JPH0570996B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0570996B2 JPH0570996B2 JP57025301A JP2530182A JPH0570996B2 JP H0570996 B2 JPH0570996 B2 JP H0570996B2 JP 57025301 A JP57025301 A JP 57025301A JP 2530182 A JP2530182 A JP 2530182A JP H0570996 B2 JPH0570996 B2 JP H0570996B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horn
- angle
- directivity
- speaker
- horns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
- G10K11/025—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators horns for impedance matching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はホーンスピーカに関するものであり、
その目的とするところは数少ないホーンで室内全
域をカバーし、受聴位置により音質や明瞭度の異
ならない高忠実な再生を実現することができるホ
ーンスピーカを提供することにある。
その目的とするところは数少ないホーンで室内全
域をカバーし、受聴位置により音質や明瞭度の異
ならない高忠実な再生を実現することができるホ
ーンスピーカを提供することにある。
一般に、ホール、室内等の音響再生における受
聴者を対象に均一な音場を作る場合、受聴位置に
より音質や明瞭度の異ならない高忠実な再生を実
現可能にする目的で指向性を制御したホーンスピ
ーカが使用される。従来、指向性を制御したホー
ンスピーカには、ラジアルホーン、マルチセルラ
ホーン、ユニカルホーン、ベツセルホーン等があ
るが、これらホーンスピーカの指向性パターンは
第１図に示すように軸上を中心として左右対称に
なつている。これらホーンスピーカを使用した場
合のホール内スピーカの設置は第２図および第３
図に示すようになつており、近距離用と遠距離用
として２種類の指向角の異なるホーンスピーカを
向きを変えて複数設置している。第２図および第
３図において、１はプロセニアムスピーカで、近
距離用ホーンスピーカ１bと遠距離用ホーンスピ
ーカ１bで構成されている。２はステージフロン
トスピーカ、３はステージスピーカ、Ａはステー
ジ、Ｂは客席、Ｃは天井である。上述したホール
内スピーカの設置例の場合、上記プロセアムスピ
ーカ１を構成する近距離用ホーンスピーカ１aの
垂直指向性の領域1a-1、水平指向性の領域1a-2お
よび遠距離用ホーンスピーカ１bの垂直指向性の
領域1b-1、水平指向性の領域1b-2によりホール全
域をカバーしている。しかしながら、上述した従
来のホーンスピーカの場合には、その指向性が軸
上を中心とした左右対称のものであり、ホール全
域でのいずれの受聴位置においてもほぼ等しい音
質や明瞭度を得るためには複数のホーンスピーカ
を使用しなければならない問題があつた。
聴者を対象に均一な音場を作る場合、受聴位置に
より音質や明瞭度の異ならない高忠実な再生を実
現可能にする目的で指向性を制御したホーンスピ
ーカが使用される。従来、指向性を制御したホー
ンスピーカには、ラジアルホーン、マルチセルラ
ホーン、ユニカルホーン、ベツセルホーン等があ
るが、これらホーンスピーカの指向性パターンは
第１図に示すように軸上を中心として左右対称に
なつている。これらホーンスピーカを使用した場
合のホール内スピーカの設置は第２図および第３
図に示すようになつており、近距離用と遠距離用
として２種類の指向角の異なるホーンスピーカを
向きを変えて複数設置している。第２図および第
３図において、１はプロセニアムスピーカで、近
距離用ホーンスピーカ１bと遠距離用ホーンスピ
