JP7212264B2 - ディフューザー、および、これを備えるスピーカー、電子楽器 - Google Patents

Description

本発明は、音波を放射するスピーカーの振動板に対向するように配置されて、外径方向に音波を放射して無指向特性を実現するディフューザー、および、これを備えるスピーカー、電子楽器に関する。

振動して音波を放射する振動板を有する動電型のスピーカーにおいては、振動板口径に対して放射する音波の波長が相対的に長い低い周波数帯域では、音圧レベルが外径方向にほぼ一様になる無指向特性になりやすい。その一方で、振動板口径に対して放射する音波の波長が短くなる高い周波数帯域になるほどに、振動板が振動する正面方向に放射する音波の音圧が高くなり、側面方向に放射する音波の音圧が低くなる指向特性を有するようになりやすい。

スピーカーをキャビネットに取り付けた通常のスピーカーシステムは、放射特性が指向特性を有するようになりやすいので、聴取者に対するスピーカーの向きによって再生音質が変化するという問題がある。そこで、スピーカーの振動板に対向するように取り付けるディフューザーを設けて、音波の放射の指向特性を変化させようとするものが従来から在る。例えば、無指向特性に変化させるディフューザーは、振動板から放射される音波を反射させる略円錐状の反射体を備えるものがある（特許文献１）。反射体であるディフューザーは、リフレクターと称する場合もある。

無指向特性を実現しようとするディフューザーを備えるスピーカーは、様々なものがある。フルレンジのスピーカーの場合には、振動板に対向するように配置する１つの略円錐形状の反射体を備えるものが代表的である。また、再生周波数帯域を帯域分割して複数のスピーカーで構成するマルチウェイのスピーカーシステムでは、中高音域を再生するフルレンジスピーカー、スコーカー、または、ツィーターにディフューザーを設けて、全帯域で無指向特性の実現を図る場合がある。なお、無指向特性に近くなる低音域を再生するウーファーでは、キャビネットに取り付けるのみで、ディフューザーを設けないものもある。

スピーカーの振動板の形状と対応するディフューザーの形状、そして、それらの配置関係は、再生する音声の品質並びに音圧周波数特性に影響を与える。特に、スピーカーの振動板とディフューザーとの間の空間において生じやすい共振により音圧周波数特性上に大きなピークが現れ易くなるという問題がある。また、特にフルレンジのスピーカーの場合には、放射する音波の周波数帯域が広いので、波長が長い低い周波数から波長が短い高い周波数まで、１つの反射体で対応させるのは難しいという問題がある。

従来には、ベル形のエンクロージヤの最上部にスピーカーを収納するとともに、前記エンクロージヤの周壁部に水平方向の環状開口を形成し、前記エンクロージヤの内部には、前記スピーカーからの音を前記環状開口に案内するための音響ガイドを形成したことを特徴とするカリヨン形スピーカーシステムがある（特許文献２）。また、従来には、ウ─ハ─の上限よりも高い周波数を有する音響波の源は同一の表面上に配列されていて、音書信号をこの表面に対して直角な方向に、反射・回折系に同って輻射するようにする音響波の全方向輻射装置がある（特許文献３）。

また、従来には、概して円錐形の外面と、上面と、円錐軸と、を含む円錐台形状を有する音響反射体であって、前記円錐軸を中心とする、前記上面における開口部を有する音響反射体と、前記上面における前記開口部に配置された吸音材と、を備えることを特徴とする無指向性音響ディフレクタがある（特許文献４）。また、電子楽器では、例えば、スピーカーボックスの中でスピーカーから下方に楽音を発音させ、その発音させた楽音を拡散器で拡散させて電子楽器の側方に発音させるようにしているものがある（特許文献５）。

実公昭５６－４１４３１号公報（図１） 実開昭６４－４７１８９号公報 特開昭５５－１３５９２号公報 特表２０１８－５０４０５６号公報 特許第４６４６７６５号公報（図９）

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スピーカーの振動板とディフューザーとの間の空間において生じやすい共振により音圧周波数特性上に大きなピークが現れるのを防ぎ、周波数による指向特性の不均一性を軽減し、放射する音波の周波数帯域が広いフルレンジのスピーカーの場合にも対応するディフューザー、および、これを備えるスピーカー、電子楽器を提供することにある。

本発明のディフューザーは、音波を放射するスピーカーの振動板に対向するように配置されるディフューザーであって、その外径寸法が振動板の外径寸法よりも大きく、振動板が振動する方向を規定する中心軸が通過して内径寸法を規定する開口を有し、振動板に対向する環状錐面および環状錐面の反対側に形成される環状凹面を有する略切頭円錐形状の第１反射部材と、第１反射部材と近接して配置されて中心軸がその頂点を通過する錐面を有する略円錐形状の第２反射部材と、を備え、振動板と第１反射部材の環状錐面との間に音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路を形成し、第１反射部材の環状凹面と第２反射部材の錐面との間に第１反射部材の開口を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路を形成する。

好ましくは、本発明のディフューザーは、第２反射部材の外径寸法が、第１反射部材の前記開口の内径寸よりも大きい。

好ましくは、本発明のディフューザーは、第２反射部材の少なくとも一部が、第１反射部材の環状凹面が規定する凹状空間に収まるように、第１反射部材および第２反射部材が配置されている。

また、好ましくは、本発明のディフューザーは、第２反射部材の錐面を規定する断面曲線が、第１反射部材の環状凹面を規定する断面曲線と中心軸に沿う方向において規定される離間距離が等距離にならないように設定されている。

