JPH11313387A

JPH11313387A - ホーンスピーカ

Info

Publication number: JPH11313387A
Application number: JP10120718A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yoshioka; 努吉岡; Yasuhiro Fukunaka; 保弘福中; Yuji Kubota; 裕司久保田; Takeshi Iwayama; 健岩山
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: US6658128B1; JP3732007B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各拡声方向に対する音圧レベル（ポーラパタ
ーン）を制御する。【解決手段】スピーカドライバ２から出力された音
は、音導管３を通って概略偏平形のホーン４に供給さ
れ、このホーン４の開口部４５から拡声される。なお、
音導管３は、ホーン４の上面に結合されており、この結
合部分の形状は、細長い長方形状とされている。従っ
て、ホーン４に対する音の供給源として、直線状の音
源、即ち線状音源が形成されたのと等価な状態となる。
このような状態においては、ホーン４に対する音導管３
の結合位置や結合角度等を変えると、上記線状音源から
放射される音の拡声分布、即ち指向特性が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホーンスピーカに
関し、特に指向特性に特徴のあるホーンスピーカに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば廊下や会議室等の比較的
に広い空間にスピーカを設置する場合、図１４に示すよ
うに、スピーカ１０１を天井１０に取り付けることが多
い。これは、広範囲にわたって音を拡声するためである
が、同図に示すように、１台のスピーカ１０１を真下に
向けた状態で取り付けただけでは、このスピーカ１０１
が拡声（音の放射）の対象としている範囲（空間）に対
して一様に音を拡声することができない。例えば、スピ
ーカ１０１の真下付近に居る聴取者１１０にとっては、
スピーカ１の拡声音が大きく聴こえるものの、スピーカ
１０１から少し離れた場所に居る聴取者１１１に対して
は、上記聴取者１１０に比べて上記拡声音が極端に小さ
くなる。従って、聴取者１１０、１１１がスピーカ１０
１の下方を通過する際、スピーカ１０１から聞こえる拡
声音のレベルが激しく変化するため、違和感を感じた
り、或いは拡声音の内容が聞き取り難い等の問題があ
る。

【０００３】そこで、従来、図１５に示すように、スピ
ーカ１０１を複数台、例えばこれを廊下に設置する場合
には２台設け、これら各スピーカ１０１、１０１をそれ
ぞれ角度を付けて設置することによって、上記問題を解
決していた。即ち、各スピーカ１０１、１０１を、廊下
の伸延方向に沿って配置すると共に、それぞれが出力す
る音を音圧レベルの不足している箇所、例えば各スピー
カ１０１、１０１から廊下の伸延方向に沿って少し離れ
た場所に向けて拡声するように、互いに相反する方向に
傾けた状態で取り付ける。これによって、スピーカ１０
１、１０１から離れた場所、例えば聴取者１１１の居る
場所に対しても大きな拡声音レベルを確保することがで
き、ひいては拡声対象範囲に対して一様な拡声音レベル
を与えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１５に
示す従来技術においては、スピーカ１０１、１０１から
少し離れた場所に対しては大きな拡声音レベルを確保す
ることができるものの、各スピーカ１０１、１０１の真
下付近においては、各スピーカ１０１、１０１の各拡声
音が互いに干渉し、これによって、例えば図１６に示す
ように、ポーラパターン２００上にピークディップ２０
０ａが発生してしまう。従って、スピーカ１０１、１０
１の真下付近においては音圧レベルが不安定となり、場
合によっては、上記図１４よりも不快さを感じたり、或
いは拡声音が聞き取り難くなるという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、スピーカ、詳しくはス
ピーカドライバ（以下、単にドライバという。）を１台
とすることによって、上記のような音の干渉を防止する
と共に、ドライバを１台のみとするにも係わらず、廊下
等の比較的に広い空間に対して一様な音圧レベルを与え
ることのできるホーン形のスピーカを提供することを目
的とする。そして、このようなスピーカだけでなく、例
えば広角度に一定（均一）の音圧レベルを与えることの
できる所謂広指向性のスピーカを実現する等、それぞれ
の用途に応じた指向特性を有するスピーカを提供するこ
とが、本発明の主な目的である。更に、ドライバを複数
台用いた場合でも、上記のような干渉が生じることのな
いホーンスピーカを提供することも、本発明の目的とす
るところである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、入力
端子から入力された電気信号を音に変換するドライバ
と、一端が上記ドライバに結合され、該ドライバの出力
する音を他端側に伝搬する音導管と、上記音導管の他端
に結合され、上記音導管を介して供給される上記音を、
少なくとも１つの平面内の任意の方向に拡声する概略偏
平形のホーンと、を備え、上記音導管を、上記ホーンを
形成する壁面のうちの上記平面に沿う面に結合したもの
である。