ーカ１bで構成されている。２はステージフロン
トスピーカ、３はステージスピーカ、Ａはステー
ジ、Ｂは客席、Ｃは天井である。上述したホール
内スピーカの設置例の場合、上記プロセアムスピ
ーカ１を構成する近距離用ホーンスピーカ１aの
垂直指向性の領域1a-1、水平指向性の領域1a-2お
よび遠距離用ホーンスピーカ１bの垂直指向性の
領域1b-1、水平指向性の領域1b-2によりホール全
域をカバーしている。しかしながら、上述した従
来のホーンスピーカの場合には、その指向性が軸
上を中心とした左右対称のものであり、ホール全
域でのいずれの受聴位置においてもほぼ等しい音
質や明瞭度を得るためには複数のホーンスピーカ
を使用しなければならない問題があつた。
本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
であり、数少ないホーンスピーカで室内全域での
いずれの受聴位置においてもほぼ等しい音質や明
瞭度が得られるようにしたものである。
であり、数少ないホーンスピーカで室内全域での
いずれの受聴位置においてもほぼ等しい音質や明
瞭度が得られるようにしたものである。
以下、本発明のホーンスピーカについて実施例
の図面と共に説明する。第４図および第５図は本
発明の一実施例を示しており、図中、１１は第１
のホーン、１２は第２のホーンである。これら第
１、第２のホーン１１，１２はそれぞれ４つの側
壁からなり、相隣り合う側壁を共有して一体に組
み合わされている。上記第１、第２のホーン１
１，１２はその左右方向の側壁が次式に示す関数
で表わされる。
の図面と共に説明する。第４図および第５図は本
発明の一実施例を示しており、図中、１１は第１
のホーン、１２は第２のホーンである。これら第
１、第２のホーン１１，１２はそれぞれ４つの側
壁からなり、相隣り合う側壁を共有して一体に組
み合わされている。上記第１、第２のホーン１
１，１２はその左右方向の側壁が次式に示す関数
で表わされる。
ａ＝a0（１＋αx）n ……(1)
但し、a0：スロートの寸法
ａ：ホーン断面の寸法
ｘ：スロートからの距離
α：広がり係数
ｎ：べき数
そして、開口の接続角度を1.5θ〜2.0θ（θ：目
標指向角、指向角：軸上音圧に対し−6dBとなる
角度）と設定してある。ここで、上記第１、第２
のホーン１１，１２はその開口の接線角度が1.5θ
〜2.0θの範囲内でそれぞれ異なるように設定して
ある。具体的には、上記第１のホーン１１は上記
(1)式で表わされ、べき数ｎ＝４の側壁をもち、か
つ開口の接線角度が√３θに設定されており、上
記第２のホーン１２は上記(1)式で表わされ、べき
数ｎ＝４の側壁をもち、かつ開口の接線角度が上
記第１のホーン１１の開口接線角度√３θより広
くなるように設定されている。
標指向角、指向角：軸上音圧に対し−6dBとなる
角度）と設定してある。ここで、上記第１、第２
のホーン１１，１２はその開口の接線角度が1.5θ
〜2.0θの範囲内でそれぞれ異なるように設定して
ある。具体的には、上記第１のホーン１１は上記
(1)式で表わされ、べき数ｎ＝４の側壁をもち、か
つ開口の接線角度が√３θに設定されており、上
記第２のホーン１２は上記(1)式で表わされ、べき
数ｎ＝４の側壁をもち、かつ開口の接線角度が上
記第１のホーン１１の開口接線角度√３θより広
くなるように設定されている。
ここで、側壁曲線がストレートである角形ホー
ンの指向性のシミユレーシヨン結果を示す。これ
は、第１３図に示すようにホーンの開口部で等音
圧、等位相で駆動する孤状線音源モデルにより
Wolb＆Malterの式を使用した。
ンの指向性のシミユレーシヨン結果を示す。これ
は、第１３図に示すようにホーンの開口部で等音
圧、等位相で駆動する孤状線音源モデルにより
Wolb＆Malterの式を使用した。
D1＝１／（2m＋１）、
D2＝2πr／λ、
D3＝sin（πd／λsinω）、
D4＝πd／πsinω、ω＝α＋kθとすると、
Rα＝D1n
〓k=-m
cos（D2cosω）D3／D4＋ｊn
〓k=-m
sin（D2cosω）D3／D4
ただし、Rαは角度αの指向性係数、ｒは曲率
