CN1882195A - 扬声器 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种扬声器，能不受外扰噪音影响，正确地检测在中心杆和音圈架之间形成的静电电容。扬声器(1)检测在中心杆(5)和音圈架(4)之间形成的静电电容，并作为电信号进行输出，其特点是：用第1导电体层(12)、第2导电体层(14)、以及第3导电体层(16)构成线圈架(10)的导电体层，而且，使第1绝缘体层(13)介于第1导电体层(12)和第2导电体层(14)之间，使第2绝缘体层(15)介于第2导电体层(14)和第3导电体层(16)之间。由于中心杆(5)和第1导电体层(12)构成的电容器(27)、和第1导电体层(12)和第2导电体层(14)构成的电容器(28)并联连接，所以能使成为检测对象的静电电容不易受外扰噪音的影响。
Description
技术领域
本发明涉及扬声器，更具体为涉及检测振动片的动作状态的扬声器。
背景技术
作为一种提高扬声器音质的技术，已知有安装MFB(Motional Feed Back动反馈放大器)电路的扬声器。该MFB电路根据表示输入扬声器的声音信息的电信号(以后记作‘声音信号’)检测振动的振动片的动作状态，根据其检测结果反馈控制振动片，通过这样，尤其能消除在低音域容易产生的声音失真。因此，通常MFB电路用于低音域不易做到高保真再生的小型扬声器上是相当有效的。
作为与MFB相关的技术，例如揭示于专利文献1～5。在专利文献1～5中都通过检测电极间形成的静电电容的变化，从而检测振动片的动作状态。具体地说、将电极(下面称为‘可动电极’)固定于振动片或使该振动片振动用的称为音圈架的电磁线圈上，同时将电极(以后称为‘固定电极’)固定成与该可动电极面对面，通过使可动电极能相对固定电极运动，从而用检测器检测变化的静电电容，用变换电路将其变换成电信号(以后称为‘检测信号’)输出。而且用比较装置(例如CPU)对检测信号和声音信号进行比较，根据其比较结果，即检测信号的输出电平和声音信号的输出电平相应控制振动片的动作。
专利文献1：特開昭52-79644号
专利文献2：特開昭53-12319号
专利文献3：特開昭53-12320号
专利文献4：特開昭53-12321号
专利文献5：特開昭57-96589号
但是，由于在电极间形成的静电电容只有几pF～几百pf非常微小，稍些受到电磁波或静电等噪音影响就会变化。例如一般的振动片的构成为：利用音圈架；嵌装于音圈架上的称为中心杆的铁芯；以及穿过音圈架及中心杆产生磁通的磁铁的励磁作用而振动，但电极间的静电电容受流过音圈架的励磁电流的影响而变动。另外装在扬声器的电子器件中还是有发射电磁波的器件虽然其功率很小，但由于该电磁波传到电极会引起静电电容变化，另外，也要考虑到；电极间的静电电容由于伴随装在扬声器上零件的振动等力学现象的摩擦，设置于扬声器周围的电子设备输出的电磁波等(以后将其称为‘外扰噪音’)的影响。这样按照专利文献1～5的技术，存在的问题是无法检测静电电容变化，以及在电极间形成的正确的静电电容。
本发明为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种不受外扰噪音的影响，能正确地检测出电极间形成的静电电容的扬声器。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的扬声器，检测在中心杆与具有由绝缘体层和非磁性的导电体层组成的线圈架的音圈架之间形成的静电电容，并作为电信号进行输出，其中，所述线圈架的所述导电体层由三层及三层以上构成，而且使所述绝缘体层介于所述导电体层之间。