また、好ましくは、本発明のディフューザーは、第１反射部材と第２反射部材とを第２音響通路を形成するように連結する連結部材をさらに備える。

また、好ましくは、本発明のディフューザーは、スピーカーの振動板を第１反射部材の環状錐面に対向させて第１音響通路を形成するように配置して取り付けるスピーカー取付部材と、第１反射部材とスピーカー取付部材とを第１音響通路を形成するように連結する連結部材と、をさらに備える。

また、好ましくは、本発明のディフューザーは、通気性を有する部材で形成され、第１音響通路および／または第２音響通路に設けられるグリル部材をさらに備える。

また、好ましくは、本発明のディフューザーは、第１反射部材の内径寸法および第２反射部材の外径寸法が円形により規定され、第１反射部材の外径寸法が長円形により規定される。

また、本発明のスピーカーは、上記のディフューザーと、ディフューザーと対向するように配置される振動板と、を少なくとも備える。

また、好ましくは、本発明のスピーカーは、振動板が、第１反射部材の環状錐面に対応する凹面を形成するコーン形状であり、第１反射部材の開口に対向する位置に凸状のダストキャップを有する。

また、本発明の電子楽器は、上記のディフューザーと、ディフューザーと対向するように配置される振動板を少なくとも備えるスピーカーと、ディフューザーおよびスピーカーが取り付けられる筐体と、を少なくとも備える。

また、好ましくは、本発明の電子楽器は、第１反射部材の環状錐面、又は、筐体のスピーカーが取り付けられる取付面の少なくともいずれか一方に、吸音部材がさらに取り付けられている。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明のディフューザーは、音波を放射するスピーカーの振動板に対向するように配置されて外径方向に音波を放射して無指向特性を実現する。ディフューザーは、その外径寸法が振動板程度であり、振動板が振動する方向を規定する中心軸が通過して内径寸法を規定する開口を有し、振動板に対向する環状錐面および環状錐面の反対側に形成される環状凹面を有する略切頭円錐形状の第１反射部材と、第１反射部材と近接して配置されて中心軸がその頂点を通過する錐面を有する略円錐形状の第２反射部材と、を備える。

したがって、ディフューザーは、振動板と第１反射部材の環状錐面との間に音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路を形成し、第１反射部材の環状凹面と第２反射部材の錐面との間に第１反射部材の開口を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路を形成する。振動板に近接する第１反射部材には開口が設けられているので、振動板との間の空間において生じやすい共振が発生せず、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして中低音域の無指向特性を実現できる。一方、第１反射部材の開口を通過する波長の短い高い周波数の音波は、開口を有さない略円錐形状の第２反射部材に反射するので、高音域の無指向特性も実現できる。好ましくは、第２反射部材の外径寸法を、第１反射部材の開口の内径寸よりも大きくすればよい。また、第１反射部材と第２反射部材で反射させて音波を伝搬することで、周波数によって異なる指向特性の不均一性を軽減できる。その結果、フルレンジのスピーカーに対応するディフューザーにすることができる。

ここで、ディフューザーは、略切頭円錐形状の第１反射部材と略円錐形状の第２反射部材とが近接するべく、第２反射部材の少なくとも一部が、第１反射部材の環状凹面が規定する凹状空間に収まるように、第１反射部材および第２反射部材が配置されているのが好ましい。また、ディフューザーは、第２反射部材の錐面を規定する断面曲線が、第１反射部材の環状凹面を規定する断面曲線と中心軸に沿う方向において規定される離間距離が等距離にならないように設定されているのが好ましい。第１音響通路または第２音響通路での共振の発生を抑制して、音圧周波数特性上にピークが現れるのを防ぐことができる。

ディフューザーは、スピーカーの振動板を第１反射部材の環状錐面に対向させて第１音響通路を形成するように配置して取り付けるスピーカー取付部材と、第１反射部材と第２反射部材とを第２音響通路を形成するように連結する連結部材と、をさらに備えていてもよい。また、本発明のスピーカーは、このディフューザーと、ディフューザーと対向するように配置される振動板と、を少なくとも備えていればよい。振動板は、第１反射部材の環状錐面に対応する凹面を形成するコーン形状であり、第１反射部材の開口に対向する位置に凸状のダストキャップを有するのが好ましい。

ディフューザーは、通気性を有する部材で形成され、第１音響通路および／または第２音響通路に設けられるグリル部材をさらに備えるようにしてもよい。スピーカーの振動板を保護することができる。なお、ディフューザーは、長径方向と短径方向を有する長円形（楕円形、トラック形を含む。）のスピーカーに対応するように、第１反射部材の内径寸法および第２反射部材の外径寸法が円形により規定され、第１反射部材の外径寸法が長円形により規定されるようにしてもよい。

また、電子楽器は、上記のディフューザーと、ディフューザーと対向するように配置される振動板を少なくとも備えるスピーカーと、ディフューザーおよびスピーカーが取り付けられる筐体と、を少なくとも備えていればよい。このディフューザーおよびスピーカーを備える電子楽器は、無指向特性により拡がり感のある優れた再生音質を得ることができる。第１反射部材の前記環状錐面、又は、筐体のスピーカーが取り付けられる取付面の少なくともいずれかに、吸音部材がさらに取り付けられていてもよい。