半径、ｄは（2m＋１）分割された線音源の長さ、
ｋ＝2πf／ｃである。
半径、ｄは（2m＋１）分割された線音源の長さ、
ｋ＝2πf／ｃである。
上式により行なつた計算結果を第１４図、第１
５図に示す。第１４図、第１５図は、第１３図に
示す弧状線音源モデルにおける指向角特性を示す
もので、第１４図は開口の接線角を変えたもの
で、第１５図は円弧半径ｒを変化させたものであ
る。この結果により、低域においては、 ka≒1.89／sinθ となる周波数において、開口角と指向角が一致し
ていることがわかる。また、高域の周波数におい
て指向角は開口角に近ずく。指向角の均一化を図
るために、ka≒450／2θを中心とする低域におけ
る指向角は、約θ／√３となつているが、この帯
域の指向制御要因であるホーン開口部の接続角を
約√３θとする仮説を立てた。
５図に示す。第１４図、第１５図は、第１３図に
示す弧状線音源モデルにおける指向角特性を示す
もので、第１４図は開口の接線角を変えたもの
で、第１５図は円弧半径ｒを変化させたものであ
る。この結果により、低域においては、 ka≒1.89／sinθ となる周波数において、開口角と指向角が一致し
ていることがわかる。また、高域の周波数におい
て指向角は開口角に近ずく。指向角の均一化を図
るために、ka≒450／2θを中心とする低域におけ
る指向角は、約θ／√３となつているが、この帯
域の指向制御要因であるホーン開口部の接続角を
約√３θとする仮説を立てた。
この仮説に基づき、側壁の関数が
ａ＝a0（１＋αx）n
a0：スロートの寸法
ａ：スロートからの距離ｘの断面の寸法
α：広がり係数
で表わされるホーンを作成し、実測した結果を第
１６図ｂ，ｃに示す。第１６図からも明らかなよ
うに、ベツセルホーンにおいては、開口部の接線
角を約√３θとすることにより、低域での指向角
はθとなることがわかり、仮説が立証できた。ま
た、第１６図ｃより、係数２以上８以下であれ
ば、指向角は広い周波数範囲でθに近い値になる
ことがわかる。
１６図ｂ，ｃに示す。第１６図からも明らかなよ
うに、ベツセルホーンにおいては、開口部の接線
角を約√３θとすることにより、低域での指向角
はθとなることがわかり、仮説が立証できた。ま
た、第１６図ｃより、係数２以上８以下であれ
ば、指向角は広い周波数範囲でθに近い値になる
ことがわかる。
尚、ホーン開口部の接線角を1.5θ〜2.0θとし、
ホーンを作成した結果、同様に低域での指向角は
θとなることを確認した。そして、√３θと設定
したとき最も良いことを見い出した。本実施例の
ホーンスピーカの指向特性を第６図に示す。第６
図から明らかなように、本実施例のホーンスピー
カの指向特性は、0゜の軸を中心に左右非対称であ
る。第７図、第８図に本実施例のホーンスピーカ
１３を使用し、ホール内への設置状況を示した。
このように本実施例のホーンスピーカを配置する
事により、近距離、遠距離にこだわることなく、
１本のホーンスピーカでホール内の全域をカバー
することができる。
ホーンを作成した結果、同様に低域での指向角は
θとなることを確認した。そして、√３θと設定
したとき最も良いことを見い出した。本実施例の
ホーンスピーカの指向特性を第６図に示す。第６
図から明らかなように、本実施例のホーンスピー
カの指向特性は、0゜の軸を中心に左右非対称であ
る。第７図、第８図に本実施例のホーンスピーカ
１３を使用し、ホール内への設置状況を示した。
このように本実施例のホーンスピーカを配置する
事により、近距離、遠距離にこだわることなく、
１本のホーンスピーカでホール内の全域をカバー
することができる。
第９図および第１０図は本発明の他の実施例を
示しており、図中、２１は第１のホーン、２２は
第２のホーン、２３は第３のホーンである。これ
ら第１、第２、第３のホーン２１，２２，２３は
それぞれ４つの側壁からなり、相隣り合う側壁を
共有して一体に組み合わされている。上記第１、
第２、第３のホーン２１，２２，２３はその左右
方向の側壁が上述した(1)式に示す関数で表わされ
るものであり、開口の接線角度が1.5θ〜2.0θの範
囲でそれぞれ異なるように設定してある。具体的
