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【発明の名称】 スピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステム
【発明者】 【氏名】林 豊史
【要約】 【課題】小型で、指向性の高いスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムを提供すること。

【構成】スピーカ８が駆動されると、スピーカ８の振動面の前面から発せられた音波９ａは、内部構造体４で囲われた空間を通り、下部構造体３の下端にある開口部を介して放音される。一方、スピーカ８の振動面の背面から発せられた音波９ｂは、ダクト６を伝播して開口部７から放出される。振動面の背面から発せられた音波９ｂは振動面の前面から発せられた音波９ａと逆位相であるため、開口部７付近の音波が干渉して音圧が軽減される。その結果、エンクロージャ１の下側端部における音の回折量が軽減されて指向性を高めることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切るとともに、それぞれが開口部を有する第１、第２の音波誘導部を具備し、
前記第２の音波誘導部の開口部は、前記第１の音波誘導部の開口部の周囲において開口し、前記第２の音波誘導路の開口部から放出される音波が前記第１の音波誘導部の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出されるように、前記第２の音波誘導路の開口部の位置が設定されていることを特徴とするスピーカ用エンクロージャ。
【請求項２】
前記第１、第２の音波誘導部は、複数のスピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切っていること特徴とする請求項１に記載のスピーカ用エンクロージャ。
【請求項３】
前記第１、第２の音波誘導部の少なくとも一方は、光源を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ用エンクロージャ。
【請求項４】
前記第１の音波誘導部または前記第２の音波誘導部は、光を透過する材料により形成されている部分を有することを特徴とする請求項３に記載のスピーカ用エンクロージャ。
【請求項５】
スピーカと、
前記スピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切るとともに、それぞれが開口部を有する第１、第２の音波誘導部を具備し、
前記第２の音波誘導部の開口部は、前記第１の音波誘導部の開口部の周囲において開口し、前記第２の音波誘導路の開口部から放出される音波が前記第１の音波誘導部の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出されるように、前記第２の音波誘導路の開口部の位置が設定されていることを特徴とするスピーカシステム。
【請求項６】
第１、第２の音波誘導部は、複数のスピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切っていること特徴とする請求項５に記載のスピーカシステム。
【請求項７】
前記第１、第２の音波誘導部の少なくとも一方は、光源を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
前記第１の音波誘導部または前記第２の音波誘導部は、一部もしくは全部が光を透過する材料により形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカシステム。
【請求項９】
前記スピーカは、音響レンズを有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカの指向性を高めるためのスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
指向性を高めることのできるスピーカシステム、いわゆる狭指向性を有するスピーカシステムとして、例えば、スピーカアレイがある。スピーカアレイは、個々のスピーカで振幅、位相を制御することにより、指向性を高くしている。スピーカアレイを用いる方法は、複数のスピーカを用いるため大型化する傾向にあるが、例えば特許文献１のように、スピーカ前方にフードを取り付け、フードの音反射内壁の焦点にスピーカを配置することにより、小型でも指向性を高めることができる技術を開示している。
【特許文献１】特開２００６−１０１４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フードを取り付けたスピーカは、小型であっても指向性を高めることができる一方、フードの開口部縁部において音が回折するために、指向性を低下させる問題もあわせ持っている。特許文献１によれば、これを解決するためにフードの開口部縁部に沿って吸音機能を有しているグラスウールを配置することが開示されているが、その結果、大型化してしまう。また、スピーカの振動面の背面方向からの音に関しても、グラスウールを用いて強制的に音を減衰させて、音が漏れないようにしているため、同様に大型化する要因となっている。
【０００４】