本発明のディフューザーは、スピーカーの振動板とディフューザーとの間の空間において生じやすい共振により音圧周波数特性上に大きなピークが現れるのを防ぎ、周波数による指向特性の不均一性を軽減し、放射する音波の周波数帯域が広いフルレンジのスピーカーの場合にも対応するディフューザー、および、これを備えるスピーカー、電子楽器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るディフューザーを説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電子楽器を説明する正面図である。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザーを備えるスピーカーの指向特性を説明するグラフである。 比較例のディフューザーを備えるスピーカーの指向特性を説明するグラフである。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザーを備えるスピーカーの指向特性を説明するグラフである。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザーを備えるスピーカーの指向特性を説明するグラフである。 本発明の一実施形態に係る他のディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態によるディフューザー、および、これを備えるスピーカー、電子楽器について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１および図２は、本発明の好ましい実施形態によるディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する図である。具体的には、図１は、ディフューザー１０を備えるスピーカー１の断面図であり、また、図２は、このディフューザー１０を前面上側から見た斜視図である。なお、ディフューザー１０並びにスピーカー１の形態は、本実施例の場合に限定されない。また、本発明の説明に不要なディフューザー１０並びにスピーカー１の構成については、図示及び説明を省略する。

本実施例のスピーカー１は、スピーカーユニット２の振動板３に対向するようにディフューザー１０を取り付けて、無指向特性を実現する無指向性スピーカーシステムである。スピーカーユニット２は、コーン型の振動板３を備えて、低い周波数から高い周波数までの全帯域を再生するフルレンジ型の動電型スピーカーである。

直接放射型のスピーカーユニット２のみでは、中高音域において振動板３が振動する方向に放射する音波の音圧が高くなり、側面方向に放射する音波の音圧が低くなる指向特性を有するようになりやすい。そこで、本実施例のスピーカー１では、スピーカーユニット２の振動板３を上側（図示するＺ軸方向）に向けて配置し、かつ、振動板３に対向するようにディフューザー１０を設けて、Ｚ軸に直交する水平方向に関して無指向特性になるように設計されている。

スピーカーユニット２は、断面が凹状になるコーン型の振動板３を備える動電型スピーカーである。振動板３の内径部にはボイスコイル６のボビンが連結するので、内径部を覆うように断面が凸状になるダストキャップ４が取り付けられている。振動板３の外径部分には柔軟なエッジ５の内径側が取り付けられ、音波を放射する振動板３、および、ダストキャップ４を含む振動板部分をダンパーとともに振動可能に支持している。ボイスコイル６のボビンに巻回されるコイルは、磁気回路７の磁気空隙に配置される。フレーム８は、エッジ５の外径側と磁気回路７とに連結する。

したがって、スピーカーユニット２では、強い直流磁界が発生する磁気回路７の磁気空隙中に配置されるボイスコイル６のコイルに音声信号電流が供給されると、図示するＺ軸方向に駆動力が発生し、ボイスコイル６ならびに振動板３およびダストキャップ４から構成されるスピーカー振動系がＺ軸方向に振動する。その結果、振動板３３およびダストキャップ４の前後に存在する空気に圧力変化を生じ、音声信号電流を音波（音声）に変換する。

スピーカーユニット２のフレーム８は、キャビネット９の上面側に設けられる取付面９ａの開口部に取り付けられる。本実施例のキャビネット９は、振動板３の一方面側と他方面側とを音響的に分離するバッフルとして機能する密閉型キャビネットである。ただし、キャビネット９は、その内部に規定する音響容量とダクトでの音響質量が共振する位相反転型（バスレフ型）キャビネットなどであってもよい。

キャビネット９の上面側の取付面９ａには、音波を放射するスピーカーユニット２の振動板３に対向するように、さらにディフューザー１０が設けられる。ディフューザー１０は、図１および図２に図示するように、２つの反射部材が組み合わされて構成されている。具体的には、ディフューザー１０は、略切頭円錐形状の部分を含む第１反射部材１１と、略円錐形状の第２反射部材１２と、を備える。

第１反射部材１１と第２反射部材１２とは、連結部材１３により連結される。また、第１反射部材１１とキャビネット９とは、連結部材１４により連結される。連結部材１４は、少なくとも振動して最大に突出するように変位するスピーカーユニット２の振動板３並びにダストキャップ４がディフューザー１０に接触することのないように、第１反射部材１１とキャビネット９とを離間させて連結する。

第１反射部材１１は、振動板３に対向する環状錐面１５と、この環状錐面１５の反対側に形成される環状凹面１６と、を有する基体を有する。第１反射部材１１は、さらに、振動板３が振動する方向を規定する中心軸であるＺ軸が通過して内径寸法を規定する開口１７を有する。また、第１反射部材１１は、本実施例では、その外形形状がほぼ正方形であり、外径寸法は振動板３の外径寸法よりも大きく、また、開口１７を規定する半径寸法Ｒ１は振動板３の外径寸法よりも小さくなっている。なお、第１反射部材１１の外形形状は、正方形に限らず、円形でも多角形であってもよい。

第１反射部材１１は、所定の厚みを有する部材を加工して形成した基体を有する。したがって、凸面状の環状錐面１５の背面側に凹面状の環状凹面１６を形成することができる。本実施例では、環状錐面１５並びに環状凹面１６を規定する断面曲線はほぼ直線である。また、環状錐面１５を有する第１反射部材１１は、スピーカーユニット２の方から見ると、円錐形の頂部を切り落としたかのような略切頭円錐形状になっており、その切り落とされた頂部のところに、ちょうどその背面側である環状凹面１６の方に通気する開口１７が設けられている形状になっている。

