JPH0440199A - スピーカ装置 - 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、オーディオ装置やテレビジョン装置に使用
されるスピーカ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は従来のスピーカ装置を概略的に示す断面図、第
６図はそれの駆動系を示すブロック線図である０図にお
いて、（１）はボイスコイル、（２）は振動板、（３）
は、永久磁石（４）、内側ヨーク（５）。

外側ヨーク（６）からなる磁気回路、（７）はフレーム
。

（８）は増幅器、（９）は磁気回路（３）及びボイスコ
イル（１）からなるボイスコイル駆動部である。

次に動作について説明する。第６図において、増幅器（
８）によって増幅されたチューナやプレーヤからの音楽
信号に応じボイスコイル駆動部（９）が動作する。ボイ
スコイル駆動部（９）では、第５図に示すように、ボイ
スコイル（１）が永久磁石（４）と内側ヨーク（５）お
よび外側ヨーク（６）で構成された磁気回路（３）のギ
ャップ部に配置されているので、ボイスコイル（１）中
を流れる電流によりローレンツ力Ｆが生じる。ボイスコ
イル（１）は振動板（２）に固定されており、さらに振
動板（２）はフレーム（７）に固定されているので、ロ
ーレンツ力Ｆにより振動板（２）が弾性変形する。この
変形量は、音楽信号の強弱にほぼ比例し、さらに、この
変形によって空気が振動するので、結果的に音楽信号の
強弱に従って空気が振動し、音となって人間の耳に聞え
ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のスピーカ装置は１以上のように構成されているの
で、スピーカから音楽信号に忠実な音が出されるために
は、振動板の周波数特性は、特に可聴帯域内では均一で
あることが望ましい。しかしながらスピーカの大きさに
制限があったり、組立て保管上の問題から振動板にもあ
る程度の剛さが必要となるため、振動板とコイルで構成
されるバネ・マス系の１次共振周波数を低くするには限
界があり、結果として低域の音が充分に出ないとという
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、スピーカが小さく、又、振動板にもある程度
の剛さかあっても低域の音を充分に出せるスピーカ装置
を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るスピーカ装置は、ボイスコイルと磁気回
路のヨーク又は永久磁石との間に、集光ビームを出射す
る光源と、この光源がらの集光ビームを受光し、その受
光位置に応じた大きさの信号を出力する光検知器とを備
えた振動検出手段を設けたものである。

［作　用］ この発明によれば、振動検出手段によりボイスコイルと
磁気回路との相対的変位が検出されるので、この検出さ
れた変位と入力信号との差を演算し、誤差信号を増幅す
るフィードバック制御系を構成することにより小型で、
しかも特に剛性の低い振動板を用いなくても低音がよく
出るスピーカ装置が得られる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を概略的に示す断面図、第２図
はそれの駆動系を示すブロック線図で、図において、（
１）はボイスコイル、（２）は振動板、（３）は磁気回
路、（４）は永久磁石、（５）はボイスコイル（１）の
内側に突出しておる丸棒形状の内側ヨーク、（６）は外
側ヨーク、（７）はフレーム、（８）は増幅器、（９）
はボイスコイル駆動部で以上は従来例と同様のものであ
る。（１０）は指向性発光ダイオード（以下ＬＥＤとい
う）を有する光源、（１１）は振動板（２）のボイスコ
イル（１）固定位置に固定され、光源（１０）を接着固
定させた光源ホルダ、（１２）は光源（１０）から出射
される集光ビーム、（１３）は、振動板（２）の静止時
にそれの中心位置に集光ビーム（１２）を受光する所定
位置に配設され、光源（ｌＯ）の変位による集光ビーム
（１２）の受光位置に応じた大きさの信号を出力する光
検知器、　（１４）は、光検知器（１３）を上記所定位
置に支持するよう内側ヨーク（５）の端面にネジ止め固
定された光検知器ホルダ、（１５）は光検知器（１３）
の出力端子にハンダ付けにより固定されて光検知器ホル
ダ（１４）に支持された光検知器用基板、（１６）は光
源（１０）及び光検知器（１３）を有する振動検出手段
、（１７）は入力音楽信号と振動検出手段（１６）から
の出力信号との差をとる演算回路、（１８）は補償器で
ある。

第３図は振動検出手段（１６）の−例を示す概略構成図
で、（１９）はＬＥＤ素子、（２０）はＬＥＤ素子（１
９）と一体成形されてこれを覆いこれより発射される光
ビームを集光させる樹脂製レンズ、（２１）は光検知器
（１３）を構成するＰＩＮ半導体素子からなる一次元形
状の光位置センサで、受光位置の中心位置からの偏位Ｘ
に応じた大きさだけ異なった値の光電流工２、工２を出
力する。（２２）はこの光電流出力■い　Ｉ２を入力し
１次式によって上記偏位Ｘを算出する位置検出回路であ
る。

