JP2007228557A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な音声出力を得る。
【解決手段】アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａはパイプ１０２の下端部側の端面に当接している。アクチュエータ１０３は、音声信号の低域成分で駆動され、パイプ１０２の下端部側の端面から、この端面に直交した方向（面方向）の振動成分をもって、パイプ１０２を加振する。パイプ１０２の側面から高域の音声出力が得られる。スピーカユニット１０４は音声信号の低域成分で駆動される。ユニット１０４の前面から出力される正相の音波は、ベース筐体１０１の下面側から外部に放射される。また、このユニット１０４の背面から出力される逆相の音波は、開口部１０５およびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射される。パイプ１０２は高域に関しては音響振動板として機能し、低域に関しては共鳴管として機能する。
【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカ装置に関する。詳しくは、この発明は、第１の音声信号による音声出力をアクチュエータで音響振動板を加振して得ると共に、第２の音声信号による音声出力を発音体から得ることによって、良好な音声出力が得られるようにしたスピーカ装置に係るものである。

従来、例えば特許文献１等に記載されているように、磁歪アクチュエータで振動板を駆動して音声出力を得る音声出力装置が知られている。磁歪アクチュエータとは、外部磁界を与えると形状が変化する磁歪素子を使用したアクチュエータである。

図３２は、この種の音声出力装置３００の構成例を示している。この音声出力装置３００は、プレーヤ３０１、アンプ３０２、磁歪アクチュエータ３０３および振動板３０４からなっている。ここで、磁歪アクチュエータ３０３および振動板３０４は、スピーカ装置３０５を構成している。

プレーヤ３０１は、例えばＣＤ(Compact Disc)、ＭＤ(Mini Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等を再生して音声信号を出力する。このプレーヤ３０１から出力される音声信号はアンプ３０２で増幅された後に磁歪アクチュエータ３０３に供給される。磁歪アクチュエータ３０３は、変位出力を伝達する駆動ロッド３０３ａを有しており、この駆動ロッド３０３ａの先端が振動板３０４に当接されている。

磁歪アクチュエータ３０３は、音声信号に基づいて、振動板３０４を駆動する。すなわち、磁歪アクチュエータ３０３の駆動ロッド３０３ａが音声信号波形に対応して変位し、その変位が振動板３０４に伝達される。これにより、振動板３０４からは、音声信号に対応した音声が出力される。
特開平０４−３１３９９９号公報

上述した音声出力装置３００におけるスピーカ装置３０５では、高域の音声出力については問題ないが、低域の音声出力については、大きな振幅（ストローク）がとれないことから、満足のいく音声出力を得ることができない。

この発明の目的は、良好な音声信号を得ることができるスピーカ装置を提供することにある。

この発明の概念は、
音響振動板と、
上記音響振動板に変位出力を伝達するための伝達部が直接的または間接的に当接された状態で配設され、第１の音声信号に基づいて駆動されるアクチュエータと、
第１の音声信号と同じまたは異なる第２の音声信号に基づいて駆動される発音体と
を備えることを特徴とするスピーカ装置にある。

この発明においては、第１の音声信号に基づいてアクチュエータが駆動され、このアクチュエータで音響振動板が加振される。そのため、この音響振動板から第１の音声信号による音声出力が得られる。また、第２の音声信号に基づいて発音体、例えば動電型アクチュエータを用いたスピーカユニット等が駆動される。そのため、この発音体から第２の音声信号による音声出力が得られる。

例えば、第１の音声信号を高域成分とした場合、音響振動板からは高域の音声出力が得られる。この場合、大きな振幅（ストローク）は必要ないので、音響振動板からは高域の音声出力が良好に得られる。また、例えば、第２の音声信号を低域成分とした場合、音響振動板からは低域の音声出力が得られる。この場合、発音体、例えばスピーカユニットでは大きな振幅（ストローク）をとることができるので、この発音体からは低域の音声出力が良好に得られる。これにより、全体として高域、低域の双方とも良好な音声出力を得ることができる。

この場合、アクチュエータの変位出力を伝達する伝達部が直接的または間接的に音響振動板に当接され、例えばこの音響振動板は少なくとも面方向の振動成分をもって加振される。この場合、アクチュエータの伝達部の変位方向が面方向に近づくにつれ、当該面方向の振動成分は多くなる。例えば、音響振動板が端面を持った振動板であるとき、この音響振動板は、その端面に少なくとも直交する方向の振動成分をもって加振される。

音響振動板が面方向（面に平行な方向）の振動成分をもってアクチュエータで加振されることで、この音響振動板を、音声信号に基づいた弾性波が面方向に伝播していく。そして、この弾性波が音響振動板を伝播する際に縦波、横波、縦波・・・のモード変換を繰り返し、縦波と横波との混在波となり、この横波によって音響振動板の面内方向（面に垂直な方向）の振動が励振される。これにより、音響振動板の面から音波が外部に放射され、音声出力が得られる。

このように、音響振動板をその面方向の振動成分をもって加振することで、加振点に大きな横波は発生せず、この加振点から放射される音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されるということがなく、音響振動板の全体に渡って音像が定位するようになり、この音響振動板から広がり感のある音像を得ることが可能となる。

例えば、複数個のアクチュエータが備えられる。そして、これら複数個のアクチュエータの伝達部は、それぞれ、音響振動板の互いに異なる位置に当接される。例えば、複数個のアクチュエータを例えば同一の音声信号に基づいて駆動することで、無指向性を得ることが可能となる。また、例えば、複数個のアクチュエータをそれぞれ独立した音声信号、例えば複数チャネルの音声信号、あるいは同一の音声信号に対してレベル、遅延時間、周波数特性等を独立して調整して得られた複数の音声信号等に基づいて駆動することで、音の広がり感を高める音場処理が可能となる。

例えば、複数個の発音体が備えられる。そして、これら複数個の発音体は、それぞれ、互いに異なる位置に配置される。複数個の発音体は、周方向に、所定の角間隔をもって配置される。各発音体は、低域成分を再生することで、音像定位情報を比較的持たない。そのため、音響振動板により高域成分を再生することで、システム全体として無指向性でかつ音響振動板に音像を定位させることが可能となる。

例えば、音響振動板は筒型振動板であり、発音体は筒型振動板の一端側に配置され、発音体から得られる音波は筒型振動板の内部を通して外部に放射される。この場合、発音体の中心軸の方向は、筒型振動板の軸方向に対して任意の方向に設定可能である。例えば、発音体の中心軸の方向は、筒型振動板の軸方向と一致する方向、あるいは、筒型振動板の軸方向と直交する方向とされる。筒型振動板は発音体からの音波に対しては共鳴管としても機能し、量感のある低域再生が可能となる。

例えば、この場合、発音体から得られる音波は、筒型振動板の一端側および他端側から放射される。これにより、筒型振動板の長手方向の各位置で均一な音圧が得られるようになり、筒型振動板の長手方向の全体に渡って音像を定位させることができ、広がり感のある音像を得ることが可能となる。

例えば、筒型振動板は、発音体からの音波が進む方向に向かって徐々に径が大きくされる。これにより、電気的なインダクタンス成分が増すことから、周波数特性の平坦化と共鳴のダンピング効果が得られ、また音波が放射される出口が広くなることから、音像の広がり感が増すという効果がある。

また例えば、音響振動板としての筒型振動板の内部に、筒型振動板と離間した状態で筒型部材が配設され、発音体はこの筒型部材に対応して配置され、この発音体から得られる音波を筒型部材の内部を通して外部に放射する構成としてもよい。この場合、例えば、筒型部材を剛体にすることにより、不要な振動が筒型部材に乗ることなく音響管として良好な再生を実現できる。またこの場合、筒型振動板で発生する内側に向かう不必要な音声出力（音波）を、この筒型振動板と筒型部材とで構成される密閉空間により効果的に遮断できる。

例えば、音響振動板は有底の筒型振動板であり、アクチュエータの伝達部は筒型振動板の開口部側の端面に当接され、さらに、発音体は筒型振動板の開口部側に配置される。この場合、発音体の中心軸の方向は、筒型振動板の軸方向に対して任意の方向に設定可能である。例えば、発音体の中心軸の方向は、筒型振動板の軸方向と一致する方向、あるいは、筒型振動板の軸方向と直交する方向とされる。筒型振動板は発音体のバックキャビティとして機能し、中低域のレスポンスの改善が可能となる。

