(57)【要約】【課題】垂直方向の不要な音の反射を抑えることができるとともに、水平方向の音の再生性能を向上させることができるスピーカ装置及びエリア再生装置を提供する。【解決手段】スピーカ装置１は、音を出力するスピーカ１１と、スピーカ１１から出力された音を放出するホーン部１２と、ホーン部１２の前面に形成され、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を出力するスピーカと、
前記スピーカから出力された前記音を放出するホーン部と、
前記ホーン部の前面に形成され、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口と、
を備えるスピーカ装置。
【請求項２】
前記スピーカ装置は、所定のエリアに前記音を再生するスピーカアレイに用いられ、
前記スピーカアレイは、複数のスピーカ装置を並べて配置する、
請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記スリット開口は、前記ホーン部の前面の外縁よりも内側に形成されている、
請求項１又は２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記スリット開口の外縁は、前記ホーン部の前面の外縁と一致する、
請求項１又は２記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記スピーカと前記ホーン部とを接続するとともに、内部に空間を有する接続部をさらに備え、
前記接続部は、前記スピーカから出力された前記音から所定の周波数帯域の音を除去する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記接続部は、前記音の出力方向に設けられた前面パネルと、前記前面パネルを貫通するとともに、前記ホーン部の後端部に接続された音導管とを含み、
前記音導管の後端部と前記スピーカの前面との間には間隙が形成されている、
請求項５記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記接続部は、前記スピーカの中心と前記ホーン部の中心とが一致した状態で前記スピーカと前記ホーン部とを接続する、
請求項５又は６記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記接続部は、前記スピーカの中心と前記ホーン部の中心とがずれた状態で前記スピーカと前記ホーン部とを接続する、
請求項５又は６記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記ホーン部は、前記音の出力方向とは逆方向に前記音を反射させる折り返し部と、前記折り返し部によって反射された前記音を前記出力方向へ再度反射させる反射部とを含む、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
複数のスピーカ装置を並べて配置したスピーカアレイと、
前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと前記音波が弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカ装置のそれぞれに出力させる音の音圧を調整し、所定のエリアに前記音を再生させる出力制御部と、
を備え、
前記複数のスピーカ装置のそれぞれは、請求項１〜９のいずれか１項に記載のスピーカ装置である、
エリア再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、音を出力するスピーカ装置及び複数のスピーカ装置を並べて配置したスピーカアレイから所定のエリアに音を出力するエリア再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のスピーカを使用して特定の位置だけに音を提示したり、同一空間において別々の位置に異なった音を干渉することなく提示したりするエリア再生技術が知られている。このエリア再生技術を用いることで、各ユーザに対して異なるコンテンツ又は音量の再生音を提示することができるようになる。例えば、特許文献１には、空間フィルタリングに基づくエリア再生技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２３１０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができないとともに、水平方向に充分な再生性能を得ることができず、更なる改善が必要とされていた。
【０００５】
