JP2019047256A - オーディオ回路、スピーカユニット、自動車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オーディオ回路200は、スピーカ110を駆動する。DSP202は、スピーカ110の状態に応じて、オーディオ信号S1を補正する。アンプ204は、補正後のオーディオ信号S3に応じてスピーカ110を駆動する。
【選択図】図1
Description
スピーカの筐体自体が、振動板の面と垂直に振動(外乱振動という)していると、あたかも振動板が外乱振動によって駆動されているのと等価となり、音質を劣化させる。この態様によれば、外乱振動と逆位相で振動板を振動させることにより、外乱振動の影響をキャンセルでき、音質を改善できる。
複数のスピーカ110L、104Rの状態は時々刻々と変化し、それにともなって再生特性も変化する。複数のチャンネルの再生特性に差が生ずると、音質が劣化する。図1のオーディオシステム100によれば、オーディオ回路200において、スピーカ110の状態を監視し、監視した結果にもとづいて、再生特性を動的、適応的に補正することができる。
監視すべきスピーカ110の状態のひとつは、スピーカ110の振動である。
スピーカ110の筐体112は、図示しないキャビネットに固定される。車載オーディオでは、ドアがキャビネットとして機能する。キャビネットが振動すると、その振動が筐体112を介して振動板114に伝わる。スピーカ110全体が、振動板114の面と垂直方向に振動(外乱振動)していると、あたかも振動板114が外乱振動120によって駆動されているのと等価となり、音質を劣化させる。
スピーカ110のマグネット118が発生する磁場HMAGNETの強さにはばらつきがあり、また経年劣化の影響を受ける。複数チャンネルのオーディオシステムにおいて、スピーカ110の磁場HMAGNETの強さのばらつきは、複数のスピーカの出力のばらつきとして現れ、音質の劣化の要因となる。そこでマグネット118の磁場HMAGNETの強さを測定し、磁場HMAGNETの強さのばらつきを相殺するように、コイル磁場HCOILの強さを補正することにより、言い換えれば、駆動電圧VDRVを補正することにより、チャンネル間のばらつきを抑制でき、音質を改善できる。具体的には、オーディオ信号に、磁場HMAGNETのばらつきにもとづく補正係数(ゲイン)を乗算することにより、駆動電圧VDRVの振幅を変化させてもよい。
スピーカ110の再生特性は、温度Tの影響を受ける。温度Tの影響は、コイル116のインダクタンスに影響を及ぼし、あるいは振動板114の機械的特性(剛性など)に影響を及ぼしうる。したがって複数チャンネルのオーディオシステムにおいて、スピーカ110の温度Tのばらつきは、複数のスピーカ110の音響出力のばらつきとして現れ、音質の劣化の要因となる。そこで温度Tに応じて、各チャンネルのオーディオ信号を補正することにより、チャンネル間のばらつきを抑制でき、音質を改善できる。
スピーカ110の再生特性は、それ自体のインピーダンスZを測定することにより推定できる。そこでスピーカ110のインピーダンスZを測定し、インピーダンスZに応じて駆動電圧VDRVの振幅や周波数特性を補正してもよい。インピーダンスZは、直流インピーダンスを用いてもよいし、少なくともひとつの周波数の交流インピーダンスを用いてもよい。
図3は、一実施例に係るオーディオシステム100のブロック図である。図2には、1チャンネル分の構成のみが示される。オーディオシステム100は、図1のセンサ206として、振動センサ210、磁気センサ212、温度センサ214を備える。
振動センサ210は、スピーカ110の筐体112の外乱振動120を検出し、検出信号S2Aを生成する。DSP202の振動補正部244は、振動センサ210からの検出信号S2Aにもとづいて、外乱振動120を検出し、外乱振動120と逆位相の補正信号を生成する。そしてこの補正信号を、オーディオ信号S3に重畳することにより、外乱振動の影響をキャンセルする。これにより音質を改善できる。
磁気センサ212は、スピーカ110のマグネット118の発生磁場HMAGNETの強さを検出し、磁場HMAGNETを示す検出信号S2Bを生成する。DSP202の磁気補正部246は、オーディオ信号の非再生状態(ミュート状態)において生成された検出信号S2Bにもとづいて、補正ゲインを決定する。
温度センサ214は、スピーカ110の温度を測定する。DSP202の温度補正部248は、温度を示す検出信号S2Cにもとづいて、オーディオ信号S3の振幅あるいは周波数特性を補正する。たとえば測定された温度Tが高い場合、DSP202の温度補正部248は、コイル116の磁場HCOILが強くなるように、オーディオ信号S3の振幅を大きくすればよい。
検出回路216は、スピーカ110のインピーダンスを補正するために、スピーカ110に流れる電流IOUTを検出する。DSP202のインピーダンス補正部250は、電流IOUTと駆動電圧VDRVにもとづくインピーダンスZに応じて、ゲイン補正を行う。駆動電圧VDRVについては、実測値を用いてもよいし、理論値を用いてもよい。実測値を用いる場合、検出回路216を、駆動電圧VDRVを検出可能に構成すればよい。理論値を用いる場合、駆動電圧VDRVの指令値に相当するオーディオ信号S3の値を用いることができる。
Claims (11)
- スピーカを駆動するオーディオ回路であって、
前記スピーカの状態に応じて、オーディオ信号を補正する信号処理部と、
補正後のオーディオ信号に応じて前記スピーカを駆動するアンプと、
を備えることを特徴とするオーディオ回路。 - 前記スピーカの状態を検出する少なくともひとつのセンサをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のオーディオ回路。
- 前記少なくともひとつのセンサのひとつは、前記スピーカの振動を検出する振動センサであり、
前記信号処理部は、前記振動と逆位相の成分を前記オーディオ信号に重畳することを特徴とする請求項2に記載のオーディオ回路。 - 前記少なくともひとつのセンサのひとつは、前記スピーカの磁場を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項2または3に記載のオーディオ回路。
- 前記少なくともひとつのセンサのひとつは、前記スピーカの温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項2または3に記載のオーディオ回路。
- 前記信号処理部は、前記温度に応じて、低周波成分を前記オーディオ信号に重畳することを特徴とする請求項5に記載のオーディオ回路。
- 前記スピーカに流れる電流を測定する検出回路を備え、
前記信号処理部は、前記スピーカの温度に応じて、前記オーディオ信号を補正することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のオーディオ回路。 - 複数のスピーカと複数のオーディオ回路はセットで使用され、
前記複数のスピーカの出力の特性が揃うように、各オーディオ回路における補正が制御されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のオーディオ回路。 - 前記スピーカと、
前記スピーカを駆動する請求項1から8のいずれかに記載のオーディオ回路と、
を備え、一体化されることを特徴とするスピーカユニット。 - 所定の音声データを格納する不揮発メモリをさらに備え、
前記信号処理部は、前記音声データを再生可能であることを特徴とする請求項9に記載のスピーカユニット。 - 請求項10に記載のスピーカユニットを備えることを特徴とする自動車。
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