(57)【要約】【課題】視覚上および聴覚上の存在感が小さく、回路規模が小さく、消費電力が少ないスピーカ装置を提供する。【解決手段】正方形の枠の各辺を構成する中空部材１ａ〜１ｄのそれぞれに１辺当たり８個のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３２が取り付けられている。中空部材１ａ〜１ｄの断面は、枠の開口に向かって幅が徐々に狭くなる台形状とされ、台形の上辺に形成された開口に各スピーカユニットが取り付けられている。すなわち、その放射方向が対向する辺に向くように、各辺のスピーカユニットが並べて設けられている。各中空部材に取り付けられたスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１の前面を覆うように、装飾布２が取り付けられている。【選択図】図１
2007104459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ矩形の枠の各辺を構成する中空部材に、複数のスピーカユニットを並べて設けたスピーカ装置。
【請求項２】
ほぼ矩形の枠の各辺を構成する中空部材に、その放射方向が対向する辺を向くように、上記複数のスピーカユニットを並べて設けたスピーカ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記枠の各辺を構成する中空部材に設けられた上記複数のスピーカユニットの放射音の主たる成分が上記複数のスピーカユニットの配列方向とほぼ一致する方向に放射されるように、指向性を制御する信号処理部が上記複数のスピーカユニットに接続されたスピーカ装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記信号処理部は、上記複数のスピーカユニットに供給される駆動信号の遅延時間を制御するスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のスピーカユニットを直線状に配列したスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカは、箱型のキャビネットに１または複数のスピーカユニットを設置した形状を有し、２チャンネル再生の場合は、左右に離して一対の箱型スピーカを設置している。かかるスピーカ装置では、スピーカケーブルを部屋内に引き回す必要があり、また、スピーカの設置スペースが比較的大きくなる問題があった。さらに、視覚上、および聴感上、スピーカの存在感が大きい問題があった。
【０００３】
ラジオ受信機、ＣＤ再生装置等の再生装置と一体に一対のスピーカを設けた装置では、スピーカの存在感が小さいが、左右のスピーカの距離が近いために、ステレオの音場が狭く小さいものになってしまう。
【０００４】
図９は、下記の特許文献１に記載されているような、多数のスピーカユニットＳＰ０，ＳＰ２，ＳＰ３，・・・・，ＳＰｎを２次元状に配列したスピーカパネルを示している。特許文献１では、各スピーカユニットを個別のキャビネットに収納し、スピーカパネルをプロジェクタのスクリーンを背後に設置している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９３８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているようなスピーカユニットを２次元状に配列し、全体としてパネル状のスピーカ装置は、薄型のパネルの形状であるため、ボックス型スピーカと比較してスピーカの存在感を比較的小さくすることができる。しかしながら、パネルの裏側では再生音を聴くことができず、従来のボックス型スピーカと同様に、聴取者の前方に設置する必要があり、設置場所が限定され、視覚上の存在感をなくすことができない問題があった。また、スピーカユニットの個数が増大し、アンプ、信号処理部等の回路構成の規模の増大、消費電力の増大の問題があった。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、スピーカ装置の存在を視覚上および聴覚上で小さくすることができ、スピーカユニット数が増加することによる問題が比較的少ないスピーカ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、この発明は、ほぼ矩形の枠の各辺を構成する中空部材に、複数のスピーカユニットを並べて設けたスピーカ装置である。
【０００９】
この発明は、ほぼ矩形の枠の各辺を構成する中空部材に、その放射方向が対向する辺を向くように、複数のスピーカユニットを並べて設けたスピーカ装置である。
【００１０】
好ましくは、この発明では、枠の各辺を構成する中空部材に設けられた複数のスピーカユニットの放射音の主たる成分が複数のスピーカユニットの配列方向とほぼ一致する方向に放射されるように、指向性を制御する信号処理部が複数のスピーカユニットに接続される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、枠形の一つのキャビネットの構成を有するので、ボックス型のスピーカと比較して視覚的に存在感を小さくできる。また、指向性制御によって、枠形の前方および背後、並びに上方および下方において、再生音を聴くことが可能となる。このように再生音場を上下左右に拡げることができるので、聴覚的にもスピーカの存在感を小さくできる。さらに、枠の開口部分には、スピーカユニットが設けられないので、ユニット数を少なくでき、回路規模を小さくでき、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、一実施の形態によるスピーカ装置の全体の斜視図と一部断面図である。図２は、一実施の形態によるスピーカ装置の全体を示し、内部のスピーカユニットを表現した斜視図である。図３は、一実施の形態によるスピーカ装置の正面図、一部断面平面図および側面図である。
