JPH09271092A - スピーカ装置および音響再生装置 - Google Patents
スピーカ装置および音響再生装置Info
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Abstract
ル板の不要振動を大幅に減少させることでスピーカ装置
自身の不要振動を低減し、音質を改善し、また、小型化
や薄型化を行う場合にも構造的に前面密閉室の容積比率
を小さく抑え、音響特性を向上させることを目的とす
る。 【解決手段】 サブバッフル板406は単に前面密閉室
404と背面密閉室405を空間的に分割するだけのも
のとし、剛性の最も高いバッフル板403へ振動源であ
るスピーカユニット402とパッシブラジエータ401
の両方を直接取り付ける構造とする。
Description
音響再生装置に関し、特に車載用として有用なスピーカ
装置および音響再生装置に関するものである。
のデジタル録音ソースの普及にともない、これらの広帯
域ソースを十分に再生できるスピーカ装置が必要とされ
ている。低域の再生能力を改善するため、従来はスピー
カユニットとパッシブラジエータを組み合せたパッシブ
ラジエータ型ケルトン方式により、低域の再生能力を改
善することが行われている。
パッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置につ
いて説明する。図14は従来のパッシブラジエータ型ケ
ルトン方式のスピーカ装置の断面図である。図14にお
いて、101は実際に音響再生を行うパッシブラジエー
タである。102はパッシブラジエータ101を駆動す
るスピーカユニットである。103はパッシブラジエー
タ101を取り付けスピーカボックスの一部を構成する
バッフル板である。104はスピーカユニット102の
音響出力をパッシブラジエータ101に結合する前面密
閉室、105は前記スピーカユニット102の背面の音
響出力を密封する背面密閉室である。106はスピーカ
ユニット102を取り付け、前面密閉室104と背面密
閉室105を空間的に分割するサブバッフル板である。
107はスピーカボックスを構成するキャビネットであ
る。
トン方式の等価回路図である。図15において、201
はスピーカユニットの逆起電力などによる電磁気的な抵
抗である。202はスピーカユニットの機械的な抵抗で
ある。203はスピーカユニットの振動板の質量などに
よる等価質量である。204はスピーカユニットのダン
パーやエッジなどによるコンプライアンスである。20
5はスピーカユニットの音響出力を面積比に応じてパッ
シブラジエータに伝達する変圧器である。206はパッ
シブラジエータの機械的な抵抗である。207はパッシ
ブラジエータのダンパーやエッジなどによるコンプライ
アンスである。208はパッシブラジエータの振動板の
質量などによる等価質量である。209は前面密閉室に
よるコンプライアンスである。210は背面密閉室によ
るコンプライアンスである。
ジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置について、以下
その動作について説明する。図14に示すように、前面
密閉室104と背面密閉室105を空間的に分割してい
るサブバッフル板106に取り付けられたスピーカユニ
ット102の前面から放出される音響再生出力が、バッ
フル板103やサブバッフル板106で構成された前面
密閉室104内の空気を介してバッフル板103に取り
付けられたパッシブラジエータ101を駆動することに
より、このパッシブラジエータ101から音響再生が行
われる。また、スピーカユニット102の背面から放出
された音響再生出力はパッシブラジエータ101の音響
再生出力に干渉しないように、サブバッフル板106や
キャビネット107で構成された背面密閉室105によ
り密封されている。
ルトン方式の優位性を示す低域再生特性の比較の一例で
ある。図16において、301は密閉方式の出力音圧周
波数特性である。密閉方式はスピーカユニットの背面の
音響再生出力をスピーカボックス内に密封することでス
ピーカユニットの前面の音響再生出力との干渉を避ける
方式であるが、スピーカボックスの容積が十分に大きく
ない場合にはスピーカユニットに対するコンプライアン
スの減少を招き、図16の301から分かる通り低域再
生能力に限界が生じる。
ピーカボックスを用いた位相反転方式の出力音圧周波数
特性である。位相反転方式はスピーカユニットの背面の
音響再生出力をスピーカボックス内からダクトを通して
ある周波数(以下、反共振周波数と称す)で共振させ、
スピーカユニットの前面の音響再生出力へ混合させる方
式である。このダクトを経由した音響再生出力は反共振
周波数付近においては、スピーカユニットの前面の音響
再生出力と同一位相となるため、相互作用により放射効
率が向上し、密閉式より低域再生限界を伸ばすことがで
きる。しかしながら、このダクトを経由した音響再生出
力は超低域においては、スピーカユニットの前面の音響
再生出力とは逆位相となり打ち消し合いが生じる。この
ため、超低域の周波数帯域では約−20dB/octの
急激な減衰カーブとなってしまうため十分な重低音再生
が得られない欠点がある。
ピーカボックスを用いた従来のパッシブラジエータ型ケ
ルトン方式の出力音圧周波数特性である。パッシブラジ
エータ型ケルトン方式は、位相反転方式と同様にある周
波数(以下、最低共振周波数と称す)でパッシブラジエ
ータとスピーカユニット、スピーカボックスを共振さ
せ、低域再生限界を伸ばすことができる。しかも超低域
においてもパッシブラジエータとスピーカユニットが同
位相で振動するため、超低域の周波数帯域でも密閉方式
と同様な約−12dB/octの緩やかな減衰カーブと
なり十分な重低音再生が得られる。また、特定の周波数
より上の周波数帯域においてはスピーカユニットが振動
してもパッシブラジエータは振動しないため、低域再生
用スピーカ装置としては優れたバンドパス特性をも有す
ることができる。
型ケルトン方式は、密閉方式の長所である超低域の緩や
かな減衰特性に起因する重低音域の再生能力と、位相反
転方式の長所である低域再生限界の拡大という、両方式
の長所を併せ持つことにより低域の再生能力を改善す
る。
パッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置は、
低域の再生能力を改善するための手段として非常に有効
であることは上記に示した通りであるが、スピーカボッ
クスの内部を前面密閉室と背面密閉室に2分割するサブ
バッフル板に振動源であるスピーカユニットを固定する
構造のため、スピーカユニットの反作用によりサブバッ
フル板が不要振動源となり、スピーカ装置自身の不要振
動が大きくなるという課題があった。
く左右するパラメータの一つに前面密閉室と背面密閉室
の体積比率が挙げられるが、サブバッフル板を境として
前面密閉室と背面密閉室を分割するため、特にスピーカ
装置の小型化や薄型化を行う場合には前面密閉室の容積
を小さくするのに限界が生じて、構造面から理想的な音
響特性を得ることができないという課題があった。
エータ型ケルトン方式のスピーカ装置における問題点を
解決するもので、剛性の最も高いバッフル板へ振動源で
あるスピーカユニットとパッシブラジエータの両方を直
接取り付けることで、スピーカユニットの反作用による
サブバッフル板の不要振動を大幅に減少させ、スピーカ
装置自身の不要振動を低減することを目的とし、またス
ピーカ装置の小型化や薄型化を行う場合にもバッフル板
へ直接スピーカユニットを取り付けることで、構造的に
前面密閉室の容積比率を小さく抑えることができスピー
カ装置としての音響特性を向上させることを目的とす
る。
に本発明のスピーカ装置は、音響信号入力端子が接続さ
れたスピーカユニットと、このスピーカユニットの背面
の音響出力で駆動されるパッシブラジエータと、このス
ピーカユニットの背面の音響出力を前記パッシブラジエ
ータに結合する前面密閉室および前記スピーカユニット
の前面の音響出力を密封する背面密閉室と、これらの前
記密閉室と背面密閉室を空間的に分割させるサブバッフ
ル板と、前記スピーカユニットと前記パッシブラジエー
タの両方を直接取り付けるバッフル板を有しスピーカボ
ックスを構成するキャビネットを備えることを特徴とす
るものである。
が加えられるフルレンジスピーカ装置と低域用スピーカ
装置とを備え、前記低域用スピーカ装置は、音響信号入
力端子が接続されたスピーカユニットと、このスピーカ
ユニットの背面の音響出力で駆動されるパッシブラジエ
ータと、このスピーカユニットの背面の音響出力を前記
パッシブラジエータに結合する前面密閉室および前記ス
ピーカユニットの前面の音響出力を密封する背面密閉室
と、これらの前面密閉室と背面密閉室を空間的に分割さ
せるサブバッフル板と、スピーカボックスを構成するキ
ャビネットを有し、前記スピーカユニットが前記パッシ
ブラジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ前記ス
ピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方がバッ
フル板に直接取り付けられるスピーカ装置であって、前
記フルレンジスピーカ装置への音響信号とは逆相の関係
にある音響信号を加えるように構成したことを特徴とす
るものである。
ル板へ振動源であるスピーカユニットとパッシブラジエ
ータの両方を直接取り付けることで、スピーカユニット
の反作用によるサブバッフル板の不要振動を大幅に減少
させ、スピーカ装置自身の不要振動を低減することがで
き、またスピーカ装置の小型化や薄型化を行う場合にも
バッフル板へ直接スピーカユニットを取り付けること
で、構造的に前面密閉室の容積比率を小さく抑えること
ができスピーカ装置としての音響特性を向上させること
ができる。
は、音響信号入力端子が接続されたスピーカユニット
と、このスピーカユニットの背面の音響出力で駆動され
るパッシブラジエータと、このスピーカユニットの背面
の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する前面密
閉室および前記スピーカユニットの前面の音響出力を密
封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背面密閉室
を空間的に分割させるサブバッフル板と、前記スピーカ
ユニットと前記パッシブラジエータの両方を直接取り付
けるバッフル板を有しスピーカボックスを構成するキャ
ビネットを備え、前記スピーカユニットが前記パッシブ
ラジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ前記スピ
ーカユニットと前記パッシブラジエータの両方を前記バ
ッフル板に直接取り付けた構成としたものであり、スピ
ーカユニットの反作用によるサブバッフル板の不要振動
を大幅に低減させ、スピーカ装置自身の不要振動を低減
するという作用を有する。また、構造的に前面密閉室の
容積比率を小さく抑えることができスピーカ装置として
の音響特性を向上させるという作用を有する。
子が接続されたスピーカユニットと、このスピーカユニ
ットの前面の音響出力で駆動されるパッシブラジエータ
と、このスピーカユニットの前面の音響出力を前記パッ
シブラジエータに結合する前面密閉室および前記スピー
カユニットの背面の音響出力を密封する背面密閉室と、
前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方
を直接取り付けるバッフル板を有し、スピーカボックス
を構成するキャビネットを備え、前記スピーカユニット
と前記パッシブラジエータの両方をバッフル板に直接取
り付けた構成としたものであり、スピーカユニットの反
作用により不要振動源となっていたサブバッフル板を省
略することでスピーカ装置自身の不要振動低減と、部品
点数削減という作用を有する。また、構造的に前面密閉
室の容積比率を小さく抑えることができスピーカ装置と
しての音響特性を向上させるという作用を有する。
ータの振動板とダンパーを直接バッフル板に接着または
溶着してパッシブラジエータをバッフル板に一体化した
構成としたものであり、パッシブラジエータをバッフル
板へ取り付ける製造工程を削減するという作用を有す
る。
ータの代わりにダクトを用いた構成としたものであり、
スピーカ装置の構造を簡略化するという作用を有する。
ータまたはダクトを複数に分割して用いた構成としたも