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、小型で、指向性を高めることができるスピーカ用エンクロージャおよびスピーカシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、スピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切るとともに、それぞれが開口部を有する第１、第２の音波誘導部を具備し、前記第２の音波誘導部の開口部は、前記第１の音波誘導部の開口部の周囲において開口し、前記第２の音波誘導路の開口部から放出される音波が前記第１の音波誘導部の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出されるように、前記第２の音波誘導路の開口部の位置が設定されていることを特徴とするスピーカ用エンクロージャを提供する。
【０００６】
また、本発明は、スピーカと、前記スピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切るとともに、それぞれが開口部を有する第１、第２の音波誘導部を具備し、前記第２の音波誘導部の開口部は、前記第１の音波誘導部の開口部の周囲において開口し、前記第２の音波誘導路の開口部から放出される音波が前記第１の音波誘導部の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出されるように、前記第２の音波誘導路の開口部の位置が設定されていることを特徴とするスピーカシステムを提供する。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記第１、第２の音波誘導部は、複数のスピーカの振動板の一方の面と他方の面によって分離された空間を各々仕切っていてもよい。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記第１、第２の音波誘導部の少なくとも一方は、光源を有していてもよい。その際に、前記第１の音波誘導部または前記第２の音波誘導部は、一部もしくは全部が光を透過する材料により形成されていてもよい。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記スピーカは、音響レンズを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンクロージャの開口部から音波が放出される際の開口部縁部における回折音を軽減することができるため、小型で、指向性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態であるスピーカ用のエンクロージャ１の外観を示す外観図である。エンクロージャ１は、下側が広がった円錐台形状の上部構造体２と、下側が狭まった円錐台形状の下部構造体３を有する。上部構造体２の下端外縁と下部構造体３の上端外縁は、各々の円錐台の中心軸が揃うように結合されている。
【００１３】
図２は、図1に示すエンクロージャ１の断面図であり、円錐台の中心軸を含む面で切ったときの断面を示している。図示のように、エンクロージャ１は中空に形成されている。また、上部構造体２はその上端に設けられる外天板２ａと、円錐台形状の外部壁２ｂとを有している。
【００１４】
下部構造体３は下端が開口しており、下側が狭まった円錐台形状の外壁３ａと、外壁３ａの下端から斜め上方に伸びる突出壁３ｂとを有している。なお、この突出壁３ｂは図１に示す方向からは見えない位置に形成されている。
【００１５】
エンクロージャ１の内部には、上部構造体２と相似形状となるように、下側が広がった円錐台形状の内部構造体４が設けられている。内部構造体４は、その上端に設けられる内天板４aと、下側が広がって開口している円錐台形状の内部壁４ｂとを有している。
【００１６】
ここで、図３は図２に示す内部構造体４の外観を示す外観図である。上述した内天板４ａには、その中央部にスピーカ設置用孔４ｃが設けられている。内部構造体４は、棒状の支柱５、５によって外天板２ａにつり下げられるようにして支持されている。
【００１７】
図４に示すように、スピーカ設置用孔４ｃには、内天板４ａの下面側からスピーカ８が取り付けられている。
【００１８】
上部構造体２および下部構造体３の内周面と、内部構造体４の外周面とでダクト６（第２の音波誘導部）が形成されている。ダクト６は、内部壁４ｂの下端部と突出壁３ｂの上端部との間において開口部７を形成している。
【００１９】
図５は上記構成において、スピーカ８が駆動されている状態を示す図である。スピーカ８が駆動されると、スピーカ８の振動面（一般にコーン紙）の前面から発せられた音波９ａは、内部構造体４で囲われた空間（第１の音波誘導部）を通り、下部構造体３の下端にある開口部を介して放音される。
【００２０】
一方、スピーカ８の振動面の背面から発せられた音波９ｂは、ダクト６を伝播して開口部７に達する。そして、振動面の背面から発せられた音波９ｂは、内部構造体４の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出される。この場合、振動面の背面から発せられた音波９ｂは、振動面の前面から発せられた音波９ａと逆位相であるため、開口部７付近の音波が干渉して音圧が軽減される。その結果、エンクロージャ１の開口部縁部における音の回折量が軽減されて、エンクロージャ１の四角錐台中心軸下側方向への音の指向性を高めることができる。
【００２１】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態であるスピーカ用のエンクロージャ１１の外観を示す外観図である。エンクロージャ１１は、下側が広がった四角錐台形状の上部構造体１２と、下側が狭まった四角錐台形状の下部構造体１３と、下側が広がった四角錐台形状の内部構造体１４を有する。内部構造体１４は上部構造体１２の内部から上部構造体１２の上面を介して外部に突出し、各々の四角錐台の中心軸が揃うように結合されている。また、上部構造体１２の下端外縁と下部構造体１３の上端外縁は、各々の四角錐台の中心軸が揃うように結合されている。
