JPS645798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスピーカーシステムの構造に関し、
聴取空間における音響パワー特性を平担にするこ
とにより、より自然な再生を可能にするものであ
る。

聴取者が聴くスピーカーシステムよりの再生音
の大きさは周波数に依存せず一定であることが好
ましい。

したがつて従来においては無響室内において、
スピーカーシステムの前方正面に一定距離をへだ
ててマイクロホンを配置し、スピーカーシステム
への入力周波数を変えて前記マイクロホンで検出
された再生レベルを測定した周波数−音圧特性
（以下周波数特性と記す）が所望する周波数帯域
にわたつて略平担になるように、スピーカーユニ
ツト、ボツクスの形状、大きさ、マルチウエイの
場合にはクロスオーバネットワーク回路の設計が
行なわれている。

このようにして、周波数特性が平担化されたス
ピーカーシステムを購入者が実際に使用する場合
においては室の壁や天井、その他の家具等の反射
により、スピーカーシステムから直接に聴取する
直接音とともに、前記反射による間接音をも同時
に聴取しているのが普通である。

すなわち聴取者は直接音と間接音とを同時に聴
くことにより再生音の大きさを判断しているので
ある。

一方、スピーカーはその再生周波数が高くなる
と指向性が鋭どくなることが知られている。

そして、この指向性の目安となる周波数ｆはｆ
＝ｃ／2πa（但しｃ：音速、ａ：スピーカーの実
効振動半径）である。

そして、この指向性と前記間接音とは密接に関
連している。

すなわち、指向性を有するとはスピーカーの中
心軸前方の空間の音圧に比較して、中心軸から離
れた空間における音圧が小さいことを意味し、間
接音は主としてこの中心軸から離れた空間に放射
される音波によつて生成されるので指向性がする
どくなる程間接音が減少するのである。

たとえば第１−ａ図に示すようにスピーカーの
周波数特性は図において１で示すように略平担な
る周波数特性を有している。

しかるに、当該スピーカを残響室において直接
音、間接音を含めた音響パワー値として測定する
と２のごとく、再生周波数が高い領域において、
音響パワーが低下する。

これはこの周波数帯において、スピーカーの指
向性が鋭どくなる結果、前述のごとく間接音のレ
ベルが減少していることによるものである。

又低音用スピーカーと高音用スピーカーを有す
る２ウエイ型スピーカーシステムにおいても第１
−ｂ図に示すように周波数特性３は略平担であつ
ても音響パワー特性４は低音用スピーカーの高域
再生領域Ａ、及び高音用スピーカーの高域再生領
域Ｂにおいて同様の現象がみられる。

このような現象が発生すると、聴感上音抜け等
として感じられ再生音が不自然となる。

これを防止するために、各スピーカーを指向性
が鋭どくならない周波数帯域のみで使用しようと
すれば、スピーカーの受け持つ帯域が極めて狭く
なるので必要な再生周波数帯域を確保しようとす
るといたずらにスピーカーの数が多くなり、かつ
クロスオーバーネツトワーク回路の設計も複雑に
なる結果極めて高価なものにならざるを得ない。

そこで、この発明では、前記周波数特性には実
質的に影響を与えることなく、前記音響パワー特
性を平担にする為に、前記音響パワーの減少する
周波数において間接音を補うようにしたものであ
り、正面方向を向いたスピーカーの他に、実質的
に後方を向いた補償用スピーカーを配置し、当該
補償用スピーカーの放射音を壁や天井等で反射せ
しめ、前方の聴取空間に間接音を生成せしめるも
のである。ここで実質的に後方を向くとは後方正
面という意味ではなく、補償用スピーカーの放射
軸線が前方を向いていないという意味である。

この発明を説明するため、第２図に示すフルレ
ンジ型スピーカーについて説明する。

第２図において２１は口径38cmのスピーカーで
あり、当該スピーカー２１はスピーカーボツクス
２２の前面板にその放射軸が前方正面を向くよう
に取りつけられている。２３は当該スピーカーボ
ツクス２２にその放射軸が実質的後方を向くよう
に配置された実効振動直径３cmの補償用スピーカ
ーである。

当該補償用スピーカー２３には前記前面スピー
カー２１の音響パワーの減少する周波数帯におい
て駆動されるよう、クロスオーバーネツトワーク
回路又は補償用スピーカー２３自体の周波数選択
特性を利用する等により、入力信号が印加され
る。

第３−ａ図は当該スピーカーシステムの周波数
特性で３１は前面スピーカー２１のみを、３２は
前面スピーカー２１及び補償用スピーカー２３と
同時に駆動した場合を示し、略平担なる特性が得
られるとともに、補償用スピーカー２３は前面ス
ピーカー２１の周波特性にほとんど影響を与えて
いない。

