(57)【要約】      （修正有）【課題】音像型と音場型と両立が可能であり、低音帯域を再生し、広い指向性を有し、小さい音源で音像定位を明瞭に再現できる単一スピーカーユニットを提供する。【解決手段】ステレオ装置のスピーカーユニット３の前面に、左右スピーカーの音源を直接音７と間接音８、９に分割する音響ガイド板１、２を設ける。左右スピーカーの音源を直接音と間接音に分割し、直接音を水平方向に広指向性を持たせ、垂直方向に狭い指向性をもたせ、音像定位を明瞭にする。又、間接音により音場感を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカーユニットの前面にあって、当該スピーカーユニットの中心部から左側部位と右側部位とに縦長の音道反射板を設け、音を中央部位からの直接音と、左側部位と右側部位とからの間接音に分け、前記中央部位の，横幅の間隔により、前記直接音を水平方向に指向性を拡げ、縦長方向の長さにより，垂直方向の指向性を狭くする構造を具備することを特徴とするスピーカー音響ガイド器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は音像定位と音場感を増すための音響用ガイド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、スピーカー再生では、スピーカーユニットの前面に音響用ホーンを設けて音場感を増したり、デフューザーや音響レンズ等を用いたものもある。
【先行技術文献】
【０００３】
【非特許文献】
【非特許文献】坂本捷房著「電気音響振動学」コロナ社昭和３５年７月２０日発行ｐ．４８〜５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】スピーカーユニットの口径が一般にウーファーのように大きいものは低音域は再生するが高音域での指向性が鋭くなり軸中心部から離れると音圧が減衰する。一方、それに比べて小口径のスピーカーユニットでは、指向性は広く音像は小さいが低音域が出にくい。単一のスピーカーユニットでこの両方の課題を解決するのは難しい。また、ステレオ再生で音場感を増すためにスピーカーユニットから発生する直接音と間接音の比率を任意に設定するのは難しい。  本発明は以上のような点を解決しようとするものである。
【解決するための手段】
【０００５】本発明は前記課題の解決のため以下の手段を案出した。
スピーカーの前面に設置し、その音道を制御する音響ガイド器であって，スピーカーユニットの中心部から左側部位と右側部位とに縦長の音道反射板を設け、音を中央部位からの直接音と、左側部位と右側部位とからの間接音に分け、前記中央部の横幅の間隔により前記直接音を水平方向に指向性を拡げ縦長方向の長さにより垂直方向の指向性を狭くする構造を具備することを特徴とするスピーカー音響ガイド器である。
【発明の効果】
【０００６】  図１と図２にもとずいて説明すると、前記音響ガイド器からの直接音はスピーカーユニット（３）の口径内に設けた横幅の長さａ（５）のガイド板（１）と同（２）との間を通過するが、その指向特性は当該スピーカーユニット（３）の振動面の直径と波長との比率ｋａ＝２πａ／λ，で表わされるｋａの値で決まる。（ここでλは波長である。）図４の指向特性（２２）に示しているデーターから横幅の長さ（間隔）ａ（５）と波長λとの比率であるｋａ＝２πａ／λが２かそれ以下であれば広い指向特性（２１）をもつ  音源（２０）が得られ、この横幅を狭くすることで口径が４ａ（６）ある前記スピーカーユニットのそれをａ（５）と等価的に小さい音源となる。前記口径が４ａ（６）の横幅に比べて本発明による前記ガイド器  を入れることでａ（５）の横幅では短い波長、高い周波数帯域まで水平方向に広い指向性を保つことができる。