本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができるとともに、水平方向の音の再生性能を向上させることができるスピーカ装置及びエリア再生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るスピーカ装置は、音を出力するスピーカと、前記スピーカから出力された前記音を放出するホーン部と、前記ホーン部の前面に形成され、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができるとともに、水平方向の音の再生性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の実施の形態１におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示すスピーカ装置の正面図である。
【図３】図２に示すスピーカ装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本実施の形態１においてスリット開口から放出される水平方向の音について説明するための図である。
【図５】本実施の形態１においてスリット開口から放出される垂直方向の音について説明するための図である。
【図６】従来のスピーカの垂直方向の音の広がりを示す図である。
【図７】本実施の形態１のスピーカ装置の垂直方向の音の広がりを示す図である。
【図８】本実施の形態１における接続部の音響回路に対応する電気回路を示す図である。
【図９】本開示の実施の形態１におけるエリア再生装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１における再生ライン及び非再生ラインの一例を示す図である。
【図１１】従来のスピーカをスピーカアレイに用いてエリア再生装置で再生したｘ−ｙ軸平面における音圧分布の実測結果を示す図である。
【図１２】本実施の形態１のスピーカ装置をスピーカアレイに用いてエリア再生装置で再生したｘ−ｙ軸平面における音圧分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本開示の実施の形態２におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すスピーカ装置の正面図である。
【図１５】図１４に示すスピーカ装置のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】本実施の形態２のスピーカ装置を用いたスピーカアレイの構成を示す図である。
【図１７】本開示の実施の形態３におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示すスピーカ装置の正面図である。
【図１９】図１８に示すスピーカ装置のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【図２０】本開示の実施の形態４におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図２１】図２０に示すスピーカ装置の正面図である。
【図２２】図２１に示すスピーカ装置のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
従来の空間フィルタリングに基づくエリア再生技術では、まず、再生条件として、スピーカアレイに平行な任意の制御ラインを設定し、当該制御ラインに、再生音を強め合う再生ラインと前記音波が弱め合う非再生ラインとを設定する。次に、設定した再生条件でエリア再生を実現するための制御フィルタを導出する。最終的には、再生音の信号に当該導出した制御フィルタを畳み込んだ信号を各スピーカに出力させることで、設定した再生条件でエリア再生を実現する。なお、制御フィルタと再生条件とは、空間的なフーリエ変換によって関係付けられる。
【００１０】
従来のエリア再生技術では、スピーカを点音源と仮定して制御フィルタを導出しているが、実際のスピーカは点音源ではない。特に、従来のスピーカは、中域から高域の周波数帯域では前方向に指向性を有しているため、横方向（水平方向）の再生性能が劣化するおそれがある。
【００１１】
また、従来の制御方法では、水平方向(スピーカアレイが並ぶ方向）の音は制御されるが、垂直方向の音は制御されない。そのため、スピーカアレイから出力された音は、空間内の天井及び床で反射し、反射音により再生性能が劣化するおそれがある。
【００１２】
以上の課題を解決するために、本開示の一態様に係るスピーカ装置は、音を出力するスピーカと、前記スピーカから出力された前記音を放出するホーン部と、前記ホーン部の前面に形成され、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口と、を備える。
【００１３】
