(57)【要約】【課題】スピーカ上にマイクロフォンを備えたスピーカ装置において、振動源であるスピーカからマイクロフォンへの振動の伝搬を幅広い周波数帯域において抑制することができるスピーカ装置を提供する。【解決手段】単一のスピーカ１５と、スピーカ１５の背後を密閉するスピーカボックス２０と、スピーカ１５の音声出力方向Ａ１の前方に配置された指向性マイクロフォン４０と、スピーカ１５から指向性マイクロフォン４０に至る振動の伝達する経路に設けられた振動を減衰させる複数の異なるフィルタ部材５０，５１，６０とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のスピーカと、
前記スピーカの背後を密閉するスピーカボックスと、
前記スピーカの音声出力方向の前方に配置された指向性マイクロフォンと、
前記スピーカから前記指向性マイクロフォンに至る振動の伝達する経路に設けられた振動を減衰させる複数の異なるフィルタ部材と
を有するスピーカ装置。
【請求項２】
前記フィルタ部材は、異なる固有振動数を有する
請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記スピーカおよび前記指向性マイクロフォンを駆動する回路を有するプリント配線板と、
前記スピーカボックス上に設けられ、前記プリント配線板を保持する保持部材とをさらに有し、
前記フィルタ部材は、前記プリント配線板を前記保持部材に対して支持する第１のフィルタ部材と、
前記プリント配線板上で前記指向性マイクロフォンを支持する第２のフィルタ部材とを有する
請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記指向性マイクロフォンは、筒状の形態を有し、
前記第２のフィルタ部材は、前記指向性マイクロフォンの両端部を支持している
請求項３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
単一のスピーカと、
前記スピーカの背後を密閉するスピーカボックスと、
前記スピーカの音声出力方向の前方であって、前記スピーカボックス上に設けられた指向性マイクロフォンと、
前記指向性マイクロフォンが設けられた前記スピーカボックスの壁板と、この壁板に対向する壁板との間の相対移動を部分的に拘束する拘束手段と
を有するスピーカ装置。
【請求項６】
前記スピーカおよび前記指向性マイクロフォンを駆動する回路を有するプリント配線板と、
前記スピーカボックス上に設けられ、前記プリント配線板を保持する保持部材とをさらに有し、
前記保持部材は、前記スピーカボックスの壁板の前記拘束手段によって拘束された位置またはこの位置近傍と連結部材によって連結されている
請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記拘束手段は、前記スピーカボックスの対向する各壁板に形成された雌ねじ部と、
前記雌ねじ部に螺合する結合部材と
を有する請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記スピーカボックスは、樹脂製であり、
前記結合部材は、金属製である
請求項７に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記保持部材は、前記結合部材が螺合する雌ねじ部を有し、
前記結合部材は、前記壁板間と、前記壁板と前記保持部材との間との相対移動を部分的に拘束する
請求項７に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
会議における出席者の声をマイクロフォンで受信し、単一のスピーカと反射板を用いて広い範囲に音声を拡散させる技術が開示されている（特許文献１参照）。
上記の技術では、スピーカ上にマイクロフォンが配置される。また、スピーカは、背面側がスピーカボックスによって密閉されている。このスピーカボックス上にマイクロフォンが配置される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−８７８８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の技術では、振動源であるスピーカ（スピーカボックス）上にマイクロフォンが配置されるため、マイクロフォンへの振動の伝搬を抑制する必要がある。このため、特許文献１では、スピーカとマイクロフォンとの間に遮蔽板を設けたり、クッション材を設けるなどの振動対策を施している。
