JP4743080B2

JP4743080B2 - モーショナル・フィードバック方式スピーカシステム

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Publication number: JP4743080B2
Application number: JP2006293447A
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Inventors: 徹朗荒木
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Description

本発明は、スピーカ装置に関し、特に、スピーカの振動系の運動に比例した信号を、振動系の運動を制御するアンプにフィードバックさせることで、当該振動系の運動を制御するモーショナル・フィードバック（ＭｏｔｉｏｎａｌＦｅｅｄＢａｃｋ：ＭＦＢと以下略記する）方式のスピーカ装置に関する。

ＭＦＢは、システムの中でもっとも性能の劣るスピーカの特性をフィードバックによって改善しようとするもので、以前より多くの研究がなされている。

例えば、特許文献１には、ＭＦＢ方式のスピーカ装置において、スピーカ装置の特性やユーザ好みの音色に調整するために、アンプに与えるフィードバック量を手操作により変化可能にした構成が開示されている。

また、特許文献２には、ＭＦＢ方式のスピーカ装置において、再生音レベルに応じてスピーカの周波数特性を制御するために、再生音レベル又は入力信号レベルの大きさに応じてフィードバック回路のフィードバック量を制御することが開示されている。

ところで、ＭＦＢ方式のスピーカシステムでは、ユーザが自由にアンプを選択できることが望まれている。しかし、特許文献１や特許文献２では、アンプを置換可能にすることは想定していない。

特許文献３−５には、ＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、ユーザが所有するアンプを流用、あるいは自由にアンプを選択できるようにするために、二重ボイスコイル方式のスピーカユニットを使用し、一方のボイスコイルにはユーザ所有のアンプから出力された音響信号を加え、他方のボイスコイルには振動板の振動に比例する信号をフィードバックする構成のＭＦＢ方式スピーカシステムが開示されている。

特開２００４−２００９３４号公報特開昭６２−２０６９９９号公報特開２０００−１０２０９０号公報特開２０００−２７０３９３号公報特開２０００−２８７２９３号公報

特許文献３−５のように、任意のアンプを選択可能なＭＦＢ方式スピーカシステムでは、アンプの特性に応じてフィードバック量を調整する必要がある。

しかしながら、アンプの特性に応じてフィードバック量の調整をユーザが行うことは困難な場合がある。

本発明は、ＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、たとえ任意のアンプを選択できる場合にも、選択されたアンプに適したフィードバック量を容易に設定できるようにすることを目的とする。

本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの識別情報に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記指標値設定部は、パワーアンプの識別情報の入力を受け付ける入力操作部を備え、前記入力操作部から入力された識別情報に応じて、前記フィードバック回路のゲイン指標値を設定することを特徴とする。

また、本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記パワーアンプの出力信号レベルを検出する検出部をさらに備え、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路が非作用状態のときの入力信号と、前記検出部により検出した該入力信号に応じた前記パワーアンプからの出力信号レベルとの関係に基づき、前記ゲイン指標値を設定することを特徴とする。

また、本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルに基づいて、前記ゲイン指標値を設定し、前記ゲイン調整部は、前記フィードバック回路がオン状態において、前記入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルと、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整することを特徴とする。

また、本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域外の周波数を有する入力信号Ｓｏ’に応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルに基づいて、前記ゲイン指標値を設定し、前記ゲイン調整部は、前記フィードバック回路がオン状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルと、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整することを特徴とする。

また、本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記スピーカの出力音声に基づいてゲイン指標値を設定し、前記ゲイン調整部は、前記フィードバック回路がオン状態において、前記入力信号Ｓｏに応じた前記スピーカの出力音声と、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整することを特徴とする。

本発明に係るモーショナル・フィードバック方式スピーカシステムの１つの態様によれば、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域外の周波数を有する入力信号Ｓｏ’に応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルに基づいて、前記ゲイン指標値を設定し、前記ゲイン調整部は、前記フィードバック回路がオン状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルと、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整することを特徴とする。

また、本発明は、入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、を備え、前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルが、所定の第１基準信号レベルと一致するように、前記入力信号Ｓｏの信号レベルを調整する信号調整部を有し、前記信号調整部による調整後の入力信号Ｓｏと、前記第１基準信号レベルとの関係で定められる第２基準信号レベルを前記ゲイン指標値に設定し、前記ゲイン調整部は、前記フィードバック回路がオン状態において、調整後の入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号レベルと前記第２基準信号レベルとの比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整することを特徴とする。

