JP6970018B2 - 一定幅のビーム幅を持った配列可能な拡声器 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に配列可能な拡声器システムに関し、更に詳しくは非配列面(non-arraying plane)に配列した拡声器システムにおけるビーム幅の制御に関する。
これらの妥協点としては、下記事項が含まれる。
・コーンドライバー類及び導波管(又は導波管類)(ホーン又はホーン類)を互いに隣同士に配置すると、オフ軸(off-axis)の狭小化及びクロスオーバー周波数でのローブ形成を生じる可能性がある。
・多数の変換器類/ホーン類を同軸上に(coaxially)装着すると、ビーム幅の非一貫性、及び変換器/導波管の設計で諸強度の妥協(forces compromises)が生じる可能性がある。
・コーンドライバー類を一層密集させて(closer together)押せるように非常に狭いホーンを作ると、HFドライバーの負荷(loading)、及び/又はビーム幅の一貫性と妥協することになる。
・後部(rear)装着ドライバー類用のホーン壁類に開口類をカットすると、LF出力又はLFドライバー負荷、及び/又は操作周波数範囲のパターンと妥協することになる。
・全てのドライバー類により給与された単一の長いホーンを用いると、ホーンの長さに見合う(comparable)LF長さ及び/又は効率のため、かなり大型の囲いが必要となる。
本発明の配列可能な拡声器システムは以上の妥協点を回避する。本発明は、比較的低いクロスオーバー周波数においても、十分なコンプレッションドライバーの負荷に従って広帯域パターンを制御する、配列可能な拡声器システムを提供する。このような拡声器システムを達成するには、ホーン口の大きさ(size)は、かなり大きくなければならないが、得られる低ドライバーがシャドウする(shadowing)問題はほぼ除去される。その他、設計に固有の問題、即ち、オフ軸でのローブ形成、一貫性のないビーム幅、及び不十分なコンプレッションドライバーの負荷はほぼ除去される。
・或る量(a volume)の空気を含有するための容量を有する。
・ 前記ホーンの支持構造の周り(about)から該ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲い前部の隙間まで延在する。
・前記低周波変換器側部室に繋がる。
・前記ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある頂部隙間及び底部隙間を通る大気に繋がる。
周波数範囲を示すため、ここで使用した“低い”及び“高い”は、低い周波数から高い周波数までのクロスオーバーが起こる場合、中間の周波数を包含する相対的用語であると理解される。例えば“低周波数”変換器(時には“ドライバー”ということがある)という場合、この変換器は、クロスオーバー未満の周波数でも、またクロスオーバー周波数範囲に入るまで上昇する周波数でも作動する(operate)ことは理解されよう。同様に、“高周波”変換器という場合、この変換器は、クロスオーバー周波数範囲に入るまで下降する周波数でも、またクロスオーバーを超える(above)周波数でも、作動する(operate)ことは理解されよう。また変換器を“高い”又は“低い”として特徴化しても、以下、拡声器の低周波数変換器に関連して述べるように、この変換器がその呼称操作(operating)周波数範囲外に若干の音響エネルギーを生成できるという可能性は妨げない。
・拡声器キャビネット前部の内側幅(CW):567mm
・拡声器キャビネット前部の内側高さ(CH):257mm
・ホーン口の外側幅(HW):322mm
・ホーン口の外側高さ(HH):229mm
・ホーン深さ(HD):159mm
・ 低周波変換器(符号41):
9インチ(228mm)長の可動域(excursion)コーンドライバー
・ 高周波変換器(符号39):3インチ(76mm)コンプレッションドライバー
非配列方向ではLF側部室類71及びLF出口路類77はビーム幅にどのような影響を与えるのかを更に説明するため、低周波コーンドライバー類を中心に装着したホーン37のいずれかの側部の背後に、また前記装着したホーン37のいずれかの側部に装着して観察すると、これらLF側部室類及びLF出口路類の放射用表面類79は、ホーンの大型フレアー状側部壁類61により大部分不明瞭になることが判る。従来の配置構成では、ホーンの側部壁類は堅固な邪魔板類を創生する。これらの邪魔板は、ホーン側部周囲の各々別個のコーンの出力に向けている。そうすると、ホーンの幅により分離した2種の(two)明瞭な低周波源類が創生する。ホーンが十分広ければ、コーンドライバー類は、ホーンに対するクロスオーバーの下方の中間周波数において、十分なパターンの狭小化及び恐らくオフ軸(off-axis)でのローブ形成を示すだろう。中間の操作周波数範囲を有する拡声器では、このようなパターンの狭小化はメリットになり得る。しかし、広い操作周波数範囲を所望するならば、問題になり得るし、また操作周波数範囲の水平面では不均一な周波数及び位相レスポンスが生じる可能性がある。
・ LF側部室類の空気量:合計空気量に対し約80%〜約70%。
この場合、LF出口路類の空気量は約20%〜約30%に相当する。
・空気出口隙間におけるLF出口路の口面積:
コーンドライバー類の放射用表面類の合計表面積に対し約20%〜約30%。
・LF出口路の深さ:クロスオーバー周波数での波長に対し約35%以下。
・ コーンドライバー類の中心間スペース:
クロスオーバー周波数での波長に対し約60%以下。
・ 囲い前部の面に対するコーンドライバーの角度:約27度〜約39度。
Claims (18)