第３−ｂ図は上記スピーカーシステムの音響パ
ワー特性で、図中３３は前面スピーカー２１のみ
の音響パワー特性で約150Hz以上の周波数帯にお
いて音響パワーが減少する。

この周波数帯域において補償用スピーカー２３
による音響パワー特性３４により、全体として平
担なる音響パワー特性３５が得られた。

上記測定値より明らかなように、前面スピーカ
ーの音響パワー減少しはじめる周波数は前述の
ｃ／2πaよりも低い周波数で発生することが分
る。

上記実施例においては約170Hzであるので、補
償用スピーカーの再生周波数帯域は（0.5〜1.0）
ｃ／2πa以上であることが必要である。

この値は、前面スピーカーのコーン紙の形状等
により変わるので、その都度上記範囲において選
択すればよい。

第４−ａ図は前方を向いたスピーカーは実効振
動半径が16cmのコーン型振動板の中心に５cmのセ
ンタードームを配置したスピーカー、補償用スピ
ーカーはホーン型スピーカーを使用したこの本発
明実施のスピーカーシステムの周波数特性で４１
は前面スピーカーのみ、４２は両方を駆動した場
合であり、補償用スピーカーは前面スピーカーに
ほとんど影響を与えていない。

第４−ｂ図は同システムの音響パワー特性で、
４３は前面スピーカー、４４は補償用スピーカー
４５は総合の場合である。

この実施例において前面スピーカーの音響パワ
ーの減少しはじめる周波数は約2000Hzでありこれ
は理論上の値（ｃ／2πa＝640Hz）より高いがこ
れはセンタードームラジエータの使用により前方
スピーカー自体の指向性が改善されているためで
ある。

したがつて、このような場合には前記（0.5〜
1.0）Ｃ／2πa以上の選択された一部の周波数帯域
を補償することにより、本発明の目的を達成でき
るものである。

次に、この発明を２ウエイ型スピーカーシステ
ムに適用した場合について述べる。

第５図において、５１は低音用スピーカー、５
２は高音用スピーカーでスピーカーボツク５３の
前面板にその放射軸を正面方向にして取りつけて
いる。

第１の補償用スピーカー５４及び第２の補償用
スピーカー５５、５５は前記スピーカーボツクス
５３の後方傾斜板５３ｂにその放射軸が実質的に
後方を向くよう（図示のごとく後方上方）に取り
つけられている。

そして、低音用スピーカー５１にはカツトオフ
周波数が1.3kHzのローパスフイルター、高音用ス
ピーカー５２にはカツトオフ周波数が1.3kHzのハ
イパスフイルターにより周波数帯域分割された信
号が入力される。

又第１の補償用スピーカー５４にはカツトオフ
周波数が約ｃ／2πa₁（但しa₁：低音用スピーカー
の実効振動半径12cm）、fc（fcは低音用スピーカー
と高音用スピーカー５２のクロスオーバー周波
数：1.3kHz）のバンドパスフイルター第２の補償
用スピーカー５５，５５にはそれぞれカツトオフ
周波数が約ｃ／2πa₂（但しａ：高音用スピーカー
の実効振動半径２cm）のハイパスフイルタにより
それぞれ周波数帯域分割された信号が入力され
る。

上記構成のスピーカーシステムの周波数特性及
び音響パワー特性を第６−ａ及び第６−ｂ図に示
す。

第６−ａ図は周波特性であつて、６１は前方ス
ピーカー５１，５２のみの特性、６２は前方スピ
ー５１，５２と補償用スピーカー５４，５５，５
５を同時に駆動した場合の特性であり、補償用ス
ピーカー５４，５５，５５は前面スピーカー５
１，５２の周波数特性にほとんど影響を与えてい
ない。

又第６−ｂ図は音響パワー特性であつて、６４
は前面スピーカー５１，５２の音響パワー特性で
６５は補償用スピーカー５４，５５の音響パワー
特性であり、第１の山６５ａは第１の補償用スピ
ーカー５４、第２の山６５ｂは第２の補償用スピ
ーカー５５によるものである。

同図から明らかなように第１及び第２の補償用
スピーカー５４，５５に前述の特定周波数帯域の
入力信号を印加することにより、低音用スピーカ
ー及び高音用スピーカーの高域帯が第１及び第２
の山６２ａ，６２ｂによつてそれぞれ補償でき、
第６−ａ図に示す周波数特性の帯域全般にわたつ
て６３に示すごとく略平担なる音響パワー特性を
得ることができた。

