JPH0560316B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0560316B2
JPH0560316B2 JP58108862A JP10886283A JPH0560316B2 JP H0560316 B2 JPH0560316 B2 JP H0560316B2 JP 58108862 A JP58108862 A JP 58108862A JP 10886283 A JP10886283 A JP 10886283A JP H0560316 B2 JPH0560316 B2 JP H0560316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
speaker
displacement
circuit
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58108862A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS601998A (en
Inventor
Masanobu Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10886283A priority Critical patent/JPS601998A/en
Publication of JPS601998A publication Critical patent/JPS601998A/en
Publication of JPH0560316B2 publication Critical patent/JPH0560316B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばデイジタルオーデイオシス
テム等に用いて好適なモーシヨナルフイードバツ
ク(以下MFBと略す)型スピーカに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motional feedback (hereinafter abbreviated as MFB) type speaker suitable for use in, for example, a digital audio system.

背景技術とその問題点 一般にこれまでのオーデイオ信号の記録媒体で
あるLPレコードやカセツトテープ等では、低音
域、特に100Hz以下の低い音域の再生が充分にで
きなかつたが、いわゆるコンパクトデイスク等の
出現により、例えば100Hz以下の低音域を含む低
域から高域まで平坦な周波数特性を有し、しかも
S/N比の良好な再生信号が得られるようになつ
てきた。
BACKGROUND TECHNOLOGY AND PROBLEMS Conventional audio signal recording media such as LP records and cassette tapes have generally not been able to adequately reproduce low frequencies, especially low frequencies below 100Hz, but with the advent of so-called compact discs, etc. As a result, it has become possible to obtain a reproduced signal that has flat frequency characteristics from the low frequency range to the high frequency range, including the low frequency range of 100 Hz or less, and has a good S/N ratio.

このために、このような記録媒体からアンプ等
を通して再生されて来た電気信号を音響信号に変
換するためのスピーカ、特に低音用スピーカであ
るウーハ等については一段と高性能なものが要求
されつつある。ところが、このような低音用とし
て使用されるウーハ等はその振幅が通常約10mm以
上と大きいために大振幅の信号時における直線性
の劣化や動作帯域内に共振周波数f0を有するため
に電気信号と振動板の振動とに誤差を生ずる等電
気−機械−音響変換における精度上の問題があ
り、この結果音圧周波数特性が平坦でなくなり、
また非直線歪を生じる等の不都合がある。
For this reason, there is a growing demand for higher performance speakers, especially woofers, which are low-frequency speakers, for converting electrical signals reproduced from such recording media through amplifiers, etc. into acoustic signals. . However, since the amplitude of woofers used for bass sounds is large, usually about 10 mm or more, linearity deteriorates when signals have large amplitudes, and electric signals have a resonance frequency f 0 within the operating band. There are accuracy problems in electrical-mechanical-acoustic conversion, such as errors in the vibration of the diaphragm and the vibration of the diaphragm, and as a result, the sound pressure frequency characteristics are not flat.
Further, there are disadvantages such as generation of non-linear distortion.

そこで、この様な音圧周波数特性の平坦化や非
直線歪の低減を図るために、MFB方式が従来提
案されている。このMFB方式はスピーカの振動
系の運動量を検出し、その検出出力をスピーカの
駆動系へ帰還させてスピーカの振動系の運動を制
御するものである。このMFB方式における検出
出力の帰還のやり方としては従来各種のものが提
案されており、例えばその第1はスピーカの振動
板の速度に比例した電圧をそのま入力側に帰還す
る方法、第2はスピーカの振動板の加速度に比例
した電圧を帰還する方法、第3は振動板の変位に
比例した電圧を聞かする方法等である。
Therefore, in order to flatten the sound pressure frequency characteristics and reduce nonlinear distortion, an MFB method has been proposed. This MFB method detects the momentum of the speaker's vibration system, and feeds back the detected output to the speaker's drive system to control the movement of the speaker's vibration system. Various methods have been proposed to feed back the detection output in this MFB method.For example, the first method is to directly feed back a voltage proportional to the speed of the speaker's diaphragm to the input side, and the second method is to feed back a voltage proportional to the speed of the speaker's diaphragm. A third method is to feed back a voltage proportional to the acceleration of the diaphragm of the speaker, and a third method is to listen to a voltage proportional to the displacement of the diaphragm.

