JPS5810920B2 - ステレオスピ−カ−システムヨウノ スピ−カ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、垂直または水平壁に必要な数装置するよう
にした二または四チャンネルステレオ音響再生用のスピ
ーカーに関するものである。

はとんどの場合、ステレオ音響再生用のスピーカーは直
角平行六面体の形をもち、そして例えば書棚の棚のよう
な水平壁または垂直壁（この場合にはつり下げ装置を用
いて）に配置するようにされる。

これらのスピーカーは普通前壁に通常放射点軸線をスピ
ーカーから前方へ真直ぐにのばして配置したスピーカー
装置を有する。

この周知のスピーカーの形は多くの場合位置決めおよび
空間の観点から大きな利益をもたらすが、しかしこれら
の利益は今日まで相当な音響学上の欠点を伴なっていた
。

従って良好なステレオ再生を得るためには、二つのスピ
ーカーをそれのすぐ前方の聴取区域に向って内側へ向け
ることがしばしば勧められてきたが、しかしそれによっ
て形の利点は位置決めの観点からかなり減少される。

しかしながら聞く人に対するスピーカーの回動の仕方に
関係なく、このスピーカーの形は特徴的な聴取印象およ
び指向性印象を与え、その結果普通の内部聴取環境内の
自然の音源を聞く時より指向性が鋭くなる。

その結果再生は音響学的に真に迫ったものとして受けと
められない。

これらの影響は直接音および直接音の後の最初の２０ま
たは３０ｍす秒以内に聞く人に達する反射音の部分の発
生の時間および指向方向に関連する。

しかしながら、音源の指向性と聴取印象との関係は知識
および説明的装置の不足のため極めて明確ではない。

この形式のあるスピーカーは傾斜した状態に配置した一
つまたはそれ以上のスピーカー装置を有し、それでそれ
らは真直ぐ前方方向以外の別の方向へ向いた一つまたは
それ以上の放射軸線をもつ。

普通、このねらいはスピーカーの有効放射角度を増加す
ることにあり、すなわちスピーカー機構は対を成して反
対方向例えば両側方へ向ってまた上方および下方へ向っ
て傾斜され、また放射軸線は水平面に対してとスピーカ
ーの前壁に直角な垂直面に対して対称的に配置される。

このねらいは聴取区域のある部分に向ってスピーカー装
置を交互に向けることにある。

従ってスピーカー機構は一方向に片側に傾斜され、すな
わちあるスピーカーは傾斜した前面部をもち、また放射
軸線は水平面に対してかまたはスピーカーの前面に直角
な垂直面に対して対称的に配置される。

この発明によれば、リスニングルームの水平または垂直
壁に配置するようにしたステレオスピーカシステム用の
スピーカーは前壁と別の壁とを備えたケーシングと、中
間周波数成分を放射する少なくとも一つのスピーカー装
置と、高周波数成分を放射する少なくとも一つの別のス
ピーカー装置とを有し、これら両スピーカー装置は上記
前壁にケーシングの上記側の壁に対して一定の方向に向
けて取付けられている。

高周波数成分を放射する別のスピーカー装置は、その放
射軸線が上方に対してπ／１５〜π１５ラジアンまた一
側部に対してπ／１５〜π１５ラジアンづつ上記−側部
に対して斜め前方かつ上方に指向するように上記側の壁
に対して傾斜した状態で配置され、ステレオリスニング
区域において高周波数成分を放射する別のスピーカー装
置からの直接音がリスニングルームの天井から最初に到
来する反射音と共にほとんど一様な強さをもつ高周波数
成分を放射するスピーカー装置の放射方向から選択され
るように構成される。

この発明によるスピーカーを用いるステレオスピーカー
システムは上記した二つのスピーカーを有し、その一
方はその非対称放射軸線を左側に対して前方かつ上方へ
傾斜させて向けるようにされ、また他方のスピーカーは
その非対称放射軸線を右側に対して前方かつ上方へ傾斜
させて向けるようにされる。

