特許 7186373 音響レンズ及びスピーカシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】音響レンズ及びスピーカシステム

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/34 20060101AFI20221202BHJP

【ＦＩ】

H04R1/34 310

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021545127

(86)(22)【出願日】2020-07-01

(86)【国際出願番号】 JP2020025791

(87)【国際公開番号】W WO2021049136

(87)【国際公開日】2021-03-18

【審査請求日】2021-12-06

(31)【優先権主張番号】P 2019167017

(32)【優先日】2019-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】小椋 高志

【審査官】大石 剛

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－４６０８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１８／１５０７８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スピーカに取り付けられる音響レンズであって、
前記音響レンズを側面視した場合に、各々の一端部が、前記スピーカとは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上に配置された複数のフィンであって、前記所定方向に沿って略等間隔で且つ互いに略平行に配置された複数のフィンを備え、
前記音響レンズを側面視した場合に、前記複数のフィンの各々の長さは略同一であり、且つ、前記複数のフィンの各々に対する前記曲線の仰角は、前記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する
音響レンズ。

【請求項2】

前記音響レンズは、さらに、前記音響レンズを側面視した場合に、前記曲線を規定する支持面を有するベースを備え、
前記複数のフィンの各々の前記一端部は、前記ベースの前記支持面に支持されている
請求項１に記載の音響レンズ。

【請求項3】

前記複数のフィンは、第１のフィンから第ｎのフィン（ｎは２以上の整数）までのｎ個のフィンで構成され、
前記音響レンズを側面視した場合に、前記第１のフィンに対する前記支持面の仰角をθ１、第ｎのフィンに対する前記支持面の仰角をθｎとした時、θ１＜・・・＜θｎの関係が成立する
請求項２に記載の音響レンズ。

【請求項4】

前記仰角θ１は、０°よりも大きく且つ３０°以下である
請求項３に記載の音響レンズ。

【請求項5】

前記複数のフィンの各々の大きさは、略同一である
請求項１～４のいずれか１項に記載の音響レンズ。

【請求項6】

前記複数のフィンの各々の前記曲線と反対側における他端部には、楔形状の切り欠き部が形成されている
請求項１～５のいずれか１項に記載の音響レンズ。

【請求項7】

前記複数のフィンの隣り合う一対のフィンの間にはそれぞれ、前記スピーカから放射された音波を前記音響レンズの外部に導くための音道が形成され、
前記音道における前記スピーカから放射された音波の経路の長さを音道距離とした時、最も短い音道距離と最も長い音道距離との比が略一定となるように、前記複数のフィンの各々の前記切り欠き部の大きさが設定されている
請求項６に記載の音響レンズ。

【請求項8】

振動板を有するスピーカと、
前記スピーカに取り付けられた、請求項１～７のいずれか１項に記載の音響レンズと、を備え、
前記音響レンズの前記複数のフィンの各々は、前記振動板の中心軸に対して傾斜して配置されている
スピーカシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、音響レンズ及びこれを備えたスピーカシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

スピーカに取り付けられる音響レンズが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の音響レンズは、互いに略平行に配置された複数のフィンを備えている。複数のフィンの各々の幅方向における中央部には、楔形状の切り欠き部が形成されている。複数のフィンの各々は、スピーカの振動板の中心軸に対して傾斜して配置されている。隣り合う一対のフィンの間には、振動板から放射された音波を音響レンズの外部に導くための音道が形成されている。

【0003】

上述した音響レンズでは、フィンの幅方向における中央部（切り欠き部が形成された部分）における音道よりも、フィンの幅方向における端部における音道の方が、音波の経路の長さが長い。そのため、フィンの幅方向における端部における音道を通過した音波は、フィンの幅方向における中央部における音道を通過した音波よりも、見かけ上遅れて音響レンズの外部に出てくるようになる。これにより、音響レンズからの音波の波面は、水平方向（フィンの幅方向）に湾曲しながら進むようになる。

【0004】

その結果、例えばツイータ等のスピーカからの直進性の高い高音域の音波は、上述した音響レンズによって水平方向に拡がるため、スピーカの指向特性を水平方向に拡大することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭５９－１４４８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、スピーカの指向特性を効果的に改善することができる音響レンズ及びこれを備えたスピーカシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示における音響レンズは、スピーカに取り付けられる音響レンズであって、音響レンズを側面視した場合に、各々の一端部が、スピーカとは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上に配置された複数のフィンであって、所定方向に沿って略等間隔で且つ互いに略平行に配置された複数のフィンを備え、音響レンズを側面視した場合に、複数のフィンの各々の長さは略同一であり、且つ、複数のフィンの各々に対する曲線の仰角は、所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する。