これらの内、特に従来多く用いられているの
は、第1の方法で、これは具体的にはスピーカの
駆動コイルに流れる電流の逆起電力を検出し、入
力側に帰還するものである。この方法の場合、ス
ピーカの振動系の運動量を検出するのは容易であ
るが、しかしその検出出力は空気との界面で音波
を発生させているスピーカの振動板の動きに対応
した検出出力ではなく、駆動コイルの動きを実質
的に速度変化として検出しているため、コイルで
検出した信号が必ずしも振動板の動きと対応して
ないという問題がある。
Among these methods, the first method is particularly commonly used, and specifically, this method detects the back electromotive force of the current flowing through the drive coil of the speaker and feeds it back to the input side. With this method, it is easy to detect the momentum of the speaker's vibration system, but the detected output does not correspond to the movement of the speaker's diaphragm, which generates sound waves at the interface with the air. Since the movement of the drive coil is essentially detected as a change in speed, there is a problem in that the signal detected by the coil does not necessarily correspond to the movement of the diaphragm.

そこで良好な音を得るために、スピーカの振動
板の動きが電気信号に忠実に対応していることが
必要であり、この点から、上述の3つの方法のう
ち、第3の方法は最も好ましいものと思われる。
Therefore, in order to obtain good sound, it is necessary that the movement of the speaker's diaphragm correspond faithfully to the electrical signal, and from this point of view, the third method is the most preferable among the three methods described above. It seems to be.

また、スピーカの構造を考えた場合、慣用のス
ピーカの振動系はダンパやエツジ等の支持部材に
より固定側に対して支持されているのが一般的で
あり、第1図もその一例である。すなわち、第1
図において、例えば平面型の振動板1の端部はエ
ツジ2を介してフレーム3に固定されると共にそ
の下部にボイスコイル4が巻回され、その上部が
振動板1に連結されたボビン5の中間部がダンパ
6を介してプレート7側に固定されるようになさ
れている。また、8及び9はプレート7と共に磁
気回路を形成するマグネツト及びヨークである。
Furthermore, when considering the structure of a speaker, the vibration system of a conventional speaker is generally supported on the fixed side by a support member such as a damper or an edge, and FIG. 1 is an example of this. That is, the first
In the figure, for example, the end of a planar diaphragm 1 is fixed to a frame 3 via an edge 2, a voice coil 4 is wound around the lower part of the end, and a bobbin 5 connected to the diaphragm 1 is connected to the upper part of the end of the diaphragm 1. The intermediate portion is fixed to the plate 7 side via the damper 6. Further, 8 and 9 are a magnet and a yoke which together with the plate 7 form a magnetic circuit.

このように、従来はスピーカの振動系をダンパ
やエツジ等の支持部材で支持するのは不可欠と考
えられている。しかし、この支持部材、特にダン
パによりスピーカの振動系が共振点を有し、振動
系の動きが制限されて、例えば低音域の如く大振
幅の動作時に非直線性を生じるとか、或いは高音
域で複雑な共振や位相回りを生じる等の不都合が
ある。
As described above, it has conventionally been considered essential to support the vibration system of a speaker with a support member such as a damper or an edge. However, due to this support member, especially the damper, the vibration system of the speaker has a resonance point, and the movement of the vibration system is restricted, resulting in nonlinearity during large-amplitude operation such as in the bass range, or nonlinearity in the high-frequency range. There are disadvantages such as complex resonance and phase rotation.

発明の目的 この発明は斯る点に鑑み、スピーカの振動系の
変位を検出し、この変位情報をスピーカの駆動系
に帰還して電気信号にスピーカの振動系の変位を
忠実に対応させることができると共に、スピーカ
の振動系の支持部材の介在に伴う上述の如き不都
合を解消し得るモーシヨナルフイードバツク型ス
ピーカを提供するものである。
Purpose of the Invention In view of the above, the present invention detects the displacement of the vibration system of a speaker, returns this displacement information to the drive system of the speaker, and makes it possible to faithfully correspond the displacement of the vibration system of the speaker to an electric signal. It is an object of the present invention to provide a motional feedback type speaker which is capable of providing a vibration system and which can eliminate the above-mentioned inconveniences associated with the intervention of a support member for the vibration system of the speaker.