しかしながら、スピーカの背圧によるスピーカボックスの所謂箱鳴りとよばれる振動が存在するため、上記のような振動対策を施したとしても、マイクロフォンへの振動の伝搬を十分に抑制することが困難であった。
また、クッション材を設けるなどの振動対策を施したとしても、特定の周波数帯域の振動の減衰には効果があるが、広い帯域にわたって振動を減衰させることが難しい。
【０００５】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スピーカ上にマイクロフォンを備えたスピーカ装置において、振動源であるスピーカからマイクロフォンへの振動の伝搬を幅広い周波数帯域において抑制することができるスピーカ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係るスピーカ装置は、単一のスピーカと、前記スピーカの背後を密閉するスピーカボックスと、前記スピーカの音声出力方向の前方に配置された指向性マイクロフォンと、前記スピーカから前記指向性マイクロフォンに至る振動の伝達する経路に設けられた振動を減衰させる複数の異なるフィルタ部材とを有する。
【０００７】
本発明の第２の観点に係るスピーカ装置は、単一のスピーカと、前記スピーカの背後を密閉するスピーカボックスと、前記スピーカの音声出力方向の前方であって、前記スピーカボックス上に設けられた指向性マイクロフォンと、前記指向性マイクロフォンが設けられた前記スピーカボックスの壁板と、この壁板に対向する壁板との間の相対移動を部分的に拘束する拘束手段とを有する。
【０００８】
本発明の第１の観点に係るスピーカ装置では、スピーカからの振動は、スピーカから指向性マイクロフォンへの振動伝達経路に設けられた複数の異なるフィルタ部材によって減衰する。異なるフィルタ部材であるので、異なる帯域の振動が減衰される。
【０００９】
本発明の第２の観点に係るスピーカ装置では、スピーカボックスの対向する壁板間の相対移動が拘束手段によって部分的に拘束される。スピーカボックス内で音圧が変動すると、拘束手段によって拘束された部分は、移動が拘束されており、拘束されていない場合よりも節が増加する。拘束手段により拘束された壁板の拘束位置またはその近傍は、振動が大幅に抑えられる。また、節の増加により、振動の周波数が上昇し、振幅が抑えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
なお、本実施形態に係るスピーカ装置１は、たとえば、テレビ会議のような遠隔会議で使用されるマイクロフォンとスピーカとが一体となった装置であり、たとえば、会議室内の出席者の声をマイクロフォンで受信し、相手方からの音声をスピーカで拡声する装置である。
図１に示すように、本実施形態に係るスピーカ装置１は、カバー部材２と、保持部材３と、スピーカ１５と、スピーカボックス２０とを有する。
保持部材３およびスピーカボックス２０は、たとえば、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）等の樹脂で形成されている。
カバー部材２は、保持部材３上に設けられ、保持部材３の上面側を被覆している。このカバー部材２は、樹脂繊維等の音を透過する材料で形成されており、保持部材３上に保持される後述するプリント配線板やマイクロフォンを保護する。保持部材３は、スピーカボックス２０上に立設された複数の支持部材１０を介してスピーカボックス２０上に支持されている。
【００１１】
図２は、保持部材３に上に設けられたカバー部材２を取り外した状態の保持部材３の平面図である。
また、図３は本実施形態に係るスピーカ装置の内部構造を示す断面図である。図２に示すように、保持部材３は外形が円形を有しており、この円形内にプリント配線板３０が保持されている。
【００１２】
プリント配線板３０は円盤状を有しており、このプリント配線板３０上に複数の指向性マイクロフォン４０が設けられている。
プリント配線板３０上には、指向性マイクロフォン４０以外に図示しない各種の電子部品が搭載されている。プリント配線板３０に搭載された電子部品により、たとえば、エコーキャンセラ回路や、指向性マイクロフォン４０や後述するスピーカを駆動する回路等、スピーカ装置１の電気的な動作に必要な回路が構成される。
【００１３】
