JP2651383B2 - 指向性を有するスピーカ装置 - Google Patents
指向性を有するスピーカ装置Info
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- JP2651383B2 JP2651383B2 JP1059682A JP5968289A JP2651383B2 JP 2651383 B2 JP2651383 B2 JP 2651383B2 JP 1059682 A JP1059682 A JP 1059682A JP 5968289 A JP5968289 A JP 5968289A JP 2651383 B2 JP2651383 B2 JP 2651383B2
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- speaker
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- 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
- H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
- H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
- H04R1/345—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for loudspeakers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スピーカからの音波が、4周方向のうち、
特定の方向に対して、音圧の強弱差を生ずる4方向指向
特性を生ずるスピーカ装置の改良に関する。
特定の方向に対して、音圧の強弱差を生ずる4方向指向
特性を生ずるスピーカ装置の改良に関する。
〔従来の技術〕 従来から、スピーカの指向性を変化させるための手段
として、音響レンズを用いることがあり、その一例を第
11図に示す。
として、音響レンズを用いることがあり、その一例を第
11図に示す。
このような音響レンズを使用したスピーカ装置は、有
限口径のスピーカから放射される音波が、周波数が高く
なるにつれて指向性が鋭くなり、強い音圧が正面に集中
する欠点を解消するために用いられることが多く、いわ
ば光学レンズの凹レンズに相当するものであり、平面波
を球面波に変換するものであった。
限口径のスピーカから放射される音波が、周波数が高く
なるにつれて指向性が鋭くなり、強い音圧が正面に集中
する欠点を解消するために用いられることが多く、いわ
ば光学レンズの凹レンズに相当するものであり、平面波
を球面波に変換するものであった。
第11図のスピーカ装置の音響レンズも、この目的に応
じて音波の経路を部分的に長くすることにより、透過的
に波面を変更しようとするものである。
じて音波の経路を部分的に長くすることにより、透過的
に波面を変更しようとするものである。
この音響レンズは、光学レンズの凹レンズに相当する
もので、孔あき薄板を積層したものである。
もので、孔あき薄板を積層したものである。
この場合、レンズ入口における波面がホーン型スピー
カ等のように平面状であれば、中心軸近傍の音波は殆ん
どレンズの影響を受けず、一方、周辺の音波はレンズの
積層板の間を迂回しながら通過するので、やや遅れた状
態となる。
カ等のように平面状であれば、中心軸近傍の音波は殆ん
どレンズの影響を受けず、一方、周辺の音波はレンズの
積層板の間を迂回しながら通過するので、やや遅れた状
態となる。
その結果、波面が曲がり、球面波に近くなって広指向
性が得られるものである。
性が得られるものである。
しかし、一方では特定の狭い範囲にのみ音声を伝達
し、それ以外の周辺には極力音声を伝達しない狭指向性
のスピーカ装置も望まれていたが、超音波を用いらパラ
メトリックスピーカのような特殊なスピーカ以外では、
十分な狭指向性の性能は得られていない。
し、それ以外の周辺には極力音声を伝達しない狭指向性
のスピーカ装置も望まれていたが、超音波を用いらパラ
メトリックスピーカのような特殊なスピーカ以外では、
十分な狭指向性の性能は得られていない。
そして、第8図のスピーカ装置を、全く秋の構成とす