この構成によれば、スピーカから出力された音を放出するホーン部の前面に、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口が形成されている。したがって、ホーン部のホーン効果により、スリット開口から放出される音の垂直方向の広がりを抑えることができ、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができる。また、スリット開口の回折効果により、スリット開口から放出される音の水平方向の指向性を点音源に近づけることができ、水平方向の音の再生性能を向上させることができる。
【００１４】
また、上記のスピーカ装置において、前記スピーカ装置は、所定のエリアに前記音を再生するスピーカアレイに用いられ、前記スピーカアレイは、複数のスピーカ装置を並べて配置してもよい。
【００１５】
この構成によれば、スピーカ装置は、所定のエリアに音を再生するスピーカアレイに用いられ、複数のスピーカ装置が並べて配置されるので、所定のエリアで再生される音の垂直方向の不要な反射を抑えることができるとともに、所定のエリアで再生される音の水平方向の再生性能を向上させることができる。
【００１６】
また、上記のスピーカ装置において、前記スリット開口は、前記ホーン部の前面の外縁よりも内側に形成されていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、ホーン部の前面の外縁よりも内側に形成されているスリット開口から音を放出することができる。
【００１８】
また、上記のスピーカ装置において、前記スリット開口の外縁は、前記ホーン部の前面の外縁と一致してもよい。
【００１９】
この構成によれば、ホーン部の前面の外縁と一致する外縁を有するスリット開口から音を放出することができる。
【００２０】
また、上記のスピーカ装置において、前記スピーカと前記ホーン部とを接続するとともに、内部に空間を有する接続部をさらに備え、前記接続部は、前記スピーカから出力された前記音から所定の周波数帯域の音を除去してもよい。
【００２１】
この構成によれば、スピーカとホーン部とを接続するとともに、内部に空間を有する接続部により、スピーカから出力された音から所定の周波数帯域の音を除去することができる。
【００２２】
また、上記のスピーカ装置において、前記接続部は、前記音の出力方向に設けられた前面パネルと、前記前面パネルを貫通するとともに、前記ホーン部の後端部に接続された音導管とを含み、前記音導管の後端部と前記スピーカの前面との間には間隙が形成されていてもよい。
【００２３】
この構成によれば、前面パネルを貫通するとともに、ホーン部の後端部に接続された音導管を介して、スピーカから出力された音をホーン部に伝達することができる。
【００２４】
また、上記のスピーカ装置において、前記接続部は、前記スピーカの中心と前記ホーン部の中心とが一致した状態で前記スピーカと前記ホーン部とを接続してもよい。
【００２５】
この構成によれば、スピーカの中心とホーン部の中心とが一致した状態でスピーカとホーン部とが接続部を介して接続されるので、スピーカから出力された音を直接ホーン部に伝達することができる。
【００２６】
また、上記のスピーカ装置において、前記接続部は、前記スピーカの中心と前記ホーン部の中心とがずれた状態で前記スピーカと前記ホーン部とを接続してもよい。
【００２７】
この構成によれば、スピーカの中心とホーン部の中心とがずれた状態でスピーカとホーン部とが接続部を介して接続されるので、複数のスピーカ装置が並べて配置される場合、隣接するスピーカ装置の間隔を、スピーカの水平方向の長さに依存することなく、ホーン部の水平方向の長さに依存して決めることができる。その結果、ホーン部の水平方向の長さをスピーカの水平方向の長さよりも短くすることにより、複数のスピーカ装置で構成されるスピーカアレイを小型化することができるとともに、制御可能な周波数帯域をより広げることができる。
【００２８】
また、上記のスピーカ装置において、前記ホーン部は、前記音の出力方向とは逆方向に前記音を反射させる折り返し部と、前記折り返し部によって反射された前記音を前記出力方向へ再度反射させる反射部とを含んでもよい。
【００２９】
この構成によれば、折り返し部により、音の出力方向とは逆方向に音が反射され、反射部により、折り返し部によって反射された音が出力方向へ再度反射されるので、ホーン部の音の出力方向の長さをより短くすることができ、スピーカ装置を小型化することができる。
【００３０】
本開示の他の態様に係るエリア再生装置は、複数のスピーカ装置を並べて配置したスピーカアレイと、前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと前記音波が弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカ装置のそれぞれに出力させる音の音圧を調整し、所定のエリアに前記音を再生させる出力制御部と、を備え、前記複数のスピーカ装置のそれぞれは、上記のいずれかに記載のスピーカ装置である。
