JP2008228214A

JP2008228214A - スピーカ装置

Info

Publication number: JP2008228214A
Application number: JP2007067336A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Taniguchi; 朋広谷口
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】音質を向上しつつ小型化することができるスピーカ装置を提供する。
【解決手段】
コーン紙１１０のの外部においてＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０とを保持部材２１０にて保持した状態で取り付け、保持部材２１０の空孔部内の光路を、コーン紙の振動に連動して遮光板１４０が遮蔽・解放する。これにより、フォトトランジスタ１６０が検出する受光量は変化する。音質の向上を図るために、この検出した受光量を指す信号をＭＦＢシステムにおけるフィードバック信号として用いる。また、保持部材２１０のサイズは第１および第２の保持部材２１１と２１２によりコーンの径・深さに応じて可変に調整することができる。
【選択図】図７

Description

この発明は、スピーカ装置に関し、特に、音質の改善機能を有するスピーカ装置に関する。

従来、低音用スピーカの音質向上のために、コーン紙の動きを検出して、信号を制御する手法が知られている。この手法を実現する一方法として、スピーカに帰還を与えるＭＦＢ（Motional Feed Back）が提案されている。

ＭＦＢを実現するために、検出コイルがスピーカに設けられる。検出コイルからの出力は、フィードバック信号として制御回路に帰還される。制御回路は、その出力を用いて目標値を補正し、補正後の信号をスピーカに与える。これにより、コーン紙の動きが制御され、低音が忠実に再生可能となる。

ここで、図１２を参照して、従来のＭＦＢを適用したスピーカシステム９０について説明する。図１２は、スピーカシステム９０の構成の概略を表わす図である。スピーカシステム９０は、ＭＦＢのための増幅回路を内蔵した制御回路１９０とＭＦＢスピーカ９００とを備える。ＭＦＢスピーカ９００は、コーン紙９１０と、ボイスコイル９３０と、検出コイル９５０と、検出コイル用磁石９４０とを含む。制御回路１９０の増幅回路からの出力はボイスコイル９３０に入力される。検出コイル９５０からの出力は制御回路１９０に入力される。

しかしながら、図１２のスピーカシステムでは、以下のような問題点がある。第１に、検出コイル９５０と検出コイル用磁石９４０とが必要になるため、スピーカシステム９０が大きくなる場合がある。また、スピーカシステム９０を小型化することが困難になる。

第２に、スピーカシステム９０が小型になると、ボイルコイル９３０と検出コイル９５０とが接近することになる。ボイスコイル９３０を流れる電流に起因して生じる磁束によって検出コイル９５０には起電力が発生する。その結果、検出コイル９５０からの出力値が変動し、ＭＦＢにおける精度が低下する可能性もある。

このような課題を解消するために、たとえば、特許文献１では、検出コイルに代えてスピーカの振動を検出するセンサを備える。そして時間の経過に関係なく、また十分なフィードバックゲインが得られない場合であっても、スピーカから発生する歪みをセンサの検出出力に基づき低減する機能が提供されている。

また、特許文献２では、スピーカのキャップ内部の反射光の照射位置を検出し、検出結果に基づき信号源からの出力信号を増幅し、増幅した信号をスピーカ部に供給する。これにより、高いリニアリティを有するスピーカシステムを提供している。

また、特許文献３においては、スピーカの振動変位検出信号をスピーカ駆動回路に帰還するように構成して、精度の高い振動変位を検出している。
特開２００６−１９７２０６号公報特開２００３−０８７８９２号公報特開平０６−２８４４９２号公報

特許文献１では、センサとしてレーザ光の光ピックアップを用いているが、レーザは高価であり、また比較的に大型であるから、スピーカシステムの小型化が阻害される。

特許文献２では、キャップ内部における反射光を検出するので、キャップの内面の状態によっては乱反射光が生じ正確な検出ができない場合がある。また、スピーカ内部に発光素子および受光回路を設ける必要があるために、スピーカの種類によっては設置スペースを特別に設ける必要が生じ、小型化が阻害される場合がある。

また、特許文献３では、スピーカの振動変位検出のための機構をスピーカ内部のボイスコイル周辺部に設けているので、スピーカの種類によっては設置スペースを特別に設ける必要があり、小型化が阻害される場合がある。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、音質を向上しつつ小型化することができるスピーカ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、フィードバック制御の精度の低下を防止できるスピーカ装置を提供することである。

