(57)【要約】  本発明は、簡単な構成で、広い指向性を有して優れた周波数特性を示すスピーカ装置を提供するために、スピーカユニットの振動板の振動領域における一部を覆うように指向性調整パネルが設けられており、指向性調整パネルがスピーカユニットの振動板の外周のエッジ部から所定距離を有して配置され、振動板から受けた音波を前記振動板の方向に反射するよう形成されている。
2009078164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源となる振動板を有するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットが取り付けられたキャビネットと、
前記スピーカユニットの振動板の振動領域における一部分を覆うように、前記スピーカユニットの振動板の外周のエッジ部から所定距離を有して配置された指向性調整パネルと、を備えたスピーカ装置であって、
前記指向性調整パネルは、前記振動板から受けた音波を前記振動板の方向に反射するよう構成されたスピーカ装置。
【請求項２】
前記指向性調整パネルは、前記振動板の外周のエッジ部が構成する面に平行な反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記指向性調整パネルは、前記振動板の中心側に対向する位置がエッジ部側に対向する位置より前記振動板の近くに配置された反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が小さく形成された扇形である請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が頂点となる扇形であり、前記扇形の頂角が６０度〜１２０度の範囲内である請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記遮蔽部が、前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記スピーカユニットが１つのツイータを２つのウーハで挟んで構成された仮想同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記２つのウーハに設けられた請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記スピーカユニットがツイータとウーハが同軸上に配置された同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記ウーハに設けられた請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記スピーカユニットがフルレンジスピーカユニットであるスピーカ装置であり、前記遮蔽部が前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記指向性調整パネルが前記キャビネットと一体的に成型された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記指向性調整パネルが前記キャビネットに対して脱着可能に構成された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
２つのウーハをキャビネットのバッフル板に設置した仮想同軸型のスピーカ装置であって、
前記２つのウーハのそれぞれの一部を覆うように指向性調整パネルが設けられ、
前記指向性調整パネルは、前記２つのウーハの振動板における仮想放射軸から離れた両側のエッジ部分に対向してそれぞれ形成され、前記ウーハの一部を覆うようにエッジ部分から中心部分に向かって遮蔽領域が小さくなるよう構成されたスピーカ装置。
【請求項１３】
前記指向性調整パネルは、前記キャビネットと一体的に形成された請求項１２に記載のスピーカ装置。
【請求項１４】
前記指向性調整パネルは、前記振動板のエッジ部から所定距離を有して配置された請求項１２又は請求項１３に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音の指向性を調整するための指向性調整パネルを備えたスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の可聴域である約２０Hz〜２０ｋHzの音域を可能な限りカバーしようとして設計されたスピーカ装置としては、フルレンジスピーカユニットを設けたスピーカ装置がある。このフルレンジスピーカユニットは、中音域を中心として低音域と高音域の各音域を１つのスピーカユニットによりカバーするように構成されている。フルレンジスピーカユニットは、音源が１つであるため音像定位において優れており、低コストで製造できるというメリットを有する。【０００３】
しかし、１つのスピーカユニットで全ての音域をカバーすることは困難であるため、複数のスピーカユニットを組み合わせて可能な限り広い音域をカバーするように構成されたスピーカ装置が各種提供されている。複数のスピーカユニットを組み合わせたスピーカ装置においては、各スピーカユニットの指向性、位相、放射軸（中心軸）などを一致させて音質、音像の定位、音像の明瞭性などを高める必要がある。このような条件を満たすスピーカ装置の１つとして、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置がある。【０００４】
同軸型スピーカ装置としては、メインスピーカユニットのセンターポールにツイータを固定したコアキシャル型のスピーカ装置があり、各スピーカユニットの放射軸が同軸上に配置されている。このような同軸型スピーカ装置は、例えばカーオーディオとして用いられている。カーオーディオは車内における空間効率を高めるために、音質と共に小型であることが優先される。例えば、特開２００２−２０９２９３号公報に開示された同軸型スピーカ装置は、指向性を制御するためにツイータの前方に斜めの反射板を設けて、放射軸が聴者の方向に向くように構成されている。このように、カーオーディオにおいては、狭い室内でスピーカ装置に対する聴者の位置が特定されるため、反射板を設けて放射軸を聴者の方向に向けており、特に高音域の音波の指向性を制御している。【０００５】
仮想同軸型スピーカ装置とは、例えば、１つの高音域スピーカユニット（ツイータ）を２つの中低音域スピーカユニット（ウーハ）により挟むように配置して、ツイータの放射軸上に２つのウーハの合成音の仮想放射軸を配置するよう構成したものである。このように構成することにより、２つのウーハで構成される仮想ウーハの直径を大きく設定することが可能となり、小さい直径のウーハを２つ設けることにより、大きな直径のウーハと同程度の音像定位特性を持つことが可能となる。本明細書においては、高音域とは約８ｋHz以上の周波数帯域を指し、中音域とは１ｋHz〜８ｋHzの範囲を周波数帯域を指し、低音域とは１ｋHz以下の周波数帯域を指すものとする。
【特許文献１】特開２００２−２０９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フルレンジスピーカユニットはコーン型スピーカであるため、スピーカユニットの指向性は振動板の有効振動半径により支配されており、指向性が劣化する実用的な限界周波数は有効振動半径により決定される。また、スピーカユニットの基準軸である放射軸より外れた角度での周波数特性である指向性感度特性は、放射軸から外れるほど、指向性が悪くなり、特に高音域の周波数ほど減衰が大きくなる。【０００７】
コーン型スピーカユニットにおいて、低い周波数、例えば１kHz程度の周波数までは振動板であるコーン紙の全体が往復運動して振動するが、その低い周波数を越えたあたりからコーン紙上で分割振動が発生する。即ち、コーン紙上の全面において、複数の振動領域が発生する。このような分割振動が生じているスピーカユニットの音を当該スピーカユニットの中心軸である放射軸から外れた位置で聴者が聴く場合、聴者はコーン紙の外周部分において離れた位置で発生した複数の振動領域からの音も聴くことになる。このとき、コーン紙の外周部分において発生した複数の振動領域からの音において、半波長だけずれた音が聴者に到達した場合、それらの音は互いに打ち消しあって、その音圧レベルが大きく減衰する。このため、スピーカユニットの放射軸から外れた位置で聴いている聴者は、当該スピーカユニットの放射軸上で聴く聴者とは異なる音を聴くことになる。このような現象が生じる周波数は、スピーカユニットの直径や聴者が聴く位置によって異なるが、特に中音域において、このような現象が現れた場合には、中音域が不足した音となり、聴者は違和感を感ずる。【０００８】
上記のように、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置においては、複数のスピーカユニットにより構成されているため、各スピーカユニットが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数において滑らかに繋がっている必要がある。特に、仮想同軸型スピーカ装置の仮想放射軸からずれた位置で聴者が聴いた場合においても各スピーカユニットが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数において滑らかに繋がっている方が好ましい。例えば、中高音域スピーカ（ツイータ）が担当する音域は約４ｋHz以上であり、中低音域スピーカ（ウーハ）が担当する音域は約４ｋHz以下である仮想同軸型スピーカ装置の場合、中高音域スピーカと中低音域スピーカが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数は約４ｋHzである。【０００９】
前述のように、コーン型スピーカユニットにおいては、中音域で分割振動が発生して、中音域の音圧レベルが急激に減衰する現象が生じる。前述のように構成された仮想同軸型スピーカ装置においては、中高音域（４kHz以上）をツイータが担当し、コーン型スピーカユニットであるウーハが中低音域（４kHz以下）を担当しているため問題が生じる。即ち、ツイータを２つのウーハにより挟むように配置して構成された仮想同軸型スピーカ装置においては、ツイータが担当していない中音域（例えば、１〜４ｋHz）の音圧レベルにおいて減衰が生じるという問題がある。【００１０】
したがって、このような問題を解決するために、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置においては、コーン型スピーカであるウーハが低音域を担当するように構成し、中高音域をドーム型スピーカであるツイータが担当するよう構成することが考えられる。しかし、ツイータが中高音域を担当するようにスピーカ装置を構成した場合、スピーカ装置としての品質は高くなるが製造コストも高くなるため、このようなスピーカ装置を、製造コストが低く、低価格で販売される一般的な音響機器に組み込むことはできなかった。【００１１】
以下、従来の音響機器に組み込まれている仮想同軸型スピーカ装置の構成における問題点について説明する。
仮想同軸型スピーカ装置は、複数のスピーカユニットの放射軸を同軸上に配置した同軸スピーカ装置と同じように、音像が点音源に近いため、音像定位に優位性がある。このように、仮想同軸型スピーカ装置は、複数の小口径ウーハを用いて、大口径のウーハと同程度の音像定位特性を発揮することができるとともに、大口径のウーハを用いた同軸型スピーカよりもキャビネットの幅寸法を大幅に小さくすることができるというメリットがある。【００１２】
図２０は従来の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。図２１は従来の仮想同軸型スピーカ装置と聴者との位置関係を示す図である。図２１においては、従来の仮想同軸型スピーカ装置を側面断面図で示している。【００１３】
図２０に示す仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータ１０４の両側にウーハ１０２，１０３が縦方向に一列に配置されている。ウーハ１０２，１０３は、中低音域の音声信号を再生するスピーカユニットである。ツイータ１０４は、高音域の音声信号を再生するスピーカユニットである。スピーカボックス１０１は、ウーハ１０２，１０３、及びツイータ１０４を備えたキャビネットである。【００１４】
図２１に示す放射軸Ｘは、ツイータ１０４の中心を貫く中心軸である。ウーハ１０２，１０３は特性の同じスピーカユニットである。両方のウーハ１０２，１０３に対して同じ音声信号を同時に入力したとき、両方のウーハ１０２，１０３では同じ音声が発生し、それらの合成音の仮想放射軸はツイータ１０４の放射軸Ｘと同じ位置となる。したがって、ツイータ１０４の中心を貫く放射軸Ｘの軸上に聴者８の耳があれば、２つのウーハ１０２，１０３から聴者８へ届く音には距離の差が無く、２つのウーハ１０２，１０３からの音はすべて同位相で聴者８の耳に到達する。【００１５】
しかしながら、従来の仮想同軸型スピーカ装置では、スピーカボックス１０１の長手方向（図２２における上下方向）において、ツイータ１０４を挟んで通常は２個のウーハ１０２，１０３が配置されているため、２つのウーハ１０２，１０３が並設された長手方向における実効直径が大きくなる。この結果、従来の仮想同軸型スピーカ装置では、その長手方向における中高音城の指向性が悪くなるという問題がある。その理由について以下に説明する。図２２に示すように、聴者８が放射軸Ｘから外れた位置で音を聴いた場合、上側ウーハ１０２における振動板の上部から聴者８までの距離と、下側ウーハ１０３における振動板の下部から聴者８までの距離との間で距離差Ｌが生じている。【００１６】
図２３は、仮想同軸型スピーカ装置の２つのウーハ１０２，１０３から放射された音波のイメージ図であり、それぞれの音波が半波長ずれている場合を示している。図２３において、破線は一方のウーハ１０２から放射された音波のイメージ波形であり、実線は他方のウーハ１０３から放射された音波のイメージ波形である。音波は、本来は縦波であるが、理解を容易にするために、図２３においては横波で描いている。例えば、上側ウーハ１０２の振動板の上部から聴者８までの距離と、下側ウーハ１０３の振動板の下部から聴者８までの距離との間の距離差Ｌが、図２３に示すように、半波長に相当する周波数であった場合、両音波は相殺されてしまい、その周波数に関して聴者８には減衰した音が届くことになる。このように、各ウーハ１０２，１０３から聴者８までの距離差Ｌが大きければ大きいほど、相殺される音波の半波長が長くなり、周波数は低くなる。このため、距離差Ｌが大きければ、中音域から減衰が発生し、この中音域帯域周辺の周波数特性が悪くなり、この位置における指向性も悪くなる。【００１７】
上記のような問題を解決する１つの方法としては、仮想同軸型スピーカ装置に１kHz以上再生可能な広い周波数帯域を有するツイータを用いたものがある。しかし、前述のように、このような広い周波数帯域を有するツイータを用いた場合、スピーカ装置としての価格が高額になり、低価格で販売される音響機器に用いることはできなかった。【００１８】
したがって、仮想同軸型スピーカ装置は勿論、同軸型スピーカ装置においても高価なツイータを用いることなく中音域においても優れた周波数特性を持ち、放射軸から外れた位置においても高品質の音を聞くことができる広い指向性を示すスピーカ装置が望まれていた。【００１９】
本発明は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有する高品質のスピーカ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】
【００２０】
本発明に係る第１の観点のスピーカ装置は、
音源となる振動板を有するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットが取り付けられたキャビネットと、