【０００７】本請求項１に記載の発明によれば、ドライ
バから出力される音は、音導管内を通って概略偏平形の
ホーン内に供給され、このホーンから少なくとも１つの
平面内の任意の方向に向けて拡声（放射）される。な
お、音導管は、ホーンの上記平面に沿う壁面、即ち偏平
形のホーンの上面または底面（下面）に結合されてい
る。従って、音導管から出力される音は、ホーンの上面
または底面から、ホーンの拡声方向に対して角度を成し
て、ホーン内に供給される。

【０００８】このような構成において、例えば、音導管
が、ホーンの上面または底面において、或る方向に片寄
って結合しているとする。この場合、上記片寄った方向
に対する音の供給量が増大して、その方向に対する音圧
レベルが大きくなる。

【０００９】また、上記平面に対して斜めに傾けた状態
で音導管をホーンに結合すると、その傾けた方向に対し
ては、音波面の進行が整合し難くなり、音の供給量が減
少して、低音圧レベルとなる。一方、上記傾けた方向と
反対方向に対しては、音波面の進行が整合し易くなるの
で、音の供給量が増大し、音圧レベルが大きくなる。

【００１０】即ち、本請求項１に記載の発明によれば、
ホーンに対する音導管の結合位置や結合角度等の所謂結
合状態によって、ホーンの各拡声方向に対する音の供給
量、即ち音圧レベルが変化し、ひいては上記平面上の指
向特性（ポーラパターン）が制御される。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明のホーンスピーカにおいて、上記音導管内の上記
音の伝搬方向を横切る断面が、例えば細長い長方形等の
ような概略直線状に形成されたものである。

【００１２】本請求項２に記載の発明によれば、ホーン
と音導管との結合部分の形状が、概略直線状とされてい
る。これにより、ホーンに対する音の供給源として、直
線状の言わば線状音源が形成されたのと略等価な状態と
なる。そして、この線状音源は、ホーンの各拡声方向に
対して角度を成して、ホーン内に音を供給する。

【００１３】このような状態においては、上記線状音源
からホーン内に供給される音は、上記線状音源の成す直
線の周囲方向に向かって、即ち上記平面において上記線
状音源の成す直線の一側方向と他側方向との２つの方向
に向かって、拡声する。つまり、これら２つの方向に向
けてそれぞれ拡声する２つの音源が存在するのと略等価
な状態となる。よって、スピーカ全体の指向特性（ポー
ラパターン）としては、上記２つの音源の指向特性を合
成したのと略等価な特性が得られる。

【００１４】なお、このように２つの音源の指向特性を
合成したのと等価な特性が得られたとしても、これら２
つの音源は飽くまでも仮想的なものであり、実際の音源
は１台のドライバのみである。従って、スピーカ全体の
ポーラパターン上に、上記２つの音源の各ポーラパター
ンが互いに重なり合う部分が生じたとしても、その部分
には上述した従来技術のようなピークディップ２００ａ
は発生せず、その部分での拡声音レベルが増大する。

【００１５】そして、ホーンに対する音導管の結合位置
や結合角度等の所謂結合状態によって、上記２つの音源
の指向特性がそれぞれ変化し、これによりスピーカ全体
の指向特性が制御される。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明のホーンスピーカにおいて、上記ホーンが、上記
音導管との結合部分から上記平面に沿って概略扇形状に
音を拡声する状態に形成されたものであって、上記音導
管の他端が、上記ホーンとの結合部分において、上記扇
形の略中心から該扇形の円弧を略二分する中点方向に向
かって上記概略直線状の断面を伸延させる状態に構成さ
れたものである。

【００１７】なお、ここで言う（概略偏平形の）ホーン
とは、例えば扇形や半円形の形状のものである。そし
て、この扇形または半円の中心から、その円弧を二分す
る中点方向、例えばこの方向をホーンの前方とすると、
この前方に向かって直線的に伸延する状態に、上記線状
音源が形成される。

【００１８】ここで、例えば、音導管が、上記平面に対
して略垂直を成した状態でホーンに結合しているとす
る。この場合、上記線状音源から放射される音、即ち上
記２つの仮想的な音源から放射される音は、主に、上記
円弧の両端方向に向かって、例えば上記平面を水平方向
に沿って位置させた場合にはホーンの左右方向に向かっ
て、それぞれ拡声される。従って、スピーカ全体の指向
特性としては、ホーンの左右方向に対する音圧レベルが
大きく、ホーンの前方に対する音圧レベルはそれほど大
きくないという特性が得られる。

【００１９】また、例えば、音導管が、上記円弧を二分
する中点方向とは反対の方向、即ちホーンの後方側に、
若干傾いているとする。この場合、音導管からホーン内
に供給される音は、ホーンの前方に向かって若干斜めに
供給されるので、この前方向に対しては、他の方向に比
べて、音波面の進行が整合し易くなる。従って、上記線
状音源から放射される音、即ち２つの仮想的な音源から
放射される音は、主に、ホーンの左右方向よりも若干前
方寄りの方向に向かって拡声され、これにより、ホーン
の左右斜め前方に対する音圧レベルが最大となる。ま
た、ホーンの前方に対しては、上記２つの音源から放射
される各音がそれぞれ合成された状態で拡声されるの
で、この前方に対する音圧レベルは、上記音導管を平面
に対して略垂直に設ける場合よりも大きくなる。よっ
て、スピーカ全体の指向特性としては、例えば、ホーン
の前方から左右斜め前方に至る比較的に広い空間（範
囲）に対して略一様な音圧レベルを与えることのできる
特性、即ち上述した廊下等に天井スピーカとして設置す
るのに適した指向特性を得ることができる。