【０００７】一方、図５に基ずいて説明すると、短い一辺の長さをａ（２７）とし、長い一辺を４ａ（２６）とする縦長型の振動板では、ｋａ＝２π×（４ａ）／λ＝４の比率で波長λの４倍である縦長方向、ここでは垂直方向での指向特性は鋭い指向性を示し、図４に示すｋａ＝４の指向特性（２４）で、中心軸から±４５°上／下に変わっただけでー１０ｄｂも音圧レスポンスが減衰する。さらに図４に示すｆ点（２５）に音源がビーム状に収束し仮想音源となり、このｆ点（２５）より音が出ているように聞こえる効果がある。縦長の音源にもかかわらずこのｆ点、１点に収束する。このように本発明による音響ガイド器によりスピーカーユニットの口径の大きさにかかわらず水平方向に広い指向特性をもたらし、垂直方向に狭い指向性をもたらす効果がある。したがって単一スピーカーユニットをもって全帯域にわたり広い指向特性があり、音源がより小さくなり、垂直方向には天井と床からの干渉を防げる効果が見られ、フルレンジ動作が有効となる。また、間接音により左右壁面からの反射音によって音場感が増加し、また、左右スピーカー間の中抜け感も減少する。
【０００８】低音域の出る前記スピーカーユニットの前面の内側に、その口径より横幅方向に狭い直接音の通過する音道を設けることで、中高音域まで水平方向にその指向性を拡げる効果がある。図４は口径が４ａのスピーカーユニットに対して、前記横幅がｋａ＝１（２１）とｋａ＝２（２２）とｋａ＝３（２３）とｋａ＝４（２４）について波長λとの      関係での指向特性を表わしている。ここで，波長との関係で、当該データーの波長２πａ／λ＝ｋａ＝１（２１）と同波長２πａ／λ＝ｋａ＝２（２２）に示されているように広い指向特性を持つ、実口径４ａの１／４の小口径スピーカーユニットと等価な広い指向特性をもたらす効果がある。
【０００９】図５に基ずいて説明する。ガイド板（１）  と同（２）  による横幅がａで縦長が４ａである縦長方向に細長い振動音源からは、等価的な音源としてスピーカーユニット（２８）の中心位置      から音が発生しているような仮想音源（２９）が得られ、実際のスピーカユニット（２８）の口径４ａより小さい、口径がａの音源となる。横幅の長さａは波長＝２πａとして図５に示すａ（２７）に示しｋａ＝１で、広い指向特性を示し，長さが４ａの線音源となる。横幅方向の音源として指向性の緩やかな球面波状と、縦長方向４ａの音源に示される垂直方向の鋭い指向特性とが前記仮想音源（２９）として合成されて、その音源が図４のｆ点（２５）の位置から出て、４ａ口径スピーカーで低音が再生され、ａ口径によって水平方向に広指向性であり、小口径による仮想点音源に近い音像と定位が再生され、フルレンジスピーカーの機能を果たす効果がある。
【００１０】本発明による音響ガイド器を用いると、左右方向の広指向特性は失わずに縦長方向からの直接音波は垂直方向に鋭い指向性を持つのでゆかと天井からの直接音波による反射の干渉歪を減少させ音の明瞭度を上げる。図４に示す指向特性データー（２４）は長さ２πａの波長に対して４倍の長さの振動板の場合で、指向特性は±７５°でー３０ｄｂ以下の減衰を示し鋭い指向特性を表わしている。
【００１１】図３に基ずいて説明すると、ガイド板（１）と同（２）により音道が分割され、反射され、左右スピーカーの両内側のから出る間接音がその中心部に向かうので、右と左のスピーカーの間隔を広げ、離しても中心部の音圧密度は薄くはならず、いわゆる中抜けした音場にはならない効果がある。
【００１２】右と左のスピーカーの前面に置かれた反射するガイド板によって右と左の外側から出る間接音が部屋の左右の外壁や反射物に反射して直接音に遅れ、拡散する音源として聞こえるので音場感が増加する。
【００１３】図３に基ずいて説明すると、右と左のスピーカーは共に直接音は正面方向に、間接音は左右方向に放射されるので正面から１８０°平面上は広い指向特性が得られ、可聴周波数帯域内の音はフラットに聞こえる。