前記スピーカユニットの振動板の振動領域における一部分を覆うように、前記スピーカユニットの振動板の外周のエッジ部から所定距離を有して配置された指向性調整パネルと、を備えたスピーカ装置であって、
前記指向性調整パネルは、前記振動板から受けた音波を前記振動板の方向に反射するよう構成されている。このように構成された第１の観点のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す音響機器を提供することができる。【００２１】
本発明に係る第２の観点のスピーカ装置は、第１の観点の前記振動板の外周のエッジ部が構成する面に平行な反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する。このように構成された第２の観点のスピーカ装置は、優れた周波数特性を持ち、広い指向性を有している。【００２２】
本発明に係る第３の観点のスピーカ装置において、第１の観点の前記指向性調整パネルは、前記振動板の中心側に対向する位置がエッジ部側に対向する位置より前記振動板の近くに配置された反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する。このように構成された第３の観点のスピーカ装置は、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。【００２３】
本発明に係る第４の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が小さく形成された扇形でもよい。【００２４】
本発明に係る第５の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が頂点となる扇形であり、前記扇形の頂角が６０度〜１２０度の範囲内であることが好ましい。【００２５】
本発明に係る第６の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部が、前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置されている。このように構成された第６の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示す。【００２６】
本発明に係る第７の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットが１つのツイータを２つのウーハで挟んで構成された仮想同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記２つのウーハに設けられている。このように構成された第７の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示しており、広い指向性を有する仮想同軸形スピーカ装置である。【００２７】
本発明に係る第８の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットがツイータとウーハが同軸上に配置された同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記ウーハに設けられている。このように構成された第８の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示しており、広い指向性を有する同軸形スピーカ装置となる。【００２８】
本発明に係る第９の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットがフルレンジスピーカユニットであるスピーカ装置であり、前記遮蔽部が前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置されている。このように構成された第９の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示し、広い指向性を有する音響機器となる。【００２９】
本発明に係る第１０の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットと一体的に成型してもよい。【００３０】
本発明に係る第１１の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットに対して脱着可能に構成してもよい。【００３１】
本発明に係る第１２の観点のスピーカ装置は、
２つのウーハをキャビネットのバッフル板に設置した仮想同軸型スピーカ装置であって、
前記２つのウーハのそれぞれの一部を覆うように指向性調整パネルが設けられ、
前記指向性調整パネルは、前記２つのウーハの振動板における仮想放射軸から離れた両側のエッジ部分に対向してそれぞれ形成され、前記ウーハの一部を覆うようにエッジ部分から中心部分に向かって遮蔽領域が小さくなるよう構成されている。このように構成された第１２の観点のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。【００３２】
本発明に係る第１３の観点のスピーカ装置は、第１２の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットと一体的に形成してもよい。【００３３】
本発明に係る第１４の観点のスピーカ装置は、第１２の観点及び第１３の観点の前記指向性調整パネルを前記ウーハの振動板のエッジ部から所定距離を有して配置している。このように構成された第１３の観点のスピーカ装置は、振動板の振動領域から音波の特定領域を減衰させて、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。【００３４】
発明の新規な特徴は添付の請求の範囲に特に記載したものに他ならないが、構成及び内容の双方に関して本発明は、他の目的や特徴と合わせて図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、より良く理解され評価されるであろう。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のスピーカ装置は、簡単な構成の指向性調整パネルを設けて、振動板の振動領域の一部を覆うように構成して、広い指向性を有して優れた周波数特性を示すことができるため、品質の高いスピーカ装置を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図２】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係を示した説明図
【図３】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置におけるフロントバッフル部を示す断面図
【図４】従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図５】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図６】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離０ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図７】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離２．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図８】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離８．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図９】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離１１．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図１０Ａ】従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルが無い場合のウーハのみの周波数特性を示す図
【図１０Ｂ】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを設けた場合のウーハのみの周波数特性を示す図
【図１１】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを設けた場合のツイータのみの周波数特性を示す図
【図１２】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを半円形状とした場合の斜視図
【図１３】図１２に示した仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図１４】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを短冊形状とした場合の斜視図
【図１５】図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図１６】本発明に係るスピーカ装置において、指向性調整パネルをスピーカボックスとは別体で構成した仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図１７】本発明に係る実施の形態２のフルレンジスピーカを有するスピーカ装置を示す斜視図
【図１８】実施の形態２のスピーカ装置におけるフロントバッフル部を示す断面図
【図１９】本発明に係る実施の形態３の同軸型スピーカ装置を示す正面図
【図２０】従来の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図２１】従来の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係を示した図
【図２２】従来の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係において、聴者が中心軸上から離れた位置にいる場合の説明図
【図２３】従来の仮想同軸型スピーカ装置において、ウーハからの音波が半波長ずれている場合を示すイメージ図
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。【００３８】
(実施の形態１)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態として仮想同軸型スピーカ装置を例に挙げて実施の形態１として以下に詳細に説明する。【００３９】
図１は本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。図２は実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置と聴者との位置関係を示す図である。図２においては、仮想同軸型スピーカ装置は側面断面図で示している。
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、直方体のキャビネットであるスピーカボックス１には１つのツイータ４が２つのウーハ２，３に挟まれて１列に配設されている。スピーカボックス１は、厚さ３ｍｍ、幅１００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、奥行き１２１ｍｍのバスレフ型スピーカボックスである。ウーハ２，３は中低音域の音声信号を再生するスピーカユニットであり、直径６５ｍｍで構成されるコーン型スピーカユニットである。２つのウーハ２，３の中心間の距離は１３５ｍｍである。ツイータ４は中高音域の音声信号を再生するスピーカユニットであり、直径１９ｍｍで構成されるドーム型ツイータである。【００４０】
図１に示すように、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置には、ウーハ２，３の振動板であるコーン紙の一部を覆うように指向性調整パネル５，６がそれぞれ設けられている。指向性調整パネル５，６はウーハ２，３のコーン紙における約１／４を覆うように構成されており、スピーカボックス１の長手方向に１列に設けられた２つのウーハ２，３における対向する最も離れたエッジ部から各ウーハ２，３の中心部分に向かって設けられている。即ち、図１に示すように、上側ウーハ２の指向性調整パネル５は、上側ウーハ２の上側エッジ部からその中心部分の一部を覆うように、扇型に形成されている。また、下側ウーハ３の指向性調整パネル６は、下側ウーハ２の下側エッジ部からその中心部分の一部を覆うように、扇型に形成されている。指向性調整パネル５，６は、厚さ２ｍｍ、頂角９０度の扇形の板であって、その頂点は各ウーハ２，３の中心軸上にある。即ち、上側の指向性調整パネル５と下側の指向性調整パネル６とは同じ形状である。
なお、ここで、スピーカユニットのエッジ部とは、振動板であるコーン紙の周囲を支える支持部材が設けられている位置のことであり、コーン紙の外周部分のことである。【００４１】
図２において、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の放射軸Ｘは、ツイータ４の中心を貫く中心軸である。この放射軸Ｘが２つのウーハ２，３の仮想放射軸となる。また、図２に示す２つのウーハ２，３間の距離差Ｌは、聴者８が放射軸Ｘから外れた位置で音を聴いた場合、上側ウーハ２における指向性調整パネル５により遮蔽されていない振動板の領域から聴者８までの距離と、下側ウーハ３における指向性調整パネル６により遮蔽されていない振動板の領域から聴者８までの距離との間の距離差である。【００４２】
図３は本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における長手方向と平行な中心線で切断したスピーカボックス１のフロントバッフル部１０を示す断面図である。図３に示すように、仮想同軸型スピーカ装置の前面を構成するフロントバッフル部１０には、ツイータ４の上下両側にウーハ２，３が固定されている。また、フロントバッフル部１０の上下部分の外面には指向性調整パネル５，６が突設されている。指向性調整パネル５，６は、スピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型されており、形成容易な樹脂材により構成されている。【００４３】
図３の断面図に示すように、指向性調整パネル５，６は長手方向（図３においては上下方向）に沿った断面がＬ字状であり、フロントバッフル部１０に固定された支持部５ａ，６ａと、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆う遮蔽部５ｂ，６ｂと、を有している。指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂは、ウーハ２，３のエッジ部が構成する平面に平行に配置されている。前述のように、実施の形態１における指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂは、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆っており、遮蔽部５ｂ，６ｂの内側面からウーハ２，３のエッジ部の前面（フロントバッフル部１０の内側壁面）までの距離Ｍ（図３参照）は、５．５ｍｍに設定されている。【００４４】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、遮蔽部５ｂ，６ｂの内側面からウーハ２，３のエッジ部の前面までの距離Ｍを５．５ｍｍに設定したが、後述するように、距離Ｍはスピーカ装置の特性に応じて適宜設定されるものである。【００４５】
