JPH05103391A - 指向性制御スピーカシステム - Google Patents
指向性制御スピーカシステムInfo
- Publication number
- JPH05103391A JPH05103391A JP25891091A JP25891091A JPH05103391A JP H05103391 A JPH05103391 A JP H05103391A JP 25891091 A JP25891091 A JP 25891091A JP 25891091 A JP25891091 A JP 25891091A JP H05103391 A JPH05103391 A JP H05103391A
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- JP
- Japan
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- speaker
- level
- units
- function
- speaker system
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- 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.)
- Pending
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- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サービスエリア内の周波数特性が平坦で、か
つサービスエリア外でサイドローブの小さい急峻な減衰
特性をもつ指向性制御スピーカシステムを提供すること
を目的とする。 【構成】 複数のスピーカユニット１に所定の荷重関数
を掛けた信号を信号源４から入力するための入力レベル
設定器３を有し、荷重関数としては余弦関数、円関数、
ベッセル関数などのうち一つの関数を用いた。
つサービスエリア外でサイドローブの小さい急峻な減衰
特性をもつ指向性制御スピーカシステムを提供すること
を目的とする。 【構成】 複数のスピーカユニット１に所定の荷重関数
を掛けた信号を信号源４から入力するための入力レベル
設定器３を有し、荷重関数としては余弦関数、円関数、
ベッセル関数などのうち一つの関数を用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特にサービスエリア内
の周波数特性が平坦で、かつサービスエリア外のサイド
ローブは小さくした指向性制御スピーカシステムに関す
る。
の周波数特性が平坦で、かつサービスエリア外のサイド
ローブは小さくした指向性制御スピーカシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、美術館やショールームなどにおい
て、展示物を見ている人にだけその説明が聞こえるよう
にしたいというように、音を限定された領域にだけ伝え
たいという要求は極めて大きなものがあった。従来その
ようなスピーカとしては、ホーンスピーカを用いる方
法、パラメトリックスピーカを用いる方法、トーンゾイ
レスピーカのようなフェーズドアレイスピーカを用いる
方法などがあった。
て、展示物を見ている人にだけその説明が聞こえるよう
にしたいというように、音を限定された領域にだけ伝え
たいという要求は極めて大きなものがあった。従来その
ようなスピーカとしては、ホーンスピーカを用いる方
法、パラメトリックスピーカを用いる方法、トーンゾイ
レスピーカのようなフェーズドアレイスピーカを用いる
方法などがあった。
【０００３】ところで、実際の使用においては、指向性
を単に鋭くするだけではサービスエリアが狭くなり、多
勢の受聴者にサービスすることができない。そのために
サービスエリア内ではできるだけ均一に、かつサービス
エリア外では急峻な減衰を示す音圧分布をもつスピーカ
システムが求められている。
を単に鋭くするだけではサービスエリアが狭くなり、多
勢の受聴者にサービスすることができない。そのために
サービスエリア内ではできるだけ均一に、かつサービス
エリア外では急峻な減衰を示す音圧分布をもつスピーカ
システムが求められている。
【０００４】以下に従来の指向性制御スピーカシステム
について図面を用いて説明する。図５では口径８cmのス
ピーカユニット１を１２個、間隔１５cmで直線上にアレ
イ状配置したトーンゾイレ方式の例である（図では５個
を示す）。実際の使用条件を考慮し、スピーカシステム
が高さ３ｍの天井面にとりつけられていて、その下を受
聴者が通過するものとし、指向性として受聴者の耳の高
さにおける水平面（ｘ−ｙ平面）での音圧分布を考え
る。これらのスピーカユニットに同相同レベルの信号を
入力した場合のｙ軸方向の指向特性を図６に示す。
について図面を用いて説明する。図５では口径８cmのス
ピーカユニット１を１２個、間隔１５cmで直線上にアレ
イ状配置したトーンゾイレ方式の例である（図では５個
を示す）。実際の使用条件を考慮し、スピーカシステム
が高さ３ｍの天井面にとりつけられていて、その下を受
聴者が通過するものとし、指向性として受聴者の耳の高
さにおける水平面（ｘ−ｙ平面）での音圧分布を考え
る。これらのスピーカユニットに同相同レベルの信号を
入力した場合のｙ軸方向の指向特性を図６に示す。
【０００５】つぎに、帯域分割された数組のスピーカユ
ニットを用いたスピーカシステムについて図７を用いて
説明する。４個のスピーカユニットを外側の２個の間隔
をd，内側の２個の間隔をd/4になるように配置したと
き、距離dを波長とする周波数fcに対してfc/2〜2fcの帯
域においてサイドローブのない滑らかな指向特性が得ら
れることが知られている。たとえば、２個のスピーカユ
ニットを１５cm間隔で設置したときの指向特性は図８の
ようになり、1.25kHzにおいては図６で示したトーンゾ
イレ方式に比べて小型で鋭い指向性を得ることができ
る。
ニットを用いたスピーカシステムについて図７を用いて