複数の指向性マイクロフォン４０は、円筒状を有しており、プリント配線板３０の中心部から放射状、すなわち、中心部から半径方向に向かって配置されており、また、周方向に等間隔に配置されている。
指向性マイクロフォン４０は、プリント配線板３０の中心部から半径方向に向かってそれぞれ指向性を有している。
指向性マイクロフォン４０の両端部は、フィルタ部材６０によりプリント配線板３０上に支持されている。なお、フィルタ部材６０は本発明の第２のフィルタ部材の一実施態様である。
フィルタ部材６０は、たとえば、ゴムや樹脂を所定形状に成形することにより得られる。
フィルタ部材６０は、プリント配線板３０側から伝搬する振動を減衰させる。
【００１４】
指向性マイクロフォン４０の後端部には、配線が接続されており、この配線がプリント配線板３０にコネクタＣＮを介して接続されている。これにより、指向性マイクロフォン４０の検出した音声信号がプリント配線板３０上に形成された電気回路に入力される。
【００１５】
図３に示すように、プリント配線板３０は、保持部材３の上面側に保持されている。
具体的には、図７に示すように、保持部材３の上面側には、軸部３ｔが突出して一体形成されており、この軸部３ｔにリング状のフィルタ部材５１が挿入されている。プリント配線板３０には、貫通孔３０ｈが形成され、この貫通孔３０ｈに軸部３ｔが挿入されている。プリント配線板３０は、フィルタ部材５１上に設けられている。さらに、環状のフィルタ部材５０は、軸部３ｔの外周に設けられ、プリント配線板３０上に配置されている。
【００１６】
軸部３ｔの中心部には、ねじ孔が形成され、環状の押え板５７を介してボルト５６がこのねじ孔にねじ込まれている。これにより、押え板５７は、フィルタ部材５０の上面を押さえ付けており、プリント配線板３０は、フィルタ部材５０とフィルタ部材５１との間に挟まれた状態となっている。すなわち、プリント配線板３０は、フィルタ部材５０とフィルタ部材５１とによって支持されている。
なお、フィルタ部材５０，５１は本発明の第１のフィルタ部材の一実施態様である。
フィルタ部材５０，５１は、ゴムや樹脂等の材料で形成されており、同様の形状を有する。また、フィルタ部材５０，５１は、フィルタ部材６０とは異なる固有振動数を有する。
【００１７】
スピーカボックス２０は、上側壁板２１と、下側壁板２２とで構成されている。
上側壁板２１と下側壁板２２は、円形の外形を有している。上側壁板２１の中央部に、単一のスピーカ１５が固定されている。
スピーカ１５には、たとえば、コーンスピーカが用いられる。スピーカ１５は、矢印で示す音声出力方向Ａ１の向きに沿って、図示しない振動板が振動することにより、音声出力方向Ａ１に向けて出力する。
【００１８】
スピーカボックス２０は、スピーカ１５の背後を密閉している。上側壁板２１と下側壁板２２との間には、シール部材８０が設けれ、スピーカボックス２０内は密閉空間となっている。
【００１９】
上側壁板２１の下面側には、下側壁板２２に向かって延びる支持部２１ｔが一体に形成されている。
下側壁板２２の上面側には、上側壁板２１側に向かって突き出した突出部２２ａが形成されている。
この支持部２１ｔの下端面は、突出部２２ａの上端面に当接している。
支持部２１ｔの中心部には、貫通孔２１ｐが形成されており、この貫通孔２１ｐの上端側には、雌ねじ部２１ｈが形成されている。
また、突出部２２ａにも雌ねじ部２２ｈが形成されている。
【００２０】
支持部２１ｔの貫通孔２１ｐには、突出部２２ａ側から結合ボルト１１が挿入されており、この結合ボルト１１は、上側壁板２１に形成された雌ねじ部２１ｈと下側壁板２２に形成された雌ねじ部２２ｈの双方に螺合している。
結合ボルト１１は、スチール等の金属性の材料で形成されており、スピーカボックス２０や保持部材３を形成する樹脂材料よりも十分に剛性が高い。
なお、結合ボルト１１は、本発明の結合部材の一実施態様である。また、結合ボルト１１と雌ねじ部２１ｈ，２２ｈとは、スピーカボックス２０の対向する壁板２１，２２との間の相対移動を部分的に拘束する本発明の拘束手段を構成している。
【００２１】
結合ボルト１１は、雌ねじ部２１ｈを貫通して保護部材３に形成された雌ねじ部３ｈに螺合している。これにより、上側壁板２１の雌ねじ部２１ｈと、下側壁板２２ｈと、保護部材３の雌ねじ部３ｈとは相対位置が拘束される。
保護部材３の下側面と上側壁板２１との間には、複数の支持部材１０が設けられている。支持部材１０は、内部に貫通孔１０ｈが形成されており、この貫通孔１０ｈに結合ボルト１１が挿入されている。
【００２２】