【発明の効果】

【0008】

本開示における音響レンズによれば、スピーカの指向特性を効果的に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係るスピーカシステムを示す斜視図である。

【図2】図２は、音響レンズを取り外した状態での、実施の形態に係るスピーカを示す斜視図である。

【図3】図３は、図１とは異なる角度から見た状態での、実施の形態に係る音響レンズを示す斜視図である。

【図4】図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線による、実施の形態に係るスピーカシステムの断面図である。

【図5】図５は、図１のＶ－Ｖ線による、実施の形態に係るスピーカシステムの断面図である。

【図6】図６は、実施の形態に係る音響レンズの機能を説明するための図である。

【図7】図７は、実施例における水平特性を示すグラフである。

【図8】図８は、比較例における水平特性を示すグラフである。

【図9】図９は、実施例及び比較例における水平特性の比較結果を示す表である。

【図10】図１０は、比較例２に係るスピーカシステムを示す図である。

【図11】図１１は、実施例における垂直特性を示すグラフである。

【図12】図１２は、比較例１における垂直特性を示すグラフである。

【図13】図１３は、比較例２における垂直特性を示すグラフである。

【図14】図１４は、実施例、比較例１及び比較例２における垂直特性の比較結果を示す表である。

【図15】図１５は、他の比較例に係るスピーカシステムを示す図である。

【図16】図１６は、他の比較例に係るスピーカシステムと比較した場合における、実施の形態に係るスピーカシステムにより得られる有利な効果を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0011】

なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

【0012】

（実施の形態）
以下、図１～図１６を参照しながら、実施の形態について説明する。図１～図６において、音響レンズ６のフィン１８（後述する）の奥行き方向をＸ軸方向とし、フィン１８の幅方向をＹ軸方向とし、フィン１８の厚み方向をＺ軸方向とする。

【0013】

［１．スピーカシステムの構成］
まず、図１及び図２を参照しながら、実施の形態に係るスピーカシステム２の構成について説明する。図１は、実施の形態に係るスピーカシステム２を示す斜視図である。図２は、音響レンズ６を取り外した状態での、実施の形態に係るスピーカ４を示す斜視図である。

【0014】

図１に示すように、スピーカシステム２は、スピーカ４と、スピーカ４に取り付けられた音響レンズ６とを備えている。

【0015】

スピーカ４は、例えば高音域の音を出力するツイータ等の高音用スピーカである。図２に示すように、スピーカ４は、キャビネット８と、ステー１０と、振動板１２とを有している。キャビネット８の前面には、略矩形状の開口部１４が形成されている。なお、キャビネット８の前面は、スピーカ４とは反対側に且つ所定方向（図２において紙面内上下方向）に沿って凸状に湾曲している。ステー１０は、キャビネット８の開口部１４に支持されている。振動板１２は、円形状に形成され、ステー１０に支持されている。

【0016】

図１に示すように、音響レンズ６は、スピーカ４のキャビネット８の前面に取り付けられており、スピーカ４の振動板１２に対向して配置されている。音響レンズ６の構成については後述する。

【0017】

［２．音響レンズの構成］
次に、図１及び図３～図５を参照しながら、音響レンズ６の構成について説明する。図３は、図１とは異なる角度から見た状態での、実施の形態に係る音響レンズ６を示す斜視図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線による、実施の形態に係るスピーカシステム２の断面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ線による、実施の形態に係るスピーカシステム２の断面図である。

【0018】

図１及び図３に示すように、音響レンズ６は、３本のベース１６と、８枚のフィン１８とを備えている。図４において、８枚のフィン１８は、最も下側のフィン１８から順に、第１のフィン、第２のフィン、・・・、第８のフィンで構成される。なお、効果の程度又は設置の形態等によって、ベース１６及びフィン１８の各数量は適宜変更してもよい。

【0019】

図１、図４及び図５に示すように、湾曲した各ベース１６の第１の面２０には、８枚のフィン１８が所定の角度及び間隔で配置される。一方、各ベース１６の第２の面２１は、キャビネット８の曲面に沿うように装着される。このように、各ベース１６の第２の面２１は、キャビネット８の曲面に沿う形状で湾曲し、各ベース１６の第１の面２０も第２の面２１の形状に対応して湾曲している。但し、各ベース１６の第１の面２０の曲率及び第２の面２１の曲率は、必ずしも一致する必要は無い。