一方で、第２反射部材１２は、中心軸であるＺ軸がその頂点を通過する錐面１８を有する略円錐形状の基体を有する。第２反射部材１２は、円錐形の頂点がスピーカーユニット２の振動板３並びに第１反射部材１１の開口１７に近い下側に配置され、その外径寸法Ｒ２が規定する平面１９が振動板３から遠い上側に配置されている。本実施例では、錐面１８を規定する断面曲線はほぼ直線であって、環状錐面１５並びに環状凹面１６の断面を規定する直線とは平行にならない直線である。平面１９を規定する外径寸法Ｒ２は、少なくとも第１反射部材１１の開口１７を規定する半径寸法Ｒ１よりも大きく設定されている。なお、円錐形の錐面１８には、開口は設けられない。

本実施例のディフューザー１０では、図１および図２に図示するように、第２反射部材１２の一部が、第１反射部材１１の環状凹面１６が規定する凹状空間に収まるように、第１反射部材１１および第２反射部材１２が連結部材１３により連結されて配置されている。具体的には、第２反射部材１２の錐面１８の頂点が、第１反射部材１１の開口１７に臨むように、第１反射部材１１と第２反射部材１２とが近接している。ただし、第２反射部材１２が第１反射部材１１の開口１７を塞ぐことはない。

ディフューザー１０は、スピーカーユニット２が取り付けられるキャビネット９の上面側に、連結部材１４により連結される。したがって、ディフューザー１０は、スピーカーユニット２の振動板３と第１反射部材１１の環状錐面１５との間に、音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路２１を形成する。第１音響通路２１は、キャビネット９の上面側と第１反射部材１１の環状錐面１５によっても形成される。第１音響通路２１は、中心軸Ｚからの半径が大きくなるにつれてその断面積が大きくなるように変化する。

また、ディフューザー１０は、近接して配置された第１反射部材１１の環状凹面１６と第２反射部材１２の錐面１８との間に第１反射部材１１の開口１７を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路２２を形成する。第２音響通路２２は、中心軸Ｚからの半径が大きくなるにつれてその断面積が大きくなるように変化する。

つまり、図２に図示するように、第１反射部材１１の環状凹面１６と第２反射部材１２の錐面１８との中心軸に沿う方向における離間距離をＺ０とすると、離間距離Ｚ０は中心軸Ｚからの半径により変化する。第２反射部材１２の錐面１８を規定する断面曲線が直線であり、第１反射部材１１の環状凹面１６を規定する断面曲線が角度の異なる直線であるので、中心軸に沿う方向において規定される離間距離が等距離にならないように設定されている。その結果、第２音響通路２２では、離間距離Ｚ０が等距離にならず、中心軸Ｚからの半径が大きくなるにつれて大きくなるように変化する。

本実施例のスピーカー１は、ディフューザー１０の第１音響通路２１を通過して放射される音波と、第２音響通路２２を通過して放射される音波と、を合成して音声を再生する。

全帯域を再生するフルレンジ型の動電型のスピーカーユニット２では、波長の長い低い周波数の音波も、波長の短い高い周波数の音波も、振動する振動板３およびダストキャップ４から放射される。ただし、実際の動電型のスピーカーユニット２では、中低音域において振動板３およびダストキャップ４が略ピストン振動させることができるものの、中高音域では振動板３が分割振動してしまうので、振動板３の中心部部分とダストキャップ４とが主に中高音域の音波の放射に寄与することになる。

したがって、本実施例のディフューザー１０では、外径寸法が振動板３の外径寸法よりも大きい第１反射部材１１が、相対的に波長の長い低い周波数の音波を反射させて無指向特性を実現する。一方で、振動板３に近接する第１反射部材１１には振動板３の外径寸法よりも小さい半径寸法Ｒ１の開口１７が設けられているので、振動板３の中心部部分とダストキャップ４とから放射される相対的に中高音域の音波は、第１反射部材１１の開口１７を通過して第２反射部材１２に反射して無指向特性を実現する。

無指向特性を実現しようとする単一のディフューザー（図示しない）を備える従来の（図示しない）スピーカーでは、スピーカーの振動板とディフューザーとの間の空間において生じやすい共振により音圧周波数特性上に大きなピークが現れ易い。

しかし、本実施例のディフューザー１０を備えるスピーカー１では、スピーカーユニット２の振動板３とディフューザー１０との間の空間２０に第１反射部材１１の開口１７が臨んでいるので、共振を発生しにくくすることができる。その結果、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして中低音域の無指向特性を実現でき、さらに中高音域の無指向特性をも実現できる。

また、本実施例のディフューザー１０では、第２音響通路２２を通過して放射される音波が水平方向よりも上向きに放射される。したがって、水平方向だけで無く、垂直方向の指向特性も広くすることができる。

好ましくは、ディフューザー１０は、第１反射部材１１の開口１７の半径寸法Ｒ１が振動板３の外径寸法よりも小さく、かつ、第２反射部材１２の平面１９を規定する外径寸法Ｒ２が半径寸法Ｒ１よりも大きければよい。また、ディフューザー１０は、第２反射部材１２の少なくとも一部が、第１反射部材１１の環状凹面１６が規定する凹状空間に収まるように配置されていればよい。

