JPS6264196A - Horn speaker - Google Patents

Horn speaker

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JPS6264196A
JPS6264196A JP61204173A JP20417386A JPS6264196A JP S6264196 A JPS6264196 A JP S6264196A JP 61204173 A JP61204173 A JP 61204173A JP 20417386 A JP20417386 A JP 20417386A JP S6264196 A JPS6264196 A JP S6264196A
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JP
Japan
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horn
angle
wall surface
throat
cross
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Application number
JP61204173A
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Japanese (ja)
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JPS6311840B2 (en
Inventor
Akihisa Kawamura
明久 川村
Noboru Mikami
三上 昇
Katsumasa Sato
克昌 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6264196A publication Critical patent/JPS6264196A/en
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  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ホール、駅構内、グラウンド等、室内外音響
再生における多数の受聴者を対象に均一な音場を作る場
合に受聴位置により、音質や明瞭度の異らない高忠実性
の菩響再生が可能なホーンスピーカに関するものである
[Detailed Description of the Invention] Industrial Field of Application The present invention is intended to improve the sound quality depending on the listening position when creating a uniform sound field for a large number of listeners in indoor and outdoor sound reproduction such as halls, station premises, and grounds. The present invention relates to a horn speaker capable of reproducing high-fidelity bodhisattva sounds with no difference in clarity.

従来の技術 従来のホーンには、ラジアルホーン、コニカルホーン等
がある。ラジアルホーンは、水平面内で波面が円弧にな
るよう設計しであるため、この円弧状の波面が同心円状
にホーンの内部を伝搬していくため、開口面からそのま
ま指向性を持たない状態で放射され、指向性がすぐれて
いるが、垂直方向が良くない欠点がある。またコニカル
ホーンは、水平、垂直方向の指向性はすぐれているが、
放射インピーダンス特性が乱れる欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventional horns include radial horns, conical horns, and the like. The radial horn is designed so that the wavefront forms an arc in the horizontal plane, so this arc-shaped wavefront propagates concentrically inside the horn, so it radiates directly from the aperture without directivity. Although it has excellent directivity, it has the disadvantage that it is not good in the vertical direction. Also, conical horns have excellent directivity in the horizontal and vertical directions, but
The disadvantage is that the radiation impedance characteristics are disturbed.

第8図a、bは特開昭54−12724号公報に開示さ
れたコニカルホーンを示す。このホーンは、側壁曲線が
ストレートで、2つのコニカルホーンの組み合わせにな
っている。
FIGS. 8a and 8b show a conical horn disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 12724/1983. This horn has a straight sidewall curve and is a combination of two conical horns.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記した従来のホーンは放射インピーダ
ンスの乱れが大きい欠点がある。
Problems to be Solved by the Invention However, the above-described conventional horn has the drawback of large disturbance in radiation impedance.

代表的ホーンであるエクスポネンシャル、コニカル、ベ
ッセルホーンの壁面形状を第9図aに示し、またその放
射インピーダンス特性を第9図すに示す。これらのホー
ンは、Web s t e rのベッセルホーンの一般
式として次式のように表わされる。
The wall shapes of representative horns, such as the exponential, conical, and Bessel horns, are shown in FIG. 9a, and their radiation impedance characteristics are shown in FIG. These horns are expressed as the general formula of the Bessel horn on the web site as shown below.

SM=SO(1+αx)″ SM :切り口の断面積 So ニスロートの断面積 α :広がり係数 X : スロートからの距離 上式においてn = 1がコニカル、n=■がエクスポ
ネンシャル、その間がベッセルである。
SM=SO(1+αx)″ SM: Cross-sectional area of the cut So Cross-sectional area of the throat α: Spreading coefficient .

第9図すより明らかなようにnが小さくなる程、放射イ
ンピーダンスの乱れが大きくなっておシ、コニカルホー
ンの放射インピーダンスの乱れが最も大きくなるという
問題点を有していた。
As is clear from FIG. 9, as n becomes smaller, the disturbance in the radiation impedance increases, and the problem is that the disturbance in the radiation impedance of the conical horn becomes the largest.

本発明は上記従来の問題点に鑑み、放射インピーダンス
の乱れを抑え、周波数特性を平坦にすることを目的とす
る。
In view of the above conventional problems, the present invention aims to suppress disturbances in radiation impedance and flatten frequency characteristics.