この発明によれば、第１の音声信号による音声出力をアクチュエータで音響振動板を加振して得ると共に、第２の音声信号による音声出力を発音体から得るものであり、良好な音声出力を得ることができる。

この発明の実施の形態について説明する。図１〜図４は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ａの構成を示している。図１はスピーカ装置１００Ａの斜視図、図２はスピーカ装置１００Ａの縦断面図、図３（ａ）はスピーカ装置１００Ａの上面図、図４はスピーカ装置１００Ａの底面図である。

このスピーカ装置１００Ａは、ベース筐体１０１と、パイプ１０２と、アクチュエータとしての磁歪アクチュエータ１０３と、発音体としての動電型アクチュエータを用いたスピーカユニット１０４とを有している。パイプ１０２は、音響振動板としての筒型振動板を構成している。磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａは、変位出力を伝達する伝達部を構成している。

ベース筐体１０１は、例えば合成樹脂で形成されている。このベース筐体１０１は、全体として円板状に形成されているが、その中央部に円柱状に貫通した開口部１０５が設けられている。このベース筐体１０１の下面外周側に沿って所定本、この実施の形態では３本の脚部１０６が等角間隔で植立されている。

脚部１０６を３本とするとき、これら３本の脚部１０６は設置面に必ず接するため、例えば４本の脚部を設ける場合に比べて、安定した設置が可能となる。また、ベース筐体１０１の下面に脚部１０６を設けることで、ベース筐体１０１の下面を設置面から離間させることができ、このベース筐体１０１の下面側に取り付けられるスピーカユニット１０４からの音波が外部に放射することを可能としている。

パイプ１０２は、所定材料、例えば透明なアクリルで形成されている。このパイプ１０２はベース筐体１０１に固定されている。すなわち、このパイプ１０２の下端部が、複数箇所、この実施の形態では４箇所で、金属製のＬ字アングル１０７を用いて、ベース筐体１０１の上面に固定されている。パイプ１０２のサイズは、一例として、例えば、長さが１０００ｍｍ、直径が１００ｍｍ、厚さが２ｍｍである。

この場合、Ｌ字アングル１０７の一端および他端には、図示していないが、ネジ止め用の丸孔が形成されている。このＬ字アングル１０７の一端はビス１０９を用いてベース筐体１０１の上面にネジ止めされる。ベース筐体１０１には、ビス１０９のネジ部と螺合するネジ溝（図示せず）が形成されている。この場合、Ｌ字アングル１０７の一端とベース筐体１０１の上面との間には、リング状のゴム材等で構成されるダンピング材１０８が介在される。

また、Ｌ字アングル１０７の他端は、ビス１１０およびナット１１１を用いて、パイプ１０２の下端部にネジ止めされる。パイプ１０２の下端部には、ビス１１０のネジ部を通すための丸穴（図示せず）が形成されている。このＬ字アングル１０７の他端とパイプ１０２の外面との間、およびナット１１１とパイプ１０２の内面との間には、それぞれ、リング状のゴム材等で構成されるダンピング材１１２，１１３が介在される。

このように、ダンピング材１０８，１１２，１１３を介在させることで、磁歪アクチュエータ１０３による振動（弾性波）がパイプ１０２およびＬ字アングル１０７を通じてベース筐体１０１に伝播することを阻止でき、ベース筐体１０１側への音像定位が防止される。

複数個、本実施の形態では４個の磁歪アクチュエータ１０３がベース筐体１０１に固定されている。４個の磁歪アクチュエータ１０３は、パイプ１０２の下端部側の円形端面に沿って等間隔に配置されている。この場合、ベース筐体１０１には磁歪アクチュエータ１０３を収納するための収納穴１１４が形成されている。磁歪アクチュエータ１０３はこの収納穴１１４に収納されることで、ベース筐体１０１に固定される。

収納穴１１４の底面と磁歪アクチュエータ１０３との間には、ゴム材等で構成されるダンピング材１１５が介在される。このようにダンピング材１１５を介在させることで、磁歪アクチュエータ１０３による振動がベース筐体１０１に伝播することを阻止でき、ベース筐体１０１側への音像定位が防止される。

磁歪アクチュエータ１０３がベース筐体１０１の収納穴１１４に収納固定された状態では、この磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａはパイプ１０２の下端部側の端面に当接した状態となる。この場合、駆動ロッド１０３ａの変位方向は、この端面に直交する方向、従ってパイプ１０２の軸方向とされる。この軸方向は、パイプ１０２の面方向（面に平行な方向）でもある。このような配置状態とすることで、磁歪アクチュエータ１０３は、パイプ１０２の下端部側の端面から、この端面に直交した方向の振動成分をもって、パイプ１０２を加振できるようになる。

図５は、磁歪アクチュエータ１０３の構成例を示している。磁歪アクチュエータ１０３は、伸長方向に変位を生ずる棒状の磁歪素子１５１、この磁歪素子１５１に制御磁界を印加するために、この磁歪素子１５１の周囲に配置された磁界発生部としてのソレノイドコイル１５２、磁歪素子１５１の一端に連結されて磁歪アクチュエータ１０３の変位出力を伝達する可動部材たる駆動ロッド１０３ａ、および磁歪素子１５１とソレノイドコイル１５２を収納する収納部１５４によって構成されている。

収納部１５４は、固定盤１６１、永久磁石１６２および筒状ケース１６３で構成されている。固定盤１６１には、磁歪素子１５１の他端が連結されており、この固定盤１６１によって磁歪素子１５１が支持されている。磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加する永久磁石１６２と磁気回路構成部材である筒状ケース１６３は、収納される磁歪素子１５１の周囲に配されている。筒状ケース１６３は、永久磁石１６２の駆動ロッド１０３ａ側と固定盤１６１側に取り付けられており、強磁性体を用いて構成することで、効率よく磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。また、固定盤１６１も強磁性体を用いて構成することで、さらに効率よく磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。

駆動ロッド１０３ａと収納部１５４との間には間隙１５５が設けられ、駆動ロッド１０３ａは永久磁石１６２によって吸引されるように強磁性体を用いて形成される。これにより、駆動ロッド１０３ａと収納部１５４との間で磁気的な吸引力を発生させ、この磁気的な吸引力により駆動ロッド１０３ａに取り付けられた磁歪素子１５１に予荷重が加えられる。

図６は、図５に示す磁歪アクチュエータ１０３における磁束線図を示している。永久磁石１６２から生じた磁束線は、筒状ケース１６３を通過したのち、間隙１５５、駆動ロッド１０３ａ、固定盤１６１を介して永久磁石１６２へ向かうことになる。このため、駆動ロッド１０３ａと収納部１５４との間で磁気的な吸引力が生じ、この磁気的な吸引力により磁歪素子１５１に予荷重を印加させることができる。また、磁束線の一部は、筒状ケース１６３を通過したのち、間隙１５５、駆動ロッド１０３ａ、磁歪素子１５１、固定盤１６１を介して永久磁石１６２へ向かうことになる。このため、磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。

この磁歪アクチュエータ１０３では、駆動ロッド１０３ａが軸受によって支持されていないことから、駆動ロッド１０３ａと軸受との摩擦の問題がないため、変位出力の損失を大幅に低減できる。

また、この磁歪アクチュエータ１０３では、磁気的吸引力によって磁歪素子１５１に予荷重を加えるものであることから、磁歪素子１５１の変位の周期が短くても予荷重を安定して加え続けることができ、ソレノイドコイル１５２に供給される制御電流に応じた変位出力を正しく得ることができる。

そのため、この磁歪アクチュエータ１０３では、ソレノイドコイル１５２に流れる制御電流と駆動ロッド１０３ａの変位との関係がリニアな関係に近づくことから、この磁歪アクチュエータ１０３の特性により発生する歪みが軽減され、従ってフィードバック補正の負担を軽減できる。

また、この磁歪アクチュエータ１０３では、永久磁石１６２は、２つの筒状ケース１６３の間に介在されることから、磁歪素子１５１に印加される静的バイアス磁界を、固定盤１６１の位置に永久磁石を設ける場合に比べて均一にできる。さらに、駆動ロッド１０３ａを支持する軸受や、駆動ロッド１０３ａと収納部１５４を接続するための連結部材、磁歪素子１５１に予荷重を加えるためのばね等を設ける必要がなく、小型化が容易であるとともに安価に構成できる。

