JPH05183980A - モーショナルフィードバックスピーカ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モーショナルフィードバック（ＭＦＢ）の特
性が安定し、歪の少ない低域再生特性に優れた位相反転
型のＭＦＢスピーカ装置を実現する。 【構成】 キャビネット１１にスピーカユニット５とパ
ッシブラジエータ１２を取付けて位相反転型スピーカ１
０を構成する。更にスピーカユニット５とパッシブラジ
エータ１２の振動を検出する検出器１３ａ，１３ｂを各
振動板に取付ける。検出器１３ａ，１３ｂで検出された
信号の位相や振幅に基づき、帰還信号を生成して電力増
幅器に与える。入力信号源１の音声信号をスピーカユニ
ット５から放射すると共に各振動板の振動を検出し、電
力増幅器２にＭＦＢ帰還をかけることにより優れた音圧
周波数特性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低音再生能力を向上さ
せるためにパッシブラジエータを備えたモーショナルフ
ィードバック（以下ＭＦＢという）スピーカ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、スピーカ装置は音響出力機器のデ
ィジタル化にともない、高音質，高出力，低音域の拡大
等の特性改良が望まれており、従来からこの用途にＭＦ
Ｂスピーカ装置が用いられている。以下に従来のＭＦＢ
スピーカ装置について説明する。

【０００３】図４は従来のＭＦＢスピーカ装置の一例を
示す構成図である。本図に示すように、音声の入力信号
源１からの音声信号は電力増幅器２により増幅され、位
相反転型スピーカ３に与えられる。位相反転型スピーカ
３は位相反転キャビネット４にスピーカユニット５と、
その取付け面の下部に開口されたバスレフポート６を有
するものであって、比較的小さな内容積で低音が再生で
きるスピーカである。バスレフポート６はスピーカユニ
ット５の振動板背面より放射される位相の反転された音
を出射して低音域を強調するものである。

【０００４】スピーカユニット５の振動板のダストキャ
ップには検出器７が取付けられている。検出器７はスピ
ーカユニット５の振動加速度を検出して電圧に変換する
センサーであり、その出力は帰還回路８に与えられる。
帰還回路８は、検出器７の出力する加速度信号，この加
速度信号を積分した速度信号，速度信号を更に積分した
位置信号（振幅）を夫々生成し、これらの信号の利得や
位相を変化させて帰還信号を出力する回路である。帰還
回路８の出力は負帰還の信号として電力増幅器２に与え
られる。

【０００５】このような構成のＭＦＢスピーカ装置で
は、再生周波数の各特定部分で共振又は反共振が抑止さ
れるよう、電力増幅器２に入力する音声信号の振幅及び
位相を制御し、低域部分での再生特性を補償すると共に
高域部分の歪みを補正していた。図５はスピーカユニッ
ト５単体の周波数特性とバスレフポート６の共振周波数
特性を示す図である。実線Ａはスピーカユニット５自身
の周波数特性を示し、５０Ｈz 付近で急激に振動が落ち
込む。又曲線Ｂはバスレフポート６を有するキャビネッ
ト４の共振周波数特性を示し、５０Ｈz 付近に共振ピー
クを持っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の構成では、スピーカユニット５の振動板に取り
付けられた検出器７によって、スピーカユニット５の前
方の空気振動は検出できるが、バスレフポート６から放
射される空気振動は検出できなかった。このため図５の
ような周波数特性を持つスピーカユニット５とバスレフ
ポート６により構成される位相反転型スピーカ３にＭＦ
Ｂをかけると、スピーカユニット５の位相が反共振周波
数（５０Ｈz 付近）で不安定になる。即ち、検出器７の
出力により帰還信号を帰還回路８で生成すると、この帰
還信号が電力増幅器２の入力時に反対位相になるべきと
ころ、同位相になることがある。このためこの周波数付
近でのＭＦＢ制御が不安定になるという問題点を生じて
いた。更に、バスレフポート６からの風切り音などの歪
音が発生するという問題も生じていた。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、位相反転型スピーカにおいて、
ＭＦＢをかけないときのスピーカユニット５の反共振周
波数がバスレフポート６の共振周波数と一致する場合で
も、ＭＦＢを安定してかけることができ、歪音の少ない
低域特性に優れたＭＦＢスピーカ装置を実現することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、キャビネットに取付けられたスピーカユニット及び
パッシブラジエータを含む位相反転型スピーカと、入力
信号源の音声出力の低域周波数特性を補正する特性補正
回路と、特性補正回路の出力を電力増幅してスピーカユ
ニットを駆動する電力増幅器と、パッシブラジエータの
振動板に取付けられてその振動を検出する検出器と、検
出器の出力信号の振幅及び位相を基づいて帰還信号を生
成し、この帰還信号を電力増幅器に与える帰還回路と、
を具備することを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項２の発明は、キャビネットに
取付けられたスピーカユニット及びパッシブラジエータ
を含む位相反転型スピーカと、入力信号源の音声出力の
低域周波数特性を補正する特性補正回路と、特性補正回
路の出力を電力増幅してスピーカユニットを駆動する電
力増幅器と、スピーカユニット及びパッシブラジエータ
の振動板に夫々取付けられてその振動を検出する第１の
検出器及び第２の検出器と、第１の検出器の出力信号の
振幅及び位相を基づいて帰還信号を生成し、この帰還信
号を電力増幅器に与える第１の帰還回路と、第２の検出
器の出力信号の振幅及び位相を基づいて帰還信号を生成
し、この帰還信号を電力増幅器に与える第２の帰還回路
と、を具備することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、入力
信号源からの音声信号は特性補正回路により低音域の音
圧が補正されて電力増幅回路に与えられる。電力増幅回
路がスピーカユニットを駆動すると、検出器はスピーカ
ユニット又はパッシブラジエータの振動板の振動を検出
する。次に帰還回路は検出器の出力信号の振幅及び位相
を基づいて帰還信号を生成して電力増幅器に与える。帰
還回路が出力する帰還信号と元の音声信号が合成され
て、電力増幅器が低音域の補正をしたスピーカユニット
の駆動信号を出力する。このことによりスピーカの低音
再生限界周波数を拡げるとともに、高調波成分に対して
も帰還がかかるため、高音再生周波数帯においても高調
波歪も減少させることとなる。又、パッシブラジエータ
は広い断面積から音波を放射する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の第１実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の第１実施例における
ＭＦＢスピーカ装置の構成を示すブロック図である。本
図において、入力信号源１，電力増幅器２，スピーカユ
ニット５は従来例と同一である。入力信号源１と電力増
幅器２の間に特性補正回路９が設けられる。特性補正回
路９は、音声入力信号の周波数特性を補正するもので、
特に図５に示す低域の周波数帯の音声信号を強調する回
路で、ローパスフィルタ等により構成される。位相反転
型スピーカ１０は従来例と異なり、位相反転キャビネッ
ト１１にスピーカユニット５と、その取付け面の下部の
開口にパッシブラジエータ１２が取付けられる。パッシ
ブラジエータ１２は駆動コイルを持たない振動板であ
り、図４のバスレフポート６に代わるもので、定在波に
よるディップを防止することができる。パッシブラジエ
ータ１２の振動板には検出器１３が取り付けられる。検
出器１３は振動板の振動加速度を検出するもので、その
出力は帰還回路１４に与えられる。