発明の概要 この発明は、振動板をフレームに対して直線的
に変位自在に支持する軸受機構を有するスピーカ
であつて、振動板に設けられた反射手段によつて
反射された光源からの光が入射されて振動板の変
位を検出する光位置検出手段と、光位置検出手段
への入射光量を、振動板の変位置が検出されるべ
く、一定となるように制御する光量制御手段と、
光位置検出手段からの振動板の変位情報に基づい
て振動板を直線的に変位させる駆動手段とを備
え、光位置検出手段の出力を上記スピーカの駆動
系に帰還するようにしたことを特徴とするモーシ
ヨナルフイードバツク型スピーカであつて、音圧
周波数特性の平坦化、非直線歪の低減、高音域で
の複雑な共振や位相回り等が解消される。
Summary of the Invention The present invention provides a speaker having a bearing mechanism that supports a diaphragm so as to be linearly displaceable with respect to a frame, in which light from a light source reflected by a reflecting means provided on the diaphragm is a light position detection means that detects the displacement of the diaphragm when the light is incident; a light amount control means that controls the amount of light incident on the light position detection means to be constant so that the displacement of the diaphragm is detected;
and a drive means for linearly displacing the diaphragm based on displacement information of the diaphragm from the optical position detection means, and the output of the optical position detection means is fed back to the drive system of the speaker. This is a motional feedback type speaker that flattens sound pressure frequency characteristics, reduces nonlinear distortion, and eliminates complex resonance and phase rotation in the high frequency range.

実施例 以下、この発明の一実施例を、第2図〜第11
図に基づいて詳しく説明する。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in FIGS. 2 to 11.
This will be explained in detail based on the figures.

第2図はこの発明に係るスピーカの振動系の支
持手段の一例を示すもので、同図において、第1
図と対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。
FIG. 2 shows an example of support means for the vibration system of a speaker according to the present invention.
Portions corresponding to those in the figures are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

本実施例では、フレーム7側に軸受け10を設
けると共に、これに対応して振動板1側に軸11
を設け、この軸11を軸受け10に遊嵌せしめ
て、振動板1の変位に応じて前後に移動できるよ
うに成し、ボイスコイル4や磁気回路を形成する
マグネツト8等を含めて、一種のリニアモータ構
造とする。これによつて、振動板1は、これに与
えられる駆動力に対する変位特性が基本的に直線
性を成し、共振点をもたずに素直に振動すること
になる。なお、軸受け10と軸11は、互いに非
接触とされるものが好ましく、このために、軸受
け10と軸11の間に例えば磁性流体の如き粘性
流体を充填するようにしてもよい。
In this embodiment, a bearing 10 is provided on the frame 7 side, and a shaft 11 is correspondingly provided on the diaphragm 1 side.
The shaft 11 is loosely fitted into the bearing 10 so that it can move back and forth according to the displacement of the diaphragm 1. It has a linear motor structure. As a result, the diaphragm 1 has basically linear displacement characteristics with respect to the driving force applied thereto, and vibrates obediently without having a resonance point. It is preferable that the bearing 10 and the shaft 11 are not in contact with each other, and for this purpose, a viscous fluid such as magnetic fluid may be filled between the bearing 10 and the shaft 11.

さて、このようにして、スピーカの振動系のダ
ンパやエツジ等の支持部材をなくして、リニアモ
ータの構造の支持手段により振動板1を駆動する
ことによつて、その駆動範囲で共振点のない直線
性の良好な振動を行わせることができるわけであ
るが、しかし、斯る構造とした場合、通常の駆動
法では、振動系がいずれかのストツパ等に衝突し
たり、或いは上述の如く加速度や速度を検出して
MFBをかけても振動の中立点が定まらないため
駆動できない不都合がある。
Now, in this way, by eliminating supporting members such as dampers and edges of the vibration system of the speaker and driving the diaphragm 1 by means of supporting means having a linear motor structure, there is no resonance point in the driving range. Although it is possible to generate vibrations with good linearity, when such a structure is used, the vibration system collides with one of the stoppers, etc., or the acceleration increases as described above. and speed.
Even if MFB is applied, the neutral point of vibration cannot be determined, so there is a problem that it cannot be driven.

そこで、この発明では実際に空気を動かすスピ
ーカの振動系の変位を検出し、この変位情報を駆
動系に帰還して電気信号に忠実に対応して振動系
を駆動できる方法を用いる。
Therefore, the present invention uses a method that detects the displacement of the vibration system of a speaker that actually moves air, feeds back this displacement information to the drive system, and drives the vibration system in faithful response to the electric signal.