上述のパイプ１０２および磁歪アクチュエータ１０３は、可聴周波数帯域の高域側を受け持つスピーカを構成し、ツィータとして機能する。これに対して、スピーカユニット１０４は、可聴周波数帯域の低域側を受け持つスピーカを構成し、ウーハとして機能する。

スピーカユニット１０４は、ベース筐体１０１の下面側の開口部１０５に対応した位置に、下方に前面を向けた状態で、例えばビス（図示せず）を用いて取り付けられている。この場合、スピーカユニット１０４の中心軸の方向は、パイプ１０２の軸方向と一致する方向となっている。このスピーカユニット１０４の前面から出力される正相の音波は、ベース筐体１０１の下面側から外部に放射される。また、このスピーカユニット１０４の背面から出力される逆相の音波は、開口部１０５およびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射される。この場合、パイプ１０２は共鳴管として機能し、量感のある低域再生が可能となる。

なお、パイプ１０２の下端部側の端面とベース筐体１０１との間には、例えばゴム材からなるダンピング材１１６が配設されている。ダンピング材１１６は、図３（ｂ）に示すように、全体としてリング状に形成され、磁歪アクチュエータ１０３のロッド１０３ａを通すための貫通穴１１６ａが設けられている。このダンピング材１１６により、磁歪アクチュエータ１０３による振動がパイプ１０２を通じてベース筐体１０１に伝播することを阻止しながら、パイプ１０２が共鳴管として良好に機能するように密閉度を高めている。

図７は、４個の磁歪アクチュエータ１０３およびスピーカユニット１０４の駆動系の構成を示している。

ステレオ音声信号を構成する左音声信号ＡＬおよび右音声信号ＡＲは加算器１２１に供給され、この加算器１２１ではそれらの音声信号ＡＬ，ＡＲが合成されてモノラル音声信号ＳＡが生成される。このモノラル音声信号ＳＡからハイパスフィルタ１２２で高域成分ＳＡＨが抽出される。この高域成分ＳＡＨは、イコライザ１２３で磁歪アクチュエータ１０３に対応した周波数特性の補正が行われ、さらにアンプ１２４-1〜１２４-4で増幅された後に、４個の磁歪アクチュエータ１０３に駆動信号として供給される。これにより、４個の磁歪アクチュエータ１０３は同一の高域成分ＳＡＨで駆動され、それぞれの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。

また、加算器１２１で生成されるモノラル音声信号ＳＡからローパスフィルタ１２５で低域成分ＳＡＬが抽出される。この低域成分ＳＡＬは、イコライザ１２６でパイプ１０２からなる共鳴管に対応した周波数特性の補正が行われ、数ミリ秒の遅延時間を持つ遅延回路１２７で遅延され、さらにアンプ１２８で増幅された後に、スピーカユニット１０４に駆動信号として供給される。これにより、スピーカユニット１０４は、低域成分ＳＡＬで駆動される。

スピーカユニット１０４への低域成分ＳＡＬの供給経路に遅延回路１２７を挿入することで、パイプ１０２から高域の音波が放射される時点より、スピーカユニット１０４から低域の音波が放射される時点が遅くなる。そのため、音像は高域に引っぱられるという人間の聴覚上の特徴から、視聴者は高域の音波が放射されるパイプ１０２の部分に音像を感じ易くなる。

図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａの動作を説明する。

ベース筐体１０１に収容固定された４個の磁歪アクチュエータ１０３は、モノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、それらの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。そして、この駆動ロッド１０３ａの変位により、パイプ１０２は、その下端部側の端面から、この端面に直交した方向（面方向）の振動成分をもって、加振される。

この場合、パイプ１０２の下端部側の端面は縦波で励振され、このパイプ１０２を、弾性波（振動）が面方向に伝播していく。そして、この弾性波がパイプ１０２を伝播する際に縦波、横波、縦波・・・のモード変換を繰り返し、縦波と横波との混在波となり、横波によってパイプ１０２の面内方向（面に垂直な方向）の振動が励振される。これにより、パイプ１０２からは音波が放射される。すなわち、このパイプ１０２の外面から、高域成分ＳＡＨに対応した高域の音声出力が得られる。

なお、この場合、パイプ１０２の下端部側の円形端面に沿って等間隔に配置された４個の磁歪アクチュエータ１０３は同一の高域成分ＳＡＨで駆動されていることから、パイプ１０２の全周から無指向性で高域の音声出力が得られる。

また、ベース筐体１０１の下面側に取り付けられたスピーカユニット１０４は、モノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動される。そして、このスピーカユニット１０４の前面から低域の音声出力（正相）が得られ、この音声出力はベース筐体１０１の下面側から外部に放射され、またこのスピーカユニット１０４の背面から低域の音声出力（逆相）が得られ、この音声出力は、開口部１０５およびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射される。

図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａによれば、４個のアクチュエータ１０３はモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、音響振動板としてのパイプ１０２からはこの高域成分ＳＡＨによる高域の音声出力が得られる。この場合、大きな振幅（ストローク）は必要ないので、パイプ１０２からは高域の音声出力が良好に得られる。また、図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａによれば、スピーカユニット１０４はモノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動され、スピーカユニット１０４からはこの低域成分ＳＡＬによる低域の音声出力が得られる。この場合、スピーカユニット１０４では大きな振幅（ストローク）をとることができるので、このスピーカユニット１０４からは低域の音声出力が良好に得られる。これにより、全体として、高域、低域の双方とも良好な音声出力を得ることができる。

図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａによれば、モノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動される磁歪アクチュエータ１０３は、パイプ１０２を、その下端部側の端面から、この端面に直交した方向（面方向）の振動成分をもって、加振するものである。そのため、加振点に大きな横波は発生せず、この加振点からの音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されるということがなく、パイプ１０２の長手方向の全体に渡って音像を定位させることができ、広がり感のある音像を得ることができる。

ここで、（１）パイプに下端部側の端面から軸方向に加振した場合と、（２）パイプに下端部側の側面から径方向に加振した場合とで、加速度一定の入力を入れて、出力も加速度で見た、シミュレーションについて説明する。このシミュレーションでは、長さが１０００ｍｍ、直径が１００ｍｍ、厚さが２ｍｍのアクリル製のパイプを想定している。

図８は、図９に矢印で示すように、径方向に加振した場合におけるシミュレーション結果を示している。曲線ａは下端から２．８３６７ｃｍの「bottom」位置における周波数応答を、曲線ｂは下端から５０ｃｍの「center」位置における周波数応答を、曲線ｃは下端から９５．３３７ｃｍの「top」位置における周波数応答を示している。

径方向に加振した場合、加振点に大きな横波が発生し、加振点からの音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されることから、図８に示すように、各位置にける加速度（音圧）の差は比較的大きくなり、パイプの長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができず、従って広がり感のある音像を得ることはできない。

図１０は、図１１に矢印で示すように、軸方向に加振した場合におけるシミュレーション結果を示している。曲線ａは下端から２．８３６７ｃｍの「bottom」位置における周波数応答を、曲線ｂは下端から５０ｃｍの「center」位置における周波数応答を、曲線ｃは下端から９５．３３７ｃｍの「top」位置における周波数応答を示している。

軸方向（端面に直交する方向）に加振した場合、加振点に大きな横波が発生せず、加振点からの音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されるということがないことから、図１０に示すように、各位置にける加速度（音圧）の差は比較的小さくなり、パイプの長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができ、従って広がり感のある音像を得ることができる。

また、図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａによれば、パイプ１０２をその下端部側の端面から磁歪アクチュエータ１０３で加振し、このパイプ１０２の長手方向の各位置から音波を放射させ、このパイプ１０２の外面から高域成分ＳＡＨに対応した高域の音声出力を得るものである。したがって、パイプ１０２が存在する音像定位場所に磁歪アクチュエータ等の駆動デバイスが存在しないことから、パイプ１０２を完全に透明にしても、駆動デバイスが見えるということがなく、例えば音に合わせた視覚的な情報を駆動デバイスに邪魔されずにパイプ１０２部分に表示することも可能となる。