因此，利用该扬声器，通过将在中心杆和与该中心杆对向的第1导电体层(导电体层中，和中心杆的距离最短的导电体层)间构成的电容器与在第2导电体层(导电体层中，和第1导电体层相邻的导电体层)与第1导电体层间构成的电容器并联连接，能检测中心杆和第1导电体层间形成的静电电容与第1导电体层和第2导电体层之间形成的静电电容的总和。也就是说，能得到比中心杆和一层导电体层之间形成的静电电容大的静电电容，能提高抗外扰噪音的能力。另外，第1及第2导电体层以外的导电体层作为隔断外扰噪音的屏蔽起作用。由此能检测出不加外扰噪音的真实的静电电容。再有，通过使绝缘体层介于导电体层之间提高介电常数增大静电电容，所以更加增强抗外扰噪音的能力。其结构具体为：所述导电体层自所述中心杆一侧起由第1导电体层、第2导电体层、第3导电体层三层构成，由所述中心杆和所述第1导电体层构成第1电容器，同时由所述第1导电体层和所述第2导电体层构成第2电容器，所述第1电容器与所述第2电容器并联连接，并且输出所述第1电容器的静电电容与第2电容器的静电电容的总和作为电信号。
在上述发明的扬声器上，也可以使导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层以外的导电体层接地。在这种情况下，能增大中心杆和上述第1导电体层之间形成的静电电容，与第1导电体层和第2导电体层之间形成的静电电容的总和。也就是说，通过使第2导电体层接地，能使第1导电体层和第2导电体层之间形成的静电电容增大。由此，总的静电电容便增大。另外能提高第1及第2导电体层以外的导电体层的屏蔽效果。
在上述发明的扬声器上，使导电体层中与中心杆间距离最长的导电体层接地，而且将电信号输入到导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层和与中心杆间距离最长的导电体层之间的导电体层。在这种情况下，中间的导电体层(位于第1导电体层和导电体层中与中心杆间距离最长的导电体层之间的导电体层)作为所谓的自举电路(ブ-トストラツプ)电极起作用，能在中心杆和音圈架之间构成纯粹的电容器。例如在将中心杆和第1导电体层之间形成的静电电容变换成电信号后，通过将该电信号反馈给中间的导电体层能提高线圈架的阻抗，通过这样，能用中心杆和音圈架构成不易受外扰噪音影响的电容器。
如以上所述，采用本发明的扬声器，则由于用三层及三层以上构成线圈架的导电体层，而且绝缘体层介于导电体层之间，检测出中心杆与导电体层中和中心杆之间距离最短的导电体层之间形成的静电电容、以及导电体层中和中心杆之间距离最短的导电体层与该导电体层相邻的导电体层之间形成的静电电容的总和，另外，由于用和中心杆间距离最短的导电体层、以及与该导电体层相邻的导电体层以外的导电体层隔断外扰噪音，所以能不受外扰噪音的影响检测出真正的静电电容。因此，提高检测结果的可靠性，所以该检测结果能有效地用于MFB电路，能消除以往成为问题的扬声器发音失真。通过这样，即使是小型的扬声器也能实现可与大型的扬声器比美的低音域。
在上述本发明中，若将导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层以外的导电体层接地，则能加大中心杆与导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层间形成的静电电容；以及导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层与该导电体层相邻的导电体层之间形成的静电电容的总和。另外，能提高导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层、以及与该导电体层相邻的导电体层以外的导电体层的屏蔽效果。通过这样，能不受外扰噪音影响检测出真正的静电电容。因此，能进一步提高检测结果的可靠性，例如，该检测结果能有效地用于MFB电路，能消除以往成为问题的扬声器发音失真。通过这样，即使是小型的扬声器也能实现可与大型的扬声器比美的低音域。
在上述本发明中，使导电体层中和中心杆间距离最长的导电体层接地，而且将电信号输入到导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层和与中心杆间距离最长的导电体层之间的导电体层。则使位于导电体层中与中心杆间距离最短的导电体层和与中心杆间距离最长的导电体层之间的导电体层作为所谓的自举电路(ブ-トストラツプ)电极起作用，能提高线圈架的阻抗，用中心杆和音圈架构成不易受外扰噪音影响的电容器。因此，能进一步提高利用该电容器检测出的静电电容的可靠性，所以，例如该检测结果能有效地用于MFB电路，能消除以往成为问题的扬声器发音失真。通过这样，即使是小型的扬声器也能实现可与大型的扬声器比美的低音域。
