WO2008059802A1 - Système d'enceinte - Google Patents

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WO2008059802A1
WO2008059802A1 PCT/JP2007/071943 JP2007071943W WO2008059802A1 WO 2008059802 A1 WO2008059802 A1 WO 2008059802A1 JP 2007071943 W JP2007071943 W JP 2007071943W WO 2008059802 A1 WO2008059802 A1 WO 2008059802A1
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WO
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woofer
speaker system
twister
tweeter
twisters
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PCT/JP2007/071943
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French (fr)
Inventor
Seiichi Tezuka
Tsutomu Yoshioka
Original Assignee
Toa Corporation
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Publication date
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Priority to US12/514,569 priority patent/US8189823B2/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/24—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/026—Single (sub)woofer with two or more satellite loudspeakers for mid- and high-frequency band reproduction driven via the (sub)woofer

Definitions

  • the present invention relates to a speaker system, and more particularly, to a speaker system arranged so that a woofer and an entire tweeter are substantially coaxial.
  • a speaker In order to improve the sound quality, a speaker often employs a two-way method in which sound waves are emitted from a woofer in a low sound region and sound waves are emitted from a twister in a high sound region.
  • the tweeter and woofer are arranged in the vertical or horizontal direction, so the front side (baffle plate) is different from a single-cone speaker with one cone. ) was necessary to secure a wide area.
  • a speaker system in which a tweeter and a woofer are arranged at the front and rear has been proposed.
  • the tweeter and the woofer are arranged on the same axis, which is called “coaxial force” (see, for example, Patent Document 1).
  • a typical coaxial speaker has a tweeter that is smaller than the woofer, and the tweeter is placed in front of the woofer or inside the woofer cone. Therefore, the area on the front side can be reduced, and the overall size of the speaker system can be reduced.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-165917
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a typical coaxial speaker 21, which is schematically represented.
  • a general coaxial speaker 21 has a twister 23 disposed in front of the bottom portion of the woofer 22, and the opening area of the tweeter 23 is the opening of the woofer 22. It is very small compared to the area.
  • FIG. 8A is a diagram showing the spread of sound waves from the twister 23, and
  • FIG. 8B is a diagram showing the spread of sound waves from the woofer 22.
  • the 2-way speaker system emits sound waves from the woofer in the low frequency range.
  • the high sound region emits sound waves from the tweeter, but there is also a frequency region where sound waves are emitted from the misalignment between the woofer and the tweeter. In other words, it is a frequency region including the crossover frequency and frequencies in the vicinity thereof.
  • FIG. 8 (c) is a diagram in which the sound wave from the woofer 22 and the sound wave from the twister 23 are superimposed at this crossover frequency. This figure shows a state in which the phases of both sound waves overlap at the front position. As shown in FIG.
  • the woofer 22 and the tweeter 23 are different in the center position of the arc in which the sound wave spreads because the size of the cone opening is different.
  • the sound wave of the woofer 22 and the sound wave of the tweeter 23 are overlapped on the front surface of the coaxial speaker 21, the phases of both sound waves are shifted except for the front surface. For this reason, in the direction other than the front, there is a direction in which both sound waves are shifted by half a wavelength and interfere with each other to cancel each other. Therefore, the polar pattern at such a frequency is not smooth.
  • FIG. 8 (d) is a diagram in which the range of the directional angle of the woofer 22 (the range in which sound of a certain sound pressure level can be heard) and the range of the directional angle of the twister 23 are superimposed.
  • the directivity angle of the tweeter 23 is generally larger than the directivity angle of the woofer 22, so that the sound pressure frequency characteristic changes extremely depending on the direction.
  • the present invention provides a speaker system in which a woofer and an entire tweeter are arranged so as to have a substantially coaxial relationship with a sound wave radiated from a woofer in at least one direction. It is an object of the present invention to provide a speaker system that makes it difficult for sound waves radiated from a filter to interfere with each other and that the sound pressure frequency characteristics are easily stabilized.
  • a speaker system that is effective in the present invention includes a woofer and three or more tweeters, and the tweeters are formed in an arc shape in front of the woofer. (Claim 1).
  • the twisters are arranged in a row, so that the entire three or more twisters function as one sound source due to the line array effect, and one speaker with a large opening
  • the center position force of the sound wave spreading in an arc from the Twitter can be brought closer to the center position of the sound wave spreading in an arc from the woofer.
  • the directivity angle of the entire twister can be close to the directivity angle of the woofer.
  • the line array effect is a characteristic in which when a plurality of speakers are arranged in a line, the sound source from the plurality of speakers becomes a single sound source and the sound wave is transmitted in a line as a line sound source. Using! /, Les, such effects, it is possible to emit sound efficiently with less energy attenuation compared to a single speaker that is a point sound source and spreads in a spherical shape.
