(57)【要約】【課題】電子回路や特別仕様のアンプを使用することなく、１個の電磁変換器からは得られない狭い音場や広い音場を構築することができるスピーカ装置を得ることを目的とする。【解決手段】複数の電磁変換器１を収納部２に少なくも１列以上配置する。また、ベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いてＮ個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがってＮ個の電磁変換器１を配列する。これにより、１個の電磁変換器からは得られない狭い音場や広い音場を構築することができる。【選択図】図１
2008072482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第１のシートマグネットと、Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第２のシートマグネットと、上記第１のシートマグネットと上記第２のシートマグネットとの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが形成されている振動板とを有する電磁変換器が収納部に収納されているスピーカ装置において、複数の電磁変換器を上記収納部に少なくも１列以上配置していることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
ベッセル関数を用いて複数の電磁変換器に印加される電気信号の重み因子を決定し、上記重み因子にしたがって複数の電磁変換器を収納部に配列していることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
複数の電磁変換器の配列を変更する切替器を設けていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第１のシートマグネットと、Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第２のシートマグネットと、上記第１のシートマグネットと上記第２のシートマグネットとの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが形成されている振動板とを有する電磁変換器が収納部に収納されているスピーカ装置において、複数のボイスコイルを上記振動板に少なくも１列以上形成していることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項５】
ベッセル関数を用いて複数のボイスコイルに印加される電気信号の重み因子を決定し、上記重み因子にしたがって複数のボイスコイルを接続していることを特徴とする請求項４記載のスピーカ装置。
【請求項６】
複数のボイスコイルの接続を変更する切替器を設けていることを特徴とする請求項４または請求項５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、電磁変換器を用いて構成されているスピーカ装置に関し、特に、所望の指向性を得ることができるスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカ装置として、トーンゾイレに代表されるような指向性を有するスピーカが知られている。
トーンゾイレのスピーカは、音がビーム状に集中する現象を利用して、狭い指向性が得られるようにしている。
【０００３】
一方、広い指向性を有するスピーカ装置として、音がビーム状に集中して、指向性が狭くなることを緩和することができる以下のスピーカ・アレイが開発されている。
（１）遅延回路を実装して、個々のスピーカの位相を能動的に制御することができるスピーカ・アレイ
（２）ベッセル関数を用いて複数のコーン型スピーカの配置と接続を決定しているスピーカ・アレイ
【０００４】
しかし、遅延回路を実装して、個々のスピーカの位相を能動的に制御しているスピーカ・アレイでは、アナログ回路やディジタル回路のような電子回路が必要であり、かつ、スピーカ毎の制御が必要であるため、アレイを構成しているスピーカの個数が増えると、電子回路が複雑で大型になり、スピーカ装置が高額になることがある。
一方、ベッセル関数を用いて複数のコーン型スピーカの配置と接続を決定しているスピーカ・アレイでは、広い指向性を有することができるが、コーン型スピーカの構造上、高音帯域の周波数特性にピークディップが生じるため、広音域指向性が悪化することがある。
なお、コーン形スピーカでは、インピーダンスが４〜８Ωが一般的であり、そのままのインピーダンスでコーン形スピーカの配列を行うと、高インピーダンスとなってしまうため、通常のアンプでは駆動が困難である。
【０００５】
上記のようなスピーカ装置の他に、１個の電磁変換器からなるスピーカ装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
即ち、Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第１のシートマグネットと、Ｓ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されている第２のシートマグネットと、第１のシートマグネットと第２のシートマグネットとの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが形成されているフレキシブル基板と、第１及び第２のシートマグネットとフレキシブル基板を収納するケースとを備えた電磁変換器を有するスピーカ装置が開発されている。
【０００６】
１個の電磁変換器からなるスピーカ装置の場合、コーン型スピーカでは実現が困難な２Ω以下の低インピーダンス化を実現することができるため、特別仕様のアンプやオーディオトランスを使用しないでも、スピーカ装置の駆動が可能になる。