本発明の１つの態様によれば、パワーアンプに応じた、フィードバック回路のゲイン指標値を自動設定し、そのゲイン指標値に基づいて、フィードバック回路のゲインβを調整することができるため、ＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、たとえ任意のアンプを選択できる場合にも、選択されたアンプに適したフィードバック量を容易に設定することができる。

本発明を実施するための最良の形態を具体的に示した実施形態について、以下図面を用いて説明する。

まず、本実施形態の基本原理について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるＭＦＢ方式スピーカシステムの基本構成を示す図である。ＭＦＢ方式スピーカシステム１００は、入力信号に対してゲインＧａを乗じることで入力信号の増幅を行うパワーアンプ１０と、パワーアンプ１０の出力信号に応じて駆動し音声を出力するスピーカ２０と、スピーカ２０の振動系における加速度や速度などの運動情報に応じた信号を出力する振動センサ２２と、振動センサ２２が出力した信号に所定のゲインβを乗じて入力信号にフィードバックするフィードバック回路３０と、フィードバック回路３０をシステム１００に組み込むことで低下するゲインを上方修正する補助アンプ３２とを含む。

上記のように構成されたＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、全体の音圧特性を表す総合ゲインＧｏは、パワーアンプ１０のゲインをＧａ、振動センサ２２のゲインをＧｓ、フィードバック回路３０のゲインをβ、補助アンプ３２のゲインをＧｈとすると、次式（１）で表される。
Ｇｏ＝ＧａＧｈ／（１＋Ｇａ・Ｇｓ・Ｇｈ・β）・・・（１）

ＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、総合ゲインＧｏは、理想的には、パワーアンプのゲインＧａと等しいことが好ましく、従来、総合ゲインＧｏの調整は、フィードバック回路のゲインβを調整することで行われる。

ところが、ゲインβの調整により総合ゲインＧｏをゲインＧａに近づけることは、専門知識や経験などが必要であり、ユーザにとって困難な場合がある。さらに、ＭＦＢ方式スピーカシステムを、任意のパワーアンプを利用できるように構成した場合、パワーアンプのゲインＧａも変動するため、ゲインβを調整することはさらに困難になる。

そこで、本実施形態では、任意のパワーアンプを用いることが可能なＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて、ゲインβの調整の際の指標となるゲイン指標値をパワーアンプに応じて設定する。

図２は、本実施形態におけるＭＦＢ方式スピーカシステム１００の構成を示す図である。図２において、周波数特性補正部４０は、フィードバック回路３０においてフィードバック可能な周波数帯域外の周波数に対するゲインを調整し、システム１００全体として周波数特性が平坦になるように補正する。ここで、フィードバック可能な周波数帯域とは、スピーカや振動センサの特性によって定まる帯域である。すなわち、スピーカの振動系の振幅は、パワーアンプの出力信号の周波数の二乗に比例して小さくなる。よって、出力信号の周波数がある程度高くなると、振動センサにおいてスピーカの振動系の振幅を検知することができなくなる。したがって、上記のフィードバック可能な周波数帯域とは、スピーカの振動系の振幅を検知できる周波数帯域であり、スピーカの振動系や振動センサの特性によって予め定められる帯域である。一方、フィードバック可能な周波数帯域外の周波数とは、スピーカの振動系の振幅を検知できない高周波数帯域の周波数やスピーカの特性からフィードバックする必要がない周波数のことをいう。

補助アンプ３２は、周波数特性補正部４０を介して入力された入力信号をゲインＧｈで乗じることで増幅し、フィードバック回路３０をシステム１００に組み込むことで低下するシステム１００全体の総合ゲインＧｏを上方修正する。パワーアンプ１０は、補助アンプ３２を介して入力された入力信号を増幅し、スピーカ２０に出力する。スピーカ２０は、パワーアンプ１０からの入力信号に基づいて駆動して音声を出力する。スピーカ２０としては、例えば、磁気回路内でボイスコイルに電磁駆動を与えることにより、ボイスコイルが振動板と一体となって構成される振動系が運動し、入力信号に基づく音声を再生するダイナミックスピーカなどが挙げられる。

