(57)【要約】      （修正有）【課題】平面スピーカの低音域の音圧レベルを向上させながらも持ち運びが容易であるスピーカ装置を提供する。【解決手段】共鳴管２１の内部にスピーカユニット１４を設けてサブウーファを構成する。スピーカユニット１４の背面から出力された音は、共鳴管２１で低音域で共鳴し、平面スピーカ１８が出力できない低音域の音圧レベルを向上させることができる。また、共鳴管２１は内部が空洞になっているため、平面スピーカ１８を収納して持ち運ぶことができるようになっている。スピーカユニット１４の背面には、保護構造物３１を設ける。【選択図】図２
2015026907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面スピーカと、
共鳴管を有するサブウーファと、
を備えたスピーカ装置であって、
前記サブウーファは、前記共鳴管に前記平面スピーカを収納する収納部が設けられていることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記収納部は、前記共鳴管の内部に前記平面スピーカを収納する構造であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記サブウーファは、前記共鳴管の一方の開口端において、前記共鳴管の内部から外部に向けて正面が設定されたスピーカユニットを有し、
前記スピーカユニットの背面と他方の開口端との間に、音響的に開放された保護構造物が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記収納部は、前記共鳴管の外部において、当該共鳴管の側面に沿って前記平面スピーカを収納する構造であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記共鳴管は、前記平面スピーカの出力可能な周波数以下の周波数で共鳴することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面スピーカを備えたスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面スピーカとして、例えば振動膜の両面側に平面電極を配置し、静電力によって振動膜を振動させて音を発する静電型の平面スピーカが提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
このような平面スピーカは、折り曲げることが可能であるため、例えば特許文献２に示すように、二つ折りにした状態で使用する平面スピーカも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５４１５４号公報
【特許文献２】特開２００９−２０６７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、平面スピーカは、構造的に大きな振幅を取ることができないため、低音域の再生音圧レベルが不十分である。また、平面スピーカは、面積が大きくなるほど持ち運びに不便となる。
【０００６】
そこで、本発明は、平面スピーカの低音域の再生音圧レベルを向上させながらも持ち運びが容易であるスピーカ装置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】
【０００７】
この発明のスピーカ装置は、平面スピーカと、共鳴管を有するサブウーファと、を備えている。そして、サブウーファは、前記共鳴管に前記平面スピーカを収納する収納部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
共鳴管は、長尺の管構造であり、管の長さに比例した波長の音に共鳴する。共鳴管は、管の片方だけが開口している場合、管の長さの４倍の波長の音に共鳴する。例えば、管の長さが１ｍ程度であり、片方が開口している場合、理論上８５Ｈｚ程度の低音域で共鳴する。平面スピーカは、出力可能な周波数の下限が約１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度であるため、管の長さを１ｍ程度とすれば、平面スピーカが出力できない低音域の音圧レベルを向上させることができる。
【０００９】
そして、平面スピーカは、折り曲げることが可能であるため、共鳴管に平面スピーカを収納する収納部を設けることで、持ち運びが容易になる。例えば、管の長さが１ｍ程度であれば、Ａ０サイズ（８４１×１１８９ｍｍ）を収納して持ち運ぶことができる。
【００１０】
さらに、共鳴管は、長尺方向を鉛直方向に向けて設置すれば、平面スピーカの支柱の一部を構成することも可能である。
【００１１】