また、電磁変換器からなるスピーカ装置の場合、高音帯域の周波数特性に生じるピークディップを軽減することができるため、高域までフラットな音域を確保することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３３１５９６号公報（段落番号［００１６］から［００２７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のスピーカ装置は以上のように構成されているので、電磁変換器を用いれば、２Ω以下の低インピーダンス化を実現することができるとともに、高音帯域の周波数特性に生じるピークディップを軽減することができる。しかし、１個の電磁変換器を実装しても、音圧が低いため音場が限定的になり、所望の広さの指向性を得ることができないなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電子回路や特別仕様のアンプを使用することなく、１個の電磁変換器からは得られない狭い音場や広い音場を構築することができるスピーカ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るスピーカ装置は、複数の電磁変換器を収納部に少なくも１列以上配置するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数の電磁変換器を収納部に少なくも１列以上配置するように構成したので、電子回路や特別仕様のアンプを使用することなく、１個の電磁変換器からは得られない狭い音場や広い音場を構築することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスピーカ装置を示す構成図であり、図において、電磁変換器１は後述する内部の振動板が振動することによって音を放射する部材である。
収納部２は複数の電磁変換器１を収納している。
【００１３】
図２はこの発明の実施の形態１によるスピーカ装置の電磁変換器１を示す平面図及び断面図である。また、図３はこの発明の実施の形態１によるスピーカ装置の電磁変換器１を示す斜視図である。
図において、フレキシブル基板１１は音声電気信号が印加されるボイスコイル１２がエッチングされている振動板であり、フレキシブル基板１１は音声電気信号がボイスコイル１２に印加されると、フレミングの左手の法則による力がシートマグネット１５ａとシートマグネット１５ｂの間にあるボイスコイル１２に作用することによって振動して音を発生する。
ボイスコイル１２はフレキシブル基板１１にエッチングされており、正の音声電気信号が信号入力端１３ａから印加され、負の音声電気信号が信号入力端１３ｂから印加される。
【００１４】
スペーサ１４ａはフレキシブル基板１１とシートマグネット１５ａ間の距離を一定に保つために、上部のケース１６ａを支持している支持部材である。
スペーサ１４ｂはフレキシブル基板１１とシートマグネット１５ｂ間の距離を一定に保つために、下部のケース１６ｂを支持している支持部材である。
【００１５】
シートマグネット１５ａはＳ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されているシート状の磁石である。なお、シートマグネット１５ａは第１のシートマグネットを構成している。
シートマグネット１５ｂはＳ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されているシート状の磁石である。なお、シートマグネット１５ｂは第２のシートマグネットを構成している。
フレキシブル基板１１、スペーサ１４ａ，１４ｂ及びシートマグネット１５ａ，１５ｂは、上部のケース１６ａと下部のケース１６ｂによって収納されている。
【００１６】
次に動作について説明する。
正の音声電気信号がボイスコイル１２の信号入力端１３ａから印加され、負の音声電気信号がボイスコイル１２の信号入力端１３ｂから印加されると、シートマグネット１５ａとシートマグネット１５ｂの間にあるボイスコイル１２には、フレミングの左手の法則による力が作用する。
これにより、ボイスコイル１２がエッチングされているフレキシブル基板１１が振動して音を発生する。
フレキシブル基板１１から発生した音は、シートマグネット１５ａ及びケース１６ａの穴から放射されるとともに、シートマグネット１５ｂ及びケース１６ｂの穴から放射される。
複数の電磁変換器１は、前面がオープンで、背面がクローズされた状態で収納部２に収納されているので、スピーカ装置から放射される音の方向は、図１に示す矢印の方向になる。
【００１７】
図１のスピーカ装置では、２５（＝５×５）個の電磁変換器１を配列しているが、２５個の電磁変換器１に印加される電気信号の重み因子を全て同じにする場合、スピーカ装置の指向特性は狭指向性になる。
ここで、図４はスピーカ装置の音響シミュレーションを示す説明図であり、図５は２５個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
図５（ａ）の例では、５個の電磁変換器１を５列配置しているが、２５個の電磁変換器１に印加される電気信号の重み因子は全て同じである。
即ち、２５個の電磁変換器１に印加される電気信号の向きは全て同じで（正相）、大きさが全て同じである（“１”）。
図５（ｂ）は、２５個の電磁変換器１に印加される電気信号の重み因子を全て同じにするために、２５個の電磁変換器１を直列に接続している様子を示している。
【００１８】
２５個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、図４の（例１）に示すような音響シミュレーション結果が得られ、電磁変換器１を単独で用いる場合よりも、縦方向と横方向の双方が狭い指向性を有することになる（図５（ｃ）を参照）。
【００１９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、複数の電磁変換器１を収納部２に少なくも１列以上配置するように構成したので、１個の電磁変換器１からは得られない狭い音場を構築することができるようになる。その結果、目的とする場所以外の周辺には音場が形成されなくなるため、騒音抑止効果を高めることができる効果を奏する。
【００２０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、複数の電磁変換器１を収納部２に少なくも１列以上配置して、１個の電磁変換器１からは得られない狭い音場を構築するものについて示したが、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有することができるようにするために、ベッセル関数を用いてＮ個（例えば、Ｎ＝２５）の電磁変換器１に印加される電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがってＮ個の電磁変換器１を配列するようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００２１】
ベッセル関数を用いてＮ個のコーン型スピーカに印加される音声電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがってＮ個のコーン型スピーカを配列すれば、スピーカ装置の音圧分布が放射状になることは知られている。ただし、コーン型スピーカは、上述したように、構造上、高音帯域の周波数特性にピークディップが生じるため、広音域指向性が悪化することがある。