Ｉ、＋Ｉ２ ここにＬはＬＥＤ素子（１９）の中心位置と一方の電極
間距離である。

次にその動作について説明する。入力音楽信号に応じて
ボイスコイル（１）が駆動され振動板（２）が振動する
。それにより光源（１０）の位置も上下に変動し、それ
からの集光ビーム（１２）の光検知器（１３）への受光
位置も変位する。そして、光検知器（１３）から集光ビ
ーム受光位置の中心位置からの偏位Ｘに比例した大きさ
の信号が出力される。即ち、振動検出手段（１６）から
振動板（２）の実際の振動に忠実に比例した信号が出力
され、演算回路（１７）に印加される。従って、演算回
路（１７）において、入力音楽信号と振動検出手段（１
６）からの位置検出信号との差が出力されることになる
が、この差信号は入力音楽信号に対して、振動板が忠実
に変位しなかったために生じる誤差信号となっている。

そして、この誤差信号は、増幅器（８）で増幅され補償
器（１８）で補償されてボイスコイル駆動部（９）に印
加され、フィードバックサーボ系が構成される。

ここで増幅器（８）の増幅率を大きくとれば、結果とし
て、誤差信号は極めて小さくなり、振動板（２）が入力
音楽信号に忠実に動作する事になる。

このようにフィードバックサーボ系を構成することによ
り、感度が一般に不足しがちな低周波数帯域において、
増幅器（８）によりその不足感度をおぎなうことが可能
となり、低音出力が充分得られるようになる。

なお、上記実施例では以下の理由により、光源（１０）
として樹脂製レンズ（２０）とＬＥＤ素子（１９）とを
一体成形したものを使用している。即ち、■軽量である
ため、可動するボイスコイル（１）に直接取り付けても
、周波数特性に大きな変化はない。

■小型であるため、スピーカ装置を小型化できる。

■集光のための外部光学系を使わずに、光量密度を上げ
ることができ、高いＳ／Ｎ比が可能である。

しかしながら、光源（１０）として第４図に示すように
、半導体レーザー素子（２３）のキャップ（２４）に光
ビーム集光用にコリメータレンズ（２５）を取付けたレ
ーザー光源を用いてもよい、この場合、光量密度は上記
樹脂製レンズを一体成形したＬＥＤよりもさらに高くな
るので、さらに高いＳ／Ｎ比を得ることができる。

また、上記実施例では、光検知器（１３）と光源（１０
）の簡素化を計るため、光検知器（１３）としてボイス
コイル（１）の変位を等倍で直接検出できる一次元形状
の光位置センサを使用しているが、必しもこれに限るも
のではない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ボイスコイルと磁気回
路のヨーク又は永久磁石との間に、集光ビームを出射す
る光源と、この光源からの集光ビームを受光し、その受
光位置に応じた大きさの信号を出力する光検知器とを備
えた振動検出手段を設けたので、ボイスコイルの変位を
忠実に検出できる小型のスピーカ装置が得られる効果が
あり、増幅器と共に、フィードバック制御系を構成する
ことにより、小型のスピーカ装置であっても充分な低音
を出力させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を概略的に示す断面図、第
２図はそれの駆動系を示すブロック線図、第３図はこの
実施例の振動検出手段を示す概略構成図、第４図はこの
発明の他の実施例の振動検出手段を示す概略構成図、第
５図は従来のスピーカ装置を概略的に示す断面図、第６
図はそれの駆動系を示すブロック線図である。 図において、（１）はボイスコイル、（２）は振動板、
（３）は磁気回路、（４）は永久磁石、（５）は内側ヨ
ーク、（６）は外側ヨーク、（９）はボイスコイル駆動
部、（１０）は光源、（１２）は集光ビーム、（１３）
は光検知器、（１６）は振動検出手段である。 図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。 第 図 第 図 第 図 第 図 １０：光源 １２：集光ビーム 第 図 手 続 補 正 書 （自 発） 平成２ 年１０ 月 ９日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石とヨークによって磁気回路が構成され、振動板
   に固定されたボイスコイルが上記磁気回路内に配置され
   たスピーカ装置において、上記ボイスコイルと上記ヨー
   ク又は永久磁石との間に、集光ビームを出射する光源と
   、この光原からの集光ビームを受光し、その受光位置に
   応じた大きさの信号を出力する光検知器とを備えた振動
   検出手段を設けたことを特徴とするスピーカ装置。