振動センサ２２は、スピーカ２０の振動系における加速度や速度などの駆動情報を検知し、検知した駆動情報に応じた検出信号を出力する。振動センサ２２としては、例えば、振動系に取り付けられた検出コイルが磁界の中を動くことによって振動系の速度に比例した電圧を発生させるセンサを用いることができる。あるいは、振動系に取り付けられた可動電極と固定電極との間の容量変化を電圧信号として検出するセンサを用いてもよい。フィードバック回路３０は、振動センサ２２から出力される信号をゲインβで調整して、フィードバック信号として出力する。なお、駆動センサ２２は、スピーカ２０の振動系の駆動に関する検出信号を出力するものであればよく、上記のセンサには限らない。

さて、本実施形態では、任意のパワーアンプを組み込むことが可能であるため、パワーアンプ１０のゲインＧａは、ユーザが選択するアンプによって異なる。式（１）の通り、ゲインＧａは、総合ゲインＧｏのパラメータであるため、ゲインＧａの値が変動すると、フィードバック回路３０のゲインβの最適値も変動する。

そこで、本実施形態では、フィードバック回路３０にゲイン調整回路３４を設け、ゲイン調整回路３４がゲイン制御部５０により制御され、ゲインβを調整する。ゲイン調整回路３４は、例えば、スイッチにより切り替え可能な複数の抵抗を備え、ゲイン制御部５０が所望のゲインβに対応する抵抗をスイッチにより選択することで、ゲインβを調整することができる。また、ゲイン調整回路３４は、可変抵抗を備え、ゲイン制御部５０が可変抵抗の抵抗値を所望のゲインβに対応する抵抗値に設定することで、ゲインβを調整してもよい。

さらに、図２において、入力操作部６０は、ユーザからシステム１００に接続するパワーアンプの識別情報として、ゲインＧａや型番などの情報の入力を受け付け、入力された識別情報をゲイン制御部５０に通知する。ユーザは、例えば、パワーアンプの仕様書などに示されたゲインＧａや型番などを入力すればよい。

ゲイン制御部５０は、演算部５２とメモリ５４とを備える。メモリ５４には、パワーアンプのゲインＧａや型番などの識別情報と対応付けてパワーアンプごとに、ゲイン指標値として、最適なゲイン値が予め登録されている。演算部５２は、入力操作部６０を介してシステム１００に組み込まれたパワーアンプの識別情報を取得し、取得した識別情報に応じたゲイン値をメモリ５４から読み出して、読み出したゲイン値に応じて、ゲイン調整回路３４を制御し、フィードバック回路３０のゲインβを設定する。

以上、本実施形態では、任意のパワーアンプを用いることが可能なＭＦＢ方式スピーカシステム１００において、パワーアンプの識別情報に対応付けて予めメモリ５４に、ゲイン指標値として、フィードバック回路３０のゲインβを登録してある。よって、ユーザは、システム１００に接続するパワーアンプのゲインＧａや型番等の所定の識別情報を入力することで、容易に最適なゲインβの設定をすることができる。したがって、本実施形態に係るＭＦＢ方式スピーカシステム１００によれば、任意のパワーアンプを用いることでき、かつ、総合ゲインＧｏを容易に適正な値に調整することができる。

続いて、第１の変形例について図面を用いて説明する。上記の実施形態では、パワーアンプの識別情報に対応付けて予めメモリ５４にゲインβを登録しておき、ユーザは接続するパワーアンプの識別情報を入力すると、自動的にゲインβの設定が行われる例について説明した。一方、第１の変形例では、システム１００側から提供されるゲイン指標値に基づいてゲインβをユーザ操作により設定する例について説明する。

図３は、第１の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステム１００の構成を示す。第１の変形例では、調整操作部６２と表示部６４とが追加されている点で実施形態とは異なる。表示部６４には、ゲイン指標値としてパワーアンプ１０のゲインＧａと、総合ゲインＧｏとが表示され、ユーザは、調整操作部６２を介して、総合ゲインＧｏがゲインＧａと一致するように、ゲインβを調整する。なお、ゲインの表示は、ゲイン値をそのまま表示してもよいし、ゲイン値に応じて長さが変化するバー表示などにしてもよい。

ここで、ゲインＧａは、入力操作部６０を介してユーザに直接入力させて、表示部６４に表示することができる。あるいは、メモリ５４に予めパワーアンプの型番などの識別情報と対応付けてゲインＧａをゲイン指標値として登録しておき、接続対象のパワーアンプの型番などの識別情報をユーザに入力させ、ゲイン制御部５０が入力された識別情報に対応するゲインＧａをメモリ５４から読み出して表示部６４に表示してもよい。また、総合ゲインＧｏは、演算部５２が式（１）に基づいて演算して、表示部６４に表示すればよい。

