JP2001128279A - 指向性スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はアレイ型の指向性スピーカ装置に関
するものであり、スピーカユニットの負荷の低減および
消費電力の低減を目的とするものである。 【解決手段】 本発明は、複数個のスピーカユニット１
ａ〜１ｇを水平方向に配列し、中央部に配置した少なく
とも１つのスピーカユニット１ａの口径を、複数個のス
ピーカユニットの中で最大とするとともに、この中央部
に配置したスピーカユニット１ａの再生音圧レベルを最
大とした指向性スピーカ装置とすることで、最大再生音
圧を必要とする中央部のスピーカユニット１ａの負荷を
軽減し、大きな口径のスピーカユニットによる能率向上
とアッテネータを削減した設定が可能になるため消費電
力が低減できるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は民生用および業務用
で使用するあらゆるアレイ型の指向性スピーカ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の中で特定の方向、特
定のエリアに音声情報を提供する指向性を制御したスピ
ーカ装置の要求が高まりつつある。

【０００３】スピーカ装置の指向性は高域程鋭くなり、
その口径、すなわち振動板の面積が大きい程指向性が鋭
くなる。また、音声をはっきりと聴き取るには中高域が
十分な音圧で再生できるスピーカ装置が望ましいが、逆
に中高域が十分に再生された音は聴く必要の無い人には
耳障りな騒音になってしまうことになる。

【０００４】大口径のスピーカユニットを用いれば比較
的容易に狭指向性が実現できるが、設置空間等の制約の
ため非現実的である。

【０００５】以上の状況の中で特定の方向だけに狭指向
性を実現するには複数個のスピーカユニットを配列した
アレイ型の指向性スピーカ装置が有効である。アレイ型
の指向性スピーカ装置では音響原理上スピーカユニット
の配列方向の指向性が狭くなる。しかも、配列方向の長
さ、すなわちスピーカ装置全長が大きい程、低域側から
指向性を狭くでき、配列したスピーカユニットの間隔が
狭い程高域まで指向性を狭く制御できる。例えば水平方
向に１列にスピーカユニットを配列した指向性スピーカ
装置とすれば水平方向の指向性が狭くなる。逆に、垂直
方向はこの場合１列のみなので垂直方向の指向性は、ス
ピーカユニット１個分とほぼ同等になるため広いものと
なる。