【００３１】
この構成によれば、複数のスピーカ装置のそれぞれにおいて、スピーカから出力された音を放出するホーン部の前面に、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長いスリット開口が形成されている。したがって、ホーン部のホーン効果により、スリット開口から放出される音の垂直方向の広がりを抑えることができ、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができる。また、スリット開口の回折効果により、スリット開口から放出される音の水平方向の指向性を点音源に近づけることができ、水平方向の音の再生性能を向上させることができる。
【００３２】
以下添付図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示すスピーカ装置の正面図であり、図３は、図２に示すスピーカ装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００３４】
図１、図２及び図３に示すスピーカ装置１は、スピーカ１１、ホーン部１２、スリット開口１３及び接続部１４を備える。
【００３５】
スピーカ１１は、音を出力する。ホーン部１２は、スピーカ１１から出力された音を放出する。スリット開口１３は、ホーン部１２の前面に形成される。スリット開口１３は、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長い長方形状である。スリット開口１３の外縁は、ホーン部１２の前面の外縁と一致する。
【００３６】
接続部１４は、スピーカ１１とホーン部１２とを接続するとともに、内部に空間を有する。接続部１４は、スピーカ１１から出力された音から所定の周波数帯域の音を除去する。接続部１４は、前面パネル１４１及び音導管１４２を含む。前面パネル１４１は、音の出力方向に設けられる。音導管１４２は、前面パネル１４１を貫通するとともに、ホーン部１２の後端部に接続される。音導管１４２の後端部とスピーカ１１の前面との間には間隙が形成されている。接続部１４は、円筒形状である。接続部１４の側面の後端が、スピーカ１１の円形状の前面の外縁に接続されている。接続部１４は、スピーカ１１の中心とホーン部１２の中心とが一致した状態でスピーカ１１とホーン部１２とを接続する。
【００３７】
なお、本実施の形態１における接続部１４は、円筒形状であるが、本開示は特にこれに限定されず、四角形などの多角形を底面とする角柱形状であってもよい。
【００３８】
スピーカ１１から出力された音は、接続部１４の内部空間を進行し、音導管１４２を通過し、ホーン部１２に進入する。ホーン部１２に進入した音は、ホーン部１２の前面のスリット開口１３から放出される。
【００３９】
ホーン部１２の後端部は、円形状であり、円筒形状の音導管１４２に接続されている。ホーン部１２の後端部の直径は、音導管１４２の直径と同じである。ホーン部１２の上部及び下部は、音導管１４２に接続されている後端部から前端部に向かって指数関数的に湾曲している。ホーン部１２の前端部は、水平方向の長さが垂直方向の長さよりも短い長方形状である。ホーン部１２と音導管１４２とは、一体に形成されていてもよいし、別々の部材として形成されていてもよい。
【００４０】
スリット開口１３の垂直方向の辺の長さは、スピーカ１１の前面の直径よりも長く、スリット開口１３の水平方向の辺の長さは、スピーカ１１の前面の直径よりも短い。スリット開口１３の水平方向の辺の長さは、音導管１４２の直径と略同じである。スリット開口１３の水平方向の辺の長さは、点音源としての回折効果が得られる長さであればよい。
【００４１】
図４は、本実施の形態１においてスリット開口から放出される水平方向の音について説明するための図である。図４は、スリット開口１３を上方から見た図である。
【００４２】
図４に示すように、スリット開口１３に進入した音波は、スリット開口１３により回折される。スリット開口１３の回折効果により、スリット開口１３から放出される音の水平方向の指向性を点音源に近づけることができ、水平方向の音の再生性能を向上させることができる。
【００４３】
図５は、本実施の形態１においてスリット開口から放出される垂直方向の音について説明するための図である。図５は、スリット開口１３から放出される垂直方向の音の指向性を示しており、図５の中心から右方に向かって音が放出されている。
【００４４】
図５に示すように、ホーン部１２の垂直方向の広がりにより、スリット開口１３から放出された音の垂直方向の指向性は狭くなっている。
【００４５】
