JPS606154B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、一般的にはスピーカ装置に関し、更０に詳細
には比較的安価に製作でき、設置場所についての制限が
少なく、特有の空間特性を有する新規なブックシェルフ
型スピーカ装置に関する。

（技術的背景）国際的に知られているＢＯＳＥ９０１（
商標）型スピーカ方式は、コンサートホール内で聴取さ
れる特性を実庭で模擬させるための原理を具体化したも
のである。

最良の効果を得るために、前記ＢＯＳＥ９０１型スピー
カは、傾斜したスピーカパネルを壁に向けそれを壁から
約３０伽の位置に配置し、電子的能動等化回路網と共動
させて、ほぼ均一なパワー・レスポンスを与え、反射音
と直接音との良好な調和（バランス）を達成させている
。この方式の性能は優れているけれども最良の演奏を得
るための配置を家庭で設定することが困難な場合が多い
という欠点を有する。（目的） 本発明の重要な目的は「特別の空間的配置に制限するこ
とが少ない安価なブックシェルフ型スピーカ装置を提供
することである。

本発明の別の目的は、比較的づ・型軽量の装置を用いて
前記目的を達成することである。

本発明の更に別の目的は、直接音及び反射音の良好なバ
ランスを与え、聴取者に興味ある幅広い音像源を作りつ
つ、前記目的を達成することである。

（発明の概要） 本発明によれば「第１のスピーカ駆動装置を支持する第
１のパネルと、正面及び側面に向って第２スピーカ駆動
装置を支持する少なくとも１つの第２のパネルと、第１
のパネルに取り付けられ第１の周波数範囲の音響ェネル
ギを韓射する第１のスピーカ駆動装置と、第２のパネル
に取り付けられ第１の周波数範囲よりも高い部分を含み
第２の周波数範囲で少なくとも半オクターブに亘り第１
の周波数範囲に重り合う共通の周波数範囲のェネルギを
韓射する第２のスピーカ駆動装置と、入力端子対からの
電気ェネルギを第１及び第２のスピーカ駆動装置へ結合
し「第１のスピ−力駆動装置に第１の周波数範囲のェネ
ルギを頚射させ、第２の駆動装置に第２の周波数範囲の
ェネルギを鰭射させるクロスオーバ回路網装置と、から
構成されるスピーカキャビネツトが提供される。

本発明の別の特徴によれば、第２のスピーカ駆動装置に
よって韓射されるェネルギを途中でさえぎつて、該駆動
装置から韓射される高周波ェネルギを所定の方向に導く
可調整偏向装置が設けられる。

（実施例） 本発明を以下実施例に従って詳細に説明する。

先ず、第１図は室の中に配置された本発明によるスピー
カ・システムの平面図である。スピーカキャビネツト１
１は、頂部１２、低音スピーカ（ゥーハー）１４を支持
する前面パネル１３、側面パネル１６及び１７、側壁２
１に面し高音スピーカ（トウィーター）２２を保持する
コーナパネル亀８、及び室の中心方向に面し中音スピー
カ（ミッドレンジ）２４を保持するコーナパネル２３を
含む。第２図はスピーカキャビネツト１１の正面図であ
る。聴取者２５は、中音スピーカ２４から幾分かの直接
音と高音スピーカ２２からの反射音とを受ける。この実
施例では、低音スピーカ１４は「それ自体が主として４
０日２と第１クロスオーバ（変移）周波数との間の周波
数ｔ及び第１クロスオーバ周波数と中音スピーカ２４に
よる第２クロスオーバ周波数との間の周波数とを韓射す
る。

