１の音響管の中に、平
面状側壁３０の第１の喉孔４０とは別に新たに小さな第
２の喉孔４９を開け、焦点Ｐ_dを有するもう１つの閉側
壁４８を同軸上に設けた。この音響管に対してはスピー
カユニットで第２の喉孔４９を塞ぐように取付け、主に
中高音域再生専用に使われる。

【００４０】このように第４の実施形態では、音響管の
中にもう一つの小さな閉側壁４８でなる音響管を同軸に
設置して、スピーカユニットを２ヶ使用して低中音再生
用、高音再生用の２ｗａｙ再生方式を採用することが出
来る。高音再生用の第２の電気音響変換器としてセラミ
ックツイータを採用すれば、第１の音響管の扁平性が維
持できる。

【００４１】尚、閉側壁４８はクロスオーバー周波数付
近の位相干渉を防ぐために、同軸から意識的にずらした
方が良い場合もあり、同軸上とは限らぬものである。

【００４２】（実施の形態５）図８は本発明の電気音響
変換システムの第５の実施形態を示す。図８（ａ）は音
響管２９の開口部３３の長手方向をｘ軸に対してある角
度θでカットした切り口を示し、スピーカユニットを取
外した音響管の斜視図である。図８（ｂ）はその動作説
明のための平面幾何学的な原理図である。本例の場合、
焦点Ｐから出た音は全て平行進行波ではあるが、その行
路５０，５１，５２は開口部を斜めにθ角度でカットし
たため、図２（ａ）の原理図とは異なり一定ではない。
従って、共鳴する周波数は一定とはならず、急峻な音圧
の盛り上がりが抑制される。

【００４３】また、焦点以外の点Ｐ₄，Ｐ₅，Ｐ₆，・・
・・Ｐ_nから出た音波の行路５３，５４，５５，・・・
は図２（ａ）とはさらに平行度がずれ、音圧の盛り上が
りを抑制する効果が得られる。また、開口部の高さｈ方
向に定在波が立つのを防ぐ効果もある。図８（ｃ）は焦
点Ｐからずれた位置に開けられた喉孔２０−１を示し、
喉孔２０−１の中心Ｐ−１は元のｘ軸上の喉孔２０の円
内に在るようにｘ軸から意図的にずらして、急峻な音圧
の盛り上がりを抑制することが出来る。

【００４４】このように喉孔２０を焦点近傍から意図的
にずらしたり、音響管２９を細長い開口部の長手方向に
斜めカットしたりして、（λ／４）、（３λ／４）の共
鳴周波数のピークを抑制し、平坦な周波数特性にするこ
とが出来る。

【００４５】（実施の形態６）第１の音響変換器として
コーン形スピーカを選択した場合、コーン５６と平面状
側壁３１との間に比較的大きい音響空間が出来る。この
音響空間はしばしば、ある特定の周波数領域で音響結合
に弊害を与える。例えば、本例では、２〜５ｋＨｚの中
高域の領域で音響結合が悪く、周波数特性上に大きなデ
ィップが出来る。これを改善するために、図９に示す位
相等化器を用いた。

【００４６】図９（ａ）は本発明の電気音響変換システ
ムの第６の実施形態を示す。図９（ａ）に示すように、
コーン形スピーカ３４の音響放射するコーン５６と平面
状側壁３１との間に出来る音響空間内に位相等化器６４
を配設してある。この場合、コーン５６から放射した音
波５７，５８，５９は位相等化器６４の反射面６３によ
り平面状側壁３１と平行に反射し、且つ放射状に反射す
る音波６０，６１，６２を得るように、位相等化器の反
射面６３の傾き角δが設計される。傾き角δはコーン５
６のα軸との傾きにより変化し、コーン５６の形状が決
まれば一義的に決定される。

【００４７】図９（ｂ）は位相等化器６４のみの斜視図
である。閉側壁３２の原点Ｏ付近と反射面６３との間の
空間では音波が溜り、干渉し合うので、ｙ軸方向に反射
するようにフィン６６を形成する。図９（ｃ）は長円ス
ピーカ、あるいは楕円スピーカを使った場合の位相等化
器６５である。同様に、６３は反射面、６７はフィンで
ある。

【００４８】このように第６の実施の形態では、スピー
カコーン５６と喉孔２０の音響的結合において、コーン
面と相対する平面状側壁とで出来る音響空間内に、コー
ン５６から放射する音波がコーン面と平面状側壁との間
で多重反射しないように、音響管の拡開方向と閉側壁に
向かって平面状側壁３１と平行に、また放射状に反射す
るような面６３，６３を持つ位相等化器を配設すれば、
高音域の周波数特性の乱れ、特に、音圧のディップを改
善することが出来る。

