(57)【要約】【課題】  指向方向を制御可能な屋外スピーカを安価に提供することを目的とする。【解決手段】  筒状体からなるホーン４の内部に薄板形状からなる指向プレート５が設けられ、回転軸６を中心として、指向プレート５を回転させることにより、屋外スピーカの指向方向を変化させることができる。指向プレート５は、発音体２の振動板３に垂直となる第１の状態と、端部を上記ホーン４の内面に当接させた第２の状態とを遷移し、その外周形状は、上記第２の状態において当接するホーン４の内面形状に一致している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた板形体からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを備えたことを特徴とする屋外スピーカ。
【請求項２】
上記ホーンは、上記発音体との距離に応じて断面を漸次に拡大させた形状からなり、
上記プレート駆動部は、上記指向プレートに平行な回転軸を中心として、上記指向プレートを回転駆動させ、
上記プレート駆動部は、上記指向プレートが上記発音体の振動面に対し垂直となる第１の状態と、上記指向プレートの発音体側の端部を上記ホーンの内面に当接させた第２の状態とを遷移させることを特徴とする請求項１に記載の屋外スピーカ。
上記プレート駆動部は、上記指向プレートが当該指向プレートを有しない場合の上記ホーンの指向方向に並行となる第１の状態と、上記指向プレートの発音体側の端部を上記ホーンの内面に当接させた第２の状態とを遷移させることを特徴とする請求項１に記載の屋外スピーカ。
【請求項３】
上記指向プレートは、その外周形状が上記第２の状態において当接するホーン内面の形状に一致することを特徴とする請求項２に記載の屋外スピーカ。
【請求項４】
風向を計測する風向計と、指向方向を制御可能な屋外スピーカと、上記風向計の計測結果に基づいて、上記屋外スピーカの指向制御を行う指向制御装置とを備えた屋外音響システムにおいて、
上記屋外スピーカが、発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた薄板形状からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを有する屋外音響システム。
【請求項５】
上記風向計は、水平面内における風向を計測し、
上記屋外スピーカは、指向方向を垂直方向に制御可能であり、
上記指向制御装置は、追い風の場合における上記屋外スピーカの指向方向が、向かい風の場合における指向方向よりも上を向くように、上記屋外スピーカを制御することを特徴とする請求項４に記載の屋外音響システム。
【請求項６】
指向方向を垂直方向に制御可能な屋外スピーカと、時刻に基づいて、１日を周期として上記屋外スピーカの指向制御を行う指向制御装置とを備えた屋外音響システムにおいて、
上記屋外スピーカが、発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた薄板形状からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを有することを特徴とする屋外音響システム。
【請求項７】
上記指向制御装置は、予め定められた第１及び第２の時刻に指向方向を変化させ、夜間における指向方向が昼間における指向方向よりも上を向くように、上記屋外スピーカを制御することを特徴とする請求項５に記載の屋外音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外スピーカ及び屋外音響システムに係り、さらに詳しくは、屋外の比較的広い聴取エリアをカバーする拡声システム、例えば、防災放送システムにおいて用いられる屋外スピーカの指向制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
防災放送システムは、屋外に設置されたスピーカを用いて、音声情報を報知する拡声システムであり、災害発生時には、災害情報や避難情報などが報知され、平常には、自治体の広報情報や時報メロディなどが報知される。このような防災放送システムでは、行政区画や地形などを考慮して、その聴取エリアが予め定められており、通常は、屋外の比較的広いエリアを聴取エリアとしている。例えば、屋外スピーカから数ｋｍ離れた地点までをカバーしている場合もある。
【０００３】