高音スピーカ２２は「第２のクロスオーバ周波数と１舷
Ｈｚとの間の周波数を鰻射する。スピーカ２２と２４と
は、雛Ｈｚと７Ｋ世との間に重なり合う周波数範囲を持
っている。第１クロスオーバ周波数は通常５００乃至１
０００日２の範囲内に、第２のクロスオーバ周波数は狐
位乃至雛Ｈｚの範囲内に、第３のクｏスオーバ周波数は
弧はｚ乃至鰍比の範囲内に存在する。このように構成さ
れたスピーカは、隣接の側壁に面する両方の高音スピー
カによってステレオ的に知覚され得る拡散された極めて
幅広い空間的音像を作り出す、スピーカキャビネツト１
１をこのように構成することによって、第２図に示す実
施例においてキャビネットを逆転させて高音スピーカ２
２が聴取者から見て低音スピーカ１４の右側になるよう
にしてもよい。本発明は、ある既知の要因を取り入れる
ことによって、広範囲に拡散された空間的音像を生じさ
せることができるものと考えられる。

人間は、ＩＫＨｚ以上のスペクトル成分を有する音響の
高周波成分から、多くの聴覚による位置決め情報を受け
ることが知られている。本発明は種々の方法でこの特性
を利用している。極めて高い周波数の成分が聴取者から
離れる方向の側壁へ頚射され、そして前記側壁からの反
射は、側壁と高音スピーカ２２との距離と同一距離だけ
側壁から隔てられた蟹の他の側に高音スピーカの虚像を
作る。適切な位置に虚像を作るために、従来のスビーカ
装置に一般に使用された無指向性高音スピーカとは異な
って、高音スピーカ２２は適当な指向性を有している。
少量の高周波成分が中音スピーカ２４から聴取者２５へ
直接に韓射される。もし、このよう！な直接的な高周波
成分を供給しないと、スピーカの音を遠ざけ、不鮮明に
するが、直接成分を適当に与えると生き生きしたものに
なる。精神音響学（ＧａｒｄＭｒ．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ
ｔｈｅＡｃｏｕｓｔｉｃａＩ Ｓｗｉｅｔｙ ｏｆ
Ａｍｅｒｉｃａ， Ｖｏｌ．４６ ，Ｎｏ．２，１９６
９年）においては、音像の融合を行なわせるには、いく
つかの方法があることが知られている。

物理的に隔てられ、そして重なり合ったスペクトルを鱒
射する２つの音源を設けることにより、その間に配置さ
れた１つの幅広い音源としての印象を与えることが可能
である。また、隔てられた２つのスピーカを設け、一方
のスピーカの振幅を調節しつつ、両スピーカから位相が
反対の信号を鏡射するように配置することにより、両音
源の中間の領域の外側に位置する仮想的音源を作ること
が可能となる。本発明は、第６図に示すようなゆるやか
な額斜のクロスオーバを設けることにより、２つのスピ
ーカ２２と２４との間に、両スピーカが共通のスペクト
ル成分を頚射するクロスオーバ領域内でかなりの重なり
合った部分を有することによって前述の特性を利用する
。

前記中音スピーカ２４と高音スピーカ２２とを適当に選
択することにより、スピーカ２２及び２４が基本共振周
波数（スピ−力・システムの共振ピークのうち最低の周
波数）付近の位相反対の音を鶴射する共通の周波数範囲
内で、比較的狭い周波数帯域において２つの１８０ｏの
位相シフトを達成することができる。スピーカ２２及び
２４の各々は、一般に、共通の周波数帯域内に基本共振
周波数を有し、高音スピーカ２２のそれは中音スピーカ
２４のものよりも前記位相シフトを生ずる効果が大きい
。このような位相シフトは好ましい効果を生じさせ得る
ものであるが、現在のところこれを確認させる証拠は不
充分である。鏡射を行う音響源を空間的に分離すること
により、該音響源の見かけの位置は頚射される信号のス
ペクトルと共に、一方の側面から他方の側面に移動する
。音楽は、一般に広い帯城の信号を含むため、見かけの
青源は聴取者にはたえず運動しているように見え、従っ
て聴取者はその音が如何なる点から入来するかをつきと
めることは不可能で、その昔は広い範囲の音源から人来
するように感じる。これらの効果を粗合せることによっ
て空間的に広い音像を有するスピーカが作られる。第３
図は、本発明の別の実施例を示す斜視図で〜 この実施
例は２つだけのスピーカを使用するものであるが、従来
のスピーカと比較して位置決めが比較的容易であり、空
間的特性においても優れ「 また、聴取者の室及び音源
特性に関する好みに合せることができる。第３図に示す
、隅が直角のスピーカ装置３１は、矩形の頂部及び底部
パネル３２及び３３、矩形の前面パネル３４、側面パネ
ル３５，３６、矩形の背面パネル（第３図には現われて
いない）及び、孔３８を有する斜めのコーナーパネル３
７を具えている。正面パネル３４には、低音スピーカ４
５が装架されている。頂部パネル３２の隅からは、下部
で縦割りされた垂直シャフト４１が装架され、このシャ
フト４１は、コーナーパネル３７に袋架された高音スピ
ーカ４３に面する音響偏向用パネル、即ち羽根４２を坦
持している。聴取者へ直接に鰭射されるェネルギの制御
のための偏向パネル４２の配向の度合は、前記垂直シャ
フト４１に取付けられた撮み４４によって制御される。
上記偏向パネル４２は、その前縁附近の軸の周りを回転
し、その後縁が低音スピーカへ近接又は遠ざかる運動に
より、室の中心に向うェネルギを、夫々より少なく、又
より多く偏向させることになる。正面及び側面パネルに
は、レース布に取付けられたベルクロ（商標）タブ（図
示せず）との係合の相手としての、ベルクロタブ３９が
、正面及び側面パネルに取付けられている。