  • the crossover frequency of the three or more twisters as a whole
  • the directivity angle may be approximately equal to the directivity angle at the crossover frequency of the woofer (claim 2).
  • the directional angle of the entire tweeter and the directional angle of the woofer are substantially equal at the crossover frequency, so that the directional angle changes greatly when the output is transferred from the woofer to the tweeter. There is nothing. Therefore, the sound pressure frequency characteristic is easily stabilized even near the crossover frequency.
  • the directivity angle at the crossover frequency of the three or more tweeters as a whole may be 90% to 110% of the directivity angle at the crossover frequency of the woofer. Section 3). If the force is within the range, the above effect at the crossover frequency can be sufficiently exhibited.
  • the axis of the tweeter may be inclined outward as the position of the tweeter becomes outward (claim 4).
  • the twister is more like the sound wave spread of the woofer because the axis of the twister is inclined in a fan shape as the twister is located outside as the sound wave spread. Can radiate sound waves in the state.
  • the angle formed by the axes of the twisters arranged at both ends of the three or more twisters is 70% to 90% of the directivity angle at the crossover frequency of the woofer. % (Claim 5). Placed on both ends of 3 or more Twitter Even if the angle formed by the axis of the tweeter is simply adjusted to the directional angle at the woofer's crossover frequency, the directional angle of both the woofer and the tweeter will not match at the crossover frequency.
  • the directivity angle at the crossover frequency for the entire three or more twisters can be made substantially equal to the directivity angle at the crossover frequency of the woofer.
  • the speaker system further includes a twister frame spanned between two opposing positions in the vicinity of the periphery of the woofer, and the twister frame includes the three or more twisters.
  • the twister frame may have a flare-like side wall so that it functions as a constant directivity horn (claim 6). According to the force and the configuration, the directivity angle can be adjusted by the effect of the constant directivity horn in the direction orthogonal to the direction in which the twisters are arranged.
  • the speaker system further includes a back cover that covers a back portion of the three or more twisters, and the shape of the back cover is the state that the woofer is attached to the twister. It may be a mountain shape with an acute angle on the side (claim 7). According to such a configuration, it is possible to suppress reflection at the back portion of the sonic force tweeter radiated from the woofer.
  • the speaker system further includes an enclosure to which the woofer is attached.
  • the enclosure has an inclined surface at the rear, and the enclosure is installed on a horizontal plane with the inclined surface as a bottom surface. Then, the axis of the woofer may be inclined upward and the three or more twisters may be arranged in the lateral direction (claim 8). According to such a configuration, for example, when the emission of a lateral sound wave is narrow! / In a state of being placed on the floor! That's the power S.
  • the center position of the sound wave spreading in an arc shape from the twister is determined by the woofer force, It can be brought close to the center position of the sound wave spreading in an arc.
  • the directivity angle of the entire Twitter can be brought close to the directivity angle of the woofer.
  • FIG. 1 is a perspective view of a speaker system that is effective in the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the directivity angle and frequency of the woofer in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the directivity angle and frequency of the Twitter of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency of the woofer and tweeter in FIG. 1 and the sound pressure level.
  • FIG. 5 is a view showing the enclosure of FIG. 1, wherein (a) is a front view, (b) is a top view, and (c) is a right side view.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of use of the speaker system which is effective in the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the twister with the back cover of FIG. 1 attached.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a conventional speaker system in which a woofer and a twister are arranged so as to have a coaxial relationship.
  • FIG. 1 shows the best mode for carrying out the speaker system 1 which is effective in the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a speaker system 1 that applies power to the present embodiment. As shown in Figure 1
  • the speaker system 1 includes a woofer 2, a tweeter 3, an enclosure 4, a tweeter frame 5, and a back cover 6. In this embodiment, a 2-way method is adopted.
  • the woofer 2 is a cone type speaker, and has a function of emitting sound waves in a low frequency range. As shown in FIG. 1, the woofer 2 is attached to the front (baffle plate) center of the enclosure 4. In the present embodiment, the diameter of the woofer 2 is approximately 30 cm.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the directivity angle and the frequency of the woofer 2 according to the present embodiment. In the figure, the horizontal axis is the frequency, and the vertical axis is the directivity angle. Shown in Figure 2 The directional angle of the woofer 2 gradually decreases from around 250Hz. Thus, the directivity angle of the woofer 2 tends to decrease as the frequency increases.
  • the Twitter 3 is a cone-type speaker and has a role of emitting sound waves in a high sound range.
  • the speaker system 1 that is effective in the present embodiment includes six tweeters 3, and these tweeters 3 are all attached to a tweeter frame 5.
  • the diameter of each twister 3 is approximately 3.5 cm.
  • the six twisters 3 are arranged in a row and in an arc shape in front of the woofer 2. By arranging the six twisters 3 in a row, the sound waves are transmitted linearly as a whole of the six twisters 3 due to the line array effect.