れば、球面波を平面波に近づけて、光学レンズの凸レン
ズに相当する収束レンズとすることは或る程度可能であ
る。
れば、球面波を平面波に近づけて、光学レンズの凸レン
ズに相当する収束レンズとすることは或る程度可能であ
る。
しかし、この凸レンズ状の音響レンズの構成では、平
面波に近づけたとしても、凸レズの正面投影面積程度の
範囲で平面波が得られる程度であり、凸レンズの周辺部
では、レンズを出た直後から音波は拡散してしまうた
め、結果的には狭指向性は得られない。
面波に近づけたとしても、凸レズの正面投影面積程度の
範囲で平面波が得られる程度であり、凸レンズの周辺部
では、レンズを出た直後から音波は拡散してしまうた
め、結果的には狭指向性は得られない。
即ち、球面波状の音波を平面波状、或いはやや収束波
状に変換はできて、或る程度の指向性は実現できるもの
の、狭指向性の実現は困難であった。
状に変換はできて、或る程度の指向性は実現できるもの
の、狭指向性の実現は困難であった。
このように、基本的に軸を外れた方向に拡散する音波
を減衰させずに、経路をコントロールする方法では、狭
い指向性の実現は困難であった。
を減衰させずに、経路をコントロールする方法では、狭
い指向性の実現は困難であった。
しかも、前述のような指向性を、光学レンズの凸レン
ズのように、スピーカ前面の4周方向、即ち上下、左右
方向に対して求めることは、一層の困難であった。
ズのように、スピーカ前面の4周方向、即ち上下、左右
方向に対して求めることは、一層の困難であった。
本発明は、従来のスピーカ装置の指向性に対する前述
の課題を解決するためのもので、簡単な構成で、スピー
カの前面の放射軸方向の音波に対しては不作用で、これ
を減衰させず、上下、左右の4周方向への音波に対して
は透過損失が大となるようにして、4周方向に対し狭指
向性を有するスピーカ装置を提供することを目的とす
る。
の課題を解決するためのもので、簡単な構成で、スピー
カの前面の放射軸方向の音波に対しては不作用で、これ
を減衰させず、上下、左右の4周方向への音波に対して
は透過損失が大となるようにして、4周方向に対し狭指
向性を有するスピーカ装置を提供することを目的とす
る。
そして、この狭指向性をもたらすための音響パネルか
ら、音波が伝導で音響パネルの外面に伝達され、その指
向性が悪化しないようにするのを第2の目的とする。
ら、音波が伝導で音響パネルの外面に伝達され、その指
向性が悪化しないようにするのを第2の目的とする。
更に、前記音響パネルの外面からの音波が音響パネル
内に伝達され、スピーカからの音波と干渉して音質を劣
化させないようにするのを第3の目的とする。
内に伝達され、スピーカからの音波と干渉して音質を劣
化させないようにするのを第3の目的とする。
本発明は、前述の目的を達成するための指向性を有す
るスピーカ装置の手段に関し、スピーカの前面にアルミ
ニウム、ニッケル、銅、その他の金属粉末を焼結した多
孔室の吸音材料の薄板のような吸音性でかつ透過性のパ
ネルを複数枚、スピーカの前面側が開放され、音波の放
射方向と平行して、所定の間隔で並置した音響パネル
を、前記スピーカに近接して設けたものである。
るスピーカ装置の手段に関し、スピーカの前面にアルミ
ニウム、ニッケル、銅、その他の金属粉末を焼結した多
孔室の吸音材料の薄板のような吸音性でかつ透過性のパ
ネルを複数枚、スピーカの前面側が開放され、音波の放
射方向と平行して、所定の間隔で並置した音響パネル
を、前記スピーカに近接して設けたものである。
そして、音響パネルを構成する吸音性パネルの面側に
吸音材を設け、更に吸音材の外周を遮音材で覆うことが
望ましい。
吸音材を設け、更に吸音材の外周を遮音材で覆うことが
望ましい。
次に、本発明の原理を、中心線から片側のみを示した
第3図及び第4図について説明する。
第3図及び第4図について説明する。
1はキャビネット4に収納されたスピーカで、その前
面から放射される音波の基準軸方向(この図では放射軸
とスピーカの中心軸とが一致している)の成分は、吸音
パネル5のすき間を通って聴取ポイントにまで矢印
(イ)で示すように到達できる。
面から放射される音波の基準軸方向(この図では放射軸
とスピーカの中心軸とが一致している)の成分は、吸音
パネル5のすき間を通って聴取ポイントにまで矢印