【0020】

各ベース１６の第１の面２０には、８枚のフィン１８が支持されている。以下、第１の面２０を「支持面２０」とも呼ぶ。また、図３に示すように、各ベース１６は、スピーカ４のキャビネット８の前面の形状に対応して、スピーカ４とは反対側に且つ所定方向（図１及び図３において紙面内上下方向）に沿って凸状に湾曲しながら延びている。これに伴い、各ベース１６の支持面２０は、スピーカ４とは反対側に且つ上記所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲面で形成されている。すなわち、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、各ベース１６の支持面２０は、スピーカ４とは反対側に且つ上記所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線を規定する。図１に示すように、各ベース１６は、スピーカ４のキャビネット８の前面に取り付けられ、フィン１８の幅方向（Ｙ軸方向）に間隔を置いて配置されている。なお、各ベース１６の支持面２０は、スピーカ４のキャビネット８と反対側を向くように配置されている。

【0021】

図１に示すように、各フィン１８は、略矩形状の薄板状に形成されており、各ベース１６の支持面２０に支持されている。すなわち、各フィン１８の奥行き方向における一端部は、支持面２０に支持されている。ここで、図４及び図５に示すように、実際には、各フィン１８の奥行き方向における一端部は、支持面２０上に形成された溝部に食い込むようにして支持されているが、本明細書では、各フィン１８の奥行き方向における一端部は、支持面２０上（すなわち、スピーカ４とは反対側に且つ上記所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上）に位置しているものとする。各フィン１８は、各ベース１６の支持面２０からスピーカ４と反対側に（奥行き方向に）延びている。

【0022】

各フィン１８の大きさは、略同一である。すなわち、各フィン１８の幅方向（Ｙ軸方向）における大きさ（本実施の形態では１２０ｍｍ）、奥行き方向（Ｘ軸方向）における大きさ（本実施の形態では５０ｍｍ）、及び、厚み方向（Ｚ軸方向）における大きさ（本実施の形態では１ｍｍ）は、略同一である。ここで、各フィン１８の奥行き方向における大きさは、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合における各フィン１８の長さを意味する。なお、略同一とは、完全に同一であることを意味するだけでなく、実質的に同一であること、すなわち、例えば数％程度の大きさの差異を含むことも意味する。このことは、他の「略同一」の表現についても同様である。

【0023】

なお、本実施の形態では、各フィン１８を各ベース１６の支持面２０に支持させたが、複数のフィン１８の位置関係が同じであれば、各フィン１８を支持するための構成は上記の構成に限定されない。例えば、直線状に延びる棒状部材が各フィン１８の奥行き方向における中央部を貫通することにより、各フィン１８を当該棒状部材に支持させてもよい。

【0024】

また、本実施の形態では、各フィン１８の大きさを略同一としたが、これに限定されず、各フィン１８の奥行き方向における大きさが略同一であれば、各フィン１８の他の寸法及び形状を互いに異ならせてもよい。例えば、各フィン１８の幅方向における大きさを互いに異ならせてもよい。

【0025】

図４及び図５に示すように、各フィン１８は、所定方向に沿って（各ベース１６の支持面２０に沿って）略等間隔で且つ互いに略平行に配置されている。なお、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。図５に示すように、各フィン１８の上記所定方向における配置間隔ｄ（本実施の形態では７ｍｍ）は、略同一である。また、図４に示すように、各フィン１８は、スピーカ４の振動板１２の中心軸２２に対して所定角度（例えば５５°）で傾斜して配置されている。なお、振動板１２の中心軸２２は、振動板１２の径中心を通り、且つ、振動板１２の面に対して略垂直に延びる直線である。

【0026】

図１に示すように、各フィン１８の奥行き方向における他端部（支持面２０と反対側の端部）には、楔形状の切り欠き部２４が形成されている。切り欠き部２４は、フィン１８の幅方向における中央部に配置されている。本実施の形態では、切り欠き部２４の幅方向における大きさは６０ｍｍ±数ｍｍ、切り欠き部２４の奥行き方向における大きさは４０ｍｍ±数ｍｍである。