  • the sound source can be regarded as a single sound source that emits a large part, and the center S of the sound wave spreading in an arc shape from the entire Twitter 3 can be moved backwards. That is, the center position of the sound wave spreading in an arc from the entire twister 3 and the center position of the sound wave spreading in an arc from the subfer 2 can be brought close to each other.
  • the axis of the twister 3 arranged at both ends is provided.
  • the directivity angle of the entire tweeter 3 can be adjusted by changing the radius of curvature of the arc in which the tweeter 3 is arranged. As a result, if the directivity angle of the entire twister 3 is matched with the directivity angle of the woofer 2, the sound pressure frequency characteristic is easily stabilized.
  • the six tweeters 3 are inclined outward as the arrangement position of the six tweeters 3 becomes the outer side. In the present embodiment, the angle formed by the axes of the twisters 3 arranged on both ends of the six twisters 3 is 40 °.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the force and the directivity angle of the twister 3 and the frequency in this embodiment.
  • the horizontal axis is the frequency
  • the vertical axis is the directivity angle.
  • the value of the directivity angle is in a plane including the axis of the twister 3 arranged on both ends.
  • the tweeter 3 also has a smaller directivity angle as the frequency increases. Tend to be seen.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency of the tweeter 3 and the woofer 2 and the sound pressure level.
  • the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents sound pressure level.
  • the solid line represents the super 2 and the broken line represents the twitter 3.
  • the woofer 2 curve and the twister 3 curve intersect at a frequency around 3 kHz. That is, the crossover frequency is around 3 kHz.
  • the audio signal from the audio etc. is sent to the woofer and the twitter via the dividing network.
  • the crossover frequency is set by this dividing network.
  • the directional angle of the woofer 2 and the directional angle of the tweeter 3 are both about 50 ° at a frequency around 3 kHz.
  • the tilt angle of the axis of each twister 3 is set so that the directivity angle of the entire six twisters 3 becomes substantially equal to the directivity angle of the woofer 2. .
  • the directivity angle of the six twisters 3 as a whole does not necessarily match the directivity angle of Woofer 2 at the crossover frequency. In other words, the above effects can be fully exerted if the pointing angle of the six twisters 3 as a whole is within 90% to 110% of the directional angle of the woofer 2 at the crossover frequency. .
  • Such setting of the directivity angle can be realized by setting the angle formed by the axes of the tweeter 3 arranged at both ends to be 70% to 90% of the directivity angle at the crossover frequency of the woofer 2.
  • the angle between the axes of the tweeter 3 disposed on both ends is set to 40 °, which is 80% of the directivity angle 50 ° at the crossover frequency of the woofer 2. Realized.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the enclosure 4.
  • FIG. 5A is a front view
  • FIG. 5B is a top view
  • FIG. 5C is a right side view.
  • the enclosure 4 has an inclined surface 9 on the rear side. Enclosure 4 is horizontal with this inclined surface 9 as the bottom. When installed on the surface, the axis of the woofer 2 is directed obliquely upward, and six twisters 3 are arranged in the horizontal direction.
  • the enclosure 4 has such a shape, when it is installed on a horizontal surface with the inclined surface 9 as the bottom surface, the lateral range is limited, but stable sound waves are radiated in this range. be able to.
  • FIG. 6 when used as a front monitor for MC (moderator), sound waves can be efficiently emitted.
  • the MC moves much back and forth and rarely moves from side to side, so there is no problem even if the left and right directivity angles are reduced. Good.
  • the twister frame 5 has a role of fixing the twister 3. As shown in FIG. 1, the tweeter frame 5 is coupled to the enclosure 4 near the periphery of the woofer 2. In addition, the connecting position is the vertical position of the woofer 2. That is, the twister frame 5 is spanned between two opposing positions near the periphery of the woofer 2! /
  • the twister frame 5 is mainly composed of a base portion 7 and side walls 8.
  • a twister 3 is attached to the base portion 7.
  • the width of the base portion 7 as a whole is almost the same as the diameter of the opening of the twister 3, but the width is increased at both ends connected to the enclosure 4 in order to increase the strength.
  • the base portion 7 has an arc shape, and the center position of the arc is approximately equal to the center position of the sound wave spreading from the woofer 2 in an arc shape.
  • the axis of the twister 3 intersects the base part 7 at a right angle. Due to the force and the structure, the tweeter 3 can radiate sound waves along the spread of sound waves from the woofer 2.
  • the side wall 8 extends along the side end portion of the base portion 7, and has a flare shape that spreads outward.
  • the twister frame 5 can act as a constant directional horn. Therefore, not only the direction in which the twisters 3 are arranged, but also the directivity in the direction orthogonal thereto can be controlled, and sound waves can be radiated efficiently.
  • the base portion 7 and the side wall 8 are almost equal in thickness, and the thickness is about 7 mm.
