JP2019083500A

JP2019083500A - 無指向性スピーカシステム

Info

Publication number: JP2019083500A
Application number: JP2017221327A
Authority: JP
Inventors: 勝瓜生; Masaru Uryu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-05-30

Abstract

【課題】振動アクチュエータを用いたスピーカシステムを中心とした周囲、３６０°全方向に音声、音楽等の音を放射する無指向性スピーカを提供する。【解決手段】スピーカシステムの筐体１０に音声、楽音等の信号に基づく振動を振動アクチュエータ１１で伝達し、システム筐体表面から音を発する。【効果】筐体表面に音を放射する開口部を設ける必要が無く、筐体を簡単に密閉することが出来ることから容易に防水化が図れる。【選択図】図５

Description

本発明は、振動アクチュエータを用いたスピーカシステムを中心とした周囲、３６０°全方向に音声、音楽等の音を放射する無指向性スピーカに関するものである。

ＡＩスピーカ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ等のスマートスピーカと称されるスピーカシステムの普及が拡大してきている。これらのスピーカシステムは使用上の理由からテーブル等の中央に設置されることが多く、広い聴覚エリア、全方向３６０°いわゆる無指向性スピーカの音場が求められる。

特開２０１２−１０５０２１特開２０１５−７６８７１

無指向性スピーカシステムは、システム筐体内にスピーカユニットから放射される音を反射させる構造をしたシステム（図１）または筐体の水平面、円周方向１８０°背面合わせに２個を取り付けたシステム（図２）あるいは円周方向９０°十字に４個を取り付けたシステム等（図３）で実現されている。

しかし、図１の場合は音を放射するシステムは構造が複雑、図２、図３のシステムはスピーカユニットを複数個、必要とされることから経済的に問題が課題である。

また、ＡＩスピーカ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカ等は屋内での使用に限らず、屋外での使用も想定され、防水性が必要されることが多く、その対策が必要とされる課題がある。

本発明は、上記のことを鑑み提案をするもので、その目的とするところは、上記課題の達成を図ることにある。

本案提案者は、種々の検討を行い、スピーカシステムの筐体に音声、楽音等の信号に基づく振動を振動アクチュエータで伝達し、システム筐体表面から音を発する無指向性スピーカシステムを実現することで上記の課題の解決に至った。

本発明は筐体表面から音の放射がされるので、図１のような反射板等の音響構造の必要がなく、また本発明は１個のアクチュエータで筐体に振動を伝達、発音することから複数個のスピーカユニットを用いる図２、図３のシステムに比較し、経済的にも有意である。

また、筐体自身が音の放射をする振動板であることから図１、図２および図３のように筐体表面に音を放射する開口部を設ける必要が無く、筐体内外を完全に遮断が可能、すなわち筐体の密封することが出来るので容易に防水化が図れる。

音反射型放射システム円周１８０°スピーカユニット２個配置システム円周９０°スピーカユニット４個配置システム電磁（ダイナミック型）アクチュエータ本発明スピーカシステム再生音圧指向特性（以下、ポーラパターンと記述）の測定実施例１、比較例２および３の測定結果ポーラパターン

本発明の効果を実証するために、図４に示した電磁アクチュエータを用い、図５に示したスピーカシステム試作をし、図２、図３に示したスピーカシステムとのポーラパターンの比較測定を行い、本発明の効果を確認した。

外径８０ｍｍ（肉厚：２ｍｍ）、長さ１５０ｍｍのアクリルパイプに図４に示した電磁アクチュエータを取り付け、図５のスピーカシステムを試作し、下記測定方法に基づき、周波数―再生音圧特性（以下、ｆ特と記述）を測定した結果から、再生周波数１０００Ｈｚにおけるポーラパターンを作成し、比較例１、２と比較を行い本発明の効果を確認した。

なお、実施例、比較例１、２の筐体形状を同一にするために、使用したアクリルパイプ上下部には径８０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円形アクリル板を接着し、筐体とした。

使用した電磁アクチュエータの特性を表１に示す。

比較例１

実施例と同じサイズのアクリルパイプに表２に示した特性を有するスピーカユニット、２個を取り付けた図２に示したスピーカシステムを試作し、実施例と同様に下記測定方法に基づいた測定結果から再生周波数、１０００Ｈｚにおけるポーラパターンを作成、比較対象とした。

