スピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカー
【課題】 小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するスピーカー用ホーンを提供する。
【解決手段】 スピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する。
【解決手段】 スピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカー振動板の前面側に取り付けて、放射音波の指向性を制御するスピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーに関し、特に、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルを実現しようとする狭指向性のスピーカー用ホーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピーカーが放射する再生音波の指向性を制御するために、ホーン、または、反射板をスピーカー振動板の前面側に取り付ける場合がある。スピーカーの指向特性を制御する手段には、指向性の制御の目的や、スピーカー種類への対応により、様々な種類や方式がある。なかでも、特定の聴取位置において高い音声再生レベルを実現しようとする狭指向性を図るものには、様々な方式が提案されている。
【０００３】
例えば、狭指向性のスピーカーとして、内面が二つの焦点をもつ回転楕円面の一部をなす面を少なくとも部分的に有する反射体と、二つの焦点を結んだ線上にて反射体に近い方の焦点の位置もしくはその近傍で音声を上記反射体に照射する音源とを備え、反射体は吸振材により成る支持層の内面に硬度の高い材料の反射層を有している音響装置がある（特許文献１）。
【０００４】
また、ホーンスピーカーでは、ドライバユニットが一端に接続されたのど部と、のど部の他端に連続して形成されたベル部とからなり、のど部が略平行に形成された第１の一対ののど部壁面と、所定の角度で拡開する第２の一対ののど部壁面とにより矩形の断面を形成するように構成され、ベル部が第１の一対ののど部壁面に連続して形成されて水平方向に対応して一定の角度で拡開する第１の一対のベル部壁面と、第２の一対ののど部壁面に連続して形成されて垂直方向に対向して曲線状に拡開する第２の一対のベル部壁面と、により矩形状の断面を形成するように構成された拡声器ホーンがある（特許文献２）。
【０００５】
また、音響効果をあげるホーンを備え、スピーカーの最小開口よりも狭い開口を有する場所にもスピーカーを取り付け可能にする目的で、一端を矩形状に開口した第１の開口部と、他端を円状に開口した第２の開口部と、第１の開口部と第２の開口部間を曲面状に連続して繋げた内壁と、第１の開口部の開口面積と第２の開口部の開口面積とをほぼ同一とするとともに、内壁の直角方向の断面開口面積と夫々の開口部の開口面積とをほぼ同一とするホルダを形成し、第２の開口部にスピーカーを装着してスピーカーの音波を第１の開口から放出するスピーカー取付ホルダがある（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】実公平８−７４４０号公報
【特許文献２】実公昭６４−６６３８号公報
【特許文献３】実開平４−１２１１９７号公報
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような略パラボラ状の反射体を設ける場合には、狭指向性のスピーカーとして大型のものになりやすいという欠点がある。また、特許文献２、または、特許文献３のようなスピーカーの前面側に取り付けるものであっても、任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性のスピーカーとするには、十分でない場合があるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーであって、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するスピーカー用ホーンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する。
【００１０】
好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部が、第１平面部、第２平面部、および、反射曲面とともスリット開口を規定する第３平面部と、第３平面部に略直交しスロート部の矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、第４平面部ならびに矩形開口が、第３平面部により遮られて、その奥側でスリット開口から直接視されない位置に配置されている。
【００１１】
また、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部が、第４平面部と反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、第５平面部が、第３平面部に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面と連結している。
【００１２】
さらに、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部を構成する第３平面部と、第４平面部と、第５平面部と、が、反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有する。
【００１３】
また、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、スロート部の一方端が、スピーカー振動板に対応する円形開口である。
【００１４】
また、好ましくは、本発明のホーンスピーカーは、上記のスピーカー用ホーンと、スピーカー振動板を有するスピーカーと、を備える。
【００１５】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１６】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備える。このスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板を有するスピーカーをさらに備えて、本発明のホーンスピーカーを構成する。例えば、スロート部は、その一方端が、円形のスピーカー振動板に対応する円形開口であっても、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部は、この矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有するスリット開口を有する。したがって、このスピーカー用ホーンは、ホーンスピーカー全体の大きさが小型であり、任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性のスピーカー用ホーンである。
【００１７】
スピーカー用ホーンのホーン部は、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように略平行に配置される第１平面部および第２平面部と、を備えている。したがって、スロート連結部および反射曲面と、第１平面部および第２平面部と、が、反射曲面を含むホーン部の音道を規定する。音道の出口であるスリット開口は、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２であるので、第１平面部および第２平面部に挟まれて細長い開口になる。
【００１８】
また、スピーカー用ホーンのホーン部では、放物線断面を有する反射曲面により、スリット開口から放射される音波が任意方向に進行する。反射曲面は、第１平面部および第２平面部と略平行であってその断面形状を規定する断面平面上において、放物線の一部として形成された断面形状を有する。つまり、反射曲面は、その放物線の焦点に、スピーカー振動板から導かれる音波が放射されるスロート部の矩形開口を設けているので、スリット開口から放射される音波が任意方向に進行しやすくなる。なお、反射曲面が有する放物線の形状は、楕円形に置き換えても良い。
【００１９】