には、上記第１のホーン２１は上記(1)式で表わさ
れ、べき数ｎ＝４の側壁をもち、かつ開口の接線
角度が√３に設定されており、上記第１のホーン
２１の両側にある第２、第３のホーン２２，２３
は上記(1)式で表わされ、ぺき数ｎ＝４の側壁をも
ち、かつ開口の接線角度が上記第１のホーン２１
の開口の接線角度√３θより広くなるように設定
されている。本実施例によるホーンスピーカの指
向性を第１１図に示す。第１１１図より明らかな
ように本実施例のホーンスピーカの指向性は、0゜
の軸中心に左右対称であるが、軸に近い角度では
指向角が狭く、軸から遠い角度では指向角が広く
なつている。本実施例によるホーンスピーカをホ
ール内に設置したとき、上記の第１の実施例の場
合と同様に近距離、遠距離にこだわりなく１本の
ホーンスピーカでホール内の全域をカバーでき
た。
示しており、図中、２１は第１のホーン、２２は
第２のホーン、２３は第３のホーンである。これ
ら第１、第２、第３のホーン２１，２２，２３は
それぞれ４つの側壁からなり、相隣り合う側壁を
共有して一体に組み合わされている。上記第１、
第２、第３のホーン２１，２２，２３はその左右
方向の側壁が上述した(1)式に示す関数で表わされ
るものであり、開口の接線角度が1.5θ〜2.0θの範
囲でそれぞれ異なるように設定してある。具体的
には、上記第１のホーン２１は上記(1)式で表わさ
れ、べき数ｎ＝４の側壁をもち、かつ開口の接線
角度が√３に設定されており、上記第１のホーン
２１の両側にある第２、第３のホーン２２，２３
は上記(1)式で表わされ、ぺき数ｎ＝４の側壁をも
ち、かつ開口の接線角度が上記第１のホーン２１
の開口の接線角度√３θより広くなるように設定
されている。本実施例によるホーンスピーカの指
向性を第１１図に示す。第１１１図より明らかな
ように本実施例のホーンスピーカの指向性は、0゜
の軸中心に左右対称であるが、軸に近い角度では
指向角が狭く、軸から遠い角度では指向角が広く
なつている。本実施例によるホーンスピーカをホ
ール内に設置したとき、上記の第１の実施例の場
合と同様に近距離、遠距離にこだわりなく１本の
ホーンスピーカでホール内の全域をカバーでき
た。
尚、開口寸法、スロート寸法が一定で、開口の
接線角度を、√３θ（θ：目標角）とした時に、 ａ＝a0（１＋αx）n の式のべき数ｎを変化させ、その指向角特性を測
定した。その結果を第１２図に示す開口の接線角
度が√３θの時、べき数３〜４とすることが指向
特性が最も目標指向角に近く、周波数数性も平坦
であるこを確認した。
接線角度を、√３θ（θ：目標角）とした時に、 ａ＝a0（１＋αx）n の式のべき数ｎを変化させ、その指向角特性を測
定した。その結果を第１２図に示す開口の接線角
度が√３θの時、べき数３〜４とすることが指向
特性が最も目標指向角に近く、周波数数性も平坦
であるこを確認した。
以上のように本発明によれば、４つの側壁から
なり、かつ左右方の側壁がａ＝a0（１＋αx）nの関
数で表わされ、開口の接線角度を1.5θ〜2.0θと設
定した複数のホーンを有し、これら複数のホーン
を相隣り合う側壁を共有して一体化すると共にそ
れぞれ開口の接線角度を異ならしめたので、１本
のホーンスピーカでホールの全域でのいずれの受
聴位置においてもほぼ等しい音質や明瞭度を得る
ことができるようにカバーすることができるもの
である。
なり、かつ左右方の側壁がａ＝a0（１＋αx）nの関
数で表わされ、開口の接線角度を1.5θ〜2.0θと設
定した複数のホーンを有し、これら複数のホーン
を相隣り合う側壁を共有して一体化すると共にそ
れぞれ開口の接線角度を異ならしめたので、１本
のホーンスピーカでホールの全域でのいずれの受
聴位置においてもほぼ等しい音質や明瞭度を得る
ことができるようにカバーすることができるもの
である。
第１図は従来のホーンスピーカの指向性パター
ン図、第２図は同ホーンスピーカのホール内への
設置状況を示す垂直断面図、第３図は同じく水平
断面図、第４図は本発明のホーンスピーカの一実
施例を示す垂直断面図、第５図は同じく水平断面
図、第６図は同ホーンスピーカの指向性パターン