このような屋外の広い範囲を聴取エリアとする防災放送システムでは、温度や風などの環境条件による影響を受けて、放送音の到達エリアが変動する。このため、予め定められた聴取エリア内であっても放送音が十分に届かない地点が発生し、あるいは、聴取エリア外に放送音が大きな音量で到達してしまうという問題があった。このため、このような環境条件に応じて、屋外スピーカの指向方向を制御することができれば、上記問題を緩和することができると考えられる。
【０００４】
従来の屋外音響システムには、気象条件に応じて指向方向を制御可能であるものがあった（例えば、特許文献１）。特許文献１の屋外音響システムでは、多数のスピーカを配列させ、各スピーカに供給する音声信号について位相制御を行うことによって、上記スピーカ群からの音声出力の指向方向を制御している。このようなスピーカ群を用いた屋外音響システムは、高価になってしまうという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−９３５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、屋外の広い範囲を聴取エリアとする屋外音響システムでは、スピーカに大音量の出力が求められることから、大型スピーカが採用されている。例えば、防災放送システムの場合であれば、５０ｃｍ〜２ｍ程度のホーンを有するスピーカが用いられる場合が多い。また、聴取エリアが広くなるように、支柱などを利用して高い位置に設置されている場合が多い。
【０００６】
このような屋外スピーカについて、その姿勢制御を行って指向方向を変更しようとした場合、駆動力の大きな駆動装置が必要となり、その設置作業も困難になり、高価なシステムになってしまう。また、屋外に設置されているため、汚れや錆び付き等により故障しやすいと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、指向方向を制御可能な屋外スピーカを安価に提供することを目的とする。また、環境条件に応じて屋外スピーカの指向方向を制御する屋外音響システムを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明による屋外スピーカは、発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた板状体からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを備えて構成される。この様な構成により、指向プレートの角度を変化させて、屋外スピーカの指向方向を変更することができるので、屋外スピーカ自体の姿勢制御を行う場合に比べて、小さな駆動力で指向方向を変更することができる。従って、指向方向を制御可能な屋外スピーカを安価に提供することができる。
【０００９】
第２の本発明による屋外スピーカは、上記構成に加えて、上記ホーンが、上記発音体との距離に応じて断面を漸次に拡大させた形状からなり、上記プレート駆動部は、上記指向プレートに平行な回転軸を中心として上記指向プレートを回転駆動させ、上記プレート駆動部が、上記指向プレート当該指向プレートを有しない場合の上記ホーンの指向方向に並行となる第１の状態と、上記指向プレートの発音体側の端部を上記ホーンの内面に当接させた第２の状態とを遷移させるように構成される。この様な構成により、ホーンの内面形状を利用して音響特性の低下を抑制しつつ、指向方向を切り替えることができる。
【００１０】
第３の本発明による屋外スピーカは、上記構成に加えて、上記指向プレートが、その外周形状が上記第２の状態において当接するホーン内面の形状に一致するように構成される。この様な構成により、音響特性の低下を更に効果的に抑制しつつ、指向方向を切り替えることができる。
【００１１】
第４の本発明による屋外音響システムは、風向を計測する風向計と、指向方向を制御可能な屋外スピーカと、上記風向計の計測結果に基づいて、上記屋外スピーカの指向制御を行う指向制御装置とを備えた屋外音響システムであって、上記屋外スピーカが、発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた薄板形状からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを有する。この様な構成により、風向に応じて屋外スピーカの指向方向を制御する屋外音響システムを安価に提供することができる。
【００１２】