ここで、スロート部は、ホーン部と連結する他方端にスリット開口の高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口を有しているので、ホーン部の音道がスリット状であっても、任意方向以外の方向での音圧レベル上昇を抑制することができ、より好ましい指向特性を実現することができる。すなわち、スロート部の矩形開口と、ホーン部の入り口部分であるスロート連結部との間で、高さ方向の寸法が一致して音響インピーダンスの変化がより少なくなるので、その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部の音道の内部で乱れのない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーンを用いるホーンスピーカーは、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。
【００２０】
反射曲面は、放物線断面の押出材を、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ３になるように切断して形成してもよい。なお、第１平面部および第２平面部は、ホーン部の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなくスリット開口側に開くように対峙していても良い。したがって、反射曲面の高さｈ３は、スロート部の矩形開口の高さｈ１以下であり、また、スリット開口の高さｈ２以下であってもよい。
【００２１】
具体的には、ホーン部は、スロート連結部を有し、このスロート連結部は、第１平面部、第２平面部および反射曲面とともにスリット開口を規定する第３平面部と、第３平面部に略直交しスロート部の矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、第４平面部ならびに矩形開口が、第３平面部により遮られて、第３平面部の奥側、つまり、音道の内部側でスリット開口から直接視されない位置に配置されているのが好ましい。このようなスピーカー用ホーンにすることで、狭指向性を得るべき周波数帯域において、スロート部の矩形開口から放射される直接音が、スリット開口から放射されなくなるので、反射曲面の形状を設計することで、任意の方向に強い狭指向性を実現することができる。
【００２２】
なお、スロート連結部は、第４平面部と反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、第５平面部が、第３平面部に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面と連結していてもよい。また、これらの第３平面部と、第４平面部と、第５平面部と、が、反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有していてもよい。ホーン部の音道を規定するスロート連結部が、強い反射を生じる場合には、反射によるピーク・ディップが再生周波数特性上に出現しやすくなるので、反射率の低い吸音性に優れるスロート連結部にすることで、ピーク・ディップを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するスピーカー用ホーンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するという目的を、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有するようにすることにより、実現した。
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン３を用いたホーンスピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は、ホーンスピーカー１を説明する上面図であり、図１（ｂ）は、その正面図である。また、図２は、このホーンスピーカー１の断面図である。また、図３は、ホーンスピーカー１を構成するスピーカー２およびスロート部４を説明する部分拡大図であり、図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）はその側方断面図であり、図３（ｃ）は背面図である。なお、説明に不要な他の内部構造等は、省略している。
【００２７】
本実施例のホーンスピーカー１では、音声信号を音声に変換するスピーカー２がスピーカー用ホーン３に取り付けられている。後述するように、スピーカー用ホーン３は、全高を抑えたスリット開口５ｓとパラボラ状の反射曲面７とを有している。ホーンスピーカー１は、パラボラ状の反射壁面を含むホーンを備えるものとしては小型のスピーカーであっても、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能になり、一方で指向角度θが大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて低い音声再生レベルとなる狭指向性を実現することができる。
【００２８】
スピーカー２は、逆ドーム状の円形振動板２ｓを備える口径約３ｃｍの動電型スピーカーであり、磁気回路が有する磁気空隙に配置されたボイスコイルに音声信号電流が供給されると、ボイスコイルには駆動力が発生する。その結果、ボイスコイルが巻回されたボビンと連結するスピーカー振動板２ｓが振動し、音波が放射される。スピーカー２の前面側には、スピーカー用ホーン３のスロート部４の円形開口４ｃを有する一方端が連結する。
【００２９】
スピーカー用ホーン３は、スピーカー２が取り付けられるスロート部４と、スロート部４をその音道内部に収容するように取り付けるホーン部５と、から構成される。図示するように、スロート部４は、ホーン部５に連結する他方端が矩形開口４ｓを有する。矩形開口４ｓは、円形開口４ｃとほぼ同程度かそれ以上の開口面積を有する矩形状の開口であって、スロート部４の断面形状は、円形開口４ｃから矩形開口４ｓに至るにつれて連続的に変化する。本実施例では、矩形開口４は、幅が約５．０ｍｍであり、その高さｈ１は、約４６．６ｍｍである。本実施例のスロート部４は、円形開口４ｃの中心点と矩形開口４ｓを規定する中心点が一致するようにされている。
【００３０】
ホーン部５は、スロート部４の矩形開口４ｓが取り付けられるスロート連結部６と、矩形開口４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面７と、スロート連結部６ならびに反射曲面７を狭持するように略平行に配置される第１平面部８および第２平面部９と、を備えている。その結果、スロート連結部６および反射曲面７と、第１平面部８および第２平面部９と、が、反射曲面７を含むホーン部５の音道を規定する。また、スリット開口５ｓは、スロート連結部６ならびに反射曲面７と、第１平面部８および第２平面部９と、により規定される音道の出口であり、第１平面部８および第２平面部９に挟まれる細長い開口になる。本実施例では、スリット開口５ｓの幅は約４１５．０ｍｍであり、その高さｈ２は、約５０．０ｍｍである。したがって、スリット開口５ｓの高さｈ２は、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１と略等しい高さを有する。なお、スリット開口５ｓには、正面方向から見ると、その中央部分にスロート連結部６に連結するスロート部およびスピーカー２が露出する。
【００３１】
ホーン部５を構成する反射曲面７は、スロート連結部６を介して取り付けられるスロート部４の矩形開口４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有しているので、図２に示すように、スリット開口５ｓから放射される音波が聴取点Ｐ０の方向に進行し、その結果、本実施例のホーンスピーカー１は、狭指向性を実現することができる。反射曲面７は、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂、又は、アルミ合金等の金属の放物線断面を有する押出材を、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１と略等しい高さｈ３になるように切断して形成することができる。なお、ホーン部５の奥行きは、約１１０．０ｍｍである。
【００３２】