【０００６】更にアレイ型の指向性スピーカ装置の指向
性を狭くするために、中央部のスピーカユニット程再生
音圧レベルを大きく再生するよう電気的な重み付けを行
うのがよく知られるところである。しかしながら、電気
的な重み付けを行うにはマルチアンプを用いるか、モノ
ラルアンプ等チャンネル数の少ないアンプでアッテネー
タを介して用いることになる。また、電気的な重み付け
によって中央部のスピーカユニット程負荷が大きくな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなアレイ型
の指向性スピーカ装置ではスピーカユニットの機械的熱
的負荷が中央部のスピーカユニット程大きく破壊され易
くなるため信頼性の確保が難しくなっていただけでな
く、電気的重み付けにマルチアンプを用いれば高価にな
り、少数チャンネルのアンプを用いればアッテネータに
よる電力損失が大きくなるという課題を有しているもの
であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の指向性スピーカ装置は、複数個のスピーカユ
ニットを水平方向に配列し、中央部に配置した少なくと
も１つのスピーカユニットの口径を、配列した複数個の
スピーカユニットの中で最大とし、中央部に配置したス
ピーカユニットの再生音圧レベルを最大となるように調
整したものであり、スピーカユニットが大口径となる程
大電力の印加が可能となり、しかも再生音圧が大きくな
ることに着目したもので、中央部のスピーカユニットの
大電力印加に対する信頼性の向上が図れるだけでなく、
中央部のスピーカユニットへの供給電力が小さくて済む
ので、アッテネータを介したモノラルアンプで駆動して
も、アッテネータでの電力損失を小さくした電気的な重
み付けが可能となるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数個のスピーカユニットを水平方向に配列し、中
央部に配置した少なくとも１つのスピーカユニットの口
径を複数個のスピーカユニットの中で最大とし、この中
央部に配置したスピーカユニットの再生音圧レベルを最
大とした指向性スピーカ装置であり、中央部に口径の大
きなスピーカユニットを用いることで、耐入力の向上だ
けでなくモノラルアンプでアッテネータを介して駆動す
る場合に消費電力が低減できるものである。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、水平方
向に配列した複数個のスピーカユニットの内、左右両端
にそれぞれ配置したスピーカユニットの口径を最小と
し、中央部に配置したスピーカユニットの口径を最大と
し、両端に配置したスピーカユニットと中央部に配置し
たスピーカユニットとの間に配置するスピーカユニット
の口径は中央部のスピーカユニットに近く配置したスピ
ーカユニット程大きく、且つ、中央部に配置したスピー
カユニットに対して左右対称とし、中央部近く配置した
スピーカユニット程再生音圧レベルを大きくしたもので
あり、請求項１の発明と同様に、耐入力の向上だけでな
くモノラルアンプでアッテネータを介して駆動する場合
に消費電力が低減できるものであり、なお更に、個々の
スピーカユニットの再生音圧レベルを調整すれば、アッ
テネータ無しでもモノラルアンプが使用でき消費電力を
低減できるものである。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、水平方
向および垂直方向に複数個のスピーカユニットを配列
し、左右両端のスピーカユニットは垂直方向の配列数を
最小とし、中央部のスピーカユニットは垂直方向の配列
数を最大とし、左右両端のスピーカユニットと中央部の
スピーカユニットとの間に配置したスピーカユニットの
垂直方向の配列数を、中央部のスピーカユニットに近い
程大きく、且つ、中央部に配置したスピーカユニットに
対して左右対称とし、垂直方向に配列したスピーカユニ
ットの合成音圧レベルが水平方向からみて中央部程大き
くしたものであり、請求項２の発明と同様に耐入力の向
上だけでなく、個々のスピーカユニットの再生音圧レベ
ルを調整すれば、アッテネータ無しでもモノラルアンプ
が使用でき消費電力を低減できるものである。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、複数個
のスピーカユニットを水平方向に配列し、且つ、垂直方
向に少なくとも２段に千鳥配置し、水平方向からみて中
央部のスピーカユニット程再生音圧レベルを大きくした
ものであり、千鳥配置とすることでスピーカユニットの
数を増大しながらも垂直方向に薄くスピーカ装置を構成
し、中央部のスピーカユニットを多数個使いで負荷を分
散できるとともに、さらに、千鳥配置によってスピーカ
ユニットの水平方向間隔が実質的に狭くなるため、高域
側の指向性制御限界周波数の向上も図れるものである。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、隣接す
る各段のスピーカユニットの水平方向の配列数の差を１
つとして千鳥配置したもので、請求項４のものと同様
に、垂直方向に薄くスピーカ装置を構成し、中央部のス
ピーカユニットを多数個使いで負荷を分散し、高域側の
指向性制御限界周波数が向上できる利点を有するととも
に、更に、左右両端のスピーカユニット数を削減した重
み付けが可能となるため、モノラルアンプ等チャンネル
数の少ないアンプで駆動する場合にアッテネータの電力
損失を低減した設定が可能となるものである。

【００１４】以下本発明の一実施の形態について図１〜
図１０により説明する。

【００１５】（実施の形態１）図１は本発明の指向性ス
ピーカ装置の実施の形態１の外観斜視図であり、図２は
同回路ブロック図である。同図によると１ａ〜１ｇは水
平方向に配列したスピーカユニット、２ｂ〜２ｇはアッ
テネータ、３はアンプ、４は音声信号の入力手段であ
る。

【００１６】次に上記一実施の形態の詳細な構成を動作
とともに説明する。

【００１７】まず、音声信号が入力手段４より入力さ
れ、アンプ３で所望の大きさに増幅され、スピーカユニ
ット１ａ〜１ｇを駆動する。ここでスピーカユニット１
ｂ〜１ｇについてはこれらの前段にそれぞれアッテネー
タ２ｂ〜２ｇが挿入され、１ａ側に配置したスピーカユ
ニット１ｂ，１ｃ程再生音圧が大きくなるように設定し
ている。また、スピーカユニット１ａの再生音は左右に
隣接したそれぞれのスピーカユニット１ｂ，１ｃよりも
大きく設定することで、中央部のスピーカユニット１ａ
の再生音を最大とし、左右両端のスピーカユニット１
ｆ，１ｇに向かう程再生音圧が小さくなる。よって、水
平方向の指向性が狭く制御できる。