低音スピーカ４５は、略々正方形のレース布によって覆
われている。コーナープレート４０１こよって、蝶番で
取り付けられた２つのパネルの組立体が押えられ、前記
高音スピーカの隅と側面とを覆っている。前記組立体は
、垂直の木製仕上げの平板４６によって０分離されてい
る。第４図には、右方スピーカ装置３１と左方スピーカ
装置５１との平面図で、左方スピーカ装置５１は、右方
スピーカ装置３１と鏡対称的に配置されている。

本発明の一つの特徴として、各々の低音スピーカが、通
常３０ＨＺ乃至３．０Ｋ比の周波数範囲に亘って動作す
るが、各々の高音スピーかま、通常１．２乃至１０Ｋ世
の範囲に亘って動作し、従って重畳部、即ち共通の周波
数範囲は、１．離日ｚ程度で、半オクターブ以下ではな
く成るべくは１オクターブ域はそれ以上が望ましい。共
通の周波数範囲が１／３オクターブ程度に低くても、同
一楽器からの音が異る位置から入来するように闘えるが
、なるべくは少なくとも１オクターブの共通の周波数範
囲が、前記の問題を解消することがわかった。即ち「
この場合半オクターブの共通周波数範囲でも差支えはな
いが、より幅広い範囲とするのが一層望ましいことにな
る。更に本発明の特徴として、前記高音スピーカ４３は
、全方向的高音スピーカを特徴づける従来のスピーカ装
置と異り、高度に指向性（指向性応答特性）を持ってい
る。

この指向性の高音スピーカは、該高音スピーカからのェ
ネルギが偏向板４２によって方向づけられる範囲に亘つ
て、充分な制御を施すことを容易ならしめる。第４図は
、偏向パネル４２及び４２′の、各々の平面が、高音ス
ピーカの軸に沿う、正常位置を示している。この位置で
は、ステレオ形式で使用される場合、聴取者は、著しく
幅広い音像が、両スピーカ系統の間の中央区域内へ延び
ているように感じる。偏向パネル４２及び４２′の後緑
を、更に低音スピーカから引離すように移動させること
により、その室の中心に向けて、高周波ェネルギが一層
多く偏向させられて、中央部の音数を更に強めることに
なる。この場合、知覚される音像は、正常位置よりも狭
く、従って一層身近かに響く。声楽家城は単一楽器の独
奏を聴くときには、前記位置が有利な場合がある。偏向
パネル４２及び４２′の後縁を、低音スピーカの方へ移
動させることにより、より多くの高周波ェネルギが、聴
取者からは遠ざかり、そして側壁及び後壁の方へ向けら
れて、スピーカ１システムの中央音像が弱められた、極
めて広い空間の音像を作る。