  • the rear cover 6 is a member that covers the rear portion of the twister 3. Further, the back cover 6 is screwed to the twister frame 5 so as to sandwich the twister 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the twister 3 with the back cover 6 attached. Shown in Figure 7
  • the shape of the back cover 6 is a mountain shape with an acute angle on the woofer 2 side.
  • the tweeter or woofer can be connected to the listener when emitting sound to a nearby listener. It will be recognized that the sound source position is different, and unnaturalness will remain as a lot of sounds. In contrast, 2-way and 3-way speaker systems using the coaxial system do not cause the above-mentioned unnaturalness even when sound is emitted to a listener at a close position.
  • a speaker system in which the woofer and the entire tweeter are arranged in a substantially coaxial relationship, and the sound wave and the twist radiated from the woofer in at least one direction. It is possible to provide a loudspeaker system in which sound waves radiated from one unit are less likely to interfere with each other and the sound pressure frequency characteristics are easy to stabilize. Therefore, it is useful in the technical field of speaker systems, particularly in the field of speaker systems in which the woofer and the entire tweeter are arranged so as to have a substantially coaxial relationship.

Description

明 細 書
スピーカシステム 技術分野
[0001] 本発明は、スピーカシステムに関し、特に、ウーファーとツイ一ターの全体とが略同 軸関係となるように配置されたスピーカシステムに関する。
背景技術
[0002] スピーカは、その音質を上げるために、低音領域ではウーファーから音波を放出さ せ、高音領域はツイ一ターから音波を放出させる 2ウェイ方式を採用する場合が多レヽ 。一般的な 2ウェイ方式のスピーカシステムは、ツイ一ターとウーファーとが縦方向ある いは横方向に並べられているため、コーンが 1つであるシングルコーンスピーカに比 ベ、正面側（バッフル板）の面積を広く確保する必要があった。
[0003] これに対して、ツイ一ターとウーファーとを前後に配置したスピーカシステムが提案 されている。これらの多くは、ツイ一ターとウーファーとが同軸上で配置されており、「 コアキシャルスピー力」と呼ばれている（例えば、特許文献 1参照）。一般的なコアキシ ャルスピーカは、ツイ一ターがウーファーよりも小さぐツイ一ターがウーファーの前方 あるいはウーファーのコーンの内側に配置されている。そのため、正面側の面積を小 さくすることができ、スピーカシステム全体として小型化を図ることができる。
特許文献 1 :特開 2004— 165917号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 図 8は、一般的なコアキシャルスピーカ 21の縦断面であって、模式的に表わしたも のである。図 8に示すように、一般的なコアキシャルスピーカ 21は、ツイ一ター 23がゥ 一ファー 22の底部分よりも前方に配置されており、また、ツイ一ター 23の開口面積は ウーファー 22の開口面積に比べて非常に小さくなつている。図 8 (a)は、ツイ一ター 2 3からの音波の広がりを示した図であって、図 8 (b)は、ウーファー 22からの音波の広 力 Sりを示した図である。