【００１８】ここで、スピーカユニットは大口径、すな
わち振動板面積が大きい程一般に電力的に耐入力があ
り、しかも効率が良いため小さい電力で大きな音が出
る。したがって、このような指向性スピーカ装置とする
ことで中央部に配置したスピーカユニット１ａの負荷が
小さいものとなり、消費電力の軽減にもなる。なお、ス
ピーカユニット１ａと１ｂ，１ｃとの音量を調整すれ
ば、アッテネータ２ｂ，２ｃを省略することが可能とな
り、アッテネータ２ｂ，２ｃで消費されていた電力をも
節約できるものである。

【００１９】（実施の形態２）図３は本発明の指向性ス
ピーカ装置の実施の形態２の外観斜視図であり、図４は
同回路ブロック図である。なお、図中の番号については
実施の形態１と同一部分については同一番号を付与し
た。

【００２０】次に上記実施の形態２の詳細な構成を動作
とともに説明する。動作も実施の形態１と同様で、中央
のスピーカユニット１ａ程再生音を大きくして水平方向
の指向性を狭く制御するものであるが、実施の形態１と
大きく異なるのは、スピーカユニット１ｂ〜１ｅの口径
が変わったことである。すなわち、中央部のスピーカユ
ニット１ａの口径を最大、左右両端のスピーカユニット
１ｆ，１ｇのそれを最小とし、スピーカユニット１ｂ〜
１ｅの口径を図３のようにスピーカユニット１ａ側に配
置される程、その大きさを順次大きく設定していること
で狭指向性を実現するものであるとともに、また、音量
を大きく設定するスピーカユニット程大口径であるた
め、スピーカユニット１ａ〜１ｇの負荷もバランスがと
れ、破壊等に対する信頼性が向上するものである。な
お、更にスピーカユニット１ａ〜１ｇの再生音の大きさ
の設定によってはアッテネータ２ｂ〜２ｇを全て省略で
き、これによってアッテネータ２ｂ〜２ｇで浪費してい
た電力を節約できることも可能で、消費電力のより低減
が可能となるものである。

【００２１】なお、上記実施の形態１および２におい
て、スピーカユニットの数は７個としているが、これに
限るものでなく、また、スピーカユニットを偶数個配列
した場合には中央部の最大口径を有するスピーカユニッ
トを例えば２個にしてもよいことは言うまでも無いこと
である。

【００２２】更に、スピーカユニット１ａ〜１ｇの駆動
はモノラルアンプで説明したが、一般的な２チャンネル
アンプでも、それ以上のマルチアンプでも良いものであ
る。

【００２３】（実施の形態３）図５は本発明の指向性ス
ピーカ装置の実施の形態３の外観斜視図であり、図６は
同回路ブロック図である。図中の１ａ１〜１ａ４，１ｂ
１〜１ｂ３，１ｃ１〜１ｃ３，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ
１，１ｅ２，１ｆ１，１ｇ１はスピーカユニットであ
る。以下、実施の形態１および２と同一部分は同一番号
を付与し説明を省略して説明する。これまでの実施の形
態と大きく異なるのは、中央部に垂直方向に４個のスピ
ーカユニット１ａ１〜１ａ４を配置し、左右両端にそれ
ぞれの１個ずつのスピーカユニット１ｆ１，１ｇ１を配
置し、それらの間にスピーカユニット１ｂ１〜１ｂ３，
１ｃ１〜１ｃ３および１ｄ１，１ｄ２，１ｅ１，１ｅ２
が中央部のスピーカユニット１ａ１〜１ａ４程垂直方向
に数多く配置したことである。

【００２４】実施の形態２と動作は同様に水平方向の指
向性を狭く制御するとともに、水平方向から見て大きな
再生音を必要とする中央部程垂直方向に数多くのスピー
カユニット１ａ１〜１ｇ１を配置したので、スピーカユ
ニット１ａ１〜１ｇ１の負荷のバランスが確保されるも
のである。また、このようなスピーカユニットの配置に
より、実施の形態２と同様にアッテネータ２ｂ〜２ｇは
省略可能な設定となるため、消費電力のより低減が図れ
る可能性も有するものである。