図６は、従来のスピーカの垂直方向の音の広がりを示す図であり、図７は、本実施の形態１のスピーカ装置の垂直方向の音の広がりを示す図である。図６及び図７は、従来のスピーカ１０１及び本実施の形態１のスピーカ装置１を水平方向から見た図である。
【００４６】
図６に示すように、従来のスピーカ１０１から出力された音は、垂直方向に拡散し、天井及び床によって反射される。天井及び床からの反射音により、本来の音が聞き取りにくくなるおそれがある。
【００４７】
一方、図７に示すように、本実施の形態１のスピーカ装置１は、前方に指向性を有しているので、スピーカ装置１から出力された音は、垂直方向の拡散が抑制される。したがって、ホーン部１２のホーン効果により、スリット開口１３から放出される音の垂直方向の広がりを抑えることができ、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができる。
【００４８】
また、接続部１４の構造は、音響回路で表される。音響回路は、接続部１４内を伝搬する音波の挙動を電気回路で表すことができる。
【００４９】
図８は、本実施の形態１における接続部の音響回路に対応する電気回路を示す図である。
【００５０】
電気回路２１における電流は、体積速度Ｕで表され、電気回路２１における電圧は、音圧Ｐで表される。接続部１４は、電気回路２１におけるハイカットフィルタの機能を有する。以下、接続部１４のカットオフ周波数について説明する。
【００５１】
まず、接続部１４内の空洞の容積は、電気回路２１における容量に置換することができる。そのため、容量Ｃは、接続部１４の容積Ｖと、空気の密度ρと、音速ｃとを用いて、以下の式（１）で表される。
【００５２】
Ｃ＝Ｖ／ρｃ２・・・（１）
また、接続部１４の音導管１４２のイナータンスは、電気回路２１におけるインダクタに置換することができる。そのため、インダクタンスＭは、空気の密度ρと、音導管１４２の長さｌと、音導管１４２の断面積Ｓとを用いて、以下の式（２）で表される。
【００５３】
Ｍ＝ρｌ／Ｓ・・・（２）
そして、接続部１４のカットオフ周波数Ｆは、容量Ｃと、インダクタンスＭとを用いて、以下の（３）式で表される。
【００５４】
Ｆ＝１／（２πｓｑｒｔ（ＭＣ））・・・（３）
上記のように、接続部１４の容積及び音導管１４２の長さ及び断面積が調節されることにより、所望のカットオフ周波数を実現することができ、接続部１４により不要な周波数帯域の音を除去することができる。
【００５５】
続いて、本実施の形態１におけるスピーカ装置１を用いたエリア再生装置について説明する。
【００５６】
図９は、本開示の実施の形態１におけるエリア再生装置の構成を示すブロック図である。エリア再生装置３０は、入力部３１、データ部３２、処理部３３、オーディオＩＦ（インターフェース）３４、ＤＡコンバータ３５、アンプ３６及び複数のスピーカ装置１を備える。
【００５７】
入力部３１は、例えば、タッチパネルであり、スピーカ装置１に再生させる再生音の音源データ３２１、後述する再生条件、及び再生音量等の各種指定操作を受け付ける。なお、入力部３１は、タッチパネルに限らず、物理的なスイッチ、キーボード、マウス及び表示装置であってもよい。
【００５８】
また、入力部３１は、エリア再生装置３０のユーザが使用するスマートフォン、タブレット型コンピュータ又はパーソナルコンピュータ等の端末装置であってもよいし、エリア再生装置３０によるエリア再生の対象とする室内に設けられた、複数のユーザで共用するパーソナルコンピュータ等の端末装置であってもよい。
【００５９】
データ部３２は、半導体メモリ又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。データ部３２は、音源データ３２１を記憶している。音源データ３２１は、例えば、インターネット等のネットワークを経由してデータ部３２に格納される。なお、データ部３２は、後述する処理部３３と同一の装置内に設けられてもよいし、処理部３３とは異なる装置に設けられてもよい。
【００６０】
処理部３３は、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＨＤＤ等を備えた情報処理装置である。
【００６１】
処理部３３は、ユーザが入力部３１を用いて指定した再生条件でエリア再生を実現するための制御フィルタを生成する。処理部３３は、ユーザが入力部３１を用いて指定した音源データ３２１をアナログ信号に変換した再生音信号（以下、音源データ３２１に対応する再生音信号）に、生成した制御フィルタを畳み込んだ駆動信号を生成する。
【００６２】
オーディオＩＦ３４は、処理部３３によって生成された駆動信号をＤＡコンバータ３５へ出力する。
【００６３】
ＤＡコンバータ３５は、オーディオＩＦ３４から入力された駆動信号をアナログ信号に変換する。
【００６４】