【0027】

図４に示すように、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、各フィン１８に対する支持面２０の仰角は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて（図４において紙面内の下側から上側に向けて）漸増する。すなわち、各フィン１８に対する支持面２０の仰角を、上記所定方向における一方側から他方側に向かう順（図４において最も下側のフィン１８（第１のフィン）から最も上側のフィン１８（第８のフィン）に向かう順）にそれぞれθ１，θ２，θ３，θ４，θ５，θ６，θ７（θ１～θ７）とした時、θ１＜θ２＜θ３＜θ４＜θ５＜θ６＜θ７の関係が成立する。ここで、フィン１８に対する支持面２０の仰角θ１～θ７とは、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、フィン１８と、当該フィン１８及び支持面２０の交点における接線とのなす角度を意味する。

【0028】

なお、仰角θ１～θ７のうち最も小さい仰角θ１は、０°よりも大きく且つ３０°以下である。最も小さい仰角θ１が３０°よりも大きい場合には、後述するようにスピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることが難しくなる。また、図４に示すように、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、各フィン１８の奥行き方向における一端部（支持面２０側の端部）を結んだ線は、ベース１６の支持面２０の形状に対応して曲線となる。

【0029】

図４に示すように、８枚のフィン１８の隣り合う一対のフィン１８の間には、スピーカ４の振動板１２から放射された音波を音響レンズ６の外部に導くための音道２６が形成されている。図５に示すように、音道２６におけるスピーカ４の振動板１２から放射された音波の経路の長さである音道距離は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する。すなわち、音道距離を上記所定方向における一方側から他方側に向かう順（図５において最も下側のフィン１８から最も上側のフィン１８に向かう順）にそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７とした時、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ５＜Ｄ６＜Ｄ７の関係が成立する。この音道距離の関係は、各フィン１８の幅方向におけるいずれの位置でも成立する。図５に示すように、本実施の形態では、各フィン１８の幅方向における端部（切り欠き部２４が形成されていない部分）における音道距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７はそれぞれ、２．６ｃｍ、３．４ｃｍ、３．６ｃｍ、４．０ｃｍ、４．１ｃｍ、４．３ｃｍ、４．５ｃｍである。

【0030】

また、各音道２６において、フィン１８の幅方向における中央部（切り欠き部２４が形成された部分）では音道距離が最も短く、フィン１８の幅方向における両端部（切り欠き部２４が形成されていない部分）では音道距離が最も長い。最も短い音道距離（例えば図４のＤ７’）と最も長い音道距離（例えば図５のＤ７）との比（例えばＤ７／Ｄ７’）を屈折率とした時、いずれの音道２６においても屈折率が略一定であるのが望ましい。そのため、本実施の形態では、いずれの音道２６においても屈折率が略一定となるように、各フィン１８の切り欠き部２４の大きさが設定されている。なお、略一定とは、完全に一定であることを意味するだけでなく、実質的に一定であること、すなわち、例えば数％程度の誤差を含むことも意味する。また、いずれの音道２６においても屈折率が略一定であるという条件を満たせば、各フィン１８の切り欠き部２４の大きさは互いに異なっていてもよいし、略同一であってもよい。

【0031】

［３．音響レンズの機能］
次に、図５及び図６を参照しながら、音響レンズ６の機能について説明する。図６は、実施の形態に係る音響レンズ６の機能を説明するための図である。

【0032】

音響レンズ６は、スピーカ４の指向特性を水平方向（Ｙ軸方向）に拡大する機能と、スピーカ４の指向特性を垂直方向（Ｚ軸のプラス側）に曲げる機能とを有している。なお、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げる機能とは、スピーカ４の振動板１２の面方向に対するフィン１８の仰角が大きい方向に音波を曲げ、その方向の聴取エリアを拡大する機能である。ここで、「フィン１８の仰角が大きい方向に音波を曲げる」とは、主に音波の届く方向（音圧が最も高い方向）を、スピーカ４の向き（振動板１２の中心軸２２の方向）に対して変化させることを意味する。また、「その方向の聴取エリアを拡大する」とは、その方向において音圧がより高くなることを意味する。

【0033】

スピーカ４の振動板１２（図４参照）から放射された音波は、隣り合う一対のフィン１８の間の音道２６を通過することにより、音響レンズ６の外部へと導かれる。図６の矢印Ａで示すように、フィン１８の幅方向における中央部（切り欠き部２４が形成された部分）の音道２６を通過した音波は、フィン１８の奥行き方向に対して略平行な方向であるフィン軸上方向（Ｘ軸のプラス側）に直進するようになる。

