(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカーユニットがアレイ状に配置されたスピーカーアレイを駆動するスピーカーアレイ駆動装置であって、
前記複数のスピーカーユニットはそれぞれ極性の異なる２個の端子を有し、隣接するスピーカーユニットの異なる極性の端子が共通に接続されており、
前記複数のスピーカーユニットにそれぞれ対応して設けられ、対応するスピーカーユニットの前記共通に接続されていない方の端子に対して、それぞれ所定の遅延が与えられた駆動信号を印加する複数の増幅器と、
前記複数のスピーカーユニットのうちの前記共通に接続されている端子の極性が一方の極性であるスピーカーユニットに接続されている前記増幅器の入力側にそれぞれ設けられたインバータとを有し、
前記複数のスピーカーユニットに対し、隣接するスピーカーユニットと逆位相の駆動信号が供給されるようになされていることを特徴とするスピーカーアレイ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカーアレイを駆動するスピーカーアレイ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１次元または２次元のアレイ状に配列された負荷を駆動するシステムとして、スピーカーアレイがある。
スピーカーアレイは、音の指向性制御などを目的として、多数、例えば数百個のスピーカーユニットを平面状に配置し、駆動するものである。
このようなスピーカーアレイにおいては、それぞれのスピーカーユニットは異なる信号で駆動する必要があるため、スピーカーユニットの個数と同数のアンプを必要とし、それらのアンプとスピーカーユニットとの間にスピーカーユニットの個数×２本の配線を必要としていた。例えば、縦に１２列、横に２０行、合計２４０個のスピーカーユニットを用いる場合、アンプが２４０個（２４０ｃｈ）必要となり、アンプ−スピーカー間の配線数も非常に多くなってしまう。
【０００３】
そこで、スピーカーが配置されているマトリックスの縦軸と横軸にそれぞれ電力供給機能部を設けたスピーカー駆動方式が提案されている（特許文献１）。
この提案されている方法によれば、ｍ×ｎ行列のｍ・ｎ個のスピーカーをｍ＋ｎ個の電力供給機能部により駆動することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６１１９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ｍ×ｎ行列のスピーカーアレイをｍ＋ｎ個の電力供給機能群により駆動することにより、各スピーカーユニットへの配線数を少なくするとともに、パワーアンプの個数を低減することができる。
しかしながら、接地に接続されることとなる各行線には、その行に属する複数のスピーカーからの電流が流れ込み、流れる電流が多くなってしまう。これにより、配線のインピーダンス（理想的には０であるが、実際には微小インピーダンスが存在している）による電位が発生してしまい、良好なスピーカー特性が得られなくなるという問題点があった。また、前記電流を吸い込ませるために大電流を流すことのできる駆動回路が必要であった。
【０００６】
そこで本発明は、アレイ状に配列されたスピーカーユニットを駆動するときに、良好な特性で駆動することができるとともに、大電流を流すことができる駆動回路を必要としないスピーカーアレイ駆動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のスピーカーアレイ駆動装置は、複数のスピーカーユニットがアレイ状に配置されたスピーカーアレイを駆動するスピーカーアレイ駆動装置であって、前記複数のスピーカーユニットはそれぞれ極性の異なる２個の端子を有し、隣接するスピーカーユニットの異なる極性の端子が共通に接続されており、前記複数のスピーカーユニットにそれぞれ対応して設けられ、対応するスピーカーユニットの前記共通に接続されていない方の端子に対して、それぞれ所定の遅延が与えられた駆動信号を印加する複数の増幅器と、前記複数のスピーカーユニットのうちの前記共通に接続されている端子の極性が一方の極性であるスピーカーユニットに接続されている前記増幅器の入力側にそれぞれ設けられたインバータとを有し、前記複数のスピーカーユニットに対し、隣接するスピーカーユニットと逆位相の駆動信号が供給されるようになされているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のスピーカーアレイ駆動装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
この図において、SP1〜SPn（ｎは２以上の整数）は１次元又は２次元のアレイ状に配列されているｎ個のスピーカーユニット、A1〜Anは各スピーカーユニットSP1〜SPnにそれぞれ対応して設けられ、対応するスピーカーユニットSP1〜SPnに駆動信号を供給するｎ個のパワーアンプである。各スピーカーユニットSP1〜SPnはその一方の端子が対応する前記パワーアンプA1〜Anの出力に接続され、他方の端子が共通に接続されて、接地されている。また、I2，I4，…，Inは前記パワーアンプA2，A4，…，Anの入力側に設けられたインバータであり、このインバータが設けられているパワーアンプA2，A4，…，Anから対応するスピーカーユニットに出力される駆動信号は、インバータが設けられていない他のパワーアンプA1，A3，…から出力される駆動信号と逆位相となるようになされている。