また、本実施例のホーン部５を構成する第１平面部８および第２平面部９は、ホーン部５の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなく交叉する角度が約５°になる関係であり、音道の奥側からスリット開口５ｓ側に至るにつれて開くように対峙している。したがって、反射曲面７の高さｈ３は、スリット開口５ｓの高さｈ２を上限として変化する。ただし、スロート部４の矩形開口４ｓが出現するスロート連結部６が、スリット開口５ｓの近くに設けられているので、反射曲面７の高さｈ３は、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１以下になる。なお、第１平面部８および第２平面部９は、平行であっても良いが、本実施例のように交叉する角度が約３°から〜約１０°の範囲であれば、ホーンスピーカー１は、良好な音響特性と小型化とを両立することができる。
【００３３】
スロート部４は、ホーン部５と連結する他方端にスリット開口５ｓの高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口４ｓを有しているので、スロート部４の円形開口４ｃに相当する円形開口を設ける場合に比較して、高さ方向の寸法が一致することにより音響インピーダンスの変化がより少なくなる。その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部５の音道の内部で波面の乱れが少ない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーン３を用いるホーンスピーカー１は、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。本実施例の場合には、ホーン部５の寸法に比べて音波の波長が相対的に短くなる０．８ｋＨｚ以上において、狭指向性が実現される。
【００３４】
なお、スピーカー用ホーン３を構成するスロート部４およびホーン部５は、樹脂等の成形品で一体に形成されていてもよく、また、スピーカー用ホーン３の音道を上下に分離してするように、第１平面部８を含む上側部材と、第２平面部９を含む下側部材とに分けて、これらを結合して構成しても良い。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を用いたホーンスピーカー１１を説明する図である。図４（ａ）は、ホーンスピーカー１１を説明する上面図であり、図４（ｂ）は、その正面図である。また、図５は、このホーンスピーカー１１の断面図である。また、図６は、ホーンスピーカー１１を構成するスピーカー１２およびスロート部１４を説明する部分拡大図であり、図６（ａ）は正面図であり、図６（ｂ）はその側方断面図であり、図６（ｃ）は背面図である。なお、説明に不要な他の内部構造等は、省略している。
【００３６】
本実施例のホーンスピーカー１１は、先の実施例の場合と同様に、音声信号を音声に変換するスピーカー１２がスピーカー用ホーン１３に取り付けられている。後述するように、スピーカー用ホーン１３は、全高を抑えたスリット開口１５ｓとパラボラ状の反射曲面１７とを有しており、先の実施例の場合の約半分の大きさである。ホーンスピーカー１１は、さらに小型のスピーカーであっても、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能になり、一方で指向角度θの絶対値が大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて低い音声再生レベルとなる狭指向性を実現することができる。
【００３７】
なお、本実施例のスピーカー１２は、先の実施例におけるスピーカー２と同じスピーカーであるので、説明を省略する。スピーカー１２の前面側には、スピーカー用ホーン１３のスロート部１４の円形開口１４ｃを有する一方端が連結する。なお、スロート部１４の円形開口１４ｃは、図６（ｃ）に点線で図示するスロート部１４の内側での部分である。
【００３８】
スピーカー用ホーン１３は、スピーカー１２が取り付けられるスロート部１４と、スロート部１４をその音道内部に収容するように取り付けるホーン部１５と、から構成される。図示するように、スロート部１４は、ホーン部１５に連結する他方端が矩形開口１４ｓを有する。矩形開口１４ｓは、幅が約５．０ｍｍであり、その高さｈ１は、約４６．６ｍｍである。スロート部１４の断面形状は、円形開口１４ｃから矩形開口１４ｓに至るにつれて連続的に変化し、円形開口１４ｃの中心点と矩形開口１４ｓを規定する中心点が一致せずに、矩形開口１４ｓが一方向に寄るようにオフセットされている。本実施例では、スピーカー１２の磁気回路部分と、ホーン部１５のスロート連結部１６とが干渉しないようにして、スロート部１４の矩形開口１４をホーン部１５のスロート連結部１６に出現させる。
【００３９】
ホーン部１５は、スロート部１４の矩形開口１４ｓが取り付けられるスロート連結部１６と、矩形開口１４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面１７と、スロート連結部１６ならびに反射曲面１７を狭持するように略平行に配置される第１平面部１８および第２平面部１９と、を備えている。その結果、スロート連結部１６および反射曲面１７と、第１平面部１８および第２平面部１９と、が、反射曲面１７を含むホーン部１５の音道を規定する。また、スリット開口１５ｓは、スロート連結部１６ならびに反射曲面１７と、第１平面部１８および第２平面部１９と、により規定される音道の出口であり、第１平面部１８および第２平面部１９に挟まれる細長い開口になる。本実施例では、スリット開口１５ｓの幅は約２００．０ｍｍであり、その高さｈ２は、約５０．０ｍｍである。したがって、スリット開口１５ｓの高さｈ２は、スロート部１４の矩形開口１４ｓの高さｈ１と略等しい高さを有する。なお、正面方向から見ると、スロート連結部１６の外側には、連結するスロート部１４およびスピーカー１２が露出する。
【００４０】
ホーン部１５を構成する反射曲面１７は、スロート連結部１６を介して取り付けられるスロート部１４の矩形開口１４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有しているので、図５に示すように、スリット開口１５ｓから放射される音波が聴取点Ｐ０の方向に進行し、その結果、本実施例のホーンスピーカー１は、狭指向性を実現することができる。なお、ホーン部１５の奥行きは、約１０２．０ｍｍである。本実施例のホーン部１５は、先の実施例のホーン部５に比較してスリット開口１５ｓの面積が小さくなるものの、約２０°傾けた反射曲面１７を構成することで、ホーン部１５の奥行きを大きくすること無く広い反射曲面１７を構成することができ、聴取点Ｐ０の方向で音声再生レベルが高い狭指向性を実現することができる。
【００４１】
スロート部１４は、ホーン部１５と連結する他方端にスリット開口１５ｓの高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口１４ｓを有しているので、スロート部１４の円形開口４ｃに相当する円形開口を設ける場合に比較して、高さ方向の寸法が一致することにより音響インピーダンスの変化がより少なくなる。その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部１５の音道の内部で波面の乱れが少ない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーン１３を用いるホーンスピーカー１１は、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。本実施例の場合には、ホーン部１５の寸法に比べて音波の波長が相対的に短くなる１．７ｋＨｚ以上において、狭指向性が実現される。
【００４２】
また、先の実施例と同様に、ホーン部１５を構成する第１平面部１８および第２平面部１９は、ホーン１部５の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなく交叉する角度が約５°になる関係であり、音道の奥側からスリット開口５ｓ側に至るにつれて開くように対峙している。したがって、反射曲面１７の高さｈ３は、スリット開口１５ｓの高さｈ２を上限として変化する。
【００４３】
ただし、本実施例では、ホーン部１５のスロート連結部１６が、第１平面部１８、第２平面部１９および反射曲面１７と、ともにスリット開口１５ｓを規定する第３平面部２０と、第３平面部２０に略直交しスロート部１４の矩形開口１４ｓが設けられる第４平面部２１と、を備える。また、第５平面部２２は、第３平面部２０に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面１７と連結する。その結果、この第４平面部２１ならびに矩形開口１４ｓは、第３平面部２０により遮られて、その奥側でスリット開口１５ｓから直接視されない位置に配置されている。