この発明のある局面に従うスピーカ装置は、与えられる音声信号を入力し、入力した音声信号に基づき振動部を振動させることによってスピーカ装置の外部に音声を出力するスピーカ部と、振動部による振動を検出する振動検出部と、振動検出部により検出された振動に基づきスピーカ部に与えられる音声信号を制御する制御部と、保持部材とを備え、振動検出部は、スピーカ部の音声が出力される側に配置される発光手段と、発光手段からの照射光を受光する位置に配置されて受光量に応じた信号を出力する受光手段と、振動部に接続されて、発光手段から受光手段に対する光路を遮断する遮光手段と、を含み、保持部材は、スピーカ部に外部から取り付けられて、且つ発光手段および受光手段を保持し、制御部は、音声信号を、受光手段から出力される信号に基づいて制御した後にスピーカ部に与え、保持部材は、スピーカ部に取り付けるためのサイズが可変に調整され、保持部材は、サイズを調整するためのサイズ調整部材を含み、保持部材は、サイズ調整部材によって振動部の形状に従うサイズに調整され、振動部はコーン型の形状を有し、保持部材は、発光手段から受光手段までの光路を形成する光路形成手段をを有し、保持部材は、スピーカ部のフレームに結合され、発光手段は発光ダイオードを含み、受光手段はフォトダイオードを含み、スピーカ部は、制御部から出力された音声信号の入力を受けるコイルと、コイルが発生する駆動力によって駆動される振動板とを含む。

この発明の他の局面に従うスピーカ装置は、与えられる音声信号を入力し、入力した前記信号に基づき振動部を振動させることによって前記ーカ装置の外部に音声を出力するスピーカ部と、振動部による振動を検出する振動検出部と、振動検出部により検出された振動に基づきスピーカ部に与えられる音声信号を制御する制御部と、保持部材とを備え、振動検出部は、スピーカ部の音声が出力される側に配置される発光手段と、発光手段からの照射光を受光する位置に配置されて受光量に応じた信号を出力する受光手段と、振動部に接続されて、発光手段から受光手段に対する光路を遮断する遮光手段と、を含み、保持部材は、スピーカ部に外部から取り付けられて、且つ発光手段および受光手段を保持し、制御部は、音声信号を、受光手段から出力される信号に基づいて制御した後にスピーカ部に与え、保持部材は、スピーカ部に取り付けるためのサイズが可変に調整される。

好ましくは、保持部材はサイズを調整するためのサイズ調整部材を含む。
好ましくは、保持部材はサイズ調整部材によって振動部の形状に従うサイズに調整される。

好ましくは、振動部はコーン型の形状を有する。
好ましくは、保持部材は、発光手段から受光手段までの光路を形成する光路形成手段をを有する。

好ましくは、保持部材はスピーカ部のフレームに結合される。
好ましくは、発光手段は発光ダイオードを含む。

好ましくは、受光手段は、フォトダイオードを含む。
好ましくは、スピーカ部は、制御部から出力された音声信号の入力を受けるコイルと、コイルが発生する駆動力によって駆動される振動板とを含む。

本発明によると、振動部の動きを検出するために検出コイルが不要になる。その結果、振動部の動きを正確に検出できるため、フィードバック制御を正確に実現して音質を向上させることができる。また、検出コイルに代替して振動部の動きを検出するための振動検出部はスピーカ装置の外部に設けるようにした。その結果、スピーカ部の内部に振動部の動きを検出する機構を設ける必要はないので、スピーカ部の小型化は阻害されない。

また、振動検出部の発光手段と受光手段とを保持する保持部材はスピーカ部に取り付けるためのサイズが可変に調整されるから、スピーカ部の形状に影響されることなく取り付けが可能である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係るスピーカシステム１０について説明する。図１は、スピーカシステム１０の構成の概略を表わす図である。スピーカシステム１０はＭＦＢ（Motional Feed Back）スピーカ１００と、制御回路１９とを備える。ＭＦＢスピーカ１００は、コーン紙１１０と、コイル部１２０と、磁気回路１３０と、遮光板１４０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１５０と、フォトトランジスタ１６０とを含む。フォトトランジスタ１６０は、ＬＥＤ１５０から出力される光を受信可能な位置において、且つＬＥＤ１５０と対向して配置される。ＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０とを結ぶ光路は、管その他の閉じた部材（図示せず）によって覆われる。これにより、外部の光が光路に入ることが防止される。