また、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６におけるウーハ２，３のコーン紙に対向する面（図３に示す内壁面５ｆ，６ｆ）は、ウーハ２，３の中心軸に直交する平面に形成した例で説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、上側の指向性調整パネル５の内壁面５ｆ（反射面）は、中心軸側の面がエッジ側の面より上側ウーハ２に近づくように斜めに配置してもよい。同様に、下側の指向性調整パネル６の内壁面６ｆは、中心軸側の面がエッジ側の面より下側ウーハ３に近づくように斜めに配置してもよい。このように、指向性調整パネル５，６の内壁面５ｆ，６ｆ（反射面）が放射軸に直交するか、若しくはそれぞれの支持部５ａ，６ａ側の方向に向くように多少斜めに配置されているため、ウーハ２，３の各コーン紙において指向性調整パネル５，６により覆われた領域では、その領域で発生した中高音域の特定領域の周波数の音波が指向性調整パネル５，６により確実に遮蔽される。【００４６】
以上のように構成された実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における動作について以下に説明する。
発明者らは、前述の図２０に示した従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置を用いて周波数特性に関する実験を行った。なお、この実験において用いたウーハ、ツイータ及びスピーカボックスは前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置におけるウーハ２，３、ツイータ４及びスピーカボックス１と同じ仕様のものであり、指向性調整パネル５，６が設けられていないものである。【００４７】
図４は、従来の構成を有する仮想同軸型スピーカ装置における周波数特性を示す特性図である。図４における実線は、前述の図２１に示したように、ツイータ１０４の中心軸である放射軸Ｘ上において、ツイータ１０４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。即ち、実線は測定点とツイータ１０４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度（図２２における角度α）が０度の場合である。図４における破線は、前述の図２２に示したように、測定点とツイータ１０４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度が１５度（角度αが１５度）であって、ツイータ１０４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。【００４８】
図４から明らかなように、実線と破線の特性曲線の差が顕著である帯域は約２kHz〜９kHzの範囲であり、この帯域において放射軸から外れた位置における指向性が悪化している。【００４９】
従来の構成を有する仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータの放射軸Ｘから外れた位置における指向性を改善するには、２つのウーハ間の距離差Ｌ（図２２参照）を短くする必要がある。この距離差Ｌを短くすることにより、各ウーハからの音波同士が相殺する波長を短くすることができ、即ち周波数を高くすることができる。もし、ウーハからの音波同士が相殺する周波数を、ウーハからの音域とツイータからの音域が重複（交差）するクロスオーバー周波数(例えば、前述の仮想同軸型スピーカ装置では４kHz)以上まで高めることが可能であれば、そのクロスオーバー周波数領域まではウーハが担当し、それ以上の周波数領域はツイータが担当することが可能となる。このようなことが可能であれば、ウーハからの音波において相殺により減衰する帯域が低減され、仮想同軸型スピーカ装置が広い指向性を有して優れた周波数特性を示すこととなる。【００５０】
そこで、本発明においては指向性調整パネルをスピーカ装置に設けてウーハからの音波、特に中音域の音波同士が聴者の位置、特に放射軸から外れた位置において相殺され難いように構成している。【００５１】
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、ウーハ２，３の振動板であるコーン紙の一部分であり、ツイータ４より遠い部分において発生する音波が直接聴者に向かわないように、指向性調整パネル５，６を設けている。このように指向性調整パネル５，６を設けることにより、指向性調整パネル５，６により妨げられた音波のうち直進性の強い中高音域成分の音波は、指向性調整パネル５，６にぶつかった後、拡散、反射、吸収により減衰していく。一方、直進性が弱く、音全体の音エネルギーを司る低音域の音波に関しては、指向性調整パネル５，６を回り込みながら放射されていき、聴者に届いている。このため、聴者が感じる音エネルギーとしては大きく下がることはない。【００５２】
発明者らは、図４の特性曲線を示した従来の仮想同軸型スピーカ装置と同じ仕様のものに指向性調整パネル５，６を設け、これを実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置として周波数特性に関する実験を行った。
図５は、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における周波数特性を示す特性図である。図５における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。即ち、実線は測定点とツイータ４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度（図２における角度α）が０度の場合である。図５における破線は、図２に示したように、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。【００５３】
図５から明らかなように、実線（角度αが０度）と破線（角度αが１５度）の特性曲線の差はほとんど無く、従来の仮想同軸型スピーカ装置において問題となっていた約２kHz〜９kHzの帯域において、放射軸Ｘから外れた位置における指向性の悪化が大幅に改善されている。【００５４】
図２に示したように、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置のウーハ２，３間の距離差Ｌは、図２２に示した従来の仮想同軸型スピーカ装置に比べ小さくなる。このため、図２３に示したような、各ウーハからの音波において相殺する周波数が高くなり、ツイータ４が受け持つ周波数帯域まで引き上げられる。図５の特性曲線に示すように、指向性調整パネル５，６を備えた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、特に中高音域(２kHz〜５kHz)の指向性が改善されている。【００５５】
本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６が、キャビネットであるスピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型されており、ウーハ２，３の前面の一部を遮蔽するよう設けられている。実施の形態１における指向性調整パネル５，６は、フロントバッフル部１０の内壁面（ウーハ２，３のエッジ部）から５．５ｍｍの位置に配置されており、指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂはウーハ２，３のエッジ部が構成する面と平行に設けられている。即ち、遮蔽部５ｂ，６ｂはフロントバッフル部１０の前面と平行に設置されている。なお、指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂとフロントバッフル部１０の内壁面（ウーハ２，３のエッジ部）との間の距離Ｍ（図３参照）は、音質、指向性、デザインのバランス等を考慮して決定される。【００５６】
図６〜図９は、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネル５，６をフロントバッフル部１０の内壁面からの距離Ｍを、０ｍｍ、２．５ｍｍ、８．５ｍｍ、１１．５ｍｍとした場合の周波数特性を示している。【００５７】
図６〜図９において、実線はツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果であり、破線はツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４の中心から２ｍの距離における位置での測定結果である。【００５８】
図６〜図９の特性曲線から明らかなように、仮想同軸型スピーカ装置に指向性調整パネル５，６を設けることにより、距離Ｍにかかわらずいずれの場合であっても指向性、特に放射軸Ｘから外れた位置における中音域の指向性が改善されている。しかし、我々の実験においては、図５の特性曲線を示した距離Ｍが５．５ｍｍの場合が、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置としての周波数特性が好ましいものであり、音質及び指向性においてバランスが良かった。さらに、距離Ｍが５．５ｍｍの場合は、指向性調整パネル５，６がスピーカネットに接触することが無くデザイン性にも優れていた。【００５９】
また、発明者らは、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の構成において指向性調整パネルを設けない場合と設けた場合について実験を行った。
図１０Ａは指向性調整パネルを設けないスピーカ装置の周波数特性図である。図１０Ｂは指向性調整パネルを設けたスピーカ装置の周波数特性図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す周波数特性図は、仮想同軸型スピーカ装置におけるウーハだけを起動させ、ツイータを起動させていない場合の測定結果である。図１１は指向性調整パネルを設けた仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータのみを起動したときの周波数特性図である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１に示す周波数特性図において、実線は測定点とツイータ４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度αが０度の場合、即ち測定点が放射上の場合であり、破線は測定点が放射軸Ｘと交差する鉛直線上（上側）にあり、前記の角度αが１５度の場合である。測定点はツイータ４の中心から２ｍの距離である。また、これらの測定において用いたウーハ２，３、ツイータ４及びスピーカボックス１等の仕様は、前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置で説明した仕様と同じである。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した周波数特性曲線の測定においてはハイカットフィルタを用いており、図１１に示した周波数特性曲線の測定においてはハイパスフィルタを用いている。【００６０】
図１０Ａと図１０Ｂに示した周波数特性曲線を比較すると、角度αが１５度の位置で測定した場合（破線で示す周波数特性曲線）においては、図１０Ａに示す指向性調整パネル５，６が設けられていないスピーカ装置においては、約１．５kHzの周波数あたりから減衰が始まっており、２ｋＨｚの周波数からは大幅に減衰している。一方、指向性調整パネル５，６を設けたスピーカ装置においては、約３kHzの周波数あたりから減衰が始まって、４ｋＨｚの周波数からは大幅に減衰している。【００６１】
以上の結果から明らかなように、ウーハ２，３に指向性調整パネル５，６を設けることにより、特定の周波数（例えば、１．５kHz〜４kHz）の帯域における減衰が改善されている。なお、図１０Ｂに示した周波数特性において、４kHzを越える周波数において、大幅な減衰が見られるが、この周波数帯域はツイータ４が受け持つ周波数帯域（４kHz以上）であるため大きな問題とはならない。
図１１はツイータのみを起動したときの仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性図である。図１１に示すように、この仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータ４のみを起動したとき、実質的に２kHz以上の周波数帯域において所望の音圧レベルに達している。したがって、指向性調整パネル５，６を設けた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、ツイータ４及びウーハ２，３のそれぞれが受け持つ周波数帯域において、優れた指向性を示し、特に放射軸Ｘから外れた位置においても特定の周波数帯域における大幅な減衰がなく、指向性の改善が図られていることが理解できる。【００６２】
以上のように、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置によれば、指向性調整パネル５，６を設けることにより、低コストで、且つ広い指向性を有する高品質のスピーカ装置を提供することができる。【００６３】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６の形状は図１に示したように扇形としているが、その形状は半円形状でも、短冊形状でも、頂点が丸みを帯びた三角形状でも、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆う形状であれば、どのような形状でもある程度の優れた効果を奏する。【００６４】
図１２は、指向性調整パネル５Ａ，６Ａの形状をウーハ２，３の半分が隠れる半円形状とした仮想同軸型スピーカ装置の斜視図である。図１３は、図１２に示した半円形状の指向性調整パネル５Ａ，６Ａを備えた仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図である。図１３における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。図１３における破線は、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。【００６５】
図１２に示した仮想同軸型スピーカ装置においては、前述の扇形の指向性調整パネル５，６を備えた仮想同軸型スピーカ装置に比べて、指向性に関して殆ど差はなく良好であったが、周波数特性に関しては実線（角度αが０度）と破線（角度αが１５度）で示す特性曲線において多少暴れが見られた。【００６６】
図１４は、指向性調整パネル５Ｂ，６Ｂの形状を２ｃｍ幅の短冊形状とした仮想同軸型スピーカ装置の斜視図である。図１５は、図１４に示した短冊形状の指向性調整パネル５Ｂ，６Ｂを備えた仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図である。図１５における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。図１５における破線は、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。【００６７】