本実施例のディフューザー１０では、第１反射部材１１の環状錐面１５並びに環状凹面１６と、第２反射部材１２の錐面１８と、を規定する断面曲線がそれぞれほぼ直線である。ただし、これらの反射面の断面は、複数の連続する直線、または、非線形に変化する曲線で規定されるように構成してもよい。中心軸に沿う方向において規定される離間距離Ｚ０が等距離にならないように設定されて、中心軸Ｚからの半径が大きくなるにつれて第１音響通路２１並びに第２音響通路２２の断面積が大きくなるように変化するようにすれば、他の断面曲線であってもよい。

また第１音響通路２１は、キャビネット９の上面側の取付面９ａと第１反射部材１１の環状錐面１５によっても形成されるので、第１音響通路２１での音波の反射を適切に制御するのに、例えば図１の右側の第１音響通路２１において図示するように、第１反射部材１１の環状錐面１５、または、キャビネット９の上面側の取付面９ａに吸音部材２３を取り付けてもよい。吸音部材２３は、少なくとも第１反射部材１１の環状錐面１５、または、キャビネット９の上面側の取付面９ａのいずれか一方に取り付けられていればよい。

また、本実施例のスピーカー１では、ディフューザー１０がキャビネット９を介してスピーカーユニット２と連結している。ただし、ディフューザー１０と振動板３を備えるスピーカーユニット２とを直接に対向するように連結してもよい。また、動電型のスピーカーユニット２が備える振動板３が凹面を形成するコーン形状であれば、ダストキャップ４の形状は本実施例のような凸状が適するが、例えば凹面を備えるような他の形状、または、ダブルコーンと称されるような他の形状であってももちろんよい。

また、本実施例のスピーカー１では、フルレンジ型のスピーカーユニット２にディフューザー１０を設けている。ただし、特定の周波数帯域の再生に適したウーファー、スコーカー、ツィーター等のスピーカーユニット２にディフューザー１０を設けてもよい。もちろん、スピーカー１を複数のスピーカーユニットを組み合わせるマルチウェイスピーカーシステムとして構成し、その何れかのスピーカーユニットの振動板に対向するようにディフューザー１０を取り付けるものであってもよい。

図３は、本発明の好ましい実施形態による電子楽器を説明する図である。具体的には、図３は、上記の実施例のディフューザー１０を備えるスピーカー１を、左右のスピーカー１Ｌおよび１Ｒとして備える電子ピアノ１００の正面図（一部断面図）である。なお、電子ピアノ１００の形態は、本実施例の場合に限定されない。また、本発明の説明に不要な電子ピアノ１００の構成については、図示及び説明を省略する。

本実施例の電子ピアノ１００は、その筐体１０１に設けられた操作子である鍵盤１０２を演奏者が操作した場合に、鍵盤に対応する音声信号を（図示しない）音源回路から出力し、（図示しない）増幅器で増幅してスピーカーに出力し、演奏音を再生する電子楽器である。この電子ピアノ１００は、スピーカーとして、筐体１０１の鍵盤１０２の上面側の左右にそれぞれ取り付けられるスピーカー１Ｌおよび１Ｒと、筐体１０１の鍵盤１０２の下面側に取り付けられるスピーカー３０と、を備えている。

スピーカー１Ｌおよび１Ｒは、上記の実施例のディフューザー１０を備え、ディフューザー１０は、上記の通りに第１反射部材１１および第２反射部材１２を含んでいる。したがって、スピーカー１Ｌおよび１Ｒに含まれるスピーカーユニット２は、振動板３が上下方向に振動する。スピーカー１Ｌは、ステレオ再生の左音声信号に対応して、水平方向に関して無指向特性になるように演奏音を放射する。また、スピーカー１Ｒは、ステレオ再生の右音声信号に対応して、水平方向に関して無指向特性になるように演奏音を放射する。

また、スピーカー３０は、横長のキャビネットを有し、その左側にステレオ再生の左音声信号に対応するスピーカー３１Ｌと、その右側にステレオ再生の右音声信号に対応するスピーカー３１Ｒと、を含む。スピーカー３１Ｌおよび３１Ｒは、振動板が振動する方向が前後方向になるように配置される複数のスピーカーユニットを備え、特にディフューザー等を備えないので、前面方向に音圧が高くなる指向特性を有する。したがって、スピーカー３１Ｌおよび３１Ｒは、ステレオ再生の左右の音声信号にそれぞれ対応して、前面方向に指向性を有して演奏音を放射する。なお、スピーカー３０は、スピーカー３１Ｌおよび３１Ｒの複数のスピーカーユニットが再生する音声周波数帯域を分ける場合には、マルチウェイスピーカーシステムを構成していてもよい。

スピーカー３０は、電子ピアノ１００の演奏者の膝元に配置されることになり、電子ピアノ１００の演奏音の直接音成分を再生するのに適する。一方で、スピーカー１Ｌおよび１Ｒは、演奏音の間接音成分を再生するのに適する。スピーカー３０と、スピーカー１Ｌおよび１Ｒと、から再生する演奏音の音量のバランスは、電子ピアノ１００の設定で制御可能である。電子ピアノ１００のスピーカーにこのような構成を採用することで、電子ピアノ１００の演奏音が、演奏者および聴取者にとって本来のアコースティックのピアノの演奏音に近いものとして知覚できるようになると期待できる。