【００１３】
一実施の形態では、ほぼ矩形の枠例えば１辺が７０cmの正方形の枠の各辺を構成する中空部材１ａ，１ｂ，１ｃおよび１ｄのそれぞれに複数例えば１辺当たり８個の口径が数cmのスピーカユニットが取り付けられている。中空部材１ａに設けられているスピーカユニットをＳＰ０〜ＳＰ７と表し、中空部材１ｂに設けられているスピーカユニットをＳＰ８〜ＳＰ１５と表し、中空部材１ｃに設けられているスピーカユニットをＳＰ１６〜ＳＰ２３と表し、中空部材１ｄに設けられているスピーカユニットをＳＰ２４〜ＳＰ３１と表す。これらのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１は、同一の特性のものである。但し、所望の再生特性を得るために、設置される位置等に応じてスピーカユニットの特性を異ならせても良い。
【００１４】
図１Ｂは、図１Ａの一点鎖線で示す位置で中空部材１ａを水平に切断した場合の断面を示す。図１Ｂおよび図３に示すように、中空部材１ａ〜１ｄの断面は、枠の開口に向かって幅が徐々に狭くなる台形状とされ、台形の上辺に形成された開口に各スピーカユニットが取り付けられている。すなわち、その放射方向が対向する辺に向くように、各辺のスピーカユニットが並べて取り付けられている。
【００１５】
中空部材１ａ〜１ｄは、内部が仕切られず、辺同士の端面が閉塞され、各辺に対応する中空部材がモジュールとされ、モジュール同士を接続することでスピーカ装置が組み立てられる。但し、端面に取り付け用の穴等が設けられていても良く、また、適当な数のスピーカユニット毎に隔壁を設けても良い。中空部材１ａ〜１ｄは、合成樹脂成形、木材加工品等で作製されている。
【００１６】
図１および図２では省略されているが、各中空部材に取り付けられたスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１の前面を覆うように、装飾布２が取り付けられている。装飾布２は、好ましくは、中空部材１ａ〜１ｄの表面と視覚的に区別できない程度に、色および質感が選定される。
【００１７】
なお、使用するスピーカユニットの種類、個数等は、一実施の形態に限定されるものではない。スピーカユニットとしては、ダイナミックスピーカに限らず、ホーンスピーカ、コンデンサスピーカ等を使用しても良く、また、枠形状を長方形としても良い。さらに、中空部材の断面が台形である必要はなく、断面形状が矩形であっても良い。また、中空部材の断面を三角形とし、１辺に形成した開口にスピーカユニットを取り付けるようにしても良い。
【００１８】
図４は、一実施の形態における駆動回路の構成例を示す。図示しないＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤー、ＭＤ（ミニディスク）プレーヤー等の再生装置からのディジタル再生信号が信号処理部ＰＲに入力される。信号処理部ＰＲは、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１に対する駆動信号を別々に形成することが可能なように、３２チャンネル分設けられており、ＰＲ０，ＰＲ１，・・・，ＰＲ３１の参照符号を信号処理部に対して適宜使用する。信号処理部ＰＲは、駆動信号の位相、周波数、レベル、遅延時間等を外部からの制御信号（図示しない）によって制御可能な構成とされている。制御信号は、図示ないコントローラ例えばマイクロコンピュータから供給される。
【００１９】
信号処理部ＰＲからの処理結果のディジタル信号がＤ／Ａコンバータ部ＤＡに供給され、ディジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａコンバータ部ＤＡの出力信号がアンプ部ＰＡに供給される。Ｄ／Ａコンバータ部ＤＡおよびアンプ部ＰＡもそれぞれ３２個のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１に対する３２チャンネル分設けられており、ＤＡ０，ＤＡ１，・・・，ＤＡ３１およびＰＡ０，ＰＡ１，・・・，ＰＡ３１の参照符号を信号処理部に対して適宜使用する。アンプ部ＰＡの各アンプの出力信号がスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３１に対して供給される。
【００２０】
信号処理部ＰＲは、枠の外側の空間上に音像が形成されるように指向性を制御する指向性制御部として機能する。好ましくは、複数のスピーカユニットの放射音の主たる成分が複数のスピーカユニットの配列方向とほぼ一致する方向に放射されるように、指向性を制御する。指向性制御の一例について図５を参照して説明する。図５は、例えば中空部材１ａに取り付けられたスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７からなるアレイスピーカの指向性制御を説明するものであり、他の辺の中空部材１ｂ，１ｃ，１ｄにそれぞれ設けられたスピーカユニットから構成されるアレイスピーカに関しても以下の説明が同様に適用される。
【００２１】
信号処理部ＰＲは、遅延回路ＤＬ０，ＤＬ１，ＤＬ２，・・・，ＤＬ７の構成を有する。遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７のそれぞれで生じる遅延量をτ０，τ１，τ２，・・・，τ７とする。再生装置等のソースからのオーディオ信号ｓ０，ｓ１，ｓ２，・・・・，ｓ７が遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７をそれぞれ介してＤ／ＡコンバータＤＡ０〜ＤＡ７に供給される。Ｄ／ＡコンバータＤＡ０〜ＤＡ７によってアナログ信号に変換されたオーディオ信号がスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７に対してそれぞれ供給される。