第3図は、本実施例で使用されるスピーカの振
動系の変位を検出するための光位置検出手段の一
例を示すもので、同図において、平行移動する振
動板1にミラー12が取り付けられる。13はこ
のミラー12に光線を入射せしめる光源であつ
て、例えば半導体レーザ光源を用いる。この半導
体レーザ光源13よりの光線(レーザ光線)はレ
ンズ14を介してミラー12に入射せしめられ
る。Nは、この光線のミラー12に対する入射点
における法線を示す。15はミラー12よりの反
射光源を振動板1の変位量に応じた受光部上の位
置で受光する光検出器である。この光検出器15
は、その受光面の長手方向(ライン方向)が、入
射及び反射光線並びに法線Nを含む平面内に位置
するように配される。
FIG. 3 shows an example of an optical position detection means for detecting the displacement of the vibration system of the speaker used in this embodiment. In the figure, a mirror 12 is attached to the diaphragm 1 that moves in parallel. . Reference numeral 13 denotes a light source that causes a beam of light to enter the mirror 12, and uses, for example, a semiconductor laser light source. The light beam (laser beam) from this semiconductor laser light source 13 is made to enter the mirror 12 via the lens 14. N indicates the normal at the point of incidence of this ray on the mirror 12. Reference numeral 15 denotes a photodetector that receives the reflected light source from the mirror 12 at a position on the light receiving section corresponding to the amount of displacement of the diaphragm 1. This photodetector 15
is arranged such that the longitudinal direction (line direction) of its light-receiving surface is located within a plane containing the incident and reflected rays and the normal N.

θはミラー12に対する入射光線及び反射光線
の夫々入射、反射角であつて、これらは互いに等
しい。
θ is the angle of incidence and reflection of the incident light beam and the reflected light beam, respectively, on the mirror 12, and these angles are equal to each other.

しかして、振動板1が破線で示すように平行移
動、即ち法線N方向にlだけ変位したとすると、
光検出器15の受光面に入射するミラー12から
の反射光線の位置はその長手方向(ライン方向)
にxだけ変位する。このxは次式の様に表わされ
る。
Therefore, if the diaphragm 1 is translated in parallel as shown by the broken line, that is, it is displaced by l in the direction of the normal line N, then
The position of the reflected light beam from the mirror 12 that enters the light receiving surface of the photodetector 15 is in its longitudinal direction (line direction).
is displaced by x. This x is expressed as in the following equation.

x=2lsinθ ……(1) この式においてθを30°に選ぶと、sinθは1/2に
なるから、x=lとなる。
x=2lsinθ...(1) In this equation, if θ is chosen to be 30°, sinθ becomes 1/2, so x=l.

従つて、ミラー12からの反射光線を光検出器
15でとらえれば、その受光面の変位に応じた振
動板1の位置情報が得られる。
Therefore, if the light beam reflected from the mirror 12 is captured by the photodetector 15, positional information of the diaphragm 1 can be obtained according to the displacement of the light receiving surface.

上述した光検出器15の一例としては例えば第
4図に等価回路を示す如きPINフオトダイオード
を用いた半導体位置検出器が用いられる。この半
導体位置検出器は入射光線によつて生じた光電流
が均一な抵抗層を通じて2つの出力端子t1,t2
流れ、その得られた差動の第1及び第2の位置検
出電流の差を求めることにより、入射する光線の
位置が検出されるものである。第4図においてt3
はバイアス電圧の供給される入力端子である。
又、Rsは抵抗率の一定な表面抵抗であつて、こ
の抵抗Rsに入射する光の位置に応じて、その位
置と各出力端子t1,t2間の抵抗値がその長さに比
例して決定され、その抵抗の逆数の比に応じて出
力端子t1,t2に得られる電流が変化する。この出
力端子t1,t2に得られる電流が等しくなる点がス
ピーカの振動系の中立点に相当する。尚、Pは電
流源、Dは理想的ダイオード、Ciは接合容量、
RSNは並列抵抗である。
As an example of the above-mentioned photodetector 15, a semiconductor position detector using a PIN photodiode, the equivalent circuit of which is shown in FIG. 4, is used. In this semiconductor position detector, a photocurrent generated by an incident light beam flows through a uniform resistive layer to two output terminals t 1 and t 2 , and the resulting differential first and second position detection currents are By determining the difference, the position of the incident light beam can be detected. In Figure 4, t 3
is an input terminal to which a bias voltage is supplied.
Also, R s is a surface resistance with a constant resistivity, and depending on the position of the light incident on this resistor R s , the resistance value between that position and each output terminal t 1 and t 2 changes depending on the length. It is determined proportionally, and the current obtained at the output terminals t 1 and t 2 changes depending on the ratio of the reciprocals of the resistances. The point where the currents obtained at the output terminals t 1 and t 2 are equal corresponds to the neutral point of the speaker's vibration system. In addition, P is a current source, D is an ideal diode, C i is a junction capacitance,
R SN is the parallel resistance.