【００４９】（実施の形態７）図１０は本発明の電気音
響変換システムの第７の実施形態を示す。

【００５０】図１０（ａ）は第１の電気音響変換器とし
てコーン形スピーカを使用した場合のスピーカ及び平面
状側壁を取外した音響管を分解した平面斜視図を示し、
図１０（ｂ）はｘ軸で切った断面図を示す。音響管２９
内に配置した遮蔽体６８の音波反射面６９は喉孔２０の
円周に沿って凹面状である。反射面６９は必ずしも円弧
状でなく、直線であっても良い。

【００５１】このように遮蔽体６８を設けると、喉孔内
にあって音響管の原点に近い所から放射する音波と開口
部に最も近い所から放射する音波との行路差がλ／２
（λ；波長）、即ち、πだけ位相がずれる周波数で周波
数特性上に大きなディップ（或いは谷）を引き起こすの
を防ぐことができる。

【００５２】（実施の形態８）図１１は本発明の電気音
響変換システムの第８の実施形態を示す。図１１に示す
ように、第１の音響管の第１の喉孔２０（或いは４０）
と電気音響変換器３４との間に、能率向上を目的とし
て、音響的ホーン７１を介在させてある。ここで言う音
響的ホーン７１とは、音波が進行する方向（軸線αに平
行）にそのホーン壁寸法がベッセル関数（例えば、ハイ
パボリック関数、エクスポネンシャル関数）、放物線関
数、１次関数で表されるものを言う。

【００５３】（実施の形態９）図１２は本発明の電気音
響変換システムの第９の実施形態を示す。図１２に示す
ように、受音或いは集音を目的として、閉側壁３２の焦
点Ｐ近傍を通る軸線αが平面状側壁３０と交わる部分に
必要な喉孔７４を開け、電気音響変換器としてマイクロ
ホン７２を装着させてある。７３はマイクロホンの出力
端子である。

【００５４】（実施の形態１０）図１３は本発明の電気
音響変換システムの第１０の実施形態を示す。図１３に
示すように、スピーカユニット３４（或いは３９）の背
面に、所定の容積を有する背気室７５を形成するように
背面カバー（点線の部分がない状態）７６を取付けてあ
る。これは細長い開口部３３から放射される音とスピー
カユニット３４の背面から放射される音とが（或いは、
開口部３３から入った音とマイクロホン７２の背面から
入った音とが）打ち消しあったり（干渉しない）しない
ようにするための遮蔽の目的を有する。

【００５５】（実施の形態１１）図１４は本発明の電気
音響変換システムの第１１の実施形態を示す。本実施形
態の場合、主にＴＶ、パソコン用のブラウン管の左右に
実装し、重低音再生を実現することができる。図１４に
示すようにスピーカユニット３４の背面に所定の容積を
有する背気室７５を設け、低音を背気室７５からポート
７７に導き、さらに所定の音響負荷を持ち、細長い開口
部７８を有するバックロードホーン７９を結合し、その
開口部７８の長手方向（矢印方向）を第１の音響管２９
の開口部３３の長手方向（矢印方向）と直交するように
配置し、第１の音響管２９の開口部３３はブラウン管の
左右に、重低音再生のバックロードホーン７９はブラウ
ン管の上側、又は下側に装着するものである。

【００５６】図１５はＴＶへの具体的な実装例であり、
第１１の実施形態の電気音響変換システムをステレオ用
として左右に装着し、重低音再生のためのバックロード
ホーン７９を採用し、背気室７５，７５の低音をポート
７７及び７７で導き、バックロードホーン７９に合流さ
せる。電気的には右側と左側は３Ｄ方式（３−ディメン
ジョン）によって実現出来る。図１５（ａ）は上面から
見た部分断面図で、図１５（ｂ）はその正面図を示して
いる。平面状側壁３０，３１はブラウン管に沿って折れ
ているが、本発明の目的、効果は変わらない。なお、８
０はブラウン管、８１はＴＶキャビネットを示す。

【００５７】図１６は図５，図６，図７，図８を組み合
わせ、第２の電気音響変換器としてコーン形ツイータを
取付けた２ｗａｙ方式音響特性である。このシステムに
おける特性（実線）と従来システムの特性（点線）とを
比較すると、低中音の出力音圧が高く、周波数特性も比
較的平坦で、良い音質の電気音響変換システムが得られ
た。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電気音響変
換システムは、扁平なパラボラホーン、即ち、相対向す
る一対の平面状側壁間に、放物線曲面或いは楕円曲面を
含む閉側壁を設け、この閉側壁の拡開方向に細長い開口
部を設けた音響的に一端が開放された音響管を有し、前
記閉側壁の焦点近傍を通る軸線が前記平面状側壁のいず
れか一方と交わる部分に喉孔を開け、その喉孔を塞ぐよ
うに電気音響変換器を取付け、音響放射または受音を行
なうものである。