【００２２】
スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７から放射された音波が合成され、合成結果の音圧が得られる。図５において、周囲よりも音圧を大きくしたい場所、すなわち、音圧増強点をＰｔｇで表す。任意の場所を音圧増強点Ｐｔｇとするためには、下記のように、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７の遅延量τ０〜τ７を設定する。
【００２３】
τ０＝（Ｌ７−Ｌ０）／ｓ
τ１＝（Ｌ７−Ｌ１）／ｓ
τ２＝（Ｌ７−Ｌ２）／ｓ
・・・・
τ７＝（Ｌ７−Ｌ７）／ｓ
【００２４】
上式でＬ０〜Ｌ７は、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７のそれぞれから音圧増強点Ｐｔｇまでの距離であり、ｓが音速である。
【００２５】
上式の関係に遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７の遅延量τ０〜τ７を設定すると、アンプＰＡ０〜ＰＡ７から出力されるオーディオ信号がスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７によって音波として放射される時に、音圧増強点Ｐｔｇに各スピーカユニットからの音波が到達する時に、全て同時に到達することになり、音圧増強点Ｐｔｇの音圧が周囲よりも大きくなる。すなわち、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７から音圧増強点Ｐｔｇまでの行路差によって各音波に時間差が生じるが、この時間差が遅延量τ０〜τ７によって補償され、音圧増強点Ｐｔｇに音の焦点を結ぶことができる。
【００２６】
指向性制御の他の例について図６を参照して説明する。図５の構成と同様に、信号処理部ＰＲが遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７によって構成され、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７のそれぞれの出力がＤ／ＡコンバータＤＡ０〜ＤＡ７によってアナログオーディオ信号に変換され、アナログオーディオ信号がアンプＰＡ０〜ＰＡ７をそれぞれ介してスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７に対して供給される。
【００２７】
スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７から放射された音波が合成され、合成結果の音圧が得られる。図６において、周囲よりも音圧を大きくしたい場所、すなわち、音圧増強点をＰｔｇで表す。スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７から放射された進行波（音波）の位相波面が同一となるように、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬ７の遅延量τ０〜τ７を設定する。その結果、同一位相の波面上で音圧が増強されることになるので、音波に指向性が与えられ、その指向方向を音圧増強点Ｐｔｇの方向とすることができる。
【００２８】
図６の構成は、図５の構成において、距離Ｌ０〜Ｌ７を無限大とした場合と考えることができる。また、スピーカユニットの密度から考えてスピーカユニットの並びの方向への指向性が最も強くできる。
【００２９】
図７は、この発明の一実施の形態において、例えば図６を参照して説明した指向性を制御する構成を採用した場合の指向性の一例を示す。中空部材１ａに収納されたスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７の内のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ３によって上方への指向性３Ｕが得られ、スピーカユニットＳＰ４〜ＳＰ７によって下方への指向性３Ｄが得られる。中空部材１ｂに収納されたスピーカユニットＳＰ８〜ＳＰ１１によって右方への指向性４Ｒが得られ、スピーカユニットＳＰ１２〜ＳＰ１５によって左方への指向性４Ｌが得られる。中空部材１ｃに収納されたスピーカユニットＳＰ１６〜ＳＰ１９によって下方への指向性５Ｄが得られ、スピーカユニットＳＰ２０〜ＳＰ２３によって上方への指向性５Ｕが得られる。中空部材１ｄに収納されたスピーカユニットＳＰ２４〜ＳＰ２７によって左方への指向性６Ｌが得られ、スピーカユニットＳＰ２８〜ＳＰ３１によって右方への指向性６Ｒが得られる。
【００３０】
なお、上述した例のように、各辺のスピーカユニットを二分して所望の指向性を得るだけでなく、例えばスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７によって上方への指向性３Ｕを形成すると共に、同じスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７によって下方への指向性３Ｄを形成するようにしても良い。すなわち、入力信号に対して上方指向性３Ｕを得るための遅延量やレベルなどを設定して得られた信号と、同じく入力信号に対して下方指向性３Ｄを得るための遅延量やレベルなどを設定して得られた信号とをそれぞれ加算し、アンプを介してスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７に供給すれば良い。勿論、これ以外のスピーカユニットの組合せによっても同様に所望の指向性を実現することができる。