第５の本発明による屋外音響システムは、上記構成に加えて、上記風向計が、水平面内における風向を計測し、上記屋外スピーカが、指向方向を垂直方向に制御可能であり、上記指向制御装置が、追い風の場合における上記屋外スピーカの指向方向が、向かい風の場合における指向方向よりも上を向くように、上記屋外スピーカを制御する。この様な構成により、水平面内の風向に基づいて屋外スピーカの指向方向を垂直方向に制御することができ、高度に応じて速度が異なる風の影響を抑制し、適切な聴取エリアを確保することができる。
【００１３】
第５の本発明による屋外音響システムは、指向方向を制御可能な屋外スピーカと、時刻に基づいて、１日を周期として上記屋外スピーカの指向制御を行う指向制御装置とを備えた屋外音響システムであって、上記屋外スピーカが、発音体に取り付けられた筒状体からなるホーンと、このホーン内に設けられた薄板形状からなる指向プレートと、上記ホーンに対する上記指向プレートの角度を制御するプレート駆動部とを有する。このような構成により、時刻に応じて指向方向を制御し、１日を通して適切な聴取エリアを確保することができる。
【００１４】
第６の本発明による屋外音響システムは、上記指向制御装置が、予め定められた第１及び２の時刻に指向方向を変化させ、夜間における指向方向が昼間における指向方向よりも上を向くように、上記屋外スピーカを制御するように構成される。このような構成により、高度に関する空気の温度勾配が変化する昼夜を通して、適切な聴取エリアを確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、指向方向を制御可能な屋外スピーカを安価に提供することができる。また、環境条件に応じて屋外スピーカの指向方向を制御する屋外音響システムを安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による屋外スピーカの一構成例を示した図である。図示した屋外スピーカ１は、発音体２にホーン４を取り付けて構成され、ホーン４の内部には指向プレート５が設けられている。この指向プレート５をプレート駆動部７Ａ，７Ｂが回転駆動することによって、屋外スピーカ１の指向方向を変化させることができる。
【００１７】
発音体２は、電気信号を音圧へ変換する振動板３を有し、所望の音波を生成している。発音体２で生成された音波は、ホーン４内を通って、その内部空間の形状によって決まる指向方向へ放出される。
【００１８】
ホーン４は、円錐台の上面及び下面を開口させた筒状体からなり、その中心軸が発音体２の振動板３に対して垂直となるように、上面側の開口が発音体２に取り付けられている。従って、ホーン４の断面は、発音体２からの距離が遠くなるに従って漸次に拡大しており、発音体２からの音波は、狭い開口（入射口）から入り、ホーン４内を通って、広い開口（出射口）から放出される。
【００１９】
指向プレート５は、ホーン４の内部に設けられた薄い板状体であり、回転軸６に関して回転可能に取り付けられている。この回転軸６は、指向プレート５の主面に平行な回転軸であり、指向プレート５を回転させれば、ホーン４に対する指向プレート５の角度を調整することができる。本実施の形態では、指向プレート５の端部と、ホーン４の出射口とを一致させ、上記回転軸６もホーン４の出射口上に設けられている。
【００２０】
プレート駆動部７Ａ，７Ｂは、指向プレート５の回転駆動を行っている。プレート駆動部７Ａ，７Ｂは、それぞれワイヤー７０、ガイドローラ７２及びモータ７３によって構成される。ワイヤー７０は、その一端が指向プレート５に固定され、ホーン４の側面に設けられた小孔７１から外部に引き出され、ホーン４の外面に設けられたガイドローラ７２を経由して、他端がモータ７３に接続されている。従って、モータ７３が、ワイヤー７０を巻き取ることによって、指向プレート５を回転させることができる。
【００２１】
ワイヤー７０が取り付けられる指向プレート５上の作用点は、回転軸６よりも発音体２側に設けられている。このため、プレート駆動部７０Ａ，７０Ｂによって、指向プレート５の発音体２側を上下に動かすことができる。
【００２２】
プレート駆動部７Ａ，７Ｂは、同一の構造を有し、指向プレート５を互いに反対方向へ駆動している。すなわち、プレート駆動部７Ａがワイヤー７０を巻き取れば、プレート駆動部７Ｂがワイヤー７０を巻き出し、指向プレート５は上向きに回転する。一方、プレート駆動部７Ｂがワイヤー７０を巻き取れば、プレート駆動部７Ａがワイヤー７０を巻き出し、指向プレート５が下向きに回転する。
【００２３】
図２は、図１の屋外スピーカ１をＡ−Ａ切断線によって切断した場合の断面図であり、図中の（ａ）〜（ｃ）には、指向プレート５が遷移する３つの静止状態が示されている。また、図３は、図１のスピーカをＢ−Ｂ切断面によって切断した場合の断面図である。
