(57)【要約】【課題】スピーカの外形寸法を変えずに、指向性をコントロールすることを課題とする。【解決手段】駆動部１２によって駆動される振動板１１によって音響を出力するスピーカにおいて、振動板１１の第一の部位１１ａとユーザによる聴取位置２との間に設けられた音響調整部材１３によって、音響出力手段によって出力された音響のうち、振動板１１の第二の部位１１ｂから出力されて聴取位置２へ伝達する音響に対する、第一の部位１１ａから出力された音響の干渉を調整することとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部によって駆動される振動板によって音響を出力する音響出力手段と、
前記振動板の第一の部位とユーザによる聴取位置との間に設けられた音響調整部材によって、前記音響出力手段によって出力された音響のうち、前記振動板の第二の部位から出力されて前記聴取位置へ伝達する音響に対する、前記第一の部位から出力された音響の干渉を調整する音響調整手段と、
を備えるスピーカ。
【請求項２】
前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響が前記聴取位置へ伝達することを、前記音響調整部材によって抑制することで、前記第二の部位から前記聴取位置へ伝達する音響に対する、前記第一の部位からの音響の干渉を低減させる、
請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記第一の部位から前記聴取位置までの距離と、前記第二の部位から前記聴取位置までの距離とは、同時に出力された前記第一の部位からの音響と前記第二の部位からの音響とが、所定の帯域において前記聴取位置で略逆位相となる距離差を有し、
前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響の伝達を抑制することで、前記第二の部位から出力された音響に対して前記第一の部位からの音響が与える打ち消し効果を低減させる、
請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記音響調整部材は、吸音性の部材である、
請求項１から３の何れか一に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記振動板は、同一の音響信号に基づく音響を出力する場合に、前記第一の部位における振幅が、前記第二の部位における振幅に比べて大きい、
請求項１から４の何れか一に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響を、前記音響調整部材によって回折させることで、該第一の部位から前記聴取位置へ伝達する音響の伝達距離を制御し、前記第二の部位から前記聴取位置へ伝達する音響に対して打ち消し効果を与える帯域を調整する
請求項１に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動部によって駆動される振動板によって音響を出力するスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のリアトレイに取り付けられたスピーカに、太陽電池としての機能を併せ持つリフレクタを設ける技術がある（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、壁部材を、振動板の音波放射側を取り囲むように枠状に配置することで、振動板の振動により圧縮された空気が振動板の音波放射面から側方に漏れることを防止する技術があり（特許文献２を参照）、スピーカの前面に設けられるグリルを、長辺方向の軸線が受聴点を向くように配置された複数の矩形形状の貫通孔を備えたグリルとすることで、グリルによってスピーカ性能が低下することを防止する技術がある（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５３３７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１０９５０５号公報
【特許文献３】特開平８−１４９５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スピーカを用いて音響を出力する場合、振動板上の異なる部位から出力された音響の一部は、夫々の出力部位から聴取位置までの距離が異なるために、聴取位置に到達した時点で位相にずれが生じ、互いに干渉する。図９は、振動板上の異なる部位から出力された音響が、異なる伝達距離分伝達して聴取位置へ到達する様子を示す図である。振動板上の部位Ａおよび部位Ｂから同時に出力された音響は、聴取位置へ伝達した時点で、出力部位から聴取位置までの距離の差によって、位相にずれが生じる。このため、聴取位置において逆位相となる（半波長ずれた）帯域の音響同士で音響の打ち消しが起こる（図１０を参照）。この現象は、聴取位置がスピーカの中心からずれるほど、高い周波数の音から順に小さくなる、スピーカの指向特性の原因となる。
【０００５】
このため、スピーカの指向特性を狭くしたい場合には、スピーカの横長寸法を長く、奥行きを深くすること、即ち、聴取位置に到達した音響の、出力部位からの伝達距離の差を大きくすることが有効である。しかし、このような調整方法では、スピーカの外形寸法が大きくなってしまい、広い設置空間が必要となるため、車載音響システム等、限られた空間に用いるには適さない。