以上、第１の変形例では、ユーザが、表示部６４に表示されたゲイン指標値であるゲインＧａと総合ゲインＧｏと比較しながら、ゲインＧａと総合ゲインＧｏとが略一致するように、ゲインβを調整する。第１の変形例によれば、表示部６４に目標となるゲインが表示されるため、ゲインβの調整が容易になる。

なお、ゲインＧａを特定することができれば、式（１）に基づいてゲインＧａと総合ゲインＧｏとが一致するゲインβを演算により求めることができる。つまり、総合ゲインＧｏとゲインＧａとを一致させるには、次式（２）を満たすβを求めればよいため、
Ｇａ＝ＧａＧｈ／（１＋Ｇａ・Ｇｓ・Ｇｈ・β）・・・（２）

演算部５２が、式（２）をβについて求めた次式（３）に基づいてβを求めてもよい。
β＝（Ｇｈ−１）／ＧｈＧａＧｓ・・・（３）

上記では、ユーザによるパワーアンプの識別情報を入力する作業を要するが、この入力作業は省略可能である。すなわち、フィードバック回路が非作用状態のときのパワーアンプの出力信号レベルを検知することができれば、入力信号との関係によりゲイン指標値を設定することができる。この場合について、第２〜第４の変形例として説明する。

まず、第２の変形例について、以下図面を用いて説明する。

図４は、第２の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステム１００の構成を示す。第２の変形例では、フィードバック回路３０のフィードバック作用をオンオフするスイッチ３６と、補助アンプ３２のゲインを切り替えるゲイン切替回路３４と、パワーアンプ１０の出力電圧を検知する出力検知器７０とを備える点で、上記の実施形態と異なる。

第２の変形例では、まず、スイッチ３６の開状態にすることでフィードバック回路３０をオフ状態にし、かつ補助アンプ３２のゲインを１に設定する。その状態で、フィードバック作用を受けていない入力信号Ｓｏをパワーアンプ１０に入力し、その入力信号Ｓｏに応じてパワーアンプ１０から出力される出力信号の出力電圧Ｖｏを検出する。第２の変形例では、この出力電圧Ｖｏをゲイン指標値として設定する。次いで、フィードバック回路３０をオン状態で、かつ補助アンプ３２のゲインをＧｈに設定する。その状態で、フィードバック作用を受けた入力信号Ｓｏをパワーアンプ１０に入力し、その入力信号Ｓｏに応じてパワーアンプ１０から出力される出力信号の出力電圧Ｖｔを検出し、その出力電圧Ｖｔがゲイン指標値である出力電圧Ｖｏと一致するように、ゲインβを調整する。

ここで、パワーアンプ１０の出力電圧は、システム１００の総合ゲインＧｏと相関関係を有する。一方、フィードバック作用を受けていない（スイッチ３６が開状態で、かつ、補助アンプ３２のゲインが１の場合）入力信号Ｓｏに応じたパワーアンプ１０の出力電圧Ｖｏは、パワーアンプ１０の本来のゲインＧａと相関関係を有する。そこで、スピーカ２０の音圧周波数特性上における最低共振周波数（低域限界周波数）以上の入力信号が入力される場合、フィードバック作用を受けた（スイッチ３６が閉状態で、かつ、補助アンプ３２のゲインがＧｈの場合）入力信号Ｓｏに応じたパワーアンプ１０からの出力電圧Ｖｔが、ゲインＧａと相関関係を有する出力電圧Ｖｏと一致すれば、総合ゲインＧｏがアンプのゲインＧａと一致することに相当する。つまり、入力信号Ｓｏが、フィードバック可能な周波数帯域内であって、かつ、スピーカ２０の最低共振周波数以上の信号の場合、出力電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏと一致するように、フィードバック回路３０のゲインβを調整すれば、総合ゲインＧｏがＭＦＢ方式スピーカシステムにおいて理想的な値に調整することができる。

以上、第２の変形例によれば、ユーザがパワーアンプ３０の識別情報を入力しなくても、総合ゲインＧｏがゲインＧａに一致するようにシステム１００がフィードバック回路３０のゲインβを調整する。よって、ユーザが接続したパワーアンプに適したフィードバック量を容易に設定することができる。