このような配置は、室が小さい場合のように、スピーカ
装置が互いに近接して配置される場合に有効である。尚
、偏向パネル４２及び４２′は、偏向パネルが回転され
るとき「できるだけ多く高音スピーカからのェネルギを
方向変換させることが可能なように配置されること、こ
れができるだけ低い周波数でも機能すること、高音スピ
ーかこ音響的負荷をかけないこと」そして偏向パネルの
回転が、該スピーカ装置の、鏡射パワーの一定周波数応
答を変えないことが望ましい。

偏向パネルは嵩張らず、そして所望の周波数で反射する
よう充分剛性で、且つその長さ及び幅が、なるべくは、
前記諸周波数に於ける波長より大であることが望ましい
。これ等の周波数は、通常兆世以上で、一般に第２のク
ロスオーバ周波数とされる。パネルの後緑は、なるべく
は、高音スピーカ著しく近接することが望ましい。第５
図には、上記規準を満たし、０．６４肋厚の黒色陽極酸
化処理された、あるいはクローム鍍金された高強度アル
ミニウム製の、有利な形態の偏向パネルの平面図が示さ
れている。

この偏向パネルの後縁が低音スピーカから遠い方を指向
させられたときに高音スピーカに面する方の側面へ、音
響吸収材料をとりつけるのが有利である。何故ならば、
このようにすれば、壁及びその他の吸収する対象物から
、著しい反射があった場合、他の位置と対比して、高周
波の吸収がより少ないからである。第６図及び第７図は
、夫々第１図及び第３図に示す実施例による装置を用い
た場合の、典型的スピーカ・システムの応答を、グラフ
的に表わす図である。

クロスオーバ回路網は、入力端子対とスピーカとを相互
接続して第１及び第２スピーカに共通のスペクトル成分
を供給する相互接続装置から成り、該相互接続装置は、
その共通周波数範囲の夫々高い方の端部と低い方の端部
の第１及び第２周波数よりも高い範囲と低い範囲で夫々
第１スピーカ及び第２スピーカから頚射されるスペクト
ル成分を減衰させる装置を有する。第３図に示すスピー
カ・システムでは、第１スピーカが低音スピーカ４５で
あり第２スピーカが高音スピーカ４３であって、共通周
波数範囲がＩＫＨｚと桃Ｈｚの間に設けられ（第７図）
、前記第１及び第２周波数が夫々約雛Ｈｚ及びＩＫ比で
ある（第７図）。第０７図に示すように、低音及び高音
スピーカの出力の変移は、共通周波数範囲では非常にゆ
るやかに行なわれ、低音及び高音スピーカの出力の利得
の差は共通周波数範囲に亘つてほぼ一様となる。第８図
は、第３図のスピーカ・システム、即ち、低音スピーカ
４５が、５。７オームのＤＣインピーダンスを有する８
インチ（２０．３仇）スピーカであり、高音スピーカ４
３が、６．５オームのＤＣインピーダンスを有する３イ
ンチ（７．６肌）のダイナミックスピーカで、公称８オ
ームのインピーダンスを有し、周波数の関数としてのパ
ワー・レスポンスがほぼ一様なスピーカ・システムと共
に使用するのに適するクロスオーバ回路網を示している
。この回路網は、高音スピーカと共勤して、周波数の関
数として上昇する、一つの樹上自由音場（ｏｎ−ａｘｉ
ｓｈｅｅ−ｆｉｅｌｄ）音圧応答を発生し、従ってこの
システムは、周波数の関数としての、略々均等な頚射パ
ワー・レスポンスを有することになる。一つ又はそれ以
上の高音スピーカをジンバル支持され、ェネルギが上方
及び下方へ向けさせ、スピーカ装置の長手方向を水平或
は垂直に配向され得るようにすると共に、ェネルギが側
壁から反射されるようにすることは、本発明の範囲に属
している。

図面には孔あげられたキャビネットが示されており、そ
してこれは、効率の点からは好ましいが、閉鎖されたキ
ャビネットも、本発明の範囲内で使用可能である。本発
明に於いては、低音スピーカ及び高音スピーカのような
、共通の周波数範囲に亘って動作し、そしてスピーカの
入力端子対と、該装置から韓射を受ける室との間に、種
々の伝達特性を示す、少なくとも２つの離間したスピー
カを設けることによって、本発明は前記の効果を達成し
ている。