【００２０】そして、音導管が、例えば上記よりも更に
ホーンの後方側に傾いているとする。この場合、音導管
からホーン内に供給される音の前方向に対する音波面の
整合性が更に向上するので、上記線状音源から放射され
る音は、更にホーンの前方寄りの方向に向かって拡声さ
れる。また、これにより、ホーンの前方に対する音圧レ
ベルが更に増大する。従って、スピーカ全体の指向特性
としては、例えば、ホーンの前方から左右への比較的に
広い角度に対して一定（均一）の音圧レベルを与える所
謂広指向性を実現できる。

【００２１】なお、音導管が、例えばホーンの左右いず
れかの方向に傾いた状態で設けられている場合には、音
導管の傾いた方向に対しては、音波面の進行が整合し難
くなり、よって、この方向に対する音圧レベルは小さく
なる。一方、音導管の傾いた方向とは反対の方向に対し
ては、音波面の進行が整合し易くなり、よって、この方
向に対する音圧レベルは大きくなる。

【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載のホーンスピーカにおいて、上記ホーン内
に、上記音導管を介して上記ドライバから供給される上
記音を所定の拡声方向に案内する案内部を設けたことを
特徴とするものである。

【００２３】本請求項４に記載の発明によれば、ドライ
バから音導管内を通ってホーンに供給される音は、ホー
ン内において、案内部によって所定の拡声方向に案内さ
れる。この案内部による音の案内作用によって、上記所
定の拡声方向に対する音波の進行に不連続が生じるのを
抑制することができる。

【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項１、２、
３又は４に記載のホーンスピーカにおいて、上記ホーン
に対して、上記スピーカドライバと上記音導管とを複数
設け、上記各音導管の各他端をそれぞれ近接した位置に
結合すると共に、上記各音導管の長さを略同一寸法とし
たことを特徴とするものである。

【００２５】本請求項５に記載の発明によれば、複数の
ドライバを設けているので、より大きい音圧レベルを得
ることができる。また、複数の音導管を設けているの
で、指向特性をより微妙に制御できる。

【００２６】なお、各ドライバから各音導管を通ってホ
ーン内に供給される音は、ホーン内において互いに干渉
し合うが、比較的に低い周波数領域においては、上述し
た従来技術のようなピークディップ２００ａは発生しな
い。即ち、ピークディップという現象は、一般に、周波
数の等しい複数の音が、互いに位相がずれた状態で干渉
し合ったときに発生し、詳しくは、各音の位相が１／２
波長（λ／２）ずれているときには各音は互いに打ち消
し合い、各音の位相が１波長（λ）ずれているときには
各音が互いに増強し合い、これによってピークディップ
という現象が生じることが知られている。従って、各音
の経路差が大きいほど低周波領域でピークディップが発
生し、経路差が小さくなるほどピークディップが発生す
る周波数領域は高くなることになる。

【００２７】これに対して、本請求項５に記載の発明に
よれば、ホーンに対して各ドライバの音の出口となる各
音導管の端部、即ち各音導管のホーンに対する音の供給
口（音源）が、それぞれ近接しており、また、各音導管
の長さ、即ち各ドライバからホーンまでの距離を略同一
としているので、ホーン内における各ドライバの音の経
路差は僅かなものとなる。従って、ホーン内において、
上記経路差に応じたピークディップが発生するものの、
その周波数は高く、比較的に低い周波数領域においては
ピークディップは発生しない。つまり、ホーンに対する
各ドライバの音の供給口、即ち各音導管の結合部を、そ
れぞれ可聴周波数の波長λよりも短い距離、例えばλ／
２以下、詳しくはλ／３乃至λ／５程度の距離に近接し
て設けることによって、可聴周波数領域におけるピーク
ディップの発生を防止できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明に係るホーンスピーカの一
実施の形態について、図１から図１２を参照して説明す
る。

【００２９】図１は、本実施の形態のスピーカ１の外観
斜視図、図２は、三面図と主要部分の断面図である。な
お、このスピーカ１は、その取り付け方向が特に限定さ
れるものではないが、本実施の形態においては、説明を
簡明にするために、図２（ｂ）に示す正面図を基準とし
て、その上下及び左右方向を本スピーカ１自体の上下及
び左右方向とし、紙面の表裏方向を本スピーカ１自体の
前後方向として説明する。

