JPH0364300A - 音響装置 - 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、いわゆる全面駆動形スピーカを用いた音響
装置に関し、特に、全面駆動形スピーカを全帯域に渡っ
て一律の負性抵抗を介して駆動すする。

［従来の技術］ 従来の音響装置としては、ダイナミックスピーカを用い
たものが一般的である。このような音響装置において、
音質等の特性を向上させるための試みとして、密閉形ボ
ックスに取り付けたダイナミックコーンスピーカを出力
インピーダンス中に負性抵抗等の負性インピーダンスを
含むアンプで駆ｗＪ（負性抵抗駆動）する例（例えば特
願昭６２−１４５７３８号〉や、ヘルムホルツ共鳴体ボ
ックス形のスピーカシステムに低音部（共鳴体側の共鳴
周波数ｆ。Ｐおよびスピーカ側の最低共振周波数ｆｏの
近傍）を負性抵抗駆動する駆動装置を組み合わせること
により、共鳴体側の共振Ｑを高め、小さなスピーカボッ
クスを用いて共鳴ボート（共鳴体側）からの音を効果的
に利用する技術（例えば特願昭６２−３３４２６２号）
が本出願人により提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、通常のダイナミックスピーカは、ボイスコイ
ルが円筒（ソレノイド）形であるため、非そ−ショナル
インピーダンスとしてのインダクタンス成分を含んでい
る。また、このボイスコイルはスピーカの磁石やヨーク
等からなる磁気回路中に置かれているため、非線形とな
り勝ちである。したがって、通常のダイナミックスピー
カは、負性抵抗駆動により全ｆ＠に渡って有効に前記非
モーショナルインピーダンスを汀ち消しまたは低減し有
効な電磁Ｉ−ＩＪ　ａを掛けることは技術的に難しいと
いう問題があった。このため、′例えば前記特願昭６２
−３３４２６２号に記載された音響装置における負性抵
抗駆動の応用は、現実には低音域に限られている。

この発明は、これらの従来例における問題点に鑑みてな
されたもので、全帯域に渡って負性抵抗駆動による有効
な電磁制動をＨトけることにより、音質の向上を図った
音響装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、この発明では、スピーカと
して全面駆動形スピーカ（スピーカの振動板とボイス導
体部分とが一体となり、駆動力が振動板全面に作用する
タイプのスピーカ）を用いるとともに、この全面駆動形
スピーカの等価モーショナルインピーダンス以外の抵抗
成分を低減または汀ち消すように全帯域に渡って一律の
負性抵抗を介して駆動するようにしている。

［作　用］ スピーカの等価モーショナルインピーダンス以外のイン
ピーダンスを低減または汀ち消すようにスピーカを駆動
すると、等価モーショナルインピーダンスがＱダンプさ
れ、このモーショナルインピーダンスで表わされるスピ
ーカ振！ａ系は、勝手な動きを制限ないしは禁止される
。これにより、振動系の過渡応答による歪を低減ないし
防止することができる。

全面駆動形スピーカは、ボイスコイルに相当する部分が
円筒形ではなく、面引回し形であるため、構造上、スピ
ーカの非モーショナルインピーダンスを全帯域に渡って
フラットにすることが可能である。このため、全帯域に
渡って一律の負性抵抗を介して駆動することにより、ス
ピーカの等価モーショナルインピーダンス側から見た電
気抵抗を全帯域に渡って容易に小さくすることができる
。すなわち、この発明によれば、全帯域に渡ってスピー
カに有効な電磁制動を掛けることができる。これにより
、電磁制動を振動板全面、全体域に渡って掛けることが
でき、よりクリアな音質を得ることができる。

［効果］ 以上のように、この発明によると、全面駆動スピーカを
用いたため、非モーショナルインピーダンスを全帯域に
渡ってフラットにすることができ、かつ全帯域−律の負
性抵抗を介して駆動するという実現容易な方法により振
動板全体Ｃ全帯域に渡って電５１１ｔｉｌＪ勅を掛ける
ことができる。また、振動板全体に全ＩＦ域に渡って電
磁制動を掛けることにより、スピーカは、振動板の弱さ
による付帯音がなくなり、音質がよりクリアとなる。

［実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る音響装置の構成を
示す。同図の装置は、フィルムシート１１の表面に線状
導体１２を形成してなる振動板１３をフレーム１４に振
動可能に支承してなる全面駆動形スピーカ１と、ＣＤプ
レーヤ等のソース３から出力される信号に基づきスピー
カ１を駆動する負性抵抗アンプ２を具備する。複数本の
線状導体１２は、平行に配列され、それぞれの端部で直
列接続されることにより全体として１木のボイス導体を
構成している。

第２図は、第１図の全面駆動形スピーカ１のＡ−Ａ断面
図である。このスピーカ１の振動板１３の裏面には図中
、上下方向に着磁された複数個の四角柱状の磁石１５が
、それぞれのＳ極面またはＮ極面が各線状導体１２の長
手方向（第１図の縦方向）と平行に、かっＳ極とＮ極が
各線状導体１２を挾んで位置するように配置されている
。