【００４４】
これらのスロート連結部１６を構成する第３平面部２０と、第４平面部２１と、第５平面部２２の表面には、反射曲面１７の反射率よりも低い反射率の吸音部材２３が備えられている。具体的には、本実施例の吸音部材２３は、約１．７ｋＨｚ以上で吸音率が高くなる厚さ約１．０ｍｍのフェルトであり、あるいは、発泡ウレタンや、グラスウール等の吸音性に優れる吸音材であればよい。また、吸音部材２３に代えて、スロート連結部１６付近の音導部分に吸音材を詰め込んでもよい。
【００４５】
このようなスピーカー用ホーン１３にすることで、本実施例のホーンスピーカー１１は、狭指向性を得るべき周波数帯域において、スロート部１４の矩形開口１４ｓから放射される直接音が、スリット開口１５ｓから放射されなくなり、強い狭指向性を実現することができる。すなわち、本実施例の場合には、スロート連結部１６を、上記の第３平面部２０と、第４平面部２１と、第５平面部２２から構成するようにしたので、スロート部１４の矩形開口１４ｓが、反射曲面１７の放物線断面の頂部に向いている。その結果、矩形開口１４ｓから放射される直接音が、スリット開口１５ｓから放射されにくくなる。また、ホーン部１５の音道を規定するスロート連結部１６が、吸音部材２３を備えて強い反射波を生じないので、再生周波数特性上に出現しやすいピーク・ディップを抑制することができる。
【００４６】
図７は、本実施例のスピーカー用ホーン１３を備えるホーンスピーカー１１において、聴取点Ｐ０の方向である正面（０°方向）音圧レベルを基準にして各指向角度θの方向の聴取点Ｐｘでの音圧レベルのレベル差を表す周波数特性である。つまり、図７（ａ）は、図５における指向角度θが−３０°の場合と、−５０°の場合と、を表すグラフであり、図７（ｂ）は、図５における指向角度θが＋３０°の場合と、＋６０°の場合と、＋９０°の場合と、を表すグラフである。
【００４７】
ホーンスピーカー１１では、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能な狭指向性を実現することができる。つまり、図７のグラフに示すように、指向角度θの絶対値が大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて、中高音域の周波数帯域の音声再生レベルが、聴取点Ｐ０の方向である正面（０°方向）音圧レベルを基準にして、次第に低下する。具体的には、約２．８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの平均レベルが、正面（０°方向）音圧レベルを基準にして、指向角度θが−３０°の場合に約−９．４ｄＢ、指向角度θが−５０°の場合に約−１４．４ｄＢ、指向角度θが＋３０°の場合に約−１０．７ｄＢ、指向角度θが＋６０°の場合に約−１８．９ｄＢ、指向角度θが＋９０°の場合に約−２２．４ｄＢ、それぞれ低下する。すなわち、ホーンスピーカー１１は、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現することができる。
【００４８】
なお、本実施例のスピーカー用ホーン１３では、先の実施例のスピーカー用ホーン１３の場合と同様に、音道を形成する第１平面部１８および第２平面部１９の内側面を反射率の高い面としているが、このような場合に限られない。反射曲面１７を除いて、スピーカー用ホーン１３の音道を形成する第１平面部１８および第２平面部１９の内側面に、上記のいずれかの吸音部材２３をさらに備えてもよい。ピーク・ディップを抑制して、さらに滑らかな音圧周波数特性を実現できる。
より高い音声再生レベルを実現しながらも、ピーク・ディップを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のスピーカー用ホーンは、ホーンスピーカーのみならず、音波を音声信号に変換するマイクロホンにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン３を用いたホーンスピーカー１を説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１の断面図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１を構成するスピーカー２およびスロート部４を説明する部分拡大図である。（実施例１）
【図４】本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を用いたホーンスピーカー１１を説明する図である。（実施例２）
【図５】本発明の他の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１１の断面図である。（実施例２）
【図６】本発明の他の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１１を構成するスピーカー１２およびスロート部１４を説明する部分拡大図である。（実施例２）
【図７】本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を備えるホーンスピーカー１１において、正面音圧レベルを基準にして各指向角度θの方向での音圧レベルのレベル差を表す周波数特性である。（実施例２）
【符号の説明】
【００５１】
１、１１ ホーンスピーカー
２、１２ スピーカー
３、１３ ホーン
４、１４ スロート部
５、１５ ホーン部
６、１６ スロート連結部
７、１７ 反射曲面
８、１８ 第１平面部
９、１９ 第２平面部
２０ 第３平面部
２１ 第４平面部
２２ 第５平面部
２３ 吸音部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカー振動板の前面側に取り付けて、放射音波の指向性を制御するスピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーに関し、特に、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルを実現しようとする狭指向性のスピーカー用ホーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピーカーが放射する再生音波の指向性を制御するために、ホーン、または、反射板をスピーカー振動板の前面側に取り付ける場合がある。スピーカーの指向特性を制御する手段には、指向性の制御の目的や、スピーカー種類への対応により、様々な種類や方式がある。なかでも、特定の聴取位置において高い音声再生レベルを実現しようとする狭指向性を図るものには、様々な方式が提案されている。
【０００３】
例えば、狭指向性のスピーカーとして、内面が二つの焦点をもつ回転楕円面の一部をなす面を少なくとも部分的に有する反射体と、二つの焦点を結んだ線上にて反射体に近い方の焦点の位置もしくはその近傍で音声を上記反射体に照射する音源とを備え、反射体は吸振材により成る支持層の内面に硬度の高い材料の反射層を有している音響装置がある（特許文献１）。
【０００４】
また、ホーンスピーカーでは、ドライバユニットが一端に接続されたのど部と、のど部の他端に連続して形成されたベル部とからなり、のど部が略平行に形成された第１の一対ののど部壁面と、所定の角度で拡開する第２の一対ののど部壁面とにより矩形の断面を形成するように構成され、ベル部が第１の一対ののど部壁面に連続して形成されて水平方向に対応して一定の角度で拡開する第１の一対のベル部壁面と、第２の一対ののど部壁面に連続して形成されて垂直方向に対向して曲線状に拡開する第２の一対のベル部壁面と、により矩形状の断面を形成するように構成された拡声器ホーンがある（特許文献２）。
【０００５】
また、音響効果をあげるホーンを備え、スピーカーの最小開口よりも狭い開口を有する場所にもスピーカーを取り付け可能にする目的で、一端を矩形状に開口した第１の開口部と、他端を円状に開口した第２の開口部と、第１の開口部と第２の開口部間を曲面状に連続して繋げた内壁と、第１の開口部の開口面積と第２の開口部の開口面積とをほぼ同一とするとともに、内壁の直角方向の断面開口面積と夫々の開口部の開口面積とをほぼ同一とするホルダを形成し、第２の開口部にスピーカーを装着してスピーカーの音波を第１の開口から放出するスピーカー取付ホルダがある（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】実公平８−７４４０号公報