第5図は上述した光位置検出手段で検出された
スピーカの振動板の変位情報をスピーカの駆動系
に帰還するサーボ系を示すので、同図において、
第3図及び第4図と対応する部分には同一符号を
付して説明する。
FIG. 5 shows a servo system that feeds back the displacement information of the speaker's diaphragm detected by the above-mentioned optical position detection means to the speaker's drive system.
Parts corresponding to those in FIGS. 3 and 4 will be described with the same reference numerals.

上述の如く光検出器15の出力端子t1,t2に得
られた第1及び第2の位置検出出力である各電流
は、夫々電流−電圧変換回路16及び17に供給
されて電圧信号に変換された後加算回路18及び
減算回路19に供給される。
As described above, the currents, which are the first and second position detection outputs obtained at the output terminals t 1 and t 2 of the photodetector 15, are supplied to the current-voltage conversion circuits 16 and 17, respectively, and converted into voltage signals. The converted signal is then supplied to an addition circuit 18 and a subtraction circuit 19.

ここで、光検出器15に入射する光量が変化す
ると、その検出された位置情報は大きな誤差を含
んでしまう。これは、第6図のグラフで明らかに
なる。即ち、第6図に振動板1の変位量に対する
差出力及び和出力の変化状態を夫々曲線Sd,Sa
して示してある。尚、曲線Sd,Saが2重曲線であ
るのは、ヒステリシスによるものである。そこ
で、加算回路18の出力を光量制御回路20に供
給し、この制御回路20の出力によりレーザ光源
13を制御して光検出器15に入射する光量を一
定となし、加算回路18の出力が常に一定となる
ようにして振動板1の変位量、すなわち絶対位置
情報を正確に検出できるようにする。なお、この
振動板1の変位量を正確に検出するのに、上述の
如く光量制御回路20を用いることなく、加算回
路18及び減算回路19の出力側に図示せずも割
算回路を設け、減算出力を加算出力で割算し、こ
の割算出力を用いることにより、精度の良い振動
板1の変位量検出出力を得ることもできる。
Here, if the amount of light incident on the photodetector 15 changes, the detected position information will include a large error. This becomes clear from the graph in FIG. That is, FIG. 6 shows the state of change of the difference output and the sum output with respect to the amount of displacement of the diaphragm 1 as curves S d and S a, respectively. Note that the reason why the curves S d and S a are double curves is due to hysteresis. Therefore, the output of the adder circuit 18 is supplied to the light amount control circuit 20, and the output of this control circuit 20 controls the laser light source 13 to keep the amount of light incident on the photodetector 15 constant, so that the output of the adder circuit 18 is always The amount of displacement of the diaphragm 1, that is, the absolute position information can be accurately detected by keeping it constant. In order to accurately detect the amount of displacement of the diaphragm 1, instead of using the light amount control circuit 20 as described above, a division circuit (not shown) is provided on the output side of the addition circuit 18 and the subtraction circuit 19. By dividing the subtraction output by the addition output and using this division output, it is also possible to obtain a highly accurate displacement detection output of the diaphragm 1.

また、減算回路19からの減算出力は比較回路
21の反転入力端子に供給される。
Further, the subtraction output from the subtraction circuit 19 is supplied to the inverting input terminal of the comparison circuit 21.

一方、入力端子22に供給されるオーデイオ信
号が音域制限フイルタ23で12dB/octの特性の
信号とされた後基準電圧として比較回路21の非
反転入力端子に供給される。比較回路21はこの
基準電圧と振動板1の変位情報に対応した減算回
路19からの出力とを比較し、その比較誤差信号
がスピーカの位相補償フイルタ24及び駆動回路
25を介して駆動コイル(ボイスコイル)26に
供給される。
On the other hand, the audio signal supplied to the input terminal 22 is converted into a signal with a characteristic of 12 dB/oct by the range limiting filter 23, and then supplied to the non-inverting input terminal of the comparator circuit 21 as a reference voltage. The comparison circuit 21 compares this reference voltage with the output from the subtraction circuit 19 corresponding to the displacement information of the diaphragm 1, and the comparison error signal is sent to the drive coil (voice) via the phase compensation filter 24 and drive circuit 25 of the speaker. coil) 26.

この結果、振動板1の変位が入力端子22に供
給されるオーデイオ信号に忠実に対応するように
サーボがかけられる、つまり、比較回路21の出
力が0となるようにサーボがかけられる。
As a result, the servo is applied so that the displacement of the diaphragm 1 faithfully corresponds to the audio signal supplied to the input terminal 22, that is, the servo is applied so that the output of the comparison circuit 21 becomes zero.