図、第７図は同ホーンスピーカのホール内への設
置状況を示す垂直断面図、第８図は同じく水平断
面図、第９図は本発明のホーンスピーカの他の実
施例を示す垂直断面図、第１０図は同じく水平断
面図、第１１図は同ホーンスピーカの指向性パタ
ーン図、第１２図は同ホーンスピーカのべき数ｎ
を変化したときの周波数特性図、第１３図は、弧
状線音源モデルを示す図、第１４図、第１５図
は、第１３図に示す弧状線音源モデルにおける指
向角特性図、第１６図ａ，ｂ，ｃはホーンの半断
面図および指向角特性図である。 １１，１２，２１，２２，２３……ホーン。
ン図、第２図は同ホーンスピーカのホール内への
設置状況を示す垂直断面図、第３図は同じく水平
断面図、第４図は本発明のホーンスピーカの一実
施例を示す垂直断面図、第５図は同じく水平断面
図、第６図は同ホーンスピーカの指向性パターン
図、第７図は同ホーンスピーカのホール内への設
置状況を示す垂直断面図、第８図は同じく水平断
面図、第９図は本発明のホーンスピーカの他の実
施例を示す垂直断面図、第１０図は同じく水平断
面図、第１１図は同ホーンスピーカの指向性パタ
ーン図、第１２図は同ホーンスピーカのべき数ｎ
を変化したときの周波数特性図、第１３図は、弧
状線音源モデルを示す図、第１４図、第１５図
は、第１３図に示す弧状線音源モデルにおける指
向角特性図、第１６図ａ，ｂ，ｃはホーンの半断
面図および指向角特性図である。 １１，１２，２１，２２，２３……ホーン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 左右方向の側壁が ａ＝a0（１＋αx）n ……(1) a0：スロートの寸法 ａ：断面の寸法 ｘ：スロートからの距離 ｎ：べき数 α：広がり係数 の関数で表わされる４つの側壁からなり、べき数
ｎを２以上８以下とし、開口の接線角度を1.5θ〜
2.0θ（θ：目標指向角、指向角：軸上音圧に対し、
−6dBとなる角度）に設定した複数のホーンを有
し、これら複数のホーンを相隣り合う側壁を共有
して一体化すると共に開口の接線角度がそれぞれ
異なるように構成してなるホーンスピーカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025301A JPS58142695A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | ホ−ンスピ−カ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025301A JPS58142695A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | ホ−ンスピ−カ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142695A JPS58142695A (ja) | 1983-08-24 |
| JPH0570996B2 true JPH0570996B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=12162188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57025301A Granted JPS58142695A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | ホ−ンスピ−カ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142695A (ja) |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP57025301A patent/JPS58142695A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58142695A (ja) | 1983-08-24 |
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