【００１４】直接音の音道ガイド板の横幅を任意に設定することで、使用するスピーカーユニットの口径の如何にかかわらず広い指向性が得られ、また本発明による音響ガイド器  は設置が容易である。以上のように音像型と音場型と両立が可能であり、低音帯域を再生し、広い指向性を有し、小さい音源で音像定位を明瞭に再現でき、単一ユニットで使用可能なのでネットワークの必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  音響ガイド器の動作原理を示した説明図である。
【図２】  音響ガイド器の斜視図の説明図である。
【図３】  音響ガイド器の実施方法を示した説明図である。
【図４】  指向特性を示した説明図である。
【図５】  スピーカーの振動面を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】以下、本発明を実施するための形態について図１と図２に基ずいて説明する。
スピーカーユニット（３）の前面に図（２）に示す直接音（７）と間接音（８）、同（９）とに分割するための音道ガイド板（１）と同（２）を設ける。前記音道ガイド板（１）と同（２）に挟まれた直接音の出る位置と間隔は、前記スピーカーユニット（３）の振動部位以内に入れる。ここで発生する音は直接音（７）として前方向に放射する。前記音道ガイド板（１）と同（２）は各々外側に反りかえり、前記スピーカーユニット（３）からの音はそこから反射して各々図１に示す間接音（８）、（９）として左右方向に放散する。
【００１７】本発明の前記音道ガイド板（１）と同（２）とにより、その間に挟まれた中央部位の振動面から出る直接音（７）は、図５に示す縦長辺４ａ（２６）で横長辺ａ（２７）の長方形の面  となる。この縦長辺４ａ（２６）が長いほど図４の指向特性（２４）で表わしているように垂直方向に指向特性は鋭くなっている。また、横幅長ａ（２７）が短いほど指向特性（２１）で表わしているように水平方向での指向特性は広く，緩やかになっている。この直接音は垂直方向と水平方向の合成された指向性を持つ音となって出てくる。
この指向特性は振動部位の長さと音の波長λとの比率によって決まる。
一般にｋａ＝２πａ／λの関係は数理的には分かっている。図４のデーター表は数式の各物理量の実用的な指向特性を示す。指向特性は前記ｋａの値によって変わり、波長λとすればｋａ＝２πａ／λだから指向特性は振動面の直径と波長との比率によって決まる。波長λと音源の長さａとの関係について、２πａ／λ＝ｋａとして指向特性データーを図４に示す。それぞれｋａが１の場合，ｋａ＝１（２１）とｋａが２の場合、ｋａ＝２（２２），ｋａが３の場合、ｋａ＝３（２３），ｋａが４の場合、ｋａ＝４（２４）の指向特性を示しておりこのデーターによりｋａが１ないし２以下であれば実用上十分広い指向特性が得られることがわかる。これより波長λはｋａ＝２πａ／λ≦２であるので、λ≧πａの関係を満たせば水平方向に広い指向特性が得られる。また、図４に示す指向特性ｋａ＝４（２４）の場合、ｋａ＝４≦２πａ／λ  で、指向特性はシャープで狭いものである。これによってスピーカーの振動面の直径に比べて波長が短い周波数では鋭い指向性を示し、かつ１点であるｆ点（２５）から音が出ているように聞こえる仮想音源のようであり、垂直方向に鋭い指向性で天井や床からの反射の影響を減少できる。また、ｆ点からの仮想音源なので小さなスピーカからの音源としてより明瞭な音像定位が得られる。本発明による音響ガイド器により合成された指向特性は、水平方向には広い指向性がもたらされ、垂直方向には狭い指向性を有し、そのミックスされた指向性である。
【符号の説明】
【００１８】１    音道ガイド板
２    音道ガイド板
３    スピーカーユニット
５    横幅の長さ
６    スピーカーの口径
７    直接音
８    間接音
９    間接音
２１  ｋａ＝１指向特性
２２  ｋａ＝２指向特性
２３  ｋａ＝３指向特性
２４  ｋａ＝４指向特性
２５  ｆ点
２９  仮想音源
【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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