【００２２】
図７は、図６に示すエンクロージャ１１の断面図であり、四角錐台の中心軸と四角錐底辺の中心点を含む面で切ったときの断面を示している。図示のように、エンクロージャ１１は中空に形成されている。また、上部構造体１２は、その上端に設けられる外天板１２ａと、四角錐台形状の外部壁１２ｂとを有している。
【００２３】
ここで、図８は図７に示す上部構造体１２の外観を示す外観図である。上述した外天板１２ａには、その中央部に内部構造体突出用孔１２ｃが設けられている。
【００２４】
下部構造体１３は下端が開口しており、下側が狭まった四角錐台形状の外壁１３ａと、外壁１３ａの下端から斜め上方に伸びる突出壁１３ｂとを有している。なお、この突出壁１３ｂは図６に示す方向からは見えない位置に形成されている。
【００２５】
内部構造体１４は、その上端に設けられる内天板１４aと、下側が広がって開口している四角錐台形状の内部壁１４ｂとを有している。
【００２６】
ここで、図９は、図７に示す内部構造体１４の外観を示す外観図である。上述した内部壁１４ｂには、その中央部にスピーカ設置用孔１４ｃが設けられている。なお、スピーカ設置用孔１４ｃは図９に示す方向から見えない対向する内部壁１４ｂにも形成されている。これにより、内部構造体１４には２つのスピーカが取り付けられる（図７参照）。
【００２７】
図１０に示すように、スピーカ設置用孔１４ｃには、内部壁１４ｂの内面側からスピーカ１８が取り付けられている。
【００２８】
内部構造体１４は、上部構造体１２の内部から外天板１２ａに開けられた内部構造突出用孔１２ｃを介して外部へ突出し、内部構造突出用孔１２ｃの周縁においては、外天板１２aと内部壁１４ｂが密接に結合されている。
【００２９】
上部構造体１２および下部構造体１３の内周面と、内部構造体１４の突出していない部分における外周面とでダクト１６（第２の音波誘導部）が形成されている。ダクト１６は、内部壁１４ｂの下端部と突出壁１３ｂの上端部との間において開口部１７を形成している。
【００３０】
図１１は、上記構成において、スピーカ１８が駆動されている状態を示す図である。スピーカ１８が駆動されると、スピーカ１８の振動面の前面から発せられた音波１９ａは、内部構造体１４で囲われた空間（第１の音波誘導部）を通り、下部構造体１３の下端にある開口部を介して放音される。
【００３１】
一方、スピーカ１８の振動面の背面から発せられた音波１９ｂは、ダクト１６を伝播して開口部１７に達する。そして、音波１９ｂは、内部構造体１４の開口部を通って放出される音波の広がりを抑制する方向に放出される。この場合、振動面の背面から発せられた音波１９ｂは、振動面の前面から発せられた音波１９ａと逆位相であるため、開口部１７付近の音波が干渉して音圧が軽減される。その結果、エンクロージャ１１の開口部縁部における音の回折量が軽減されて、エンクロージャ１１の四角錐台中心軸下側方向への音の指向性を高めることができる。
【００３２】
＜変形例１＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、種々の形態で実施することができる。
【００３３】
第１実施形態においては、スピーカ８の振動面の前面から発せられた音波９ａは内部構造体４に囲われた空間へ放音され、スピーカ８の振動面の背面から発せられた音波は、ダクト６へ放音されるが、スピーカ８の振動面の前面から発せられた音波をダクト６へ放音し、スピーカ８の振動面の背面から発せられた音波を内部構造体４に囲われた空間へ放音するようにしてもよい。その場合は、図１２に示すように、スピーカ８を第１実施形態とは反対の向きに取り付ければよい。
【００３４】
同様にして、第２実施形態においても、２つのスピーカ１８を両方とも反対向きに取り付けてもよいし、図１３に示すように、１つのスピーカ１８のみを反対向きに取り付けてもよい。１つのスピーカ１８のみを反対向きに取り付ける場合は、それぞれのスピーカ１８を逆位相で駆動すればよい。
【００３５】
＜変形例２＞
第１実施形態においては、下部構造体３は下端が開口しており、下側が狭まった円錐台形状の外壁３ａと、外壁３ａの下端から斜め上方に伸びる突出壁３ｂとを有しているが、図１４に示すように、下側が狭まった円錐台形状の外壁３ａと、外壁３ａの下端から水平方向に伸びる下部壁３ｃと、さらに下部壁３ｃの端部から斜め上方に延びる突出壁３ｂを有する構造にしてもよい。すなわち、第１実施形態の外壁３ａと突出壁３ｂの間に、もう１枚の壁として下部壁３ｃを追加してダクト６の曲がりを緩やかにすることで、ダクト６を伝播する音波を開口部７へ導きやすくしたものである。さらにダクト６の曲がりを緩やかにするために、下部壁３ｃを複数枚の壁で構成し、各々の壁の境界部の角度を大きくしてもよい。また、各々の壁の境界部の角を無くすように曲面状としてもよいし、さらに各々の壁を曲面状とすれば、ダクト６の曲がりを滑らかにすることができる。
【００３６】
＜変形例３＞
第１実施形態におけるスピーカ８の前面の音波放出側に、図４に破線で示すように、収束タイプの音響レンズ５０を配置してもよい。このように構成すると、音響レンズ５０の幅方向に対してスピーカから発せられる音波の指向性をより高めることができる。
【００３７】
＜変形例４＞
第１実施形態において、エンクロージャ１に光源を設置することで、照明器具としても使用することができる。また、エンクロージャ１の内部に光源を設置した場合は、ペンダント型照明器具として使用することができ、光源に照らされた場所付近では、スピーカ８からの音を明瞭に聞くことができる。
【００３８】