ここで、隣接する添字が付されたスピーカーユニット（SP1とSP2、SP3とSP4、…、SP2k-1とSP2k、…、SPn-1とSPn）は、前記アレイにおいて物理的に隣接した位置に配置されているものとする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、物理的に隣接した位置に配置されているスピーカーユニットは、互いに逆位相の駆動信号が供給されるようになされている。そして、最終的な音響出力が同位相となるように、隣接したスピーカーユニットは、その極性が互いに逆相となるように接続されている。すなわち、図示するようにインバータが接続されていないスピーカーユニットSP1，SP3，…は、そのプラス側端子がそれぞれ対応するパワーアンプA1，A3，…の出力に接続され、マイナス側端子が共通に接続されており、インバータが接続されているスピーカーユニットSP2，SP4，…SPnは、そのマイナス側端子が対応するパワーアンプA2，A4，…，Anの出力に接続され、プラス側端子が共通に接続されている。これにより、逆位相の駆動信号で駆動されるスピーカーユニットから出力される音響信号の位相とその他のスピーカーユニットから出力される音響信号の位相を同位相とすることができる。
【００１１】
周知のように、スピーカーアレイによって音響レンズ効果を狙った指向性制御をする場合は、多数のスピーカーユニットSP1〜SPnに対し、それぞれ所定の遅延が与えられた駆動信号を印加して、空間中の所望の点に音波を集中させるようにするのであるが、該スピーカーアレイにおいて隣接した位置にあるスピーカーユニットは、物理的に近接しているため、それらの駆動信号間の位相差は小さく、駆動信号間の相関は非常に高いものとなる。
図１に示した構成において、入力端子S1からの入力信号はパワーアンプA1で増幅され、スピーカーユニットSP1のプラス側端子に入力され、SP1のマイナス側端子を介して接地に流れ（入力信号が正の場合）、スピーカーユニットSP1が駆動される。また、入力端子S2からの入力信号はインバータI2を介してパワーアンプA2に供給されるが、逆位相とされているので、接地からスピーカーユニットSP2のプラス側端子、SP2のマイナス側端子、増幅器A2の方向に電流が流れる。このとき、端子S1の入力信号と端子S2の入力信号の相関が高いので、ほとんどの電流が図中の破線で示すように流れ、接地に流れる電流はS1の入力信号とS2の入力信号の差に相当する電流のみとなる。また、S3とS4、S5とS6、…、Sn-1とSnとの間でも同様となり、結局接地に流れる電流は、隣接するスピーカーユニットにおける駆動信号の差の総和となり、非常に少ないものとなる。したがって、配線インピーダンスにより発生する接地電位も小さくなり、良好な特性を期待することができる。
【００１２】
また、上述のように、接地に流れる電流は非常に少なくなることが期待できるため、図１に破線で示しているように、前記各スピーカーユニットSP1〜SPnのパワーアンプに接続されていない側の端子を共通に接続する線（共通線）を接地に接続しないようにしても特に問題が生じることはない。そこで、前記複数のスピーカーユニットの他方の端子を共通に接続した共通線を接地に接続しないようにすることもできる。この場合は、パワーアンプとスピーカーユニットとの間の配線がスピーカーユニットの数に対応する本数（ｎ本）ですみ、配線数をさらに少なくすることができる。
【００１３】
以上のように、本発明のアレイ駆動装置によれば、各スピーカーユニットに対して１本の配線で駆動信号を供給し、接地線を全てのスピーカーユニットに共通のものとすることができる。従って、ｎ本のスピーカーに対する配線が（ｎ＋１）本ですみ、配線数を少なくすることができる。
また、各スピーカーユニットを共通に接続する共通線を接地に接続しない場合には、各スピーカーユニット当り１本の配線で済むこととなる。
さらに、隣接するスピーカーユニットを逆位相の駆動信号で駆動するようにしているため、各スピーカーユニットを共通に接続する接地線に流れる電流を非常に少なくすることができ、配線インピーダンスにより発生する接地電位に起因する特性の劣化を防止することができる。
なお、前記複数のスピーカーユニットを金属板を挟んでバッフルに固定することにより、各スピーカーユニットの他方の端子を共通に接続することを簡単に実現することができる。
また、上記においてはｎが偶数であるとして説明したが、ｎが多い（例えば、数百個）場合には、ｎが奇数であっても、十分に効果を期待することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスピーカーアレイ駆動装置によれば、複数のスピーカーユニットの一方の端子を共通に接続するとともに、隣接するスピーカユニットを逆相で駆動するようにしたために、該共通に接続された部分に流れる電流を非常に少なくすることができ、共通インピーダンスに起因する特性の劣化を防止することができる。
また、アンプとスピーカーユニットを接続する配線数を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスピーカーアレイ駆動装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
A1〜An：パワーアンプ、I2，I4，…，In：インバータ、SP1〜SPn：スピーカーユニット
【図１】
0004134755.tif 000002