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達するため、水平方向の目標指向角
(θH)と垂直方向の目標指向角(θV)とが異なる関
係にある4個の壁面からなるホーンを具備してなり、上
記ホーンの互に向い合う一方の対向壁面の各壁面曲線お
よび上記ホーンの互に向い合う他方の対向壁面のホーン
の中心軸上における開口からの距離12までの各壁面曲
線が次式で表わされ、 a ” a () (1+(L X ) ”ao ニス
ロートの寸法 a  : スロートから距離Xの断面の寸法α :広が
り係数 nの値がホーンの開口側で”1 (”1≧2)、スロー
ト側でn 2 (n 2 > ” 1 )である関数の
結合形であシ、目標指向角を2θとした場合のホーンの
開口の接線角度を1.5θ〜2.00に設定し、かつ上
記ホーンのスロートから上記開口からの距離12点まで
の断面積変化を上記スロートから上記開口に向けてスト
レート形状とし、かつそのストレート形状内に断面積変
化がエクスポネンシャルとなるような形状の仕切り壁を
平行に配して上記ホーンの一方の対向壁面に結合した構
成となっている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a horn consisting of four walls in which the target pointing angle in the horizontal direction (θH) and the target pointing angle in the vertical direction (θV) are in different relationships. Each wall curve of one opposing wall surface of the horn that faces each other, and each wall curve of the other opposing wall surface of the horn that extends from the opening on the central axis of the horn up to a distance of 12, It is expressed by the following formula, a ” a () (1+(L 1≧2), n2 (n2>''1) on the throat side, and the tangential angle of the horn aperture is 1.5θ to 2.00 when the target pointing angle is 2θ. and the change in cross-sectional area from the throat of the horn to the distance from the opening to 12 points is a straight shape from the throat to the opening, and the change in cross-sectional area is exponential within the straight shape. The structure is such that partition walls having such a shape are arranged in parallel and connected to one opposing wall surface of the horn.

作  用 本発明は上記した構成により、音圧1分布が周波数によ
って大きく変動せず、受聴位置によって音質が均一とな
り、さらに放射インピーダンス特性の乱れが少ないため
周波数特性が平坦となるものである。
Effects of the present invention With the above-described configuration, the sound pressure 1 distribution does not vary greatly depending on the frequency, the sound quality becomes uniform depending on the listening position, and the frequency characteristics are flat because there is little disturbance in the radiation impedance characteristics.

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、側壁曲線がストレートである角形ホーンの指向性
のシミュレーションを行った。これは、第4図に示すよ
うにホーンの開口部で等音圧2等位相で駆動する弧状線
音源モデルによりWolb&Ma 1 t e rの式
を使って行った。
First, we performed a simulation of the directivity of a rectangular horn with a straight sidewall curve. This was done using the Wolb & Ma ter formula using an arcuate line sound source model in which the horn was driven with equal sound pressure and two equal phases at the opening of the horn, as shown in FIG.

PA ただし、Ra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、上式によシ行
った計算結果を第6図、第6図に示す。第6図は開口の
接線角を変えたもので、第6図は円弧半径rを変化させ
たものである。この結果より、低域においては、 K a # 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
口角に近づく。指向角の均一化を図るために、K a 
舞450/2θを中心とする低域における指向角は、約
θ/ろとなっているが、この帯域の指向性制御要因であ
るホーン開口部の接線角を約βθとする仮説を立てた。
PA However, Ra is the directivity coefficient of angle α, r is the radius of curvature, and d
is the length of the line sound source divided into (2m+1), and the results of calculations performed using the above formula are shown in FIGS. FIG. 6 shows a case where the tangential angle of the opening is changed, and FIG. 6 shows a case where the arc radius r is changed. From this result, it can be seen that in the low range, the aperture angle and the directivity angle match at a frequency of Ka #1, 89/sinθ. Furthermore, the directivity angle approaches the aperture angle at high frequencies. In order to make the directivity angle uniform, Ka
The directivity angle in the low range centered on 450/2θ is about θ/lo, but we hypothesized that the tangential angle of the horn opening, which is a directivity control factor in this band, is about βθ.

この仮説に基きホーンを作成して実測した結果を第7図
に示す。
A horn was created based on this hypothesis and the results of actual measurements are shown in FIG.

第7図からも明らかなように、ベッセルホーンにおいて
は、開口部の接線角を約βθにすることによシ低域での
指向角はθとなることがわかり、仮説が立証出来た。
As is clear from FIG. 7, in the Bessel horn, by setting the tangential angle of the aperture to approximately βθ, the directivity angle in the low range becomes θ, and the hypothesis has been verified.

尚、ホーン開口部の接線角を1.5θ〜2.00とし、
ホーンを作成して実測した結果、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、ρθと設定したと
き最とも良いことを見い出した。
In addition, the tangential angle of the horn opening is 1.5θ to 2.00,
As a result of making a horn and actually measuring it, it was confirmed that the directivity angle in the low range is θ. Then, we found that the best result was when we set ρθ.

本発明の一実施例におけるホーンスピーカのホーン形状
を第1図a、bに示す。第1図&は垂直方向、第1図す
は水平方向の形状を示している。
The horn shape of a horn speaker in an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1a and 1b. FIG. 1 & shows the shape in the vertical direction, and FIG. 1 shows the shape in the horizontal direction.