【００２４】
図２の（ａ）には、ホーン４の本来の指向方向に対し、指向プレート５が並行となるように配置された状態が示されている。指向プレート５を有しない場合のホーン４の指向方向は、その中心軸の方向であり、（ａ）の場合、指向プレート５が上記中心軸と平行になっていることから、指向プレート５は、屋外スピーカ１の指向方向にほとんど影響を与えない。本明細書では、この状態をノーマルポジションと呼ぶことにする。
【００２５】
図２の（ｂ）には、指向プレート５を（ａ）の状態から上方向へ回転させ、指向プレート５をホーン４内面に当接させた状態が示されている。指向プレート５の発音体２側の端部をホーン４内面の上側に当接させることによって、発音体２からの音波は、指向プレート５よりも下側の空間を通過し、ノーマルポジションの場合よりも下へ向けて放射される。この状態をダウンポジションと呼ぶことにする。このとき、指向プレート５の主面は、ホーン４内面の下側と近い傾きを有していることから、音量や音質などの音響特性の劣化を抑制しつつ、指向方向を下に向けることができる。
【００２６】
また、図３に示したように、指向プレート５は、その外周形状をホーン４内面の形状に一致させ、図２の（ｂ）の状態において、指向プレート５とホーン４内面との間に音響特性及び指向特性に有意な影響を及ぼす隙間を生じさせないようにしている。このため、（ｂ）の状態では、発音体２からの音波が、指向プレート５よりも上側の空間を実質的に通過せず、音響特性の劣化をより効果的に抑制しつつ、指向方向を下に向けている。
【００２７】
図２の（ｃ）には、指向プレート５を（ａ）の状態から下方向へ回転させ、指向プレート５の端部をホーン４の内面に当接させた状態が示されている。ホーン４の形状が、その中心軸及び指向プレート５の回転軸６を含む面に関して対称であれば、（ｂ）の状態においても、指向プレート５とホーン４内面との間に有意な隙間が生じない。このため、（ｃ）の状態では、発音体２からの音波が、指向プレート５よりも上側の空間を通過し、屋外スピーカ１の指向方向をノーマルポジションの場合よりも上へ向けることができる。この状態をアップポジションと呼ぶことにする。
【００２８】
この様にして図２（ｂ）のダウンポジション及び図２（ｃ）のアップポジションでは、音圧を伝搬させるホーン４の内部空間の一部が、指向プレート５によって切り取られ、ホーン４内において音圧を大きく乱すことなく、指向方向を上下に変化させることができる。つまり、発音体２及びホーン４を固定したまま、ホーン４内部の指向プレート５の角度を変化させるだけで、屋外スピーカ１の指向方向を変更することができる。従って、スピーカ全体の姿勢制御を行う場合に比べて可動部分を軽量化でき、小さな駆動力で指向方向を変化させることができる。
【００２９】
ここで、モータ７３に要求される駆動力は、ワイヤー７０が取り付けられる指向プレート５上の作用点が回転軸６から遠いほど小さくなる。このため、指向プレート５は、回転軸６を出射口側の端部付近に設け、作用点を入射口側の端部付近に設けることが望ましい。図１及び図３では、出射口に回転軸６が設けられ、最も入射口に近い指向プレート５の端部に作用点が設けられている。
【００３０】
本実施の形態によれば、ホーン４内部に設けられた指向プレート５の角度制御を行うことにより、屋外スピーカ１の指向方向を制御している。このため、大型スピーカであっても、小さな駆動力で指向方向を容易に変化させることができる。また、ホーン４内部の指向プレート５を駆動しているため、屋外に設置されている場合に生じやすい汚れや錆び付きによる影響を受け難くすることができる。
【００３１】
また、本実施の形態によれば、指向プレート５の外周形状が、ダウンポジション及びアップポジションにおいて当接するホーン４の内面形状に一致している。このため、ホーン４の内部空間の一部が指向プレート５によって完全に切り取られ、ホーン４内における音響特性の劣化を抑制することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、ホーン４が円錐台の形状からなる場合の例について説明したが、本発明はこの様な場合に限定されない。すなわち、ホーン４は、その断面が発音体２からの距離に応じて漸次に拡大する形状であればよい。例えば、ラッパのように断面を加速度的に拡大させた形状であってもよいし、断面は四角形であってもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、指向プレート５を３つの状態間で遷移させる場合について説明したが、本発明はこの様な場合には限定されず、２つの状態間で遷移させるものであってもよい。