【００３０】図１及び図２において、２は、図示しない
入力端子から入力される電気信号を音に変換するドライ
バで、このドライバ２は、上記電気信号を変換して得た
音を音波放出面２１から放出する。音波放出面２１は、
真下に向けられた状態で音導管３の一端に結合されてお
り、この音導管３内に上記音を放出する。なお、このよ
うなドライバ２は、一般に、電気−音響変換機構によっ
て、例えば動電（ダイナミック）形や電磁（マグネチッ
ク）形、或いは電歪形や放電形等に分類されるが、この
ドライバ２の電気−音響変換機構がどのようなものであ
るのかについては、本発明の特徴に直接関係しないの
で、ここでは特に限定しない。

【００３１】音導管３は、上記一端に供給されたドライ
バ２の放出音を他端側に伝搬するもので、例えばＡＢＳ
樹脂等の硬質樹脂製の四角管とされている。ただし、こ
の四角管を形成する４つの壁面３１乃至３４のうち、左
右に位置する壁面３１及び３２については、互いに平行
かつ近接した状態で、ドライバ２の音波放出面２１から
略垂直に真下に向かって伸延している。また、後方の壁
面３３についても、上記左右の壁面３１及び３２と同様
に、これらに直角を成した状態で、ドライバ２の音波放
出面２１から略垂直に真下に向かって伸延している。そ
して、前方に位置する壁面３４は、これと隣り合う左右
の壁面３１及び３２と略直角を成すと共に、ドライバ２
の音波放出面２１から下方に向かうに従って前方に傾斜
する状態に設けられている。従って、この音導管３の一
端から他端（即ち下方）に向かう方向を横切る断面は、
他端に向かうに従って前方に細長く伸延する長方形状と
なる。そして、この音導管３の上記音の出口となる他端
は、その開口部が略水平に沿うように形成されており、
この他端に、ホーン４が結合されている。

【００３２】ホーン４は、２枚の湾曲板４１、４２と、
これら２枚の湾曲板４１、４２に結合した概略長方形の
側壁板４３とによって構成されており、外観上は、例え
ば一般に知られているラジアル形やセクトラル形等のも
のと類似した概略偏平形のものである。即ち、２枚の湾
曲板４１、４２は、それぞれ略同一形状のもので、例え
ば丸底の中華鍋を半円状に略半分に切断したような形状
をしている。そして、それぞれの外周縁を揃えると共
に、各外周縁のうち円弧の部分を互いに平行にし、かつ
互いの凸面側を若干の距離を隔てて対向させた状態で、
上記切断部分に対応する後方側の側縁部分を側壁板４３
の前面に結合させている。更に、各湾曲板４１、４２の
左右両端縁は、側壁板４３の左右両側縁に揃えられてお
り、これによって各湾曲板４１、４２の外周縁の円弧部
分と側壁板４３の左右両側縁とによって外側に向かって
開口した閉ループが形成されている。なお、側壁板４３
の左右両端部は、それぞれ後方側に若干湾曲しており、
この湾曲した形状に合わせて、湾曲板４１、４２の左右
両端部もまた、後方側に若干鋭利に突出した形状とされ
ている。

【００３３】また、上記２枚の湾曲板４１、４２のうち
上方にある湾曲板４１については、上記半円の略中心に
相当する位置、即ちこの湾曲板４１の左右方向における
略中央でかつ側壁板４３に近接した位置に、上述した音
導管３の他端側の開口部と略同じ大きさの細長い長方形
の貫通孔４４が、前後に伸延する状態に穿設されてい
る。そして、この貫通孔４４の開口周縁と、上記音導管
３の他端側の開口部周縁とを一致させた状態で、この湾
曲板４１（即ちホーン４）と上記音導管３の他端とが結
合されている。

【００３４】従って、上記音導管３の他端から出力され
る音は、上記貫通孔４４を介して、湾曲板４１、４２と
側壁板４３とによって囲まれた空間、即ちホーン４内に
供給される。そして、このホーン４内に供給された音
は、外側に向かって、即ち上述した閉ループ側に向かっ
てホーン４内を伝搬し、外部へと放出される。従って、
このホーン４によれば、貫通孔４４が、このホーン４に
対する上述したドライバ２の音の供給口となる喉部（ス
ロート）に相当する。そして、音の放出口となる上記閉
ループに囲まれた空間４５が、開口部（マウス）に相当
する。なお、各図から明らかなように、開口部４５から
放出される音は、主に、側壁板４３よりも前方で、かつ
貫通孔４４が穿設された位置を略中心として放射状に
（半円の半径方向に）、即ち扇形状に、概略水平面に沿
って拡声される。

【００３５】更に、下方にある湾曲板４２の上面には、
上記貫通孔４４の左右方向における略中央に対向する位
置に、貫通孔４４側に向けて突出した案内部４６が設け
られている。この案内部４６は、貫通孔４４を介してホ
ーン４内に供給された音を、所定の方向に案内するもの
で、ここでは、この案内部４６として、細長い概略山脈
状のものを用いている。そして、この概略山脈状の案内
部４６を、貫通孔４４の長さ方向（前後方向）に沿って
伸延させており、これによって、図２（ｄ）に矢印で示
すように、ホーン４内に供給される上記音を左右方向に
案内している。この案内部４６の案内作用により、音導
管３とホーン４との音響的な接続が滑らかになり、音導
管３からホーン４内に供給される音に音響的な不連続が
生じるのを抑制できる。