したがって、ベッセル関数を用いてＮ個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがってＮ個の電磁変換器１を配列すれば、スピーカ装置の音圧分布が放射状になることは理解される。
【００２２】
例えば、ベッセル関数として、下記の式（１）の微分方程式を満足するｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を使用する。
ｄ2ｕ／ｄｐ2＋（１／ｐ）ｄｕ／ｄｐ＋（１−ｍ2／ｐ2）ｕ＝０
（１）
Ｊm（ｐ）＝（ｐ／２）mΣ（−ｐ2／４）k／［ｋ！（ｍ＋ｋ）！］
（２）
ただし、Σはｋ＝０〜∞までの総和を示す数学記号である。
【００２３】
なお、ベッセル関数Ｊm（ｐ）は、下記の式（３）を満足する性質があるので、ｍ番目の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子がＪm（ｐ）になる。
｜ΣＪm（ｐ）ｅｘｐ（ｊｍｘ）｜＝｜ｅｘｐ（ｊｐｓｉｎｘ）｜＝１
（３）
ただし、Σはｍ＝−∞〜∞までの総和を示す数学記号である。
無限個のスピーカからなるスピーカ装置の指向性パターンは、１個のスピーカと同じであり、パラメータｐを十分小さく選ぶと、有限個の電磁変換器１からなるスピーカ装置でも同じ事が近似的に成立する。
例えば、５個の電磁変換器１からなるスピーカ装置において、ｐ＝１．５を選ぶと、５個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は、ほぼ１：２：２：−２：１になる。
【００２４】
図６はこの発明の実施の形態２によるスピーカ装置の２５個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、２５個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図６（ａ）に示すようになる。
例えば、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ２の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋４”、配置がＣ４の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−４”、配置がＤ５の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−２”のように決定されている。
【００２５】
図６（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって２５個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
例えば、配置がＡ１，Ｅ１，Ａ５，Ｅ５の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ１，Ｃ１の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＤ１，Ａ２の電磁変換器１については、配置がＤ１の電磁変換器１の極性を反転し、配置がＡ２の電磁変換器１の極性を反転しないで、並列に接続することにより、Ｄ１の電磁変換器１が“−２”、Ａ２の電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ２の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＤ２の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図６（ｂ）の例では、その他も同様にして、１６個のブロックを形成し、１６個のブロックを直列に接続することにより、２５個の電磁変換器１を配列している。
【００２６】
２５個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、図４の（例３）に示すような音響シミュレーション結果が得られ、電磁変換器１を単独で用いる場合よりも、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有することになる（図６（ｃ）を参照）。
【００２７】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、ベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いてＮ個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがってＮ個の電磁変換器１を配列するように構成したので、電子回路や特別仕様のアンプを使用することなく、広い音場を構築することができる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、２５個の電磁変換器１を配列して、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有するスピーカ装置について示したが、図７に示すように、５個の電磁変換器１を配列して、縦方向の指向性が狭く、横方向の指向性が広いスピーカ装置を得るようにしてもよい。
【００２９】
図７はこの発明の実施の形態３によるスピーカ装置の５個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、５個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図７（ａ）に示すようになる。
図７（ａ）の例では、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＣ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＤ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−２”、配置がＥ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”のように決定されている。
【００３０】
図７（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって５個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