また、図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａによれば、ベース筐体１０１の下面側に取り付けられたスピーカユニット１０４の前面から得られる低域の音声出力（正相）はベース筐体１０１の下面側から外部に放射され、またこのスピーカユニット１０４の背面から得られる低域の音声出力（逆相）は、開口部１０５およびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射されるものである。そのため、低域の音声出力に関しても、パイプ１０２の長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができ、パイプ１０２の長手方向の全体に渡って音像を定位させることができ、従って広がり感のある音像を得ることができる。

ここで、（１）パイプ１０２の上部側からのみ音波を放射した場合と、（２）パイプ１０２の上部側および下部側の双方から音波を放射した場合とで、マイクロホンを用いて、パイプ１０２の上部および下部からそれぞれ１ｍの距離にある「top」位置および「bottom」位置におけるＳＰＬ(sound pressure level)を測定して見た。

図１２は、図１３に矢印で示すように、パイプ１０２の上部側からのみ音波を放射した場合における測定結果を示している。曲線ａは「top」位置におけるＳＰＬを、曲線ｂは「bottom」位置におけるＳＰＬを示している。図１２に示すように、パイプ１０２の上部側からのみ音波を放射した場合には、「bottom」位置のレベルは「top」位置のレベルに比べて低く、低域の音声出力に関して、パイプ１０２の長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができない。

図１４は、図１５に矢印で示すように、パイプ１０２の上部側および下部側の双方から音波を放射した場合における測定結果を示している。曲線ａは「top」位置におけるＳＰＬを、曲線ｂは「bottom」位置におけるＳＰＬを示している。図１４に示すように、パイプ１０２の上部側および下部側の双方から音波を放射した場合には、「bottom」位置のレベルと「top」位置のレベルとはほとんど差がなく、低域の音声出力に関して、パイプ１０２の長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができる。

なお、上述では、磁歪アクチュエータ１０３およびスピーカユニット１０４の駆動系は図７に示すように構成され、４個の磁歪アクチュエータ１０３が同一の高域成分ＳＡＨで駆動されるものを示した。しかし、これら４個の磁歪アクチュエータ１０３が独立した高域成分ＳＡＨで駆動されるようにすることもできる。

図１６は、４個の磁歪アクチュエータ１０３およびスピーカユニット１０４の駆動系の他の構成を示している。この図１６において、図７と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

ハイパスフィルタ１２２で抽出された高域成分ＳＡＨは、４個の信号処理部１２９-1〜１２９-4に供給される。これら信号処理部１２９-1〜１２９-4では、それぞれ独立して、高域成分ＳＡＨに対して、レベル、遅延時間、周波数特性等を調整する処理（音場制御処理）が行われると共に、磁歪アクチュエータ１０３の出力特性に関する信号補正処理が行われる。これら信号処理部１２９-1〜１２９-4から出力される高域成分ＳＡH1〜ＳＡH4は、それぞれアンプ１２４-1〜１２４-4で増幅された後に、４個の磁歪アクチュエータ１０３に駆動信号として供給される。これにより、４個の磁歪アクチュエータ１０３はそれぞれ独立した高域成分ＳＡH1〜ＳＡH4で駆動され、それぞれの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡH1〜ＳＡH4に対応して変位する。

また、ローパスフィルタ１２５で抽出された低域成分ＳＡＬは信号処理部１３０に供給される。この信号処理部１３０では、低域成分ＳＡＬに対して、レベル、遅延時間、周波数特性等を調整する処理（音場制御処理）が行われると共に、共鳴管特性に関する信号補正処理が行われる。この信号処理部１３０から出力される低域成分は、アンプ１２８で増幅された後に、スピーカユニット１０４に駆動信号として供給される。これにより、スピーカユニット１０４は、低域成分で駆動される。

この図１６に示す駆動系の構成では、４個の磁歪アクチュエータ１０３がそれぞれ信号処理部１２９-1〜１２９-4で独立して処理された高域成分ＳＡH1〜ＳＡH4で駆動されるので、音の広がり感を高めることができる。

なお、図１６においては、４個の磁歪アクチュエータ１０３を駆動する高域成分ＳＡH1〜ＳＡH4をモノラル音声信号ＳＡから得るものを示したが、ステレオ音声信号を構成する左音声信号ＡＬおよび右音声信号ＡＲ、あるいはマルチチャネルの音声信号から得るようにしてもよい。

図１７は、４個の磁歪アクチュエータ１０３およびスピーカユニット１０４の駆動系の他の構成を示している。

この駆動系２００は、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)ブロック２０１と、アンプブロック２０２，２０３とからなっている。ＤＳＰブロック２０１は、磁歪アクチュエータ側の信号補正及び音場制御部２０１Ａと、スピーカユニット側の信号補正及び音場制御部２０１Ｂとを有している。

磁歪アクチュエータ側の信号補正及び音場制御部２０１Ａは、４個の磁歪アクチュエータ１０３にそれぞれ対応して、４個の信号処理部２１１および４個のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２１２を備え、さらに４個の信号処理部２１１にそれぞれステレオ音声信号を構成する左音声信号ＡＬおよび右音声信号ＡＲを減衰して入力するための８個のアッテネータ２１０を備えている。

各信号処理部２１１は、それぞれ、入力される音声信号ＡＬ，ＡＲのレベル、遅延時間、周波数特性等の調整、さらにはそれらの音声信号ＡＬ，ＡＲの混合等の処理（音場制御処理）を行うと共に、磁歪アクチュエータ１０３の出力特性に関する信号補正処理を行う。各ハイパスフィルタ２１２は、それぞれ、対応する信号処理部２１１からの音声信号から高域成分を抽出し、アンプブロック２０２に供給する。

この場合、各磁歪アクチュエータ１０３には、ＤＳＰブロック２０１の信号補正及び音場制御部２０１Ａでそれぞれ独立して音場制御処理および信号補正処理が行われた音声信号の高域成分がアンプブロック２０２で増幅されて供給される。４個の磁歪アクチュエータ１０３が、このように音場制御処理が行われた高域成分で駆動されることで、高域の音声出力による音の広がり感を高めることができる。

一方、スピーカユニット側の信号補正及び音場制御部２０１Ｂは、スピーカユニット１０４に対応して、１個の信号処理部２２１および１個のローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２２を備え、さらに信号処理部２２１にステレオ音声信号を構成する左音声信号ＡＬおよび右音声信号ＡＲを減衰して入力するための２個のアッテネータ２２０を備えている。

信号処理部２２１は、入力される音声信号ＡＬ，ＡＲのレベル、遅延時間、周波数特性等の調整、さらにはそれらの音声信号ＡＬ，ＡＲの混合等の処理（音場制御処理）を行うと共に、共鳴管特性に関する信号補正処理を行う。ローパスフィルタ２２２は、信号処理部２２１からの音声信号から低域成分を抽出し、アンプブロック２０３に供給する。

この場合、スピーカユニット１０４には、ＤＳＰブロック２０１の信号補正及び音場制御部２０１Ｂで音場制御処理および信号補正処理が行われた音声信号の低域成分がアンプブロック２０３で増幅されて供給される。スピーカユニット１０４が、このように音場制御処理が行われた低域成分で駆動されることで、低域の音声出力による音の広がり感を高めることができる。

なお、図１７の駆動系２００において、信号補正及び音場制御部２０１Ａの信号処理部２１１とハイパスフィルタ２１２の順番は逆でもよく、同様に信号補正及び音場制御部２０１Ｂの信号処理部２２１とローパスフィルタ２２２の順番は逆でもよい。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図１８〜図２０は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｂの構成を示している。図１８はスピーカ装置１００Ｂの縦断面図、図１９は図１８のＡ−Ａ線から下方を見たスピーカ装置１００Ｂの横断面図、図２０はスピーカ装置１００Ｂの上面図（ただし、図１８のＡ−Ａ線から下方は省略）である。これら図１８〜図２０において、図１〜図４と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｂは、図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａに、さらにパイプ１０２の支持具１３１を付加したものである。この支持具１３１は、ベース筐体１０１の上面に固定される下部十字部材１３２と、パイプ１０２の上部に固定される上部十字部材１３３と、一端が下部十字部材１３２の中心部に接続され、他端が上部十字部材１３３に接続された棒材１３４で構成されている。