本実施例のホーンは4つの壁面1.2,3.4と仕切り
壁6からなり、水平、垂直方向の指向角が等しい場合に
は、ホーン開口での側壁の接続角度を約−〇とする。ホ
ーンの各側壁曲線は、”””o(’十αx)、n ao ニスロート寸法 a : スロートから距離Xの断面の寸法α :広がり
係数(n1部分とn2部分とで異なる) の関数で表わされ、nの値が開口側でnl(n1≧2)
、スロート側でn2 (n2>nl)である結合形であ
る。点Aは指向特性の偏差の平坦性により決定される。
The horn of this embodiment consists of four wall surfaces 1.2, 3.4 and a partition wall 6, and when the horizontal and vertical directivity angles are equal, the connection angle of the side walls at the horn opening is approximately -0. . Each side wall curve of the horn is expressed as a function of """ o ('10 αx), n ao Nisthroat dimension a: Dimension of the cross section at distance X from the throat α: Spreading coefficient (different between the n1 part and the n2 part) and the value of n is nl (n1≧2) on the opening side.
, n2 (n2>nl) on the throat side. Point A is determined by the flatness of the deviation of the directional characteristics.

一方、水平方向の指向角θHと垂直方向の指向角θ■が
異なる場合には指向角の大きい方が長さが短くなる。θ
V〈θHとすると、スロートからθH方向の点Bまでは
断面積変化をストレート形状とし、そのストレート形状
内に断面積変化がエクスポネンシャルになるような形状
の仕切シ壁6を壁面に平行に配してこれを垂直方向上下
壁1゜2に結合する。そして、点Bから開口側にいたる
部分でも点Cで側壁曲線がnlからn2に変化している
。尚、点Cは指向角特性の偏差の平坦性により決定され
る。
On the other hand, if the horizontal directivity angle θH and the vertical directivity angle θ■ are different, the longer the directivity angle, the shorter the length. θ
If V〈θH, then the change in cross-sectional area from the throat to point B in the θH direction is a straight shape, and within that straight shape, a partition wall 6 of a shape such that the change in cross-sectional area is exponential is placed parallel to the wall surface. and connect it to the vertical upper and lower walls 1°2. Also, in the portion extending from point B to the opening side, the side wall curve changes from nl to n2 at point C. Note that point C is determined by the flatness of the deviation of the directivity angle characteristics.

本発明によるホーンスピーカの指向特性を第2図a、b
に示す。又、放射インピーダンスと周波数特性を第3図
a、bに示す。第3図a、bにおいて、実線は本発明、
破線は従来のコニカルホーンを用いたものである。
The directivity characteristics of the horn speaker according to the present invention are shown in Fig. 2a and b.
Shown below. Furthermore, the radiation impedance and frequency characteristics are shown in FIGS. 3a and 3b. In Figures 3a and 3b, solid lines indicate the present invention;
The broken line indicates a conventional conical horn.

この例は、2θy :400.2θH=9oOに選定し
たものであり、その範囲内において、音圧分布が周波数
によって大きく変動せず、受聴位置によっても大きく変
動せず、受聴位置によって音質が均一であることを示す
ものである。また、放射インピーダンス特性の乱れが少
ない為、周波数特性が平坦であることを示すものである
In this example, 2θy: 400.2θH = 9oO is selected, and within that range, the sound pressure distribution does not vary greatly depending on the frequency, does not vary greatly depending on the listening position, and the sound quality is uniform depending on the listening position. It shows that something is true. Furthermore, since there is little disturbance in the radiation impedance characteristics, this indicates that the frequency characteristics are flat.

また、第7図すに示すように、ホーンの中心軸上におけ
る開口からの距離82点の位置からスロートまでの側壁
形状がストレートであシ、対向する壁面が平行であるた
めホーン自体を作りやすくなる。
In addition, as shown in Figure 7, the side wall shape from the 82 point distance from the opening on the central axis of the horn to the throat is straight, and the opposing wall surfaces are parallel, making it easy to manufacture the horn itself. Become.

このようにスロート側の断面積変化を開口側の壁面白線
と異ならせると、ホーンの放射インピーダンスは断面積
変化がエクスポネンシャル及ヒバイボポリツク形のもの
が乱れが少なく、かつカットオフ周波数付近で早く負荷
がかかり、音圧周波数特性の平坦性が良くなる。また、
指向性を制御しているために音圧分布が周波数によシ大
きく変動せず、受聴位置により音質が均一になる利点を
有するものである。
By making the cross-sectional area change on the throat side different from the white wall line on the opening side in this way, the horn's radiation impedance changes in the cross-sectional area in the exponential and hi-bopolytsu shapes, which have less disturbance and load faster near the cutoff frequency. is applied, and the flatness of the sound pressure frequency characteristics is improved. Also,
Since the directivity is controlled, the sound pressure distribution does not vary greatly depending on the frequency, and the sound quality has the advantage of being uniform depending on the listening position.