【０００６】
本発明は、上記した問題に鑑み、スピーカの外形寸法を変えずに、指向性をコントロールすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、振動板と聴取位置との間に音響調整部材を配設することで、スピーカの外形寸法を変えずに、指向性をコントロールすることを可能にした。
【０００８】
詳細には、本発明は、駆動部によって駆動される振動板によって音響を出力する音響出力手段と、前記振動板の第一の部位とユーザによる聴取位置との間に設けられた音響調整部材によって、前記音響出力手段によって出力された音響のうち、前記振動板の第二の部位から出力されて前記聴取位置へ伝達する音響に対する、前記第一の部位から出力された
音響の干渉を調整する音響調整手段と、を備えるスピーカである。
【０００９】
音響調整部材は、振動板の第一の部位とユーザによる聴取位置との間に設けられることで、第一の部位から出力された音響が、第二の部位から出力されて前記聴取位置へ伝達する音響に与える影響を調整する。即ち、本発明に拠れば、音響調整手段が、音響出力手段によって出力された第二の部位からの音響に対する、第一の部位からの音響の干渉を調整することで、スピーカの外形寸法を変更することなく、スピーカの指向性をコントロールすることが可能である。
【００１０】
また、前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響が前記聴取位置へ伝達することを、前記音響調整部材によって抑制することで、前記第二の部位から前記聴取位置へ伝達する音響に対する、前記第一の部位からの音響の干渉を低減させてもよい。第一の部位からの音響が音響調整部材によって遮られ、抑制されることで、第二の部位からの音響に対する干渉が低減される。
【００１１】
ここで、前記第一の部位から前記聴取位置までの距離と、前記第二の部位から前記聴取位置までの距離とは、同時に出力された前記第一の部位からの音響と前記第二の部位からの音響とが、所定の帯域において前記聴取位置で略逆位相となる距離差を有し、前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響の伝達を抑制することで、前記第二の部位から出力された音響に対して前記第一の部位からの音響が与える打ち消し効果を低減させてもよい。
【００１２】
即ち、本発明に拠れば、仮に音響調整部材が配設されていなかったとすれば第二の部位からの音響に対して聴取位置で略逆位相となる、第一の部位からの音響の伝達を抑制し、結果として打ち消し効果を低減させることが可能となる。また、第一の部位からの音響の伝達抑制効果を向上させるために、前記音響調整部材は、吸音性の部材であってもよい。
【００１３】
また、前記振動板は、同一の音響信号に基づく音響を出力する場合に、前記第一の部位における振幅が、前記第二の部位における振幅に比べて大きい振動板であってもよい。
【００１４】
スピーカの振動板は、スピーカを構成する部材の剛性の不均一や、スピーカが複数の部材で構成されること、振動板の厚さの不均一、他の部材との共振、等の様々な要因により、振動板上の各部位において振幅が均一とならない。このような振動板では、聴取位置において十分な打ち消し効果が得られず、打ち消しによって音量が下がることが期待される帯域の音量が期待通りに下がらないことがある。本発明に拠れば、振幅の大きい第一の部位からの音響が聴取位置へ伝達することを抑制することで第一の部位からの音響の干渉を抑制し、結果として聴取位置における音量を下げることが可能となる。
【００１５】
また、前記音響調整手段は、前記第一の部位から出力された音響を、前記音響調整部材によって回折させることで、該第一の部位から前記聴取位置へ伝達する音響の伝達距離を制御し、前記第二の部位から前記聴取位置へ伝達する音響に対して打ち消し効果を与える帯域を調整してもよい。
【００１６】
即ち、仮に直進すれば聴取位置には伝達しない音響が、音響調整部材によって回折することで、第一の部位から直進して聴取位置へ伝達する場合よりも長い距離伝達し、聴取位置において第二の部位からの音響に対して略逆位相となる。このため、本発明に拠れば、聴取位置において打ち消し効果を与えたい周波数を変更することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、スピーカの外形寸法を変えずに、指向性をコントロールすることが可
能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るスピーカの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
＜第一の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。スピーカ１は、振動板１１と、駆動部１２と、音響調整部材１３とを備える。また、スピーカ１は、スピーカボックスや、駆動部１２へ音響信号を入出力するための入出力端子等を備えるが、これらの図示は省略する。
【００２０】