【0034】

また、上述したように、各フィン１８の奥行き方向における他端部に楔形状の切り欠き部２４が形成されている。これにより、各音道２６において、フィン１８の幅方向における中央部（切り欠き部２４が形成された部分）における音道距離（例えば図４のＤ７’）よりも、フィン１８の幅方向における両端部（切り欠き部２４が形成されていない部分）における音道距離（例えば図５のＤ７）の方が長くなる。そのため、フィン１８の幅方向における両端部における音道２６を通過した音波は、フィン１８の幅方向における中央部における音道２６を通過した音波よりも、見かけ上遅れて音響レンズ６の外部に出てくるようになる。これにより、音響レンズ６からの音波の波面は、水平方向（Ｙ軸方向のプラス側及びマイナス側）に湾曲しながら進むようになる。その結果、図６の矢印Ｈ１，Ｈ２で示すように、スピーカ４の振動板１２から放射された音波は、音響レンズ６によって音道距離が長くなる方向である水平方向に拡がりながら回折するため、スピーカ４の指向特性を水平方向に拡大することができる。以下、スピーカ４の水平方向における指向特性を「水平特性」という。

【0035】

さらに、上述したように、各ベース１６の支持面２０は、スピーカ４とは反対側に且つ上記所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びているので、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、各フィン１８に対する支持面２０の仰角は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する。これにより、各音道２６における音道距離は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増するようになる。そのため、図５において最も上側の隣り合う一対のフィン１８の間の音道２６を通過した音波は、図５において最も下側の隣り合う一対のフィン１８の間の音道２６を通過した音波よりも、見かけ上遅れて音響レンズ６の外部に出てくるようになる。これにより、音響レンズ６からの音波の波面は、垂直方向（Ｚ軸方向のプラス側）に湾曲しながら進むようになる。その結果、図５及び図６の矢印Ｖで示すように、スピーカ４の振動板１２から放射された音波は、音響レンズ６によって音道距離が長くなる方向である垂直方向に拡がりながら回折するため、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる。以下、スピーカ４の垂直方向における指向特性を「垂直特性」という。

【0036】

以上のように、本実施の形態の音響レンズ６では、スピーカ４からの直進性の高い高音域の音波を水平方向だけでなく、垂直方向にも拡げることができる。その結果、スピーカ４の指向特性を水平方向に拡大することができるとともに、垂直方向に曲げることができる。これにより、例えばスピーカ４からの鳥の鳴き声等の音声を垂直方向（鉛直上方）に曲げて、当該音声を室内の天井で反射させることによって、あたかも鳥の鳴き声が室内の空中から聞こえてくるかのような立体的な音声の再生が可能となる。

【0037】

［４．効果］
上述したように、本実施の形態において、音響レンズ６は、スピーカ４に取り付けられる音響レンズである。音響レンズ６は、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、各々の一端部が、スピーカ４とは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上に配置された複数のフィン１８であって、所定方向に沿って略等間隔で且つ互いに略平行に配置された複数のフィン１８を備える。音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、複数のフィン１８の各々の長さは略同一であり、且つ、複数のフィン１８の各々に対する曲線の仰角は、所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する。

【0038】

これによれば、各フィン１８の一端部は、スピーカ４とは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上に配置されているので、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、複数のフィン１８の各々に対する曲線の仰角は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増する。これにより、音道距離は、上記所定方向における一方側から他方側に向けて漸増するようになる。その結果、上述したように、スピーカ４から放射された音波は、音響レンズ６によって垂直方向に曲がるため、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる。

【0039】

また、本実施の形態において、音響レンズ６は、さらに、音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、曲線を規定する支持面２０を有するベース１６を備える。複数のフィン１８の各々の一端部は、ベース１６の支持面２０に支持されている。

【0040】

これによれば、各フィン１８の一端部が、スピーカ４とは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びる曲線上に配置されるように、複数のフィン１８をベース１６の支持面２０に支持させることができる。

【0041】

また、本実施の形態において、複数のフィン１８は、第１のフィンから第ｎのフィン（ｎは２以上の整数）までのｎ個のフィンで構成されている。音響レンズ６をＸＺ側面視した場合に、第１のフィンに対する支持面２０の仰角をθ１、第ｎのフィンに対する支持面２０の仰角をθｎとした時、θ１＜・・・＜θｎの関係が成立する。

【0042】

これによれば、スピーカ４から放射された音波は、音響レンズ６によって垂直方向に曲がるようになるため、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる。