【００３６】なお、図１及び図２における４７は、丸棒
状の支持棒で、この支持棒４７は、上記貫通孔４４が設
けられた位置から斜め前方の位置に、各湾曲板４１、４
２間に略垂直に２本ずつ設けられており、これによっ
て、各湾曲板４１、４２間を互いに支持している。ま
た、側壁板４３には、ドライバ２との物理的な干渉を避
けるために切り欠いた切欠部４８を設けている。

【００３７】ところで、本実施の形態によれば、上記の
ように、ホーン４に対する音の供給口となる貫通孔４４
を、ホーン４の前後方向に細長く伸延する長方形状とし
ている。従って、ホーン４に対する音の供給源として、
直線状の所謂線状音源（以下、貫通孔４４と同一符号を
用いる。）を形成したのと略等価な状態となる。そし
て、この線状音源４４を、ホーン４を形成する上方側の
湾曲板４１上に設け、これによって、ホーン４の拡声方
向に対して角度を成してホーン４内に音を供給するよう
構成している。

【００３８】このような構成においては、線状音源４４
からホーン４内に供給される音は、主に、線状音源４４
の成す直線の周囲方向に向かって、即ちホーン４の左右
に向かって、拡声される。つまり、これら２つの方向に
向けてそれぞれ拡声する２つの音源が存在するのと略等
価な状態となり、これを概念的に表わすと、図３のよう
になる。即ち、同図に示すように、ドライバ２と音導管
３とから成る音源が２つ存在し、これら各音源による指
向特性が、同図に一点鎖線５ａ、５ｂで示すように、そ
れぞれホーン４の左右両側に形成されるのと略等価な状
態となる。

【００３９】ただし、上記各音源による指向特性５ａ、
５ｂは、同図に示すように、ホーン４の左右真横方向よ
りも若干前方（同図の下方）側に片寄った特性、即ちホ
ーン４の左右斜め前方に対する音圧レベルが最大となる
ような特性となる。これは、音導管３を形成する前方側
の壁面３４が、上述したように、ドライバ２からホーン
４に向かうに従って前方に傾斜しているためである。即
ち、この壁面３４の傾斜により、ドライバ２から音導管
３を介してホーン４内に供給される音が、ホーン４の前
方に向かって若干斜めに供給される。これによって、ホ
ーン４の前方に対する音波面の進行が、他の方向に比べ
て整合し易くなり、その結果、各音源による指向特性５
ａ、５ｂが、上記のように若干前方側に片寄った特性と
なる。

【００４０】このように、本実施の形態によれば、上記
２つの音源が形成されたのと等価な状態となるので、ス
ピーカ１全体の指向特性（ポーラパターン）としては、
図４に実線５で示すように、上記各音源の指向特性５
ａ、５ｂを合成したのと略等価な特性が得られる。これ
により、同図に二点鎖線の直線５０で示すように、ホー
ン４の前方（同図の下方）から左右斜め前方に至る比較
的に広い領域に対して略一様な音圧レベルを与えること
のできる特性５が得られる。

【００４１】なお、このように２つの音源の指向特性５
ａ、５ｂを合成したのと略等価な特性５が得られたとし
ても、これら２つの音源は飽くまでも仮想的なものであ
って、実際の音源は、１台のドライバ２のみである。よ
って、スピーカ全体の指向特性（ポーラパターン）５に
は、上述した従来技術のようなピークディップ２００ａ
は発生しない。

【００４２】従って、上述した廊下等の直線状の聴衆エ
リアに対して一様に音を拡声したい場合には、図５に示
すように、本実施の形態のスピーカ１を、天井１０に設
置すれば、ここで拡声対象とする領域に対して、一様な
音圧レベルを与えることができる。また、このとき、ポ
ーラパターン５上に上記のようなピークディップ２００
は生じないので、聴取者（図示せず）に対して不快さを
与えたり、拡声音が聴き取り難くなる等という問題も起
こらない。即ち、上述した従来技術の問題点を解決でき
る。

【００４３】なお、本実施の形態においては、本発明を
廊下等の天井スピーカに応用する場合について説明した
が、これに限らない。例えば、壁面に設置したり、或い
はエンクロージャ内に収容したりする形式のスピーカ
等、天井スピーカ以外の用途にも、本発明を適用でき
る。

【００４４】また、ドライバ２から音導管３を介してホ
ーン４内に供給される音波に、音響的な乱れが生じない
ように案内部４６を設けたが、上記音響的な乱れが生じ
る恐れがない場合には、特に案内部４６を設ける必要は
ない。