もちろん、電子ピアノ１００は、スピーカー１Ｌおよび１Ｒのみを備え、スピーカー３０を備えなくてもよい。その場合には、スピーカー１Ｌおよび１Ｒは、演奏音の直接音成分および間接音成分をともに再生するようにすればよい。

本実施例の電子ピアノ１００は、鍵盤を備える電子楽器であるが、他の電子楽器であってもよい。

図４および図５は、本発明の好ましい実施形態によるディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する図である。具体的には、図４は、ディフューザー１０ａを備えるスピーカー１ａの平面図であり、図５は、取付面９ａに取り付けられたスピーカー１ａの図４におけるＡ－Ａ断面に相当する断面図である。

本実施例のディフューザー１０ａ並びにスピーカー１ａは、先の実施例のディフューザー１０並びにスピーカー１と、一部の構成が相違する他は共通する構成を備える。したがって、以下では共通する構成には共通の符号を付して説明を省略し、相違する構成について説明する。なお、本発明の説明に不要なディフューザー１０ａ並びにスピーカー１ａの構成については、図示及び説明を省略する。

本実施例のディフューザー１０ａは、長円形の振動板３を備えるスピーカーユニット２ａに対応して外形が長径方向と短径方向とを有する長方形に構成され、スピーカーユニット２ａに対して取り付けられている。また、スピーカー１ａは、外径寸法が長円形の振動板３を備える動電型スピーカーであるスピーカーユニット２ａと、ディフューザー１０ａとを含み、これらが連結されて一体に構成されている。スピーカー１ａは、（図示しない）電子楽器のキャビネット９の取付面９ａに内部側（図面では下側）から取り付けられている。

このディフューザー１０ａの第１反射部材１１では、その基体の内径寸法を規定する開口１７が円形であるものの、長径方向および短径方向を有する長円形のスピーカーユニット２ａの振動板３に対応して、その基体の外径寸法が長円形により規定されている点で、先の実施例のディフューザー１０と相違する。一方で、第２反射部材１２は、中心軸であるＺ軸がその頂点を通過する錐面１８を有する略円錐形状の基体を有する点で共通する。ただし、このディフューザー１０ａでは、第２反射部材１２の錐面１８の頂点が、第１反射部材１１の開口１７に侵入している。また、この第２反射部材１２では、略円錐形状の基体は錐面１８の裏側が凹状であり、先の実施例のディフューザー１のような外径寸法Ｒ２が規定する平面１９が形成されていない。

本実施例のディフューザー１０ａは、第１反射部材１１と、第２反射部材１２と、第１反射部材１１と第２反射部材１２とを連結する連結部材１３と、スピーカーユニット２ａと連結するスピーカー取付部材２４と、第１反射部材１１とスピーカー取付部材２４とを連結する連結部材１４と、を樹脂で一体に成形した部品である。したがって、このディフューザー１０ａでは、樹脂を成形する（図示しない）金型を図示する上下方向で２つに分割して抜けるように、第２反射部材１２の外径寸法Ｒ２が第１反射部材１１の開口１７の半径Ｒ１よりも若干小さくされている。

また、ディフューザー１０ａは、スピーカー取付部材２４を備えるように構成されて、先の実施例でのディフューザー１０に比較して、全高が低くなり、キャビネット９からあまり上側に突出しないように設計されている。具体的には、スピーカー取付部材２４は、第１反射部材１１の環状錐面１５と対向して第１音響通路２１を形成する環状凹面２５を備え、その内径部にスピーカーユニット２ａと連結する（図示しない）連結部を備えている。また、スピーカー取付部材２４は、環状凹面２５の外径部から図示する下側に延設する短い略長円筒形状のリブ状部２６を備える。また、スピーカー取付部材２４は、リブ状部２６の下端側から４カ所に外周側に延設して形成したフランジ部２７を備える。

フランジ部２７は、キャビネット９の上面側の取付面９ａに設けられた開口部の縁部に下側から係合して、ディフューザー１０ａ並びにスピーカーユニット２ａを含むスピーカー１ａをキャビネット９に取り付ける。環状凹面２５並びにリブ状部２６の高さがほぼスピーカー取付部材２４の全高寸法を規定するので、比較的に全高が低くなって取付面９ａからディフューザー１０ａが突出しない。ディフューザー１０ａを含むスピーカー１ａが目立たなくなり、取り付けられる電子楽器の製品デザイン上の制約が少なくなるという利点がある。

ディフューザー１０ａは、スピーカーユニット２ａの振動板３並びにスピーカー取付部材２４の環状凹面２５と、第１反射部材１１の環状錐面１５との間に、音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路２１を形成する。さらに、近接して配置された第１反射部材１１の環状凹面１６と、第２反射部材１２の錐面１８との間に、第１反射部材１１の開口１７を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路２２を形成する。したがって、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして中低音域の無指向特性を実現でき、さらに中高音域の無指向特性をも実現できる。

図６は、本実施例のディフューザー１０ａを備えるスピーカー１ａの指向特性を説明するグラフである。また、図７は、比較例の（図示しない）ディフューザー１００ａを備える（図示しない）スピーカー１００の指向特性を説明するグラフである。

具体的には、比較例のスピーカー１００のディフューザー１００ａは、実質的に第１反射部材１１を除去した点のみでディフューザー１０ａと相違し、同一のスピーカーユニット２ａを備える。したがって、図６並びに図７のグラフは、本実施例のディフューザー１０ａと、比較例のディフューザー１００ａとの違いを示している。