図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置においては、前述の扇形の指向性調整パネル５，６を備えた仮想同軸型スピーカ装置に比べて、実線（角度αが０度）及び破線（角度αが１５度）で示す周波数特性は平坦に近似した特性を示していたが、広い指向性という点では改善が少なく、デザイン的にも好ましいものではなかった。【００６８】
以上の結果より、図１に示した扇形の指向性調整パネル５，６を備えた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、図１２及び図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置に比べて、音質(周波数特性の暴れ)及び指向性の点で優れており、さらにはデザイン的にも優位性を持っているため、扇形の指向性調整パネル５，６が優れた効果を発揮していることが理解できる。なお、扇形の頂角の角度に関しては、実施の形態１においては９０度の扇形が最も優れた結果を示したが、各スピーカユニットの特性、各スピーカユニットの配置等の各種条件に応じて調整するものであり、扇形の頂角としては６０度〜１２０度の範囲が好ましいものである。【００６９】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、指向性調整パネル５，６をフロントバッフル板と一体化して形成することが可能であるため、金型費用を削減することができる効果を有する。【００７０】
図１に示した実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６をスピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型した例で説明したが、指向性調整パネルをフロントバッフル部１０とは別部材で形成して、スピーカボックス１に結合するよう構成してもよい。図１６は、指向性調整パネル５Ｃ，６Ｃをスピーカボックス１とは別部材で形成して、指向性調整パネル５Ｃ，６Ｃをスピーカボックス１のフロントバッフル部に取り付けた仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。このように構成した仮想同軸型スピーカ装置においても、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置と指向性に関して同様の効果を奏した。【００７１】
また、指向性調整パネルをスピーカボックス１に対して脱着可能に構成することにより、当該仮想同軸型スピーカ装置の特性に応じて形状、構成の異なる指向性調整パネルを装着することが可能となり、且つ聴者の好みに応じた調整も可能となる。
さらに、指向性調整パネルをスピーカボックス１に対して所望の位置に取り付けることができるように構成してもよい。即ち、聴者の好み、又は聴者の位置に応じて指向性調整パネルによりウーハを遮蔽する領域を変更することができるように、予めスピーカボックス１の所定の位置に指向性調整パネルの取付手段を設けておいてもよい。【００７２】
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６がスピーカボックス１と同じ樹脂材で形成した例を説明したが、指向性調整パネルとしては吸音効果の有る材料により形成してもよい。例えばガラス繊維、フェルト、木材等を用いて指向性調整パネルを形成してもよい。さらに、指向性調整パネルのスピーカユニットに対向する面には、凹凸を設けてスピーカユニットから放射された音波の一部を乱反射するよう構成してもよい。【００７３】
なお、実施の形態１においては、仮想同軸型スピーカ装置を縦置き（スピーカユニットが鉛直方向に配置）にすることを想定して説明したが、通常仮想同軸型スピーカ装置は横置き（スピーカユニットが水平方向に配置）とすることも可能であり、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を横置きとしたときには、水平方向に対して広い指向性を有するように改善することができる。【００７４】
本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、５．１ｃｈサラウンドシステム、７．１サラウンドシステム等の各種音響システムのスピーカユニットに適用することができ、優れた指向性を有するため、横置き、縦置きのどちらの配置でも対応することが可能である。このため、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、設置の自由度が大きくなり、各種音響機器に適用することができる。【００７５】
以上のように、実施の形態１のスピーカ装置は、指向性調整パネル５，６を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。【００７６】
(実施の形態２)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態としてフルレンジスピーカユニットを備えたスピーカ装置を例に挙げて実施の形態２として以下に詳細に説明する。図１７は本発明に係る実施の形態２のフルレンジスピーカユニット４０を備えたスピーカ装置を示す斜視図である。図１８は実施の形態２のスピーカ装置のフロントバッフル部近傍を示す断面図である。【００７７】
図１７に示すように、フルレンジスピーカユニット４０を設けたスピーカボックス１には指向性調整パネル５０，６０が設けられている。実施の形態２のスピーカ装置における指向性調整パネル５０，６０は、前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における指向性調整パネル５，６と同様の機能を有するものである。【００７８】
実施の形態２のスピーカ装置における指向性調整パネル５０，６０は、フルレンジスピーカユニット４０の振動板であるコーン紙の上下部分の一部を覆うように配置されている。図１７に示すように、上側の指向性調整パネル５０は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の上側半分の約１／２を覆うように、頂角９０度の扇形を有している。同様に、下側の指向性調整パネル６０は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の下側半分の約１／２を覆うように、頂角９０度の扇形を有している。扇形の指向性調整パネル５０，６０の各頂点は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の中心部分近傍に配置されている。【００７９】
前述したように、コーン型スピーカユニットにおいて、例えば１kHz程度の低音域の周波数までは振動板であるコーン紙の全体が往復運動して振動するが、その周波数が低音域を越えたあたりからコーン紙上では分割振動が発生する。このような分割振動が生じているスピーカユニットの音を当該スピーカユニットの放射軸から外れた位置で聴者が聴いた場合、特にコーン紙の外周部分に発生した複数の振動領域からの音が聴者に到達したとき、半波長だけずれた音は互いに打ち消しあって、その音の音圧レベルは大きく減衰する。このような現象が生じる周波数は、スピーカユニットの直径や聴者が聴く位置によって異なるが、特に中音域において現れた場合、中音域が不足した音となり、聴者は違和感を感ずるものとなる。【００８０】
上記の問題を解消させるために、実施の形態２のスピーカ装置では、図１７及び図１８に示すようにフルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の特定の領域を扇形の指向性調整パネル５０，６０により遮蔽して、聴者が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても所望の周波数特性となるように構成したものである。【００８１】
指向性調整パネル５０，６０におけるコーン紙に対向する面（内壁面５０ｆ，６０ｆ）が、少なくともフルレンジスピーカユニット４０の中心軸である放射軸Ｘ（図１８参照）に直交するか、若しくは中心軸側がエッジ側よりフルレンジスピーカユニット４０に近づくように配置されている。このように、指向性調整パネル５０，６０の内壁面５０ｆ，６０ｆが配置されているため、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙において指向性調整パネル５０，６０により覆われた領域では、その領域で発生した中音域の周波数の音波が指向性調整パネル５０，６０により遮蔽される。したがって、聴者８が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても、フルレンジスピーカユニット４０からの中音域の音が相殺されることが少なくなり、中音域の音の減衰が少ない音声を聞くことができる。なお、低音域の周波数の音は、指向性調整パネル５０，６０を回り込むため、音圧として大幅に減衰することはない。【００８２】
なお、実施の形態２のスピーカ装置において、指向性調整パネル５０，６０がコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の一部を遮蔽するように構成している。これは、通常、スピーカ装置は聴者８に向けて設置するものであり、聴者８の好みに応じてスピーカ装置の放射軸の左右方向の角度は調整されるものである。スピーカ装置の左右方向の調整は聴者８において容易に調整可能である。一方、スピーカ装置の上下方向は、聴者８が座る椅子等の高さ、聴者８の座高、スピーカスタンドの高さ等により異なっており、上下方向の調整は左右方向の調整に比べて容易に調整されるものではない。特に、上下方向の指向性の軸を合わせることは困難であるため、実施の形態２のスピーカ装置においては、指向性調整パネル５０，６０がコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の一部を遮蔽して広い指向性を示すように構成されている。【００８３】
以上のように、実施の形態２のスピーカ装置は、指向性調整パネル５０，６０を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。【００８４】
なお、実施の形態２のスピーカ装置においては、扇形の指向性調整パネル５０，６０を設けた例で説明したが、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、指向性調整パネルはフルレンジスピーカユニットの特性に応じて変形されるものである。例えば、前述の実施の形態１において説明したように、扇形の頂角を６０度〜１２０度の範囲内としてもよい。また、前述の図１２及び図１４に示したように半円形、短冊状等の各種形状に変形することも本発明に含まれる。さらに、実施の形態２のスピーカ装置においては、前述の図１６に示したように、指向性調整パネル５０，６０をスピーカボックスに脱着可能に構成してもよく、若しくはスピーカボックスと一体的に構成してもよい。【００８５】
(実施の形態３)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態としてウーハとツイータの２ウエイの同軸型スピーカユニットを備えたスピーカ装置を例に挙げて実施の形態３として以下に詳細に説明する。図１９は本発明に係る実施の形態３の同軸型スピーカユニット４１を設けたスピーカ装置を示す正面図である。【００８６】
図１９に示すように、実施の形態３のスピーカ装置のスピーカボックス１にはウーハ４１ａと、ウーハ４１ａの中心部分にあるセンターポールに配置したツイータ４１ｂを有する同軸型スピーカユニット４１が設けられている。同軸型スピーカユニット４１を設けたスピーカボックス１には、前述の実施の形態１，２と同様に、指向性調整パネル５１，６１が設けられている。実施の形態３のスピーカ装置における指向性調整パネル５１，６１は、前述の実施の形態１，２の指向性調整パネル５，６，５０，６０と同様の機能を有する。【００８７】
実施の形態３のスピーカ装置における指向性調整パネル５１，６１は、同軸型スピーカユニット４１のウーハ４１ａにおける振動板であるコーン紙の上下部分の一部を覆うように配置されている。図１９に示すように、上側の指向性調整パネル５１は、ウーハ４１ａのコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の上側半分の約１／２を覆うように、略扇形を有している。同様に、下側の指向性調整パネル６１は、ウーハ４１ａのコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の下側半分の約１／２を覆うように、略扇形を有している。但し、指向性調整パネル５１，６１の各頂点部分は、ツイータ４１ｂを覆わないように湾曲形状に切り取られている。即ち、上側の指向性調整パネル５１と下側の指向性調整パネル６１とは同じ形状である。【００８８】
上記のように構成された実施の形態３のスピーカ装置は、前述の実施の形態１及び実施の形態２のスピーカ装置と同様に、ウーハ４１ａのコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の特定領域を扇形の指向性調整パネル５１，６１により遮蔽して、聴者が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても、ウーハ４１ａからの中音域の音が相殺されることが少なくなり、中音域の音の減衰が少ない音声を聞くことができる。【００８９】
以上のように、実施の形態３のスピーカ装置は、指向性調整パネル５１，６１を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。【００９０】
なお、実施の形態３のスピーカ装置において、扇形の指向性調整パネル５１，６１の頂角部分がツイータ４１ｂの位置に対応するため湾曲状に切り取られた形状で示したが、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、指向性調整パネル５１，６１は同軸型スピーカユニットの特性に応じて変形されるものである。例えば、前述の実施の形態１において説明したように、扇形の頂角を６０度〜１２０度の範囲としてさらに小さい扇形に形成してもよい。また、前述の図１２及び図１４に示したように半円形、短冊状等の各種形状に変形することも本発明に含まれる。さらに、実施の形態３のスピーカ装置においては、前述の図１６に示したように、指向性調整パネル５１，６１をスピーカボックスに脱着可能に構成してもよく、若しくはスピーカボックスと一体的に構成してもよい。【００９１】
発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せや順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す高品質のスピーカ装置を提供するものであり、各種音響機器に適用することができ汎用性の高い装置である。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009078164.tif 000016
【図１４】
2009078164.tif 000017
【図１５】
2009078164.tif 000018
【図１６】
2009078164.tif 000019
【図１７】
2009078164.tif 000020
【図１８】
2009078164.tif 000021
【図１９】
2009078164.tif 000022
【図２０】
2009078164.tif 000023
【図２１】
2009078164.tif 000024
【図２２】
2009078164.tif 000025
【図２３】