附图说明
图1为表示本发明的扬声器构成的剖视图。
图2为表示音圈架、中心杆、及磁轭板的部分剖视图。
图3为表示扬声器的电气构成的功能方框图。
图4为表示检测器和变换电路构成的电路图。
图5为表示本发明的实施方式2的音圈架、中心杆、及磁轭板的部分剖视图。
图6为表示本发明的实施方式2的检测器和变换电路构成的电路图。
标号说明
1扬声器
4音圈架
5中心杆
10线圈架
12第1导电体层
13第1绝缘体层
14第2导电体层
15第2绝缘体层
16第3导电体层
22比较器
24检测器
25变换电路
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细说明。
图1～图3表示本发明的扬声器的一实施方式。本发明的扬声器1的特点为：检测在中心杆5与具有由绝缘体层和非磁性的导电体层组成的线圈架10的音圈架4之间形成的静电电容，并作为电信号进行输出，用第1导电体层12、第2导电体层14、以及第3导电体层16构成线圈架10的导电体层(用三层及三层以上构成线圈架10的导电体层)，而且，使第1绝缘体层13介于第1导电体层12和第2导电体层14之间，使第2绝缘体层15介于第2导电体层14和第3导电体层16之间(绝缘体层介于导电体层之间)。
如图1所示，扬声器1具有振动片2、3、音圈架4、中心杆5、磁铁6、7、以及磁轭板8。外壳9做成圆筒形。该外壳9上除了中心杆5外，还收容磁铁6、7及磁轭板8，它们均用粘合剂或小螺钉等固定于外壳9的内壁表面。中心杆5是钢制的由圆柱状的中心杆本体5a和形成于该中心杆5a的底端的圆盘状的凸缘5b构成。中心杆5配置于外壳9上使中心杆本体5a的前端部分从外壳9a的实质上中央开始凸出于外壳9的外部。
中心杆5及外壳9与称为盆架的壳体(图中未示出)连接并接地，与凸缘5b的开口9a对向的面上靠磁性吸附着以中心杆本体5a为中心的环形的磁铁6。与磁铁6上的开口9a对向的面上靠磁性吸附着实质上圆板形的磁轭板8，磁铁6成被磁轭板8和凸缘5b夹住的状态。形状和磁铁6相同的磁铁7设置于与凸缘5b上的外壳9的底部9b对向的面和底部9b之间。该磁铁7配置于底部9b使得与凸缘5b抵接的一侧的极成为和磁铁6的与凸缘5b抵接的一侧的极极性相同。通过这样，在磁铁6、磁轭板8及中心杆5之间形成稳定的磁通回路(后面叙述)。
实质上圆板状的磁轭板8被磁铁6靠磁性吸附成与圆柱形的中心杆本体5a长度方向的轴实质上正交，同时其内圆周面与中心杆本体5a的外圆周面5d对向，在磁轭板8的内圆周面和中心杆本体5a的外圆周面5d之间形成空气隙。另外，上述实质上圆板状的磁轭板8配置成在外壳9内，使其内圆周面通过中心杆本体5a而对向，而且其外圆周面与外壳9的内壁表面对向，以这种状态靠近。
音圈架4具有前端和后端开口的筒状的线圈架10、以及缠绕在该线圈架10的外圆周上的音圈11。可以用漆包线或铜线等导电体作为音圈11，可以择需而定。如图2所示，线圈架10由第1导电体层12、第1绝缘体层13、第2导电体层14、第2绝缘体层15、及第3导电体层16构成。第1导电体层12、第2导电体层14、及第3导电体层16是铜箔，第1绝缘体层13及第2绝缘体层15是聚酰亚胺膜。线圈架10从其内侧向外侧依次叠层着第1导电体层12、第1绝缘体层13、第2导电体层14、第2绝缘体层15、第3导电体层16。虽图中未特地示出，但在音圈11和第3导电体层16之间靠涂覆处理形成绝缘膜，音圈11和第3导电体层16之间成电气绝缘状态。经引线与第1导电体层12连接的端子17同以后将叙述的变换电路25的运算放大器25a的非倒相输入端(参照图4)连接。而第2及第3导电体层14、16与扬声器框架18连接、并接地。