なお、入力信号Ｓｏは、上記の通り、フィードバック回路３０がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数信号で、かつ、最低共振周波数以上の周波数信号である必要がある。そこで、例えば、入力信号Ｓｏは、上記の条件を満たす所定の周波数信号ｆｉが記録された所謂テスト用ＣＤを再生することで入力すればよい。あるいは、所定の周波数信号ｆｉを出力する信号生成部をシステム１００に設けて、信号生成部から入力すればよい。

また、第２の変形例では、フィードバック回路３０がオン状態におけるパワーアンプ１０の出力電圧Ｖｔが、フィードバック回路３０がオフ状態における出力電圧Ｖｏと一致するように、ゲイン制御部５０においてゲインβを調整する例について説明した。しかし、例えば、第１の変形例のようにシステム１００に調整操作部６２と表示部６４とを設けて、ゲイン指標値としての出力電圧Ｖｏと、出力電圧Ｖｔとを表示部６４に表示し、ユーザが調整操作部６２を操作することで、出力電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏと一致するようにゲインβを調整してもよい。

さらに、表示部６４に出力電圧Ｖｏや出力電圧Ｖｔを表示せずに、ユーザにスピーカ２０の出力音声を聞かせながら、調整操作部６２を操作させることでゲインβをユーザの手操作により調整させてもよい。すなわち、まず、フィードバック回路３０をオフ状態にして、フィードバック可能な周波数帯域内であって、かつ、スピーカ２０の最低共振周波数以上の信号の入力信号Ｓｏを入力した際のスピーカ２０の音声をユーザに聞かせる。次いで、フィードバック回路３０をオン状態にして、同じく入力信号Ｓｏを入力した際のスピーカ２０の音声をユーザに聞かせる。ユーザは、フィードバック回路３０がオン状態におけるスピーカ２０の音声が、フィードバック回路３０がオフ状態におけるスピーカ２０の音声と一致するように、調整操作部６２を介してゲインβを調整する。つまり、この場合には、フィードバック回路３０がオフ状態におけるスピーカ２０の出力音声がゲイン指標値に相当する。また、ユーザの聴力に頼らずに、例えば、スピーカ２０の出力音声レベルを検知する音声センサを別途システム１００に設け、フィードバック回路３０がオフ状態におけるスピーカ２０の出力音声を音声センサにより検知し、その出力音声レベルをゲイン指標値として設定する。次いで、フィードバック回路３０がオン状態におけるスピーカ２０の出力音声を音声センサにより検知して、その出力音声レベルが、ゲイン指標値と一致するように、ゲイン制御部５０あるいは、ユーザ操作により、ゲインβを調整してもよい。

加えて、第２の変形例では、ゲイン指標値の設定時に補助アンプ３２のゲインを１に設定し、フィードバック回路３０のゲインβの調整時に補助アンプ３２のゲインをＧｈに切り替える例について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スイッチ３６を開状態、補助アンプ３２のゲインをＧｈに設定した状態で検出されたパワーアンプ３０の出力信号電圧を１／Ｇｈ倍し、これをゲイン指標値として設定する。その後、スイッチ３６を閉状態に設定し、補助アンプ３２のゲインはＧｈのままの状態で検出されるパワーアンプ１０の出力信号電圧がゲイン指標値と一致するように、フィードバック回路３０のゲインβを調整してもよい。この場合、ゲイン切替回路３４を省略することができる。

続いて、第３の変形例について説明する。なお、第３の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステムの構成は、第２の変形例の構成と同様でよいため、図４に示す通りである。

上記の第２の変形例では、フィードバック回路３０の機能をオフにすることで、フィードバック作用を受けていない入力信号を得て、その入力信号に応じたパワーアンプ１０からの出力電圧Ｖｏを基準として、ゲインβを調整する例について説明した。しかし、フィードバック回路３０をオン状態のままでも、例えば、スピーカ２０の最低共振周波数以上であって、フィードバック回路３０がフィードバック可能な周波数帯域を外れた所定の周波数ｆｉ’である入力信号とすれば、フィードバック作用を受けていない入力信号を得られる。したがって、その時の出力電圧Ｖｏ’をゲイン指標値として、ゲインβを調整しても同様な効果を得ることができる。