低音スピーカ及び高音スピーカのような異る特性を有す
る変換器を使用することは、前述のような差異を得るた
めの有効な方法である。更に詳細には、低音スピーカ４
５（第１スピーカ駆動装置）は第１の指向性応答特性を
有する音響ェネルギを前方へ頚射し、高音スピーカ４３
（第２のスピーカ駆動装置）は低音スピーカよりも高い
周波数範囲に亘つて、第１の指向性応答特性とは異なる
第２の指向性応答特性を有する音響ェネルギを前方及び
側方へ頚射する。今、同一特性を有する隔てられた２つ
のスピーカが、同一音響を鰭射するならば、耳は該音響
を、両者の中間部から発したものとして知覚する。

その場合脳は、左の耳によって知覚された信号を右の耳
で知覚された信号と相互関連させるし、わゆる交差相関
体（ｃｒｏｓｓｃｏｎｅｌａｂｎ）として作用し、同機
なスピーカによって鰭射された両信号間に干渉が生じス
パイクを発生するものと信じられている。共通の周波数
範囲に亘つて非類似の特性をスピーカに持たせることに
より、スピーカによって鰭射される信号間に干渉がなく
なり、そのため、右左両耳にはスパイクの影響がなくな
る。その場合に知覚される音は、隔てられたスピーカに
よって発生される音響の間に干渉がなくなるので、コン
サートホール内の聴取者によって感知されるものに近づ
くことになる。ＢＯＳＥＭＯＤＥＬ３０１（商標）のス
ピーカ装置は、本発明を具現化したものである。

パネルは、一般に４２〜４５ポンド（１９〜２０ｋ９）
の密度を有する、１／２インチ（１．２７肌）厚の削片
成形板より成り、頂部及び底部のパネルは、一般に１７
インチ×９．２５インチ（４３．２×２３．５肌）、正
面パネルは、一般に１２インチ×１０インチ（３０．５
×２５．４肌）で、室の中心に面する側面パネルは、一
般に９．２５インチ×１０インチ（２３．５×２５．４
伽）である。正面パネル３４と隅のパネル３７との間の
角度は約１３５０、そして孔３８の直径は概ね２．５イ
ンチ（６．３５弧）である。偏向パネル４２の幅は約２
．２５インチ（５．７弧）、正面緑部に沿う長さは４．
９７インチ（１２．６伽）、そして後緑に沿う長さは約
０．４７インチ（１．２伽）だけ短くされ、その回転軸
は、前緑から約０．１６インチ（０．４肌）である。第
１図に対応する本発明の実施例に於いて、６オームの１
０インチ（２５．４伽）低音スピーカは、７００ＨＺで
始まり、雛町ｚまで下向きに煩斜する、抑圧されたシェ
ルフ（棚）状応答を有し、６．５オームの中音スピーカ
は、約７００日２で始まって錨町ｚから１０Ｋ世まで傾
斜している低音スピーカを約錨町ｚまで補足する応答を
有し、そして６．５オーム高音スピ−対ま、１．松伍か
ら３又は４ＫＨｚまで、低音スピーカ及び中音スピーカ
を補足し、然る後約１靴Ｈｚまで伸びている。

このように、低音スピーカを中音スピーカとは、２オク
ターブ以上に亘つて重なり合っており★中音スピーカと
高音スピーカとは３オクターブ以上に亘つて重なり、そ
して高音スピーカと低音スピーカとは１オクターブ以上
に亘つて重なり合っている。これ等のスピーカの相互作
用のための適当なクロスオーバ回路網は、直接に入力端
子に低音スピーカを接続すること、入力端子間の１３オ
ームの抵抗「ａｈｆｄのコンデンサ及びスピーカとの直
列接続と、入力端子間の高音スピーかこ直列に接続され
た２ｍ幻のコンデンサとの組合せから成ってる。第３図
に於けるパネル４２と同様な、調節可能な偏向パネルが
、夫々中音スピーカと高音スピーカとに隣接して設けら
れる。（効果）以上の如く、本発明によれば、低音スピ
ーカと高音スピーカが共通に鍵射する周波数範囲を有す
ることによって、特別の空間的配置についての制限がな
くて直接音と反射音の良好なバランスを与えて比較的幅
広く音源から頚射するように感知される高品位の音響を
発生する、新規な装置及び技術が提供される。