(イ)で示すように到達できる。
一方、基準軸から外れた斜め方向の矢印(ロ),
(ハ)の方向では、音波は吸音パネルに当り、これを透
過する際に、その吸音性によって透過損失を生じ、音圧
を減衰する。
(ハ)の方向では、音波は吸音パネルに当り、これを透
過する際に、その吸音性によって透過損失を生じ、音圧
を減衰する。
この際、矢印(ロ)の方向よりも矢印(ハ)の方向が
吸音パネル5で吸音される回数が多くなるため、その減
衰量が多くなる。
吸音パネル5で吸音される回数が多くなるため、その減
衰量が多くなる。
即ち、基準軸に対する角度θが大きくなる程、減衰量
が多くなるので、結果的に非常に狭い指向性が得られる
スピーカ装置となる。
が多くなるので、結果的に非常に狭い指向性が得られる
スピーカ装置となる。
尚、第1図,第2図に示す吸音パネル5の間隔d、長
さL、巾Bについては、扱う周波数帯域によって最適値
が存在するが、概して下記の傾向である。
さL、巾Bについては、扱う周波数帯域によって最適値
が存在するが、概して下記の傾向である。
d:吸音パネル5の厚さtに対して3〜7倍程度が良い。
狭すぎる(枚数が多過ぎる)と、軸上音圧の低下を招
き、θ方向に対する減衰効果は頭打ちとなる。
き、θ方向に対する減衰効果は頭打ちとなる。
L:減衰させたい角度θ方向の音波が、少なくとも吸音パ
ネル5を2枚以上通過するような寸法が必要となる。
ネル5を2枚以上通過するような寸法が必要となる。
しかし、上記dの場合と同様に、通過枚数が多過ぎて
も、効果は頭打ちとなるため、3〜5枚程度通過するよ
うに、長さを設定することが良い。
も、効果は頭打ちとなるため、3〜5枚程度通過するよ
うに、長さを設定することが良い。
B:スピーカの口径Dに対し、1.5〜3倍程度が良い。
小さい場合は、吸音パネル5の巾方向へ音波が廻り込
むため、減衰効果が減少する。特に、低い周波数に対し
て顕著であり、少なくとも取り扱う最低周波数flの1波
長以上が望ましい。
むため、減衰効果が減少する。特に、低い周波数に対し
て顕著であり、少なくとも取り扱う最低周波数flの1波
長以上が望ましい。
そして、吸音パネル5と平行方向に放射されたスピー
カ1からの音波のうち、中心軸から成る角度方向の音波
8は、吸音パネル5の端面に接するように設置された吸
音体6の吸音材2を通過する時に透過損失によって減衰
を生ずる。
カ1からの音波のうち、中心軸から成る角度方向の音波
8は、吸音パネル5の端面に接するように設置された吸
音体6の吸音材2を通過する時に透過損失によって減衰
を生ずる。
更に、吸音材2の背後空間3を進み、遮音材7にぶつ
かって反射された音波は、再び吸音材2を通過する時
に、ふたたび減衰を生じるため、最初の音波8の強さに
対して充分に減衰する。
かって反射された音波は、再び吸音材2を通過する時
に、ふたたび減衰を生じるため、最初の音波8の強さに
対して充分に減衰する。
第1図,第2図に示すスピーカ装置において、第1表
のような数値の音響パネル、及び吸音材7を設けた時の
両方向の減衰特性を第5図,第6図に示す。
のような数値の音響パネル、及び吸音材7を設けた時の
両方向の減衰特性を第5図,第6図に示す。
表 1 スピーカの口径D 110 mm 吸音パネル5 長さL 165 mm 巾 B 250 mm 厚さt 3 mm 間隔d 18 mm 枚 数 24 枚 吸音率α(1) 0.91 吸音体7 多孔質金属吸音パネル 長さL 165 mm 巾 C 450 mm 厚さt 3 mm 吸音率α(1) 0.91 (1)は残響室法吸音率測定 f=1000 Hz 背後空気層50mmの場合である。
前記実施例としては、吸音体7としては、吸音パネル
5と同じに、アルミニウム、ニッケル、銅、その他の金
属粉末を焼結した多孔質吸音材料の薄板が使用されてい
るが、多孔質セラミック吸音材料、フェルト、その他の
繊維質吸音材料のような一般的な吸音材料を用いても良
い。
5と同じに、アルミニウム、ニッケル、銅、その他の金
属粉末を焼結した多孔質吸音材料の薄板が使用されてい
るが、多孔質セラミック吸音材料、フェルト、その他の
繊維質吸音材料のような一般的な吸音材料を用いても良
い。
但し、この場合には、吸音材2の背面の少なくとも一
部が遮音性の材料として一般的な木材やプラスチックの
遮音材7で閉じられていることが必要である。