【特許文献２】実公昭６４−６６３８号公報
【特許文献３】実開平４−１２１１９７号公報
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような略パラボラ状の反射体を設ける場合には、狭指向性のスピーカーとして大型のものになりやすいという欠点がある。また、特許文献２、または、特許文献３のようなスピーカーの前面側に取り付けるものであっても、任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性のスピーカーとするには、十分でない場合があるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーであって、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するスピーカー用ホーンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する。
【００１０】
好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部が、第１平面部、第２平面部、および、反射曲面とともスリット開口を規定する第３平面部と、第３平面部に略直交しスロート部の矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、第４平面部ならびに矩形開口が、第３平面部により遮られて、その奥側でスリット開口から直接視されない位置に配置されている。
【００１１】
また、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部が、第４平面部と反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、第５平面部が、第３平面部に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面と連結している。
【００１２】
さらに、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、ホーン部のスロート連結部を構成する第３平面部と、第４平面部と、第５平面部と、が、反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有する。
【００１３】
また、好ましくは、本発明のスピーカー用ホーンは、スロート部の一方端が、スピーカー振動板に対応する円形開口である。
【００１４】
また、好ましくは、本発明のホーンスピーカーは、上記のスピーカー用ホーンと、スピーカー振動板を有するスピーカーと、を備える。
【００１５】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１６】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備える。このスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板を有するスピーカーをさらに備えて、本発明のホーンスピーカーを構成する。例えば、スロート部は、その一方端が、円形のスピーカー振動板に対応する円形開口であっても、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部は、この矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有するスリット開口を有する。したがって、このスピーカー用ホーンは、ホーンスピーカー全体の大きさが小型であり、任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性のスピーカー用ホーンである。
【００１７】
スピーカー用ホーンのホーン部は、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように略平行に配置される第１平面部および第２平面部と、を備えている。したがって、スロート連結部および反射曲面と、第１平面部および第２平面部と、が、反射曲面を含むホーン部の音道を規定する。音道の出口であるスリット開口は、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２であるので、第１平面部および第２平面部に挟まれて細長い開口になる。
【００１８】
また、スピーカー用ホーンのホーン部では、放物線断面を有する反射曲面により、スリット開口から放射される音波が任意方向に進行する。反射曲面は、第１平面部および第２平面部と略平行であってその断面形状を規定する断面平面上において、放物線の一部として形成された断面形状を有する。つまり、反射曲面は、その放物線の焦点に、スピーカー振動板から導かれる音波が放射されるスロート部の矩形開口を設けているので、スリット開口から放射される音波が任意方向に進行しやすくなる。なお、反射曲面が有する放物線の形状は、楕円形に置き換えても良い。
【００１９】
ここで、スロート部は、ホーン部と連結する他方端にスリット開口の高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口を有しているので、ホーン部の音道がスリット状であっても、任意方向以外の方向での音圧レベル上昇を抑制することができ、より好ましい指向特性を実現することができる。すなわち、スロート部の矩形開口と、ホーン部の入り口部分であるスロート連結部との間で、高さ方向の寸法が一致して音響インピーダンスの変化がより少なくなるので、その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部の音道の内部で乱れのない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーンを用いるホーンスピーカーは、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。
【００２０】
反射曲面は、放物線断面の押出材を、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ３になるように切断して形成してもよい。なお、第１平面部および第２平面部は、ホーン部の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなくスリット開口側に開くように対峙していても良い。したがって、反射曲面の高さｈ３は、スロート部の矩形開口の高さｈ１以下であり、また、スリット開口の高さｈ２以下であってもよい。
【００２１】
具体的には、ホーン部は、スロート連結部を有し、このスロート連結部は、第１平面部、第２平面部および反射曲面とともにスリット開口を規定する第３平面部と、第３平面部に略直交しスロート部の矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、第４平面部ならびに矩形開口が、第３平面部により遮られて、第３平面部の奥側、つまり、音道の内部側でスリット開口から直接視されない位置に配置されているのが好ましい。このようなスピーカー用ホーンにすることで、狭指向性を得るべき周波数帯域において、スロート部の矩形開口から放射される直接音が、スリット開口から放射されなくなるので、反射曲面の形状を設計することで、任意の方向に強い狭指向性を実現することができる。
【００２２】