アンプ３６は、ＤＡコンバータ３５により変換されたアナログ信号（以下、再生音信号）を増幅する。
【００６５】
スピーカ装置１は、アンプ３６により増幅された再生音信号が示す再生音を出力する。スピーカ装置１は、所定のエリアに音を再生するスピーカアレイに用いられる。スピーカアレイは、複数のスピーカ装置１を並べて配置する。
【００６６】
なお、エリア再生装置３０は、複数のスピーカ装置１を備える。複数のスピーカ装置１が所定の間隔で直線状に並べて配置されることにより、スピーカアレイが構成される。後述するように、各スピーカ装置１の配置間隔、及びスピーカアレイの全長等によって、エリア再生の性能は変化する。なお、本実施の形態１において、複数のスピーカ装置１は直線状に配置されるが、本開示は特にこれに限定されず、複数のスピーカ装置１は円弧状に配置されてもよい。
【００６７】
図１０は、実施の形態１における再生ライン及び非再生ラインの一例を示す図である。エリア再生を実現するためには、図１０に示すように、スピーカアレイ１００と実質的に平行であって、スピーカアレイ１００から距離ｙｒｅｆ離間した位置に設定された制御ラインＣＬ上に、スピーカアレイ１００から放射された音波が強め合う再生ラインＢＬと音波が弱め合う非再生ラインＤＬとを定めればよい。なお、本実施の形態１では、制御ラインＣＬは直線状であるが、本開示は特にこれに限定されず、制御ラインＣＬは円弧状であってもよい。
【００６８】
処理部３３は、スピーカアレイ１００から放射された音波が強め合う再生ラインＢＬと音波が弱め合う非再生ラインＤＬとを含む制御ラインＣＬに基づいて、複数のスピーカ装置１のそれぞれに出力させる音の音圧を調整し、所定のエリアに音を再生させる。なお、本実施の形態１におけるエリア再生方法については、公知技術であるので詳細な説明は省略する。
【００６９】
スピーカアレイ１００が制御可能な周波数帯域は、スピーカ装置１の間隔Δｘにより決まる。間隔Δｘは、隣接するスピーカ装置１の中心間の距離である。間隔Δｘが狭くなると、スピーカアレイ１００が制御可能な周波数帯域を広げることが可能になる。スピーカアレイ１００が、例えば８ｋＨｚまでの音を制御することが可能であれば、カットオフ周波数Ｆが８ｋＨｚになるように接続部１４が設計される。
【００７０】
図１１は、従来のスピーカをスピーカアレイに用いてエリア再生装置で再生したｘ−ｙ軸平面における音圧分布の実測結果を示す図であり、図１２は、本実施の形態１のスピーカ装置をスピーカアレイに用いてエリア再生装置で再生したｘ−ｙ軸平面における音圧分布のシミュレーション結果を示す図である。
【００７１】
なお、図１１において、スピーカ１０１をｘ軸上に６４個（Ｎ＝６４）並べて配置することでスピーカアレイ１００が構成されているとする。また、各スピーカ１０１の配置間隔Δｘは、例えば３５ｍｍであるとする。また、スピーカアレイ１００に沿ったアレイラインのｘ軸方向の中心に直交するラインをｙ軸とし、スピーカアレイ１００と制御ラインＣＬまでの距離ｙｒｅｆは２ｍであるとする。また、制御ラインＣＬにおける再生ラインＢＬの幅は１ｍであり、再生ラインＢＬのｘ軸方向の中心は、−１ｍの位置である。すなわち、エリア再生装置は、スピーカアレイ１００の中心から右側のエリアのみに音を再生する。図１１及び図１２は、２０００Ｈｚの音の音圧分布を示している。また、図１２は、図１１に示す従来のスピーカをスピーカアレイに用いてエリア再生した際の条件と同じ条件で、スピーカを点音源であると仮定してエリア再生した際のシミュレーション結果を表している。
【００７２】
図１１の従来のスピーカでは、スピーカアレイから放射された再生音は、制御ラインＣＬ上の再生ラインＢＬで適切なエリア再生が行われているが、制御ラインＣＬから後方に離れるに従って、音圧が低くなり、エリア再生性能が劣化している。一方、図１２の本実施の形態１のスピーカ装置１では、スピーカアレイ１００から放射された再生音は、制御ラインＣＬ上だけでなく、制御ラインＣＬの後方でも音圧が一定であり、制御ラインＣＬより後方のエリア再生性能の劣化を改善することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図１３は、本開示の実施の形態２におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図であり、図１４は、図１３に示すスピーカ装置の正面図であり、図１５は、図１４に示すスピーカ装置のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【００７４】
図１３、図１４及び図１５に示すスピーカ装置１Ａは、スピーカ１１、ホーン部１２、スリット開口１３及び接続部１４Ａを備える。なお、本実施の形態２において、実施の形態１のスピーカ装置１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７５】