収納部は、共鳴管の中の空洞部をそのまま用いる態様、あるいは共鳴管の側面のさらに外側に筒形状のカバーを設け、当該カバー内で共鳴管の側面に平面スピーカを巻き付ける態様等が可能である。
【００１２】
なお、共鳴管の内部に平面スピーカを収納する場合、サブウーファは、共鳴管の内部において、一方の開口端に向けてスピーカユニットが設置され、スピーカユニットと他方の開口端との間に、音響的に開放された保護構造物が設けられていることが好ましい。
【００１３】
これにより、共鳴管の内部に平面スピーカを収納した場合に、スピーカユニットに平面スピーカが接触することがない。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、平面スピーカの低音域の音圧レベルを向上させながらも持ち運びが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スピーカ装置の外観斜視図である。
【図２】スピーカ装置の横断面図である。
【図３】スピーカ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】周波数特性を示す図である。
【図５】変形例１に係るスピーカ装置の構成を示す外観斜視図および正面図である。
【図６】変形例２に係るスピーカ装置の構成を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るスピーカ装置１の外観斜視図である。図２（Ａ）は、スピーカ装置１を使用する場合の横断面図である。図２（Ｂ）は、スピーカ装置１を持ち運ぶ場合の横断面図である。図３は、スピーカ装置１の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１および図２（Ａ）に示すように、スピーカ装置１は、外観上、スタンド２５と、スタンド２５に接続される共鳴管２１と、平面スピーカ１８と、平面スピーカ１８を吊り下げるための保持部材２２と、を備えている。
【００１８】
共鳴管２１は、両端が開口した長尺の円筒形状の構造を有する。共鳴管２１の長尺方向は、鉛直方向に向けて使用される。共鳴管２１の開口端のうち、鉛直下側の一方の開口端の側面には、スタンド２５が接続されている。スタンド２５は、折り畳み式の３本脚のスタンドである。スタンド２５は、スピーカ装置１の使用時には、図１および図２（Ａ）に示すように、３本脚を開いて床面に接し、スピーカ装置１を支えるようになっている。
【００１９】
一方、スタンド２５は、スピーカ装置１を持ち運ぶ場合には、３本脚を折り畳んで共鳴管２１の側面に沿って収納する。なお、スタンド２５の構造はこの例に限るものではない。また、スタンド２５は、本発明においては必須の構成ではなく、共鳴管２１のいずれかの箇所にスタンド２５を接続するための機構を設けるだけでもよい。この場合、使用する場所において別途スタンドを用意し、共鳴管２１を接続すればよい。また、スピーカ装置１は、床面に自立させるのではなく、壁や柱に固定してもよい。
【００２０】
共鳴管２１の外部の側面のうち、鉛直下方の一方の開口端付近には、各種信号処理を行うためのハードウェア１００を内蔵するボックス１０１が設けられている。また、共鳴管２１の内部のうち、鉛直下方の一方の開口端付近には、スピーカユニット１４が設置されている。
【００２１】
ハードウェア１００は、不図示の信号線を介してスピーカユニット１４および平面スピーカ１８に接続されている。これらハードウェア１００およびボックス１０１も本発明において必須の構成ではなく、共鳴管２１および平面スピーカ１８とは別に持ち運ぶようにしてもよい。また、ボックス１０１の位置も本実施形態の例に限るものではない。
【００２２】
ハードウェア１００は、図３に示すように、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２、増幅器１３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５、増幅器１６、昇圧器１７、およびバイアス電源１９を備えている。
【００２３】
なお、本実施形態においては、Ｄ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバータ等は省略し、スピーカ装置１内を伝送する信号は、特に記載がない限り、すべてデジタル信号であるものとして説明する。
【００２４】
入力Ｉ／Ｆ１１は、外部の音源からコンテンツに係る音声信号を入力する。コンテンツは、例えば、ＢＧＭ等のオーディオ音および音声が含まれるコマーシャル用のコンテンツである。なお、ハードウェア１００内に、エンコードされたコンテンツデータをデコードする構成を設けてもよいし、ハードウェア１００内にコンテンツデータを記憶する記憶部を設けてもよい。