部が遮音性の材料として一般的な木材やプラスチックの
遮音材7で閉じられていることが必要である。
吸音材2の背後空間3の空間層の距離は、音の周波数
と密接な関係があり、低音域で吸音効果を得ようとすれ
ば、必然的に大きくならざるを得ないが、1000Hz以上の
周波数とすれば、最低25mmあればよい。
と密接な関係があり、低音域で吸音効果を得ようとすれ
ば、必然的に大きくならざるを得ないが、1000Hz以上の
周波数とすれば、最低25mmあればよい。
又、長さLについては、狭指向性とする程、長くする
必要がある。
必要がある。
即ち、スピーカ1の中心と、吸音材2の先端を結んだ
線と中心軸となす角度以内においては、吸音効果を生じ
ないので、この関係よりして長さLは決定される。
線と中心軸となす角度以内においては、吸音効果を生じ
ないので、この関係よりして長さLは決定される。
巾Cに対しては、最低スピーカの口径に対し、1.5倍
以上あればよいが、組み合される吸音パネル5の巾と一
致させることが望ましい。
以上あればよいが、組み合される吸音パネル5の巾と一
致させることが望ましい。
更に、この実施例のように、吸音パネル5、吸音体6
の対称的に装置すると、特定周波数で軸上周波数特性に
うねりを生ずることがある。
の対称的に装置すると、特定周波数で軸上周波数特性に
うねりを生ずることがある。
この原因は吸音体6が完全な吸音性ではないため、ス
ピーカ1に対する音響負荷となるためであり、このよう
な対称寸法関係で著るしい。
ピーカ1に対する音響負荷となるためであり、このよう
な対称寸法関係で著るしい。
従って、これを軽減するのには、吸音体6の寸法及び
設定位置を非対称に構成することで、その効果が得られ
る。
設定位置を非対称に構成することで、その効果が得られ
る。
以上の実施例では、吸音パネル5と吸音体6とが直交
するものであるが、これ等と一体化して第7図,第8図
のような等間隔の同心円状の吸音パネル9としたり、第
9図のように多数の6角形を組み合わせたハニカム形状
の吸音パネル10とすれば、水平方向、垂直方向とも同じ
特性の狭指向性とすることができる。
するものであるが、これ等と一体化して第7図,第8図
のような等間隔の同心円状の吸音パネル9としたり、第
9図のように多数の6角形を組み合わせたハニカム形状
の吸音パネル10とすれば、水平方向、垂直方向とも同じ
特性の狭指向性とすることができる。
更に、第10図のように、吸音パネル5を縦横に組み合
せて音響パネルを形成し、その外周を吸音材2で覆った
後、更にその外側に遮音材7で被うこともでき、この場
合にも水平方向、垂直方向の指向性は同じとすることが
できる。
せて音響パネルを形成し、その外周を吸音材2で覆った
後、更にその外側に遮音材7で被うこともでき、この場
合にも水平方向、垂直方向の指向性は同じとすることが
できる。
本発明は叙上のように、吸音パネルの設置方法吸音
材、或いは遮音材との組み合せによって、水平、垂直の
両方向に対して狭指向性を得ることができる。
材、或いは遮音材との組み合せによって、水平、垂直の
両方向に対して狭指向性を得ることができる。
そして、吸音材、遮音材によって、音響パネルの外側
方への音波の漏れを低減し、その指向性を一層鋭くした
り、外部の音響が音響パネル内に伝達れて、音波の干渉
による音質の劣化を生ずることもない。
方への音波の漏れを低減し、その指向性を一層鋭くした
り、外部の音響が音響パネル内に伝達れて、音波の干渉
による音質の劣化を生ずることもない。
更に、吸音パネルの長さや、吸音体の長さの調節によ
って、指向性の範囲を広狭の任意に変化させることがで
きる等の効果がある。
って、指向性の範囲を広狭の任意に変化させることがで
きる等の効果がある。
第1図,第2図は本発明の基本的な実施例の側面図と正
面図、 第3図と第4図は上下、左右方向の基本原理の説明図、 第5図と第6図は上下、左右方向の中心軸に対する角度
上の音圧周波数特性図、 第7図,第8図は本発明の他の実施例の側面図と正面
図、 第9図,第10図はそれぞれ他の実施例の正面図、 第11図は従来のスピーカ装置の側面図である。 1……スピーカ、2……吸音材、3……背後空間、4…
…キャビネット、5……吸音パネル、6……吸音体、7
……遮音材、9,10……吸音パネル。