具体的には、ノーマルポジション及びアップポジション間で遷移させ、ノーマルポジション及びダウンポジション間で遷移させ、あるいは、アップポジション及びダウンポジション間で遷移させてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、ホーン４に１個の発音体２が取り付けられた屋外スピーカの例について説明したが、本発明は、同一のホーンに２以上の発音体が取り付けられた屋外スピーカに適用することもできる。図４は、実施の形態１による屋外スピーカの他の構成例を示した図である。この屋外スピーカは、Ｙ字型の連結管８を用いて、２個の発音体２ａ，２ｂを同一のホーン４に取り付けて構成され、これらの発音体２ａ，２ｂからの音圧は、連結管８内において合成され、ホーン４の入射口に入射される。ホーン４への入射後における音圧の伝搬経路は、図１の場合（実施の形態１）と同様であり、指向プレート５を回転駆動することにより指向方向を切替制御することができる。なお、発音体２ａ，２ｂからの音圧が、連結管８内において十分に混合されていない場合には、これらの音圧体２ａ，２ｂが指向プレート５に平行となるように配置されることがより望ましい。
【００３５】
実施の形態２．
実施の形態１では、１枚の指向プレート５を有する屋外スピーカの例について説明したが、本実施の形態では、２枚の指向プレート５を有する屋外スピーカについて説明する。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態２による屋外スピーカの一例を示した断面図である。この屋外スピーカは、ホーン４内部に２枚の指向プレート５Ａ，５Ｂを有している。これらの指向プレート５Ａ，５Ｂは、平行に配置されており、図示しないプレート駆動部によって角度制御が行われている。
【００３７】
図中の（ａ）には、指向プレート５Ａ，５Ｂをホーンの中心軸に平行に配置させたノーマルポジションが示されている。（ｂ）には、指向プレート５Ａ，５Ｂを上方向へ回転させ、指向プレート５Ａの端部をホーン４の内面に当接させた状態（ダウンポジション）が示されている。（ｃ）には、指向プレート５Ａ，５Ｂを下方向へ回転させ、指向プレート５Ｂの端部をホーン４の内面に当接させた状態（アップポジション）が示されている。
【００３８】
指向プレート５Ａは、（ｂ）の状態で当接するホーン４の内面形状と同一の外周形状を有し、（ｂ）の状態において、ホーン４の内面との間に有意な影響を及ぼす隙間を生じさせない。このため、発音体２からの音波は、指向プレート５Ａよりも下側の空間を通過し、屋外スピーカ１の指向方向をノーマルポジションの場合よりも下へ向けることができる。
【００３９】
また、指向プレート５Ｂは、（ｃ）の状態で当接するホーン４の内面形状と同一の外周形状を有し、（ｂ）の状態において、ホーン４の内面との間に有意な影響を及ぼす隙間を生じさせない。このため、発音体２からの音波は、指向プレート５Ｂよりも上側の空間を通過し、屋外スピーカ１の指向方向をノーマルポジションの場合よりも上へ向けることができる。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態１では、指向プレート５が均一の厚みを有する薄い板状体である場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、指向プレートを構成する板状体の厚みが均一でない場合の例について説明する。
【００４１】
図６は、本発明の実施の形態３による屋外スピーカの一例を示した図であり、図１のＡ−Ａ切断線によって切断した場合の断面図が示されている。図中の（ａ）〜（ｃ）には、指向プレート５Ｃが遷移する３つの静止状態が示されている。
【００４２】
この屋外スピーカは、ホーン４内部に指向プレート５Ｃを有している。この指向プレート５Ｃは、その厚みが均一でない板状体からなる。当該指向プレート５Ｃの厚みは、連続的に変化していることが望ましく、滑らかに変化していることがより望ましい。
【００４３】
上記指向プレート５は、入射口側及び出射口側の端部における厚みが最も薄く、これらの両端部から中央部に向けて厚さが増大している。また、最も厚い部分は、これらの両端部を結ぶ線上の中央よりも入射側に設けられている。このため、指向プレート５Ｃによって形成される空間は、ホーン４の出射口に向けて広がった形状となる。つまり、指向プレート５Ｃの主面に隣接する音圧の伝搬経路をホーン４の出射口に向けて広がった形状とすることができ、指向プレートの厚みが均一である場合に比べ、音響特性を向上させることができる。