【００４５】そして、ホーン４の上面及び底面に相当す
る壁面を、それぞれ湾曲板４１、４２で形成することに
より、ホーン４内の空間が、ホーン４の内側（音導管３
が設けられている位置）から外側（開口部４５）に向か
って上下方向に指数関数（Exponential ）的に広がるよ
う構成したが、これに限らない。即ち、スピーカ１の用
途に応じて、ホーン４の形状を変えてもよい。例えば、
上記湾曲板４１、４２として、それぞれの面の凹凸が本
実施の形態とは逆ものを用いることによって、ホーン４
内の空間が、ホーン４の内側から外側に向かって上下方
向に放物線（放物面：parabolic ）的に変化するよう構
成してもよい。また、ホーン４の上面及び底面を湾曲さ
せるのではなく、各面をホーン４の内側から外側に向か
って直線的に形成することによって、ホーン４内の空間
が、ホーン４の内側から外側に向かって上下方向に一定
の比率で広がるよう構成してもよい。更に、ホーン４の
上面及び底面に相当する壁面を、互いに略平行を成す平
板で形成することにより、ホーン４の形状を、上述した
ラジアル形ホーンと略等価な形状としてもよい。

【００４６】また、ホーン４の後方寄りの位置に音導管
３を結合したが、例えば図２（ａ）におけるＰ点のよう
な、前方寄りの位置に結合してもよい。この場合、ホー
ン４の前方側に対する音圧レベルが若干増強すると共
に、ホーン４の後方側、特に左右斜め後方側にも音波が
拡声される等、スピーカ１の指向特性が変化する。勿
論、スピーカ１の用途に応じて、ホーン４の上記Ｐ点以
外の位置に、音導管３を結合することにより、指向特性
を変えてもよい。

【００４７】更に、ホーン４に対する音導管３の結合角
度を変えることによって、スピーカ１の指向特性５を変
えてもよい。例えば、図６に矢印２０で示すように、音
導管３を、ホーン４の後方側に傾けると、音導管３から
ホーン４内に供給される音波面の進行が、ホーン４の前
方に対してより整合し易くなる。これによって、上述し
た２つの音源の各指向特性５ａ、５ｂ（同図には示さな
い）が、更に前方側に片寄るので、結果的に、ホーン４
の前方（正面）に対する音圧レベルが、同図に矢印５１
で示すように増大して、例えば同図に一点鎖線５１ａで
示すような指向特性が得られる。

【００４８】そこで、この図６の技術を応用すれば、例
えば図７に示すような広指向性のスピーカを実現でき
る。即ち、音導管３を、ホーン４の後方側に更に傾ける
と、上述した２つの音源の各指向特性５ａ、５ｂ（同図
には示さない）が、更に前方側に片寄る。これによっ
て、ホーン４の左右両側に対する音圧レベルは低下する
ものの、ホーン４の正面に対する音圧レベルは更に増大
する。従って、ホーン４（スピーカ１）の左右斜め前方
（同図の左右斜め下方）に対する音圧レベルと、スピー
カ１の正面（同図の下方）に対する音圧レベルとが、略
同レベルになる程度に、ホーン４に対する音導管３の結
合角度を後方側（同図の上方側）に傾斜させれば、同図
に実線５で示すように、スピーカ１の左右広角度θに対
して、略一定（均一）の音圧レベル（スピーカ１の正面
の音圧レベル（最大レベル）から−６ｄＢの範囲内のレ
ベル）を与えることができ、即ち広指向性を実現でき
る。

【００４９】ここで、例えば、一般のスピーカ（例えば
上述した従来技術のスピーカ１０１）の指向特性を、図
７に一点鎖線５３で示す。この一般のスピーカの指向特
性５３と、本実施の形態の応用例の指向特性５とを比較
して判るように、一般のスピーカによって略一定の音圧
レベルを与えることのできる指向角φよりも、本実施の
形態の応用例による上記指向角θの方が遥かに大きい。
因みに、一般のスピーカによる指向角φは、φ＝９０度
乃至１００度程度であるのに対して、本実施の形態の応
用例によれば、上記指向角θとして、例えばθ＝１２０
度以上の広指向性を実現できる。

【００５０】なお、この図７に示す応用例では、拡声対
象とする角度θに対して、略一定の音圧レベルを与える
ことを目的としているので、ホーン４の開口部（マウ
ス）４５を、上述した図１及び図２に示す概略半円状の
ホーン４ほど広く開ける必要はない。例えば、開口部４
５における放射インピーダンス等を考慮すれば、開口部
４５の大きさ（開き角）は、拡声対象とする角度θを満
足する程度の大きさとするのが望ましい。この場合、ホ
ーン４の形状は、例えば図８に示すように、上記角度θ
を満足する程度の開口部４５を有する概略扇形状とすれ
ばよい。また、この図８に示すホーン４に代えて、例え
ば図９に示すように、上記図８のホーン４の前方の円弧
部分を切り取ったような形状としてもよい。

【００５１】また、本実施の形態においては、ドライバ
２を１台のみとしたが、このドライバ２を複数台設ける
ことによって、拡声音レベルの増強を図ってもよい。た
だし、この場合、上述した従来技術のようなピークディ
ップ２００ａの発生を防止するために、次のように構成
する。