ここで、比較回路21の非反転入力端子に供給
される基準電圧と振動板1の変位の関係を見る
と、第7図に示す様に、サーボがかかつていない
状態では破線で示す様な関係にあるも、サーボが
かけられると実線で示す様に直線的な関係とされ
る。すなわち、振動板1の変位がオーデイオ信号
に忠実に対応するようになり、非直線歪が低減さ
れる。
Here, when looking at the relationship between the reference voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator circuit 21 and the displacement of the diaphragm 1, as shown in FIG. However, when the servo is applied, the relationship becomes linear as shown by the solid line. That is, the displacement of the diaphragm 1 faithfully corresponds to the audio signal, and nonlinear distortion is reduced.

又、ここで振動板1の変位と音圧レベルの関係
をみると、いま、振動板1からの観測点の距離r
(m)の音圧P〓とすれば、この音圧P〓は一般に次式
で表わされる。
Also, if we look at the relationship between the displacement of the diaphragm 1 and the sound pressure level, now the distance r of the observation point from the diaphragm 1 is
If the sound pressure P〓 of (m) is assumed, this sound pressure P〓 is generally expressed by the following formula.

P〓=−ω2ρ0S・Xn/2πre-jkr ……(2) 但し、上記(2)式において、ωは角周波数、ρ0
空気の密度=1.21Kg/m3、Sは振動板の面積
(m2)、Xnは振動板の変位(振動板の平行移動の
速度をVnとするとXn=jωVn)、kは波数2π/λ
である。
P = -ω 2 ρ 0 S・X n /2πre -jkr ...(2) However, in the above equation (2), ω is the angular frequency, ρ 0 is the air density = 1.21Kg/m 3 , and S is The area of the diaphragm (m 2 ), X n is the displacement of the diaphragm (X n = jωV n if the speed of parallel movement of the diaphragm is V n ), and k is the wave number 2π/λ
It is.

そして、ここで可聴限界を0dBとした音圧Pの
dB表示としてSPLを使用すると、これは次の(3)
で表わされるので、 SPL=20log10P/P0 ……(3) この(3)式において、P0=2×10-5N(ニユート
ン)/m2とすると、 SPL=20log10P+94 ……(4) となる。そしてこの(4)式のPの代りに上記(2)式の
P〓の絶対値|P〓|を代入すると、次式が得られる。
Here, the sound pressure P with the audible limit as 0 dB is
Using SPL as the dB display, this is (3)
Therefore, SPL=20log 10 P/P 0 ...(3) In this equation (3), if P 0 = 2×10 -5 N (Newtons)/m 2 , then SPL=20log 10 P+94 ... (4) becomes. And instead of P in this equation (4),
By substituting the absolute value of P〓 |P〓|, the following equation is obtained.

SPL=20log10(−ω2ρ0S・|Xn|/2πr+94) ……(5) この(5)式より音圧レベルSPLは、周波数、振動
板の面積及び振動板の変位の関数であることがわ
かる。つまり、振動板の変位Xnと音圧レベル
SPLの関係は、振動板の変位すなわち振幅が
12dB/octの特性に乗るようであれば、音圧レベ
ルを一定にすることができる。
SPL=20log 10 (−ω 2 ρ 0 S・|X n |/2πr+94) ...(5) From this equation (5), the sound pressure level SPL is a function of the frequency, the area of the diaphragm, and the displacement of the diaphragm. I understand that there is something. In other words, the displacement of the diaphragm X n and the sound pressure level
The relationship between SPL is that the displacement of the diaphragm, that is, the amplitude
If it follows the 12dB/oct characteristic, the sound pressure level can be kept constant.

そこで振動板1に何にもその変位情報を帰還し
ない状態の時の、振動板1の諸特性を見ると、第
8図に示す様になる。即ち第8図において、Gは
振動板1の振幅特異性、θは振動板1の位相特性
を表わしており、この振幅特性Gより、振動板1
は12dB/octの特性より周波数が低くなるに従つ
て外れていることがわかる。
Therefore, if we look at the various characteristics of the diaphragm 1 when no displacement information is fed back to the diaphragm 1, the characteristics are as shown in FIG. That is, in FIG. 8, G represents the amplitude specificity of the diaphragm 1, and θ represents the phase characteristic of the diaphragm 1. From this amplitude characteristic G, the diaphragm 1
It can be seen that as the frequency becomes lower, it deviates from the characteristic of 12 dB/oct.