【００４４】
図６の（ａ）では、指向プレート５Ｃの上下に形成される空間が、ともに出射口に向けて広がる形状になっている。また、（ｂ）では指向プレート５Ｃの下側に形成される空間が、（ｃ）では指向プレート５Ｃの上側に形成される空間が、それぞれ出射口に向けて広がる形状になっている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、指向プレート５Ｃにより形成される音圧の伝搬経路がホーン４の出射口へ向けて広がりを有する形状からなる場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されない。すなわち、指向プレート５Ｃに隣接する伝搬空間の入射口側の断面積に対する出射口側の断面積の比を大きくすれば、音響特性及び指向特性を向上させることができる。この断面積比は１以上であることが望ましいが、指向プレートの厚みが均一である場合（実施の形態１）における値（断面積比）よりも大きければ、１未満であっても特性改善の効果が得られる。
【００４６】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４による屋外音響システムの一例を示した概略図であり、防災放送システムの例が示されている。
【００４７】
屋外スピーカ１１〜１４は、広い聴取エリアを確保するため、支柱２０に取り付けて高い位置に設置されている。これらの屋外スピーカ１１〜１４は、聴取エリアを考慮して所望の方向に向けて支柱２０に取り付けられる。ここでは、全方位をカバーするため、４個の屋外スピーカ１１〜１４が中心角９０°ごとに設置されているものとする。また、支柱２０には、風向を計測するための風向計２１も設置されている。
【００４８】
コントローラ２２は、防災センター２３及び放送設備２４に接続されている。放送設備２４からは、広報情報や時報メロディなどの平常放送信号が伝送され、防災センター２３からは、災害発生時における災害情報や避難情報などの緊急放送信号が伝送される。コントローラ２２は、これらの平常放送信号及び緊急放送信号を切り替えて、各スピーカ１１〜１４へ出力している。この切り替え動作は、防災センター２３から緊急放送信号とともに伝送される切替信号に基づいて、平常放送信号よりも緊急放送信号を優先するように行われる。
【００４９】
また、コントローラ２２は、風向計２１の出力に基づいて、屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御している。屋外スピーカ１１〜１４は、図１に示された屋外スピーカ１であり、回転軸６が水平に配置された指向プレート５の角度を制御して、その指向方向を上下方向に切り替えている。つまり、風向に基づいて、屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御している。
【００５０】
図８は、風向と音の伝搬方向との関係を模式的に示した説明図である。一般に、同一地点における地表近くの風と上空の風を比較した場合、風向が一致していることはいうまでもないが、風速は後者の方が速い。音の伝搬方向に垂直な面内において、音の伝搬速度に差が生じれば、音の伝搬方向は、伝搬速度の遅い方に向かって曲がる性質をもっている。このため、風の影響によって音の伝搬方向は、垂直方向に曲げられる。
【００５１】
図中の（ａ）には、追い風の場合が示されている。追い風の場合、高度が高くなれば音の伝搬速度も速くなり、屋外スピーカ１から放出された音の伝搬方向は、下方向に曲げられる。一方、（ｂ）には、向い風の場合が示されている。向い風の場合、高度が高くなれば音の伝搬速度が遅くなり、屋外スピーカ１から放出された音の伝搬方向は、上方向に曲げられる。
【００５２】
このため、コントローラ２２は、風向に基づいて、各屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御し、放送音の到達エリアを所定の聴取エリアに一致させている。すなわち、追い風を受けている屋外スピーカ１１〜１４については、指向方向を上に向け、向い風を受けている屋外スピーカ１１〜１４については、指向方向を下に向けている。
【００５３】