比較例２

実施例と同じサイズのアクリルパイプに比較例と同じスピーカユニット、４個を取り付けた図３に示したスピーカシステムを試作し、実施例と同様に下記測定方法に基づいた測定結果から再生周波数、１０００Ｈｚポーラパターンを作成、比較対象とした。

測定方法

実施例、比較例１および２のｆ特の測定は、ＴＳＰ（Ｔｉｍｅ‐Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ‐Ｐｕｌｓｅ）信号による測定方法を用いた。

スピーカとの測定マイクの距離を１５ｃｍ、高さ５ｃｍに設置し（図６）、スピーカ正面を基準（０°）にし、３０°間隔で全周囲３６０°のｆ特測定を行い、周波数１０００Ｈｚにおける音圧を用いて、ポーラパターンを作成した。

なお、測定の信号入力レベルは、正面測定値の再生出力音圧が同レベルになるよう調節をした。

測定の概略図を図６、実施例、比較例２、３の測定結果を図７に示す。

図７から明らかなように、正面と９０°、２７０°（正面、左右）に取り付けた比較例１は左右のスピーカ面の音圧が高く、正面（０°）と背面（１８０°）の音圧が低く、無指向性とは言えず改善が必要とされる。

比較例１、システムの左右（９０°、２７０°）に２個のスピーカを追加した比較例２において、ようやく指向性が解消された無指向性が確認される。

また、電磁アクチュエータを用いシステム筐体表面から発音する実施例、本発明においても無指向性が実現され、本発明の有用性が確認された。

なお、実施例では振動アクチュエータとして電磁アクチュエータを使用しているが、特にこれに限定するものではなく、例えば圧電アクチュエータ等のピストン振動するアクチュエータでも良く、アクチュエータの種類、形状および大きさは目的するスピーカシステムに合わせ、自由に最適化を図れば良い。

なお、実施例では、スピーカシステム筐体を円筒形状のアクリルパイプを使用し、試作検討を行ったが、特に円筒形状に限定するものでは無く、断面形状が異形、例えば三角形、四角形等のパイプであっても良い。

また、球状体（図８）あるいは楕円球体（タマゴ殻形態）の筐体でも良い。

広い聴覚エリア、いわゆる無指向性スピーカの音場が求められるスマートスピーカと称される、ＡＩスピーカ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈスピーカにおいては複数個のスピーカを使用して無指向性を実現することが多い。これに対して、本発明は１個の振動アクチュエータで無指向性に出来ることから経済的メリットが大きく、利用価値が高いと言える。

また、屋外で使用されるスマートスピーカには防水性が求められることが多く、図１、２、３形態のスピーカシステムでは筐体に音を放射する開口部を必要とすることから防水性を高めるには構造的に困難を極める。

これに対して、システム筐体表面から発音する本発明スピーカシステムは音を放射する開口部を必要とせず、筐体を簡単に密閉することが出来ることから容易に防水化が図れる。

本発明は、スマートスピーカの野外使用に求められる防水性の向上が容易で、スマートスピーカの使用エリアを拡大、特に情報端末であるＡＩスピーカの利便性を更に高めることが期待できる。

１システム筐体２開口部（音の放射孔）３スピーカユニット４音の反射板５振動子６ダンパー７コイル８磁石９磁気回路ヨーク部１０振動方向１１電磁アクチュエータ１２測定用マイク１３実施例１１４比較例１１５比較例２１６音の放射方向

音反射型放射システム円周１８０°スピーカユニット２個配置システム円周９０°スピーカユニット４個配置システム電磁（ダイナミック型）アクチュエータ本発明スピーカシステム再生音圧指向特性（以下、ポーラパターンと記述）の測定実施例１、比較例２および３の測定結果ポーラパターン球状体へのアクチュエータの取り付け

Claims

スピーカシステム筐体に振動アクチュエータを取り付け、筐体表面から音を放射する無指向性スピーカシステム。
［請求項１］のアクチュエータが電磁アクチュエータであること。
［請求項１］のアクチュエータは電磁アクチュエータと同様なピストン振動をするアクチュエータであること。