[0005] ここで、 2ウェイ方式のスピーカシステムは、低音領域ではウーファーから音波が放 出され、高音領域はツイ一ターから音波が放出されることは上述したとおりであるが、 ウーファーとツイ一ターのレ、ずれからも音波が放出される周波数領域も存在する。つ まり、クロスオーバー周波数及びその近傍の周波数を含む周波数領域である。図 8 ( c)は、このクロスオーバー周波数において、ウーファー 22からの音波とツイ一ター 23 からの音波を重ねた図である。この図では、正面位置において両音波の位相が重な つた状態を表わしている。図 8 (c)に示すように、ウーファー 22とツイ一ター 23とでは、 コーンの開口部の大きさが異なる等の理由から、音波が広がる円弧の中心位置が異 なっている。これにより、ウーファー 22の音波とツイ一ター 23の音波とは、コアキシャ ルスピーカ 21の正面で重なるものの、正面以外では両音波の位相がずれている。そ のため、正面以外の方向において、両音波が半波長ずれて互いに干渉して打ち消 し合うような方向も生じる。よって、かかる周波数におけるポーラパターンは、滑らかで なくなってしまう。
[0006] また、図 8 (d)は、ウーファー 22の指向角の範囲（一定の音圧レベルの音が聞こえ る範囲）と、ツイ一ター 23の指向角の範囲とを重ねた図である。図 8 (d)に示すように 、ツイ一ター 23の指向角は、一般的にウーファー 22の指向角よりも大きいため、方向 によって音圧周波数特性が極端に変ってしまう。一方、使用条件によっては、縦方向 や横方向といった一方向にのみに安定した音波を放射できれば十分である場合もあ
[0007] そこで本発明は、ウーファーとツイ一ターの全体とが略同軸関係となるように配置さ れたスピーカシステムであって、少なくとも一の方向で、ウーファーから放射される音 波とツイ一ターから放射される音波とが干渉しにくぐかつ、音圧周波数特性が安定し やすレ、スピーカシステムを提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記課題を解決するため、本発明に力、かるスピーカシステムは、ウーファーと、 3以 上のツイ一ターと、を備え、該ツイ一ターは、該ウーファーの前方において、円弧状に 配置されている（請求項 1)。
[0009] 力、かる構成によれば、ツイ一ターが列状に配置されるため、ラインアレイ効果により 3 以上のツイ一ター全体が 1つの音源として機能し、開口部の大きな 1つのスピーカと 見なすことができ、また、ツイ一ターから円弧状に広がる音波の中心位置力 ウーファ 一から円弧状に広がる音波の中心位置に近づけることができる。さらに、ラインアレイ 効果によって、指向角は小さくなる力 円弧状に配置しているため、ツイ一ター全体と しての指向角が、ウーファーの指向角に近づけることができる。ここで、ラインアレイ効 果とは、複数のスピーカが線状に配置されると、その複数のスピーカからの音源が単 一音源となるとともに、線音源となって音波が線状に伝わる特性を!/、レ、、かかる効果 を用いれば、点音源であって音が球面状に広がる単一のスピーカに比べエネルギー の減衰が少なぐ効率良く音を放出することができる。
[0010] また、上記スピーカシステムにおいて、該 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置さ れたツイ一ターの軸を含む平面において、該 3以上のツイ一ター全体でのクロスォー バー周波数における指向角は、該ウーファーのクロスオーバー周波数における指向 角に略等しくなるようにしてもよい（請求項 2)。力、かる構成によれば、クロスオーバー 周波数において、ツイ一ター全体での指向角とウーファーの指向角とが略等しくなる ため、ウーファーからツイ一ターへの出力の移行時に指向角が大きく変化することが ない。よって、クロスオーバー周波数付近であっても、音圧周波数特性が安定しやす くなる。
[0011] また、上記スピーカシステムにおいて、該 3以上のツイ一ター全体でのクロスオーバ 一周波数における指向角は、該ウーファーのクロスオーバー周波数における指向角 の 90%〜； 110%としてもよい（請求項 3)。力、かる範囲であれば、クロスオーバー周波 数における上記効果を十分に発揮することができる。
[0012] また、上記スピーカシステムにおいて、該ツイ一ターは、その配置位置が外側となる に従って、その軸も外側に傾斜するようにしてもよい（請求項 4)。力、かる構成によれば 、ツイ一ターが音波の広がりと同じように、外側に位置するに従ってツイ一ターの軸が 扇状に傾斜するため、ツイ一ターは、よりウーファーの音波の広がりに近い状態で音 波を放射すること力できる。
[0013] また、上記スピーカシステムにおいて、該 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置さ れたツイ一ターの軸がなす角は、該ウーファーのクロスオーバー周波数における指向 角の 70%〜90%としてもよい（請求項 5)。 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置さ れたツイ一ターの軸がなす角を単にウーファーのクロスオーバー周波数における指 向角に合わせたとしても、クロスオーバー周波数においてウーファーとツイ一ターの 両方の指向角は一致しない。一方、上記構成によれば、 3以上のツイ一ター全体で のクロスオーバー周波数における指向角を、ウーファーのクロスオーバー周波数にお ける指向角に略等しくなるようにすることができる。
[0014] また、上記スピーカシステムにおいて、該ウーファーの周縁付近のうち対向する二 の位置の間を掛け渡されたツイ一ターフレームをさらに備え、該ツイ一ターフレームに は該 3以上のツイ一ターが取り付けられており、該ツイ一ターフレームはフレア状の側 壁を有することで定指向性ホーンの役割を果たすようにしてもよい（請求項 6)。力、か る構成によれば、ツイ一ターが並ぶ方向と直交する方向についても、定指向性ホーン の効果により指向角を調整することができる。