次に、図２を参照してスピーカシステム１０の周辺回路について説明する。図２において、スピーカシステム１０は、たとえばＣＤ（Compact Disc）またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の媒体１１から再生された音声信号を出力するためのＣＤ再生装置に設けられる。

ＣＤ再生装置は、媒体１１から再生されたデジタル音声信号を入力して復号処理などして出力する信号処理部１３、信号処理部１３から出力された音声信号を入力して音質に関する処理を施して出力するための音質処理部１５、音質処理部１５から出力されたデジタル音声信号をアナログ信号に変換して出力するためのＤ／Ａ（Digital/Analog）変換回路１７およびスピーカシステム１０を備える。Ｄ／Ａ変換回路１７から出力された音声信号は制御回路１９のアンプ１９１に与えられる。アンプ１９１は与えられる音声信号を入力して、所定ゲインに従い増幅し、増幅後の音声信号をＭＦＢスピーカ１００の磁気回路１３０のコイル部１２０に供給する。これにより、コイル部１２０に音声信号（電流）が流れて、コイル部１２０中の磁石（磁気回路１３０）によって流れる電流に応じた力が加わる。磁石は固定されているので、コイル部１２０が振動し、コイル部１２０と一体化したコーン紙１１９は当該振動に連動して震える。コーン紙１１９の振動が同じように空気を震わせて音波（音）がでる。

ここで、ＭＦＢスピーカ１００は、与えられる音声信号により音を出力するよう動作しているとき、フォトダイオード１６０により検出された信号は制御回路１９０の帰還制御部１９２に与えられる。帰還制御部１９２は、与えられる信号に応じてアンプ１９１に与えるゲイン量を調整し、調整されたゲイン量をアンプ１９１に与える。

遮光板１４０は、光路上に配置される。遮光板１４０は軽量の薄いフィルム状のものであり、たとえば樹脂材料からなるが、その他の材料が使用されてもよい。また、遮光板１４０すべて同一の材質である必要ない。すなわち、ＬＥＤ１５０から発せられた光が通る可能性がある部分のみ遮光性を有する材料からなるものであればよい。

フォトトランジスタ１６０はＬＥＤ１５０からの入射光を受光して受光量を検出する。検出した受光量に応じたレベルの電圧信号を出力する。フォトトランジスタ１６０からの出力信号は、帰還制御部１９２に与えられる。帰還制御部１９２は、目標値と、フォトトランジスタ１６０から与えられる信号が指す出力値との差分を新たな目標値にフィードバックする機能を有する。

より具体的には、帰還制御部１９２は、遮光板１４０の位置に応じて変化するフォトトランジスタ１６０による受光量に従って、コーン紙１１０の動きを検出する。帰還制御部１９２は、その検出値と、コイル部１２０に与えた目標値との差を算出する。帰還制御部１９２は、その差を考慮して、コイル部１２０に与える信号のレベルを新たに算出し、算出したレベルの信号をアンプ１９１にゲイン信号として与える。アンプ１９１は、Ｄ／Ａ変換部１７から入力する音声信号を、与えられるゲイン信号のレベルに従い増幅し、コイル部１２０に増幅後の音声信号を送出する。これにより、振動板としてのコーン紙１１０の動きが補正される。たとえば低音域において、目標値に対してコーン紙１１０の動きが小さい場合（コーン紙１１０の振幅が目標振幅よりも小さい場合）、目標値と検出値との差異を考慮した音声信号がコイル部１２０に入力される。この場合、目標値に応じた信号よりも差異（目標値に対する減衰率）を反映させた振幅を有する音声信号が、コイル部１２０に与えられる。

保持部材２１０のＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０との間には、外部からの光が入ることを防止するために、閉じられた空間である光路が形成されている。遮光板１４０の一方端は、ＭＦＢスピーカ１００を構成するスピーカ部の振動部（たとえば後述のセンターキャップ２４０）に一体的に接続されて、一方端に対向する他方端は光路３１０側に位置する。コーン紙１１０は振動部を形成する。センターキャップ２４０およびコーン紙１１０からなる振動部がコイル部１２０に入力された電流に基づいて生じた駆動力によって振動すると、遮光板１４０はその振動に応じて振動する。遮光板１４０の一方端は光路と略直交する方向に沿って振動する。その振動によりＬＥＤ１５０から出力される光がすべて、遮光板１４０によって遮られる場合には（光路がほぼ完全に遮られる場合には）、フォトトランジスタ１６０は光を受信しない。この場合、フォトトランジスタ１６０からの出力値は、受光量がほとんど０を表わす信号値となる。