面図、 第3図と第4図は上下、左右方向の基本原理の説明図、 第5図と第6図は上下、左右方向の中心軸に対する角度
上の音圧周波数特性図、 第7図,第8図は本発明の他の実施例の側面図と正面
図、 第9図,第10図はそれぞれ他の実施例の正面図、 第11図は従来のスピーカ装置の側面図である。 1……スピーカ、2……吸音材、3……背後空間、4…
…キャビネット、5……吸音パネル、6……吸音体、7
……遮音材、9,10……吸音パネル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳫 也寸雄 埼玉県所沢市花園4丁目2610番地 パイ オニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 印牧 直文 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 実公 昭40−35286(JP,Y1) 実公 昭56−11505(JP,Y2) 実公 昭57−29431(JP,Y2) 特許2574454(JP,C1)
Claims (4)
- 【請求項1】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定の間隔で並置
した音響パネルを設けたことを特徴とする指向性を有す
るスピーカ装置。 - 【請求項2】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定の間隔で並置
した音響パネルを設け、該音響パネルを構成する吸音性
でかつ透過性のパネルの両側に吸音材を設けたことを特
徴とする指向性を有するスピーカ装置。 - 【請求項3】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、前面を開放状態として複数枚の吸音性でかつ透過性
のパネルを音波の放射方向と平行して所定間隔で並置し
た音響パネルを設け、該音響パネルの外側に吸音材を設
けると共に、この吸音材の外周を遮音材で覆ったことを
特徴とする指向性を有するスピーカ装置。 - 【請求項4】スピーカの前方に、該スピーカに近接し
て、スピーカの口径より広い範囲に渡って、前面を開放
状態として複数枚の吸音性でかつ透過性のパネルを音波
の放射方向と平行して所定の間隔で並置した音響パネル
を設けたことを特徴とする指向性を有するスピーカ装
置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1059682A JP2651383B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 指向性を有するスピーカ装置 |
US07/454,235 US5117463A (en) | 1989-03-14 | 1989-12-21 | Speaker system having directivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1059682A JP2651383B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 指向性を有するスピーカ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02239796A JPH02239796A (ja) | 1990-09-21 |
JP2651383B2 true JP2651383B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=13120218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1059682A Expired - Fee Related JP2651383B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 指向性を有するスピーカ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5117463A (ja) |
JP (1) | JP2651383B2 (ja) |
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