のであり、スピーカ装置の設計自由度を改善するという
作用を有する。
ータまたはダクト上にディフューザーを取り付けた構成
としたものであり、パッシブラジエータからの音響再生
出力を反射させて音響出力を得るためパッシブラジエー
タの実効的な等価質量が増加して低域再生限界が拡大す
るという作用を有する。また、スピーカ装置上に物など
を置いても音響特性が変化することがなく、車室内にお
ける座席下などへの設置においても再生音圧が直接上方
に出力されない着席者に及ぼす不快な音圧が緩和される
という作用を有する。
ス内にパルス幅変調増幅器を含む電力増幅器を組み込ん
だ構成としたものであり、電力増幅器を予め組み込んで
あるため他の音響再生装置とのシステムアップが容易に
できるという作用を有する。
式などの電力増幅器より前段に設けた減算器と、スピー
カ装置のパッシブラジエータまたはスピーカユニットか
ら放射される音響出力信号を検出するマイクロフォン
と、このマイクロフォンで検出した音響出力信号を増幅
するマイクロフォン増幅器と、このマイクロフォン増幅
器の出力信号と上記電力増幅器の入力信号とを加算また
は減算処理する加減算器からなり、この加減算器の出力
信号を上記減算器に接続して音響帰還回路を構成した電
力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を再生
する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピーカ
装置は、音響信号入力端子が接続されたスピーカユニッ
トと、このスピーカユニットの背面の音響出力で駆動さ
れるパッシブラジエータと、このスピーカユニットの背
面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する前面
密閉室および前記スピーカユニットの前面の音響出力を
密封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背面密閉
室を空間的に分割させるサブバッフル板と、前記スピー
カユニットと前記パッシブラジエータの両方を直接取り
付けるバッフル板を有しスピーカボックスを構成するキ
ャビネットを備え、前記スピーカユニットが前記パッシ
ブラジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ前記ス
ピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方をバッ
フル板に直接取り付けた構成としたものであり、音響帰
還回路はサーボ効果により音響再生出力の立ち上がり特
性を改善するという作用を有する。
式などの電力増幅器より前段に設けた減算器と、スピー
カ装置のパッシブラジエータまたはスピーカユニットか
ら放射される音響出力信号を検出するマイクロフォン
と、このマイクロフォンで検出した音響出力信号を増幅
するマイクロフォン増幅器と、このマイクロフォン増幅
器の出力信号と上記電力増幅器の入力信号とを加算また
は減算処理する加減算器からなり、この加減算器の出力
信号を上記減算器に接続して音響帰還回路を構成した電
力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を再生
する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピーカ
装置は、音響信号入力端子が接続されたスピーカユニッ
トと、このスピーカユニットの前面の音響出力で駆動さ
れるパッシブラジエータと、このスピーカユニットの前
面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する前面
密閉室および前記スピーカユニットの背面の音響出力を
密封する背面密閉室と、前記スピーカユニットと前記パ
ッシブラジエータの両方を直接取り付けるバッフル板を
有しスピーカボックスを構成するキャビネットを備え、
前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方
をバッフル板に直接取り付けた構成としたものであり、
音響帰還回路はサーボ効果により音響再生出力の立ち上
がり特性を改善するという作用を有する。
入力端子を有する周波数電圧変換回路と、この周波数電
圧変換回路の出力信号にもとづき入力される音響信号を
制御する第1の電圧制御増幅器と、エンジンの作動状態
に応じた制御信号にもとづき入力される音響信号を制御
する第2の電圧制御増幅器と、前記第1の電圧制御増幅
器の出力が入力される前記第2の電圧制御増幅器あるい
は前記第2の電圧制御増幅器の出力が入力される第1の
電圧制御増幅器からの音響出力信号の低域信号を増幅す
る電力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を
再生する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピ
ーカ装置は、音響信号入力端子が接続されたスピーカユ
ニットと、このスピーカユニットの背面の音響出力で駆
動されるパッシブラジエータと、このスピーカユニット
の背面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する
前面密閉室および前記スピーカユニットの前面の音響出
力を密封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背面
密閉室を空間的に分割させるサブバッフル板と、前記ス
ピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方を直接
取り付けるバッフル板を有しスピーカボックスを構成す
るキャビネットを備え、前記スピーカユニットが前記パ
ッシブラジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ前
記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方を
バッフル板に直接取り付けた構成としたものであり、車
室内に設置した場合に車両速度の変化によるロードノイ
ズ変化やエンジン音の有無により電力増幅器の低域信号