図９は、コントローラ２２の動作の一例を示した説明図であり、図８の支柱２０を上から見た場合の様子が示されている。コントローラ２２は、水平面内において、全方位（３６０°）を８つの方位レンジＤ１〜Ｄ８に等分割し、風向計２１で計測された風向が、方位レンジＤ１〜Ｄ８のいずれに属するのかを判別している。
【００５４】
方位レンジＤ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ７は、その中央に屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を含む方位レンジであり、方位レンジＤ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８は、屋外スピーカ１１〜１４の指向方向によって挟まれた方位レンジである。
【００５５】
図中の（ａ）には、風向が、屋外スピーカ１１の属する方位レンジＤ３である場合が示されている。この場合、屋外スピーカ１１が向い風、屋外スピーカ１３が追い風となっている。このため、コントローラ２２は、スピーカ１１の指向プレート５をダウンポジションにして指向方向を下げ、屋外スピーカ１３の指向プレート５をアップポジションにして指向方向を上げる。このとき、屋外スピーカ１２，１４の指向プレートは、ノーマルポジションにしておく。
【００５６】
図中の（ｂ）には、風向が、屋外スピーカ１１〜１４が属しない方位レンジＤ２である場合が示されている。この場合、隣接する方位レンジＤ１，Ｄ３に属する屋外スピーカ１１，１４が向い風、残る屋外スピーカ１２，１３が追い風となっている。このため、コントローラ２２は、スピーカ１１，１４の指向プレート５をダウンポジションにして指向方向を下げ、屋外スピーカ１２，１３の指向プレート５をアップポジションにして指向方向を上げる。
【００５７】
本実施の形態によれば、コントローラ２２が、風向計２１によって計測された水平面内の風向に基づいて、屋外スピーカの指向方向を垂直方向に制御している。このため、風の影響によって音の伝搬方向が垂直方向に曲げられ、聴取エリアが変動するのを補償することができ、所望の聴取エリアを確保することができる。
【００５８】
実施の形態５．
実施の形態４では、風向に基づいて屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御する防災放送システムの例について説明した。これに対し、本実施の形態では、時刻に基づいて屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御する防災放送システムについて説明する。
【００５９】
図１０は、時刻と音の伝搬方向との関係を模式的に示した説明図である。一般に、同一地点における地表近くの温度と上空の温度を比較した場合、昼間は前者の方が高く、夜間は後者の方が高くなる。つまり、両者の温度の大小関係は一日を周期として入れ替わっている。音の伝搬速度は、空気の温度が高くなれば速くなることから、高度に応じて温度が異なれば、音の伝搬方向は垂直方向に曲げられる。
【００６０】
図中の（ａ）には、昼間の様子が示されている。太陽熱で地表面が暖められる昼間は、高度が低くなるに従って、音の伝搬速度が高くなり、屋外スピーカ１から放出された音の伝搬方向は、上方向に曲げられる。一方、（ｂ）には、夜間の様子が示されている。逆に、高度が高くなるに従って音の伝搬速度が速くなり、屋外スピーカ１から放出された音の伝搬方向は、下方向に曲げられる。
【００６１】
このため、コントローラ２２は、時刻に基づいて、各屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を制御し、放送音の到達エリアを所定の聴取エリアに一致させている。すなわち、朝の予め定められた時刻ｔ１に屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を下に向け、夕方の予め定められた時刻ｔ２に屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を上に向ける。このような動作は、全ての屋外スピーカ１１〜１４について行われ、１日周期で繰り返される。
【００６２】
本実施の形態によれば、予め定められた時刻に屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を垂直方向に変化させている。このため、簡単な構成によって、温度変化に基づく聴取エリアの変動を補償することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を１日２回（時刻ｔ１，ｔ２）変化させる場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されず、１日周期であれば、１日３回以上変化させてもよい。