一方、当該光路が遮光板１４０によって遮られない場合には、ＬＥＤ１５０からの照射光は全て、フォトトランジスタ１６０によって受光される。また、一部の光路が遮光板１４０によって遮られる場合には、遮られない部分の光路を通過した光がフォトトランジスタ１６０によって受信される。この場合、受光量に応じた値の電圧信号がフォトトランジスタ１６０から出力される。

なお、本実施の形態においては、ＬＥＤ１５０が、発光手段として使用されていたが、発光手段は、ＬＥＤ１５０に限られない。同様に、フォトトランジスタ１６０が受光手段として使用されていたが、受光手段はフォトトランジスタ１６０に限られない。これらは発光手段および受光手段は、スピーカシステム１０の筐体（図示せず）に備え付けられるものであればよい。

また、本実施の形態に係るスピーカシステム１０は、ＭＦＢスピーカ１００のフィードバックを実現するためのハードウェアとして、制御回路１９を備える。しかしながら、フィードバック処理は、プロセッサがメモリに格納されているソフトウェアを実行することによって、ハードウェアとソフトウェアの協働としても実現可能である。

図３を参照し、本実施の形態に係る光検出機構のスピーカ部に対する取り付け態様について説明する。図３は、ＭＦＢスピーカ１００のスピーカ部におけるＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０との取り付け構造を表わす図である。

ＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０とは、一体に形成された保持部材２１０に保持されるように取付けられる。保持部材２１０は、たとえば樹脂によって成型されている。保持部材２１０は、ＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０とが配置される位置の間に遮光板１４０が振動によりスライドするための空孔部２２０を有する。保持部材２１０はスピーカ装置に外部から取り付けられる。具体的には保持部材の両端は、当該スピーカ部の非振動部（たとえば、フランジ部２３０あるいはバッフル面）に接続される。空孔部２２０は、センターキャップ２４０の真上に来るように位置決めされる。

次に、図４を参照し、保持部材２１０の構成についてさらに説明する。図４は、保持部材２１０を水平方向から表わす図である。保持部材２１０は、ＬＥＤ１５０とフォトトランジスタ１６０とが配置される部位の間に、光路３１０を含む。光路３１０は、外部からの光を防ぐように閉じられている。光路３１０は、たとえば保持部材２１０を射出成型することにより形成される。空孔部２２０は、光路３１０の途中に形成されている。遮光板１４０はセンターキャップ２４０の振動に連動して、光路３１０を遮るように空孔部２２０を図中の矢印ＡＲが指す方向（図面の上下方向）に移動する。この移動は、スピーカ部の振動部（センターキャップ２４０およびこれと一体的に形成されたコーン紙１１０）の振動によって変化する。この変化は、音の振動パターンに対応する。

図５は、保持部材２１０を上面から表わす図である。空孔部２２０において、遮光板１４０と空孔部２２０の側面とは、遮光板１４０がその側面に接することなくスライドするように十分な隙間が設けられている。その側面の途中には、フォトトランジスタ１６０に対する光が透過する光路３１０が形成されている。

図７を参照し、保持部材２１０とスピーカ部１０との位置関係についてさらに説明する。図７は、スピーカ部１０を水平方向から表わす図である。保持部材２１０は、スピーカ部１０のフランジ部２３０に接着剤層３００を介して接着される。遮光板１４０は、センターキャップ２４０に取付けられている。取り付け方法は、特に限定されない。たとえば、図６に示されるように、接着剤層３００によって取付けられてもよい。あるいは、他の局面において、センターキャップ２４０と一体に成型されていてもよい。

このように遮光版１４０と保持部材２１０のサイズをスピーカのサイズに合わせて設計し、図７のようにスピーカ本体に取り付けるだけなので、スピーカ自体のほとんど加工することなく、かつ構造は簡単であるから、コストを抑えることができる。