したがって、スピーカ１の線状導体１２がアンプ２によ
り駆動されると、各Ｎ−Ｓ極間に形成される磁界と線状
導体１２を流れる電流とによってこれらのベクトル横方
向の電磁力が生じ、振動板１３が振動し、音響が発生す
る。

第３図は、第１図における負性抵抗アンプ２の基本構成
を示す、第３図において、入力電圧ｖｌが人力される入
力端子２１は、抵抗Ｒ１を介して演算増幅器（パワーア
ンプ）２２の反転入力端子に接続される。演算増幅器２
２は、非反転入力端子を接地され、出力端子は抵抗Ｒ３
を介して前記抵抗Ｒ３と反転入力端子との接続点に接続
されるとともに、全面駆動形スピーカ！である負荷（イ
ンピーダンスＺＬ）および電流検出用抵抗Ｒ１１を直列
に介して接地される。スピーカ１と抵抗Ｒ３との接続点
は、ゲイン−Ａ　（−−Ｒ５／　Ｒ４）の増幅器（サー
ボアンプ）２３および抵抗Ｒ２を直列に介して演算増幅
器２２の反転入力端子と抵抗Ｒ１，Ｒ３との接続点に接
続される。

ここで、スピーカ１の両端の電圧をｖｏとすると、その
伝達特性は、 −Ｖｏ／Ｖ＋　−（ｎｓ／Ｒ７）−［ｘ／（ｘ＋（Ｒｓ
／ｚｔ、）・（ｌ−＾・Ｒ３／ｎｚ））Ｊ・・・・（１
）となる。したがって、この負性抵抗アンプ２の出力イ
ンピーダンスは、 １ｏ　＝　Ｒｓ（１−Ａ４ｓ／ｌｈ）　　　”　”　”
　（２）となる。前記（２）において、Ａ−Ｒｓ／Ｒｓ
＞１とすると、出力インピーダンスＺ。を負にすること
ができる。

第３図のスピーカ１内において％ＲＶはボイス導体の直
流抵抗を示し、抵抗ＲＭ、コンデンサＣＭおよびインダ
クタンスＬＭよりなる並列回路は、スピーカ１の振動系
のモーショナルインピーダンス２Ｍを示す。

スピーカのモーショナルインピーダンスス１．ｌを直接
定電圧駆動すれば、振動板１３の全ての勝手な動きは抑
圧される。すなわち、前記振動系は過渡応答を全く生ぜ
ず、これによる歪をゼロにすることができる。これは前
述の先願に記載された通りである。

この実施例の音響装置においては、前記（２）に示す出
力インピーダンス２０を例えば−ＲＶに設定する。これ
は、−例として、Ｒｖが８Ωであれば、Ｒｓ”０．２２
Ω、Ｒ４＝１．５にΩ、Ｒ５冨５６にΩ、Ｒ２＝Ｒ３（
＝任意、例えば１０にΩ）とすることにより実現される
。

全面駆動形スピーカは、非モーショナルインピーダンス
を、第３図に等偏曲に示すように、実質的にボイス導体
の直流抵抗成分ＲＶのみとすることができることが大き
な特徴である。このため、電気インピーダンス特性を、
第４図に示すように、略平坦にすることが可能となり、
全帯域−律の負性出力インピーダンスＺ、−−Ｒｖで負
性抵抗駆動するだけで、振動板１３に対して全帯域に渡
って有効な電磁制動を掛けることができる。

これにより、スピーカ１は、振動系の過渡応答が防止さ
れ、振動板１３の弱さによる付帯音がなくなって、音質
がクリアになる。

また、この音響装置は、上述のように、スピーカ１の振
動系を極めて強力に駆動および制動するため、振動板１
３の後側を密閉する場合心も、この密閉空間の影響を受
は難い。このため、スピーカキャビネットを小形化して
装置全体を小形化したり、第１図に示すように薄形化し
た場合にも充分な音圧の低音再生を実現することができ
る。

なお、上述においては、全面駆動形スピーカの非モーシ
ョナルインピーダンスを略完全に汀ち消す場合について
説明したが、非モーショナルインピーダンスを低減する
だけでも、この発明の効果は得られる。この場合の効果
は、非モーショナルインピーダンスを低減した程度に応
じて、前記定電圧駆動した場合と完全に汀ち消した場合
との間のものとなる。

次に、この発明の作用をダイナミックスピーカを負性抵
抗駆動する従来例と比較して説明する。

第５図は、最も一般的なコーン形ダイナミックスピーカ
の構造を示す断面図である。図から分かるように、コー
ン形振動板６１の頂部に取り付けられたボイスコイル６
２はリング状のマグネット６３を挟んで配置されたヨー
ク６４と６５との間に設けられている円筒状のギャップ
部分６６に挿入されており、構造上、電気的なインダク
タンスＬｖを形成している。そのため、スピーカの電気
インピーダンスは、このインダクタンス成分ｊωＬｖの
影響で、第６図に示すように周波数とともに上昇して行
くことになる。