また、本実施形態において、聴取位置２とは、聴取者であるユーザの耳の位置である。例えば、スピーカ１が車載される場合には、車内の座席に座ったユーザの耳の位置を聴取位置２と定めることが出来る。また、スピーカ１がオーディオルームに設置される場合には、リスニングシートに座ったユーザの耳の位置を聴取位置２と定めることが出来る。
【００２１】
スピーカ１は、一般的なスピーカと同様に、入出力端子を介して入力された音響信号に従って駆動部１２が振動板１１を振動させることで、音響を出力する。ここで、本実施形態に係るスピーカ１は、一般的なスピーカが備える振動板および駆動部に加えて、音響調整部材１３を更に備える点で特徴を有する。
【００２２】
音響調整部材１３は、振動板１１における部位１１ａと聴取位置２との間に、部位１１ａから出力されて聴取位置２へ向かう音響（以下、音響（ａ）と称する）を遮ることが可能な位置であって、部位１１ｂから出力されて聴取位置２へ向かう音響（以下、音響（ｂ）と称する）を遮らない位置に配設される。このようにすることで、音響（ａ）が音響（ｂ）に干渉することを防止することが可能となる。より具体的には、同時に出力された音響（ａ）および音響（ｂ）が、聴取位置２へ伝達した時点で、音響の伝達路の距離差（図１を参照）によって一部の帯域で略逆位相となり、音響の打ち消しが発生することを防止することで、スピーカ１の指向性を広げることが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態において、音響調整部材１３が配設される位置は、つぎのようにして決定される。はじめに、聴取位置において打ち消されたくない音響の周波数とこの音響の振動板上の出力部位（部位１１ｂ）とを決定し、部位１１ｂから聴取位置までの距離に基づいて、聴取位置からの距離が打ち消されたくない音響と聴取位置において半波長ずれる距離にある振動板上の出力部位（部位１１ａ）を決定する。そして、音響調整部材１３は、部位１１ａと聴取位置の間であって、部位１１ｂと聴取位置の間ではない位置に配設される。
【００２４】
ここで、音響調整部材１３の配設位置、寸法および外形は、実際に聴取位置２において音響を測定しながら適宜調整されることが好ましい。特に、スピーカ１の音質および特性劣化を防ぐために、音響調整部材１３の寸法は、遮蔽対象の音響（ｂ）を遮蔽することが可能な最小の寸法とすることが好ましい。
【００２５】
また、音響調整部材１３は、吸音性能の高い部材（吸音材）であることが好ましい。音響調整部材１３として吸音材を用いることで、音響調整部材１３による周囲への音響の反射を低減し、スピーカ１の音質および特性劣化を防ぐことが出来る。なお、一般に吸音材の材料としては、ウレタンやスポンジ等が用いられることがあるが、音響調整部材１３を構成する材料はこれらに限られるものではない。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る音響調整部材１３の設置例として、スピーカ１前面に設けら
れるグリル１４に音響調整部材１３を固定する例を示した図である。部材１３をこのように設置することで、スピーカ１の外観を損ねずに、本発明の効果を得ることが可能である。なお、音響調整部材１３の設置のその他の例としては、スピーカから延びたアームに固定される例や、スピーカ以外の構造物（例えば、車載スピーカであれば、シートやヘッドレスト等）に固定される例等が挙げられる。
【００２７】
本実施形態に拠れば、スピーカの外形寸法を変更することなく、聴取位置２において所定の周波数の音量が打ち消されることを防止し、スピーカの指向性を広げることが可能となる。
【００２８】
また、本発明に拠れば、音響調整部材１３の配置によって、スピーカの左右で指向特性の異なるスピーカ１を提供することが可能である。図３は、音響調整部材１３の配置によって左右で指向性が異なるスピーカ１の構成を示す図である。図３に示すスピーカ１に拠れば、スピーカ１の中心軸から左右に同じ角度だけずれた聴取位置２Ｌと２Ｒにおいて、聴取位置２Ｌにおいては打ち消し効果が得られるために所定の帯域の音響が聞き取り不可能であり（狭指向性）、聴取位置２Ｒにおいては打ち消し効果が得られないために所定の帯域の音響が聞き取り可能である（広指向性）。
【００２９】
＜第二の実施形態＞
通常、スピーカの振動板は均一な振幅で振動せず、振動板上の部位によって振幅が異なる。このため、同一の音響信号が入力された場合であっても、部位によって異なる振幅の音響が出力され、聴取位置へ到達することがある。図４は、振動板上の複数の部位から、振幅の異なる音響が聴取位置へ伝達する様子を示した図である。図４に示したスピーカでは、振動板上の部位Ａから出力された音響が、部位Ｂから出力された音響に比べて大きい。このため、聴取位置に伝達した際に、部位Ａからの音響による、部位からの音響の打ち消し効果が十分に得られず、スピーカの指向性による高い周波数の音響のレベルを的確に落としたい場合にも、レベルを落としたい周波数の音響のレベルが落ちないという問題が発生する（図５を参照）。
【００３０】
図６は、第二の実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。スピーカ１ｂは、第一の実施形態と概ね同様の構成を備えるが、本実施形態は、音響調整部材の設置態様が異なる点で、上述の他の実施形態と異なる。