そこで、第３の変形例では、まず、ゲイン制御部５０は、フィードバック回路３０をオン状態、かつ、補助アンプ３２のゲインを所定のゲインＧｈに設定する。この状態において、上記の条件を満たす周波数信号ｆｉ’を、周波数特性補正部４０及び補助アンプ３２を介してパワーアンプ１０に入力し、その時の出力電圧Ｖｏ’をゲイン指標値として出力検知器７０において検出する。次いで、ゲイン制御部５０は、フィードバック回路３０をオン状態、かつ、補助アンプ３２のゲインを所定のゲインＧｈの設定のままで、スピーカ２０の最低共振周波数以上であって、フィードバック回路３０がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数信号ｆｉを、周波数特性補正部４０及び補助アンプ３２を介してパワーアンプ１０に入力する。次いで、その時の出力電圧Ｖｔを出力検知器７０において検出し、検出された出力電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏ’と一致するようにゲインβを調整する。これにより、同様に、ゲインＧａと総合ゲインＧｏとを略一致させることができる。

続いて、第４の変形例について、以下図面を用いて説明する。

図５は、第４の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステム１００の構成を示す。第３の変形例では、比較器８０と、入力レベル調整部８６とを備える点で上記の実施形態や他の変形例とは異なる。比較器８０は、出力電圧と所定の基準電圧とを比較する第１比較器８２と第２比較器８４とを備える。入力レベル調整部８６は、入力される周波数信号の入力信号レベル（入力電圧）の調整を行う。

第４の変形例では、まず、フィードバック作用を受けていない入力信号に応じてパワーアンプ１０から出力される出力信号の出力電圧Ｖｔが、予め定められた第１基準電圧Ｖｋ１と一致するように、入力信号の信号レベルを調整する。その後、フィードバック回路３０をオン状態にして、レベル調整済みの入力信号に応じてパワーアンプ１０が出力する出力信号の出力電圧Ｖｔ’が、予め定められた第２基準電圧Ｖｋ２と一致するように、ゲインβを調整する。

より具体的には、まず、フィードバック回路３０をオフ状態にして、補助アンプ３２のゲインを所定のゲインＧｈに設定する。この状態で、スピーカ２０の最低共振周波数以上であって、フィードバック回路３０がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数信号ｆｉを、周波数特性補正部４０及び補助アンプ３２を介してパワーアンプ１０に入力する。次いで、その時の出力電圧Ｖｊを出力検知器７０が検出し、第１比較器８２が出力電圧Ｖｊと、第１基準電圧Ｖｋ１とを比較する。さらに、ゲイン制御部５０がその比較結果を参照して、出力電圧Ｖｊが第１基準電圧Ｖｋ１に一致するように、入力レベル調整部８６を制御して、周波数信号ｆｉの入力信号レベルを調整する。

次いで、フィードバック回路３０をオン状態にして、補助アンプ３２を所定のゲインＧｈに設定する。この状態で、レベル調整後の周波数信号ｆｉをパワーアンプ１０に入力する。次いで、その時の出力電圧Ｖｊ’を出力検知器７０が検出し、第２比較器８４が、出力電圧Ｖｊ’と、第２基準電圧Ｖｋ２とを比較する。ゲイン制御部５０が、その比較結果を参照し、ゲイン調整回路３４を制御して、出力電圧Ｖｊ’が第２基準電圧Ｖｋ２と一致するように、ゲインβを調整する。

第４の変形例では、第２基準電圧Ｖｋ２がゲイン指標値に相当し、第２基準電圧Ｖｋ２は、第１基準電圧Ｖｋ１から、フィードバック回路３０をオンしたことで下がるゲイン分だけ小さい値を示す。つまり、第２基準電圧Ｖｋ２は、第１基準電圧Ｖｋ１からゲインＧｈを減算した値に相当する。

以上のようにゲインβを調整することでも、ゲインＧａと総合ゲインＧｏとを略一致させることができる。

なお、第１の変形例のように、システム１００に調整操作部６２と表示部６４とを設けて、第２基準電圧Ｖｋ２と、出力電圧Ｖｊ’とを表示部６４に表示し、ユーザが調整操作部６２を操作することで、出力電圧Ｖｊ’が第２基準電圧Ｖｋ２と一致するようにゲインβを調整してもよい。