の増幅度を変化させマスキング現象を回避するという作
用を有する。
入力端子を有する周波数電圧変換回路と、この周波数電
圧変換回路の出力信号にもとづき入力される音響信号を
制御する第1の電圧制御増幅器と、エンジンの作動状態
に応じた制御信号にもとづき入力される音響信号を制御
する第2の電圧制御増幅器と、前記第1の電圧制御増幅
器の出力が入力される前記第2の電圧制御増幅器あるい
は前記第2の電圧制御増幅器の出力が入力される第1の
電圧制御増幅器からの音響出力信号の低域信号を増幅す
る電力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を
再生する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピ
ーカ装置は、音響信号入力端子が接続されたスピーカユ
ニットと、このスピーカユニットの前面の音響出力で駆
動されるパッシブラジエータと、このスピーカユニット
の前面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する
前面密閉室および前記スピーカユニットの背面の音響出
力を密封する背面密閉室と、前記スピーカユニットと前
記パッシブラジエータの両方を直接取り付けるバッフル
板を有しスピーカボックスを構成するキャビネットを備
え、前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの
両方をバッフル板に直接取り付けた構成としたものであ
り、車室内に設置した場合に車両速度の変化によるロー
ドノイズ変化やエンジン音の有無により電力増幅器の低
域信号の増幅度を変化させマスキング現象を回避すると
いう作用を有する。
換回路からの出力電圧を積分回路を介して第1の電圧制
御増幅器に加えるように構成したものであり、車両速度
が頻繁に変化しても電力増幅器の低域増幅度が頻繁に変
化しないという積分作用を有する。
は電圧増幅器より前段に第1あるいは第2の電圧制御増
幅器の出力信号を制限する信号制限回路を有する構成と
したものであり、スピーカ装置の音量が十分に大きくロ
ードノイズなどによる影響を受けないときに音響再生出
力が過剰になるのを抑えるという作用を有する。
御増幅器は車両のエンジンスイッチがオンの状態で供給
される電圧を検出し増幅率が上昇するように構成したも
のであり、車両停車時にエンジンがアイドリングしてい
る場合には電力増幅器の増幅度を制御して最適な音量が
得られるという作用を有する。
えられるフルレンジスピーカ装置と低域用スピーカ装置
とを備え、前記低域用スピーカ装置は、音響信号入力端
子が接続されたスピーカユニットと、このスピーカユニ
ットの背面の音響出力で駆動されるパッシブラジエータ
と、このスピーカユニットの背面の音響出力を前記パッ
シブラジエータに結合する前面密閉室および前記スピー
カユニットの前面の音響出力を密封する背面密閉室と、
これらの前面密閉室と背面密閉室を空間的に分割させる
サブバッフル板と、スピーカボックスを構成するキャビ
ネットを有し、前記スピーカユニットが前記パッシブラ
ジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ前記スピー
カユニットと前記パッシブラジエータの両方がバッフル
板に直接取り付けられるスピーカ装置であって、前記フ
ルレンジスピーカ装置への音響信号とは逆相の関係にあ
る音響信号を加えるように構成したものであり、他の音
響再生装置との位相を最適化するという作用を有する。
から図13を用いて説明する。 (実施の形態1)図1および図2は本発明のパッシブラ
ジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置の実施の形態1
の断面図および斜視図を示し、図1および図2におい
て、401は実際に音響再生を行うパッシブラジエータ
である。402はパッシブラジエータ401を背面の音
響出力による駆動するスピーカユニットである。403
はパッシブラジエータ401とスピーカユニット402
を同時に取り付けスピーカボックスの一部を構成するバ
ッフル板である。404はスピーカユニット402の背
面の音響出力をパッシブラジエータ401に結合する前
面密閉室、405はスピーカユニット402の前面の音
響出力を密封する背面密閉室である。406は前面密閉
室404と背面密閉室405を空間的に分割するサブバ
ッフル板である。スピーカボックスはキャビネット40
7で構成されている。
ン方式のスピーカ装置の等価回路図を示し、図3におい
て、501はスピーカユニットの逆起電力などによる電
磁気的抵抗である。502はスピーカユニットの機械的
な抵抗である。503はスピーカユニットの振動板の質
量などによる等価質量である。504はスピーカユニッ
トのダンパーやエッジなどによるコンプライアンスであ
る。505はスピーカユニットの音響出力を面積比によ
り、パッシブラジエータに逆位相で伝達する変圧器であ
る。506はパッシブラジエータの機械的な抵抗であ
る。507はパッシブラジエータのダンパーやエッジな
どによるコンプライアンスである。508はパッシブラ
ジエータの振動板の質量などによる等価質量である。5
09は前面密閉室によるコンプライアンスである。51
0は背面密閉室によるコンプライアンスである。
タ型ケルトン方式のスピーカ装置に電力増幅器を組み込
んでサブウーハとして用いた場合のブロック図を示し、
図4において、605は音響入力信号の低域信号のみを
電力増幅するパルス幅変調方式の電力増幅器である。6
06は電力増幅器605の音響出力信号を再生する実施
の形態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式のスピー
カ装置である。607はスピーカ装置606から放射さ
れる音響信号をマイクロフォン602で検出し、そのマ
イクロフォン602からの出力信号にもとづき音響信号
を制御する音響帰還回路であり、前記電力増幅器605
の前段に形成されている。ここで、前記音響帰還回路6
07、電力増幅器605は、前記音源装置611からの
音響出力信号の低域信号のみを電力増幅しスピーカ装置
606に入力する電力増幅手段を構成している。