如图1所示，线圈架10能沿前后方向(图1的箭头A方向)自由滑动地安装于外壳9中，由此，靠后述的励磁作用能沿前后方向振动。线圈架10其内径比中心杆5a的外径稍大，覆盖在中心杆本体5a上。也就是，使音圈11和磁轭板8的一端面面对面，而且将线圈架10覆盖在中心杆本体5a上，使得中心杆本体5a的外圆周面5c和线圈架10的内圆周面大致平行。由此，磁轭板8的一端面呈邻近音圈11的状态，同时，线圈架10的内圆周面呈邻近中心杆本体5a外圆周面5c的状态，在磁铁6和磁轭板8和中心杆5之间沿图中的圆弧箭头方向始终形成一定的磁通回路。还有，磁铁6及磁轭板8也可设置于能在中心杆5及磁铁6和磁轭板8之间形成一定磁通的部位，具体设置部位可择需而定。
在磁轭板8的露于外壳9的外部的面上，用粘合剂将框架18粘接在一起。该框架18用小螺钉或粘合剂等与前面所述的壳体(图中未示出)接合在一起，并接地。振动片2、3装在线圈架10上。振动片2是有多个弯曲部的薄片，其一端用粘合剂粘在线圈架10的外圆周面，而另一端用粘合剂粘在框架18上。振动片3作为所谓的扬声器盆纸起作用，其一端与线圈架10的外圆周面接合，另一端通过连接边缘19和框架18连接。扬声器盆底中央帽盖20由铝等组成，其边缘部分用粘合剂与振动片3粘接。通过这样，线圈架10的开口10a被扬声器盆底中央帽盖20盖没。
如图3所示，表示将输入端21输入的声音信息的电信号(以后称为‘声音信号’)，经具有CPU(Central Process Unit中央处理单元)的比较器，输入到功率放大器23。经该功率放大器23放大后的声音信号输入音圈架4。也就是说，表示声音信号的电流在音圈架4的音圈11上流动，由于该电流和中心杆5、磁铁6、及磁轭板8之间形成的磁通产生的励磁作用，音圈架4沿前后方向(图1中示出的箭头A方向)移动。随此振动片2、3也振动，从扬声器1中发出声音。
检测器24、变换电路25、及反馈电路26设置在扬声器1上。具体将在后面叙述，但检测器24由第1电容器27、及第2电容器28(参照图4)构成。如图4所示，变换电路25具有运算放大器25a、电源25b、及晶体管25c。运算放大器25a的非倒相输入端和音圈架4的第1导电体层12借助引线连接。由电源25b将偏置电压加在运算放大器25a的非倒相输入端及第1导电体层12。运算放大器25a的输出端和晶体管25c的输入端连接，通过这样，运算放大器25a输出端输出的信号输入晶体管25c的输入端。另外，成为晶体管25c的负侧的输出端的发射极连接运算放大器25a的非倒相输入端，再有，晶体管25c的发射极和运算放大器25a的非倒相输入端与中心杆5连接，并接地。反馈电路26虽然图中未特地示出，但具有积分电路、缓冲放大器、电子电位器、加法电路等。
第1电容器27具有中心杆5和第1导电体层12。第2电容器28具有第1导电体层12和第导2电体层14。如上所述，通过运算放大器25a的非倒相输入端和音圈架4的第1导电体层12连接，电容器27和电容器28呈并联连接状态，成为由电容器27形成的静电电容和由电容器28形成的静电电容在总和在总和的静电电容作为电信号输入变换电路25的运算放大器25a。就这样，从检测器24输入的电信号在运算放大器25a及晶体管25c中作C-V变换及放大，自端子25d作为检测信号经反馈电路26输入比较器22。比较器22响应输入的检测信号对输入端21输入的声音信号和检测信号进行比较。而且根据该比较结果，即对声音信号的输出电平和检测信号的输出电平作比较，算出两者之差。接着，功率放大器23根据其计算结果调节声音信号的输出电平，将其输入音圈架4。然后，音圈架4根据功率放大器23输入的声音信号振动。
如上所述，利用图1～图4示出的结构的扬声器1，当声音信号输入输入端21时，根据该声音信号音圈架4振动，伴随着这一振动，振动片2、3也振动。由于上述振动片的振动扬声器1发出声音。这时振动片2、3的工作状态由检测器4检测出的静电电容进行识别。即，音圈架4的第1导电体层12和中心杆本体5a的外圆周面5c间的对向面积变化，由电容器27形成的静电电容及由电容器28形成的静电电容在总和变化。该总和变化与振动片2、3的位移相当。这样，表示检测器24检测出的静电电容的电信号输入变换电路25。而且，在变换电路25表示静电电容的电信号变换成检测信号，该检测信号通过反馈电路26输入比较器22。比较器22对检测信号和声音信号作比较，其比较结果和声音信号一起输入功率放大器23。功率放大器23根据该比较结果调节声音信号，将其输入音圈架4。