説明する。４個のスピーカユニットを外側の２個の間隔
をd，内側の２個の間隔をd/4になるように配置したと
き、距離dを波長とする周波数fcに対してfc/2〜2fcの帯
域においてサイドローブのない滑らかな指向特性が得ら
れることが知られている。たとえば、２個のスピーカユ
ニットを１５cm間隔で設置したときの指向特性は図８の
ようになり、1.25kHzにおいては図６で示したトーンゾ
イレ方式に比べて小型で鋭い指向性を得ることができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
構成のトーンゾイレ方式のスピーカシステムでは図６に
示すように、大きさの割に鋭い指向性が得られず、サー
ビスエリア外の音圧レベルが十分にさがらないという問
題点があった。一方、帯域分割された数組のスピーカユ
ニットを用いる方式では、図８に示すように低域では小
型で鋭い指向性が得られるが高域では大きなサイドロー
ブが発生する。また帯域分割するためのネットワークに
よる位相変化によって指向特性が変化してしまうなどと
いう問題点を有していた。
構成のトーンゾイレ方式のスピーカシステムでは図６に
示すように、大きさの割に鋭い指向性が得られず、サー
ビスエリア外の音圧レベルが十分にさがらないという問
題点があった。一方、帯域分割された数組のスピーカユ
ニットを用いる方式では、図８に示すように低域では小
型で鋭い指向性が得られるが高域では大きなサイドロー
ブが発生する。また帯域分割するためのネットワークに
よる位相変化によって指向特性が変化してしまうなどと
いう問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性制御スピーカシステムを提供することを目的とす
る。
で、小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性制御スピーカシステムを提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の指向性制御スピーカシステムは、複数のスピ
ーカユニットと、それらに中央部ほど大きく、周辺部ほ
ど小さくなるような荷重関数をかけた信号を入力するよ
うにした構成を有している。
に本発明の指向性制御スピーカシステムは、複数のスピ
ーカユニットと、それらに中央部ほど大きく、周辺部ほ
ど小さくなるような荷重関数をかけた信号を入力するよ
うにした構成を有している。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成によって、空間のある点
における音圧は各スピーカユニットからの音の合成によ
って求められるので、各スピーカユニットに中央部ほど
大きく周辺部ほど小さくなるような荷重関数をかけた信
号を入力し、それぞれの音圧分布を求めた結果、従来よ
りも小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性を得ることができる。
における音圧は各スピーカユニットからの音の合成によ
って求められるので、各スピーカユニットに中央部ほど
大きく周辺部ほど小さくなるような荷重関数をかけた信
号を入力し、それぞれの音圧分布を求めた結果、従来よ
りも小型でかつサービスエリア内の周波数特性が平坦
で、しかもサービスエリア外ではサイドローブの小さな
指向性を得ることができる。
【００１０】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例について
図１を用いて説明する。
図１を用いて説明する。
【００１１】図１に示すように、スピーカユニット１
を、たとえば15cm間隔で12本が直線状に配列して設けら
れている（５本のみ図示する）。中心から等距離にある
一対のスピーカユニットごとにアンプ２を設け、入力レ
ベル（ゲイン）設定器３を信号ソース４に接続してい
る。ここで、各スピーカユニットへの入力レベルに加え
る荷重関数を（数４）に示す式とする。
を、たとえば15cm間隔で12本が直線状に配列して設けら
れている（５本のみ図示する）。中心から等距離にある
一対のスピーカユニットごとにアンプ２を設け、入力レ
ベル（ゲイン）設定器３を信号ソース４に接続してい
る。ここで、各スピーカユニットへの入力レベルに加え
る荷重関数を（数４）に示す式とする。
【００１２】
【数４】
【００１３】ここで、ｎ＝１の余弦関数となるように設
定した場合の指向特性を図２に示す。スピーカシステム
の全幅２ｌは図７の場合と同じであるが、サービスエリ
ア内の周波数特性は平坦で、しかもサービスエリア外の
サイドローブのレベルは小さい。なお、ｎは１に限らず
任意の正の数であればよい。
定した場合の指向特性を図２に示す。スピーカシステム
の全幅２ｌは図７の場合と同じであるが、サービスエリ
ア内の周波数特性は平坦で、しかもサービスエリア外の
サイドローブのレベルは小さい。なお、ｎは１に限らず
任意の正の数であればよい。
【００１４】（実施例２）以下の実施例はすべてスピー
カユニット１の配列は第１の実施例と同じものとし、た
だ各スピーカユニット１への信号入力レベルに加える荷
重関数を異なるものとしている。第２の実施例として荷
重関数を（数５）に示す式とする。
カユニット１の配列は第１の実施例と同じものとし、た
だ各スピーカユニット１への信号入力レベルに加える荷
重関数を異なるものとしている。第２の実施例として荷
重関数を（数５）に示す式とする。
【００１５】
【数５】
【００１６】ここで、ｍ＝２、Ｎ＝１の場合の指向特性
を図３に示す。第１の実施例の余弦関数の場合よりも高
周波におけるサイドローブがさらに小さく滑らかな減衰
特性となっている。なお、ｍ，Ｎは任意の正の数であれ
ばよい。
を図３に示す。第１の実施例の余弦関数の場合よりも高
周波におけるサイドローブがさらに小さく滑らかな減衰
特性となっている。なお、ｍ，Ｎは任意の正の数であれ
ばよい。
【００１７】（実施例３）第３の実施例について荷重関
数を（数６）に示す式とする。
数を（数６）に示す式とする。
【００１８】
【数６】