接続部１４Ａは、スピーカ１１とホーン部１２とを接続するとともに、内部に空間を有する。接続部１４Ａは、スピーカ１１から出力された音から所定の周波数帯域の音を除去する。接続部１４Ａは、前面パネル１４１及び音導管１４２を含む。前面パネル１４１は、音の出力方向に設けられる。音導管１４２は、前面パネル１４１を貫通するとともに、ホーン部１２の後端部に接続される。音導管１４２の後端部とスピーカ１１の前面を含む接続部１４Ａの背面との間には間隙が形成されている。
【００７６】
実施の形態２の接続部１４Ａは、スピーカ１１の中心１１１とホーン部１２の中心１２１とがずれた状態でスピーカ１１とホーン部１２とを接続する。接続部１４Ａは、直方体の一部を切り欠いた形状である。接続部１４Ａの正面形状は、正方形と、正方形の一辺を垂直方向に延伸させた辺を一辺とする長方形とを組み合わせたＬ字形状である。
【００７７】
接続部１４Ａは、スピーカ１１の前面の形状に合わせて形成された開口部を有する第１接続部１４３と、第１接続部１４３内の空間と繋がっており、音導管１４２の断面形状に合わせて形成された開口部を有する第２接続部１４４とを含む。第２接続部１４４の開口部は、第１接続部１４３の開口部が形成された面に対向する面に形成される。第１接続部１４３の開口部には、スピーカ１１の前面が接続される。第２接続部１４４の開口部には、音導管１４２とホーン部１２とが接続される。第２接続部１４４の水平方向の長さは、第１接続部１４３の水平方向の長さよりも短く、第１接続部１４３の水平方向の長さの１／２である。
【００７８】
図１６は、本実施の形態２のスピーカ装置を用いたスピーカアレイの構成を示す図である。図１６は、スピーカアレイ１００を正面から見た図である。
【００７９】
図１６に示すように、スピーカアレイ１００は、垂直方向の向きを互い違いに反転させて並べた複数のスピーカ装置１Ａを含む。１のスピーカ装置１Ａと、１のスピーカ装置１Ａに隣接する他のスピーカ装置１Ａとは、互いの第２接続部１４４が接するとともに、互いのホーン部１２の中心が直線上に並ぶように配置される。他のスピーカ装置１Ａは、１のスピーカ装置１Ａに対して垂直方向の向きを反転させた状態で配置される。
【００８０】
なお、スピーカアレイ１００を構成する複数のスピーカ装置１Ａの数は、図１６に示す数に限定されない。
【００８１】
このように、スピーカ１１の中心とホーン部１２の中心とがずれた状態でスピーカ１１とホーン部１２とが接続部１４Ａを介して接続されるので、複数のスピーカ装置１Ａが並べて配置される場合、隣接するスピーカ装置１Ａの間隔を、スピーカ１１の水平方向の長さに依存することなく、ホーン部１２の水平方向の長さに依存して決めることができる。
【００８２】
また、Ｌ字形状の複数のスピーカ装置１Ａが垂直方向の向きを互い違いに反転させた状態で並べて配置され、水平方向の長さがスピーカ１１より短いホーン部１２が隣接して配置されるので、隣接するスピーカ装置１Ａのホーン部１２の中心の間隔を、隣接するスピーカ装置１Ａのスピーカ１１の中心の間隔より短くすることができ、スピーカアレイを小型化することができる。また、隣接するスピーカ装置１Ａのホーン部１２の中心の間隔が、隣接するスピーカ装置１Ａのスピーカ１１の中心の間隔より短くなることにより、制御可能な周波数帯域をより広げることができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図１７は、本開示の実施の形態３におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図であり、図１８は、図１７に示すスピーカ装置の正面図であり、図１９は、図１８に示すスピーカ装置のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。
【００８４】
図１７、図１８及び図１９に示すスピーカ装置１Ｂは、スピーカ１１、ホーン部１２Ｂ、スリット開口１３及び接続部１４を備える。なお、本実施の形態３において、実施の形態１のスピーカ装置１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８５】
ホーン部１２Ｂは、音の出力方向とは逆方向に音を反射させる折り返し部１２２と、折り返し部１２２によって反射された音を出力方向へ再度反射させる反射部１２３とを含む。反射部１２３は、接続部１４の前面パネル１４１のホーン部１２Ｂで覆われた部分である。本実施の形態３におけるホーン部１２Ｂの音の出力方向の長さＬＢは、実施の形態１におけるホーン部１２の音の出力方向の長さよりも短い。
【００８６】