従ってステレオ スピーカーシステムの両方のスピーカ
ーは、上記した周波数に対する放射軸線がリスニングル
ーム内の好ましいステレオ聴取位置上の空間に向くよう
にして垂直壁に沿って配置される。

その結果ステレオ再生は相当＆善される。

これにより、真直ぐ前方に向いたスピーカー装置を有す
るスピーカーでは得られない程度の鮮明さおよび軽快さ
が得られ、また幾何学的に良好なステレオ再生のために
利用できる聴取区域は他の全ての周知のスピーカー構造
の場合より大きく拡げられることになる。

この発明を限定するものでゝなく明瞭にするため、多数
の実施例を添付図面について説明する。

第１〜４図に示すスピーカーは周波数範囲４５〜１８０
００Ｈ７用に設計される。

外径１６．５ｃｍのスピーカー機構１は直径１２．５ｃ
ｍの膜を備え、はぼ２０００Ｈ２までの低および中間周
波数範囲を放射するようにされ、一方、外径５ｃｍの高
音用スピーカー機構２は直径３．５ｃｒｒＬの膜を備え
、はぼ２０００Ｈｚ以上の高周波数を放射するようにさ
れる。

立方体形のスピーカー エンクロージャーすなわちケー
シングは前壁３と後壁４とを備えている。

前壁３は、スピーカーの膜の対称軸線と一致するスピー
カーの放射軸線が一方側に対して斜め前方および上方に
向くようにスピーカー機構１゜２を傾斜させて保持する
ようにされた凹状部分５を備えている。

大きい方のスピーカー機構１の放射軸線と前壁３と垂直
線との間の角度αはπ／９ラジアンに達し、一方高音用
スピーカー機構２の放射軸線と前壁３の垂直線との成す
角度βはπ／６ラジアンに達する。

スピーカーは前壁３０対角線（第１図の線■−■）を通
り前壁３に直角な平面に対して対称を成して構成される
。

第９，１０図に示すようにステレオ スピーカー シス
テムにおける左側のスピーカーとして用いる場合、スピ
ーカーは壁６を下向きにしてしばしば直接水平支持体に
向って配置される。

右側のスピーカーとして用いる場合には、スピーカーは
壁７を下向きにして配置される。

中間および高周波数範囲に対する放射軸線は左側の場合
水平面とそれぞれ角度α′、β’を成し、また前壁３に
直角な垂直面に対してそれぞれ角ｄ″、β″を成す。

右側の場合、放射軸線は水平面に対してそれぞれ角度α
″、β″を成し、また前壁３に直角な垂直面に対して角
α′、β′を成す。

スピーカーの対称平面は垂直線および水平面と角度π／
４ラジアンヲ成し、α＝π／９、β＝π／６であるので
、α′、α′はπ／１２．５ラジアン、またβ′、β″
はπ／８ラジアンに達する。

小さな外寸法（一辺２６ｃｍの立方体）の場合、このス
ピーカーは例えば書棚に容易に配置されるかまた垂直壁
につり下げられる。

両方の配置方法は第９，１０図に示すステレオ スピー
カー システムに例示されている。

スピーカーの後壁はりスニングルームの垂直壁につり下
げるようにされる。

後壁４を床に向は前壁３を上方に向けて垂直壁に沿って
床にスピーカーを配置する別の構成を第１１図に示す。

左側のスピーカーは壁７を垂直壁に向けて配置され、ま
た右側のスピーカーは壁６を垂直壁に向けて配置される
。

この配置では直接音の強さは弱められ、そして前に反射
した音の強さは第９，１０図に示す配置と比較して強め
られる。

直接音が反射音に比べて十分な強さをもつ限り、非常に
生き生きとして軽快に再生されることとなる。

この配置において直接音の十分な強さに関しては、この
発明によるスピーカーは、角度α、βがゼロであるスピ
ーカーより相当すぐれている。

第９，１０図に示す普通のスピーカー位置決めでのステ
レオ再生における上記改良点に加えて、この発明は第１
１図に示す配置でもすばらしい再生を可能にすることに
より、高忠実度（ハイファイ）の再生のためスピーカー
位置決めに関して今日まで未知の選択の自由度をスピー
カーに与える。