図６並びに図７の指向特性のグラフでは、図５におけるＺ軸方向が指向角度：０度の方向であり、このＺ軸方向での音圧レベルで基準化したそれぞれの指向角度（―９０度～９０度）の音圧レベルを極座標表示して、指向特性を示している。なお、４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６．３ｋＨｚ、８ｋＨｚ、１０ｋＨｚのそれぞれの周波数におけるグラフを重ね書きしている。その結果、図６並びに図７のグラフは、取付面９ａの上面方向およびＺ軸に直交する水平方向に関して無指向特性で放射する様子を図示している

図６並びに図７のグラフを比較して分かるように、図６の本実施例のディフューザー１０ａを備えるスピーカー１ａの場合の方が、それぞれの周波数による指向特性の不均一性が、図７の比較例のディフューザー１００ａを備えるスピーカー１００の場合よりも少ない。ディフューザー１０ａの場合には、指向角度による音圧レベルの増減がディフューザー１００ａの場合よりも小さくできている。

なお、ディフューザー１０ａでは、通気性を有するパンチング部材、あるいは、通気性を有するネットを張る枠部を備える（図示しない）グリル部材、などを取り付ける取付部２８を、連結部材１４およびスピーカー取付部材２４に備えている。グリル部材は、第１音響通路２１および第２音響通路２２を覆うように取り付けられるので、異物やユーザーの手などが第１音響通路２１または第２音響通路２２に入らないようにして、スピーカーユニット２ａの振動板３を保護することができる。

また、ディフューザー１０ａは、円形の振動板３を備える他のスピーカーユニット２に対応するように、外形を円形又は方形にしてもよい。また、ディフューザー１０ａは、スピーカー取付部材２４は、必ずしもリブ状部２６は設ける必要が無く、環状凹面２５の外径部からフランジ部２７を外周側に延設してもよい。その場合には、フランジ部２７は、キャビネット９の取付面９ａに設けられた開口部の縁部に上側から係合して、ディフューザー１０ａ並びにスピーカーユニット２ａを含むスピーカー１ａをキャビネット９に取り付けるようにしてもよい。

図８は、本実施例の（図示しない）ディフューザー１０ｂを備える（図示しない）スピーカー１ｂの指向特性を説明するグラフである。また、図９は、本実施例の（図示しない）ディフューザー１０ｃを備える（図示しない）スピーカー１ｃの指向特性を説明するグラフである。

本実施例のディフューザー１０ｂ並びにスピーカー１ｂ、ディフューザー１０ｃ並びにスピーカー１ｃ、は、先の実施例のディフューザー１０並びにスピーカー１と、第１反射部材１１の外径寸法が相違する他は共通する構成を備える。したがって、以下では共通する構成には共通の符号を付して説明を省略し、相違する構成について説明し、図示及び説明を省略する。

本実施例において、（図示しない）スピーカーユニット２ｂは共通であり、その（図示しない）振動板３ｂの外径寸法は１０８．８ｍｍである。振動板３ｂの外径寸法は、（図示しない）エッジ５ｂを含まない外形寸法であるが、場合によってはエッジ５ｂを含むものであってもよい。

図８のグラフの本実施例のディフューザー１０ｂは、第１反射部材１１の外径寸法が１１４．０ｍｍであって、振動板３ｂの外径寸法１０８．８ｍｍよりも大きい。一方で、図９のグラフの本実施例のディフューザー１０ｃは、第１反射部材１１の外径寸法が１０４．０ｍｍであって、振動板３ｂの外径寸法１０８．８ｍｍよりも小さい。ただし、図８および図９を比べると、顕著な差は見られない。つまり、本実施例のディフューザー１０ｂ並びに１０ｃは、ほぼ同等の指向特性を有する。

したがって、本実施例のディフューザー１０ｂまたは１０ｃでは、外径寸法が振動板３ｂの外径寸法よりも大きくない第１反射部材１１であっても、相対的に波長の長い低い周波数の音波を反射させて無指向特性を実現することができる。ディフューザー１０ｂまたは１０ｃの第１反射部材１１の外形寸法は、スピーカーユニット２ｂの振動板３ｂの外径寸法と同等程度の大きさがあればよく、必ずしも振動板３ｂの外径寸法よりも大きくなくてもよい。

本実施例のディフューザー１０ｂまたは１０ｃを備えるスピーカー１ｂまたは１ｃでは、スピーカーユニット２ｂの振動板３ｂとの間の空間２０に第１反射部材１１の開口１７が臨んでいるので、共振を発生しにくくすることができる。その結果、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして中低音域の無指向特性を実現でき、さらに中高音域の無指向特性をも実現できる。

図１０は、本発明の他の好ましい実施形態によるディフューザー、および、これを備えるスピーカーを説明する図である。具体的には、図１０は、ディフューザー１０ｄを備えて、キャビネット９の内面側の取付面９ａに取り付けられたスピーカー１ｄの断面図である。

本実施例のディフューザー１０ｄ並びにスピーカー１ｄは、先の実施例のディフューザー１０ａ並びにスピーカー１ａと、一部の構成が相違する他は共通する構成を備える。したがって、以下では共通する構成には共通の符号を付して説明を省略し、相違する構成について説明する。なお、本発明の説明に不要なディフューザー１０ｄ並びにスピーカー１ｄの構成については、図示及び説明を省略する。