すように前記音源装置611の出力が加えられる入力端
子1を反転入力端子に接続した減算器601と、マイク
ロフォン602の出力信号が入力されるマイクロフォン
増幅器603と、このマイクロフォン増幅器603の出
力と電力増幅器605に入力される音響信号とを加減算
処理する加減算器604から構成されており、前記加減
算器604の出力が前記減算器601の非反転入力端子
に接続される。
態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式のサブウーハ
を組み合わせた場合の構成図である。図6において、6
11はコンパクトディスクプレーヤ、コンパクトカセッ
トプレーヤ、チューナなどの音源機器611aと、音源
の音量・音質を可変する可変部611bと、この音響出
力信号を電力増幅する電力増幅器611cからなる音源
装置である。612は音源装置611の音響出力信号を
車室内に再生するフルレンジスピーカ装置である。61
3は音源装置611からの音響出力信号が接続された本
実施の形態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式のサ
ブウーハである。
エータ型ケルトン方式と本実施の形態1のパッシブラジ
エータ型ケルトン方式のスピーカボックスの振動レベル
を比較したものである。1001は従来のパッシブラジ
エータ型ケルトン方式のスピーカボックスの振動レベル
で、1002は本実施の形態1のパッシブラジエータ型
ケルトン方式のスピーカボックスの振動レベルで、いず
れもバッフル板の表面を測定したものである。
エータ型ケルトン方式と本実施の形態1のパッシブラジ
エータ型ケルトン方式の再生周波数特性を比較したもの
である。1101は従来のパッシブラジエータ型ケルト
ン方式の再生周波数特性で、1102は本実施の形態1
のパッシブラジエータ型ケルトン方式の再生周波数特性
である。
態1について、以下その動作について説明する。本実施
の形態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式のスピー
カ装置は、パッシブラジエータ401に対してスピーカ
ユニット402が逆さ方向に取り付けられ、スピーカユ
ニット402の背面音響出力が前面密閉室404の空気
を介してパッシブラジエータ401に伝達され、パッシ
ブラジエータ401から音響出力を得るものであるが、
サブバッフル板406は単に前面密閉室404と背面密
閉室405を空間的に分割するだけのものであり、剛性
の最も高いバッフル板403へ振動源であるスピーカユ
ニット402とパッシブラジエータ401の両方を直接
取り付ける構造のため、スピーカユニット402の反作
用によるサブバッフル板406の不要振動が大幅に低減
されスピーカ装置自身の不要振動が低減できる。従来の
パッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカボックス
の振動レベル1001と、本実施の形態1のパッシブラ
ジエータ型ケルトン方式のスピーカボックスの振動レベ
ル1002を比較するとスピーカボックスの振動レベル
が大きく低減されている。
う場合にもバッフル板403へ直接スピーカユニット4
02を取り付ける構造のため前面密閉室の容積比率を小
さく抑えることができるため、従来のパッシブラジエー
タ型ケルトン方式の再生周波数特性1101に比べ、本
実施の形態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式の再
生周波数特性1102は低域の再生限界が改善され、ス
ピーカ装置としての音響特性を向上させることができ
る。
ータの音響再生出力にスピーカユニットの前面音響出力
が干渉しないようにするため、スピーカユニット402
の前面の音響出力を密封するものである。
ルトン方式のスピーカ装置では、スピーカユニット40
2の背面の音響出力が前面密閉室404の空気を介して
パッシブラジエータ401に伝達され、パッシブラジエ
ータ401から音響出力を得る構造のため、スピーカユ
ニット402とパッシブラジエータ401の位相関係が
反転する。この関係を変圧器505によって表してい
る。他のスピーカ装置との併用においては位相関係を合
わせるため、本実施の形態1のパッシブラジエータ型ケ
ルトン方式のスピーカ装置の音響信号入力端子が逆相で
スピーカユニット402に接続される。
ッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置内にパ
ルス幅変調方式の電力増幅器605と、減算器601、
マイクロフォン602、マイクロフォン増幅器603、
加減算器604から成る音響帰還回路を組み込んだ車載
用サブウーハのブロック図を示す。パルス幅変調方式の
電力増幅器605はコンパクトな大きさで高出力が得ら
れる電力増幅器であり、音響帰還回路はサーボ効果によ
り音響再生出力の立上りを改善するものである。
1のパッシブラジエータ型ケルトン方式のサブウーハを
組み合わせた装置である。基本構成は音源装置611と
フルレンジスピーカ装置612により構成されるが、基
本構成で不足する低域再生を本実施の形態1のパッシブ
ラジエータ型ケルトン方式のサブウーハ613で改善す
るものである。なお、フルレンジスピーカ装置612と
本実施の形態1のパッシブラジエータ型ケルトン方式の
スピーカ装置606の位相関係を合わせるため、パルス
幅変調方式の電力増幅器605の音響出力信号は逆相で
スピーカユニットに接続される。
示すように構成される。図9において、701は車両側
の車速パルスの周波数から車両速度に比例した直流電圧
に変換する周波数電圧変換器である。702は周波数電
圧変換器701の制御電圧により、音響入力信号から制
御電圧に比例した音響信号を出力する電圧制御増幅器で
ある。703は周波数電圧変換器701の制御電圧によ
り電圧制御増幅器702の出力信号が頻繁に変動するの
を防ぐ積分回路である。
量が十分に大きく車室内騒音による影響を受けないとき
に音響出力信号が過剰になるのを抑える信号制限回路で
ある。705は車両停車時にエンジンがアイドリングし
ている場合でも最適な音量が得られるようにエンジンス
イッチON時の出力電圧により音響信号を制御する電圧
