JPH03104500A - スピーカおよび音響再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はラウドネススビー力、すなわち、音響出力用
のスピーカを含む音響再生装置に関し、特に忠実な再生
音が出力されるスピーカおよびそのスピーカを含む音響
再生装置に関する。

［従来の技術］ 第６図は従来のスピーカの概略断面構造を示す図である
。第６図を参照して従来のスピーカ１は、音を発生する
ための円形の振動板１１と、振動板１１の中央部に設け
られたコイル１２と、コイル１２の内部に設けられた永
久磁石１３とー、磁束を均一かつ高密度にコイル１２の
断面に与えるための鉄片１４とを含む。一般のスピーカ
の発音の原理は、公知のごとく、円形の振動板ｌ１の中
央部に設けられたコイル１２に電流信号を与えることに
より、コイル１２は第６図の矢印方向に変位し、空気中
に空気振動を与え音響を放対する。

［発明が解決しようとする３題］ スピーカより音響を出力する場合、スピーカそのものの
特性、またスピーカをおおうスピーカ用箱体の容積、構
造により電気入力信号に対し忠実な音響出力を出力する
ことは困難な場合が多い。

特に低音の出力は困難であり、その実現には大口径のス
ピーカまたは大容積のスピーカボックスが必要とされて
いた。

上記のような問題点を解決するために、いわゆるモーシ
ョナルフィードバック（ＭｏｔｉｏｎａＩ　　Ｆｅｅｄ
　　Ｂａｃｋ）を有するスピーカは一部に存在している
。ここでモーショナルフィードバックとは、スピーカの
実際の機械的振動を電気信号に変換してスピーカのアン
プにフィードバックすることをいう。

第７図は従来のモーショナルフィードバックが行なわれ
ているスピーカの模式図である。第７図ヲ参照して従来
のモーショナルフィードバックヲ有するスピーカは、振
動板を駆動するための駆動信号入力と、その振動板の振
動を検出する振動検出コイルとを含み、駆動信号にょる
スピーカの振動板１１の振動を振動検出コイルによって
検出していた。しかしながら、従来のモーショナルフィ
ードバックを有するスピーカにおいては、駆動信号が人
力される駆動コイルに同期して駆動される部分に巻線が
施されている。駆動により起電力が発生し、その発生し
た起電力出力が増幅器に帰還される。しかし、振動の検
出手段が巻線による起′毛力であるため、その検出出力
はｄφ／ｄｔに比例する。ここでφはコイルが横切る部
分の磁束数であり、したがってｄφ／ｄｔは磁束の単位
時間の変化の割合を表わす。言換えれば、検出出力はｄ
ｖ／ｄｔで表わされることになる。ここで、■は振動板
の変位速度を表わす。したがって、ｄｖ／ｄｔは単位時
間の振動板の変位速度を表わすため、周波数に依存する
。すなわち、この値はスピーカの振動板１１の駆動部の
変位を表わすものではない。したがって、従来のモーシ
ョナルフィードバック有するスピーカシステムにおいて
は、増幅器にモーショナルフィードバック信号を帰還す
るにあたり、種々の変換手段（積分回路）等を要してい
た。その結果、忠実性を損うとともに回路が複雑になる
という問題点があった。この内容を以下に具体的に説明
する。

第８図は従来のモーショナルフィードバックを有するス
ピーカを含む音響再生装置を表わすブロック図である。

第８図を参照して、従来の音響再生装置は、スピーカ１
と、たとえば低周波数領域のみを帰還するといったよう
に、帰還量を設定するための浦正回路３と、スピーカ１
において検出された周波数に依存する特性を有するｄｖ
／ｄｔで表わされる検出信号を積分して変位を出すため
の積分回路４と、３響信号を入力するとともに、フィー
ドバック信号を人力してスピーカ１に再生信号を出力す
るアンブ２とを含む。従って従来のモーショナルフィー
ドバックをＨするスピーカを含む音響再生装置の回路は
複雑であった。