以上に説明した、この発明の変形について述べ
る。

上記実施例について説明した構成において２種
の補償用スピーカー（第１及び第２）を用いてい
るが、これを一種のスピーカーで行うこともでき
る。

すなわち、単一のスピーカーにおいて、低域帯
と高域帯にそれぞれ音響パワー値にピークが発生
するように構成し、第１のピークを低音用スピー
カーの音響パワーの低下する帯域、第２のピーク
を高音用スピーカーの音響パワーの低下する帯域
にそれぞれ合致するように、スピーカー自体の低
域又は高域共振を調整するか、クロスオーバーネ
ツトワーク回路を併用、又はこれのみにより再生
帯域を調整することにより同等の効果を得ること
ができた。

又前面スピーカーが低音用、中音用、高音用ス
ピーカーをそれぞれ用いた３ウエイ型スピーカー
システム以上の場合、補償用スピーカーも３ウエ
イ構成を必要とするが、前面スピーカーの少なく
とも１つを指向性がするどくならない範囲で使用
することにより、補償用スピーカーの少なくとも
１つを省略することも可能である。

この場合は個々の前面スピーカーの受持ち再生
周波数帯域を狭くすることができる３ウエイ以上
のスピーカーシステムに特に有効である。

以上に説明したように、この発明はスピーカー
ボツクスに放射軸を前方に向けて配置した少なく
とも１ケのスピーカーと、その放射軸を実質的に
後方に向けて配置した少なくとも１ケの補償用ス
ピーカーを具備するとともに、当該補償用スピー
カーの再生帯域を前記前方スピーカーの指向性の
するどくなる周波数以上、すなわち前方を向いた
スピーカーの指向性により間接音が減少して音響
パワーの減少する周波数帯、にすることにより当
該補償用スピーカーからの放射音を壁等の反射に
より生成した間接音を聴取空間に提供することに
より、前記音響パワーの減少を補償し、少なくと
も前方を向いたスピーカーの周波数特性の略平担
なる周波数帯域において平担なる音響パワー特性
を得られることができ、音抜け等のない極めて自
然なる再生を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１−ａ図はスピーカーの周波数特性及び音響
パワー特性図、第１−ｂ図は２ウエイスピーカー
システムの周波数特性及び音響パワー特性図、第
２図はフルレンジ型スピーカーシステムにおける
本発明実施スピーカーシステムの断面図、第３−
ａ図及び第３−ｂ図は同スピーカーシステムの周
波数特性及び音響パワー特性図、第４−ａ図及び
第４−ｂ図はフルレンジ型スピーカーシステムに
本発明を実施した他の実施例の周波数特性及び音
響パワー特性図、第５図は２ウエイ型スピーカー
システムおける本発明実施スピーカーシステムの
後面斜視図、第６−ａ図及び第６−ｂ図はそれぞ
れ同スピーカーシステムの周波数及び音響パワー
特性図である。 ２２はスピーカーボツクス、２１はスピーカ
ー、２３は補償用スピーカー、５３はスピーカー
ボツクス、５１は低音用スピーカー、５２は高音
用スピーカー、５４は第１の補償用スピーカー、
５５は第２の補償用スピーカーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スピーカーボツクス２２と、当該スピーカー
   ボツクス２２にその放射軸が前方を向いて取りつ
   けた少なくとも１つのスピーカー２１と、その放
   射軸が実質的に後方を向いて取りつけた少なくと
   も１つの補償用スピーカー２３を具備し、当該補
   償用スピーカー２３の再生周波数帯域が少なくと
   も（0.5〜1.0）ｃ／2πa（但しｃ：音速、ａ：前方
   を向いたスピーカーの実効振動半径）以上で、か
   つ前方を向いたスピーカーの音響パワーの減少す
   る周波数帯域であることを特徴とするスピーカー
   システム。 ２ スピーカーボツクス５３と、当該スピーカー
   ボツクス５３にその放射軸が前方を向いて取りつ
   けた少なくとも低音用スピーカー５１および高音
   用スピーカー５２と、その放射軸が実質的に後方
   を向いて取りつけた第１の補償用スピーカー５４
   および第２の補償用スピーカー５５を具備し、当
   該第１の補償用スピーカー５４の再生周波数帯域
   が少なくとも（0.5〜1.0）ｃ／2πa₁からfcまで
   （但しｃ：音速、a₁：低音用スピーカーの実効振
   動半径、fc：低音用スピーカーと高音用スピーカ
   ーのクロスオーバ周波数）であり、第２の補償用
   スピーカー５５の再生周波数帯域が少なくとも
   （0.5〜1.0）ｃ／2πa₂（但し、a₂：高音用スピーカ
   ーの実効振動半径）以上であつて、かつそれぞ
   れ、前方を向いたスピーカーの音響パワーの減少
   する周波数帯域であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のスピーカーシステム。