エンクロージャ１の内部に光源を設置する状態として、例えば、図１５に示すように、ダクト６の中に、円環形状の光源３０を設置する。光源３０は、支持体３１によって外部壁２ｂに支持されている。この場合、内部壁４ｂは、その一部もしくは全部を光が透過する材料で形成するとよい。
【００３９】
＜変形例５＞
図１６は、変形例５であるスピーカ用のエンクロージャ２１の外観を示す外観図である。エンクロージャ２１は、円柱形の上部構造体２２と下側が広がった円錐台形状の内部構造体２４と、下側が狭まった円錐台形状の下部構造体２３と、チューブ１０を有する。上部構造体２２の下端外縁と内部構造体２４の上端外縁、また、内部構造体２４の下端外縁と下部構造体２３の上端内縁は、各々の中心軸が揃うように結合されている。
【００４０】
図１７は、図１６に示すエンクロージャ２１の断面図であり、各々の中心軸を含む面で切ったときの断面を示している。上部構造体２２は、その上端に設けられる外天板２２ａと、円柱形状の外部壁２２ｂとを有している。なお、外部壁２２ｂには、チューブ１０と接続するための孔が開いている。
【００４１】
下部構造体２３は下端が開口しており、下側が狭まった円錐台形状の外壁２３ａと、外壁２３ａの下端から斜め上方に伸びる突出壁２３ｂと、外壁２３ａの上端から水平方向に伸びる上部壁２３ｄを有している。上部壁２３ｄには、チューブ１０と接続するための孔が開いている。なお、この突出壁２３ｂは図１６に示す方向からは見えない位置に形成されている。
【００４２】
内部構造体２４は、その上端に設けられる内天板２４aと、下側が広がって開口している円錐台形状の内部壁２４ｂとを有している。内天板２４ａには、スピーカ２８が取り付けられている。
【００４３】
上部構造体２２と下部構造体２３は、チューブ１０によって接続されている。また、内部壁２４ｂの下端部と突出壁２３ｂの上端部との間において開口部２７を形成している。
【００４４】
上記構成で動作させることで、スピーカ２８の振動面の背面方向から発せられた音波は、チューブ１０の内部を伝播して、開口部２７から放音される。そのため、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに小型化、軽量化をすることができる。
【００４５】
なお、第１実施形態を用いて説明した変形例であっても、第２実施形態、他の変形例にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態であるエンクロージャの外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るエンクロージャの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るエンクロージャの内部構造体の外観図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るエンクロージャに設置されたスピーカ近傍の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るエンクロージャの内部での音波の様子の概念図である。
【図６】本発明の第２実施形態であるエンクロージャの外観図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの上部構造体の外観図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの内部構造体の外観図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るエンクロージャに設置されたスピーカ近傍の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの内部での音波の様子の概念図である。
【図１２】本発明の変形例１に係るエンクロージャに設置されたスピーカ近傍の断面図である。
【図１３】本発明の変形例１に係るエンクロージャの断面図である。
【図１４】本発明の変形例２に係るエンクロージャの断面図である。
【図１５】本発明の変形例４に係るエンクロージャの断面図である。
【図１６】本発明の変形例５に係るエンクロージャの外観図である。
【図１７】本発明の変形例５に係るエンクロージャの断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１１，２１…エンクロージャ、２，１２，２２…上部構造体、２ａ，１２ａ，２２ａ…外天板、２ｂ，１２ｂ，２２ｄ…外部壁、１２ｃ…内部構造突出用孔、３，１３，２３…下部構造体、３ａ，１３ａ，２３ａ…外壁、３ｂ，１３ｂ，２３ｂ…突出壁、３ｃ…下部壁、２３ｄ…上部壁、４，１４，２４…内部構造体、４ａ，１４ａ，２４ａ…内天板、４ｂ，１４ｂ，２４ｂ…内部壁、４ｃ，１４ｃ…スピーカ設置用孔、５…支柱、６，１６…ダクト、７，１７，２７…開口部、８，１８，２８…スピーカ、９ａ，１９ａ…スピーカ振動面の前面から発せられた音波、９ｂ，１９ｂ…スピーカ振動面の背面から発せられた音波、１０…チューブ、３０…光源、３１…支持体、５０…音響レンズ
【出願人】 【識別番号】０００００４０７５
【氏名又は名称】ヤマハ株式会社
【出願日】 平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【代理人】 【識別番号】１０００９８０８４
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 研二
【公開番号】 特開２００８−１１４２５（Ｐ２００８−１１４２５Ａ）
【公開日】 平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願番号】 特願２００６−１８２３０３（Ｐ２００６−１８２３０３）