実際の実施例では、上述のスピーカーは最底周波数の再
生を改善する管状開口８を備え、この管状開口８は好ま
しくは後壁４に設けられそして開口８から後壁４とリス
ニングルームの隣接壁との間への音の自由な伝達を保証
するため脚状スペーサ部片９で補足して完全される。

高出力要求用に設計した上述のスピーカーの変形を第５
，６図に示す。

外径２３ｃｍのスピーカー機構１０はほぼ１．２ＫＨ２
までの低および中間周波数範囲を放射するようにされる
。

スピーカー機構１１すなわちラッパ形スピーカーはほぼ
１．２ＫＨ２〜４または５ＫＨ７の中間および高周波数
範囲の部分を放射するようにされる。

高音用スピーカー機構１２は約４〜５ＫＨ２の周波数範
囲を放射するようにされる。

スピーカー エンクロージャーは、前壁が方形の直角平
行六面体の形をもち、外寸法４０×４．０×３０ｃｍで
ある。

前壁１３は二つの凹状部分１４，１５を備え、これら凹
状部分１４，１５はそれぞれスピーカー機構１０゜１２
およびスピーカー機構１１を、一方側に対して前方かつ
上方へ放射軸線を斜めにして傾斜した状態に保持するよ
うにされる。

第７，８図は、前壁が方形ではなく上述の実施例の場合
のように対角線的に対称であるこの発明の実施例を示す
。

このスピーカーは上記で述べたものより低周波数の高忠
実度の再生用に設計され、低周波数範囲に対して大きな
スピーカー機構を使用する必要があり、またスピーカー
エンクロージャーの内側に大容量の空気を必要とする
。

書棚に配置するのに適するようにするため、外寸法は５
１×２９×２９ｃｍである。

外径２０．５ｃｒＩｌのスピーカー機構１６はほぼ７０
０Ｈｚまでの低周波数および中間周波数の一部の範囲を
放射するようにされる。

外径１３ｃｒｒＬのスピーカー機構１７はほぼ７００〜
３ＫＨ２の中間姑よび高周波数範囲を放射するようにさ
れる。

高音用スピーカー機構１８はほぼ３ＫＨ２〜２０ＫＨ２
の高周波数範囲を放射するようにされる。

スピーカーの前壁１９はスピーカー機構１６を、それの
放射軸線が前方へ真直ぐにのびるように保持する。

このスピーカー装置が放射するようにされる周波数範囲
内では、空気中の音の波長は放射膜の直径（１５ｃＩｒ
Ｌ）の二倍以上である。

従ってスピーカー機構１６は傾斜した配置を無用にする
ため十分に無指向性である。

この発明によれば、前壁１９は凹状部分２０を備え、こ
の凹状部分２０はスピーカー機構１７゜１８を傾斜した
状態に保持するようにされ、従ってそれらスピーカー機
構の放射軸線に一方側に対して前方かつ上方へ傾斜する
。

スピーカー機構１７の放射軸線は前壁１９に垂直な線に
対して角度π／６ラジアンを成し、また高温用スピーカ
ー機構１８の放射軸線は上記の垂直な線に対して角度π
１５ラジアンを成している。

第７，８図について述べた実施例の変形では、コーン形
膜を備えたスピーカー機構１７は直径５硼のドーム形膜
を備えたスピーカー機構に代えられる。

スピーカー機構１６の場合のように、スピ−カー エン
クロージャーの前壁は新規のスピーカー機構を、その放
射軸線が前方へ真直ぐに伸びるように保持する。

所与周波数範囲内では、この寸法のドーム形膜は実際に
無指向性であり、傾斜配置は無用である。

この発明によれば、スピーカーの前壁は凹状部分を備え
、この凹状部分で高音用スピーカー機構（それの周波数
範囲の一部分内で指向性であるこのスピーカーにおける
スピーカー機構のみ）を、第７，８図によるスピーカー
の前壁１９の凹状部分２０がスピーカー機構１７を保持
するようにされるのと同様にして傾斜した状態に保持し
、それで高音用スピーカー機構の放射軸線は一方側に対
して前方かつ上方へ傾斜するようにされる。