- 囲いを形成する頂部、底部及び側部壁を有すると共に、前開口(front opening)付き前部(front)及び該前開口を通過する中心軸を有するキャビネットと、
前記前開口の背後の前記囲いの中心軸上に配置されたホーン装着用構造と、
口末端部(mouth end)、喉(throat)末端部、該喉末端部から口末端部まで延在するフレアー状側部壁類、並びに該フレアー状側部壁類間に延在する頂部壁及び底部壁を有すると共に、前記喉末端部から前記口末端部を通って延在する軸を有するホーンであって、該軸はホーンの伝播軸を画定し、前記ホーンの前部外周部分は側部外周縁端部類(edges)、頂部外周縁端部及び底部外周縁端部を含み、前記ホーンは、前記ホーンの伝播軸が前記囲いの中心軸とほぼ整列するように、且つ前記ホーンの口末端部が前記囲いの前開口に位置する(positioned at)ように、囲い内のホーン装着用構造に装着され、前記ホーンの口末端部は、前記ホーンの口末端部近くの囲いの前開口に側部室開口類(side chamber openings)が創生されるように、且つ前記ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲いの前部に頂部隙間(gap)及び底部隙間が創生されるように、前記囲いの前開口よりも小さい、高周波変換器用のホーンと、
前記ホーンの喉末端部に装着された高周波変換器と、
前記ホーン装着用構造の反対側部類上(on opposite sides of)にある囲いの前開口背後の囲い内に配置された(positioned in)低周波変換器装着用構造類と、
低周波変換器類が前記ホーンの反対側部類上の囲い内にホーンの伝播軸に対して所定の前向き(forward facing)角度で位置するように、各低周波変換器装着用構造に装着された少なくとも一つ(one)の前向き低周波変換器であって、各前向き低周波変換器は前記キャビネットの前部において、前記ホーンのフレアー状側部壁及び前記側部室開口類の内の一つ(one)に向く(face)ように、前記ホーンの伝播軸の方へ内向きに向いている(faces inwardly toward)、前向き低周波変換器と、
を備え、
前記前向き且つ内向きの(forward and inwardly facing)低周波変換器類と前記ホーンのフレアー状側部壁類の両者間には或る量(a volume)の空気を含有する低周波側部室類(side chambers)が形成され、該低周波側部室類は、前記ホーンの口末端部に隣接する囲いの前開口において、前記側部室開口類を通る大気に繋がり(coupled to)、
前記ホーンの頂部壁の上方及び該ホーンの底部壁の下方には低周波出口路類(exit channels)が形成され、該低周波出口路類は、
・或る量の空気を含有するための容量を有し、
・前記ホーン装着用構造の周り(about)から該ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲いの前部における隙間類(gaps)まで延在し、
・前記低周波側部室類に繋がり、
・前記ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある頂部隙間及び底部隙間を通り大気に繋がる、
との特徴を有する配列可能な拡声器。 - 前記低周波変換器類が、27度〜39度の前向き角度で前記囲い内に配置される請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類が、33度の前向き角度で前記囲い内に配置される請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波出口路類の空気量が、前記低周波側部室類と前記低周波出口路類との合計(combined)空気量に対し20%〜30%の範囲である請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波出口路類の空気量が、前記低周波側部室類と前記低周波出口路類との合計空気量に対し25%である請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類がコーンドライバー類であり、各コーンドライバーが中心を有する請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数以下でオーディオ信号を受信し、前記ホーンの反対側部類上にある前記コーンドライバー類がクロスオーバー周波数での信号波長に対し60%以下の中心間スペースを有する請求項6に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数以下でオーディオ信号を受信し、前記ホーンの反対側部類上にある前記コーンドライバー類がクロスオーバー周波数での信号波長に対し50%以下の中心間スペースを有する請求項6に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数以下でオーディオ信号を受信し、前記低周波出口路類の頂部と底部の間の深さが、前記ホーン装着用構造の周りから(from about)該ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲いの前部の隙間まで測定して、クロスオーバー周波数での信号波長に対し35%以下である請求項6に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類が放射用表面類を有し、ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある頂部隙間(gap)及び底部隙間が低周波出口路類の口(mouth)を形成し、該口は口面積を有し、該口面積は前記コーンドライバー類の放射用表面類の合計表面積に対し20〜30%の範囲である請求項6に記載の配列可能な拡声器。