更に本発明によれば、構造が小型軽量にして簡単で、製
造費用が少ないスピ−力装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表わす平面図、第２図は、
第１図の実施例の正面図、第３図は、各々のスピーカキ
ャビネットに対して２つのスピ−力だけを使用する本発
明の実施例を示す斜視図、第４図は、ステレオ配置の室
に於ける、本発明の一対のスピーカを示す平面図、第５
図は、本発明の好適な形態の偏向パネルを示す平面図、
第６図は、第１図及び第２図の実施例に於ける、低音ス
ピーカ、中音スピーカ、及び高音スピーカの、各周波数
特性を例示し、第７図は、第３図の実施例の低音スピー
カと高音スピーカとの周波数特性を例示し、第８図は、
第３図の実施例に対するスピーカの回路図である。 図に於いて、１１：スピーカキャビネット、１２：頂部
パネル、１３：前面パネル、１４：低音スピーカ、１６
，１７：側面パネル、１８：コーナーパネル、２１：側
壁、２２：高音スピーカ「２３：コーナーパネル、２４
：中音スピーカ、２５：聴取者、３４：正面パネル、３
５，３６：側面パネル、３７：斜めのコーナーパネル、
３８：孔、４１：垂直軸、４２：偏向パネル、４３：高
音スピーカ、４４：撮み、４５：低音スピーカ。 「ソＧＪ‘ソＧ．２ （ンＧ３ ‘ンＧ．夕 （ンＧク ‘ソＧ．６ ‘ノ○ ア （ンＧ夕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スピーカ駆動装置を支持するキヤビネツト装置と、
   前記キヤビネツトによって支持され、第１周波数範囲
   に亘り第１の指向性応答特性を有する音響エネルギを前
   方へ輻射する第１スピーカ駆動装置と、 前記キヤビネ
   ツトによって支持され、前記第１周波数範囲よりも大部
   分が高い第２周波数範囲に亘つて前記第１の指向性応答
   特性と異なる第２の指向性応答特性を有する音響エネル
   ギを前方及び側方へ輻射し、反射面からの反射が一回の
   反射の後聴取領域に導かれ該聴取領域内の点で前記第１
   スピーカ駆動装置の軸と交わる第２のスピーカ駆動装置
   と、 前記第１及び第２スピーカ駆動装置の軸問の角度
   が鋭角であることと、 入力端子対と、 前記入力端子対及び前記第１及び第２スピーカ駆動装
   置を相互接続し、共通周波数範囲のスペクトル成分を前
   記第１及び第２スピーカ駆動装置に供給する相互接続装
   置と、から成り、前記第１及び第２スピーカ駆動装置と
   共動する前記相互接続装置が、前記共通周波数範囲の高
   い方の端部の第１周波数以上で前記第１スピーカ駆動装
   置によって輻射されるスペクトル成分を減衰させる装置
   と、前記共通周波数範囲の低い方の端部の第２周波数以
   下で前記第２スピーカ駆動装置によって輻射されるスペ
   クトル成分を減衰させる装置と、を有し、前記入力端子
   対から前記第１スピーカ駆動装置の出力までの利得と前
   記入力端子対から前記第２スピーカ駆動装置の出力まで
   の利得との差を前記共通周波数範囲に亘つてほぼ一様に
   し、 前記相互接続装置が前記第１及び第２スピーカ駆
   動装置から前記共通周波数範囲に亘るスペクトル成分を
   不平等に輻射して空間的に拡散した音源を供給する装置
   を有し、 前記共通周波数範囲や少なくとも半オクター
   ブに亘る、スピーカ装置。