【００２５】
入力Ｉ／Ｆ１１は、入力された音声信号をＬＰＦ１２およびＢＰＦ１５に出力する。ＬＰＦ１２は、音声信号の高音域を除去して増幅器１３に出力する。ＬＰＦ１２が除去する周波数は、平面スピーカ１８の出力可能な周波数の下限（例えば、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度）以上に設定されている。増幅器１３は、入力された音声信号を増幅してスピーカユニット１４に出力する。
【００２６】
ＢＰＦ１５は、音声信号の不要な帯域の通過を阻止し、所望の帯域のみ通過させ、増幅器１６に出力する。ＢＰＦ１５は、例えば、ＬＰＦ１２に対応した周波数（１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）から２０ｋＨｚ程度の周波数帯域を通過させる。
【００２７】
平面スピーカ１８は、静電型のスピーカであり、シート状の振動膜を２つの固定電極板の間に挟みこんだ構造になっている。平面スピーカ１８は、振動膜にバイアス電源１９を介してバイアス電圧が印加される。昇圧器１７は、増幅器１６から入力された音声信号に応じて固定電極板に印加する電圧を変化させることで振動膜および固定電極板との間に生じる静電力を変化させる。平面スピーカ１８は、この静電力の変化により振動膜を振動させ、音を出力する。
【００２８】
このような平面スピーカ１８は、一般に構造的に大きな振幅を取ることができないため、出力可能な周波数の下限が高く、例えば１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度となる。なお、本実施形態は、平面スピーカ１８として、静電型のスピーカを用いる例を示しているが、電磁型、圧電型等の他の方式の平面スピーカを用いる態様も可能である。
【００２９】
図１、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に戻り、スピーカ装置１の構造について説明する。共鳴管２１の鉛直上方の他方の開口端の側面には、平面スピーカ１８を吊り下げるための保持部材２２が設置されている。この例では、保持部材２２は、共鳴管の側面から法線方向に飛び出したフック状の部材である。保持部材２２は、共鳴管２１との接続箇所で回転可能になっているため、図２（Ｂ）に示すように、スピーカ装置１を持ち運ぶ場合には、共鳴管２１の中心側に回転させ、保持部材２２が共鳴管２１の法線方向に飛び出さないようにすることができる。なお、保持部材２２の構造は、この例に限るものではない。また、保持部材２２が共鳴管２１に接続されていることは必須ではなく、別に持ち運ぶようにしてもよい。
【００３０】
共鳴管２１の内部に設置されたスピーカユニット１４は、一般的なコーン型のスピーカユニットである。スピーカユニット１４の音波を放射する面である正面は、共鳴管２１の一方の開口端において、共鳴管２１の内部から外部に向けて設定されている。スピーカユニット１４は、低音用のスピーカユニットであり、これらスピーカユニット１４および共鳴管２１によりサブウーファを実現する。
【００３１】
スピーカユニット１４は、共鳴管２１の内径とほぼ同じ外径を有する。したがって、共鳴管２１の鉛直下方の開口端付近は、当該スピーカユニット１４を境界として音響的に塞がれている。スピーカユニット１４の正面から出力された音波は、スピーカ装置１の周囲の空間に放射される。
【００３２】
一方、共鳴管２１の内部のうち、スピーカユニット１４の背面付近には、本発明の保護構造物に相当するパンチングメタル３１が設置されている。保護構造物は、共鳴管２１の内部に物（例えば、後述するように平面スピーカ１８）を収納した時に、収納物からスピーカユニット１４を保護するための構造物である。パンチングメタル３１は、音響的には開放されて音波が自由に透過する構造とされ、スピーカユニット１４の背面から出力された音は、共鳴管２１で共鳴する。スピーカユニット１４の背面側の共鳴管２１は、一方（図中上側）の端部だけが開口している構造で、いわゆる「閉管」となるため、スピーカユニット１４の背面から鉛直上側の開口端までの長さの４倍の波長の音が、最低共振周波数として共鳴することになる。
【００３３】