【００５２】即ち、ピークディップという現象は、一般
に、周波数の等しい複数の音が、互いに位相がずれた状
態で干渉し合ったときに発生することが知られている。
例えば、各音の位相が１／２波長（λ／２）分ずれてい
るときには各音は互いに打ち消し合い、各音の位相が１
波長（λ）分ずれているときには各音が互いに増強し合
い、これによってピークディップという現象が生じる。
つまり、各音の経路差が大きいほど低周波領域でピーク
ディップが発生し、経路差が小さくなるほどピークディ
ップが発生する周波数領域は高くなる。従って、複数台
のドライバを用いる場合は、各ドライバから出力される
音の経路差を小さくして、ピークディップが発生する周
波数領域が可聴周波数領域よりも高くなるように構成す
れば、聴感上、実質的にピークディップの発生を防止で
きることになる。

【００５３】そこで、例えば２台のドライバを用いる場
合、例えば図１０に示すように構成すればよい。同図に
示すように、このスピーカ１は、上述したドライバ２及
び音導管３と同一のドライバ２ａ及び音導管３ａを更に
もう一台ずつ設け、これらを上記ドライバ２及び音導管
３と上下対象となるように、下方の湾曲板４２に結合し
たものである。勿論、湾曲板４２の上記音導管３ａが結
合される部分には、上方の湾曲板４１の貫通孔４４と同
様の貫通孔４４ａが穿設されている。なお、同図におい
て、４６ａは、各ドライバ２、２ａから音導管３、３ａ
を介してホーン４内に供給される音を左右方向に案内す
る案内部で、例えば上述した図２に示す案内部４６を２
つ張り合わせたのと同様な形状をしており、例えば側壁
板４３に結合されている。

【００５４】上記構成によれば、ホーン４に対する各ド
ライバ２、２ａの音の供給口が近接すると共に、各ドラ
イバ２、２ａからホーン４までの距離Ｌ_１、Ｌ_２が
それぞれ同一寸法となる。従って、各ドライバ２、２ａ
から音導管３、３ａを介してホーン４に供給される各音
は、ホーン内において互いに干渉し合い、これによって
ピークディップが発生するものの、上記構成により、各
音の位相差は僅かなものとなるので、ピークディップの
発生する周波数領域は高くなる。従って、各ドライバ
２、２ａの音の供給口間の距離Ｄを、可聴周波数の波長
λよりも短い距離、例えばＤ＝λ／２以下、詳しくはＤ
＝λ／３乃至λ／５程度（約６ｍｍ乃至３．５ｍｍ程
度）とすれば、可聴周波数領域におけるピークディップ
の発生を防止できる。

【００５５】また、上記図１０とは別に、例えば図１１
に示すように構成してもよい。即ち、各音導管３、３ａ
の他端を、それぞれ湾曲板４１（又は４２）上の近接し
た位置、例えば同一箇所に、左右斜めに傾けて結合す
る。このように構成することによって、スピーカ１の拡
声音レベルを増強させるだけでなく、例えば同図に矢印
２２、２２ａで示すように、ホーン４に対する各音導管
３、３ａ（ドライバ２、２ａ）の左右方向の傾き角度を
調整することによって、例えば図１２に矢印５２、５
２、・・・で示すように、指向特性（ポーラパターン）
５をより微妙に制御することができる。更に、図１２に
矢印２３、２３ａで示すように、ホーン４に対する各音
導管３、３ａ（ドライバ２、２ａ）の前後方向の傾き角
度を調整することによっても、上記指向特性５を制御で
きる。

【００５６】

【実施例】上述した図１及び図２に示すスピーカ１にお
いて、拡声音の周波数ｆをｆ＝１２５０Ｈｚ、２５００
Ｈｚ、５０００Ｈｚ、１００００Ｈｚとしたときのポー
ラパターンを、図１３（ａ）乃至（ｄ）にそれぞれ示
す。同図に示すように、各周波数ｆにおいて、上述した
図４に示すポーラパターン５と同様、スピーカ１の前方
から左右斜め前方に至る範囲に対して一様の音圧レベル
を与えることのできるポーラパターン、即ち直線状の聴
衆エリア、例えば廊下等の天井スピーカとして設置する
のに適したポーラパターンが得られることが判る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明の
ホーンスピーカによれば、ホーンに対する音導管の結合
位置や結合角度等の結合状態によって、指向特性（ポー
ラパターン）を制御することができる。従って、スピー
カの用途に応じた指向特性を実現できるという効果があ
る。

【００５８】請求項２に記載の発明のホーンスピーカに
よれば、ホーンに対する音の供給源として線状音源を形
成することによって、１台のドライバにより仮想的に２
つの音源を設けたのと等価な状態を形成している。従っ
て、ホーンに対する音導管の結合状態によって、上記２
つの音源の指向特性を制御することができ、ひいてはス
ピーカ全体の指向特性を制御できるという上記請求項１
と同様の効果を奏する。なお、上記２つの音源は仮想的
なものであり、飽くまでもドライバは１台であるので、
上述した従来技術のようなピークディップ２００ａは発
生しない。従って、聴取者に対して不快感を与えたり、
或いは拡声音が聞き取り難い等という従来技術における
問題点を解消できる。