下部十字部材１３２の４つの端部には、図示していないが、ネジ止め用の丸孔が形成されている。そして、この４つの端部は、それぞれ、ビス１３５でベース筐体１０１の上面にネジ止めされる。ベース筐体１０１には、ビス１３５のネジ部と螺合するネジ溝（図示せず）が形成されている。

また、上部十字部材１３３の４つの端部１３３ｅは、幅広に形成されていると共に、下方に直角に折り曲げられている。この４つの端部１３３ｅには、図示していないが、ネジ止め用の丸孔が形成されている。この上部十字部材１３３の４つの端部１３３ｅは、ビス１３６およびナット１３７を用いて、パイプ１０２の上端部にネジ止めされる。パイプ１０２の上端部には、ビス１３６のネジ部を通すための丸穴（図示せず）が形成されている。

この上部十字部材１３３の４つの端部１３３ｅとパイプ１０２の外面との間、およびナット１３７とパイプ１０２の内面との間には、それぞれ、リング状のゴム材等で構成されるダンピング材１３８，１３９が介在される。これにより、磁歪アクチュエータ１０３による振動（弾性波）がパイプ１０２および支持具１３１を通じてベース筐体１０１に伝播することを阻止している。

図１８〜図２０に示すスピーカ装置１００Ｂのその他は、上述の図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成されている。この図１８〜図２０に示すスピーカ装置１００Ｂは、上述の図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａと同様に動作する。

このスピーカ装置１００Ｂによれば、上述のスピーカ装置１００Ａと同様の効果を得ることができ、さらに支持具１３１によってパイプ１０２を支持するようにしているので、パイプ１０２を長くした場合の安定性を増す効果がある。また、この支持具１３１は、上述したように棒材１３４等で構成され、パイプ１０２内の占有容積を少なくしているので、パイプ１０２の共鳴管としての機能への影響はほとんどない。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２１は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｃの構成を示している。図２１はスピーカ装置１００Ｃの斜視図である。この図２１において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｃにおいては、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるパイプ１０２の代わりに、有底の筒型振動板であるパイプ１０２Ｃが使用される。このパイプ１０２Ｃは、上端部側が底部分１０２ｄで閉塞された閉塞面、下端部側が開放面とされて、ベース筐体１０１の上面に固定されている。詳細説明は省略するが、このパイプ１０２Ｃの固定の仕方は、上述したパイプ１０２の固定の仕方と同様である。

ベース筐体１０１に固定された磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａは、このパイプ１０２Ｃの下端部側の端面に当接されている。これにより、パイプ１０２Ｃも、上述したパイプ１０２と同様に、磁歪アクチュエータ１０３により、下端部側の端面から、この端面に直交した方向（面方向）の振動成分をもって、加振される。

なお、このスピーカ装置１００Ｃにおいては、パイプ１０２Ｃの下端部側の端面とベース筐体１０１との間には、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に、ダンピング材１１６が配設されている。これは、パイプ１０２Ｃはその上端部側が底部分１０２ｄで閉塞されているため共鳴管として機能しないが、このパイプ１０２Ｃを通常のスピーカのキャビネット（バックキャビティ）として機能させるために密閉度を高める必要があるからである。このようにパイプ１０２Ｃをスピーカユニット１０４のバックキャビティとして機能させることで、中低域のレスポンスの改善が可能となる。

図２１に示すスピーカ装置１００Ｃのその他は、上述の図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成されている。この図２１に示すスピーカ装置１００Ｃは、パイプ１０２Ｃが共鳴管として機能しないことを除き、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に動作する。

このスピーカ装置１００Ｃによれば、上述の図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に、モノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動される磁歪アクチュエータ１０３は、パイプ１０２Ｃを、その下端部側の端面から、この端面に直交した方向の振動成分をもって、加振するものである。そのため、加振点に大きな横波は発生せず、この加振点からの音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されるということがなく、パイプ１０２Ｃ長手方向の全体に渡って音像を定位させることができ、広がり感のある音像を得ることができる。

また、このスピーカ装置１００Ｃによれば、パイプ１０２Ｃの上端部側が底部分１０２ｄで閉塞されているので、この底部分１０２ｄにも磁歪アクチュエータ１０３による振動（弾性波）が伝播し、この底部分１０２ｄからも音波を外部に放射させることができ、音像の広がり感をさらに高めることができる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２２、図２３は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｄの構成を示している。図２２はスピーカ装置１００Ｄの斜視図、図２３は図２２のＢ−Ｂ線上の縦断面図である。これら図２２、図２３において、図１、図２と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

上述の図１、図２に示すスピーカ装置１００Ａでは、音響振動板が筒型振動板としてのパイプ１０２であるものを示したが、スピーカ装置１００Ｄにおいては、音響振動板が平板型振動板としての長方形状のアクリル板１０２Ｄが使用される。

このアクリル板１０２Ｄは、ベース筐体１０１Ｄに固定されている。すなわち、このアクリル板１０２Ｄの下端部が、複数箇所、この実施の形態では２箇所で、それぞれ、２個の金属製のＬ字アングル１４１ａ，１４１ｂを用いて、ベース筐体１０１Ｄの上面に固定されている。

この場合、Ｌ字アングル１４１ａ，１４１ｂの一端および他端には、図示していないが、ネジ止め用の丸孔が形成されている。Ｌ字アングル１４１ａ，１４１ｂの一端はビス１４２ａ，１４２ｂを用いてベース筐体１０１Ｄの上面にネジ止めされる。ベース筐体１０１Ｄには、ビス１４２ａ，１４２ｂのネジ部と螺合するネジ溝（図示せず）が形成されている。この場合、Ｌ字アングル１４１ａ，１４１ｂの一端とベース筐体１０１Ｄの上面との間には、リング状のゴム材等で構成されるダンピング材１４３ａ，１４３ｂが介在される。

また、Ｌ字アングル１４１ａ，１４１ｂの他端は、ビス１４４およびナット１４５を用いて、アクリル板１０２Ｄの下端部にネジ止めされる。アクリル板１０２Ｄの下端部には、ビス１４４のネジ部を通すための丸穴（図示せず）が形成されている。ここで、Ｌ字アングル１４１ａはアクリル板１０２Ｄの一方の面側に配置され、Ｌ字アングル１４１ｂはアクリル板１０２Ｄの他方の面側に配置されている。Ｌ字アングル１４１ａの他端とアクリル板１０２Ｄの一の面との間、およびＬ字アングル１４１ｂの他端とアクリル板１０２Ｄの他の面との間には、それぞれ、リング状のゴム材等で構成されるダンピング材１４６ａ，１４６ｂが介在される。

このように、ダンピング材１４３ａ，１４３ｂ，１４６ａ，１４６ｂを介在させることで、磁歪アクチュエータ１０３による振動がアクリル板１０２ＤおよびＬ字アングル１４１ａ，１４１ｂを通じてベース筐体１０１Ｄに伝播することを阻止でき、ベース筐体１０１側に音像が定位することが防止される。

複数個、本実施の形態では２個の磁歪アクチュエータ１０３がベース筐体１０１Ｄに固定されている。２個の磁歪アクチュエータ１０３は、アクリル板１０２Ｄの下端部側の端面に沿って配置されている。この場合、ベース筐体１０１Ｄには磁歪アクチュエータ１０３を収納するための収納穴１４７が形成されている。磁歪アクチュエータ１０３はこの収納穴１４７に収納されることで、ベース筐体１０１Ｄに固定される。

収納穴１４７の底面と磁歪アクチュエータ１０３との間には、ゴム材等で構成されるダンピング材１４８が介在される。このようにダンピング材１４８を介在させることで、磁歪アクチュエータ１０３による振動がベース筐体１０１Ｄに伝播することを阻止でき、ベース筐体１０１Ｄ側に音像が定位することが防止される。

磁歪アクチュエータ１０３がベース筐体１０１Ｄの収納穴１４７に収納固定された状態では、この磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａはアクリル板１０２Ｄの下端部側の端面に当接した状態となる。この場合、駆動ロッド１０３ａの変位方向は、この端面に直交する方向、従ってアクリル板１０２Ｄの面方向とされる。このような配置状態とすることで、磁歪アクチュエータ１０３は、アクリル板１０２Ｄの下端部側の端面から、この端面に直交した方向の振動成分をもって、アクリル板１０２Ｄを加振できるようになる。