図４は、本願発明であるスピーカ装置１の周波数特性を示す図である。図中のグラフの横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）を示す。図中の破線に示すように、本実施形態の平面スピーカ１８は、出力可能な周波数の下限が約１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度である。これに対し、図中の１点鎖線に示すように、スピーカユニット１４および共鳴管２１からなるサブウーファは、平面スピーカ１８が出力可能な周波数の下限よりも低い周波数ｆ１において高いレベルのピークを有する。例えば、共鳴管２１の長尺方向の長さのうち、スピーカユニット１４の背面から開口端までの長さが１ｍ程度であれば、理論上８５Ｈｚ程度の低音域で共鳴するため、平面スピーカ１８の出力可能な周波数の下限よりも低い周波数ｆ１で共鳴することになる。そして、ＬＰＦ１２において、スピーカユニット１４に入力される音声信号の周波数の上限を１００Ｈｚ程度とすることで、図中の実線に示すようなスピーカ装置１の全体としての周波数特性が得られる。これにより、平面スピーカ１８が出力できない低音域の音圧レベルを向上させることができる。
【００３４】
そして、平面スピーカ１８は、折り曲げることが可能であるため、図２（Ｂ）に示すように丸める（あるいは折り畳む）ことで、共鳴管２１の内部に収納して持ち運ぶことができるようになっている。上述のように、スピーカユニット１４の背面から開口端までの長さが１ｍ程度であり、平面スピーカ１８がＡ０サイズ（８４１×１１８９ｍｍ）までの大きさであれば、平面スピーカ１８を共鳴管２１の内部に収納することができる。
【００３５】
さらに、共鳴管２１は、平面スピーカ１８の支柱の一部を構成しているため、支柱を別途用意することなく、持ち運ぶことができる。
【００３６】
また、共鳴管２１の内部のうち、スピーカユニット１４の背面付近には、パンチングメタル３１が設置されているため、平面スピーカ１８を収納した場合であっても、スピーカユニット１４には接触せず、スピーカユニット１４および平面スピーカを保護することができる。
【００３７】
次に、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、変形例１に係るスピーカ装置１Ａの構成を示す図である。図５（Ａ）は外観斜視図であり、図５（Ｂ）は、一部を透過した正面図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）において、図１および図２と共通する構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
図１および図２に示したスピーカ装置１は、共鳴管２１の内部の空洞部分を平面スピーカ１８の収納部として用いる例を示したが、スピーカ装置１Ａは、円筒形状の共鳴管２１Ａの外部の側面に沿って平面スピーカ１８を巻き込んで収納する空間部２０１を備えている。
【００３９】
空間部２０１は、共鳴管２１Ａの外部の側面のさらに外側に筒形状のカバーを設け、当該カバーと共鳴管２１Ａとの間に形成される筒状の空間である。スピーカ装置１Ａは、この空間部２０１内に、平面スピーカ１８を巻き込んだ態様となっている。したがって、スピーカ装置１Ａは、使用する場合には空間部２０１から平面スピーカ１８を引き出し、持ち運ぶ場合には当該空間部２０１に平面スピーカ１８を収納することで、より容易に持ち運び、および設置を行うことができる。
【００４０】
次に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、変形例２に係るスピーカ装置１Ｂの構成を示す図である。図６（Ａ）は、スピーカ装置１Ｂを使用する場合の外観斜視図であり、図６（Ｂ）は、スピーカ装置１Ｂを持ち運ぶ場合の外観斜視図である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）において、図１および図２と共通する構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
スピーカ装置１Ｂは、方形状の共鳴管２１Ｂに平面スピーカ１８を収納する点で図１および図２と異なる。また、この例では、平面スピーカ１８は、共鳴管２１Ｂの内部に収納できるように、折り畳むようになっている。
【００４２】
このような方形状の共鳴管２１Ｂにおいても、スピーカ装置１Ｂを持ち運ぶ場合には共鳴管２１Ｂに平面スピーカ１８を収納することで、より容易に持ち運ぶことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１…入力Ｉ／Ｆ
１２…ＬＰＦ
１３…増幅器
１４…スピーカユニット
１５…ＢＰＦ
１６…増幅器
１７…昇圧器
１８…平面スピーカ
１９…バイアス電源
２１…共鳴管
２２…保持部材
２５…スタンド
３１…パンチングメタル
【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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