【0043】

また、本実施の形態において、仰角θ１は、０°よりも大きく且つ３０°以下である。

【0044】

これによれば、音波を音響レンズ６によって垂直方向に効果的に曲げることができる。

【0045】

また、本実施の形態において、複数のフィン１８の各々の大きさは、略同一である。

【0046】

これによれば、音道距離を、上記所定方向における一方側から他方側に向けて効率良く漸増させることができる。

【0047】

また、本実施の形態において、複数のフィン１８の各々の曲線と反対側における端部には、楔形状の切り欠き部２４が形成されている。

【0048】

これによれば、上述したように、スピーカ４から放射された音波は、音響レンズ６によって水平方向に拡がるようになる。その結果、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができるとともに、水平方向に拡大することができる。

【0049】

また、本実施の形態において、複数のフィン１８の隣り合う一対のフィン１８の間にはそれぞれ、スピーカ４から放射された音波を音響レンズ６の外部に導くための音道２６が形成されている。各音道２６におけるスピーカ４から放射された音波の経路の長さを音道距離とした時、最も短い音道距離と最も長い音道距離との比が略一定となるように、複数のフィン１８の各々の切り欠き部２４の大きさが設定されている。

【0050】

これによれば、いずれの音道２６においても、音波の水平方向への拡がりを略均等にすることができる。

【0051】

また、本実施の形態において、スピーカシステム２は、振動板１２を有するスピーカ４と、スピーカ４に取り付けられた、上述したいずれかの音響レンズ６とを備える。音響レンズ６の複数のフィン１８の各々は、振動板１２の中心軸２２に対して傾斜して配置されている。

【0052】

これによれば、上述と同様に、スピーカ４の振動板１２から放射された音波は、音響レンズ６によって垂直方向に曲がるため、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる。

【0053】

［５．実施例及び比較例］
本実施の形態による効果、すなわち、スピーカ４の指向特性を水平方向に曲げることができるとともに、垂直方向に曲げることができる効果を確認するために、以下の実験１及び２を行った。

【0054】

［５－１．実験１（水平特性）］
まず、図７～図９を参照しながら、実験１について説明する。実験１では、音響レンズの有無が水平特性に与える影響について評価を行った。図７は、実施例における水平特性を示すグラフである。図８は、比較例における水平特性を示すグラフである。図９は、実施例及び比較例における水平特性の比較結果を示す表である。

【0055】

実施例として、図１に示すスピーカ４及び音響レンズ６を備えたスピーカシステム２を用いて、スピーカシステム２のスピーカ軸上方向（正面方向）（以下、単に「軸上方向」という）の周波数特性（以下、「軸上特性」という）、軸上方向に対して水平方向に３０°傾斜した方向の周波数特性（以下、「３０°特性」という）、及び、軸上方向に対して水平方向に６０°傾斜した方向の周波数特性（以下、「６０°特性」という）について評価を行った。なお、以降の説明において、「軸上方向（スピーカ軸上方向）」とは、スピーカ４の正面方向、すなわち、スピーカ４の振動板１２の中心軸２２の方向を意味するものとし、上述した図６における矢印Ａで示される「フィン軸上方向」とは異なる方向である。

【0056】

比較例として、図２に示すスピーカ４のみを用いて、スピーカ４の軸上特性、３０°特性及び６０°特性について評価を行った。

【0057】

実施例及び比較例における水平特性（軸上特性、３０°特性及び６０°特性）はそれぞれ、図７及び図８に示す通りであった。図７の（ａ）、（ｂ）及び図８の（ａ）、（ｂ）において、破線のグラフは軸上特性を示している。また、図７の（ａ）及び図８の（ａ）において、実線のグラフは３０°特性を示し、図７の（ｂ）及び図８の（ｂ）において、実線のグラフは６０°特性を示している。

【0058】

また、実施例及び比較例における水平特性の比較結果は、図９に示す通りであった。図９では、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の周波数毎に、３０°特性又は６０°特性の音圧レベル（ｄＢ）から軸上特性の音圧レベル（ｄＢ）を減算し、周波数毎の減算値の平均値を算出した結果を示している。また、図９では、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の周波数毎に、上記と同様に、３０°特性又は６０°特性の音圧レベル（ｄＢ）から軸上特性の音圧レベル（ｄＢ）を減算し、周波数毎の減算値の平均値を算出した結果を示している。図９では、平均値の数値（ｄＢ）が大きいほど、軸上特性の音圧レベルと比較して、３０°特性又は６０°特性の音圧レベルが高い（すなわち、スピーカ４の指向特性が水平方向に拡大している）ことを示している。