保持部材２１０のスピーカへの取り付けについてさらに説明する。
図３を参照して、保持部材２１０は柱状の形状を有し、その長手方向がコーン紙１１０の径が延びる方向に対応するように取り付けられる。短手方向の幅は少なくともＬＥＤ１５０およびフォトトランジスタ１６０を収容可能で、且つ空孔部２２０を形成可能なサイズを有すればよい。ここで、保持部材２１０はＭＦＢスピーカ１００からの音波の放射方向に取り付けられるので、保持部材２１０の幅は音波を遮断しないようなサイズに設計される。

保持部材２１０は、長手方向の両端部分の内部は空洞であって、この空洞内に第１の保持部材２１１の一部が矢印ＤＲ２が指すコーン紙１１０のコーンの径が延びる方向に摺動することにより自在に挿抜される。第１の保持部材２１１の保持部材２１０の空洞内に挿抜される部分は、当該空洞内の形状とほぼ同じ形状を有する。第１の保持部材２１１が保持部材２１０の空洞内に挿入されると、保持部材２１０と２１１は、両部材に予め形成されたねじ孔どうしを位置合せして、位置合せしたねじ孔にねじ２１３を嵌めて、両方の部材を共締めする。ここで、第１の保持部材２１１の保持部材２１０に挿入される部分においては、複数のねじ孔が間隔をおいて一列に形成されている。このうちの１つのねじ孔と保持部材２１０に形成されたねじ孔とを位置合わせするように第１の保持部材２１１の一部を保持部材２１０の空洞内に挿入した後に、位置合せしたねじ孔にねじ２１３を嵌めて、両方の部材を共締めする。したがって、第１の保持部材２１１に形成された一列のねじ孔のうち位置合わせするねじ孔の位置により、保持部材２１０の長手方向のサイズを伸縮自在にすることができる。また、第１の保持部材２１１も保持部材２１０と同じ材料から形成される。

第１の保持部材２１１は直角に曲がったＬ字に形成された柱状であって、その内部は空洞である。Ｌ字の長い方の端部は保持部材２１０に取り付けられる。Ｌ字の短い方の端部の空洞内には、第２の保持部材２１２の一部が矢印ＤＲ１が指すコーン紙１１０のコーンの深さ方向に摺動することにより自在に挿抜される。第２の保持部材２１２の保持部材２１１の空洞内に挿抜される部分は、当該空洞内の形状とほぼ同じ形状を有する。

第２の保持部材２１２が第１の保持部材２１１の空洞内に挿入されると、保持部材２１１と２１２は、両部材に予め形成されたねじ孔どうしを位置合せして、ねじ２１４を位置合せしたねじ孔に嵌めて、両方の部材を共締めする。ここで、第２の保持部材２１２の第１の保持部材２１１に挿入される部分においては、複数のねじ孔が間隔をおいて一列に形成されているので、このうちの１つのねじ孔と第１の保持部材２１１に形成されたねじ孔とを位置合わせするように第２の保持部材２１２の一部を第１の保持部材２１１の空洞内に挿入した後に、位置合せしたねじ孔にねじ２１４を嵌めて、両方の部材を共締めする。したがって、第２の保持部材２１２に形成された一列のねじ孔のうち位置合わせするねじ孔の位置により、コーンの深さ方向に従う保持部材２１０のフランジ部２３０への取り付けの為の脚の長さを伸縮自在に調整することができる。なお、第２の保持部材２１２も保持部材２１０と同じ材料から形成される。

第２の保持部材２１２は直角に曲がったＬ字に形成された柱状であって、その内部は空洞である。Ｌ字の一方の端部は第１の保持部材２１１に取り付けられる。Ｌ字の他方の端部はフランジ部２３０と接続される。この他方端部分とフランジ部２３０とは、他方端部分に予め形成されたねじ孔２１５とフランジ部２３０に予め形成されたねじ孔２３１とを位置合せし、位置合せされたねじ孔に、ねじ２１６を嵌め込み、両方の部材を共締めすることにより接続される。

保持部材２１０、ならびに第１および第２の保持部材２１１と２１２を図７に示すようして、ねじ２１３と２１４により一体的に接続し、接続された保持部材をねじ２１６を介してスピーカのフランジ部２３０に一体的に接続する。ここで矢印ＤＲ１の方向に延びる軸と、矢印ＤＲ２の方向に延びる軸とは直交するので、保持部材２１０の長手方向サイズおよびフランジ部２３０への取り付け脚の長さを、スピーカ部の直径と深さサイズ（コーン紙１１０が形成するコーンの直径と深さサイズ）に自在に合せた状態で、保持部材２１０をスピーカ部に取り付けることが可能となる。