なお、スロート連結部は、第４平面部と反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、第５平面部が、第３平面部に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面と連結していてもよい。また、これらの第３平面部と、第４平面部と、第５平面部と、が、反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有していてもよい。ホーン部の音道を規定するスロート連結部が、強い反射を生じる場合には、反射によるピーク・ディップが再生周波数特性上に出現しやすくなるので、反射率の低い吸音性に優れるスロート連結部にすることで、ピーク・ディップを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するスピーカー用ホーンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のスピーカー用ホーンは、スピーカー振動板の前面側に取り付けることで、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現するという目的を、スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、スロート部が、ホーン部と連結する他方端に矩形開口を有し、ホーン部が、スロート部の矩形開口が出現するスロート連結部と、矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、スロート連結部ならびに反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、第１平面部および第２平面部により規定されるスリット開口が、スロート部の矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有するようにすることにより、実現した。
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーンおよびこれを用いたホーンスピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン３を用いたホーンスピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は、ホーンスピーカー１を説明する上面図であり、図１（ｂ）は、その正面図である。また、図２は、このホーンスピーカー１の断面図である。また、図３は、ホーンスピーカー１を構成するスピーカー２およびスロート部４を説明する部分拡大図であり、図３（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）はその側方断面図であり、図３（ｃ）は背面図である。なお、説明に不要な他の内部構造等は、省略している。
【００２７】
本実施例のホーンスピーカー１では、音声信号を音声に変換するスピーカー２がスピーカー用ホーン３に取り付けられている。後述するように、スピーカー用ホーン３は、全高を抑えたスリット開口５ｓとパラボラ状の反射曲面７とを有している。ホーンスピーカー１は、パラボラ状の反射壁面を含むホーンを備えるものとしては小型のスピーカーであっても、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能になり、一方で指向角度θが大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて低い音声再生レベルとなる狭指向性を実現することができる。
【００２８】
スピーカー２は、逆ドーム状の円形振動板２ｓを備える口径約３ｃｍの動電型スピーカーであり、磁気回路が有する磁気空隙に配置されたボイスコイルに音声信号電流が供給されると、ボイスコイルには駆動力が発生する。その結果、ボイスコイルが巻回されたボビンと連結するスピーカー振動板２ｓが振動し、音波が放射される。スピーカー２の前面側には、スピーカー用ホーン３のスロート部４の円形開口４ｃを有する一方端が連結する。
【００２９】
スピーカー用ホーン３は、スピーカー２が取り付けられるスロート部４と、スロート部４をその音道内部に収容するように取り付けるホーン部５と、から構成される。図示するように、スロート部４は、ホーン部５に連結する他方端が矩形開口４ｓを有する。矩形開口４ｓは、円形開口４ｃとほぼ同程度かそれ以上の開口面積を有する矩形状の開口であって、スロート部４の断面形状は、円形開口４ｃから矩形開口４ｓに至るにつれて連続的に変化する。本実施例では、矩形開口４は、幅が約５．０ｍｍであり、その高さｈ１は、約４６．６ｍｍである。本実施例のスロート部４は、円形開口４ｃの中心点と矩形開口４ｓを規定する中心点が一致するようにされている。
【００３０】
ホーン部５は、スロート部４の矩形開口４ｓが取り付けられるスロート連結部６と、矩形開口４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面７と、スロート連結部６ならびに反射曲面７を狭持するように略平行に配置される第１平面部８および第２平面部９と、を備えている。その結果、スロート連結部６および反射曲面７と、第１平面部８および第２平面部９と、が、反射曲面７を含むホーン部５の音道を規定する。また、スリット開口５ｓは、スロート連結部６ならびに反射曲面７と、第１平面部８および第２平面部９と、により規定される音道の出口であり、第１平面部８および第２平面部９に挟まれる細長い開口になる。本実施例では、スリット開口５ｓの幅は約４１５．０ｍｍであり、その高さｈ２は、約５０．０ｍｍである。したがって、スリット開口５ｓの高さｈ２は、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１と略等しい高さを有する。なお、スリット開口５ｓには、正面方向から見ると、その中央部分にスロート連結部６に連結するスロート部およびスピーカー２が露出する。
【００３１】
ホーン部５を構成する反射曲面７は、スロート連結部６を介して取り付けられるスロート部４の矩形開口４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有しているので、図２に示すように、スリット開口５ｓから放射される音波が聴取点Ｐ０の方向に進行し、その結果、本実施例のホーンスピーカー１は、狭指向性を実現することができる。反射曲面７は、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂、又は、アルミ合金等の金属の放物線断面を有する押出材を、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１と略等しい高さｈ３になるように切断して形成することができる。なお、ホーン部５の奥行きは、約１１０．０ｍｍである。
【００３２】
また、本実施例のホーン部５を構成する第１平面部８および第２平面部９は、ホーン部５の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなく交叉する角度が約５°になる関係であり、音道の奥側からスリット開口５ｓ側に至るにつれて開くように対峙している。したがって、反射曲面７の高さｈ３は、スリット開口５ｓの高さｈ２を上限として変化する。ただし、スロート部４の矩形開口４ｓが出現するスロート連結部６が、スリット開口５ｓの近くに設けられているので、反射曲面７の高さｈ３は、スロート部４の矩形開口４ｓの高さｈ１以下になる。なお、第１平面部８および第２平面部９は、平行であっても良いが、本実施例のように交叉する角度が約３°から〜約１０°の範囲であれば、ホーンスピーカー１は、良好な音響特性と小型化とを両立することができる。
【００３３】
スロート部４は、ホーン部５と連結する他方端にスリット開口５ｓの高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口４ｓを有しているので、スロート部４の円形開口４ｃに相当する円形開口を設ける場合に比較して、高さ方向の寸法が一致することにより音響インピーダンスの変化がより少なくなる。その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部５の音道の内部で波面の乱れが少ない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーン３を用いるホーンスピーカー１は、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。本実施例の場合には、ホーン部５の寸法に比べて音波の波長が相対的に短くなる０．８ｋＨｚ以上において、狭指向性が実現される。
【００３４】