【００１２】帰還回路１４は図４の帰還回路８と同様
に、検出器１３が例えばパッシブラジエータ１２の振動
板の加速度を検出するものであれば、加速度信号、加速
度信号を積分した速度信号、速度信号を更に積分した位
置信号（振幅）を夫々生成し、これらの信号の利得や位
相を変化させて帰還信号を出力する回路である。帰還回
路１４の出力は負帰還信号として電力増幅器２に与えら
れる。

【００１３】このような構成のＭＦＢスピーカ装置にお
いて、パッシブラジエータ１２に取付けた検出器１３の
信号の帰還の有無による位相反転型スピーカ１０の周波
数特性の相違を図２に示す。曲線ＣはＭＦＢスピーカ１
０のＭＦＢを施さない場合の周波数特性を示している。
曲線Ｄは特性補正回路９を用いずＭＦＢを施した場合の
周波数特性を示し、曲線Ｅは特性補正回路９を用い且Ｍ
ＦＢを施した場合の周波数特性を示している。

【００１４】ＭＦＢの帰還を施さないときは、曲線Ｃに
示すように１００〜２００Ｈz の部分の周波数帯にピー
クが発生するが、帰還を施すと曲線Ｄに示すように１５
０〜５０Ｈz の超低周波数帯でフラットな音圧特性が得
られる。これはパッシブラジエータ１２の加速度を図１
の電力増幅器２に負帰還をかけることにより、スピーカ
ユニット５及びパッシブラジエータ１２の振動板の加速
度を一定にする制御が行われるためである。即ち、パッ
シブラジエータ１２の実効振動質量を大きくしたことに
より、その低音再生限界が拡大している。

【００１５】このように本実施例によれば、ＭＦＢを施
すことによりスピーカの低音再生限界周波数が拡がると
共に、高調波成分に対しても帰還がかかるため高音再生
域の高調波歪も減少させることができる。又、バスレフ
ポートの代わりにパッシブラジエータを使うことによっ
て、バスレフポートから発生する風切り音などの歪音が
なくなるばかりでなく、バスレフポートに比べて広い断
面積から音波を放射することができるので、聴感上量感
のある低音が得られる。

【００１６】本発明の第２実施例のＭＦＢスピーカ装置
について説明する。図３は本発明の第２実施例のＭＦＢ
スピーカ装置の構成を示すブロック図である。本図にお
いて入力信号源１，電力増幅器２，位相反転型スピーカ
１０，特性補正回路９は夫々第１実施例と同一でありそ
の説明は省略する。第１実施例と異なり、キャビネット
１１に取付けられたスピーカユニット５及びパッシブラ
ジエータ１２には、その振動を検出する第１の検出器１
３ａ及び第２の検出器１３ｂが夫々設けられている。検
出器１３ａ，１３ｂは図１の検出器１３と同一のもので
あり、互いに位相の変化する各振動板の振動加速度を検
出するセンサーである。