次に、図４を参照して、保持部材３側の反射面３ｆとスピーカボックス側の反射面２１ｆの構成および作用について説明する。
【００２３】
反射面３ｆと反射面２１ｆとは、スピーカ１５からの音声を反射することにより、スピーカ１５の音声の出力方向Ａ１とは略直交する向きにスピーカ１５を中心として放射状に音声を拡散させる。
【００２４】
図４に示すように、反射面３ｆはスピーカ１５側に向かって滑らかに突出する曲面で構成されている。反射面３ｆは、たとえば、スピーカ１５の中心軸Ｃｔを回転軸として双曲線を回転させたときに形成される回転曲面で実質的に構成されている。
同様に、反射面２１ｆも、スピーカ１５の中心軸Ｃｔを回転軸にもつ回転曲面で実質的に構成されている。
【００２５】
スピーカ１５の中心軸Ｃｔからの半径をＲ１，Ｒ２，Ｒ３とし、半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３での反射面３ｆと反射面２１ｆとの距離をＬ１，Ｌ２，Ｌ３とする。図４からわかるように、スピーカ１５の中心軸Ｃｔから離れるにしたがって、反射面３ｆと反射面２１ｆとの距離が連続的に増加している。
【００２６】
たとえば、反射面３ｆと反射面２１ｆとの距離が一定であるとすると、この一定距離に応じた共振周波数で共振が発生する。
共振が発生すると、非常に聞き取りにくい音となってしまい、会議の出席者の発した声を忠実に再現することができない。
【００２７】
一方、本実施形態によれば、反射面３ｆと反射面２１ｆとの距離がスピーカ１５の中心軸Ｃｔから離れるにしたがって連続的に増加することにより、スピーカ１５から出力された音声が特定の周波数で共振することがない。
このため、会議の出席者の発した声を忠実に再現することが可能となる。
また、本実施形態によれば、スピーカ１５から出力された音声は、共振することなくスピーカ１５の音声出力方向Ａ１とは異なる向きに、スピーカ１５の中心軸Ｃｔを中心に中心軸Ｃｔに略直交する向きに全方位（３６０°の放射状）に拡散される。特に、単一のスピーカ１５を用いているので、中心軸Ｃｔの回りで音声が干渉を起こすことがなく、均等に音声が拡散される。
さらに、反射面３ｆと反射面２１ｆとの間で共振しないため、音声をより効率良く遠くまで拡散させることが可能となる。
【００２８】
次に、結合ボルト１１の作用、効果について説明する。
図６は結合ボルト１１が存在しない場合のスピーカボックスの振動の一例を示す模式図であり、（ａ）はスピーカボックス内の音圧が低い場合であり、（ａ）は高い場合である。
図６に示すように、スピーカボックス内の音圧が変動すると、上側壁板２１と下側壁板２２とは逆向きに振動する。
このとき、上側壁板２１に対する支持部材１０の接続位置をＣｐとすると、接続位置Ｃｐは、スピーカボックス内の音圧変動によって振動することになる。
【００２９】
図５は本実施形態に係るスピーカボックス２０の振動の一例を示す模式図である。
図５に示すように、上側壁板２１と下側壁板２２とは結合ボルト１１によって結合されている。
スピーカボックス２０内の音圧が変動すると、上側壁板２１と下側壁板２２とは逆向きに振動するが、接続位置Ｃｐは結合ボルト１１によって拘束されているため振動しない。
【００３０】
本実施形態では、接続位置Ｃｐは結合ボルト１１によって拘束されて殆ど振動しないので、この位置で結合ボルト１１および支持部材１０によって接続された保持部材３へは振動が伝搬しにくくなる。すなわち、マイクロフォン４０を搭載した保持部材３にスピーカボックス２０から直接伝わる振動が抑制される。
【００３１】
また、結合ボルト１１によって拘束された位置は、振動の新たな節となる。すなわち、新たな節ができることにより、スピーカボックス２０の振動周波数も上昇する。
この振動の周波数の変化を積極的に利用することにより、スピーカボックス２０の振動を、マイクロフォン４０に実質的に影響しない振動周波数に変化させることも可能となる。
また、スピーカボックス２０の振動周波数を上記したフィルタ部材５０，５１、６０等によって減衰させやすい周波数に変化させることにより、フィルタ部材５０，５１，６０による振動抑制を効率的に行うことができる。
【００３２】
次に、図７を参照して、フィルター部材５０，５１，６０の作用、効果について説明する。
振動源であるスピーカ１５やスピーカボックス２０からの振動は、図７に示すように、たとえば、保持部材３の反射面３ｆからフィルタ部材５０，５１を通じてプリント配線板３０に伝搬する。また、プリント配線板３０に伝搬した振動は、フィルタ部材６０やコネクタＣＮとマイクロフォン４０を接続する配線等を通じて伝搬する。