ここでは、第２の保持部材２１２の他方端部を、フランジ部２３０に取り付けるとしているが、後述の図１２に示すスピーカ装置の筐体をはさみ込むようにして取り付けるようにしてもよい。

このようにすることで、スピーカ部のサイズ、またはスピーカ装置の筐体サイズに左右されずに保持部材２１０を取り付けることができる。また、保持部材２１０のサイズを自在に調整できるので、サイズの異なるスピーカどうしで保持部材２１０を共用することができる。

また、ここでは、保持部材どうしをねじ留めで接続するようにしているが、ねじ留めを用いない方法であってもよい。たとえば、第１の保持部材２１１において、第２の保持部材２１２が挿通されるために摺動する内側面において蛇腹状の凸凹状を形成し、第２の保持部材２１２の第１の保持部材２１１の内面と摺動する面において同様に蛇腹状の凸凹を形成しておき、その蛇腹状の面同士が摩擦しあいながら摺動し、凸凹がお互いに噛合うようにした状態で、両者を接合するようにしてもよい。同様のことを、第１の保持部材２１１と保持部材２１０との接続においても適用することができる。

このような態様で保持部材２１０が取り付けられた状態において、スピーカが動作する場合を想定する。この場合、コーン紙１１０が磁気回路１３０によって発生される磁力に従って振動すると、センターキャップ２４０も振動し、センターキャップ２４０に接着されている遮光板１４０もそれに応じた矢印ＡＲ方向に従う振動動作を行なう。この間、ＬＥＤ１５０は電力の供給を受けて予め規定された強度を有する光を出力し続ける。遮光板１４０がフォトトランジスタ１６０に対する光路３１０を遮断したりあるいは開放すると、そのような動作に応じてフォトトランジスタ１６０によって受信される光量が変化する。各光量に応じたレベルの電圧信号がフォトトランジスタ１６０からの出力として制御回路１９の帰還制御部１９２に与えられる。帰還制御部１９２は、その入力信号に基づいて、スピーカ部１０に対して音を出力するために与えた信号値と、フォトトランジスタ１６０からの出力値との差異を算出する。帰還制御部１９２は、その差異に応じたフィードバック制御を実行し、目標値を再度算出する。アンプ１９１は、その目標値に応じた音声信号を出力し、コイル部１２０に送出する。

次に、図８を参照して、遮光板１４０と保持部材２１０との位置関係について説明する。図８は、保持部材２１０に形成される光路３１０と遮光板１４０との位置関係を表わす図である。光路３１０は、遮光板１４０の移動方向に対してその移動量に応じて決定される幅６１０を有している。幅６１０は、たとえばＭＦＢスピーカ１００のスピーカ部１０の最大振幅以上の長さである。さらに、遮光板１４０の先端部は、スピーカ部（より特定的には、センターキャップ２４０あるいはコーン紙１１０）が振動していない場合に幅６１０の中心に位置するように位置決めされている。このようにすると、遮光板１４０の正方向の揺れと負方向の揺れとについてそれぞれ光量の変化を線形に検知することができる。なお、正方向とは、センターキャップ２４０から遮光板１４０の他方端に向かう方向を言う。負方向は、その逆方向である。

図９を参照して、本実施の形態に係るスピーカシステム１０における振幅と受光量との関係について説明する。図９は、ＭＦＢスピーカ１００のスピーカ部の振幅とフォトトランジスタ１６０によって受信される光量との関係を表わす図である。

振幅の値が０である場合、遮光板１４０の他方端が前述のように光路３１０を形成する幅６１０の中心に位置する。したがって、ＬＥＤ１５０から照射された光のうち半分がフォトトランジスタ１６０によって受光される。そこで、ＬＥＤ１５０が出力した光量の最大値をＬｍａｘとすると、振幅が０であるときにフォトトランジスタ１６０による受光量の値はその最大値の半分（０．５Ｌｍａｘ）となる。そして、振幅が正方向に大きくなるにつれて、遮光板１４０が光路３１０を遮るため、受光量が減少する。