２個の磁歪アクチュエータ１０３は、例えば上述の図７に示すような駆動系により、同一の高域成分ＳＡＨで駆動され、それぞれの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。あるいは、これらの２個の磁歪アクチュエータ１０３は、例えば上述の図１６、図１７に示すような駆動系により、互いに独立した高域成分ＳＡH1，ＳＡH2で駆動され、それぞれの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡH1，ＳＡH2に対応して変位する。

なお、このスピーカ装置１００Ｄでは、音響振動板が平板型振動板としての長方形状のアクリル板１０２Ｄであり、これを共鳴管として使用できない。そのため、ベース筐体１０１Ｄの開口部１０５の上面側は閉じられた状態とされ、スピーカユニット１０４の背面側に密閉空間が形成され、低音が良好に出るようにされている。

図２２、図２３に示すスピーカ装置１００Ｄの動作を説明する。

ベース筐体１０１に収容固定された２個の磁歪アクチュエータ１０３は、例えばモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、それらの駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。そして、この駆動ロッド１０３ａの変位により、アクリル板１０２Ｄは、その下端部側の端面から、この端面に直交した方向の振動成分をもって、加振される。

この場合、アクリル板１０２Ｄの下端部側の端面は縦波で励振され、このアクリル板１０２Ｄを、弾性波（振動）が面方向に伝播していく。そして、この弾性波がアクリル板１０２Ｄを伝播する際に縦波、横波、縦波・・・のモード変換を繰り返し、縦波と横波との混在波となり、横波によってアクリル板１０２Ｄの面内方向（面に垂直な方向）の振動が励振される。これにより、アクリル板１０２Ｄの一の面および他の面からは音波が放射される。すなわち、このアクリル板１０２Ｄの外面から、高域成分ＳＡＨに対応した高域の音声出力が得られる。

また、ベース筐体１０１Ｄの下面側に取り付けられたスピーカユニット１０４は、モノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動される。そして、このスピーカユニット１０４の前面から低域の音声出力（正相）が得られ、この音声出力はベース筐体１０１Ｄの下面側から外部に放射される。

このスピーカ装置１００Ｄによれば、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に、２個のアクチュエータ１０３は高域成分ＳＡＨで駆動され、音響振動板としてのアクリル板１０２Ｄからはこの高域成分ＳＡＨによる高域の音声出力が得られ、またスピーカユニット１０４は低域成分ＳＡＬで駆動され、スピーカユニット１０４からはこの低域成分ＳＡＬによる低域の音声出力が得られものであり、良好な音声出力を得ることができる。

また、このスピーカ装置１００Ｄによれば、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に、例えばモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動される磁歪アクチュエータ１０３は、アクリル板１０２Ｄを、その下端部側の端面から、この端面に直交した方向（面方向）の振動成分をもって、加振するものである。そのため、加振点に大きな横波は発生せず、この加振点からの音波が他の位置から放射される音波に比べて非常に大きな音として聴取されるということがなく、アクリル板１０２Ｄの全面に渡って音像を定位させることができ、広がり感のある音像を得ることができる。

また、このスピーカ装置１００Ｄによれば、アクリル板１０２Ｄをその下端部側の端面から磁歪アクチュエータ１０３で加振し、このアクリル板１０２Ｄの長手方向の各位置から音波を放射させ、このアクリル板１０２Ｄの外面から高域成分ＳＡＨに対応した高域の音声出力を得るものである。したがって、アクリル板１０２Ｄが存在する音像定位場所に磁歪アクチュエータ等の駆動デバイスが存在しないことから、アクリル板１０２Ｄを完全に透明にしても、駆動デバイスが見えるということがなく、例えば音に合わせた視覚的な情報を駆動デバイスに邪魔されずにアクリル板１０２Ｄ部分に表示することも可能となる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２４は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｈの構成を示している。図２４はスピーカ装置１００Ｈの斜視図を示している。この図２４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｈにおいては、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるパイプ１０２の代わりにパイプ１０２Ｈが配設されたものである。このパイプ１０２Ｈは、スピーカユニット１０４からの音波が進む方向（図においては上方）に向かって徐々に径が大きくされている。

このスピーカ装置１００Ｈのその他は、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成されている。このスピーカ装置１００Ｈは、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に動作する。

このスピーカ装置１００Ｈによれば、上述のスピーカ装置１００Ａと同様の効果を得ることができる他、以下の効果をも得ることができる。すなわち、パイプ１０２Ｈがスピーカユニット１０４からの音波が進む方向に向かって徐々に径が大きくされているので、電気的なインダクタンス成分が増すことから、周波数特性の平坦化と共鳴のダンピング効果を得ることができ、さらに音波が放射される出口が広くなることから、音像の広がり感が増すという効果がある。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２５は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｊの構成を示している。図２５はスピーカ装置１００Ｊの斜視図を示している。この図２５において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｊは、図１に示すスピーカ装置１００Ａがパイプ１０２をその下端部側の端面から磁歪アクチュエータ１０３で加振しているのに対して、パイプ１０２の内部側面を磁歪アクチュエータ１０３で加振するものである。すなわち、磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａは棒状の振動伝達部材１９５を介してパイプ１０２の内面に当接される。また、この磁歪アクチュエータ１０３の本体部は棒状の固定部材１９６を介してパイプ１０２の内面に当接される。

この場合、例えば、振動伝達部材１９５の一端は駆動ロッド１０３ａの先端に接着され、その他端はパイプ１０２の内面に接着されると共に、固定部材１９６の一端は磁歪アクチュエータ１０３の本体部に接着され、その他端はパイプ１０２の内面に接着される。そしてこの場合、振動伝達部材１９５、磁歪アクチュエータ１０３および固定部材１９６は一直線上に並んだ状態で配置される。

また、このスピーカ装置１００Ｊでは、上述したようにパイプ１０２は、その内部に配置された磁歪アクチュエータ１０３で加振されるものであることから、ベース筐体１０１Ｊには磁歪アクチュエータ１０３は配設されていない。つまり、このスピーカ装置１００Ｊのベース筐体１０１Ｊは、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるベース筐体１０１とは異なり、磁歪アクチュエータ１０３を収納固定するための収納穴１１４は設けられていない。なお、詳細説明は省略するが、このベース筐体１０１Ｊに対するパイプ１０２の固定の仕方、スピーカユニット１０４の取り付け方等は、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるベース筐体１０１に対する場合と同様である。

このスピーカ装置１００Ｊのその他は、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成される。

図２５に示すスピーカ装置１００Ｊの動作を説明する。スピーカユニット１０４に関する部分の動作は、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおける動作と同様である。磁歪アクチュエータ１０３に関する部分の動作は以下の通りである。

パイプ１０２の内部に配設された磁歪アクチュエータ１０３は、例えばモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、その駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。そして、この駆動ロッド１０３ａの変位により、パイプ１０２が加振される。したがって、このパイプ１０２の外面から、高域成分ＳＡＨに対応した音声出力が得られる。

図２５に示すスピーカ装置１００Ｊによれば、アクチュエータ１０３はモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、音響振動板としてのパイプ１０２からはこの高域成分ＳＡＨによる高域の音声出力が得られる。この場合、大きな振幅（ストローク）は必要ないので、パイプ１０２からは高域の音声出力が良好に得られる。また、図２５に示すスピーカ装置１００Ｊによれば、スピーカユニット１０４はモノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動され、スピーカユニット１０４からはこの低域成分ＳＡＬによる低域の音声出力が得られる。この場合、スピーカユニット１０４では大きな振幅（ストローク）をとることができるので、このスピーカユニット１０４からは低域の音声出力が良好に得られる。これにより、全体として高域、低域とも良好な音声出力を得ることができる。