なお、スピーカー用ホーン３を構成するスロート部４およびホーン部５は、樹脂等の成形品で一体に形成されていてもよく、また、スピーカー用ホーン３の音道を上下に分離してするように、第１平面部８を含む上側部材と、第２平面部９を含む下側部材とに分けて、これらを結合して構成しても良い。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を用いたホーンスピーカー１１を説明する図である。図４（ａ）は、ホーンスピーカー１１を説明する上面図であり、図４（ｂ）は、その正面図である。また、図５は、このホーンスピーカー１１の断面図である。また、図６は、ホーンスピーカー１１を構成するスピーカー１２およびスロート部１４を説明する部分拡大図であり、図６（ａ）は正面図であり、図６（ｂ）はその側方断面図であり、図６（ｃ）は背面図である。なお、説明に不要な他の内部構造等は、省略している。
【００３６】
本実施例のホーンスピーカー１１は、先の実施例の場合と同様に、音声信号を音声に変換するスピーカー１２がスピーカー用ホーン１３に取り付けられている。後述するように、スピーカー用ホーン１３は、全高を抑えたスリット開口１５ｓとパラボラ状の反射曲面１７とを有しており、先の実施例の場合の約半分の大きさである。ホーンスピーカー１１は、さらに小型のスピーカーであっても、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能になり、一方で指向角度θの絶対値が大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて低い音声再生レベルとなる狭指向性を実現することができる。
【００３７】
なお、本実施例のスピーカー１２は、先の実施例におけるスピーカー２と同じスピーカーであるので、説明を省略する。スピーカー１２の前面側には、スピーカー用ホーン１３のスロート部１４の円形開口１４ｃを有する一方端が連結する。なお、スロート部１４の円形開口１４ｃは、図６（ｃ）に点線で図示するスロート部１４の内側での部分である。
【００３８】
スピーカー用ホーン１３は、スピーカー１２が取り付けられるスロート部１４と、スロート部１４をその音道内部に収容するように取り付けるホーン部１５と、から構成される。図示するように、スロート部１４は、ホーン部１５に連結する他方端が矩形開口１４ｓを有する。矩形開口１４ｓは、幅が約５．０ｍｍであり、その高さｈ１は、約４６．６ｍｍである。スロート部１４の断面形状は、円形開口１４ｃから矩形開口１４ｓに至るにつれて連続的に変化し、円形開口１４ｃの中心点と矩形開口１４ｓを規定する中心点が一致せずに、矩形開口１４ｓが一方向に寄るようにオフセットされている。本実施例では、スピーカー１２の磁気回路部分と、ホーン部１５のスロート連結部１６とが干渉しないようにして、スロート部１４の矩形開口１４をホーン部１５のスロート連結部１６に出現させる。
【００３９】
ホーン部１５は、スロート部１４の矩形開口１４ｓが取り付けられるスロート連結部１６と、矩形開口１４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面１７と、スロート連結部１６ならびに反射曲面１７を狭持するように略平行に配置される第１平面部１８および第２平面部１９と、を備えている。その結果、スロート連結部１６および反射曲面１７と、第１平面部１８および第２平面部１９と、が、反射曲面１７を含むホーン部１５の音道を規定する。また、スリット開口１５ｓは、スロート連結部１６ならびに反射曲面１７と、第１平面部１８および第２平面部１９と、により規定される音道の出口であり、第１平面部１８および第２平面部１９に挟まれる細長い開口になる。本実施例では、スリット開口１５ｓの幅は約２００．０ｍｍであり、その高さｈ２は、約５０．０ｍｍである。したがって、スリット開口１５ｓの高さｈ２は、スロート部１４の矩形開口１４ｓの高さｈ１と略等しい高さを有する。なお、正面方向から見ると、スロート連結部１６の外側には、連結するスロート部１４およびスピーカー１２が露出する。
【００４０】
ホーン部１５を構成する反射曲面１７は、スロート連結部１６を介して取り付けられるスロート部１４の矩形開口１４ｓを焦点の位置とする放物線断面を有しているので、図５に示すように、スリット開口１５ｓから放射される音波が聴取点Ｐ０の方向に進行し、その結果、本実施例のホーンスピーカー１は、狭指向性を実現することができる。なお、ホーン部１５の奥行きは、約１０２．０ｍｍである。本実施例のホーン部１５は、先の実施例のホーン部５に比較してスリット開口１５ｓの面積が小さくなるものの、約２０°傾けた反射曲面１７を構成することで、ホーン部１５の奥行きを大きくすること無く広い反射曲面１７を構成することができ、聴取点Ｐ０の方向で音声再生レベルが高い狭指向性を実現することができる。
【００４１】
スロート部１４は、ホーン部１５と連結する他方端にスリット開口１５ｓの高さｈ２と略等しい高さｈ１を有する矩形開口１４ｓを有しているので、スロート部１４の円形開口４ｃに相当する円形開口を設ける場合に比較して、高さ方向の寸法が一致することにより音響インピーダンスの変化がより少なくなる。その結果、音波の反射が少なくなり、ホーン部１５の音道の内部で波面の乱れが少ない音波が進行しやすくなる。したがって、本発明のスピーカー用ホーン１３を用いるホーンスピーカー１１は、小型であっても任意の方向に高い音声再生レベルを実現する狭指向性を示す。本実施例の場合には、ホーン部１５の寸法に比べて音波の波長が相対的に短くなる１．７ｋＨｚ以上において、狭指向性が実現される。
【００４２】
また、先の実施例と同様に、ホーン部１５を構成する第１平面部１８および第２平面部１９は、ホーン１部５の音道内部での定在波の発生を抑制するように、平行ではなく交叉する角度が約５°になる関係であり、音道の奥側からスリット開口５ｓ側に至るにつれて開くように対峙している。したがって、反射曲面１７の高さｈ３は、スリット開口１５ｓの高さｈ２を上限として変化する。
【００４３】
ただし、本実施例では、ホーン部１５のスロート連結部１６が、第１平面部１８、第２平面部１９および反射曲面１７と、ともにスリット開口１５ｓを規定する第３平面部２０と、第３平面部２０に略直交しスロート部１４の矩形開口１４ｓが設けられる第４平面部２１と、を備える。また、第５平面部２２は、第３平面部２０に対して略平行に設けられ、放物線断面の頂部において反射曲面１７と連結する。その結果、この第４平面部２１ならびに矩形開口１４ｓは、第３平面部２０により遮られて、その奥側でスリット開口１５ｓから直接視されない位置に配置されている。
【００４４】
これらのスロート連結部１６を構成する第３平面部２０と、第４平面部２１と、第５平面部２２の表面には、反射曲面１７の反射率よりも低い反射率の吸音部材２３が備えられている。具体的には、本実施例の吸音部材２３は、約１．７ｋＨｚ以上で吸音率が高くなる厚さ約１．０ｍｍのフェルトであり、あるいは、発泡ウレタンや、グラスウール等の吸音性に優れる吸音材であればよい。また、吸音部材２３に代えて、スロート連結部１６付近の音導部分に吸音材を詰め込んでもよい。
【００４５】
このようなスピーカー用ホーン１３にすることで、本実施例のホーンスピーカー１１は、狭指向性を得るべき周波数帯域において、スロート部１４の矩形開口１４ｓから放射される直接音が、スリット開口１５ｓから放射されなくなり、強い狭指向性を実現することができる。すなわち、本実施例の場合には、スロート連結部１６を、上記の第３平面部２０と、第４平面部２１と、第５平面部２２から構成するようにしたので、スロート部１４の矩形開口１４ｓが、反射曲面１７の放物線断面の頂部に向いている。その結果、矩形開口１４ｓから放射される直接音が、スリット開口１５ｓから放射されにくくなる。また、ホーン部１５の音道を規定するスロート連結部１６が、吸音部材２３を備えて強い反射波を生じないので、再生周波数特性上に出現しやすいピーク・ディップを抑制することができる。
【００４６】
図７は、本実施例のスピーカー用ホーン１３を備えるホーンスピーカー１１において、聴取点Ｐ０の方向である正面（０°方向）音圧レベルを基準にして各指向角度θの方向の聴取点Ｐｘでの音圧レベルのレベル差を表す周波数特性である。つまり、図７（ａ）は、図５における指向角度θが−３０°の場合と、−５０°の場合と、を表すグラフであり、図７（ｂ）は、図５における指向角度θが＋３０°の場合と、＋６０°の場合と、＋９０°の場合と、を表すグラフである。
【００４７】