[0015] また、上記スピーカシステムにおいて、該 3以上のツイ一ターの背後部分を覆う背後 カバーをさらに備え、該背後カバーの形状は、該ツイ一ターに取り付けられた状態に おいて、該ウーファー側を鋭角とする山型であるようにしてもよい（請求項 7)。かかる 構成によれば、ウーファーから放射される音波力 ツイ一ターの背後部分で反射する のを抑えることができる。
[0016] また、上記スピーカシステムにおいて、該ウーファーが取り付けられるェンクロージ ャをさらに備え、該ェンクロージャは後方に傾斜面を有しており、該傾斜面を底面に して該ェンクロージャが水平面上に設置されると、該ウーファーの軸が斜め上方に向 うとともに、該 3以上のツイ一ターが横方向に並ぶようにしてもよい（請求項 8)。かかる 構成によれば、例えば床に置!/、た状態で横方向の音波の放出が狭!/、範囲で十分で ある場合には、この範囲においてエネルギーが減衰しにくい音波を効率よく放出する こと力 Sでさる。
発明の効果
[0017] 本願発明によれば、 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置されたツイ一ターの軸 を含む平面において、ツイ一ターから円弧状に広がる音波の中心位置をウーファー 力、ら円弧状に広がる音波の中心位置に近づけることができる。また、ツイ一ター全体 としての指向角をウーファーの指向角に近づけることができる。よって、本発明によれ ば、ウーファーとツイ一ターの全体とが略同軸関係となるように配置されたスピーカシ ステムであって、少なくとも一の方向で、ウーファーから放射される音波とツイ一ター 力、ら放射される音波とが干渉しにくぐかつ、音圧周波数特性が安定しやすいスピー カシステムを提供することができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明に力、かるスピーカシステムの斜視図である。
[図 2]図 1のウーファーの指向角と周波数との関係を示したグラフである。
[図 3]図 1のツイ一ターの指向角と周波数との関係を示したグラフである。
[図 4]図 1のウーファー及びツイ一ターの周波数と音圧レベルとの関係を示したグラフ である。
[図 5]図 1のェンクロージャを示した図であって、（a)は正面図、（b)は上面図、（c)は 右側面図である。
[図 6]本発明に力、かるスピーカシステムの使用例を示した図である。
[図 7]図 1の背後カバーが取り付けられた状態におけるツイ一ターの横断面図である。
[図 8]ウーファーとツイ一ターとが同軸関係となるように配置された従来のスピーカシス テムの概略断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 本願発明に力、かるスピーカシステム 1を実施するための最良の形態について、図 1
〜7を参照しつつ以下に説明する。
[0020] 図 1は、本実施形態に力、かるスピーカシステム 1の斜視図である。図 1に示すように
、スピーカシステム 1は、ウーファー 2と、ツイ一ター 3と、ェンクロージャ 4と、ツイ一ター フレーム 5と、背後カバー 6と、を備えている。なお、本実施形態では、 2ウェイ方式を 採用している。
[0021] ウーファー 2は、コーン型のスピーカであって、低音域における音波を放射する役 割を有している。図 1に示すように、ウーファー 2は、ェンクロージャ 4の正面（バッフル 板）中央に取り付けられている。本実施形態では、ウーファー 2の直径は、およそ 30c mである。図 2は、本実施形態にかかるウーファー 2の指向角と周波数との関係を示 したグラフである。図中、横軸は周波数であって、縦軸は指向角である。図 2に示すよ うに、ウーファー 2の周波数が 250Hz付近から指向角が徐々に小さくなつている。こ のように、ウーファー 2の指向角は、周波数が高くなるに従って、小さくなる傾向がある
〇
[0022] ツイ一ター 3は、コーン型のスピーカであって、高音域における音波を放射する役割 を有している。図 1に示すように、本実施形態に力、かるスピーカシステム 1は、 6つのッ ィーター 3を備えており、これらのツイ一ター 3は全てツイ一ターフレーム 5に取り付け られている。本実施形態では、各ツイ一ター 3の直径はおよそ 3.5cmである。また、 6 つのツイ一ター 3は、ウーファー 2の前方において列状、かつ、円弧状に配置されて いる。 6つのツイ一ター 3を列状にすることで、ラインアレイ効果により、各ツイ一ター 3 がそれぞれ球状に音波が広がるのではなぐ 6つのツイ一ター 3全体として線状に音 波が伝達される。これにより、音源が放射される部分が大きい 1つの音源と見なすこと ができ、また、ツイ一ター 3全体から円弧状に広がる音波の中心位置を後方に移動さ せること力 Sできる。つまり、ツイ一ター 3全体から円弧状に広がる音波の中心位置と、ゥ 一ファー 2から円弧状に広がる音波の中心位置とを近づけることができる。これにより 、例えばスピーカシステム 1の正面において、ウーファー 2から放射される音波の位相 と、ツイ一ター 3から放射される音波の位相とを合わせれば、両端側に配置されたツイ 一ター 3の軸を含む平面内では、ツイ一ター 3からの音波とウーファー 2からの音波と を正面方向だけでなぐ正面以外の方向でも干渉しに《することができる。さらに、ッ ィーター 3を配置した円弧の曲率半径を変化させることで、ツイ一ター 3全体での指向 角を調整することができる。これにより、ツイ一ター 3全体での指向角をウーファー 2の 指向角に一致させれば、音圧周波数特性が安定しやすくなる。なお、 6つのツイータ 一 3は、その配置位置が外側となるに従って、ツイ一ター 3の軸も外側に傾斜している 。なお、本実施形態では、 6つのツイ一ター 3のうち両端側に配置されたツイ一ター 3 の軸がなす角は、 40° としている。