ところが、上述の如く振動板1の変位情報を帰
還し、比較回路21の出力が0となるようにサー
ボをかけると、第9図に示す様に、振動板1の振
幅特性Gは12dB/octの特性に合致するようにな
る。従つて、この時の音圧レベル特性を見ると、
第10図に示す様に何にも変位情報が帰還されて
ない状態では、破線で示す様に周波数特性の低
減、特に100Hz以下では音圧レベルが低下するも、
上述の如く変位情報が帰還されると音圧レベルは
低域の周波数まで伸び、よつて音圧周波数特性が
平坦となる。
However, when the displacement information of the diaphragm 1 is fed back as described above and the servo is applied so that the output of the comparator circuit 21 becomes 0, the amplitude characteristic G of the diaphragm 1 becomes 12 dB/octave, as shown in FIG. It comes to match the characteristics of Therefore, looking at the sound pressure level characteristics at this time,
As shown in Fig. 10, when no displacement information is fed back, the frequency response decreases as shown by the broken line, and the sound pressure level decreases, especially below 100Hz.
As described above, when the displacement information is fed back, the sound pressure level extends to a low frequency range, so that the sound pressure frequency characteristic becomes flat.

なお、上述の実施例において、振動板1の動き
が平行移動よりずれている場合には、第11図に
示すように、振動板1に複数個のミラー12a及
び12bを設けると共にこれ等ミラー12a及び
12bに対応して複数個の光検出器15a及び1
5bを設け、レーザ光源13よりの光線をレンズ
14及び回析格子27を介してミラー12a及び
12bに入射せしめ、その各反射光線を夫々光検
出器15a及び15bで受光して補正信号を得る
ようにしてもよい。
In the above-described embodiment, if the movement of the diaphragm 1 deviates from the parallel movement, as shown in FIG. and 12b, a plurality of photodetectors 15a and 1
5b, the beam from the laser light source 13 is made incident on the mirrors 12a and 12b via the lens 14 and the diffraction grating 27, and each of the reflected beams is received by the photodetectors 15a and 15b, respectively, to obtain a correction signal. You can also do this.

また、入力端子22に供給されるオーデイオ信
号がデイジタル信号の場合、フイルタ23及び比
較回路21としてデイジタル処理可能な回路を用
いると共に、減算回路19の出力側にアナログ/
デイジタル変換回路、比較回路21の出力側にデ
イジタル/アナログ変換回路を設けるようにすれ
ばよい。
Further, when the audio signal supplied to the input terminal 22 is a digital signal, a circuit capable of digital processing is used as the filter 23 and the comparison circuit 21, and an analog/
A digital/analog conversion circuit may be provided on the output side of the digital conversion circuit and comparison circuit 21.