【0059】

図９に示すように、実施例では、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における３０°特性、６０°特性、及び、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における３０°特性、６０°特性のいずれにおいても、比較例よりも平均値の数値（ｄＢ）が高かった。図９に示すように、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲では、実施例は比較例に対して、３０°特性では４．０ｄＢ（２．８ｄＢ－（－１．２ｄＢ））の優位性、６０°特性では３．８ｄＢ（－１．７ｄＢ－（－５．５ｄＢ））の優位性を有していることが確認できた。また、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲では、実施例は比較例に対して、３０°特性では８．５ｄＢ（６．３ｄＢ－（－２．２ｄＢ））の優位性、６０°特性では８．１ｄＢ（１．２ｄＢ－（－６．９ｄＢ））の優位性を有していることが確認できた。

【0060】

以上のことから、スピーカ４に実施の形態に係る音響レンズ６を取り付けることにより、スピーカ４の指向特性を水平方向に拡大することができる効果が得られたことが確認できた。

【0061】

［５－２．実験２（垂直特性）］
次に、図１０～図１４を参照しながら、実験２について説明する。実験２では、音響レンズの有無、及び、音響レンズの構成が垂直特性に与える影響について評価を行った。図１０は、比較例２に係るスピーカシステム１００を示す図である。図１１は、実施例における垂直特性を示すグラフである。図１２は、比較例１における垂直特性を示すグラフである。図１３は、比較例２における垂直特性を示すグラフである。図１４は、実施例、比較例１及び比較例２における垂直特性の比較結果を示す表である。

【0062】

実施例として、図１に示すスピーカ４及び音響レンズ６を備えたスピーカシステム２を用いて、スピーカシステム２の軸上方向の周波数特性（以下、「軸上特性」という）、軸上方向に対して垂直方向に３０°傾斜した方向の周波数特性（以下、「３０°特性」という）、及び、軸上方向に対して垂直方向に６０°傾斜した方向の周波数特性（以下、「６０°特性」という）について評価を行った。

【0063】

比較例１として、図２に示すスピーカ４のみを用いて、スピーカ４の軸上特性、３０°特性及び６０°特性について評価を行った。

【0064】

比較例２として、図１０に示すスピーカ１０２及び音響レンズ１０４を備えた従来技術のスピーカシステム１００を用いて、スピーカシステム１００の軸上特性、３０°特性及び６０°特性について評価を行った。図１０に示すスピーカシステム１００では、音響レンズ１０４は、直線状に延びるベース１０６と、ベース１０６に支持され且つ互いに略平行に配置された複数のフィン１０８とを備えていた。複数のフィン１０８の各々の大きさは、略同一であった。また、各フィン１０８の幅方向における中央部には、楔形状の切り欠き部（図示せず）が形成されていた。

【0065】

実施例、比較例１及び比較例２における垂直特性（軸上特性、３０°特性及び６０°特性）はそれぞれ、図１１、図１２及び図１３に示す通りであった。図１１の（ａ）、（ｂ）、図１２の（ａ）、（ｂ）及び図１３の（ａ）、（ｂ）において、破線のグラフは軸上特性を示している。また、図１１の（ａ）、図１２の（ａ）及び図１３の（ａ）において、実線のグラフは３０°特性を示し、図１１の（ｂ）、図１２の（ｂ）及び図１３の（ｂ）において、実線のグラフは６０°特性を示している。

【0066】

また、実施例、比較例１及び比較例２における垂直特性の比較結果は、図１４に示す通りであった。図１４では、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の周波数毎に、３０°特性又は６０°特性の音圧レベル（ｄＢ）から軸上特性の音圧レベル（ｄＢ）を減算し、周波数毎の減算値の平均値を算出した結果を示している。また、図１４では、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の周波数毎に、上記と同様に、３０°特性又は６０°特性の音圧レベル（ｄＢ）から軸上特性の音圧レベル（ｄＢ）を減算し、周波数毎の減算値の平均値を算出した結果を示している。図１４では、平均値の数値（ｄＢ）が大きいほど、軸上特性の音圧レベルと比較して、３０°特性又は６０°特性の音圧レベルが高い（すなわち、スピーカ４の指向特性が垂直方向に曲がっている）ことを示している。

【0067】

図１４に示すように、実施例では、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における３０°特性、６０°特性、及び、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における３０°特性、６０°特性のいずれにおいても、比較例１よりも平均値の数値（ｄＢ）が高かった。