制御増幅器である。605は電圧制御増幅器702の出
力信号の低域のみを電力増幅するパルス幅変調方式の電
力増幅器である。606は電力増幅器605の音響出力
信号を再生するパッシブラジエータ型ケルトン方式のス
ピーカ装置である。607はスピーカ装置606から放
射される音響信号をマイクロフォン602で検出し、そ
のマイクロフォン602からの出力信号にもとづき音響
信号を制御する音響帰還回路であり、前記信号制限回路
704と前記電力増幅器605間に形成されている。
路607、電力増幅器605は、前記電圧制御増幅器7
02からの音響出力信号の低域信号のみを電力増幅しス
ピーカ装置606に入力する電力増幅手段を構成してい
る。ここで、前記音響帰還回路607は図5に示す通り
である。
サブウーハについて、以下その動作について説明する。
音源装置611から入力された音響信号は電圧制御増幅
器705に入力される。この電圧制御増幅器705の増
幅度は車両側のエンジンスイッチがオン状態で出力され
る電圧を検出すると一定レベル上昇する。周波数電圧変
換器701には車両側の車速パルスが入力されており、
車両速度に比例した制御電圧を積分回路703を介して
電圧制御増幅器702へ出力する。また、電圧制御増幅
器705から出力された音響信号は電圧制御増幅器70
2に入力される。この電圧制御増幅器702の増幅度
は、周波数電圧変換器701の制御電圧、すなわち車両
速度に比例して制御される。電圧制御増幅器702の音
響出力は信号制限回路704へ入力される。信号制限回
路704は本実施の形態1のサブウーハの音量が十分に
大きくロードノイズなどの車室内騒音の影響を受けてい
ないときに、車両速度の上昇に伴う音量の過剰を抑える
働きをする。信号制限回路704からの音響出力信号は
音響帰還回路607に入力される。
ッシブラジエータ型ケルトン方式スピーカ装置606の
音響出力をマイクロフォン602で検出し、マイクロフ
ォン増幅器、減算器、加減算器を介して帰還ループを形
成し、サーボ効果によりサブウーハの音響再生出力を改
善する。音響帰還回路607の音響出力はパルス幅変調
方式電力増幅器605に入力される。パルス幅変調方式
電力増幅器605にはローパスフィルタ回路などが内蔵
されており、低域のみが電力増幅される。パッシブラジ
エータ型ケルトン方式スピーカ装置606はパルス幅変
調方式電力増幅器605の音響出力信号が接続され、再
生音を車室内に出力する。
のアイドリング時、車両低速走行時、中速走行時、高速
走行時の順番に車室内騒音レベルが大きくなるが、本実
施の形態1のサブウーハの音量も車室内騒音レベルに比
例して大きくなるため、本実施の形態1のサブウーハの
再生音レベルのS/N比が一定に保たれるように改善さ
れ、最適な音響再生ができる。また、本実施の形態1の
サブウーハの音量が大きく、車室内騒音の影響を受けな
いときには、信号制限回路704により車両高速走行時
においても本実施の形態1のサブウーハの音量は必要以
上に上昇しない。また、積分回路703により車両速度
が頻繁に変動しても、本実施の形態1のサブウーハの音
量が頻繁に変動することは少ない。
ないし図11に示すように変形することが可能である。
たパッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置と
基本的に同じものであるが、パッシブラジエータ80
1,802として複数に分割して用いたものである。複
数に分割した場合、振動板面積および振動板質量の和が
単独使用時と同一であれば、実施の形態1の場合と同じ
特性を有することができる。
たパッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置と
基本的に同じものであるが、パッシブラジエータ401
の代わりにダクト902を用いたものである。ダクト9
02を用いた場合、ダクト902の内径面積およびダク
ト902内の空気の質量がパッシブラジエータ401の
振動板と同一であれば、実施の形態1の場合と同じ特性
を有することができる。
たパッシブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置の
パッシブラジエータ401の上にディフューザー408
を取り付けたものである。パッシブラジエータ401か
らの音響再生出力をディフューザー408に反射させ
て、スピーカボックスとディフューザー408の横側に
設けられた音響出力放射部409から音響再生出力を得
る構造のため、パッシブラジエータ401に対する実効
的な等価質量が増加して低域再生限界が更に拡大され
る。また、スピーカボックス上に物などを置いても音響
特性に悪影響を与えることがなく、車室内における座席
下などへの設置においても再生音圧が直接上方に出力さ
れないため、着席者に及ぼす不快な振動が緩和される。
ブラジエータ型ケルトン方式のスピーカ装置の実施の形
態2の断面図を示し、図13において、1301は実際
に音響再生を行うパッシブラジエータである。1302
はパッシブラジエータ1301を前面音響出力により駆
動するスピーカユニットである。1303はパッシブラ
ジエータ1301とスピーカユニット1302を同時に
取り付けスピーカボックスの一部を構成するバッフル板
である。1304はスピーカユニット1302の前面音
響出力をパッシブラジエータ1301に結合する前面密
閉室、1305はスピーカユニット1302の背面音響
出力を密封する背面密閉室である。スピーカボックスは
キャビネット1306で構成されている。
態2について、以下その動作について説明する。
ルトン方式のスピーカ装置は、スピーカユニット130
2の前面音響出力が前面密閉室1304の空気を介して
パッシブラジエータ1301に伝達され、パッシブラジ
エータ1301から音響出力を得るものであるが、剛性
の最も高いバッフル板1303へ振動源であるスピーカ
ユニット1302とパッシブラジエータ1301の両方
を直接取り付ける構造のため、スピーカユニット130
2の反作用によるスピーカ装置の不要振動が低減でき
る。
う場合にもバッフル板1303へ直接スピーカユニット
1302を取り付ける構造のため前面密閉室の容積比率
を小さく抑えることができるため、スピーカ装置として
の音響特性を向上させることができる。なお、背面密閉