また、本実施例のディフューザー１０ｄは、先の実施例のディフューザー１０ａと同様に、スピーカー取付部材２４を備えるように構成されている。しかし、先の実施例でのディフューザー１０ａに比較して、スピーカー取付部材２４が環状凹面２５の外径部から図示する下側に延設する短い略長円筒形状のリブ状部２６を備えない点で相違する。

つまり、スピーカー取付部材２４は、径方向の４カ所に外周側に延設して形成したフランジ部２７を備えるので、キャビネット９の内側の取付面９ａに設けられた開口部の縁部に下側から係合して、ディフューザー１０ｄ並びにスピーカーユニット２ｄを含むスピーカー１ｄをキャビネット９に取り付けることができる。

ディフューザー１０ｄは、スピーカーユニット２ｄの振動板３並びにスピーカー取付部材２４の環状凹面２５並びに取付面９ａの開口部と、第１反射部材１１の環状錐面１５との間に、音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第１音響通路２１を形成する。さらに、近接して配置された第１反射部材１１の環状凹面１６と、第２反射部材１２の錐面１８との間に、第１反射部材１１の開口１７を通過した音波が伝搬して外径方向に音波を放射する第２音響通路２２を形成する。したがって、音圧周波数特性上に大きなピークが現れないようにして中低音域の無指向特性を実現でき、さらに中高音域の無指向特性をも実現できる。

本発明のディフューザーは、図示するような動電型のスピーカーユニットに限らず、さらに圧電型、静電型または電磁型の駆動部を備えて振動板を有するスピーカーユニットであってもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ スピーカー
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ スピーカーユニット
３ 振動板
４ ダストキャップ
９ キャビネット
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ディフューザー
１１ 第１反射部材
１２ 第２反射部材
１３、１４ 連結部材
１５ 環状錐面
１６ 環状凹面
１７ 開口
１８ 錐面
２１ 第１音響通路
２２ 第２音響通路
２３ 吸音部材
２４ スピーカー取付部材
２５ 環状凹面

Claims (13)

1. 音波を放射するスピーカーの振動板に対向するように配置されるディフューザーであって、
   前記振動板が振動する方向を規定する中心軸が通過して内径寸法を規定する開口を有し、前記振動板に対向する環状錐面および前記環状錐面の反対側に形成される環状凹面を有する略切頭円錐形状の第１反射部材と、
   前記第１反射部材と近接して配置され、前記中心軸がその頂点を通過する錐面を有する略円錐形状の第２反射部材と、を備え、
   前記振動板と前記第１反射部材の前記環状錐面との間に前記音波が伝搬して外径方向に前記音波を放射する第１音響通路を形成し、前記第１反射部材の前記環状凹面と前記第２反射部材の前記錐面との間に前記第１反射部材の前記開口を通過した前記音波が伝搬して外径方向に前記音波を放射する第２音響通路を形成する、
   ディフューザー。
2. 前記第１反射部材の外径寸法は、前記振動板の外径寸法よりも大きい、
   請求項１に記載のディフューザー。
3. 前記第２反射部材の外径寸法は、前記第１反射部材の前記開口の前記内径寸法よりも大きい、
   請求項１または２に記載のディフューザー。
4. 前記第２反射部材の少なくとも一部は、前記第１反射部材の前記環状凹面が規定する凹状空間に収まるように、前記第１反射部材および前記第２反射部材が配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のディフューザー。
5. 前記第２反射部材の前記錐面を規定する断面曲線は、前記第１反射部材の前記環状凹面を規定する断面曲線と前記中心軸に沿う方向において規定される離間距離が等距離にならないように設定されている、
   請求項１から４のいずれかに記載のディフューザー。
6. 前記第１反射部材と前記第２反射部材とを前記第２音響通路を形成するように連結する連結部材をさらに備える、
   請求項１から５のいずれかに記載のディフューザー。
7. 前記スピーカーの前記振動板を前記第１反射部材の前記環状錐面に対向させて前記第１音響通路を形成するように配置して取り付けるスピーカー取付部材と、
   前記第１反射部材と前記スピーカー取付部材とを連結する連結部材と、をさらに備える、
   請求項６に記載のディフューザー。
8. 通気性を有する部材で形成され、前記第１音響通路および／または前記第２音響通路に設けられるグリル部材をさらに備える、
   請求項１から７のいずれかに記載のディフューザー。
9. 前記第１反射部材の前記内径寸法および前記第２反射部材の外径寸法は、円形により規定され、
   前記第１反射部材の外径寸法は、長円形により規定される、
   請求項１から８のいずれかに記載のディフューザー。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の前記ディフューザーと、
    前記ディフューザーと対向するように配置される前記振動板と、を少なくとも備える、
    スピーカー。
11. 前記振動板は、前記第１反射部材の前記環状錐面に対応する凹面を形成するコーン形状であり、前記第１反射部材の前記開口に対向する位置に凸状のダストキャップを有する、
    請求項１０に記載のスピーカー。
12. 請求項１から９のいずれかに記載の前記ディフューザーと、
    前記ディフューザーと対向するように配置される前記振動板を少なくとも備えるスピーカーと、
    前記ディフューザーおよび前記スピーカーが取り付けられる筐体と、
    を少なくとも備える、電子楽器。
13. 前記第１反射部材の前記環状錐面、又は、前記筐体の前記スピーカーが取り付けられる取付面の少なくともいずれか一方に、吸音部材がさらに取り付けられている、
    請求項１２に記載の電子楽器。

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