- 前記ホーン装着用構造及び前記低周波変換器装着用構造類は、前記ホーンに対しては平坦な中心部壁を有し、前記低周波変換器類に対しては角度を付けた斜面(bezel)型の側部壁類を有する単一斜面型フレームの形態である請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記拡声器の操作用周波数範囲は、前記低周波変換器類と前記高周波変換器の両者が前記拡声器の音響出力に寄与するクロスオーバー周波数範囲を含み、該拡声器は、前記ホーンと前記低周波変換器類との間で形成された低周波側部室類により捕獲され、該低周波側部室類で反射されて、前記ホーンから伝搬した残留音響エネルギーにより生じたクロスオーバー周波数以上の、影響を受けた周波数範囲内で、ビーム幅歪み効果を補償するための、クロスオーバー回路を有する、高周波変換器及び低周波変換器類用の補正回路手段を更に含む請求項1に記載の配列可能な拡声器。
- 前記補正回路手段が、前記低周波側部室類により捕獲された残留音響エネルギーを相殺するのに十分な音響エネルギーを低周波変換器類に前記影響を受けた周波数範囲内で生成させるため、低周波変換器類にクロスオーバー周波数に亘っても(over)クロスオーバー周波数を超えて(above)も緩やかな(gradual)ロールオフを生じるように選択され、構成されたフイルターを含む請求項12に記載の配列可能な拡声器。
- 前記補正回路手段が、低周波変換器類の音響出力の位相を前記影響を受けた周波数範囲内でシフトする手段を更に含む請求項13に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類の音響出力の位相をシフトする手段が、前記影響を受けた周波数範囲内の中心に置いた2次全パス(2nd order all-pass)型フイルターを含む請求項14に記載の配列可能な拡声器。
- 囲いを形成する頂部、底部及び側部壁を有すると共に、前開口付き前部及び該前開口を通る中心軸を有するキャビネットと、
前記前開口の背後の前記囲いの中心軸上に配置されたホーン装着用構造と、
口末端部、喉末端部、該喉末端部から口末端部まで延在するフレアー状側部壁類(side walls)、並びに該側部壁類間に延在する頂部壁及び底部壁を有すると共に、前記喉末端部から前記口末端部を通って延在する軸を有するホーンであって、前記軸は、前記ホーンの喉末端部に装着した高周波変換器により生じた音用の伝播軸を画定し、ホーンの前部外周部分は側部外周縁端部類、頂部外周縁端部及び底部外周縁端部を含み、前記ホーンは、該ホーンの伝播軸が前記囲いの中心軸とほぼ整列するように、且つ前記ホーンの口末端部が前記囲いの前開口に位置するように、前記囲い内のホーン装着用構造に装着され、前記ホーンの口末端部は、ホーンの口末端部近くの囲いの前開口に側部室開口類が創生されるように、且つ前記ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲いの前部に頂部隙間及び底部隙間が創生されるように、前記囲いの前開口よりも小さい、高周波変換器用のホーンと、
前記ホーン装着用構造の反対側部類上の囲いの前開口背後の囲い内に配置された低周波変換器装着用構造類と、
低周波変換器類が前記ホーンの伝播軸に対し27度〜39度の所定の前向き角度でホーンの反対側部上の前記囲い内に位置するように、各低周波変換器装着用構造に装着された少なくとも一つの前向き低周波変換器であって、各前向き低周波変換器は前記ホーンのフレアー状側部壁及び前記キャビネット前部にある側部室開口類の内の一つに向いている、少なくとも一つの前向き低周波変換器と、
を備え、
或る量の空気を含む低周波側部室類は、前記少なくとも一つの前向き低周波変換器と前記ホーンのフレアー状側部壁の両者間に形成され、更に該低周波側部室類は、前記ホーンの口末端部に近い囲いの前開口において側部室開口類を通る大気に繋がり、
低周波出口路類は前記ホーンの頂部壁の上方及び該ホーンの底部壁の下方に形成され、更に該低周波出口路類は、
・或る量の空気を含有するための容量を有し、
・低周波出口路類の空気量は、低周波側部室類と低周波出口路類との合計空気量に対し20%〜30%の範囲であり、
・前記ホーン装着用構造の周り(about)から該ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある囲いの前部の隙間まで延在し、
・前記低周波側部室類に繋がり、
・前記ホーンの前部外周部分の頂部外周縁端部及び底部外周縁端部のそれぞれ上方及び下方にある頂部隙間及び底部隙間を通る大気に繋がる、
との特徴を有する配列可能な拡声器。 - 前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数以下でオーディオ信号を受信し、前記ホーンの反対側部上にある前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数での信号波長に対し60%以下の中心間スペースを有する請求項16に記載の配列可能な拡声器。
- 前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数以下でオーディオ信号を受信し、前記ホーンの反対側部上にある前記低周波変換器類がクロスオーバー周波数での信号波長に対し50%以下の中心間スペースを有する請求項17に記載の配列可能な拡声器。
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