発明の効果 以上のように、本発明によれば、音圧分布が周波数によ
って大きく変動せず、受聴位置によって音質が均一とな
り、さらに放射インピーダンス特性の乱れが少ないため
周波数特性が平坦となる利点を有するものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention has the advantage that the sound pressure distribution does not vary greatly depending on the frequency, the sound quality is uniform depending on the listening position, and the frequency characteristics are flat because there is little disturbance in the radiation impedance characteristics. It is something that you have.

また、ホーン開口から所定長さ、側壁形状がストレート
であり、対向する壁面が平行であるためホーン自体の製
作が容易となる。
Further, since the side wall shape is straight for a predetermined length from the horn opening, and the opposing wall surfaces are parallel, the horn itself can be manufactured easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a、bは本発明の一実施例におけるホーンスピー
カの垂直断面図および水平断面図、第2図a、bは同ホ
ーンスピーカの指向特性図、第3図a、bは同ホーンス
ピーカの放射インピーダンス特性および音圧周波数特性
図、第4図は弧状線音源モデルを示す図、第5図、第6
図は第4図に示す弧状線音源モデルにおける指向角特性
図、第7図a、bはホーンの半断面図および指向角特性
図、第8図a、bはそれぞれ従来のホーンスピーカのホ
ーンの水平断面図および垂直断面図、第9図aは各種ホ
ーンの半断面図、第9図すは同各種ホーンの放射インピ
ーダンス特性図である。 1.2,3.4・・・・・・壁面、6・・・・・・仕切
り壁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 図 第 2 図 第 5 図 一嗜711.1h: cst> 第 6 図 一朋汲叙(He ) 二 区   1つ漁ρゝ誠Xが C″& 張 寸 :≧ −城 第7図 一う朋濃杖(#、0 第 8 図
Figures 1a and b are vertical and horizontal cross-sectional views of a horn speaker according to an embodiment of the present invention, Figures 2a and b are directional characteristic diagrams of the horn speaker, and Figures 3a and b are the same horn speaker. Radiation impedance characteristics and sound pressure frequency characteristics of
The figure shows a directivity angle characteristic diagram for the arcuate line sound source model shown in FIG. 4, FIGS. A horizontal sectional view and a vertical sectional view, FIG. 9a is a half sectional view of various horns, and FIG. 9 is a radiation impedance characteristic diagram of the same various horns. 1.2, 3.4... Wall surface, 6... Partition wall. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
1 Fig. 2 Fig. 5 Fig. 711.1h: cst> Fig. 6 Fig. 1. Hono Cane (#, 0 Figure 8)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 水平方向の目標指向角(θ_H)と垂直方向の目標指向
角(θ_V)とが異なる関係にある4個の壁面からなる
ホーンを具備してなり、上記ホーンの互に向い合う一方
の対向壁面の各壁面曲線および上記ホーンの互に向い合
う他方の対向壁面のホーンの中心軸上における開口から
の距離l_2までの各壁面曲線が次式で表わされ、 a=a_O(1+αX)^n a_O:スロートの寸法 a:スロートから距離Xの断面の寸法 α:広がり係数 nの値がホーンの開口側でn_1(n_1≧2)、スロ
ート側でn_2(n_2>n_1)である関数の結合形
であり、目標指向角を2θとした場合のホーンの開口の
接線角度を1、5θ〜2.0θに設定し、かつ上記ホー
ンのスロートから上記開口からの距離l_2点までの断
面積変化を上記スロートから上記開口に向けてストレー
ト形状とし、かつそのストレート形状内に断面積変化が
エクスポネンシャルとなるような形状の仕切り壁を平行
に配して上記ホーンの一方の対向壁面に結合したことを
特徴とするホーンスピーカ。
[Claims] A horn comprising four walls in which the target pointing angle (θ_H) in the horizontal direction and the target pointing angle (θ_V) in the vertical direction are different from each other, and the horns are oriented toward each other. Each wall surface curve of one opposing wall surface that meets each other and each wall surface curve of the other opposing wall surface of the horn that extends from the opening to the distance l_2 on the central axis of the horn are expressed by the following formula, a=a_O( 1+αX)^n a_O: Dimension of throat a: Dimension of cross section at distance It is a combination of functions, where the tangential angle of the horn aperture is set to 1.5θ to 2.0θ when the target directivity angle is 2θ, and the cross section from the throat of the horn to the distance l_2 point from the aperture. The change in area is straight from the throat to the opening, and a partition wall having a shape such that the change in cross-sectional area is exponential is arranged in parallel within the straight shape, and on one opposing wall surface of the horn. A horn speaker characterized by being combined.
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