2009078164.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月7日(2010.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音の指向性を調整するための指向性調整パネルを備えたスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の可聴域である約２０Hz〜２０ｋHzの音域を可能な限りカバーしようとして設計されたスピーカ装置としては、フルレンジスピーカユニットを設けたスピーカ装置がある。このフルレンジスピーカユニットは、中音域を中心として低音域と高音域の各音域を１つのスピーカユニットによりカバーするように構成されている。フルレンジスピーカユニットは、音源が１つであるため音像定位において優れており、低コストで製造できるというメリットを有する。
【０００３】
しかし、１つのスピーカユニットで全ての音域をカバーすることは困難であるため、複数のスピーカユニットを組み合わせて可能な限り広い音域をカバーするように構成されたスピーカ装置が各種提供されている。複数のスピーカユニットを組み合わせたスピーカ装置においては、各スピーカユニットの指向性、位相、放射軸（中心軸）などを一致させて音質、音像の定位、音像の明瞭性などを高める必要がある。このような条件を満たすスピーカ装置の１つとして、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置がある。
【０００４】
同軸型スピーカ装置としては、メインスピーカユニットのセンターポールにツイータを固定したコアキシャル型のスピーカ装置があり、各スピーカユニットの放射軸が同軸上に配置されている。このような同軸型スピーカ装置は、例えばカーオーディオとして用いられている。カーオーディオは車内における空間効率を高めるために、音質と共に小型であることが優先される。例えば、特開２００２−２０９２９３号公報に開示された同軸型スピーカ装置は、指向性を制御するためにツイータの前方に斜めの反射板を設けて、放射軸が聴者の方向に向くように構成されている。このように、カーオーディオにおいては、狭い室内でスピーカ装置に対する聴者の位置が特定されるため、反射板を設けて放射軸を聴者の方向に向けており、特に高音域の音波の指向性を制御している。
【０００５】
仮想同軸型スピーカ装置とは、例えば、１つの高音域スピーカユニット（ツイータ）を２つの中低音域スピーカユニット（ウーハ）により挟むように配置して、ツイータの放射軸上に２つのウーハの合成音の仮想放射軸を配置するよう構成したものである。このように構成することにより、２つのウーハで構成される仮想ウーハの直径を大きく設定することが可能となり、小さい直径のウーハを２つ設けることにより、大きな直径のウーハと同程度の音像定位特性を持つことが可能となる。本明細書においては、高音域とは約８ｋHz以上の周波数帯域を指し、中音域とは１ｋHz〜８ｋHzの範囲を周波数帯域を指し、低音域とは１ｋHz以下の周波数帯域を指すものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０９２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フルレンジスピーカユニットはコーン型スピーカであるため、スピーカユニットの指向性は振動板の有効振動半径により支配されており、指向性が劣化する実用的な限界周波数は有効振動半径により決定される。また、スピーカユニットの基準軸である放射軸より外れた角度での周波数特性である指向性感度特性は、放射軸から外れるほど、指向性が悪くなり、特に高音域の周波数ほど減衰が大きくなる。
【０００８】
コーン型スピーカユニットにおいて、低い周波数、例えば１kHz程度の周波数までは振動板であるコーン紙の全体が往復運動して振動するが、その低い周波数を越えたあたりからコーン紙上で分割振動が発生する。即ち、コーン紙上の全面において、複数の振動領域が発生する。このような分割振動が生じているスピーカユニットの音を当該スピーカユニットの中心軸である放射軸から外れた位置で聴者が聴く場合、聴者はコーン紙の外周部分において離れた位置で発生した複数の振動領域からの音も聴くことになる。このとき、コーン紙の外周部分において発生した複数の振動領域からの音において、半波長だけずれた音が聴者に到達した場合、それらの音は互いに打ち消しあって、その音圧レベルが大きく減衰する。このため、スピーカユニットの放射軸から外れた位置で聴いている聴者は、当該スピーカユニットの放射軸上で聴く聴者とは異なる音を聴くことになる。このような現象が生じる周波数は、スピーカユニットの直径や聴者が聴く位置によって異なるが、特に中音域において、このような現象が現れた場合には、中音域が不足した音となり、聴者は違和感を感ずる。
【０００９】
上記のように、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置においては、複数のスピーカユニットにより構成されているため、各スピーカユニットが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数において滑らかに繋がっている必要がある。特に、仮想同軸型スピーカ装置の仮想放射軸からずれた位置で聴者が聴いた場合においても各スピーカユニットが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数において滑らかに繋がっている方が好ましい。例えば、中高音域スピーカ（ツイータ）が担当する音域は約４ｋHz以上であり、中低音域スピーカ（ウーハ）が担当する音域は約４ｋHz以下である仮想同軸型スピーカ装置の場合、中高音域スピーカと中低音域スピーカが担当する音域が交差するクロスオーバー周波数は約４ｋHzである。
【００１０】
前述のように、コーン型スピーカユニットにおいては、中音域で分割振動が発生して、中音域の音圧レベルが急激に減衰する現象が生じる。前述のように構成された仮想同軸型スピーカ装置においては、中高音域（４kHz以上）をツイータが担当し、コーン型スピーカユニットであるウーハが中低音域（４kHz以下）を担当しているため問題が生じる。即ち、ツイータを２つのウーハにより挟むように配置して構成された仮想同軸型スピーカ装置においては、ツイータが担当していない中音域（例えば、１〜４ｋHz）の音圧レベルにおいて減衰が生じるという問題がある。
【００１１】
したがって、このような問題を解決するために、同軸型スピーカ装置や仮想同軸型スピーカ装置においては、コーン型スピーカであるウーハが低音域を担当するように構成し、中高音域をドーム型スピーカであるツイータが担当するよう構成することが考えられる。しかし、ツイータが中高音域を担当するようにスピーカ装置を構成した場合、スピーカ装置としての品質は高くなるが製造コストも高くなるため、このようなスピーカ装置を、製造コストが低く、低価格で販売される一般的な音響機器に組み込むことはできなかった。
【００１２】
以下、従来の音響機器に組み込まれている仮想同軸型スピーカ装置の構成における問題点について説明する。
仮想同軸型スピーカ装置は、複数のスピーカユニットの放射軸を同軸上に配置した同軸スピーカ装置と同じように、音像が点音源に近いため、音像定位に優位性がある。このように、仮想同軸型スピーカ装置は、複数の小口径ウーハを用いて、大口径のウーハと同程度の音像定位特性を発揮することができるとともに、大口径のウーハを用いた同軸型スピーカよりもキャビネットの幅寸法を大幅に小さくすることができるというメリットがある。
【００１３】
図２０は従来の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。図２１は従来の仮想同軸型スピーカ装置と聴者との位置関係を示す図である。図２１においては、従来の仮想同軸型スピーカ装置を側面断面図で示している。
【００１４】
図２０に示す仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータ１０４の両側にウーハ１０２，１０３が縦方向に一列に配置されている。ウーハ１０２，１０３は、中低音域の音声信号を再生するスピーカユニットである。ツイータ１０４は、高音域の音声信号を再生するスピーカユニットである。スピーカボックス１０１は、ウーハ１０２，１０３、及びツイータ１０４を備えたキャビネットである。
【００１５】
図２１に示す放射軸Ｘは、ツイータ１０４の中心を貫く中心軸である。ウーハ１０２，１０３は特性の同じスピーカユニットである。両方のウーハ１０２，１０３に対して同じ音声信号を同時に入力したとき、両方のウーハ１０２，１０３では同じ音声が発生し、それらの合成音の仮想放射軸はツイータ１０４の放射軸Ｘと同じ位置となる。したがって、ツイータ１０４の中心を貫く放射軸Ｘの軸上に聴者８の耳があれば、２つのウーハ１０２，１０３から聴者８へ届く音には距離の差が無く、２つのウーハ１０２，１０３からの音はすべて同位相で聴者８の耳に到達する。
【００１６】
しかしながら、従来の仮想同軸型スピーカ装置では、スピーカボックス１０１の長手方向（図２２における上下方向）において、ツイータ１０４を挟んで通常は２個のウーハ１０２，１０３が配置されているため、２つのウーハ１０２，１０３が並設された長手方向における実効直径が大きくなる。この結果、従来の仮想同軸型スピーカ装置では、その長手方向における中高音城の指向性が悪くなるという問題がある。その理由について以下に説明する。図２２に示すように、聴者８が放射軸Ｘから外れた位置で音を聴いた場合、上側ウーハ１０２における振動板の上部から聴者８までの距離と、下側ウーハ１０３における振動板の下部から聴者８までの距離との間で距離差Ｌが生じている。
【００１７】
図２３は、仮想同軸型スピーカ装置の２つのウーハ１０２，１０３から放射された音波のイメージ図であり、それぞれの音波が半波長ずれている場合を示している。図２３において、破線は一方のウーハ１０２から放射された音波のイメージ波形であり、実線は他方のウーハ１０３から放射された音波のイメージ波形である。音波は、本来は縦波であるが、理解を容易にするために、図２３においては横波で描いている。例えば、上側ウーハ１０２の振動板の上部から聴者８までの距離と、下側ウーハ１０３の振動板の下部から聴者８までの距離との間の距離差Ｌが、図２３に示すように、半波長に相当する周波数であった場合、両音波は相殺されてしまい、その周波数に関して聴者８には減衰した音が届くことになる。このように、各ウーハ１０２，１０３から聴者８までの距離差Ｌが大きければ大きいほど、相殺される音波の半波長が長くなり、周波数は低くなる。このため、距離差Ｌが大きければ、中音域から減衰が発生し、この中音域帯域周辺の周波数特性が悪くなり、この位置における指向性も悪くなる。
【００１８】
上記のような問題を解決する１つの方法としては、仮想同軸型スピーカ装置に１kHz以上再生可能な広い周波数帯域を有するツイータを用いたものがある。しかし、前述のように、このような広い周波数帯域を有するツイータを用いた場合、スピーカ装置としての価格が高額になり、低価格で販売される音響機器に用いることはできなかった。
【００１９】
したがって、仮想同軸型スピーカ装置は勿論、同軸型スピーカ装置においても高価なツイータを用いることなく中音域においても優れた周波数特性を持ち、放射軸から外れた位置においても高品質の音を聞くことができる広い指向性を示すスピーカ装置が望まれていた。
【００２０】
本発明は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有する高品質のスピーカ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】
【００２１】
本発明に係る第１の観点のスピーカ装置は、
音源となる振動板を有するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットが取り付けられたキャビネットと、
前記スピーカユニットの振動板の振動領域における一部分を覆うように、前記スピーカユニットの振動板の外周のエッジ部から所定距離を有して配置された指向性調整パネルと、を備えたスピーカ装置であって、
前記指向性調整パネルは、前記振動板から受けた音波を前記振動板の方向に反射するよう構成されている。このように構成された第１の観点のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す音響機器を提供することができる。
【００２２】
本発明に係る第２の観点のスピーカ装置は、第１の観点の前記振動板の外周のエッジ部が構成する面に平行な反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する。このように構成された第２の観点のスピーカ装置は、優れた周波数特性を持ち、広い指向性を有している。
【００２３】
本発明に係る第３の観点のスピーカ装置において、第１の観点の前記指向性調整パネルは、前記振動板の中心側に対向する位置がエッジ部側に対向する位置より前記振動板の近くに配置された反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する。このように構成された第３の観点のスピーカ装置は、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。
【００２４】
本発明に係る第４の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が小さく形成された扇形でもよい。
【００２５】
本発明に係る第５の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が頂点となる扇形であり、前記扇形の頂角が６０度〜１２０度の範囲内であることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る第６の観点のスピーカ装置において、第２及び第３の観点の前記遮蔽部が、前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置されている。このように構成された第６の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示す。
【００２７】
本発明に係る第７の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットが１つのツイータを２つのウーハで挟んで構成された仮想同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記２つのウーハに設けられている。このように構成された第７の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示しており、広い指向性を有する仮想同軸形スピーカ装置である。
【００２８】
本発明に係る第８の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットがツイータとウーハが同軸上に配置された同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記ウーハに設けられている。このように構成された第８の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示しており、広い指向性を有する同軸形スピーカ装置となる。
【００２９】
本発明に係る第９の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記スピーカユニットがフルレンジスピーカユニットであるスピーカ装置であり、前記遮蔽部が前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置されている。このように構成された第９の観点のスピーカ装置は、放射軸上から外れた位置で聴いた場合においても、特定の音域が減衰することなく、優れた周波数特性を示し、広い指向性を有する音響機器となる。