【００３１】
ステレオ２チャンネル再生の場合では、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰ７、ＳＰ８〜ＳＰ１１、ＳＰ２８〜ＳＰ３１を右（Ｒ）チャンネルの信号で駆動し、ＳＰ１２〜ＳＰ１５、ＳＰ１６〜ＳＰ２３、ＳＰ２４〜ＳＰ２７を左（Ｌ）チャンネルの信号で駆動するようになされる。さらに、これらの２チャンネルの信号の代わりに２チャンネルの信号を演算処理した信号を使用してバーチャルサラウンドを実現しても良い。さらに、モノラル信号でスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎを駆動しても良い。
【００３２】
上述したように、スピーカ装置の指向性を枠の外側の上下左右方向にできるので、拡がりをもった再生を行うことができ、スピーカ装置の設置場所が聴取者の前面以外でも再生音を聴くことができ、スピーカ装置の設置場所の自由度が増し、また、聴取上および視覚上でスピーカ装置の存在感を小さくすることができる。
【００３３】
この発明の一実施の形態における中空部材１ａ〜１ｄに収納する部品、回路に関して、図８を参照して説明する。図８は、上述したこの発明の一実施の形態の回路構成を全体的に示す。信号処理部ＰＲ０〜ＰＲｎに対しては、ソース例えば再生装置ＳＣからのオーディオ信号が入力される。信号処理部ＰＲ０〜ＰＲｎに対してＤ／Ａコンバータ部ＤＡ０〜ＤＡｎが接続され、Ｄ／Ａコンバータ部ＤＡ０〜ＤＡｎに対してアンプＰＡ０〜ＰＡｎが接続されている。
【００３４】
第１の例では、中空部材１ａ〜１ｄに対しては、ソースとしての再生装置ＳＣからスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎに至る再生装置および回路系が収納される。この場合では、スピーカ装置に対しては、商用電源またはＡＣアダプタの出力を電源ラインを介して供給すれば良い。
【００３５】
第２の例は、破線で示すように、再生装置ＳＣの再生オーディオ信号をインターフェース部ＩＦを介して信号処理部ＰＲ０〜ＰＲｎに供給する構成とし、インターフェース部ＩＦを中空部材１ａ〜１ｄに対して内蔵する構成である。インターフェース部ＩＦは、オーディオ信号の伝送用のラインおよびコネクタ、ディジタル有線インターフェース（例えばＩＥＥＥ１３９４）、または無線インターフェースである。第２の例では、スピーカ装置に対して電源供給ラインと信号供給ライン（但し、インターフェース部ＩＦが有線インターフェースの場合）が接続される。
【００３６】
第３の例は、信号処理部ＰＲ０〜ＰＲｎ、Ｄ／Ａコンバータ部ＤＡ０〜ＤＡｎ、またはアンプＰＡ０〜ＰＡｎ以降の回路とスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎとを中空部材１ａ〜１ｄに対して内蔵するか、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎのみを内蔵する構成である。第３の例では、スピーカ装置に対して電源供給ラインと（ｎ＋１）チャンネルの信号供給ラインとが接続される。
【００３７】
第１、第２および第３の例の何れの構成も可能であるが、スピーカ装置の設置の自由度を損なわないためには、第１の例のように、再生装置を中空部材１ａ〜１ｄに内蔵する構成、または第２の例における無線インターフェースを使用する構成が好ましい。
【００３８】
この発明は、上述したこの発明の実施の形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば各辺の中空部材に対して１列にスピーカユニットを並べているが、２列以上平行に並べても良い。また、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎを駆動する方法として、全てを同一位相で駆動する方法、位相を揃えないでランダムな位相関係で駆動する方法等の複数の駆動モードを用意し、コントローラのモード切り換え操作でモードを切り換えるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施の形態の全体の斜視図と一部断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態の内部のスピーカユニットを表現した斜視図である。
【図３】この発明の一実施の形態のの正面図、一部断面平面図および側面図である。
【図４】この発明の一実施の形態の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施の形態における指向性制御の一例を説明するためのブロック図である。
【図６】この発明の一実施の形態における指向性制御の他の例を説明するためのブロック図である。
【図７】この発明の一実施の形態における指向性の一例を示す略線図である。
【図８】この発明の一実施の形態において中空部材に内蔵する構成部分を説明するのに使用するブロック図である。
【図９】従来のスピーカ装置の一例の斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ〜１ｄ・・・中空部材
２・・・装飾布
ＳＰ０〜ＳＰ３１，ＳＰｎ・・・スピーカユニット
ＰＲ０〜ＰＲ３１，ＰＲｎ・・・信号処理部
ＤＡ０〜ＤＡ３１，ＤＡｎ・・・Ｄ／Ａコンバータ部
ＰＡ０〜ＰＡ３１，ＰＡｎ・・・アンプ
ＳＣ・・・再生装置
ＩＦ・・・インターフェース部
【図１】
2007104459.tif 000003
【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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