[0023] 図 3は、本実施形態に力、かるツイ一ター 3の指向角と周波数との関係を示したグラフ である。図中、横軸は周波数であって、縦軸は指向角である。また、指向角の値は、 両端側に配置されたツイ一ター 3の軸を含む平面におけるものである。図 3に示すよう に、ツイ一ター 3もウーファー 2と同様に周波数が高くなるに従って、指向角が小さくな る傾向がみられる。
[0024] 図 4は、ツイ一ター 3及びウーファー 2の周波数と音圧レベルとの関係を示したダラ フである。図中、横軸は周波数であって、縦軸は音圧レベルである。また、実線がゥ 一ファー 2を表わし、破線がツイ一ター 3を表わしている。図 4に示すように、周波数が 3kHz付近でウーファー 2の曲線とツイ一ター 3の曲線とが交わっている。すなわち、 3 kHz付近がクロスオーバー周波数となる。なお、オーディオ等からの音声信号は、デ ィバイデイングネットワークを介してウーファーとツイ一ターに送られる。そして、クロス オーバー周波数は、このディバイデイングネットワークで設定される。
[0025] ここで、再度、図 2及び 3を参照すると、周波数が 3kHz付近において、ウーファー 2 の指向角及びツイ一ター 3の指向角がいずれも約 50° となっている。このように、本 実施形態では、 6つのツイ一ター 3全体での指向角をウーファー 2の指向角に略等し くなるように、各ツイ一ター 3の軸の傾斜角を設定している。このように設定することで 、ウーファー 2からの音波放射が主であった周波数領域から、ツイ一ター 3からの音波 放射が主である周波数領域へと移り変わるとき、あるいは、これとは逆のとき、指向角 が急激に変化することがない。そのため、このようなクロスオーバー周波数付近であつ ても、音圧周波数特性が安定しやすくなる。
[0026] なお、 6つのツイ一ター 3全体での指向角は、クロスオーバー周波数におけるウーフ ァー 2の指向角に必ずしも一致しなくてもよい。つまり、 6つのツイ一ター 3全体での指 向角は、クロスオーバー周波数におけるウーファー 2の指向角の 90%〜； 110%の範 囲であれば、上記の効果を十分に発揮することができる。このような指向角の設定は 、両端側に配置されたツイ一ター 3の軸がなす角を、ウーファー 2のクロスオーバー周 波数における指向角の 70%〜90%とすることで実現できる。なお、本実施形態では 、両端側に配置されたツイ一ター 3の軸がなす角を、ウーファー 2のクロスオーバー周 波数における指向角 50° の 80%である 40° とすることで上記設定を実現している。
[0027] ェンクロージャ 4は、主にウーファー 2やツイ一ター 3が取り付けられたツイ一ターフレ ーム 5を固定する役割を有している。図 5は、ェンクロージャ 4を示した図であって、（a )は正面図、（b)は上面図、（c)は右側面図である。図 5に示すように、ェンクロージャ 4は後方に傾斜面 9を有している。この傾斜面 9を底面にしてェンクロージャ 4が水平 面上に設置されると、ウーファー 2の軸が斜め上方に向うとともに、 6つのツイ一ター 3 が横方向に並ぶ。ェンクロージャ 4はこのような形状を有しているため、傾斜面 9を底 面にして水平面上に設置されると、横方向の範囲は制限されるがこの範囲に置いて 安定した音波を放射することができる。例えば、図 6のように、 MC (司会者)用のフロ ントモニターとして使用する場合等には、効率よく音波を放出することができる。つま り、 MCは前後に動くことが多ぐ左右に動くことが少ないため、左右の指向角を小さく しても問題なく、逆にこの範囲で減衰しにくい音波が放出されるため、大変効率がよ い。
[0028] ツイ一ターフレーム 5は、ツイ一ター 3を固定する役割を有する。図 1に示すように、 ツイ一ターフレーム 5は、ウーファー 2の周縁付近のェンクロージャ 4と結合して!/、る。 また、その結合個所は、ウーファー 2の上下位置である。つまり、ツイ一ターフレーム 5 は、ウーファー 2の周縁付近の対向する二の位置の間で掛け渡されて!/、る。
[0029] ツイ一ターフレーム 5は、ベース部 7と、側壁 8とから主に構成されている。ベース部 7には、ツイ一ター 3が取り付けられている。ベース部 7の幅は全体としてツイ一ター 3 の開口部の直径とほぼ同じ大きさとなっているが、ェンクロージャ 4との接続する両端 部分では、強度を上げるため、幅が大きくなつている。また、ベース部 7は、円弧状に なっており、この円弧の中心位置は、ウーファー 2から円弧状に広がるの音波の中心 位置におよそ等しくなつている。また、ツイ一ター 3の軸は、ベース部 7に対して直角 に交わっている。力、かる構成により、ツイ一ター 3は、ウーファー 2からの音波の広がり に沿った状態で、音波を放射することができる。