【００３１】
上記した問題を解決するために、本実施形態におけるスピーカ１ｂは、振動板１１における部位１１ａと、聴取位置２との間に、音響（ａ）を遮ることが可能な位置であって、音響（ｂ）を遮らない位置に配設される音響調整部材１３ｂを備える。このようにすることで、大振幅の音響（ａ）が聴取位置２へ到達しないため、図６に示した例に比べて目標となるレベルに近い音響を得ることが出来る。即ち、本実施形態に拠れば、部位によって振動板の振幅が不均一なスピーカにおいても、スピーカの指向性を的確に狭めることが可能となる（図７を参照）。
【００３２】
音響調整部材１３ｂが配設される位置は、振動板１１において他の部位に比べて振幅の大きい部位から出力された音響が聴取位置２へ伝達することを防止することが出来る位置に決定される。振幅の大きい部位を特定する方法としては、所定周期で発行するストロボを用いて振動板の動きを視認する検査や、レーザーを用いた振動板の振幅検査、コンピュータを用いた振動板の振動シミュレーション等がある。
【００３３】
また、第一の実施形態と同様、音響調整部材１３ｂの配設位置、寸法および外形は、実際に聴取位置２において音響を測定しながら適宜調整されることが好ましい。また、音響調整部材１３ｂとして吸音材を使用することが好ましいことも、第一の実施形態と同様で
ある。
【００３４】
＜第三の実施形態＞
図８は、第三の実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。スピーカ１ｃは、第一の実施形態と概ね同様の構成を備えるが、本実施形態は、音響調整部材の設置態様が異なる点で、上述の他の実施形態と異なる。
【００３５】
音響調整部材１３ｃは、振動板１１における部位１１ａと聴取位置２との間に配設されるが、本実施形態においては、部位１１ａから出力されて聴取位置２へ直進する音響を遮るが、音響調整部材１３ｃがない状態では聴取位置２へ向かわない音響を回折させて聴取位置２へ伝達させるような位置に配設される。なお、部位１１ｂから出力されて聴取位置２へ向かう音響（以下、音響（ｂ）と称する）を遮らない位置に配設されることは、上述の他の実施形態と同様である。
【００３６】
音響調整部材１３ｃにおいて回折して聴取位置２へ届いた音響は、部位１１ａと聴取位置２との直線距離よりも長い距離伝達して聴取位置２へ到達する。即ち、本実施形態に係るスピーカ１ｃに拠れば、部位１１ａから出力されて聴取位置２へ伝達する音響の伝達距離を制御することで、部位１１ａから出力された音響が聴取位置２へ伝達した際の位相を調整すること、即ち、音響（ｂ）に対して打ち消し効果を与える帯域を調整することが可能となる。
【００３７】
音響調整部材１３ｃが設置される位置は、音響（ｂ）の所定の帯域において打ち消し効果を得たい場合に、部位１１ａから出力された音響が音響調整部材１３ｃにおいて回折することで、聴取位置２において所定の帯域が音響（ｂ）に対して半波長ずれるような位置に決定される。第一の実施形態と同様、音響調整部材１３ｃの配設位置、寸法および外形は、実際に聴取位置２において音響を測定しながら適宜調整されることが好ましい。
【００３８】
本実施形態に拠れば、振動板１１上の所定の部位から聴取位置２へ伝達する音響の位相を調整することで、聴取位置２において打ち消し効果を与えたい周波数を変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る音響調整部材の設置例として、スピーカ前面に設けられるグリルに音響調整部材を固定する例を示した図である。
【図３】音響調整部材の配置によって左右で指向性が異なるスピーカの構成を示す図である。
【図４】振動板上の複数の部位から、振幅の異なる音響が聴取位置へ伝達する様子を示した図である。
【図５】異なる部位から出力された音響同士が干渉する様子を示す図である。
【図６】実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。
【図７】異なる部位から出力された音響のうち、一方の音響が伝達しないことによって打ち消し効果が低減する様子を示す図である。
【図８】実施形態に係るスピーカの構成を示す図である。
【図９】振動板上の異なる部位から出力された音響が、異なる伝達距離分伝達して聴取位置へ到達する様子を示す図である。
【図１０】逆位相となった音響同士によって打ち消しが発生する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、１ｂ、１ｃ  スピーカ
２  聴取位置
１１  振動板
１２  駆動部
１３、１３ｂ、１３ｃ  音響調整部材
【図１】
2009141884.tif 000003
【図２】
2009141884.tif 000004
【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】
2009141884.tif 000009
【図８】
2009141884.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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