配置がＡ１，Ｅ１の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＢ１（Ｃ１）の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＤ１の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図７（ｂ）の例では、上記のようにして４個のブロックを形成し、４個のブロックを直列に接続することにより、５個の電磁変換器１を配列している。
【００３１】
５個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、図４の（例２）に示すような音響シミュレーション結果が得られ、電磁変換器１を単独で用いる場合よりも、横方向だけ広い指向性を有することになる（図７（ｃ）を参照）。
この実施の形態３によれば、横方向だけ広い指向性を有することができるため、縦方向の騒音を抑止しながら、広い音場を構築することができる効果を奏する。
【００３２】
実施の形態４．
上記実施の形態２では、２５個の電磁変換器１を配列して、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有するスピーカ装置について示したが、図８に示すように、３６個の電磁変換器１を配列して、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有するスピーカ装置を得るようにしてもよい。
【００３３】
図８はこの発明の実施の形態４によるスピーカ装置の３６個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ただし、図８（ａ）には、４９個の電磁変換器１の配置を示しているが、重み因子が“０”の電磁変換器１は実際に配置しないので（例えば、Ａ４，Ｄ１等の電磁変換器１は配置しない）、３６個の電磁変換器１を配置する。
【００３４】
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、４９個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図８（ａ）に示すようになる。
例えば、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ２の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋４”、配置がＣ４の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“０”、配置がＥ２の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−４”のように決定されている。
【００３５】
図８（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって３６個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
例えば、配置がＡ１，Ｇ１，Ａ７，Ｇ７の電磁変換器１については、配置がＧ１，Ａ７の電磁変換器１の極性を反転し、配置がＡ１，Ｇ７の電磁変換器１の極性を反転しないで、並列に接続することにより、Ｇ１，Ａ７の電磁変換器１が“−１”、Ａ１，Ｇ７の電磁変換器１が“＋１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ１，Ｃ１の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＥ１，Ｆ１の電磁変換器１については、配置がＥ１の電磁変換器１の極性を反転し、配置がＦ１の電磁変換器１の極性を反転しないで、並列に接続することにより、Ｅ１の電磁変換器１が“−２”、Ｆ１の電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ２の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＥ２の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図８（ｂ）の例では、その他も同様にして、２５個のブロックを形成し、２５個のブロックを直列に接続することにより、３６個の電磁変換器１を配列している。
【００３６】
３６個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、上記実施の形態２のスピーカ装置と同様に、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有することになる。
ただし、この実施の形態４のスピーカ装置は、上記実施の形態２のスピーカ装置よりも多くの電磁変換器１を搭載しているため、上記実施の形態２のスピーカ装置よりも大きい音圧を得ることができる。したがって、より広い音場を構築することができる効果を奏する。
【００３７】
実施の形態５．
上記実施の形態３では、５個の電磁変換器１を配列して、縦方向の指向性が狭く、横方向の指向性が広いスピーカ装置について示したが、図９に示すように、６個の電磁変換器１を配列して、縦方向の指向性が狭く、横方向の指向性が広いスピーカ装置を得るようにしてもよい。
【００３８】
図９はこの発明の実施の形態５によるスピーカ装置の６個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ただし、図９（ａ）には、７個の電磁変換器１の配置を示しているが、重み因子が“０”の電磁変換器１は実際に配置しないので（Ｄ１の電磁変換器１は配置しない）、６個の電磁変換器１を配置する。
【００３９】
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、７個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図９（ａ）に示すようになる。
図９（ａ）の例では、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＣ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＤ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“０”、配置がＥ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−２”、配置がＦ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＧ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−１”のように決定されている。