【００２５】なお、図では水平方向には８個、垂直方向
には最大４個のスピーカユニット１ａ１〜１ｇ１を配置
したが、これに限るものでない。また、垂直方向に配置
したスピーカユニットの垂直方向の電気的な重み付けは
行っていないが、これを行うことで垂直方向の指向性を
狭く制御できることは言うまでも無いことである。

【００２６】更に、スピーカユニット１ａ１〜１ａ４，
１ｂ１〜１ｂ３，１ｃ１〜１ｃ３，１ｄ１，１ｄ２，１
ｅ１，１ｅ２，１ｆ１，１ｇ１の駆動はモノラルアンプ
で説明したが、一般的な２チャンネルアンプでも、それ
以上のマルチアンプでも良いものである。

【００２７】（実施の形態４）図７は本発明の指向性ス
ピーカ装置の実施の形態４の外観斜視図であり、図８は
同回路ブロック図である。図中の１ａ１，１ａ２，１ｂ
１，１ｂ２，１ｃ１，１ｃ２，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ
１，１ｅ２，１ｆ１，１ｆ２，１ｇ１，１ｇ２はスピー
カユニットで１ｂ〜２ｇはアッテネータである。上述し
たこれまでの実施の形態と本実施の形態の大きく異なる
ところは、水平方向に配列したそれぞれ７個のスピーカ
ユニット１ａ１，１ｂ１，１ｃ１，１ｄ１，１ｅ１，１
ｆ１，１ｇ１と１ａ２，１ｂ２，１ｃ２，１ｄ２，１ｅ
２，１ｆ２，１ｇ２を垂直方向２段に、しかも千鳥配置
としたことである。

【００２８】動作はこれまでの実施の形態と同様で、中
央部に配置したスピーカユニット程再生音圧を大きく設
定することで水平方向の指向性を狭く制御するものであ
り、更に垂直方向に２段重ねに配置することで、特に大
きな音圧を必要とするスピーカユニット１ａ１〜１ｇ２
の負荷を軽減できるものである。

【００２９】なお、スピーカユニット１ａ１〜１ｇ２を
垂直方向に２段設けたにもかかわらずこれらは千鳥配置
したことでスピーカ装置の垂直方向の高さが小さくなり
小型化できるものである。しかも、水平方向のスピーカ
ユニットの配置間隔が１段配列に比べ実質的に半分にな
るため、高域側の指向性を狭く制御できる周波数が２倍
に向上するものである。

【００３０】なお、図では水平方向に７個配列で２段配
置としたがこれに限るものでなく、スピーカユニット１
ａ１，１ａ２，１ｂ１，１ｂ２，１ｃ１，１ｃ２，１ｄ
１，１ｄ２，１ｅ１，１ｅ２，１ｆ１，１ｆ２，１ｇ
１，１ｇ２の駆動はモノラルアンプでなくとも一般的な
２チャンネルアンプでも、それ以上のマルチアンプでも
良いものである。

【００３１】（実施の形態５）図９は本発明の指向性ス
ピーカ装置の実施の形態５の外観斜視図であり、図１０
は同回路ブロック図である。図中の１ａ１〜１ａ３，１
ｂ１，１ｂ２，１ｃ１，１ｃ２，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ
１，１ｅ２，１ｆ１，１ｇ１はスピーカユニットであ
る。実施の形態４との相違点のみ説明すると、水平方向
の下段側に７個のスピーカユニット１ａ１，１ｂ１，１
ｃ１，１ｄ１，１ｅ１，１ｆ１，１ｇ１を配列し、水平
方向の上段側に下段側より１個少ない６個のスピーカユ
ニット１ａ２，１ａ３，１ｂ２，１ｃ２，１ｄ２，１ｅ
２を垂直方向２段の千鳥配置にしたことである。

【００３２】動作はこれまでの実施の形態と同様であ
り、最も大きな再生音圧を必要とする中央部に３個のス
ピーカユニット１ａ１〜１ａ３を配置し、最も小さな音
圧でよい両端に２個のスピーカユニット１ｆ１，１ｇ１
を配置することで全体のスピーカユニットへの負荷のバ
ランスをとっている。