【００５９】したがって、音響管の断面積が喉孔から開
口部まで規則的に拡がって行くから、（ａ）聴感的に、
音が奥まった感じがしない、（ｂ）周波数特性の上で不
規則な乱れがない、（ｃ）音響リアクタンスが少ないの
で、低音域の音圧低下が少ないという効果を奏する。

【００６０】また、焦点近傍を通る軸線が交わる平面状
側壁部分に比較的大きい面積の有るスピーカユニットを
取付けるから、（ｄ）音響管の長さｌが、（λ／４）、
（３λ／４）、（５λ／４）共鳴により音圧が盛り上が
り、能率が向上する、（ｅ）焦点が点音源でないから、
共鳴のピークを抑制出来るという効果を奏する。

【００６１】また、扁平なパラボラホーン形状をしてい
るから、（ｆ）複数の閉側壁（ホーン）を第１の音響管
の中に配設し、周波数特性の平坦化への制御がやり易
い、（ｇ）高音再生専用の閉側壁（ホーン）を設置し、
ツイータを取付け、いわゆる２ｗａｙ方式が可能である
という効果を奏する。

【００６２】さらに、スピーカユニットの背面から出る
音の活用として、（ｈ）重低音再生用の、いわゆるバッ
クロードホーンを付加させ、そのホーンの細長い開口部
はＴＶのブラウン管の上側、或いは下側のいずれにでも
実装できるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）放物線曲面或いは楕円曲面を含
む閉側壁をもつ音響管の説明図

【図２】（ａ）同音響管の動作原理図（ｂ）同音響管の共鳴周波数における音圧の盛り上がり
のための説明図

【図３】（ａ）本発明の第１の実施形態における電気音
響変換システムの斜視図（ｂ），（ｃ）同システムの断面図（ｄ）同システムの音響管の平面図（ｅ）同システムの断面図

【図４】（ａ）本発明の第２の実施形態における電気音
響変換システムの斜視図（ｂ），（ｃ）同システムの断面図（ｄ），（ｅ）同システムの音響管の平面図

【図５】（ａ）本発明の第２の実施形態における電気音
響変換システムに使用する音響管の説明図（ｂ）同音響管の周波数特性図

【図６】（ａ）本発明の第３の実施形態における電気音
響変換システムに使用する音響管の斜視図（ｂ）同音響管の説明図

【図７】本発明の第４の実施形態における電気音響変換
システムに使用する音響管の斜視図

【図８】（ａ）本発明の第５の実施形態における電気音
響変換システムに使用する音響管の斜視図（ｂ）同音響管の動作説明図（ｃ）同音響管の変形例を示す平面図

【図９】（ａ）本発明の第６の実施形態における電気音
響変換システムの断面図（ｂ），（ｃ）同システムに使用する位相等化器の斜視
図

【図１０】（ａ）本発明の第７の実施形態における電気
音響変換システムに使用する音響管の一部切欠斜視図（ｂ）同音響管の要部拡大断面図

【図１１】本発明の第８の実施形態における電気音響変
換システムの断面図

【図１２】本発明の第９の実施形態における電気音響変
換システムの断面図

【図１３】本発明の第１０の実施形態における電気音響
変換システムの切欠斜視図

【図１４】本発明の第１１の実施形態における電気音響
変換システムの一部切欠斜視図

【図１５】（ａ）本発明の第１１の実施形態における電
気音響変換システムの一使用例を示す一部切欠平面図（ｂ）同使用例における正面図

【図１６】本発明の電気音響変換システムと従来の電気
音響変換システムとの比較周波数特性図

【図１７】従来の代表的な電気音響変換システムの音響
特性図

【図１８】（ａ）従来の電気音響変換システムの斜視図（ｂ）同システムの動作説明図（ｃ）従来の電気音響変換システムの他の例を示す斜視
図（ｄ）従来の電気音響変換システムの他の例を示す断面
図