【００１９】ここで、第１種ベッセル関数においてＪ0
（α1）＝０の場合を用いた。この場合も第１の実施例
の場合よりサイドローブの小さな滑らかな減衰特性が得
られた。なお、一般にＪ0（α2n+1）＝０の場合も同様
の結果が得られる。
（α1）＝０の場合を用いた。この場合も第１の実施例
の場合よりサイドローブの小さな滑らかな減衰特性が得
られた。なお、一般にＪ0（α2n+1）＝０の場合も同様
の結果が得られる。
【００２０】（実施例４）第４の実施例について図４を
用いて説明する。本実施例は３０個のスピーカユニット
を１５cm間隔で直線状に配置したもので、各ユニットに
は（数５）でｍ＝２、Ｎ＝３の場合の荷重関数をかけた
信号を入力している。各ユニットへの入力レベルを（表
１）の特性Ｎｏ．Ａに示す値とする。
用いて説明する。本実施例は３０個のスピーカユニット
を１５cm間隔で直線状に配置したもので、各ユニットに
は（数５）でｍ＝２、Ｎ＝３の場合の荷重関数をかけた
信号を入力している。各ユニットへの入力レベルを（表
１）の特性Ｎｏ．Ａに示す値とする。
【００２１】
【表１】
【００２２】上記のように中央部のレベルが高く周辺部
のレベルが低い荷重関数の場合には周辺部のスピーカユ
ニットからの寄与は小さくなる。そこで周辺部のスピー
カユニットへの入力を０にした場合（スピーカシステム
の全幅が小さくなったことに相当する）の指向特性の変
化を図４に示す。図４の特性曲線Ａ〜Ｄは各ユニットへ
の入力レベルが（表１）の特性Ｎｏ．Ａ〜Ｄに示す値の
場合である。この結果から入力レベルが中央部のユニッ
トに対して0.2以下の場合はそのユニットの入力レベル
を０にしてもサイドローブは-25dB以下に抑えることが
でき、指向特性に与える影響は小さいが、0.2以上の場
合にはサービスエリアも小さくなりサイドローブも大き
くなる。
のレベルが低い荷重関数の場合には周辺部のスピーカユ
ニットからの寄与は小さくなる。そこで周辺部のスピー
カユニットへの入力を０にした場合（スピーカシステム
の全幅が小さくなったことに相当する）の指向特性の変
化を図４に示す。図４の特性曲線Ａ〜Ｄは各ユニットへ
の入力レベルが（表１）の特性Ｎｏ．Ａ〜Ｄに示す値の
場合である。この結果から入力レベルが中央部のユニッ
トに対して0.2以下の場合はそのユニットの入力レベル
を０にしてもサイドローブは-25dB以下に抑えることが
でき、指向特性に与える影響は小さいが、0.2以上の場
合にはサービスエリアも小さくなりサイドローブも大き
くなる。
【００２３】なお、上記実施例ではすべて直線状に配置
した場合について説明したが、平面状に配置した場合に
ついても同様の効果が得られることは当然である。
した場合について説明したが、平面状に配置した場合に
ついても同様の効果が得られることは当然である。
【００２４】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、ほぼ直線状または平面状に配置された複数のスピー
カユニットと、これらのスピーカユニットに所定の荷重
関数をかけた信号を入力する手段とを備えることによ
り、サービスエリア内の周波数特性を平坦にし、かつサ
ービスエリア外でのサイドローブの小さな急峻な減衰特
性をもつ優れた指向性制御スピーカシステムを実現する
ことができるものである。
は、ほぼ直線状または平面状に配置された複数のスピー
カユニットと、これらのスピーカユニットに所定の荷重
関数をかけた信号を入力する手段とを備えることによ
り、サービスエリア内の周波数特性を平坦にし、かつサ
ービスエリア外でのサイドローブの小さな急峻な減衰特
性をもつ優れた指向性制御スピーカシステムを実現する
ことができるものである。
【図１】本発明の第１の実施例の指向性制御スピーカシ
ステムのブロック図
ステムのブロック図
【図２】同実施例の指向特性図
【図３】同第２の実施例の指向特性図
【図４】同第４の実施例の指向特性図
【図５】従来のトーンゾイレ方式スピーカシステムの構
成図
成図
【図６】同方式の指向特性図
【図７】従来の指向性制御スピーカシステムの他の例の
構成図
構成図
【図８】２個のスピーカユニットを用いた場合の指向特
性図
性図
１ スピーカユニット ２ アンプ ３ 入力レベル設定器 ４ 信号源
Claims (6)
- 【請求項１】ほぼ等間隔で複数のスピーカユニットを配
置し、上記スピーカユニットをほぼ同心円状の複数のチ
ャンネルに分割し、各チャンネルに所定の荷重関数をか
けた信号を入力するためのレベル設定器とを有し、各チ
ャンネルへの入力レベルが中央部ほど高く周辺部ほど低
くなるように荷重関数の値を設定してなる指向性制御ス
ピーカシステム。 - 【請求項２】複数のスピーカユニットに入力する信号に
かける荷重関数が 【数１】 で表わされるような請求項１記載の指向性制御スピーカ
システム。 - 【請求項３】複数のスピーカユニットに入力する信号に
かける荷重関数が 【数２】 で表わされるような請求項１記載の指向性制御スピーカ
システム。 - 【請求項４】複数のスピーカユニットに入力する信号に
かける荷重関数が（数２）で表わされ、かつｍ＝１また
は２のいずれかの数値と、Ｎ＝１、２、３・・・のいず
れかの値とした請求項１記載の指向性制御スピーカシス
テム。 - 【請求項５】複数のスピーカユニットに入力する信号に
かける荷重関数が 【数３】 で表わされるような請求項１記載の指向性制御スピーカ
システム。 - 【請求項６】ほぼ等間隔に配置された複数のスピーカユ
ニットを複数のチャンネルに分割し、各チャンネルへの
入力レベルのうち最も小さなレベルが最も大きなレベル
に対して２０％を上限とするように配された指向性制御
スピーカシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25891091A JPH05103391A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 指向性制御スピーカシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25891091A JPH05103391A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 指向性制御スピーカシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05103391A true JPH05103391A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17326732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25891091A Pending JPH05103391A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 指向性制御スピーカシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05103391A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107807A1 (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-09 | Yamaha Corporation | アレースピーカーシステム |
| JP2006518956A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | １．．．リミテッド | サウンドビームスピーカーシステム |
| JP2008113195A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | スピーカシステム |
| US7397923B2 (en) | 2003-06-02 | 2008-07-08 | Yamaha Corporation | Array speaker system |
| US7447316B2 (en) * | 2003-02-10 | 2008-11-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Speaker system |
| JP2013539286A (ja) * | 2010-09-06 | 2013-10-17 | ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド | アレイスピーカシステム |
| US11172317B2 (en) | 2012-03-28 | 2021-11-09 | Dolby International Ab | Method and apparatus for decoding stereo loudspeaker signals from a higher-order ambisonics audio signal |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP25891091A patent/JPH05103391A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7447316B2 (en) * | 2003-02-10 | 2008-11-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Speaker system |
| US7965847B2 (en) * | 2003-02-10 | 2011-06-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Speaker system |
| JP2006518956A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | １．．．リミテッド | サウンドビームスピーカーシステム |
| WO2004107807A1 (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-09 | Yamaha Corporation | アレースピーカーシステム |
| US7397923B2 (en) | 2003-06-02 | 2008-07-08 | Yamaha Corporation | Array speaker system |
| US7519187B2 (en) | 2003-06-02 | 2009-04-14 | Yamaha Corporation | Array speaker system |
| JP2008113195A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | スピーカシステム |
| JP2013539286A (ja) * | 2010-09-06 | 2013-10-17 | ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド | アレイスピーカシステム |
| US11172317B2 (en) | 2012-03-28 | 2021-11-09 | Dolby International Ab | Method and apparatus for decoding stereo loudspeaker signals from a higher-order ambisonics audio signal |
| US12010501B2 (en) | 2012-03-28 | 2024-06-11 | Dolby International Ab | Method and apparatus for decoding stereo loudspeaker signals from a higher-order Ambisonics audio signal |
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