第９図は上記のようなフィードバック信号が入力される
音響再生装置における出力波形の一例を示す図である。

フィードバックがなければ点線で表わせるように出力さ
れるはずの信号が、フィードバック回路を設けることに
より、実線のように入力信号に忠丈な信号として出力さ
れる。しかしながら、従来のモーショナルフィードバッ
クを有するスピーカにおいては、スピーカを覆うスピー
力用箱体の容積、構造により、特定の周波数において共
振が生じることがある。そのような場合においても、た
とえば第９図の左側の信号に示すように、フィードバッ
クがかかる。その結果、人力信号に忠実でない音響再坐
装置となるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、 忠実な音響出力が再生できるスピーカおよびそのスピー
カを含む音響再生装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる音響再生装置は、空気振動を与える振
動板と、振動板の変位を検出するための光電変換素子を
用いた変位検出手段と、変偉検出手段の検出した検出信
号を出力する出力手段とを含む。

この発明にかかる忠尖な音響出力を出力するスピーカお
よびそのスピーカを入力信号に応答して駆動するための
駆動増幅器を含む音響再生装置は、振動板駆動部を含む
スピーカと、振動板駆動部の変位を光電変換素子を用い
て検出する変位検出手段と、嚢位検出手段の険出した出
力信号をスピーカの駆動増幅器へ帰還するための帰還手
段とを含む。

［作用］ この発明にかかるスピーカの振動板の変位は充電変換手
段を用いて検出され、その変位を出力する出力手段を含
むため、スピーカ本体の実際の変位が光電変換手段によ
って検出される。そしてその実際の変位量が出力される
。

この発明にかかる音響再生装置においては、スピーカの
実際の変位がそのスピーカを駆動するための増幅器に帰
還信号として入力される。従来のように速度信号を変位
信号に変換した値でなく、丈際の変位量がフィードバッ
クされる。したがって、従来のように積分回路の周波数
特性等によるフィードバック信号に誤差等は生じない。

［発明の実施例］ 第ＩＡ図はこの発明にかかるスピーカの断面を示す模式
図であり、第ＩＢ図は第１Ａ図のＩＢで示す方向からこ
の発明にかかるスピーカを見たときの拡大図である。

第ＩＡ図、第ＩＢ図を参照して、この発明にかかるスピ
ーカ１は、コイル１２の一部に固定された遮光板１５と
、遮光板１５を挾んで設けられた発光素子１６および光
起電力素子からなる受光板１７とを含む。それ以外の部
分については、従来の場合と同一であるので、同一部分
に同一参照？１号を付してその説明を省略する。

第ＩＢ図を参照して、遮光阪１５は、三角形の形状を有
しており、それは図中の矢印のように変位する。発光素
子１６および受光板１７は、遮光板１５を間に挾んだ状
態で各々の発光面、受光面は対而して配置される。発光
索子１６の発光面からの光エネルギは、受光板１７の受
光何効面に対し、一様に均一に光が４えられるように拡
散される。その先路を部分的に遮る形で遮光仮１５が配
置される。今、第ＩＢ図に示すように遮光板１５が存在
するとすると、光路が遮られる量は、斜線で示した三角
形で表わされる部分である。コイル１２に流れる電流が
変化し、コイル１２が変位することによって遮光板ｌ５
が同時に変位すると、岐線で示す三角形によって遮光板
が行なわれる。

その結果、遮光板の位置に対応した起電力が発生する。

それは受光量に比例する。三角形の面積は一般に １ Ｓ−２８−Ｈ で表わされる。ここでＢは三角形の底辺の長さであり、
Ｈはコイルの変位であり（第１Ｂ図参照）、ＳはＨに比
例することから、遮光板の位置の変泣は、受光量に比例
する。

第２図は第ＩＡ図、第１Ｂ図で示した内容を電気回路的
に説明した図である。Ａ−Ｃの端子の間に直流電圧Ｐ１
を印加することにより、抵抗Ｒにより一定電流が発光素
子１６に流れる。発光素子１６は発光面より光エネルギ
を放Ｊ１．ｔする。一方その光エネルギは、中間に配置
された遮光仮１５を経て光起電力素子からなる受光板１
７の受光而に達する。それにより光エネルギに比例した
光起電力が発生し、それは端子Ｐ２として出力される。

上に述べたこの発明にかかるスピーカを第ＩＡ図の■で
示す矢印から見た図を第３図に示す。第３図を参照して
、この発明にかかるスピーカは、一般のスピーカにも存
在する振動板駆動用の駆動用端子２１と、本発明にかか
る変位検出用の検出用端子２２とを含む。駆動用端子２
１に電気信号が入力され、検出用端子２２には第２図に
示したＡ−Ｃの３つの端子が配置されている。