ホーンスピーカー１１では、正面方向の聴取点Ｐ０において高い音声再生レベルで再生が可能な狭指向性を実現することができる。つまり、図７のグラフに示すように、指向角度θの絶対値が大きくなる方向の聴取点Ｐｘにおいて、中高音域の周波数帯域の音声再生レベルが、聴取点Ｐ０の方向である正面（０°方向）音圧レベルを基準にして、次第に低下する。具体的には、約２．８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの平均レベルが、正面（０°方向）音圧レベルを基準にして、指向角度θが−３０°の場合に約−９．４ｄＢ、指向角度θが−５０°の場合に約−１４．４ｄＢ、指向角度θが＋３０°の場合に約−１０．７ｄＢ、指向角度θが＋６０°の場合に約−１８．９ｄＢ、指向角度θが＋９０°の場合に約−２２．４ｄＢ、それぞれ低下する。すなわち、ホーンスピーカー１１は、小型であっても、任意の方向に高い音声再生レベルで再生する狭指向性を実現することができる。
【００４８】
なお、本実施例のスピーカー用ホーン１３では、先の実施例のスピーカー用ホーン１３の場合と同様に、音道を形成する第１平面部１８および第２平面部１９の内側面を反射率の高い面としているが、このような場合に限られない。反射曲面１７を除いて、スピーカー用ホーン１３の音道を形成する第１平面部１８および第２平面部１９の内側面に、上記のいずれかの吸音部材２３をさらに備えてもよい。ピーク・ディップを抑制して、さらに滑らかな音圧周波数特性を実現できる。
より高い音声再生レベルを実現しながらも、ピーク・ディップを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のスピーカー用ホーンは、ホーンスピーカーのみならず、音波を音声信号に変換するマイクロホンにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン３を用いたホーンスピーカー１を説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１の断面図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１を構成するスピーカー２およびスロート部４を説明する部分拡大図である。（実施例１）
【図４】本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を用いたホーンスピーカー１１を説明する図である。（実施例２）
【図５】本発明の他の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１１の断面図である。（実施例２）
【図６】本発明の他の好ましい実施形態によるホーンスピーカー１１を構成するスピーカー１２およびスロート部１４を説明する部分拡大図である。（実施例２）
【図７】本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー用ホーン１３を備えるホーンスピーカー１１において、正面音圧レベルを基準にして各指向角度θの方向での音圧レベルのレベル差を表す周波数特性である。（実施例２）
【符号の説明】
【００５１】
１、１１ ホーンスピーカー
２、１２ スピーカー
３、１３ ホーン
４、１４ スロート部
５、１５ ホーン部
６、１６ スロート連結部
７、１７ 反射曲面
８、１８ 第１平面部
９、１９ 第２平面部
２０ 第３平面部
２１ 第４平面部
２２ 第５平面部
２３ 吸音部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、該スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、
該スロート部が、該ホーン部と連結する該他方端に矩形開口を有し、
該ホーン部が、該スロート部の該矩形開口が出現するスロート連結部と、該矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、該スロート連結部ならびに該反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、該第１平面部および該第２平面部により規定されるスリット開口が、該スロート部の該矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する、
スピーカー用ホーン。
【請求項２】
前記ホーン部の前記スロート連結部が、前記第１平面部、前記第２平面部、および、前記反射曲面とともに前記スリット開口を規定する第３平面部と、該第３平面部に略直交し前記スロート部の前記矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、
該第４平面部ならびに該矩形開口が、該第３平面部により遮られて、その奥側で該スリット開口から直接視されない位置に配置されている、
請求項１に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項３】
前記ホーン部の前記スロート連結部が、前記第４平面部と前記反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、該第５平面部が、前記第３平面部に対して略平行に設けられ、前記放物線断面の頂部において該反射曲面と連結している、
請求項２に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項４】
前記ホーン部の前記スロート連結部を構成する前記第３平面部と、前記第４平面部と、前記第５平面部と、が、前記反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有する、
請求項２または３に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項５】
前記スロート部の前記一方端が、前記スピーカー振動板に対応する円形開口である、
請求項１から４のいずれかに記載のスピーカー用ホーン。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のスピーカー用ホーンと、前記スピーカー振動板を有するスピーカーと、を備えるホーンスピーカー。
【請求項１】
スピーカー振動板の前面側に一方端が連結するスロート部と、該スロート部の他方端に連結するホーン部と、を備えるスピーカー用ホーンであって、
該スロート部が、該ホーン部と連結する該他方端に矩形開口を有し、
該ホーン部が、該スロート部の該矩形開口が出現するスロート連結部と、該矩形開口を焦点の位置とする放物線断面を有する反射曲面と、該スロート連結部ならびに該反射曲面を狭持するように配置される第１平面部および第２平面部と、を備え、該第１平面部および該第２平面部により規定されるスリット開口が、該スロート部の該矩形開口の高さｈ１と略等しい高さｈ２を有する、
スピーカー用ホーン。
【請求項２】
前記ホーン部の前記スロート連結部が、前記第１平面部、前記第２平面部、および、前記反射曲面とともに前記スリット開口を規定する第３平面部と、該第３平面部に略直交し前記スロート部の前記矩形開口が設けられる第４平面部と、を備え、
該第４平面部ならびに該矩形開口が、該第３平面部により遮られて、その奥側で該スリット開口から直接視されない位置に配置されている、
請求項１に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項３】
前記ホーン部の前記スロート連結部が、前記第４平面部と前記反射曲面とを連結する第５平面部をさらに備え、該第５平面部が、前記第３平面部に対して略平行に設けられ、前記放物線断面の頂部において該反射曲面と連結している、
請求項２に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項４】
前記ホーン部の前記スロート連結部を構成する前記第３平面部と、前記第４平面部と、前記第５平面部と、が、前記反射曲面の反射率よりも低い反射率の吸音部材をさらに有する、
請求項２または３に記載のスピーカー用ホーン。
【請求項５】
前記スロート部の前記一方端が、前記スピーカー振動板に対応する円形開口である、
請求項１から４のいずれかに記載のスピーカー用ホーン。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のスピーカー用ホーンと、前記スピーカー振動板を有するスピーカーと、を備えるホーンスピーカー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１３６２４８（Ｐ２０１０−１３６２４８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１２０３１（Ｐ２００８−３１２０３１）
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]