また、スピーカ２０の最低共振周波数以上である周波数信号ｆｊは、第２の変形例と同様に、テスト用ＣＤを再生することで入力してもよいし、信号生成部を別途設けて入力してもよい。

さらに、上記の実施形態や各変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステム１００を構成する各部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。もちろん、一部をハードウェアで構成し、残りをソフトウェアで構成してもよい。

また、上記の実施形態や各変形例では、いずれもフィードバック回路３０からのフィードバック信号を、補助アンプ３２の入力側に入力しているが、補助アンプ３２の出力側に入力してもよい。

ＭＦＢ方式スピーカシステムの基本構成を説明するための図である。本実施形態に係るＭＦＢ方式スピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。第１の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。第２の変形例および第３の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。第４の変形例に係るＭＦＢ方式スピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１０パワーアンプ、２０スピーカ、２２振動センサ、３０フィードバック回路、３２補助アンプ、３４ゲイン調整回路、３６スイッチ、４０周波数特性補正部、５０ゲイン制御部、６０入力操作部、６２調整操作部、６４表示部、７０出力検知器、８０比較器、８６入力レベル調整部、１００ＭＦＢ方式スピーカシステム。

Claims

入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの識別情報に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記指標値設定部は、
パワーアンプの識別情報の入力を受け付ける入力操作部を備え、
前記入力操作部から入力された識別情報に応じて、前記フィードバック回路のゲイン指標値を設定する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
請求項１に記載のモーショナル・フィードバック方式スピーカシステムにおいて、
前記指標値設定部は、
パワーアンプの識別情報に応じたゲイン指標値を記憶するメモリを備え、
前記入力操作部から入力された識別情報に応じたゲイン指標値を前記メモリから読み出し、読み出したゲイン指標値を前記フィードバック回路のゲイン指標値として設定する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記パワーアンプの出力信号レベルを検出する検出部をさらに備え、
前記指標値設定部は、前記フィードバック回路が非作用状態のときの入力信号と、前記検出部により検出した該入力信号に応じた前記パワーアンプからの出力信号レベルとの関係に基づき、前記ゲイン指標値を設定する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記指標値設定部は、
前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルに基づいて、前記ゲイン指標値を設定し、
前記ゲイン調整部は、
前記フィードバック回路がオン状態において、前記入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルと、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記指標値設定部は、
前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域外の周波数を有する入力信号Ｓｏ’に応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルに基づいて、前記ゲイン指標値を設定し、
前記ゲイン調整部は、
前記フィードバック回路がオン状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルと、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記指標値設定部は、前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた、前記スピーカの出力音声に基づいてゲイン指標値を設定し、
前記ゲイン調整部は、
前記フィードバック回路がオン状態において、前記入力信号Ｓｏに応じた前記スピーカの出力音声と、前記ゲイン指標値との比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。
入力信号を増幅する置換可能なパワーアンプからの出力信号に基づいて駆動するスピーカの振動検出信号に、ゲインβを乗じて前記入力信号にフィードバックするフィードバック回路であって、前記パワーアンプの入力端と前記振動検出信号を検出する振動センサとの間に設けられ、前記振動検出信号にゲインβを乗じて前記入力信号に加算して前記パワーアンプに供給するフィードバック回路と、
前記パワーアンプの出力特性に応じた、前記パワーアンプのゲインをシステムの総合ゲインに一致させるために前記フィードバック回路に要求されるゲインβの指標値であるゲイン指標値を自動設定する指標値設定部と、
前記ゲイン指標値に基づいて、前記フィードバック回路のゲインβを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記指標値設定部は、
前記フィードバック回路がオフ状態において、前記スピーカの最低共振周波数以上であって前記フィードバック回路がフィードバック可能な周波数帯域内の周波数を有する入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号の信号レベルが、所定の第１基準信号レベルと一致するように、前記入力信号Ｓｏの信号レベルを調整する信号調整部を有し、
前記信号調整部による調整後の入力信号Ｓｏと、前記第１基準信号レベルとの関係で定められる第２基準信号レベルを前記ゲイン指標値に設定し、
前記ゲイン調整部は、
前記フィードバック回路がオン状態において、調整後の入力信号Ｓｏに応じた前記パワーアンプからの出力信号レベルと前記第２基準信号レベルとの比較に基づき、前記フィードバック回路のゲインβを調整する、
ことを特徴とするモーショナル・フィードバック方式スピーカシステム。