【００３０】
本発明に係る第１０の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットと一体的に成型してもよい。
【００３１】
本発明に係る第１１の観点のスピーカ装置は、第２及び第３の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットに対して脱着可能に構成してもよい。
【００３２】
本発明に係る第１２の観点のスピーカ装置は、
２つのウーハをキャビネットのバッフル板に設置した仮想同軸型スピーカ装置であって、
前記２つのウーハのそれぞれの一部を覆うように指向性調整パネルが設けられ、
前記指向性調整パネルは、前記２つのウーハの振動板における仮想放射軸から離れた両側のエッジ部分に対向してそれぞれ形成され、前記ウーハの一部を覆うようにエッジ部分から中心部分に向かって遮蔽領域が小さくなるよう構成されている。このように構成された第１２の観点のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。
【００３３】
本発明に係る第１３の観点のスピーカ装置は、第１２の観点の前記指向性調整パネルを前記キャビネットと一体的に形成してもよい。
【００３４】
本発明に係る第１４の観点のスピーカ装置は、第１２の観点及び第１３の観点の前記指向性調整パネルを前記ウーハの振動板のエッジ部から所定距離を有して配置している。このように構成された第１３の観点のスピーカ装置は、振動板の振動領域から音波の特定領域を減衰させて、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す。
【００３５】
発明の新規な特徴は添付の請求の範囲に特に記載したものに他ならないが、構成及び内容の双方に関して本発明は、他の目的や特徴と合わせて図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、より良く理解され評価されるであろう。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のスピーカ装置は、簡単な構成の指向性調整パネルを設けて、振動板の振動領域の一部を覆うように構成して、広い指向性を有して優れた周波数特性を示すことができるため、品質の高いスピーカ装置を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図２】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係を示した説明図
【図３】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置におけるフロントバッフル部を示す断面図
【図４】従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図５】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図６】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離０ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図７】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離２．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図８】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離８．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図９】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルがフロントバッフル部から距離１１．５ｍｍに設けられた場合の周波数特性を示す図
【図１０Ａ】従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルが無い場合のウーハのみの周波数特性を示す図
【図１０Ｂ】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを設けた場合のウーハのみの周波数特性を示す図
【図１１】実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを設けた場合のツイータのみの周波数特性を示す図
【図１２】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを半円形状とした場合の斜視図
【図１３】図１２に示した仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図１４】本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネルを短冊形状とした場合の斜視図
【図１５】図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図
【図１６】本発明に係るスピーカ装置において、指向性調整パネルをスピーカボックスとは別体で構成した仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図１７】本発明に係る実施の形態２のフルレンジスピーカを有するスピーカ装置を示す斜視図
【図１８】実施の形態２のスピーカ装置におけるフロントバッフル部を示す断面図
【図１９】本発明に係る実施の形態３の同軸型スピーカ装置を示す正面図
【図２０】従来の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図
【図２１】従来の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係を示した図
【図２２】従来の仮想同軸型スピーカ装置及び聴者との関係において、聴者が中心軸上から離れた位置にいる場合の説明図
【図２３】従来の仮想同軸型スピーカ装置において、ウーハからの音波が半波長ずれている場合を示すイメージ図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３９】
(実施の形態１)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態として仮想同軸型スピーカ装置を例に挙げて実施の形態１として以下に詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。図２は実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置と聴者との位置関係を示す図である。図２においては、仮想同軸型スピーカ装置は側面断面図で示している。
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、直方体のキャビネットであるスピーカボックス１には１つのツイータ４が２つのウーハ２，３に挟まれて１列に配設されている。スピーカボックス１は、厚さ３ｍｍ、幅１００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、奥行き１２１ｍｍのバスレフ型スピーカボックスである。ウーハ２，３は中低音域の音声信号を再生するスピーカユニットであり、直径６５ｍｍで構成されるコーン型スピーカユニットである。２つのウーハ２，３の中心間の距離は１３５ｍｍである。ツイータ４は中高音域の音声信号を再生するスピーカユニットであり、直径１９ｍｍで構成されるドーム型ツイータである。
【００４１】
図１に示すように、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置には、ウーハ２，３の振動板であるコーン紙の一部を覆うように指向性調整パネル５，６がそれぞれ設けられている。指向性調整パネル５，６はウーハ２，３のコーン紙における約１／４を覆うように構成されており、スピーカボックス１の長手方向に１列に設けられた２つのウーハ２，３における対向する最も離れたエッジ部から各ウーハ２，３の中心部分に向かって設けられている。即ち、図１に示すように、上側ウーハ２の指向性調整パネル５は、上側ウーハ２の上側エッジ部からその中心部分の一部を覆うように、扇型に形成されている。また、下側ウーハ３の指向性調整パネル６は、下側ウーハ２の下側エッジ部からその中心部分の一部を覆うように、扇型に形成されている。指向性調整パネル５，６は、厚さ２ｍｍ、頂角９０度の扇形の板であって、その頂点は各ウーハ２，３の中心軸上にある。即ち、上側の指向性調整パネル５と下側の指向性調整パネル６とは同じ形状である。
なお、ここで、スピーカユニットのエッジ部とは、振動板であるコーン紙の周囲を支える支持部材が設けられている位置のことであり、コーン紙の外周部分のことである。
【００４２】
図２において、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の放射軸Ｘは、ツイータ４の中心を貫く中心軸である。この放射軸Ｘが２つのウーハ２，３の仮想放射軸となる。また、図２に示す２つのウーハ２，３間の距離差Ｌは、聴者８が放射軸Ｘから外れた位置で音を聴いた場合、上側ウーハ２における指向性調整パネル５により遮蔽されていない振動板の領域から聴者８までの距離と、下側ウーハ３における指向性調整パネル６により遮蔽されていない振動板の領域から聴者８までの距離との間の距離差である。
【００４３】
図３は本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における長手方向と平行な中心線で切断したスピーカボックス１のフロントバッフル部１０を示す断面図である。図３に示すように、仮想同軸型スピーカ装置の前面を構成するフロントバッフル部１０には、ツイータ４の上下両側にウーハ２，３が固定されている。また、フロントバッフル部１０の上下部分の外面には指向性調整パネル５，６が突設されている。指向性調整パネル５，６は、スピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型されており、形成容易な樹脂材により構成されている。
【００４４】
図３の断面図に示すように、指向性調整パネル５，６は長手方向（図３においては上下方向）に沿った断面がＬ字状であり、フロントバッフル部１０に固定された支持部５ａ，６ａと、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆う遮蔽部５ｂ，６ｂと、を有している。指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂは、ウーハ２，３のエッジ部が構成する平面に平行に配置されている。前述のように、実施の形態１における指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂは、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆っており、遮蔽部５ｂ，６ｂの内側面からウーハ２，３のエッジ部の前面（フロントバッフル部１０の内側壁面）までの距離Ｍ（図３参照）は、５．５ｍｍに設定されている。
【００４５】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、遮蔽部５ｂ，６ｂの内側面からウーハ２，３のエッジ部の前面までの距離Ｍを５．５ｍｍに設定したが、後述するように、距離Ｍはスピーカ装置の特性に応じて適宜設定されるものである。
【００４６】
また、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６におけるウーハ２，３のコーン紙に対向する面（図３に示す内壁面５ｆ，６ｆ）は、ウーハ２，３の中心軸に直交する平面に形成した例で説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、上側の指向性調整パネル５の内壁面５ｆ（反射面）は、中心軸側の面がエッジ側の面より上側ウーハ２に近づくように斜めに配置してもよい。同様に、下側の指向性調整パネル６の内壁面６ｆは、中心軸側の面がエッジ側の面より下側ウーハ３に近づくように斜めに配置してもよい。このように、指向性調整パネル５，６の内壁面５ｆ，６ｆ（反射面）が放射軸に直交するか、若しくはそれぞれの支持部５ａ，６ａ側の方向に向くように多少斜めに配置されているため、ウーハ２，３の各コーン紙において指向性調整パネル５，６により覆われた領域では、その領域で発生した中高音域の特定領域の周波数の音波が指向性調整パネル５，６により確実に遮蔽される。
【００４７】
以上のように構成された実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における動作について以下に説明する。
発明者らは、前述の図２０に示した従来の構成の仮想同軸型スピーカ装置を用いて周波数特性に関する実験を行った。なお、この実験において用いたウーハ、ツイータ及びスピーカボックスは前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置におけるウーハ２，３、ツイータ４及びスピーカボックス１と同じ仕様のものであり、指向性調整パネル５，６が設けられていないものである。
【００４８】
図４は、従来の構成を有する仮想同軸型スピーカ装置における周波数特性を示す特性図である。図４における実線は、前述の図２１に示したように、ツイータ１０４の中心軸である放射軸Ｘ上において、ツイータ１０４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。即ち、実線は測定点とツイータ１０４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度（図２２における角度α）が０度の場合である。図４における破線は、前述の図２２に示したように、測定点とツイータ１０４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度が１５度（角度αが１５度）であって、ツイータ１０４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。
【００４９】
図４から明らかなように、実線と破線の特性曲線の差が顕著である帯域は約２kHz〜９kHzの範囲であり、この帯域において放射軸から外れた位置における指向性が悪化している。
【００５０】
従来の構成を有する仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータの放射軸Ｘから外れた位置における指向性を改善するには、２つのウーハ間の距離差Ｌ（図２２参照）を短くする必要がある。この距離差Ｌを短くすることにより、各ウーハからの音波同士が相殺する波長を短くすることができ、即ち周波数を高くすることができる。もし、ウーハからの音波同士が相殺する周波数を、ウーハからの音域とツイータからの音域が重複（交差）するクロスオーバー周波数(例えば、前述の仮想同軸型スピーカ装置では４kHz)以上まで高めることが可能であれば、そのクロスオーバー周波数領域まではウーハが担当し、それ以上の周波数領域はツイータが担当することが可能となる。このようなことが可能であれば、ウーハからの音波において相殺により減衰する帯域が低減され、仮想同軸型スピーカ装置が広い指向性を有して優れた周波数特性を示すこととなる。
【００５１】
そこで、本発明においては指向性調整パネルをスピーカ装置に設けてウーハからの音波、特に中音域の音波同士が聴者の位置、特に放射軸から外れた位置において相殺され難いように構成している。