一方、振幅が０である位置から遮光板１４０が負方向に移動すると（コーン紙１１０が負方向に移動したとき）、光路３１０はさらに大きくなる。これにより、フォトトランジスタ１６０によって受信される光量は増加する。

次に、図１０を参照して、本実施の形態に係るスピーカシステム１０の特性について説明する。図１０は、制御回路１９から出力される信号値の変化を表わす図である。なお、本願発明の特徴を正確にするために、図１０に示される曲線は簡略化された例示として使用している。

図１０（Ａ）に示されるように、制御回路１９は、ＭＦＢスピーカ１００に対する初期の命令として曲線８１０によって表わされるような信号値を出力する。ＭＦＢスピーカ１００がその信号値に応じて作動すると、振動部の位置は、フォトトランジスタ１６０によって受信される光量によって特定される。この場合、遮光板１４０の位置が初期の信号値である信号８１０よりも低いレベルである曲線８２０として表わされる。すなわち、遮光板１４０は、入力された信号に追随していないことになる。

そこで、制御回路１９は、曲線８１０に対応する値と曲線８２０に対応する値との差異（すなわち当初与えられた指令値と実際に検出された位置との差）を算出することにより、ＭＦＢスピーカ１００に対してフィードバック制御するための信号値を決定する。具体的には、制御回路１９は帰還制御部１９２を用いて、実際に与えた命令に対して追随しない差異を補償するために、その分を考慮した信号値（ゲイン信号）を算出する（図１０（Ｂ）における曲線８３０）。ある局面においては、補償値は、たとえば、目標値に対する検出値の割合の逆数が使用される。その他の補償値が使用されてもよい。この場合、補償値の算出は、ＭＦＢスピーカ１００を構成する要素の特性（たとえば音声出力特性、コーン紙１１０、センターキャップ２４０の材質など）を考慮して決定され得る。

このように算出された信号値がアンプ１９１に与えられるので、Ｄ／Ａ変換回路１７から与えられる音声信号は当該算出された信号値に従い増幅されて、増幅後の音声信号は制御回路１９からＭＦＢスピーカ１００に対して与えられる。これにより、遮光板１４０は、所定の減衰量だけ反映した値で振動する（曲線８４０）。この所定の減衰量は、すなわち、図１０（Ａ）によって特定された目標値との差異（曲線８１０と曲線８２０との差）である。その結果、本実施の形態に係るスピーカシステム１０によると、与えられた信号値に対する追随の遅れが補償されるため、より忠実な音（特に低音域）を出力することができる。

図１１は本実施の形態に係るスピーカ装置の概観を示す図である。スピーカ装置には外部からＬＥＤ１５０およびフォトトランジスタ１６０を取付けた保持部材２１０が装着されるから、振動部の振動検出機構を取付けるためのスピーカ装置の内部のスペースを確保する必要はない。これにより、スピーカ装置の小型化が阻害されることはない。

以上説明をしたように、本実施の形態に係るスピーカシステム１０によると、コーン紙１１０の動きは、重量を無視し得る遮光板１４０の動きを検出することによって行なわれる。したがって、遮光板１４０による検出信号への影響がほとんどないため、検出精度の低下が防止され得る。

以上説明したスピーカシステム１０は、ある局面において、単体の装置として、音楽用のスピーカ装置に適用される。また、他の局面において、テレビその他の映像信号出力装置にも適用可能である。テレビは、ブラウン管のテレビジョン、薄型テレビのいずれにも適用可能である。薄型テレビは、たとえば液晶テレビ、プラズマテレビ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイを有するテレビ、ＦＥＤ（Field Emission Display）を有するテレビ、ＳＥＤ（Surface-Conduction Electron-emitter Display）テレビなどを含む。

なお、上述の説明では、ＭＦＢスピーカ１００は、振動板としてコーン紙１１０を有する、いわゆるコーン型のスピーカに相当する。しかしながら、振動板はコーン紙１１０に限られない。また、平面型あるいはドーム型のスピーカであっても本実施の形態に係るスピーカシステムを搭載することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るスピーカシステムの構成の概略を表わす図である。図１のスピーカシステムとその周辺回路を示す図である。ＭＦＢスピーカのスピーカ部におけるＬＥＤとフォトトランジスタとの取り付け構造を表わす図である。保持部材を水平方向から見た概観図である。保持部材を上面から見た概観図である。遮光板の取り付け態様を説明する図である。スピーカ部を水平方向から見た概観図である。保持部材に形成される光路と遮光板との位置関係を表わす図である。ＭＦＢスピーカのスピーカ部の振幅とフォトトランジスタによって受信される光量との関係を表わす図である。制御回路から出力される信号値の変化を表わす図である。本発明の実施の形態に係るスピーカシステムが搭載されるスピーカ装置の概観図である。従来のスピーカシステムの構成の概略を表わす図である。