一方、全面駆動形スピーカの場合、第２図に示すように
、ボイスコイルに相当する導体１２は振動板１３と一体
に形成された構造となっている。

そして、直線状のマグネット１５がヨーク１６上にＮ−
Ｓ交互に配置され、その間にボイス導体１２が直線状に
挿入されているため、電気的なインダクタンスは非常に
小さく、電気インピーダンス特性は、第４図に示すよう
に、周波数が上昇してもほとんど上昇せず、平坦となっ
ている。

以上のような電気インピーダンス特性の差異のため、全
帯域−律の負性抵抗により駆動した場合の電磁制動の効
果は第７図および第８図に示すように異なるものとなる
。第７図は第２図の全面駆動スピーカの電気インピーダ
ンス特性（第４図）に対して−Ｒの負性抵抗駆動を掛け
た場合のアンプ−スピーカ総合の電気インピーダンス特
性を示す。第８図は、第５図に示すダイナミックスピー
カの電気インピーダンス特性（１Ｊ６図）に対して−Ｒ
の負性抵抗駆動を掛けた場合の総合の電気インピーダン
ス特性を示す。

図から分かるように、全面駆動形スピーカの場合、電気
インピーダンス特性は全帯域に渡ってほぼＲだｔす低減
している（第７図〉。これ社対し、ダイナ主ツクスピー
カの場合、最低共振周波数近傍および中域以降のスピー
カの電気インピーダンスが比較的大きな部分では負性抵
抗駆動による電気インピーダンス低減効果はほとんど見
られない、総合電気インピーダンスが低減しているのは
、上記部分を除くスピーカの電気インピーダンスが比較
的小さな帯域Ｂ、および８２部分のみである。

全面駆動形スピーカ自体および負性抵抗アンプ自体は、
それぞれ公知であるが、全面駆動形スピーカとこのスピ
ーカの全発音帯域に渡って一律の負性抵抗を介してこの
スピーカを駆動する負性抵抗アンプとを組合わせること
は行なわれていない、また、このように全面駆動形スピ
ーカと一律の負性抵抗を介してこのスピーカを駆動する
負性抵抗アンプとを組合わせることによって、全面駆動
スピーカの欠点である振動板の弱さをカバーし、ダイナ
ミックスピーカを用いる場合より、さらにクリアな音質
の音響装置を得ることができることも知られていない。

なお、負性抵抗または負性インピーダンスを周波数によ
って変化させることは可能である。そして、第８図のよ
うな電気インピーダンスに対しても負性抵抗駆動した場
合の残りのインピーダンスを一定とするように負性抵抗
をコントロールすることができれば、よりクリアな音質
の音響装置を得ることができるものと考えられる。しか
し、現実には、このようなコントロールは非常に困難で
ある。

この発明においては、全面駆動形スピーカを用いたため
に、全帯域に渡って一律の負性抵抗をもってスピーカの
非モーショナルインピーダンスを有効に低減ないし汀ち
消すことができる。また、駆動装置は、出力インピーダ
ンス中の負性抵抗が一律であるが故に、実現が容易であ
る。これらの結果として、この発明によれば、音質のよ
り向上した音響装置を簡略な構成で実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る音響装置の全体構
成説明図、 第２図は、第１図における全面駆動形スピーカのＡ−Ａ
断面図、 第３図は、第１図における負性抵抗アンプの基本構成図
、 第４図は、第１図における全面駆動形スビーカの電気イ
ンピーダンス特性図、 第５図は、従来例としてのダイナミックスピーカの構造
を示す断面図、 第６図は、第５図のダイナミックスピーカの電気インピ
ーダンス特性図、 第７図は、第１図における全面駆動形スピーカを負性抵
抗−Ｒで駆動したときの総合電気インピーダンス特性図
、そして 第８図は、第５図のダイナミックスピーカを負性抵抗−
Ｒで駆動したときの総合電気インピーダンス特性図であ
る。 １：全面駆動形スピーカ ２：負性抵抗アンプ １２：ボイス導体 １３：振動板 １５；磁石 Ｒｖ　：ボイス導体１２の直流抵抗 （非モーショナルインピーダンス） 第 ｔりＬインビーグン人（！Ｎ） ｆ。 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動膜上に線状導体を一体配設し、この振動膜の
   膜面に略平行な磁界を印加し、この磁界と導体を流れる
   電流とのベクトル横方向に上記振動膜を駆動する全面駆
   動形スピーカと、 該スピーカの等価モーショナルインピーダンス以外の抵
   抗成分を低減または汀ち消すように、全帯域に渡って一
   律の負性抵抗を介して駆動する駆動装置と を具備することを特徴とする音響装置。