【００６４】
また、本実施の形態では、昼間は地表近くがより高温になり、夜間は上空がより高温になる場合の例について説明したが、本発明が適用できるのは、この様な環境に限定されない。つまり、温度が逆転しないまでも、地表近く及び上空の温度差が、昼間及び夜間で変化する環境に適用することができる。
【００６５】
実施の形態６．
更に他の実施形態として、緊急放送信号の場合に、屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を上に向けて、音の到達距離を長くし、聴取エリア内に緊急放送が確実に届くようにすることもできる。
【００６６】
例えば、防災センター２３から緊急放送信号とともに、切替信号が伝送される場合、コントローラ２２が、この切替信号に基づいて、全ての屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を上向きに変化させてもよい。
【００６７】
また、他の例として、コントローラ２２が、放送信号を監視し、所定の周波数音が含まれている場合や、音量が所定レベル以上であった場合に、緊急放送信号であると判断し、全ての屋外スピーカ１１〜１４の指向方向を上向きに変化させてもよい。
【００６８】
なお、上記の各実施の形態では、屋外スピーカ１の指向方向を垂直方向に変化させる場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されない。例えば、回転軸６を垂直に配置し、屋外スピーカ１の指向方向を水平方向に変化させることもできる。
【００６９】
また、上記実施の形態では、コントローラ２２が、屋外スピーカ１１〜１４に対し、指向方向を指示する際、指向プレート５の各静止状態に相当する方向のいずれかを選択して指示しているが、各静止状態の中間を指向方向として選択することもできる。例えば、同じメッセージが繰り返し放送される場合であれば、指向プレート５を２つの静止状態間で往復させ、メッセージごとに静止状態を異ならせれば、指向方向として、各静止状態の中間を指定することが可能になる。
【００７０】
具体的には、指向プレート５の静止状態として、アップポジション、ノーマルポジション及びダウンポジションの３つが選択可能である場合であれば、隣接するポジションを切り替えて実現する２つの中間方向を含めて５つの指向方向を指示することができる。つまり、アップポジションに相当する「上方向」と、ノーマルポジションに相当する「正面方向」と、ダウンポジションに相当する「下方向」に加えて、アップポジション及びノーマルポジションを交互に切り替える「やや上方向」や、隣接するノーマルポジション及びダウンポジションを交互に切り替える「やや下方向」を指示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１による屋外スピーカの一構成例を示した図である。
【図２】図１の屋外スピーカ１をＡ−Ａ切断線によって切断した場合の断面図である。
【図３】図１のスピーカをＢ−Ｂ切断面によって切断した場合の断面図である。
【図４】実施の形態１による屋外スピーカの他の構成例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２による屋外スピーカの一例を示した断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による屋外スピーカの一例を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態４による屋外音響システムの一例を示した概略図である。
【図８】風向と音の伝搬方向との関係を模式的に示した説明図である。
【図９】コントローラ２２の動作の一例を示した説明図である。
【図１０】時刻と音の伝搬方向との関係を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，１１〜１４  スピーカ
２  発音体
３  振動板
４  ホーン
５，５Ａ〜５Ｃ  指向プレート
６  回転軸
７Ａ，７Ｂ  プレート駆動部
２１  風向計
【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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