完全さを追求せずに述べてきた上記の実施例から明らか
なように、この発明によるスピーカーの多数の異なる実
施例が可能である。

この発明をさらに良（理解するためにそれの音響効果を
詳細に説明する。

指向性のこれらスピーカー装置を聴取区域に向って上方
かつ側方へ傾斜させて位置決めすることにより、直接音
およびリスニングルームの種々の部分の天井から最初に
届いた反射音に主に影響を与える。

下記の表に示すように、上方かつ側方へ傾斜した位置決
めは、直接音がそれぞれのスピーカー装置の方向から発
することを意味し、放射軸線との成す角度は聴取位置に
よる変動を相当減少する。

従って異なる聴取位置への直接音は放射時にはほとんど
の等しい強さのものである。

同時に傾斜した位置決めにより、最初に天井で反射して
伝達された音の放射方向はスピーカー装置の減少した放
射軸線と角度を成すことになる。

この音の放射角度は普通の居間における普通のスピーカ
ー位置決めでは、直接音の放射角度とほぼ同じ大きさで
ある。

直接音および最初に天井で反射した音の強さの変動は小
さく、それでスピーカーがこれらの音の部分に関して無
指向性源とほぼ同じに振舞う。

無指向性源に対する同様なことは直接音および天井や聞
く人の後方の壁で先に反射した音に対して有効である。

他方、別の方向からの反射音は総体反射音と共に無指向
性源からのものより強さが弱い。

無指向性源とのこの比較により、恐らくこのスピーカー
の再生の鮮明さおよび軽快さの増大されるのが説明され
る。

最初に天井で反射した音の増大した強さはステレオ再生
のために用いた二つのスピーカーと組合さって音の自然
の伝搬を思い起させる印象を聞く人に与えるのに恐らく
十分であろう。

この発明の価値のある周波数範囲については、最近出さ
れた研究論文によれば、はぼ８ＫＨｚおよび８ＫＨ２以
上の周波数範囲が室内の聞（人の方向位置および音響経
験に対して特に重要であることが思い起される。

この場合客観的耳が助けになる。

スピーカーの前壁に垂直な線に対する横方向角度を００
〜４５°変えた聴取位置（第１０図参照）に対して、水
平方向傾斜角αＨ（ラジアン）と垂直方向傾斜角αＶ（
ラジアン）とのある組合せにおける直接音の放射角度（
度で表わす）を下表に示す。

（括弧内の値は各欄間に生じる最小値を示す。

）直接音の放射角度が０°〜４５°の聴取位置において
傾斜角の各組合せにおける横方向角度をどの程度変化す
るかは下表の゛最大−最小″の欄に示す。

スピーカーは第９，１０図に示すスピーカー２１．２２
と同様に位置決めされるとし、またスピーカー装置は目
の高さであるとする。

上記の表から明らかなように、直接音の放射角度は、す
でに水平方向および垂直方向傾斜がπ／１５ラジアン程
度に小さい時には２２．９°の以内または実際には真直
ぐ前方に向いたスピーカー装置を有するスピーカーだけ
の水平方向の回動によって得ることのできる２２．５°
の最小値と同じ範囲内にその変動を維持する。

考察した聴取区域では、π／８〜π／６ラジアンの水平
方向および垂直方向角度は９°に限定した直接音の放射
角度の変動で最適条件を与える。

この発明によるスピーカーでは、π／８〜π１５ラジア
ンの水平方向および垂直方向傾斜は主として高音用スピ
ーカー機構に用いられ、一方π／１５〜π／８ラジアン
の傾斜は大きなスピーカー装置例えば低周波数再生用の
スピーカー装置に適している。

幾何学的に良好なステレオ再生が得られるすなわち録音
された中央源が二つのスピーカーの中間から聞かれる場
合聴取区域の拡張は、スピーカーが第１１図に示す配置
ではなく第９，１０図に示すように配置される時のみ生
じる。