本发明中，用第1导电体层12、第1绝缘体层13、第2导电体层14、第2绝缘体层15、第3导电体层16构成线圈架10，使用中心杆5和第1导电体层12构成的电容器27、及用第1导电体层12和第2导电体层14构成的电容器28并联连接，所以与只检测形成于中心杆5和第1导电体层12之间的静电电容的现有的方式相比，由于成为检测对象的静电电容增大，所以能不受外扰噪音影响，检测静电电容。另外用第2绝缘体层15使第2导电体层14和第3导电体层16电气绝缘，而且将第3导电体层接地，所以能隔断外扰噪音。再有，使第1绝缘体层13介于第1导电体层12和第2导电体层14之间，所以能提高电容器27的介电常数，增大静电电容。
以下，参照图5及图6说明本发明的实施方式2。还有对于和实施方式1相同的构成部件在附图上标注同一标号并省略其说明。
通过引线，将端子29与线圈架10的第2导电体层14连接。该端子29和运算放大器25a的非倒相输入端一起与作为晶体管25c的负侧输出端的发射极连接。通过这样，从变换电路25输出的检测信号输入反馈电路26(参照图3)之同时，输入第2导电体层。这样，通过检测信号输入第2导电体层14以提高第2导电体层14的阻抗，第2导电体层14就作为自举电路(ブ-トストラツプ)电极起作用，能用中心杆5和第1导电体层12构成不易受外扰噪音影响的电容器。
还有，上述实施方式是本发明适用的实施方式的一个示例，但并不限于此，在不脱离本发明的主要内容的范围内可作各种变形并实施。上述实施方式中线圈架10具有第1导电体层12、第2导电体层14、第3导电体层16三个导电体层和介于导电体层之间的绝缘体层，但不限于此，例如可以具有四个及四个以上的导电体层和介于导电体层之间的绝缘体层。这时，将除和中心杆5之间距离最短的导电体层以外的导电体层接地。在这种情况下，将除和中心杆5之间距离最短的导电体层以外的导电体层作为隔断外扰噪音的屏蔽起作用。另外，也可以将和中心杆5之间距离最短的导电体层、及与该导电体层相邻的导电体层以外的导电体层接地，使用中心杆5、和与该中心杆5之间距离最短的导电体层构成的电容器；以及与中心杆5之间距离最短的导电体层和与该导电体层相邻的导电体层构成的电容器并联连接。通过这样，能更加可靠地隔断外扰噪音，而且能形成不易受外扰噪音影响的静电电容。
在上述实施方式中，用铜箔形成第1导电体层12、第2导电体层14、第3导电体层16，但也可以用铝或导电塑料等做成，只要是非磁性的导电体，可按需进行变更。另外，第1及第2绝缘体层13、15用聚酰亚胺做成，但例如也可以用纸做成，只要是绝缘体可按需进行变更。
Claims (5)
1.一种扬声器，检测在中心杆与具有由绝缘体层和非磁性导电体层组成的线圈架的音圈架之间形成的静电电容，并作为电信号进行输出，其特征在于，
所述线圈架的所述导电体层由三层及三层以上构成，而且使所述绝缘体层介于所述导电体层之间。
2.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，
使所述导电体层中与所述中心杆间距离最短的所述导电体层以外的所述导电体层接地。
3.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，
使所述导电体层中与所述中心杆间距离最长的所述导电体层接地，而且将所述电信号输入到所述导电体层中与所述中心杆间距离最短的所述导电体层和与中心杆间距离最长的所述导电体层之间的所述导电体层。
4.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，
所述导电体层自所述中心杆一侧起由第1导电体层、第2导电体层、第3导电体层的三层构成，由所述中心杆和所述第1导电体层构成第1电容器，同时由所述第1导电体层和所述第2导电体层构成第2电容器，所述第1电容器与所述第2电容器并联连接，并且输出所述第1电容器的静电电容与第2电容器的静电电容的总和作为电信号。
5.如权利要求4所述的扬声器，其特征在于，
将所述第3导电体层接地。
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