【符号の説明】２０喉孔３０，３１平面状側壁３２閉側壁３３開口部３４電気音響変換器３５取付けビス３６取付部３７取付用タップ穴３８円形ドームスピーカ３９長円形スピーカユニット４０長円形喉孔４１取付用タップ穴４２閉側壁４３，４４，４５閉側壁４６，４７小さい閉側壁４８閉側壁４９第２の喉孔５６コーン形スピーカのコーン面６３位相等化器６４の反射面６４円形の位相等化器６５楕円、或いは長円の位相等化器６６，６７フィン６８遮蔽体７１音響ホーン７２マイクロホン７３マイクロホンの出力端子７４喉孔７５背気室７６背面カバー７７ポート７８開口部７９バックロードホーン８０ＴＶのブラウン管８１ＴＶのキャビネット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する一対の平面状側壁間に、少な
くとも放物線曲面或いは楕円曲面を含む閉側壁を設け、
この閉側壁の拡開方向に細長い開口部を設けた音響的に
一端が開放された第１の音響管を有し、前記音響管の一
対の平面状側壁のいずれか一方の前記音響管の焦点近傍
を通る、又は意図的に多少ずらした点を通る軸線が交わ
る部分に第１の喉孔を設け、前記音響管の平面状側壁に
前記喉孔を塞ぐように第１の電気音響変換器を取付け、
前記音響管から音響放射、または前記音響管に入る音波
を受音させるように構成したことを特徴とする電気音響
変換システム。
【請求項２】音響管の相対する一対の平面状側壁が平
行であることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換
システム。
【請求項３】閉側壁は、複数の放物線曲面或いは楕円
曲面の集合体、或いは曲率面、直線面との集合体で構成
し、閉側壁の拡開方向に順次につなぎ合わせたことを特
徴とする請求項１または２記載の電気音響変換システ
ム。
【請求項４】音響的に一端が開放された第１の音響管
の細長い開口部の長手方向は、閉側壁の拡開方向に対し
任意の角度θを有することを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の電気音響変換システム。
【請求項５】第１の電気音響変換器の放射面と相対す
る平面状側壁とで出来る音響空間内に、放射面から出る
音波が放射面と平面状側壁との間で多重反射しないよう
に、音響管の拡開方向と閉側壁に向かって放射状に反射
するような面形状を有する位相等化器を配設したことを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電気音
響変換システム。
【請求項６】第１の喉孔内に複数の焦点を位置させた
複数の小さい音響管を第１の音響管のｘ軸方向と平行に
配設させ、第１の電気音響変換器の放射面を共有させた
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
電気音響変換システム。
【請求項７】第１の喉孔外に焦点を位置させた第２の
小さい音響管を第１の音響管のｘ軸方向と平行に配設さ
せ、第２の小さい音響管の焦点近傍を通る軸線が平面状
側壁のいずれか一方と交わる部分に第２の喉孔を開け、
この第２の喉孔を塞ぐように高音域再生用の第２の電気
音響変換器を取付けたことを特徴とする請求項１ないし
６のいずれかに記載の電気音響変換システム。
【請求項８】第１，第２の電気音響変換器は楕円若し
くは長円形状のコーンスピーカ、或いは楕円形状若しく
は長円形状ドームスピーカであることを特徴とする請求
項７記載の電気音響変換システム。
【請求項９】第１，第２の電気音響変換器は円形状の
コーンスピーカ、または円形状ドームスピーカ、或いは
セラミック圧電形スピーカであることを特徴とする請求
項７記載の電気音響変換システム。
【請求項１０】第１の電気音響変換器はコンデンサ形
マイクロホン、ダイナミック形マイクロホンであること
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気
音響変換システム。
【請求項１１】第１，第２の電気音響変換器が楕円若
しくは長円形状のコーンスピーカ、或いは楕円形状若し
くは長円形状ドームスピーカであるとき、そのスピーカ
の短径或いは長径を第１の音響管の音の進行方向、即ち
ｘ軸方向に平行に取付けたことを特徴とする請求項８記
載の電気音響変換システム。
【請求項１２】第１の電気音響変換器と前記平面状側
壁に開けられた第１の喉孔との間に、ベッセル関数、放
物線関数、或いは１次関数で設計されるホーンを介在さ
せたことを特徴とする請求項１ないし９、または請求項
１１のいずれかに記載の電気音響変換システム。
【請求項１３】第１の音響管の開口部及び第２の音響
管から出た音、或いは入って来る音と第１，第２の電気
音響変換器の背面から出た音、或いは背面に入る音とが
干渉しないように、前記電気音響変換器の背面に所定の
容積を有する背気室を設けるか、或いは反射板を設けた
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載
の電気音響変換システム。
【請求項１４】音響信号の中高音域を第１の音響管か
ら放射し、低音域を前記電気音響変換器の背面に所定の
容積を有する背気室を介在させて低音再生用の新たなポ
ート及びバックロードホーンに導き、このバックロード
ホーンの細長い開口部を第１の音響管の開口部と直交す
る配置としたことを特徴とする請求項１ないし９または
請求項１１，１２のいずれかに記載の電気音響変換シス
テム。
【請求項１５】第１の電気音響変換器の放射面の内、
開口部に近い部分から放射する音波を、部分的に遮るよ
うに第１の音響管の中に遮蔽体を配設したことを特徴と
する請求項１ないし５に記載の電気音響変換システム。