室1305はパッシブラジエータ1301の音響再生出
力にスピーカユニット1302の背面音響出力が干渉し
ないようにするため、スピーカユニット1302の背面
音響出力を密封するものである。
生能力を改善するのに有効なパッシブラジエータ型ケル
トン方式のスピーカ装置において、剛性の最も高いバッ
フル板へ振動源であるスピーカユニットとパッシブラジ
エータの両方を直接取り付けることで、スピーカユニッ
トの反作用によるサブバッフル板の不要振動を大幅に減
少させ、スピーカ装置自身の不要振動を低減し音質向上
という有利な効果が得られる。また、スピーカ装置の小
型化や薄型化を行う場合にもバッフル板へ直接スピーカ
ユニットを取り付けることで、構造的に前面密閉室の容
積比率を小さく抑えることができスピーカ装置としての
音響特性を向上するという有利な効果が得られる。
ケルトン方式のスピーカ装置の断面図
ン方式のスピーカ装置の斜視図
ン方式のスピーカ装置の等価回路図
ン方式のスピーカ装置に電力増幅器を組み込んでサブウ
ーハとして用いた場合のブロック図
シブラジエータ型ケルトン方式のサブウーハを組み合わ
せた場合の構成図
ルの比較図
ン方式のサブウーハのブロック図
トン方式のスピーカ装置でパッシブラジエータを分割し
た場合の断面図
トン方式のスピーカ装置でパッシブラジエータの代わり
にダクトを用いた場合の断面図
トン方式のスピーカ装置でパッシブラジエータ上にディ
フューザーを取り付けた場合の断面図
トン方式のスピーカ装置の断面図
スピーカ装置の断面図
スピーカ装置の等価回路図
式スピーカ装置 607 音響帰還回路 611 音源装置 611a 音源機器 611b 音響信号可変部 611c 電力増幅器 612 フルレンジスピーカ装置 613 サブウーハ 701 周波数電圧変換器 702 電圧制御増幅器 703 積分回路 704 信号制限回路 705 電圧制御増幅器 801 パッシブラジエータ 802 パッシブラジエータ 902 ダクト 1001 従来のパッシブラジエータ型ケルトン方式の
スピーカボックス振動レベル 1002 実施形態1のパッシブラジエータ型ケルトン
方式のスピーカボックス振動レベル 1101 従来のパッシブラジエータ型ケルトン方式の
スピーカ装置の周波数特性 1102 実施形態1のパッシブラジエータ型ケルトン
方式のスピーカ装置の周波数特性 1301 パッシブラジエータ 1302 スピーカユニット 1303 バッフル板 1304 前面密閉室 1305 背面密閉室 1306 キャビネット
Claims (15)
- 【請求項1】 音響信号入力端子が接続されたスピーカ
ユニットと、このスピーカユニットの背面の音響出力で
駆動されるパッシブラジエータと、このスピーカユニッ
トの背面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合す
る前面密閉室および前記スピーカユニットの前面の音響
出力を密封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背
面密閉室を空間的に分割させるサブバッフル板と、前記
スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方を直
接取り付けるバッフル板を有しスピーカボックスを構成
するキャビネットを備え、前記スピーカユニットが前記
パッシブラジエータに対して逆さ方向に配置され、かつ
前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方
を前記バッフル板に直接取り付けたスピーカ装置。 - 【請求項2】 音響信号入力端子が接続されたスピーカ
ユニットと、このスピーカユニットの前面の音響出力で
駆動されるパッシブラジエータと、このスピーカユニッ
トの前面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合す
る前面密閉室および前記スピーカユニットの背面の音響
出力を密封する背面密閉室と、前記スピーカユニットと
前記パッシブラジエータの両方を直接取り付けるバッフ
ル板を有しスピーカボックスを構成するキャビネットを
備え、前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータ
の両方をバッフル板に直接取り付けたスピーカ装置。 - 【請求項3】 パッシブラジエータの振動板とダンパー
を直接バッフル板に接着または溶着してパッシブラジエ
ータをバッフル板に一体化した請求項1または2記載の
スピーカ装置。 - 【請求項4】 パッシブラジエータの代わりにダクトを
用いた請求項1,2,3のいずれかに記載のスピーカ装
置。 - 【請求項5】 パッシブラジエータまたはダクトを複数
に分割して用いた請求項1,2,3,4のいずれかに記
載のスピーカ装置。 - 【請求項6】 パッシブラジエータまたはダクト上にデ
ィフューザーを取り付けた請求項1,2,3,4,5の
いずれかに記載のスピーカ装置。 - 【請求項7】 スピーカボックス内にパルス幅変調増幅
器を含む電力増幅器を組み込んだ請求項1,2,3,
4,5,6のいずれかに記載のスピーカ装置。 - 【請求項8】 電力増幅器より前段に設けた減算器と、
スピーカ装置のパッシブラジエータまたはスピーカユニ
ットから放射される音響出力信号を検出するマイクロフ
ォンと、このマイクロフォンで検出した音響出力信号を
増幅するマイクロフォン増幅器と、このマイクロフォン
増幅器の出力信号と上記電力増幅器の入力信号とを加算
または減算処理する加減算器からなり、この加減算器の
出力信号を上記減算器に接続して音響帰還回路を構成し
た電力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を
再生する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピ
ーカ装置は音響信号入力端子が接続されたスピーカユニ
ットと、このスピーカユニットの背面の音響出力で駆動
されるパッシブラジエータと、このスピーカユニットの
背面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する前
面密閉室および前記スピーカユニットの前面の音響出力