周知のようにそのような拡張は、音の強さが横方向角度
の増加と共に増大し、二つのスピーカーから中央からは
ずれて位置した聞く人への音の伝搬時間の差の影響を補
償するような指向性図をスピーカーに与えた場合に得ら
れる。

しかしながらそのような指向性図は単にこの発明の傾斜
角に従ってスピーカー装置を回動しただけでは得られな
い。

この指向性図は恐らくスピーカー装置の傾斜した配置と
スピーカー エンクロージャーの前壁の凹状部分との結
合した効果として得られるだろう。

第１〜８図から明らかなように、この発明の上記の実施
例の前壁の凹状部分は、スピーカー機構の設けられる平
らで傾斜した部分と、前壁の前面へ平滑に移る円すい形
部分とから成る。

円すい形光面は上記スピーカー機構とほぼ同心であり、
円すい形の母線はスピーカー機構の対称軸線とほぼ角度
π／６ラジアンを成している。

第３，４図の考察かられかるように、４５°の横方向角
度における放射は円すい形光面の比較的長い部分に実際
に平行に走っている。

この円すい形光面における反射は恐らく、横方向角度が
０°から４５°へ増加した時直接放射に対して増加する
方向に加えられるだろう。

スピーカー装置をはなれる時、スピーカー装置のこの発
明の傾斜の結果として制限された直接音の強さの変動で
は、前壁の凹状部分がスピーカーからの横方向角度の増
加（この場合はぼ４５°まで）をもたらす直接音の増大
は、二つのステレオスピーカーから異なった聴取距離へ
の伝搬時間の差を補償するためスピーカーの必要な指向
性図を得るのに明らかに十分である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスピーカーの斜視図、第２図は
第１図の線■−■に沿った断面図、第３図は第１図の線
■−■に沿った断面図、第４図は第１図の線ＩＶ−ＩＶ
に沿った断面図、第５図は第１〜４図に示すスピーカー
の変形を示す斜視図、第６図は第５図の線Ｖｌ−ＩＶに
沿った断面図、第７図はこの発明による別の形のスピー
カーを示す斜視図、第８図は第７図の線■−■に沿った
断面図、第９，１０図は室の垂直壁に沿って配置した第
１〜４図による二つのスピーカーから成るステレオスピ
ーカー システムのそれぞれ立面図および平面図、第１
１′図は室の垂直壁に沿って配置した第９．１０図に示
すステレオ スピーカー システムの平面図である。 図面中、１，２，１０，１１，１２，１７゜１８はスピ
ーカー装置、３，１３，１９は前壁、４は後壁、５，１
４，１５，２０は凹状部分である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前壁３，１３，１９と別の壁４，６．７とを備えた
   ケーシングと、中間周波数成分を放射する少なくとも一
   つのスピーカー装置１，１０，１１゜１７と、高周波数
   成分を放射する少なくとも一つの別のスピーカー装置２
   ，１２，１８とを有し、これら両スピーカー装置が上記
   前壁３，１３．１９にケーシングの上記側の壁４，６，
   ７に対して一定の方向に向けて取付けられているリスニ
   ングルームの水平または垂直壁に配置するようにしたス
   テレオスピーカーシステム用のスピーカーにおいて、高
   周波数成分を放射する別のスピーカー装置２．１２，１
   ８の放射軸線が上方に対してπ／１５〜π１５ラジアン
   また一側部に対してπ／１５〜π１５ラジアンづつ上記
   −側部に対して斜め前方かつ上方に指向するように上記
   側のスピーカー装置２，１２，１８を上記側の壁に対し
   て傾斜した状態で配置し、ステレオリスニンク区域にお
   いて高周波数成分を放射する別のスピーカー装置２，１
   ２，１８からの直接音がリスニングルームの天井から最
   初に到来する反射音と共にほとんど一様な強さをもつ高
   周波数成分を放射するスピーカー装置２，１２，１８の
   放射方向から選択されるように構成したことを特徴とす
   るステレオスピーカーシステム用のスピーカー。