符号の説明

１０，９０スピーカシステム、１００，９００ＭＦＢスピーカ、１１０，９１０コーン紙、１２０コイル部、１３０磁気回路、１４０遮光板、１５０ＬＥＤ、１６０フォトトランジスタ、１９，１９０制御回路、２１０保持部材、２２０空孔部、２３０フランジ部、２４０センターキャップ、３１０光路、６１０幅、８１０，８２０，８３０，８４０曲線。

Claims

スピーカ装置であって、
与えられる音声信号を入力し、入力した前記音声信号に基づき振動部を振動させることによって前記スピーカ装置の外部に音声を出力するスピーカ部と、
前記振動部による振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出された前記振動に基づき前記スピーカ部に与えられる前記音声信号を制御する制御部と、
保持部材とを備え、
前記振動検出部は、
前記スピーカ部の前記音声が出力される側に配置される発光手段と、
前記発光手段からの照射光を受光する位置に配置されて受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
前記振動部に接続されて、前記発光手段から前記受光手段に対する光路を遮断する遮光手段と、を含み、
前記保持部材は、前記スピーカ部に外部から取り付けられて、且つ前記発光手段および前記受光手段を保持し、
前記制御部は、
前記音声信号を、前記受光手段から出力される信号に基づいて制御した後に前記スピーカ部に与え、
前記保持部材は、前記スピーカ部に取り付けるためのサイズが可変に調整され、
前記保持部材は、前記サイズを調整するためのサイズ調整部材を含み、
前記保持部材は、前記サイズ調整部材によって前記振動部の形状に従うサイズに調整され、
前記振動部はコーン型の形状を有し、
前記保持部材は、前記発光手段から前記受光手段までの光路を形成する光路形成手段をを有し、
前記保持部材は、前記スピーカ部のフレームに結合され、
前記発光手段は、発光ダイオードを含み、前記受光手段は、フォトダイオードを含み、
前記スピーカ部は、前記制御部から出力された前記音声信号の入力を受けるコイルと、前記コイルが発生する駆動力によって駆動される振動板とを含む、スピーカ装置。
スピーカ装置であって、
与えられる音声信号を入力し、入力した前記音声信号に基づき振動部を振動させることによって前記スピーカ装置の外部に音声を出力するスピーカ部と、
前記振動部による振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出された前記振動に基づき前記スピーカ部に与えられる前記音声信号を制御する制御部と、
保持部材とを備え、
前記振動検出部は、
前記スピーカ部の前記音声が出力される側に配置される発光手段と、
前記発光手段からの照射光を受光する位置に配置されて受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
前記振動部に接続されて、前記発光手段から前記受光手段に対する光路を遮断する遮光手段と、を含み、
前記保持部材は、前記スピーカ部に外部から取り付けられて、且つ前記発光手段および前記受光手段を保持し、
前記制御部は、
前記音声信号を、前記受光手段から出力される信号に基づいて制御した後に前記スピーカ部に与え、
前記保持部材は、前記スピーカ部に取り付けるためのサイズが可変に調整される、スピーカ装置。
前記保持部材は、前記サイズを調整するためのサイズ調整部材を含む、請求項２に記載のスピーカ装置。
前記保持部材は、前記サイズ調整部材によって前記振動部の形状に従うサイズに調整される、請求項３に記載のスピーカ装置。
前記振動部はコーン型の形状を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記保持部材は、前記発光手段から前記受光手段までの光路を形成する光路形成手段をを有する、請求項２から５のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記保持部材は、前記スピーカ部のフレームに結合される、請求項２から６のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記発光手段は、発光ダイオードを含む、請求項２から７のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記受光手段は、フォトダイオードを含む、請求項２または８のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
前記スピーカ部は、
前記制御部から出力された前記音声信号の入力を受けるコイルと、
前記コイルが発生する駆動力によって駆動される振動板とを含む、請求項２から９のいずれか１項に記載のスピーカ装置。