【００４０】
図９（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって６個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
配置がＡ１，Ｇ１の電磁変換器１については、配置がＡの電磁変換器１の極性を反転せず、配置がＧ１の電磁変換器１の極性を反転して、並列に接続することにより、Ａ１の電磁変換器１が“＋１”、Ｇ１の電磁変換器１が“−１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＢ１（Ｃ１、Ｆ１）の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＥ１の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図９（ｂ）の例では、上記のようにして５個のブロックを形成し、５個のブロックを直列に接続することにより、６個の電磁変換器１を配列している。
【００４１】
６個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、上記実施の形態３のスピーカ装置と同様に、横方向だけ広い指向性を有することになる。
この実施の形態５によれば、横方向だけ広い指向性を有することができるため、縦方向の騒音を抑止しながら、広い音場を構築することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態５のスピーカ装置は、上記実施の形態３のスピーカ装置よりも多くの電磁変換器１を搭載しているため、上記実施の形態３のスピーカ装置よりも大きい音圧を得ることができる。
【００４２】
実施の形態６．
上記実施の形態２では、２５個の電磁変換器１を配列して、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有するスピーカ装置について示したが、図１０に示すように、４９個の電磁変換器１を配列して、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有するスピーカ装置を得るようにしてもよい。
【００４３】
図１０はこの発明の実施の形態６によるスピーカ装置の４９個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ただし、図１０（ａ）には、８１個の電磁変換器１の配置を示しているが、重み因子が“０”の電磁変換器１は実際に配置しないので（例えば、Ａ４，Ｄ１等の電磁変換器１は配置しない）、４９個の電磁変換器１を配置する。
【００４４】
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、８１個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図１０（ａ）に示すようになる。
例えば、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ２の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋４”、配置がＣ４の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“０”、配置がＥ２の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−４”のように決定されている。
【００４５】
図１０（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって４９個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
例えば、配置がＡ１，Ｉ１，Ａ９，Ｉ９の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ１，Ｃ１の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＥ１，Ｇ１の電磁変換器１については、配置がＥ１の電磁変換器１の極性を反転し、配置がＧ１の電磁変換器１の極性を反転しないで、並列に接続することにより、Ｅ１の電磁変換器１が“−２”、Ｇ１の電磁変換器１が“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＢ２の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
例えば、配置がＥ２の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−４”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図１０（ｂ）の例では、その他も同様にして、３６個のブロックを形成し、３６個のブロックを直列に接続することにより、４９個の電磁変換器１を配列している。
【００４６】
４９個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、上記実施の形態２のスピーカ装置と同様に、縦方向と横方向の双方が広い指向性を有することになる。
ただし、この実施の形態６のスピーカ装置は、上記実施の形態２のスピーカ装置よりも多くの電磁変換器１を搭載しているため、上記実施の形態２のスピーカ装置よりも大きい音圧を得ることができる。したがって、より広い音場を構築することができる効果を奏する。
【００４７】
実施の形態７．
上記実施の形態３では、５個の電磁変換器１を配列して、縦方向の指向性が狭く、横方向の指向性が広いスピーカ装置について示したが、図１１に示すように、７個の電磁変換器１を配列して、縦方向の指向性が狭く、横方向の指向性が広いスピーカ装置を得るようにしてもよい。
【００４８】
図１１はこの発明の実施の形態７によるスピーカ装置の７個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
ただし、図１１（ａ）には、９個の電磁変換器１の配置を示しているが、重み因子が“０”の電磁変換器１は実際に配置しないので（Ｄ１，Ｆ１の電磁変換器１は配置しない）、７個の電磁変換器１を配置する。
【００４９】
ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、９個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定すると、図１１（ａ）に示すようになる。