【００５２】
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、ウーハ２，３の振動板であるコーン紙の一部分であり、ツイータ４より遠い部分において発生する音波が直接聴者に向かわないように、指向性調整パネル５，６を設けている。このように指向性調整パネル５，６を設けることにより、指向性調整パネル５，６により妨げられた音波のうち直進性の強い中高音域成分の音波は、指向性調整パネル５，６にぶつかった後、拡散、反射、吸収により減衰していく。一方、直進性が弱く、音全体の音エネルギーを司る低音域の音波に関しては、指向性調整パネル５，６を回り込みながら放射されていき、聴者に届いている。このため、聴者が感じる音エネルギーとしては大きく下がることはない。
【００５３】
発明者らは、図４の特性曲線を示した従来の仮想同軸型スピーカ装置と同じ仕様のものに指向性調整パネル５，６を設け、これを実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置として周波数特性に関する実験を行った。
図５は、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における周波数特性を示す特性図である。図５における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。即ち、実線は測定点とツイータ４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度（図２における角度α）が０度の場合である。図５における破線は、図２に示したように、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離だけ離れた位置での測定結果である。
【００５４】
図５から明らかなように、実線（角度αが０度）と破線（角度αが１５度）の特性曲線の差はほとんど無く、従来の仮想同軸型スピーカ装置において問題となっていた約２kHz〜９kHzの帯域において、放射軸Ｘから外れた位置における指向性の悪化が大幅に改善されている。
【００５５】
図２に示したように、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置のウーハ２，３間の距離差Ｌは、図２２に示した従来の仮想同軸型スピーカ装置に比べ小さくなる。このため、図２３に示したような、各ウーハからの音波において相殺する周波数が高くなり、ツイータ４が受け持つ周波数帯域まで引き上げられる。図５の特性曲線に示すように、指向性調整パネル５，６を備えた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、特に中高音域(２kHz〜５kHz)の指向性が改善されている。
【００５６】
本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６が、キャビネットであるスピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型されており、ウーハ２，３の前面の一部を遮蔽するよう設けられている。実施の形態１における指向性調整パネル５，６は、フロントバッフル部１０の内壁面（ウーハ２，３のエッジ部）から５．５ｍｍの位置に配置されており、指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂはウーハ２，３のエッジ部が構成する面と平行に設けられている。即ち、遮蔽部５ｂ，６ｂはフロントバッフル部１０の前面と平行に設置されている。なお、指向性調整パネル５，６の遮蔽部５ｂ，６ｂとフロントバッフル部１０の内壁面（ウーハ２，３のエッジ部）との間の距離Ｍ（図３参照）は、音質、指向性、デザインのバランス等を考慮して決定される。
【００５７】
図６〜図９は、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置において、指向性調整パネル５，６をフロントバッフル部１０の内壁面からの距離Ｍを、０ｍｍ、２．５ｍｍ、８．５ｍｍ、１１．５ｍｍとした場合の周波数特性を示している。
【００５８】
図６〜図９において、実線はツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果であり、破線はツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４の中心から２ｍの距離における位置での測定結果である。
【００５９】
図６〜図９の特性曲線から明らかなように、仮想同軸型スピーカ装置に指向性調整パネル５，６を設けることにより、距離Ｍにかかわらずいずれの場合であっても指向性、特に放射軸Ｘから外れた位置における中音域の指向性が改善されている。しかし、我々の実験においては、図５の特性曲線を示した距離Ｍが５．５ｍｍの場合が、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置としての周波数特性が好ましいものであり、音質及び指向性においてバランスが良かった。さらに、距離Ｍが５．５ｍｍの場合は、指向性調整パネル５，６がスピーカネットに接触することが無くデザイン性にも優れていた。
【００６０】
また、発明者らは、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置の構成において指向性調整パネルを設けない場合と設けた場合について実験を行った。
図１０Ａは指向性調整パネルを設けないスピーカ装置の周波数特性図である。図１０Ｂは指向性調整パネルを設けたスピーカ装置の周波数特性図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す周波数特性図は、仮想同軸型スピーカ装置におけるウーハだけを起動させ、ツイータを起動させていない場合の測定結果である。図１１は指向性調整パネルを設けた仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータのみを起動したときの周波数特性図である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１に示す周波数特性図において、実線は測定点とツイータ４の中心とを結んだ線が放射軸Ｘとなす角度αが０度の場合、即ち測定点が放射上の場合であり、破線は測定点が放射軸Ｘと交差する鉛直線上（上側）にあり、前記の角度αが１５度の場合である。測定点はツイータ４の中心から２ｍの距離である。また、これらの測定において用いたウーハ２，３、ツイータ４及びスピーカボックス１等の仕様は、前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置で説明した仕様と同じである。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂに示した周波数特性曲線の測定においてはハイカットフィルタを用いており、図１１に示した周波数特性曲線の測定においてはハイパスフィルタを用いている。
【００６１】
図１０Ａと図１０Ｂに示した周波数特性曲線を比較すると、角度αが１５度の位置で測定した場合（破線で示す周波数特性曲線）においては、図１０Ａに示す指向性調整パネル５，６が設けられていないスピーカ装置においては、約１．５kHzの周波数あたりから減衰が始まっており、２ｋＨｚの周波数からは大幅に減衰している。一方、指向性調整パネル５，６を設けたスピーカ装置においては、約３kHzの周波数あたりから減衰が始まって、４ｋＨｚの周波数からは大幅に減衰している。
【００６２】
以上の結果から明らかなように、ウーハ２，３に指向性調整パネル５，６を設けることにより、特定の周波数（例えば、１．５kHz〜４kHz）の帯域における減衰が改善されている。なお、図１０Ｂに示した周波数特性において、４kHzを越える周波数において、大幅な減衰が見られるが、この周波数帯域はツイータ４が受け持つ周波数帯域（４kHz以上）であるため大きな問題とはならない。
図１１はツイータのみを起動したときの仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性図である。図１１に示すように、この仮想同軸型スピーカ装置において、ツイータ４のみを起動したとき、実質的に２kHz以上の周波数帯域において所望の音圧レベルに達している。したがって、指向性調整パネル５，６を設けた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、ツイータ４及びウーハ２，３のそれぞれが受け持つ周波数帯域において、優れた指向性を示し、特に放射軸Ｘから外れた位置においても特定の周波数帯域における大幅な減衰がなく、指向性の改善が図られていることが理解できる。
【００６３】
以上のように、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置によれば、指向性調整パネル５，６を設けることにより、低コストで、且つ広い指向性を有する高品質のスピーカ装置を提供することができる。
【００６４】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６の形状は図１に示したように扇形としているが、その形状は半円形状でも、短冊形状でも、頂点が丸みを帯びた三角形状でも、ウーハ２，３のコーン紙の一部を覆う形状であれば、どのような形状でもある程度の優れた効果を奏する。
【００６５】
図１２は、指向性調整パネル５Ａ，６Ａの形状をウーハ２，３の半分が隠れる半円形状とした仮想同軸型スピーカ装置の斜視図である。図１３は、図１２に示した半円形状の指向性調整パネル５Ａ，６Ａを備えた仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図である。図１３における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。図１３における破線は、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。
【００６６】
図１２に示した仮想同軸型スピーカ装置においては、前述の扇形の指向性調整パネル５，６を備えた仮想同軸型スピーカ装置に比べて、指向性に関して殆ど差はなく良好であったが、周波数特性に関しては実線（角度αが０度）と破線（角度αが１５度）で示す特性曲線において多少暴れが見られた。
【００６７】
図１４は、指向性調整パネル５Ｂ，６Ｂの形状を２ｃｍ幅の短冊形状とした仮想同軸型スピーカ装置の斜視図である。図１５は、図１４に示した短冊形状の指向性調整パネル５Ｂ，６Ｂを備えた仮想同軸型スピーカ装置の周波数特性を示す図である。図１５における実線は、ツイータ４の振動板の中心軸である放射軸Ｘ上（角度αが０度）において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。図１５における破線は、ツイータ４の振動板の中点を中心として放射軸Ｘから１５度の角度（角度αが１５度）の位置において、ツイータ４から２ｍの距離における位置での測定結果である。
【００６８】
図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置においては、前述の扇形の指向性調整パネル５，６を備えた仮想同軸型スピーカ装置に比べて、実線（角度αが０度）及び破線（角度αが１５度）で示す周波数特性は平坦に近似した特性を示していたが、広い指向性という点では改善が少なく、デザイン的にも好ましいものではなかった。
【００６９】
以上の結果より、図１に示した扇形の指向性調整パネル５，６を備えた実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、図１２及び図１４に示した仮想同軸型スピーカ装置に比べて、音質(周波数特性の暴れ)及び指向性の点で優れており、さらにはデザイン的にも優位性を持っているため、扇形の指向性調整パネル５，６が優れた効果を発揮していることが理解できる。なお、扇形の頂角の角度に関しては、実施の形態１においては９０度の扇形が最も優れた結果を示したが、各スピーカユニットの特性、各スピーカユニットの配置等の各種条件に応じて調整するものであり、扇形の頂角としては６０度〜１２０度の範囲が好ましいものである。
【００７０】
なお、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、指向性調整パネル５，６をフロントバッフル板と一体化して形成することが可能であるため、金型費用を削減することができる効果を有する。
【００７１】
図１に示した実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６をスピーカボックス１のフロントバッフル部１０と一体成型した例で説明したが、指向性調整パネルをフロントバッフル部１０とは別部材で形成して、スピーカボックス１に結合するよう構成してもよい。図１６は、指向性調整パネル５Ｃ，６Ｃをスピーカボックス１とは別部材で形成して、指向性調整パネル５Ｃ，６Ｃをスピーカボックス１のフロントバッフル部に取り付けた仮想同軸型スピーカ装置を示す斜視図である。このように構成した仮想同軸型スピーカ装置においても、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置と指向性に関して同様の効果を奏した。
【００７２】
また、指向性調整パネルをスピーカボックス１に対して脱着可能に構成することにより、当該仮想同軸型スピーカ装置の特性に応じて形状、構成の異なる指向性調整パネルを装着することが可能となり、且つ聴者の好みに応じた調整も可能となる。
さらに、指向性調整パネルをスピーカボックス１に対して所望の位置に取り付けることができるように構成してもよい。即ち、聴者の好み、又は聴者の位置に応じて指向性調整パネルによりウーハを遮蔽する領域を変更することができるように、予めスピーカボックス１の所定の位置に指向性調整パネルの取付手段を設けておいてもよい。
【００７３】
実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置においては、指向性調整パネル５，６がスピーカボックス１と同じ樹脂材で形成した例を説明したが、指向性調整パネルとしては吸音効果の有る材料により形成してもよい。例えばガラス繊維、フェルト、木材等を用いて指向性調整パネルを形成してもよい。さらに、指向性調整パネルのスピーカユニットに対向する面には、凹凸を設けてスピーカユニットから放射された音波の一部を乱反射するよう構成してもよい。
【００７４】
なお、実施の形態１においては、仮想同軸型スピーカ装置を縦置き（スピーカユニットが鉛直方向に配置）にすることを想定して説明したが、通常仮想同軸型スピーカ装置は横置き（スピーカユニットが水平方向に配置）とすることも可能であり、実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置を横置きとしたときには、水平方向に対して広い指向性を有するように改善することができる。
【００７５】
本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、５．１ｃｈサラウンドシステム、７．１サラウンドシステム等の各種音響システムのスピーカユニットに適用することができ、優れた指向性を有するため、横置き、縦置きのどちらの配置でも対応することが可能である。このため、本発明に係る実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置は、設置の自由度が大きくなり、各種音響機器に適用することができる。
【００７６】