[0030] 側壁 8は、ベース部 7の側端部分に沿って延びており、外方に広がるフレア形状と なっている。これにより、ツイ一ターフレーム 5は定指向性ホーンの役割を果たすこと 力 Sできる。よって、ツイ一ター 3が並ぶ方向のみならず、これに直交する方向の指向性 も制御でき、効率よく音波を放射させることができる。なお、ベース部 7と側壁 8との厚 さはほぼ等しぐその厚さは、およそ 7mmである。
[0031] 背後カバー 6は、ツイ一ター 3の背後部分を覆う部材である。また、背面カバー 6は、 ツイ一ター 3を挟むようにしてツイ一ターフレーム 5にねじ止めされている。図 7は、背 後カバー 6が取り付けられた状態におけるツイ一ター 3の横断面図である。図 7に示 すように、背後カバー 6の形状は、ウーファー 2側を鋭角とする山型となっている。この ように、ツイ一ター 3の背後を山型の背後カバー 6で覆うことで、ウーファー 2からの音 波がツイ一ター 3の背後で反射しに《することができる。よって、ウーファー 2からの 直接放射される音波と反射による音波との干渉を抑えることができる。
[0032] 以上が、本実施形態に力、かるスピーカシステム 1の構成である。なお、一般的な 2ゥ エイ方式のスピーカシステム（ウーファーとツイ一ターが同軸上にないもの）では、近 接位置の聴者に対して放音する場合には、聴者にツイ一ターやウーファーの音源位 置が異なることが認識されてしまうことが多ぐ音として不自然さが残ってしまうことに なる。これに対し、同軸方式を用いた 2ウェイ方式や 3ウェイ方式のスピーカシステム では、近接位置の聴者に対して放音した場合でも、上記のような不自然さは発生しな い。さらに、本発明のようにウーファーと 3以上のツイ一ター全体とが同軸関係になる ように配置された 2ウェイ方式のスピーカシステムでは、近接位置の聴者への放音に も不自然さは発生しないという利点を有するのみならず、指向性を制御することで特 定の聴者のみに放音することができる。そのため、本発明によれば、図 6のような用途 に特に適したスピーカシステムを実現することができる。
[0033] 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らか である。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行 する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を 逸脱することなぐその構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
産業上の利用可能性
[0034] 本発明によれば、ウーファーとツイ一ターの全体とが略同軸関係となるように配置さ れたスピーカシステムであって、少なくとも一の方向で、ウーファーから放射される音 波とツイ一ターから放射される音波とが干渉しにくぐかつ、音圧周波数特性が安定し やすいスピーカシステムを提供することができる。よって、スピーカシステムの技体亍分 野において、特にウーファーとツイ一ターの全体とが略同軸関係となるように配置され たスピーカシステムの技 |f分野において有益である。

Claims

請求の範囲
[1] ウーファーと、 3以上のツイ一ターと、を備え、
該ツイ一ターは、該ウーファーの前方において、円弧状に配置されている、 スピーカシステム。
[2] 該 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置されたツイ一ターの軸を含む平面におい て、該 3以上のツイ一ター全体でのクロスオーバー周波数における指向角は、該ウー ファーのクロスオーバー周波数における指向角に略等しい、請求項 1記載のスピーカ システム。
[3] 該 3以上のツイ一ター全体でのクロスオーバー周波数における指向角は、該ウーフ ァ一のクロスオーバー周波数における指向角の 90%〜； 110%である、請求項 2記載 のスピーカシステム。
[4] 該ツイ一ターは、その配置位置が外側となるに従って、その軸も外側に傾斜する、 請求項 1記載のスピーカシステム。
[5] 該 3以上のツイ一ターのうち両端側に配置されたツイ一ターの軸がなす角は、該ゥ 一ファーのクロスオーバー周波数における指向角の 70%〜90%である、請求項 4記 載のスピーカシステム。
[6] 該ウーファーの周縁付近のうち対向する二の位置の間を掛け渡されたツイ一ターフ レームをさらに備え、
該ツイ一ターフレームには該 3以上のツイ一ターが取り付けられており、 該ツイ一ターフレームはフレア状の側壁を有することで定指向性ホーンの役割を果 たす、
請求項 1乃至 5のうちいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
[7] 該 3以上のツイ一ターの背後部分を覆う背後カバーをさらに備え、
該背後カバーの形状は、該ツイ一ターに取り付けられた状態において、該ウーファ 一側を鋭角とする山型である、
請求項 1乃至 6のうちいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
[8] 該ウーファーが取り付けられるェンクロージャをさらに備え、
該ェンクロージャは後方に傾斜面を有しており、 該傾斜面を底面にして該ェンクロージャが水平面上に設置されると、該ゥ の軸が斜め上方に向うとともに、該 3以上のツイ一ターが横方向に並ぶ、 請求項 1乃至 7のうちいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
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