図１１（ａ）の例では、配置がＡ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”、配置がＢ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＣ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＤ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“０”、配置がＥ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−２”、配置がＦ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“０”、配置がＧ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋２”、配置がＨ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“−２”、配置がＩ１の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子は“＋１”のように決定されている。
【００５０】
図１１（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって７個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
配置がＡ１，Ｉ１の電磁変換器１については、極性を反転しないで並列に接続することにより、各電磁変換器１が“＋１”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＢ１（Ｃ１、Ｇ１）の電磁変換器１については、極性を反転せずに接続することにより、“＋２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
配置がＥ１（Ｈ１）の電磁変換器１については、極性を反転して接続することにより、“−２”の駆動力を実現するブロックを形成している。
図１１（ｂ）の例では、上記のようにして６個のブロックを形成し、６個のブロックを直列に接続することにより、７個の電磁変換器１を配列している。
【００５１】
７個の電磁変換器１が上記のように配列されているスピーカ装置の音響シミュレーションを実施すると、上記実施の形態３のスピーカ装置と同様に、横方向だけ広い指向性を有することになる。
この実施の形態７によれば、横方向だけ広い指向性を有することができるため、縦方向の騒音を抑止しながら、広い音場を構築することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態７のスピーカ装置は、上記実施の形態３のスピーカ装置よりも多くの電磁変換器１を搭載しているため、上記実施の形態３のスピーカ装置よりも大きい音圧を得ることができる。
【００５２】
実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８によるスピーカ装置の５個の電磁変換器１の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
この実施の形態８は、縦方向の指向性は常に狭くして、必要に応じて横方向の指向性を変更できるようにするものである。
図１２（ａ）の下側は、横方向の指向性を狭くするために、５個の電磁変換器１に印加される電気信号の重み因子を全て同じ（＋１）にしている例を示している。
一方、図１２（ａ）の上側は、横方向の指向性を広くするために、上記実施の形態３と同様に、ｍ次のベッセル関数Ｊm（ｐ）を用いて、５個の電磁変換器１に印加される音声電気信号の重み因子を決定している例を示している。
【００５３】
図１２（ｂ）は、上記の重み因子にしたがって５個の電磁変換器１を配列している様子を示している。
１つの回路で、横方向の指向性を狭くする場合と、横方向の指向性を広くする場合を実現するために、４つのスイッチ（切替器）２１，２２，２３，２４を実装している。
４つのスイッチ２１，２２，２３，２４をＮ側に切り替えると、５個の電磁変換器１がＡ１→Ｅ１→Ｂ１→Ｃ１→Ｄ１の順に直列に接続される。
【００５４】
４つのスイッチ２１，２２，２３，２４をＷ側に切り替えると、配置がＡ１，Ｅ１の電磁変換器１が並列に接続されて、各電磁変換器１の駆動力が“＋１”のブロックが形成される。
そして、Ａ１，Ｅ１の電磁変換器１からなるブロックと直列に、駆動力が“＋２”の電磁変換器１がＢ１→Ｃ１→Ｄ１（Ｄ１の電磁変換器１の極性は反転されている）の順に接続される。
【００５５】
これにより、４つのスイッチ２１，２２，２３，２４をＷ側に切り替えれば、横方向の指向性を広くすることができ、４つのスイッチ２１，２２，２３，２４をＮ側に切り替えれば、横方向の指向性を狭くすることができる。
したがって、この実施の形態８によれば、スピーカ装置の指向性を用途に応じて変更することができるため、スピーカ装置の利用価値を高めることができる効果を奏する。
【００５６】
実施の形態９．
上記実施の形態１〜８では、複数の電磁変換器１を収納部２に少なくも１列以上配置するものについて示したが、図１３に示すように、複数のボイスコイル３２を電磁変換器１のフレキシブル基板３１に少なくも１列以上形成するようにしてもよい。
【００５７】
図１３はこの発明の実施の形態９によるスピーカ装置の電磁変換器１を示す斜視図である。
図において、フレキシブル基板３１は音声電気信号が印加される複数のボイスコイル３２がエッチングされている振動板であり、フレキシブル基板３１は音声電気信号が複数のボイスコイル３２に印加されると、フレミングの左手の法則による力がシートマグネット３５ａとシートマグネット３５ｂの間にある複数のボイスコイル３２に作用することによって振動して音を発生する。
ボイスコイル３２はフレキシブル基板３１にエッチングされており、正・負の音声電気信号が信号入力端から印加される。
【００５８】
スペーサ３４ａはフレキシブル基板３１とシートマグネット３５ａ間の距離を一定に保つために、上部のケース３６ａを支持している支持部材である。
スペーサ３４ｂはフレキシブル基板３１とシートマグネット３５ｂ間の距離を一定に保つために、下部のケース３６ｂを支持している支持部材である。
【００５９】
シートマグネット３５ａはＳ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されているシート状の磁石である。なお、シートマグネット３５ａは第１のシートマグネットを構成している。
シートマグネット３５ｂはＳ極とＮ極がストライプ状に交互に着磁されているシート状の磁石である。なお、シートマグネット３５ｂは第２のシートマグネットを構成している。