以上のように、実施の形態１のスピーカ装置は、指向性調整パネル５，６を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。
【００７７】
(実施の形態２)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態としてフルレンジスピーカユニットを備えたスピーカ装置を例に挙げて実施の形態２として以下に詳細に説明する。図１７は本発明に係る実施の形態２のフルレンジスピーカユニット４０を備えたスピーカ装置を示す斜視図である。図１８は実施の形態２のスピーカ装置のフロントバッフル部近傍を示す断面図である。
【００７８】
図１７に示すように、フルレンジスピーカユニット４０を設けたスピーカボックス１には指向性調整パネル５０，６０が設けられている。実施の形態２のスピーカ装置における指向性調整パネル５０，６０は、前述の実施の形態１の仮想同軸型スピーカ装置における指向性調整パネル５，６と同様の機能を有するものである。
【００７９】
実施の形態２のスピーカ装置における指向性調整パネル５０，６０は、フルレンジスピーカユニット４０の振動板であるコーン紙の上下部分の一部を覆うように配置されている。図１７に示すように、上側の指向性調整パネル５０は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の上側半分の約１／２を覆うように、頂角９０度の扇形を有している。同様に、下側の指向性調整パネル６０は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の下側半分の約１／２を覆うように、頂角９０度の扇形を有している。扇形の指向性調整パネル５０，６０の各頂点は、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の中心部分近傍に配置されている。
【００８０】
前述したように、コーン型スピーカユニットにおいて、例えば１kHz程度の低音域の周波数までは振動板であるコーン紙の全体が往復運動して振動するが、その周波数が低音域を越えたあたりからコーン紙上では分割振動が発生する。このような分割振動が生じているスピーカユニットの音を当該スピーカユニットの放射軸から外れた位置で聴者が聴いた場合、特にコーン紙の外周部分に発生した複数の振動領域からの音が聴者に到達したとき、半波長だけずれた音は互いに打ち消しあって、その音の音圧レベルは大きく減衰する。このような現象が生じる周波数は、スピーカユニットの直径や聴者が聴く位置によって異なるが、特に中音域において現れた場合、中音域が不足した音となり、聴者は違和感を感ずるものとなる。
【００８１】
上記の問題を解消させるために、実施の形態２のスピーカ装置では、図１７及び図１８に示すようにフルレンジスピーカユニット４０のコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の特定の領域を扇形の指向性調整パネル５０，６０により遮蔽して、聴者が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても所望の周波数特性となるように構成したものである。
【００８２】
指向性調整パネル５０，６０におけるコーン紙に対向する面（内壁面５０ｆ，６０ｆ）が、少なくともフルレンジスピーカユニット４０の中心軸である放射軸Ｘ（図１８参照）に直交するか、若しくは中心軸側がエッジ側よりフルレンジスピーカユニット４０に近づくように配置されている。このように、指向性調整パネル５０，６０の内壁面５０ｆ，６０ｆが配置されているため、フルレンジスピーカユニット４０のコーン紙において指向性調整パネル５０，６０により覆われた領域では、その領域で発生した中音域の周波数の音波が指向性調整パネル５０，６０により遮蔽される。したがって、聴者８が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても、フルレンジスピーカユニット４０からの中音域の音が相殺されることが少なくなり、中音域の音の減衰が少ない音声を聞くことができる。なお、低音域の周波数の音は、指向性調整パネル５０，６０を回り込むため、音圧として大幅に減衰することはない。
【００８３】
なお、実施の形態２のスピーカ装置において、指向性調整パネル５０，６０がコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の一部を遮蔽するように構成している。これは、通常、スピーカ装置は聴者８に向けて設置するものであり、聴者８の好みに応じてスピーカ装置の放射軸の左右方向の角度は調整されるものである。スピーカ装置の左右方向の調整は聴者８において容易に調整可能である。一方、スピーカ装置の上下方向は、聴者８が座る椅子等の高さ、聴者８の座高、スピーカスタンドの高さ等により異なっており、上下方向の調整は左右方向の調整に比べて容易に調整されるものではない。特に、上下方向の指向性の軸を合わせることは困難であるため、実施の形態２のスピーカ装置においては、指向性調整パネル５０，６０がコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の一部を遮蔽して広い指向性を示すように構成されている。
【００８４】
以上のように、実施の形態２のスピーカ装置は、指向性調整パネル５０，６０を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。
【００８５】
なお、実施の形態２のスピーカ装置においては、扇形の指向性調整パネル５０，６０を設けた例で説明したが、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、指向性調整パネルはフルレンジスピーカユニットの特性に応じて変形されるものである。例えば、前述の実施の形態１において説明したように、扇形の頂角を６０度〜１２０度の範囲内としてもよい。また、前述の図１２及び図１４に示したように半円形、短冊状等の各種形状に変形することも本発明に含まれる。さらに、実施の形態２のスピーカ装置においては、前述の図１６に示したように、指向性調整パネル５０，６０をスピーカボックスに脱着可能に構成してもよく、若しくはスピーカボックスと一体的に構成してもよい。
【００８６】
(実施の形態３)
本発明の指向性調整パネルを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態としてウーハとツイータの２ウエイの同軸型スピーカユニットを備えたスピーカ装置を例に挙げて実施の形態３として以下に詳細に説明する。図１９は本発明に係る実施の形態３の同軸型スピーカユニット４１を設けたスピーカ装置を示す正面図である。
【００８７】
図１９に示すように、実施の形態３のスピーカ装置のスピーカボックス１にはウーハ４１ａと、ウーハ４１ａの中心部分にあるセンターポールに配置したツイータ４１ｂを有する同軸型スピーカユニット４１が設けられている。同軸型スピーカユニット４１を設けたスピーカボックス１には、前述の実施の形態１，２と同様に、指向性調整パネル５１，６１が設けられている。実施の形態３のスピーカ装置における指向性調整パネル５１，６１は、前述の実施の形態１，２の指向性調整パネル５，６，５０，６０と同様の機能を有する。
【００８８】
実施の形態３のスピーカ装置における指向性調整パネル５１，６１は、同軸型スピーカユニット４１のウーハ４１ａにおける振動板であるコーン紙の上下部分の一部を覆うように配置されている。図１９に示すように、上側の指向性調整パネル５１は、ウーハ４１ａのコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の上側半分の約１／２を覆うように、略扇形を有している。同様に、下側の指向性調整パネル６１は、ウーハ４１ａのコーン紙の全体の約１／４であり、コーン紙の下側半分の約１／２を覆うように、略扇形を有している。但し、指向性調整パネル５１，６１の各頂点部分は、ツイータ４１ｂを覆わないように湾曲形状に切り取られている。即ち、上側の指向性調整パネル５１と下側の指向性調整パネル６１とは同じ形状である。
【００８９】
上記のように構成された実施の形態３のスピーカ装置は、前述の実施の形態１及び実施の形態２のスピーカ装置と同様に、ウーハ４１ａのコーン紙の上下領域において生じた中音域の周波数の音波の特定領域を扇形の指向性調整パネル５１，６１により遮蔽して、聴者が放射軸から上下方向に外れた位置において聴く場合においても、ウーハ４１ａからの中音域の音が相殺されることが少なくなり、中音域の音の減衰が少ない音声を聞くことができる。
【００９０】
以上のように、実施の形態３のスピーカ装置は、指向性調整パネル５１，６１を設けることにより、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す、品質の高い音響機器を低コストで提供することができるものである。
【００９１】
なお、実施の形態３のスピーカ装置において、扇形の指向性調整パネル５１，６１の頂角部分がツイータ４１ｂの位置に対応するため湾曲状に切り取られた形状で示したが、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、指向性調整パネル５１，６１は同軸型スピーカユニットの特性に応じて変形されるものである。例えば、前述の実施の形態１において説明したように、扇形の頂角を６０度〜１２０度の範囲としてさらに小さい扇形に形成してもよい。また、前述の図１２及び図１４に示したように半円形、短冊状等の各種形状に変形することも本発明に含まれる。さらに、実施の形態３のスピーカ装置においては、前述の図１６に示したように、指向性調整パネル５１，６１をスピーカボックスに脱着可能に構成してもよく、若しくはスピーカボックスと一体的に構成してもよい。
【００９２】
発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せや順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明のスピーカ装置は、簡単な構成で、低コストで、広い指向性を有して優れた周波数特性を示す高品質のスピーカ装置を提供するものであり、各種音響機器に適用することができ汎用性の高い装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源となる振動板を有するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットが取り付けられたキャビネットと、
前記スピーカユニットの振動板の振動領域における一部分を覆うように、前記スピーカユニットの振動板の外周のエッジ部から所定距離を有して配置された指向性調整パネルと、を備えたスピーカ装置であって、
前記指向性調整パネルは、前記振動板から受けた音波を前記振動板の方向に反射するよう構成されたスピーカ装置。
【請求項２】
前記指向性調整パネルは、前記振動板の外周のエッジ部が構成する面に平行な反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記指向性調整パネルは、前記振動板の中心側に対向する位置がエッジ部側に対向する位置より前記振動板の近くに配置された反射面を有し、前記反射面が前記振動板に対向するよう配置された遮蔽部と、前記遮蔽部をキャビネットに固定する支持部と、を有する請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が小さく形成された扇形である請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記遮蔽部は、前記振動板のエッジ部に対向する部分が大きく、前記振動板の中心側に対向する部分が頂点となる扇形であり、前記扇形の頂角が６０度〜１２０度の範囲内である請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記遮蔽部が、前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記スピーカユニットが１つのツイータを２つのウーハで挟んで構成された仮想同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記２つのウーハに設けられた請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記スピーカユニットがツイータとウーハが同軸上に配置された同軸形スピーカ装置であり、前記指向性調整パネルが前記ウーハに設けられた請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記スピーカユニットがフルレンジスピーカユニットであるスピーカ装置であり、前記遮蔽部が前記振動板の振動領域の上下部分を覆うように配置された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記指向性調整パネルが前記キャビネットと一体的に成型された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記指向性調整パネルが前記キャビネットに対して脱着可能に構成された請求項２又は３に記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
２つのウーハをキャビネットのバッフル板に設置した仮想同軸型のスピーカ装置であって、
前記２つのウーハのそれぞれの一部を覆うように指向性調整パネルが設けられ、
前記指向性調整パネルは、前記２つのウーハの振動板における仮想放射軸から離れた両側のエッジ部分に対向してそれぞれ形成され、前記ウーハの一部を覆うようにエッジ部分から中心部分に向かって遮蔽領域が小さくなるよう構成されたスピーカ装置。
【請求項１３】
前記指向性調整パネルは、前記キャビネットと一体的に形成された請求項１２に記載のスピーカ装置。
【請求項１４】
前記指向性調整パネルは、前記振動板のエッジ部から所定距離を有して配置された請求項１２又は請求項１３に記載のスピーカ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009078164.tif 000027
【図２】
2009078164.tif 000028
【図３】
2009078164.tif 000029
【図４】
2009078164.tif 000030
【図５】
2009078164.tif 000031
【図６】
2009078164.tif 000032
【図７】
2009078164.tif 000033
【図８】
2009078164.tif 000034
【図９】
2009078164.tif 000035
【図１０Ａ】
2009078164.tif 000036
【図１０Ｂ】
2009078164.tif 000037
【図１１】
2009078164.tif 000038
【図１２】
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【図１３】
2009078164.tif 000040
【図１４】
2009078164.tif 000041
【図１５】
2009078164.tif 000042
【図１６】
2009078164.tif 000043
【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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【図２３】
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【国際調査報告】
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