【００５９】請求項３に記載の発明のホーンスピーカ
は、音を概略扇形状に拡声するもので、ホーンに対する
音導管の結合角度により、スピーカの前方から左右斜め
前方に至る範囲（角度）の音圧レベルを制御できるよう
構成されている。従って、例えば上述した図４に示すよ
うに、スピーカの前方から左右斜め前方に至る比較的に
広い範囲に対して略一様な音圧レベルを与えることので
きる指向特性（例えば直線状の廊下の天井スピーカ等に
用いるのに適した指向特性）を実現できるという効果が
ある。また、例えば、上述した図７に示すように、ホー
ンの前方から左右へ比較的に広い角度に対して一定の音
圧レベルを与えることのできる所謂広指向性のスピーカ
等をも実現できるという効果がある。

【００６０】請求項４に記載の発明のホーンスピーカに
よれば、案内部による音の案内作用によって、音波の進
行に不連続が生じるのを抑制できる。従って、拡声音の
周波数特性に乱れが生じず、安定した拡声音を出力でき
るという効果がある。

【００６１】請求項５に記載の発明のホーンスピーカに
よれば、複数のドライバを設けているので、より大きい
音圧レベルを得ることができる。また、複数の音導管を
設けているので、これら各音導管のホーンに対する結合
角度をそれぞれ調整することによって、指向特性（ポー
ラパターン）をより微妙に制御することができるという
効果がある。そして、複数のドライバを設けていても、
各ドライバの音を、それぞれホーン内の近接した位置に
供給すると共に、各音導管の長さを略同一寸法としてい
るので、比較的に低い周波数、例えば聴感上問題となる
可聴周波数領域におけるピークディップの発生を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るホーンスピーカの一実施の形態を
示す外観斜視図である。

【図２】同実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ
−Ａ断面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】同実施の形態の指向特性を概念的に表わす図で
ある。

【図４】図３から得られるスピーカ全体の指向特性（ポ
ーラパターン）図である。

【図５】同実施の形態を天井スピーカに応用した場合の
イメージ図である。

【図６】同実施の形態により指向特性を変化させる場合
のイメージ図である。

【図７】同実施の形態の応用例を示す図である。

【図８】図７を実現するスピーカの外観斜視図である。

【図９】図８とは別の例の外観斜視図である。

【図１０】同実施の形態の別の応用例を示す図である。

【図１１】上記図１０とは異なる例を示す図である。

【図１２】上記図１１のスピーカを天井に取り付けた状
態を示す図である。

【図１３】同実施の形態の実施例を示すもので、（ａ）
は周波数ｆがｆ＝１２５０Ｈｚ、（ｂ）はｆ＝２５００
Ｈｚ、（ｃ）はｆ＝５０００Ｈｚ、（ｄ）はｆ＝１００
００Ｈｚのときのポーラパターン図である。

【図１４】従来の天井スピーカの使用状態を示す概略図
である。

【図１５】図１４のスピーカを改良した従来例の概略図
である。

【図１６】図１５のスピーカのポーラパターン図であ
る。

【符号の説明】

１スピーカ２スピーカドライバ３音導管４ホーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩山健兵庫県神戸市中央区港島中町７丁目２番１号ティーオーエー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端子から入力された電気信号を音に
変換するスピーカドライバと、一端が上記ドライバに結合され、該ドライバの出力する
音を他端側に伝搬する音導管と、上記音導管の他端に結合され、上記音導管を介して供給
される上記音を、少なくとも１つの平面内の任意の方向
に拡声する概略偏平形のホーンと、を備え、上記音導管を、上記ホーンを形成する壁面のうちの上記
平面に沿う面に結合したホーンスピーカ。
【請求項２】上記音導管内の上記音の伝搬方向を横切
る断面が、概略直線状に形成された請求項１に記載のホ
ーンスピーカ。
【請求項３】上記ホーンが、上記音導管との結合部分
から上記平面に沿って概略扇形状に上記音を拡声する状
態に形成されたものであって、上記音導管の他端が、上
記ホーンとの結合部分において、上記扇形の略中心から
該扇形の円弧を略二分する中点方向に向かって上記概略
直線状の断面を伸延させる状態に構成された請求項２に
記載のホーンスピーカ。
【請求項４】上記ホーン内に、上記音導管を介して上
記ドライバから供給される上記音を所定の拡声方向に案
内する案内部を設けたことを特徴とする請求項１、２又
は３に記載のホーンスピーカ。
【請求項５】上記ホーンに対して、上記スピーカドラ
イバと上記音導管とを複数設け、上記各音導管の各他端
をそれぞれ近接した位置に結合すると共に、上記各音導
管の長さを略同一寸法としたことを特徴とする請求項
１、２、３又は４に記載のホーンスピーカ。