【００３３】
ここで、フィルタ部材５０，５１は、プリント配線板３０および複数のマイクロフォン４０等に比較的重い重量を支える。このため、フィルタ部材５０，５１は、比較的低い周波数の振動を減衰させる効果がある。しかし、比較的高い周波数の振動まで同時に減衰させるのは難しい。
このため、マイクロフォン４０とプリント配線板３０との間に設けたフィルタ部材６０により、比較的高い周波数の振動を減衰させる。フィルタ部材６０の支持する重量は、比較的小さく、比較的高い周波数の振動を比較的容易に減衰させることができる。
【００３４】
このように、反射面３ｆと２１ｆとでスピーカ１５からの音声を反射、拡声させたときに、共振を積極的に発生させないため、非常に幅の広い周波数帯域の振動がスピーカ１５からマイクロフォン４０に伝搬しようとする。
本実施形態によれば、この幅の広い周波数帯域の振動に対して、異なる固有振動数のフィルタ部材を組み合わせることで、広い帯域で振動を減衰することが可能となる。
【００３５】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、本発明の拘束手段として結合ボルト１１を用いた場合について説明したが、上側壁板２１と下側壁板２２との間を連結できる手段であれば、結合ボルト１１以外も使用可能である。
また、保持部材２３とスピーカボックス２０の上側壁板との接続位置を、結合ボルト１１で拘束された位置上としたが、この位置近傍において保持部材２３とスピーカボックス２０の上側壁板とを結合ボルト１１とは異なる連結部材によって連結する構成としてもよい。
また、本発明の第１および第２のフィルタ部材として、フィルタ部材５０，５１，６０を例に挙げて説明したが、此れ等以外のフィルタ部材を使うことも可能であるし、数や使用場所も適宜変更できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、振動源であるスピーカからマイクロフォンへの振動の伝搬を幅広い周波数帯域において抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の外観を示す斜視図である。
【図２】保持部材に保持されたプリント配線板の構造を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】保持部材側の反射面とスピーカボックス側の反射面との位置関係を説明するための図である。
【図５】スピーカボックスの振動の一例を示す模式図である。
【図６】結合ボルトが存在しない場合のスピーカボックスの振動の一例を示す模式図である。
【図７】フィルタ部材の作用を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…スピーカ装置、２…カバー部材、３…保持部材、３ｆ…反射面、３ｈ…雌ねじ部、１０…支持部材、１１…結合ボルト、１５…スピーカ、２０…スピーカボックス、２１…上側壁板、２１ｆ…反射面、２１ｈ…雌ねじ部、２２…下側壁板、２２ｈ…雌ねじ部、３０…プリント配線板、４０…マイクロフォン、５０，５１…フィルタ部材、６０…フィルタ部材、８０…シール部材、ＣＮ…コネクタ。
【図１】
2004343256.tif 000003
【図２】
2004343256.tif 000004
【図３】
2004343256.tif 000005
【図４】
2004343256.tif 000006
【図５】
2004343256.tif 000007
【図６】
2004343256.tif 000008
【図７】
2004343256.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月22日(2003.5.22)
【手続補正１】
【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】
2004343256.tif 000010
【図２】
2004343256.tif 000011
【図３】
2004343256.tif 000012
【図４】
2004343256.tif 000013
【図５】
2004343256.tif 000014
【図６】
2004343256.tif 000015
【図７】
2004343256.tif 000016