フレキシブル基板３１、スペーサ３４ａ，３４ｂ及びシートマグネット３５ａ，３５ｂは、上部のケース３６ａと下部のケース３６ｂによって収納されている。
【００６０】
図１４はこの発明の実施の形態９によるスピーカ装置のフレキシブル基板３１を示すパターン図である。
特に、図１４（ａ）は４個のボイスコイル３２がフレキシブル基板３１にエッチングされている場合のパターン図であり、図１４（ｂ）は１２個のボイスコイル３２がフレキシブル基板３１にエッチングされている場合のパターン図である。
図において、３３ａ〜３３ｈは音声電気信号が印加される信号入力端である。
【００６１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１〜８では、複数の電磁変換器１を収納部２に少なくも１列以上配置するようにしているが、この実施の形態９では、図１３に示すように、複数のボイスコイル３２を電磁変換器１のフレキシブル基板３１に少なくも１列以上形成して、複数のボイスコイル３２を接続するようにしている。
【００６２】
ここで、複数のボイスコイル３２の接続方法であるが、上記実施の形態１〜８における電磁変換器１の配列（接続）方法と同様に考えればよい。
即ち、スピーカ装置の指向性を狭くする場合には、上記実施の形態１における電磁変換器１の配列形態と同様に、複数のボイスコイル３２を直列に接続すればよい（図５の電磁変換器１をボイスコイル３２に置き換えて考えればよい）。
なお、複数のボイスコイル３２の接続は、信号入力端３３ａ〜３３ｈ間をフレキシブル基板３１の外部で接続すればよい。
【００６３】
一方、スピーカ装置の指向性を広くする場合には、上記実施の形態２〜７における電磁変換器１の配列形態と同様に、ベッセル関数を用いて複数のボイスコイル３２に印加される電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがって複数のボイスコイル３２を接続すればよい（図６〜図１１の電磁変換器１をボイスコイル３２に置き換えて考えればよい）。
なお、図１２に示すように、フレキシブル基板３１の外部にスイッチを設ければ、複数のボイスコイル３２の接続を切り替えることができるため、必要に応じてスピーカ装置の指向性を切り替えることができる。
【００６４】
以上で明らかなように、この実施の形態９によれば、複数のボイスコイル３２を電磁変換器１のフレキシブル基板３１に少なくも１列以上形成して、複数のボイスコイル３２を接続するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、１個の電磁変換器１からは得られない狭い音場を構築することができるようになる。その結果、目的とする場所以外の周辺には音場が形成されなくなるため、騒音抑止効果を高めることができる効果を奏する。
【００６５】
また、この実施の形態９によれば、ベッセル関数を用いて複数のボイスコイル３２に印加される電気信号の重み因子を決定し、その重み因子にしたがって複数のボイスコイル３２を接続するように構成したので、上記実施の形態２〜７と同様に、電子回路や特別仕様のアンプを使用することなく、広い音場を構築することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の実施の形態１によるスピーカ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるスピーカ装置の電磁変換器を示す平面図及び断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるスピーカ装置の電磁変換器を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるスピーカ装置の音響シミュレーションを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるスピーカ装置の２５個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるスピーカ装置の２５個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるスピーカ装置の５個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるスピーカ装置の３６個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態５によるスピーカ装置の６個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態６によるスピーカ装置の４９個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態７によるスピーカ装置の７個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態８によるスピーカ装置の５個の電磁変換器の配置、接続及び指向特性を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態９によるスピーカ装置の電磁変換器を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態９によるスピーカ装置のフレキシブル基板を示すパターン図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  電磁変換器、２  収納部、１１  フレキシブル基板（振動板）、１２  ボイスコイル、１３ａ，１３ｂ  信号入力端、１４ａ，１４ｂ  スペーサ、１５ａ  シートマグネット（第１のシートマグネット）、１５ｂ  シートマグネット（第２のシートマグネット）、１６ａ，１６ｂ  ケース、２１，２２，２３，２４  スイッチ（切替器）、３１  フレキシブル基板（振動板）、３２  ボイスコイル、３３ａ〜３３ｈ  信号入力端、３４ａ，３４ｂ  スペーサ、３５ａ  シートマグネット（第１のシートマグネット）、３５ｂ  シートマグネット（第２のシートマグネット）、３６ａ，３６ｂ  ケース。
【図１】
2008072482.tif 000003
【図２】
2008072482.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008072482.tif 000008
【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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