を密封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背面密
閉室を空間的に分割させるサブバッフル板と、前記スピ
ーカユニットと前記パッシブラジエータの両方を直接取
り付けるバッフル板を有しスピーカボックスを構成する
キャビネットを備え、前記スピーカユニットが前記パッ
シブラジエータに対して逆さ方向に配置されかつ前記ス
ピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方をバッ
フル板に直接取り付けた音響再生装置。 - 【請求項9】 電力増幅器より前段に設けた減算器と、
スピーカ装置のパッシブラジエータまたはスピーカユニ
ットから放射される音響出力信号を検出するマイクロフ
ォンと、このマイクロフォンで検出した音響出力信号を
増幅するマイクロフォン増幅器と、このマイクロフォン
増幅器の出力信号と上記電力増幅器の入力信号とを加算
または減算処理する加減算器からなり、この加減算器の
出力信号を上記減算器に接続して音響帰還回路を構成し
た電力増幅手段と、この電力増幅手段の音響出力信号を
再生する低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用スピ
ーカ装置は音響信号入力端子が接続されたスピーカユニ
ットと、このスピーカユニットの前面の音響出力で駆動
されるパッシブラジエータと、このスピーカユニットの
前面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する前
面密閉室および前記スピーカユニットの背面の音響出力
を密封する背面密閉室と、前記スピーカユニットと前記
パッシブラジエータの両方を直接取り付けるバッフル板
を有しスピーカボックスを構成するキャビネットを備
え、前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの
両方をバッフル板に直接取り付けた音響再生装置。 - 【請求項10】 車速パルスの入力端子を有する周波数
電圧変換回路と、この周波数電圧変換回路の出力信号に
もとづき入力される音響信号を制御する第1の電圧制御
増幅器と、エンジンの作動状態に応じた制御信号にもと
づき入力される音響信号を制御する第2の電圧制御増幅
器と、前記第1の電圧制御増幅器の出力が入力される前
記第2の電圧制御増幅器あるいは前記第2の電圧制御増
幅器の出力が入力される第1の電圧制御増幅器からの音
響出力信号の低域信号を増幅する電力増幅手段と、この
電力増幅手段の音響出力信号を再生する低域用スピーカ
装置とを備え、前記低域用スピーカ装置は音響信号入力
端子が接続されたスピーカユニットと、このスピーカユ
ニットの背面の音響出力で駆動されるパッシブラジエー
タと、このスピーカユニットの背面の音響出力を前記パ
ッシブラジエータに結合する前面密閉室および前記スピ
ーカユニットの前面の音響出力を密封する背面密閉室
と、これらの前面密閉室と背面密閉室を空間的に分割さ
せるサブバッフル板と、前記スピーカユニットと前記パ
ッシブラジエータの両方を直接取り付けるバッフル板を
有しスピーカボックスを構成するキャビネットを備え、
前記スピーカユニットが前記パッシブラジエータに対し
て逆さ方向に配置されかつ前記スピーカユニットと前記
パッシブラジエータの両方をバッフル板に直接取り付け
た音響再生装置。 - 【請求項11】 車速パルスの入力端子を有する周波数
電圧変換回路と、この周波数電圧変換回路の出力信号に
もとづき入力される音響信号を制御する第1の電圧制御
増幅器と、エンジンの作動状態に応じた制御信号にもと
づき入力される音響信号を制御する第2の電圧制御増幅
器と、前記第1の電圧制御増幅器の出力が入力される第
2の電圧制御増幅器あるいは前記第2の電圧制御増幅器
の出力が入力される第1の電圧制御増幅器からの音響出
力信号の低域信号を増幅する電力増幅手段と、この電力
増幅手段の音響出力信号を再生する低域用スピーカ装置
とを備え、前記低域用スピーカ装置は音響信号入力端子
が接続されたスピーカユニットと、このスピーカユニッ
トの前面の音響出力で駆動されるパッシブラジエータ
と、このスピーカユニットの前面の音響出力を前記パッ
シブラジエータに結合する前面密閉室および前記スピー
カユニットの背面の音響出力を密封する背面密閉室と、
前記スピーカユニットと前記パッシブラジエータの両方
を直接取り付けるバッフル板を有しスピーカボックスを
構成するキャビネットを備え、前記スピーカユニットと
前記パッシブラジエータの両方をバッフル板に直接取り
付けた音響再生装置。 - 【請求項12】 周波数電圧変換回路からの出力電圧を
積分回路を介して第1の電圧制御増幅器に加えるように
構成した請求項9または10記載の音響再生装置。 - 【請求項13】 電圧増幅手段は電圧増幅器より前段に
第1あるいは第2の電圧制御増幅器の出力信号を制限す
る信号制限回路を有する請求項9,10,11のいずれ
かに記載の音響再生装置。 - 【請求項14】 第2の電圧制御増幅器は車両のエンジ
ンスイッチがオンの状態で供給される電圧を検出し増幅
率が上昇するように構成した請求項9,10,11,1
2のいずれかに記載の音響再生装置。 - 【請求項15】 音響信号が加えられるフルレンジスピ
ーカ装置と低域用スピーカ装置とを備え、前記低域用ス
ピーカ装置は音響信号入力端子が接続されたスピーカユ
ニットと、このスピーカユニットの背面の音響出力で駆
動されるパッシブラジエータと、このスピーカユニット
の背面の音響出力を前記パッシブラジエータに結合する
前面密閉室および前記スピーカユニットの前面の音響出
力を密封する背面密閉室と、これらの前面密閉室と背面
密閉室を空間的に分割させるサブバッフル板と、スピー
カボックスを構成するキャビネットを有し、前記スピー
カユニットが前記パッシブラジエータに対して逆さ方向
に配置されかつ前記スピーカユニットと前記パッシブラ
ジエータの両方がバッフル板に直接取り付けられるスピ
ーカ装置であって、前記フルレンジスピーカ装置への音
響信号とは逆相の関係にある音響信号を加えるように構
成した音響再生装置。
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