発明の効果 上述の如くこの発明によれば、スピーカの振動
系を支持している部分をリニアモータの構造とし
て従来使用さていたダンパやエツジ等の支持部材
をなくすると共に、スピーカの振動系の変位を検
出して、その変位情報をスピーカの駆動系へ帰還
させるようにしたので、大振幅の動作時における
非直線歪が軽減されると共に高音域での複雑な共
振や位相回りが解消され、また音圧周波数特性の
平坦化を図ることができ、特にリニアモータ構造
等の振動板をフレームに対して直線的に変位自在
に支持する軸受機構を有する低音用のスピーカ等
に用いて有用である。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, supporting members such as dampers and edges that were conventionally used as a linear motor structure for the part supporting the vibration system of the speaker are eliminated, and the displacement of the vibration system of the speaker is Since the displacement information is detected and fed back to the speaker drive system, non-linear distortion during large amplitude operation is reduced, complex resonance and phase rotation in the high frequency range are eliminated, and It is possible to flatten the sound pressure frequency characteristic, and it is particularly useful for use in bass speakers having a bearing mechanism that supports a diaphragm such as a linear motor structure so as to be linearly displaceable with respect to a frame.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は慣用のスピーカの一例を示す構造図、
第2図はこの発明に係るスピーカの振動系の支持
手段の一例を示す構造図、第3図はこの発明で使
用される振動板の変位検出手段の一例を示す配置
図、第4図は第3図の変位検出手段の光検出器の
等価回路を示す回路図、第5図はこの発明の一実
施例を示す回路構成図、第6図〜第10図は第5
図の動作説明に供するための特性図、第11図は
この発明で使用される振動板の変位検出手段の他
の例を示す配置図である。 1は振動板、4はボイスコイル、10は軸受、
11は軸、12はミラー、13は光源、15は光
検出器、18は加算回路、19は減算回路、20
は光量制御回路、21は比較回路、26は駆動コ
イルである。
Figure 1 is a structural diagram showing an example of a conventional speaker.
FIG. 2 is a structural diagram showing an example of a support means for a vibration system of a speaker according to the present invention, FIG. 3 is a layout diagram showing an example of a displacement detecting means for a diaphragm used in the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the photodetector of the displacement detecting means, FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 11 is a characteristic diagram for explaining the operation of the diagram, and a layout diagram showing another example of the diaphragm displacement detecting means used in the present invention. 1 is a diaphragm, 4 is a voice coil, 10 is a bearing,
11 is a shaft, 12 is a mirror, 13 is a light source, 15 is a photodetector, 18 is an addition circuit, 19 is a subtraction circuit, 20
21 is a comparison circuit, and 26 is a drive coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 振動板とフレームの何れか一方にガイド軸
を、他方に上記ガイド軸を摺動自在に保持する軸
受機構を備え、上記振動板を上記フレームに対
し、変位自在に支持して成るスピーカであつて、 上記振動板に設けられた反射手段によつて反射
された光源からの光が入射されて上記振動板の変
位を検出する光位置検出手段と、 上記光位置検出手段への入射光量を、上記振動
板の変位置が検出されるべく、一定となるように
制御する光量制御手段と、 上記光位置検出手段からの上記振動板の変位情
報に基づいて上記振動板を直線的に変位させる駆
動手段 とを備え、 上記光位置検出手段の出力をスピーカの駆動系
に帰還するようにしてなるモーシヨナルフイード
バツク型スピーカ。
[Scope of Claims] 1. A guide shaft is provided on one of the diaphragm and the frame, and a bearing mechanism for slidably holding the guide shaft is provided on the other, and the diaphragm is supported movably with respect to the frame. A speaker comprising: an optical position detection means for detecting displacement of the diaphragm upon receiving light from a light source reflected by a reflection means provided on the diaphragm; and an optical position detection means for detecting displacement of the diaphragm. a light amount control means for controlling the amount of light incident on the diaphragm to be constant so that the displacement position of the diaphragm is detected; A motional feedback type speaker comprising driving means for linearly displacing the optical position detecting means, the output of the optical position detecting means being fed back to the driving system of the speaker.
JP10886283A 1983-06-17 1983-06-17 Motional feedback type speaker Granted JPS601998A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10886283A JPS601998A (en) 1983-06-17 1983-06-17 Motional feedback type speaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10886283A JPS601998A (en) 1983-06-17 1983-06-17 Motional feedback type speaker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS601998A JPS601998A (en) 1985-01-08
JPH0560316B2 true JPH0560316B2 (en) 1993-09-02

Family

ID=14495467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10886283A Granted JPS601998A (en) 1983-06-17 1983-06-17 Motional feedback type speaker

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS601998A (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2558445B2 (en) * 1985-03-18 1996-11-27 日本電信電話株式会社 Multi-channel controller
JP2523174B2 (en) * 1989-04-06 1996-08-07 パイオニア株式会社 Speaker device
KR100595519B1 (en) 2004-03-03 2006-07-03 엘지전자 주식회사 Electromagnetic actuator for reducing the degeneration of image quality in display systems
WO2005099303A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Speaker device
ES2385393B1 (en) * 2010-11-02 2013-07-12 Universitat Politècnica De Catalunya SPEAKER DIAGNOSTIC EQUIPMENT AND PROCEDURE FOR USING THIS BY MEANS OF THE USE OF WAVELET TRANSFORMED.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5899096A (en) * 1981-12-09 1983-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5899096A (en) * 1981-12-09 1983-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS601998A (en) 1985-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3623734A (en) Pick-up device for record players
US4956833A (en) Objective driving device for an optical disk apparatus
JPH0560316B2 (en)
JPS6032264B2 (en) optical reproduction device
EP0217460A1 (en) Apparatus for reading information from a record carrier
JPS58182140A (en) Objective lens driving device
KR870000599B1 (en) Focus servo apparatus of information reading apparatus
JPS603298A (en) Motional feedback speaker
JP2637609B2 (en) Tracking control system for magnetic reproducing device
JPH0423331B2 (en)
JP2003087892A (en) Speaker, speaker system, and speaker control method
JPS59228500A (en) Motional feedback-type speaker
JPH10308998A (en) Microphone system
GB2108731A (en) Tracking servo system
JPH0743839B2 (en) Disk playback device
US7042811B2 (en) Frictionless, non-destructive playback system for cylinder recordings
JPS61182638A (en) Focus servo circuit of optical recording and reproducing device
JP2008128911A (en) Vibration detector
JPH05151590A (en) Focal position controller
JP2737687B2 (en) Objective lens drive
JP2785706B2 (en) Optical pickup device
JPS6142744A (en) Servo system of disk reproducing device
KR0119522Y1 (en) Optical pick-up
JP2652697B2 (en) Optical playback device
JPH07169080A (en) Beam deflector for optical disk