次にこの発明にかかるスピーカを用いた音響再生装置を
第４図を参照して説明する。この発明にかかる音響再生
装置は、スピーカ１と、従来の第８図で説明した補正回
路３と、入力信号Ｉおよびフィードバック信号Ｆが入力
されるアンブ２とを含む。第４図を参照して、この発明
にかかる音響再生システムにおいては、促来のように積
分回路４が設けられない。これは、スピーカの機城的変
位が補正回路を経て心接フィードバック信号Ｆとしてア
ンブ２に人力されるため、従来のような積分回路４が必
ザでないためである。

次に第４図を参照してこの発明にかかるスピーカが組込
まれた音響再坐装置の動作について説明する。今音響出
力のアンブ２に対して入力信号、すなわち可聴周波信号
が人力Ｉに与えられる。アンブ２はその増幅度によりス
ピーカ１を駆動させるのに十分な電流をスピーカ１に与
える。それにより、スピーカ１はコイル１２に電流が流
れ、コイル１２は変位する。その結果、スピーカの振動
仮１１は疫位し、音曹出力が発生する。本発明にかかる
スピーカ１からの変泣信号は、先に述べたようにその変
位に比例した信号が出力され、これはアンブ２に対しフ
ィードバックを形成する信号として人力Ｆに供給される
。なお、補正回路３は、アンブ２にフィードバックされ
る変位信号を、その信号極性、周波数特性、振幅特性等
を適正化させるために設けられる。

第５図はこの発明にかかるスピーカと従来のスピーカと
における人力信号に対する出力信号の波形の忠実さを示
すための図である。第５図を参照して、たとえば上段に
に示すようにパルス状の人力信号があったときや、下段
に示すような高周波の入力信号があったとき、従来にお
いては、たとえばその左側に示すように制動をかけすぎ
たり、右側に示すように制動不足が生じたりして、入力
信号に忠実な出力信号が得られなかった。これに対して
、この発明にかかるスピーカを用いた場合には、入力信
号に忠丈な出力信号が得られる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、スピーカの振動板の嚢
位を光電変換素子を用いて直接険出し、丈際の変位量を
スピーカの駆動用アンプにフィードバックさせるため、
より忠実な音響出力を出力することのできるスピーカお
よびそのスピーカを含む音響再坐装置を堤供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図はこの発明にかかるスピーカの断面を示す模式
図であり、第ＩＢ図は第ＩＡ図のＩＢで示す方向から見
た拡大図であり、第２図はこの発明にかかるスピーカの
等価回路図であり、第３図は第ＩＡ図の■で示す方向か
らこの発明にかかるスピーカを見た図であり、第４図は
この発明にかかるスピーカを組込んだＴ８’ｌｌ再生装
置を示すブロック図であり、第５図はこの発明にかかる
スピーカと従来のスピーカにおける入力信号と出力信号
の関係を示す図であり、第６図はスピーカの原理を説明
する模式図であり、第７図は従来のモーショナルフィー
ドバックを有するスピーカの模式図であり、第８図は従
来のモーショナルフィードバックを有するスピーカを組
込んだ音響再生装置のブロック図であり、第９図はフィ
ードバック信号が９．えられることによる効果を説明す
るための図である。 １はスピーカ、２はアンプ、３は補正回路、１１は振動
板、１２はコイル、１３は永久磁石、１４は鉄片、１５
は遮光板、１６は発光素子、１７は受光板である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 第１Δ図 第ＩＢ図 菓４図 第２図 １゜ｔ 第３図 萬６図 第８図 ４：種扮徊ネ 第ｑ図 司僚牧（＋）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気振動を与える振動板と、 前記振動板の変位を光電変換素子を用いて検出するため
   の変位検出手段と、 前記変位検出手段の検出した検出信号を出力する出力手
   段とを含む音響出力用スピーカ。（２）スピーカおよび
   前記スピーカを入力信号に応答して駆動するための駆動
   増幅器を含む音響再生装置であって、 前記スピーカは振動板駆動部を含み、 前記振動板駆動部の変位を光電変換素子を用いて検出す
   る変位検出手段と、 前記変位検出手段の検出した出力信号を前記スピーカの
   駆動増幅器へ帰還するための帰還手段とを含み、 それによって、前記入力信号に忠実な音響出力を出力す
   る音響再生装置。