また、この図２５に示すスピーカ装置１００Ｊによれば、ベース筐体１０１Ｊの下面側に取り付けられたスピーカユニット１０４の前面から得られる低域の音声出力（正相）はベース筐体１０１Ｊの下面側から外部に放射され、またこのスピーカユニット１０４の背面から得られる低域の音声出力（逆相）は、開口部１０５およびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射されるものである。そのため、パイプ１０２の長手方向の各位置で均一な音圧を感じることができ、パイプ１０２の長手方向の全体に渡って音像を定位させることができ、従って広がり感のある音像を得ることができる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２６は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｋの構成を示している。図２６はスピーカ装置１００Ｋの斜視図を示している。この図２６において、図２５と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｋは、図２５に示すスピーカ装置１００Ｊのパイプ１０２の代わりにドーム状の例えばアクリル製の音響振動板１９７が用いられる。この音響振動板１９７は、リング状の支持具１９８によって支持された状態で、ベース筐体１０１Ｊの上面側に配設されている。なお、この支持具１９８は、Ｌ字アングル１０７を用いて、ベース筐体１０１Ｊに固定されている。この場合、Ｌ字アングル１０７の一端は支持具１９８に溶接等で固着されている。

この音響振動板１９７の内部には、図２５に示すスピーカ装置１００Ｊにおけるパイプ１０２の内部と同様に、磁歪アクチュエータ１０３が振動伝達部材１９５および固定部材１９６で支持された状態で配設されている。この場合、例えば、振動伝達部材１９５の一端は駆動ロッド１０３ａの先端に接着され、その他端は音響振動板１９７の内面に接着されると共に、固定部材１９６の一端は磁歪アクチュエータ１０３の本体部に接着され、その他端は音響振動板１９７の内面に接着される。そしてこの場合、振動伝達部材１９５、磁歪アクチュエータ１０３および固定部材１９６は一直線上に並んだ状態で配置される。

なお、ドーム状の音響振動板１９７の天井部分には、スリット１９９が形成されている。このスリット１９９は、スピーカユニット１０４の背面からの逆相の音波を外部に放射するためのものである。

図２６に示すスピーカ装置１００Ｋのその他は、図２５に示すスピーカ装置１００Ｊと同様に構成される。

図２６に示すスピーカ装置１００Ｋの動作を説明する。

スピーカユニット１０４は例えばモノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動され、このスピーカユニット１０４からは低域成分ＳＡＬによる低域の音声出力が得られる。そして、このスピーカユニット１０４の前面からの正相の音波はベース筐体１０１Ｊの下面側から外部に放射される。また、このスピーカユニット１０４の背面からの逆相の音波は音響振動板１９７の内部を通って、その天井側に設けられたスリット１９９を介して外部に放射される。

音響振動板１９７の内部に配設された磁歪アクチュエータ１０３は、例えばモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、その駆動ロッド１０３ａは当該高域成分ＳＡＨに対応して変位する。そして、この駆動ロッド１０３ａの変位により、音響振動板１９７が加振される。したがって、この音響振動板１９７の外面から、高域成分ＳＡＨに対応した高域の音声出力が得られる。

図２６に示すスピーカ装置１００Ｋによれば、音響振動板１９７はモノラル音声信号ＳＡの高域成分ＳＡＨで駆動され、この音響振動板１９７からはこの高域成分ＳＡＨによる高域の音声出力が得られる。この場合、大きな振幅（ストローク）は必要ないので、音響振動板１９７からは高域の音声出力が良好に得られる。また、図２６に示すスピーカ装置１００Ｋによれば、スピーカユニット１０４はモノラル音声信号ＳＡの低域成分ＳＡＬで駆動され、このスピーカユニット１０４からはこの低域成分ＳＡＬによる低域の音声出力が得られる。この場合、スピーカユニット１０４では大きな振幅（ストローク）をとることができるので、このスピーカユニット１０４からは低域の音声出力が良好に得られる。

また、この図２６に示すスピーカ装置１００Ｋによれば、ベース筐体１０１Ｊの下面側に取り付けられたスピーカユニット１０４の前面から得られる低域の音声出力（正相）はベース筐体１０１Ｊの下面側から外部に放射され、またこのスピーカユニット１０４の背面から得られる低域の音声出力（逆相）は、音響振動板１９７の内部を通って天井側のスリット１９９から外部に放射される。そのため、ドーム状の音響振動板１９７の外面の各位置で均一な音圧を感じることができるようになり、広がり感のある音像を得ることができる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２７、図２８は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｌの構成を示している。図２７はスピーカ装置１００Ｌの斜視図、図２８はスピーカ装置１００Ｌの縦断面図を示している。この図２７、図２８において、図１、図２と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

このスピーカ装置１００Ｌは、筒型振動板としてのパイプ１０２の内部に、パイプ１０２と離間した状態で筒型部材としてのパイプ１０２Ｌが配設されている。このパイプ１０２Ｌは、パイプ１０２と同様に、例えば透明なアクリルで形成されている。ただし、筒型振動板として機能するパイプ１０２の厚みが上述したように例えば２ｍｍであるのに対して、このパイプ１０２Ｌの厚みは例えば５ｍｍとされ、剛体として機能するようにされる。

このパイプ１０２Ｌの下面は、図２８に示すように、ベース筐体１０１の上面に例えば接着されて固定される。このパイプ１０２Ｌの口径は、共鳴管として機能させるために、ベース筐体１０１に形成されている開口部１０５の口径とほぼ同一とされている。この場合、発音体であるスピーカユニット１０４は、パイプ１０２Ｌに対応して配置された状態となり、このスピーカユニット１０４の背面から出力される低域の音声出力（音波）は開口部１０５およびパイプ１０２Ｌを通って、パイプ１０２Ｌの上端部から外部に放射される。

なお、パイプ１０２，１０２Ｌの上端の間にはゴム材等で構成されるダンピング材１０２ｄｍが配置されて密閉された状態とされる。

このスピーカ装置１００Ｌのその他は、図１、図２に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成される。

このスピーカ装置１００Ｌは、スピーカユニット１０４の背面からの音声出力が開口部１０５およびパイプ１０２Ｌを通ってパイプ１０２Ｌの上端部側から外部に放射されることを除き、図１、図２に示すスピーカ装置１００Ａと同様に動作する。

そして、このスピーカ装置１００Ｌによれば、図１、図２に示すスピーカ装置１００Ａと同様の作用効果を得ることができる他、以下の効果をも得ることができる。すなわち、スピーカユニット１０４の背面から出力される低域の音声出力（音波）はパイプ１０２Ｌを通って外部に放射されるが、このパイプ１０２Ｌは、剛体として機能するようにされており、これに不要な振動が乗ることがなく、音響管として良好な再生を実現できる。また、筒型振動板として機能するパイプ１０２からは、図２８に示すように、外側に向かう必要な音声出力（音波）Ａoutの他に内側に向かう不必要な音声出力（音波）Ａinが発生するが、上述したようにパイプ１０２の内部にパイプ１０２Ｌが配設されており、この不必要な音声出力Ａinをパイプ１０２とパイプ１０２Ｌとで構成される密閉空間により効果的に遮断できる。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図２９〜図３１は、実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｍの構成を示している。図２９はスピーカ装置１００Ｍの斜視図、図３０はスピーカ装置１００Ｍの縦断面図、図３１はスピーカ装置１００Ｍの上面図である。これら図２９〜図３１において、図１〜図４と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

スピーカ装置１００Ｍにおいては、全体として円板状に形成されているベース筐体１０１Ｍの周囲に、９０度の角間隔をもって、４個のスピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄが取り付けられている。これら４個のスピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄは、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるスピーカユニット１０４と同様に、可聴周波数帯域の低域側を受け持つスピーカを構成し、ウーハとして機能する。この場合、スピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄの中心軸の方向は、パイプ１０２の軸方向と直交する方向とされている。

ベース筐体１０１Ｍには、図１に示すスピーカ装置１００Ａにおけるベース筐体１０１の開口部１０５に対応した、開口部１０５Ｍが設けられている。ただし、開口部１０５Ｍは、開口部１０５とは異なり、底面側が閉塞された状態とされている。また、このベース筐体１０１Ｍには、図３０、図３１に示すように、スピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄの取り付け位置に対応して、各スピーカユニットの背面からの音波を開口部１０５Ｍに案内するための貫通穴１５１ａ〜１５１ｄが、設けられている。

スピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄは、例えば、同一の音声信号に基づいて駆動される。スピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄの前面から出力される正相の音波は、ベース筐体１０１Ｍの側面側から外部に放射される。また、スピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄの背面から出力される逆相の音波は、貫通穴１５１ａ〜１５１ｄ、開口部１０５Ｍおよびパイプ１０２を通って、パイプ１０２の上端部側から外部に放射される。この場合も、図１に示すスピーカ装置１００Ａと同様に、パイプ１０２は共鳴管として機能し、量感のある低域再生が可能となる。

図２９〜図３１に示すスピーカ装置１００Ｍのその他は、図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａと同様に構成されている。この図２９〜図３１に示すスピーカ装置１００Ｍは、上述の図１〜図４に示すスピーカ装置１００Ａと同様に動作する。

このスピーカ装置１００Ｍによれば、上述のスピーカ装置１００Ａと同様の効果を得ることができる。また、このスピーカ装置１００Ｍによれば、ベース筐体１０１Ｍの周囲に４個のスピーカユニット１０４ａ〜１０４ｄが取り付けられている。各スピーカユニットは、低域成分を再生することで、音像定位情報を比較的持たない。そのため、パイプ１０２により高域成分を再生することで、システム全体として無指向性でかつパイプ１０２に音像を定位させることが可能となる。なお、ベース筐体１０１Ｍの周囲に取り付けるスピーカユニットは４個に限定されるものではなく、何個であってもよい。

なお、上述したスピーカ装置１００Ａ〜１００Ｄ，１００Ｈ，１００Ｌ，１００Ｍでは、磁歪アクチュエータ１０３の駆動ロッド１０３ａが音響振動板としてのパイプ１０２，１０２Ｃ，１０２Ｈやアクリル板１０２Ｄに直接当接する構成となっているが、当該駆動ロッド１０３ａが所定の材質からなる挿入板を介して間接的に音響振動板に当接する構成とすることもできる。この場合、挿入板としては，例えば，木材、アルミニウム、ガラス等を使用でき、材質による固有振動モードが異なるから、材質によって異なる音色を得ることができる。

また、上述実施の形態においては、音響振動板を加振するアクチュエータを駆動する音声信号と、発音体、例えばスピーカユニットを駆動する音声信号とが異なる例を示したが、双方を同じ音声信号で駆動する構成も考えられる。

また、上述実施の形態においては、音響振動板を加振するアクチュエータが磁歪アクチュエータであるものを示したが、アクチュエータとしては、動電型アクチュエータ、圧電型アクチュエータ等のその他のアクチュエータを使用して同様のスピーカ装置を得ることができる。

また、上述実施の形態においては、発音体（トランスデューサ）として動電型アクチュエータを用いたスピーカユニットを使用したが、その他の磁歪アクチュエータ、圧電型アクチュエータを用いた発音体であってもよい。

この発明は、例えば高域、低域とも良好な音声出力を得ることができるものであり、オーディオビュジュアル装置におけるスピーカ装置等に適用できる。

実施の形態としてのスピーカ装置１００Ａの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ａの構成を示す縦断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ａの構成およびダンピング部材の形状を示す上面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ａの構成を示す底面図である。 磁歪アクチュエータの断面概略図である。 磁歪アクチュエータの磁束線図である。 磁歪アクチュエータおよびスピーカユニットの駆動系の構成を示すブロック図である。 パイプを径方向に加振した場合における、「bottom」、「center」、「top」の各位置での周波数応答のシミュレーション結果を示す図である。 パイプを径方向に加振する場合の加振方向を示す図である。 パイプを軸方向に加振した場合における、「bottom」、「center」、「top」の各位置での周波数応答のシミュレーション結果を示す図である。 パイプを軸方向に加振する場合の加振方向を示す図である。 パイプの上部側からのみ音波を放射した場合における、「bottom」、「top」の各位置でのＳＰＬの測定結果を示す図である。 パイプの上部側からのみ音波を放射する場合の音波放射方向および各測定位置を示す図である。 パイプの上部側および下部側の双方から音波を放射した場合における、「bottom」、「top」の各位置でのＳＰＬの測定結果を示す図である。 パイプの上部側および下部側の双方から音波を放射する場合の音波放射方向および各測定位置を示す図である。 磁歪アクチュエータおよびスピーカユニットの駆動系の他の構成を示すブロック図である。 磁歪アクチュエータおよびスピーカユニットの駆動系の他の構成を示すブロック図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｂの構成を示す縦断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｂの構成を示す横断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｂの構成を示す一部を省略した断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｃの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｄの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｄの構成を示す縦断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｈの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｊの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｋの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｌの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｌの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｍの構成を示す斜視図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｍの構成を示す縦断面図である。 実施の形態としてのスピーカ装置１００Ｍの構成を示す上面図である。 磁歪アクチュエータを用いた音声出力装置の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１００Ａ〜１００Ｄ，１００Ｈ，１００Ｊ，１００Ｋ，１００Ｌ，１００Ｍ・・・スピーカ装置、１０１，１０１Ｊ，１０１Ｍ・・・ベース筐体、１０２，１０２Ｃ，１０２Ｈ，１０２Ｌ・・・パイプ、１０２ｄ，１０２ｄ′・・・底部分、１０２Ｄ・・・アクリル板、１０３・・・磁歪アクチュエータ、１０３ａ・・・駆動ロッド、１０４，１０４ａ〜１０４ｄ・・・スピーカユニット、１０５，１０５Ｍ・・・開口部、１０６・・・脚部、１０７，１４１ａ，１４１ｂ・・・Ｌ字アングル、１０８，１１２，１１３，１１５，１１６，１３８，１３９，１４３ａ，１４３ｂ，１４６ａ，１４６ｂ，１４８・・・ダンピング材、１１４，１４７・・・収納穴、１３１・・・支持具、１３２・・・下部十字部材、１３３・・・上部十字部材、１３４・・・棒材、１９５・・・振動伝達部材、１９６・・・固定部材、１９７・・・ドーム状の音響振動板、１９８・・・支持具、１９９・・・スリット

Claims (14)

1. 音響振動板と、
   上記音響振動板に変位出力を伝達するための伝達部が直接的または間接的に当接された状態で配設され、第１の音声信号に基づいて駆動されるアクチュエータと、
   上記第１の音声信号と同じまたは異なる第２の音声信号に基づいて駆動される発音体と
   を備えることを特徴とするスピーカ装置。
2. 上記アクチュエータは、少なくとも面方向の振動成分をもって上記音響振動板を加振する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 上記音響振動板は、端面を持った振動板であり、
   上記アクチュエータは、該振動板の端面に少なくとも直交する方向の振動成分をもって該振動板を加振する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
4. 上記アクチュエータを複数個備え、
   上記複数個のアクチュエータの伝達部は、それぞれ、上記音響振動板の互いに異なる位置に当接されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
5. 上記発音体を複数個備え、
   上記複数個の発音体は、それぞれ、互いに異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
6. 上記音響振動板は筒型振動板であり、
   上記発音体は、上記筒型振動板の一端側に配置され、
   上記発音体から得られる音波を、上記筒型振動板の内部を通して外部に放射する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
7. 上記発音体から得られる音波を、上記筒型振動板の一端側および他端側から放射する
   ことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
8. 上記発音体の中心軸の方向は、上記筒型振動板の軸方向と一致する方向である
   ことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
9. 上記発音体の中心軸の方向は、上記筒型振動板の軸方向と直交する方向である
   ことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
10. 上記筒型振動板は、上記発音体からの音波が進む方向に向かって徐々に径が大きくされている
    ことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
11. 上記音響振動板としての筒型振動板の内部に、筒型振動板と離間した状態で筒型部材が配設され、
    上記発音体は上記筒型部材に対応して配置され、
    上記発音体から得られる音波を、上記筒型部材の内部を通して外部に放射する
    ことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
12. 上記音響振動板は有底の筒型振動板であり、
    上記アクチュエータの伝達部は、上記筒型振動板の開口部側の端面に当接され、
    上記発音体は、上記筒型振動板の上記開口部側に配置され、
    上記筒型振動板が上記発音体のバックキャビティとして機能する
    ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
13. 上記発音体の中心軸の方向は、上記筒型振動板の軸方向と一致する方向である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のスピーカ装置。
14. 上記発音体の中心軸の方向は、上記筒型振動板の軸方向と直交する方向である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のスピーカ装置。

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