【００１７】検出器１３ａ，１３ｂの出力は第１の帰還
回路１４ａ及び第２の帰還回路１４ｂに与えられる。帰
還回路１４ａ，１４ｂは図１に示す帰還回路１４と同様
に、検出器１３ａ，１３ｂの出力する加速度信号，加速
度信号を積分した速度信号，速度信号を更に積分した位
置信号を夫々生成して、これらの信号の利得や位相を変
化させて帰還信号を出力する回路である。帰還回路１４
ａ，１４ｂの出力は加算されて電力増幅器２に与えられ
る。

【００１８】以上のように、ＭＦＢをかけていないとき
の位相反転型スピーカ１０のスピーカユニット５のみの
音圧周波数特性において、パッシブラジエータ１２の共
振周波数と同じ部分でスピーカユニット５の急峻な音圧
の降下がある場合でも、スピーカユニット５及びパッシ
ブラジエータ１２の各加速度信号を処理して共に帰還す
るようにしている。そしてパッシブラジエータ１２の位
相の変化を検出器１３ｂが検出して、スピーカユニット
５とパッシブラジエータ１２の急激な位相の変化を抑制
し、ＭＦＢ時の周波数特性をフラットにすることができ
る。

【００１９】尚、第１及び第２の実施例では検出器１３
と１３ｂ及び１３ａはパッシブラジエータ１２及びスピ
ーカユニット５の加速度を夫々検出するものとしたが、
これらの検出器は振動板の速度、振幅、あるいはこれら
の組合せ信号を検出するものであってもよい。検出器が
振動板の速度を検出するセンサあれば、スピーカユニッ
ト５のダンピングを等価的に高めたい場合に効果があ
り、検出器が振幅を検出するセンサであれば、スピーカ
ユニット５のサスペンションを等価的に堅くしたい場合
に効果がある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スピーカ
装置の低音再生限界周波数を拡げることができると共
に、高音再生領域の高調波歪も減少させることができ
る。特にＭＦＢをかけないときのスピーカユニットの音
圧周波数特性が、バスレフポートやパッシブラジエータ
の共振周波数付近で急峻に降下する場合でも、パッシブ
ラジエータの振動を検出して帰還信号を電力増幅器に与
えると、スピーカユニットの振動板の急激な位相の変化
を抑制して、ＭＦＢ帰還特性を安定にすることができ
る。更にパッシブラジエータを設けることにより、広い
断面積から音波を放射することができるので、聴感上量
感のある優れたＭＦＢスピーカ装置を実現できる効果が
生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるＭＦＢスピーカ装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例及び従来のＭＦＢスピーカ
装置の音圧周波数特性を示すグラフである。

【図３】本発明の第２実施例におけるＭＦＢスピーカ装
置の構成を示すブロック図である。

【図４】従来のＭＦＢスピーカ装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【図５】ＭＦＢをかけない場合の位相反転型のスピーカ
ユニットと、バスレフポート又はパッシブラジエータの
音圧周波数特性を夫々示すグラフである。

【符号の説明】

１ 入力信号源 ２ 電力増幅器 ５ スピーカユニット ９ 特性補正回路 １０ 位相反転型スピーカ １１ キャビネット １２ パッシブラジエータ １３，１３ａ，１３ｂ 検出器 １４，１４ａ，１４ｂ 帰還回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビネットに取付けられたスピーカユ
   ニット及びパッシブラジエータを含む位相反転型スピー
   カと、 入力信号源の音声出力の低域周波数特性を補正する特性
   補正回路と、 前記特性補正回路の出力を電力増幅して前記スピーカユ
   ニットを駆動する電力増幅器と、 前記パッシブラジエータの振動板に取付けられてその振
   動を検出する検出器と、 前記検出器の出力信号の振幅及び位相を基づいて帰還信
   号を生成し、この帰還信号を前記電力増幅器に与える帰
   還回路と、を具備することを特徴とするモーショナルフ
   ィードバックスピーカ装置。
2. 【請求項２】 キャビネットに取付けられたスピーカユ
   ニット及びパッシブラジエータを含む位相反転型スピー
   カと、 入力信号源の音声出力の低域周波数特性を補正する特性
   補正回路と、 前記特性補正回路の出力を電力増幅して前記スピーカユ
   ニットを駆動する電力増幅器と、 前記スピーカユニット及び前記パッシブラジエータの振
   動板に夫々取付けられてその振動を検出する第１の検出
   器及び第２の検出器と、 前記第１の検出器の出力信号の振幅及び位相を基づいて
   帰還信号を生成し、この帰還信号を前記電力増幅器に与
   える第１の帰還回路と、 前記第２の検出器の出力信号の振幅及び位相を基づいて
   帰還信号を生成し、この帰還信号を前記電力増幅器に与
   える第２の帰還回路と、を具備することを特徴とするモ
   ーショナルフィードバックスピーカ装置。