図１９に示すように、音導管１４２を通過した音は、折り返し部１２２により、音の出力方向とは逆方向に反射される。折り返し部１２２によって反射された音は、反射部１２３により、音の出力方向へ再度反射される。反射部１２３によって反射された音は、折り返し部１２２の上端とホーン部１２Ｂの上面との間の間隙及び折り返し部１２２の下端とホーン部１２Ｂの下面との間の間隙を通過し、スリット開口１３から放出される。
【００８７】
このように、ホーン部１２Ｂは、音の出力方向とは逆方向に音を反射させる折り返し部１２２と、折り返し部１２２によって反射された音を出力方向へ再度反射させる反射部１２３とを含むので、ホーン部１２Ｂの音の出力方向の長さＬＢをより短くすることができ、スピーカ装置１Ｂを小型化することができる。
【００８８】
（実施の形態４）
図２０は、本開示の実施の形態４におけるスピーカ装置の外観を示す斜視図であり、図２１は、図２０に示すスピーカ装置の正面図であり、図２２は、図２１に示すスピーカ装置のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図である。
【００８９】
図２０、図２１及び図２２に示すスピーカ装置１Ｃは、スピーカ１１、ホーン部１２Ｃ、スリット開口１３Ｃ及び格納ケース１５を備える。なお、本実施の形態４において、実施の形態１のスピーカ装置１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００９０】
実施の形態４におけるスピーカ装置１Ｃは、実施の形態１のスピーカ装置１とは異なり、接続部１４を備えていない。
【００９１】
格納ケース１５は、直方体形状であり、スピーカ１１を格納する。格納ケース１５の前端部は、ホーン部１２Ｃの後端部に接続される。格納ケース１５の前面の各辺の長さは、スピーカ１１の直径に略一致する。なお、格納ケース１５の形状は、直方体形状に限定されず、円筒形状であってもよい。
【００９２】
スリット開口１３Ｃは、ホーン部１２Ｃの前面に形成される。スリット開口１３Ｃは、垂直方向の辺が水平方向の辺よりも長い長方形状である。スリット開口１３Ｃは、ホーン部１２Ｃの前面の外縁よりも内側に形成されている。
【００９３】
ホーン部１２Ｃは、音の出力方向に設けられた前面パネル１２４を含む。スリット開口１３Ｃは、前面パネル１２４に形成される。ホーン部１２Ｃの前面の面積は、ホーン部１２Ｃの後端部の外縁内の面積よりも大きい。
【００９４】
スピーカ１１から出力された音は、ホーン部１２Ｃの内部空間を進行し、ホーン部１２Ｃの前面のスリット開口１３Ｃから放出される。
【００９５】
このように、ホーン部１２Ｃの前面にスリット開口１３Ｃが形成されているので、スリット開口１３Ｃの回折効果により、スリット開口１３Ｃから放出される音の水平方向の指向性を点音源に近づけることができ、水平方向の音の再生性能を向上させることができる。また、ホーン部１２Ｃのホーン効果により、スリット開口１３Ｃから放出される音は、前方に指向性を有しているので、垂直方向の拡散が抑制され、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態４において、スリット開口１３Ｃは、ホーン部１２Ｃの前面の外縁よりも内側に形成されているが、本開示は特にこれに限定されず、スリット開口１３Ｃの外縁は、ホーン部１２Ｃの前面の外縁と一致してもよい。この場合、ホーン部１２Ｃの形状は、ホーン部１２Ｃの後端部の外縁からスリット開口１３Ｃに向かって徐々に細くなる形状となる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本開示に係るスピーカ装置及びエリア再生装置は、垂直方向の不要な音の反射を抑えることができるとともに、水平方向の音の再生性能を向上させることができるので、音を出力するスピーカ装置及び複数のスピーカ装置を並べて配置したスピーカアレイから所定のエリアに音を出力するエリア再生装置として有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    スピーカ装置
１１    スピーカ
１２，１２Ｂ，１２Ｃ    ホーン部
１３，１３Ｃ    スリット開口
１４，１４Ａ    接続部
１５    格納ケース
２１    電気回路
３０    エリア再生装置
３１    入力部
３２    データ部
３３    処理部
３４    オーディオＩＦ
３５    コンバータ
３６    アンプ
１００    スピーカアレイ
１２２    折り返し部
１２３    反射部
１２４    前面パネル
１４１    前面パネル
１４２    音導管
１４３    第１接続部
１４４    第２接続部
３２１    音源データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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