【００３３】実施の形態４と同様に千鳥配置により、２
段配置ながらスピーカ装置の高さを小さくできるととも
に、更に水平方向のスピーカユニットの実質的配置間隔
が狭く設定できるため、高域まで指向性を狭く制御でき
る利点を有するものである。

【００３４】なお、図９では水平方向に７個配列と６個
配列で２段配置としたがこれに限るものでなく、スピー
カユニット１ａ１〜１ａ３，１ｂ１，１ｂ２，１ｃ１，
１ｃ２，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ１，１ｅ２，１ｆ１，１
ｇ１の駆動もモノラルアンプで一般的な２チャンネルア
ンプ、それ以上のマルチアンプのいずれでも良いもので
ある。

【００３５】なお、これまでの実施の形態では水平方向
の指向性を狭く制御するものとして説明したが、縦形と
することで垂直方向に狭く指向性を制御するものであっ
てもよいことは言うまでも無いことである。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水平方向
の指向性を狭く制御したアレイ型のスピーカ装置で中央
部に配置したスピーカユニット程音圧レベルを大きくし
てより狭指向性を実現する場合に、スピーカユニットの
負荷のバランスがとれるためスピーカ装置の信頼性が向
上するだけでなく、モノラルアンプ等の少チャンネルア
ンプで駆動する場合のアッテネータが低減でき、アッテ
ネータで消費されていた電力を低減できるすぐれた指向
性スピーカ装置の提供ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の指向性スピーカ装置の一実施の形態の
外観斜視図

【図２】同回路ブロック図

【図３】同他の実施の形態の外観斜視図

【図４】同回路ブロック図

【図５】同他の実施の形態の外観斜視図

【図６】同回路ブロック図

【図７】同他の実施の形態の外観斜視図

【図８】同回路ブロック図

【図９】同他の実施の形態の外観斜視図

【図１０】同回路ブロック図

【符号の説明】

１ａ〜１ｇ，１ａ１〜１ａ４，１ｂ１〜１ｂ３，１ｃ１
〜１ｃ３，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ１，１ｅ２，１ｆ１，
１ｆ２，１ｇ１，１ｇ２ スピーカユニット ２ｂ〜２ｇ アッテネータ ３ アンプ ４ 入力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 周平 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D018 AF22 AF30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のスピーカユニットを水平方向に
   配列し、中央部に配置した少なくとも１つのスピーカユ
   ニットの口径を前記複数個のスピーカユニットの中で最
   大とし、この中央部に配置したスピーカユニットの再生
   音圧レベルを最大とした指向性スピーカ装置。
2. 【請求項２】 左右両端にそれぞれ配置したスピーカユ
   ニットの口径を最小とし、前記両端に配置したスピーカ
   ユニットと中央部に配置した最大口径のスピーカユニッ
   トとの間に配置するスピーカユニットの口径は前記中央
   部のスピーカユニットに近く配置したスピーカユニット
   程大きく、且つ、前記中央部に配置したスピーカユニッ
   トに対して左右対称とし、中央部近く配置したスピーカ
   ユニット程再生音圧レベルを大きくした請求項１に記載
   の指向性スピーカ装置。
3. 【請求項３】 水平方向および垂直方向に複数個のスピ
   ーカユニットを配列し、左右両端のスピーカユニットは
   垂直方向の配列数を最小とし、中央部のスピーカユニッ
   トは垂直方向の配列数を最大とし、前記左右両端のスピ
   ーカユニットと前記中央部のスピーカユニットとの間に
   配置したスピーカユニットの垂直方向の配列数は、前記
   中央部のスピーカユニットに近い程多く、且つ、前記中
   央部に配置したスピーカユニットに対して左右対称と
   し、垂直方向に配列したスピーカユニットの合成音圧レ
   ベルが水平方向からみて中央部程大きくした指向性スピ
   ーカ装置。
4. 【請求項４】 複数個のスピーカユニットを水平方向に
   配列し、且つ、垂直方向に少なくとも２段に千鳥配置
   し、前記配列したスピーカユニットの水平方向からみて
   中央部のスピーカユニット程再生音圧レベルを大きくし
   た指向性スピーカ装置。
5. 【請求項５】 隣接する各段のスピーカユニットの水平
   方向の配列数の差が１つである請求項４に記載の指向性
   スピーカ装置。