【0068】

また、図１４に示すように、実施例では、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における６０°特性、及び、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲における３０°特性、６０°特性において、比較例２よりも平均値の数値（ｄＢ）が高かった。図１４に示すように、２ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲では、実施例は比較例２に対して、６０°特性では１．３ｄＢ（－０．２ｄＢ－（－１．５ｄＢ））の優位性を有していることが確認できた。また、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲では、実施例は比較例２に対して、３０°特性では２．６ｄＢ（５．０ｄＢ－２．４ｄＢ）の優位性、６０°特性では４．８ｄＢ（５．２ｄＢ－０．８ｄＢ）の優位性を有していることが確認できた。

【0069】

このことから、スピーカ４に実施の形態に係る音響レンズ６を取り付けることにより、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる効果が得られたことが確認できた。

【0070】

［６．他の比較例に係るスピーカシステムとの比較］
図１５及び図１６を参照しながら、他の比較例に係るスピーカシステム２００と比較した場合における、実施の形態に係るスピーカシステム２により得られる有利な効果について説明する。図１５は、他の比較例に係るスピーカシステム２００を示す図である。図１６は、他の比較例に係るスピーカシステム２００と比較した場合における、実施の形態に係るスピーカシステム２により得られる有利な効果を説明するための模式図である。

【0071】

図１５に示すように、他の比較例に係るスピーカシステム２００は、スピーカ２０２と、スピーカ２０２に取り付けられた音響レンズ２０４とを備えている。音響レンズ２０４は、直線状に延びるベース２０６と、ベース２０６に支持され且つ互いに略平行に配置された複数のフィン２０８とを備えている。

【0072】

複数のフィン２０８の各々は、スピーカ２０２の振動板（図示せず）の中心軸に対して所定角度で傾斜している。複数のフィン２０８の各々の大きさは、ベース２０６の長手方向（図１５において紙面内上下方向）における一端部から他端部に向けて漸増している。また、音響レンズ２０４を側面視した場合に、複数のフィン２０８の各々の奥行き方向（図１５において紙面内左右方向）における一端部（ベース２０６側の端部）を結んだ線は、ベース２０６の形状に対応して直線となる。

【0073】

他の比較例に係るスピーカシステム２００においても、スピーカ２０２から放射された音波は、音響レンズ２０４によって垂直方向（図１５において紙面内上方向）に拡がりながら回折するため、スピーカ２０２の指向特性を垂直方向に曲げることができる。しかしながら、以下の理由により、実施の形態に係るスピーカシステム２では、他の比較例に係るスピーカシステム２００と比べて、スピーカ４の指向特性を垂直方向により一層効果的に曲げることができる。

【0074】

なお、説明の都合上、図１６では、実施の形態におけるベース１６が所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びていることに関連して、ベース１６を曲線で模式的に図示している。また、図１６では、他の比較例におけるベース２０６が直線状に形成されていることに関連して、ベース２０６を直線で模式的に図示してある。

【0075】

図１６の（ａ）に示すように、軸上方向から離れるに従って、本実施の形態においてスピーカ４からの音波がベース１６（複数のフィン１８）に到達する時間は、他の比較例においてスピーカ２０２からの音波がベース２０６（複数のフィン２０８）に到達する時間よりも早くなる。その分、図１６の（ｂ）に示すように、実施の形態において複数のフィン１８（図１参照）により音波が軸上方向に対して垂直方向に曲がる角度φ１は、他の比較例において複数のフィン２０８（図１５参照）により音波が軸上方向に対して垂直方向に曲がる角度φ２よりも大きくなる。

【0076】

したがって、実施の形態に係るスピーカシステム２では、ベース１６がスピーカ４とは反対側に且つ所定方向に沿って凸状に湾曲しながら延びていることに起因して、他の比較例に係るスピーカシステム２００と比べて、スピーカ４の指向特性を垂直方向により大きな角度で曲げることができる。

【0077】

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

【0078】

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

【0079】

上記実施の形態では、各フィン１８に切り欠き部２４を形成したが、これに限定されず、切り欠き部２４を省略してもよい。この場合にも、スピーカ４の指向特性を垂直方向に曲げることができる。

【0080】

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

【0081】

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0082】

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本開示は、例えばツイータ等のスピーカに取り付けられる音響レンズに適用可能である。

【符号の説明】

【0084】

２，１００，２００ スピーカシステム
４，１０２，２０２ スピーカ
６，１０４，２０４ 音響レンズ
８ キャビネット
１０ ステー
１２ 振動板
１４ 開口部
１６，１０６，２０６ ベース
１８，１０８，２０８ フィン
２０ 支持面（第１の面）
２１ 第２の面
２２ 中心軸
２４ 切り欠き部
２６ 音道

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】