JPS5936480B2 - スピ−カ装置 - Google Patents

スピ−カ装置

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JPS5936480B2
JPS5936480B2 JP51013396A JP1339676A JPS5936480B2 JP S5936480 B2 JPS5936480 B2 JP S5936480B2 JP 51013396 A JP51013396 A JP 51013396A JP 1339676 A JP1339676 A JP 1339676A JP S5936480 B2 JPS5936480 B2 JP S5936480B2
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air
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flow path
fluid
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章 伊賀
修 浜田
譲治 福田
裕一朗 浜田
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/42Combinations of transducers with fluid-pressure or other non-electrical amplifying means
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/206Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • Y10T137/2229Device including passages having V over T configuration
    • Y10T137/224With particular characteristics of control input
    • Y10T137/2245Multiple control-input passages

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 一般にスピーカの音響輻射抵抗は極めて小さく、動電型
においては、ボイスコイルのに線抵抗の数十分の−なの
で、熱損失によって音響変換効率が低くなっている。
また静電型においては、振動板のりアクタンス成分に比
べて非常に小さいので、ミスマツチングのため、さらに
効率が低くなっている。
また振動板を用いるスピーカにおいては、その振動板が
種々の複雑なモードで分割振動するので、歪みが発生す
ると共に、動電型においては、さらに磁気回路の非直線
性によっても歪みを生じている。
また通常のスピーカにおいては、いかにダンピングを利
かせても、振動板は質性を伴って振動し、例えば第1図
Aのようなパルス性の信号がスピーカに供給されたとき
には、その音響出力は第1図Bに示すように、減衰振動
波形となる。
このように従来のスピーカは、他の音響用コンポーネン
トに比べて効率や歪みなどの特性が悪く、音響再生シス
テム全体の性能向上を妨げている。
一方、オーディオの分野にもPCMの技術が採り入れら
れ、音声信号や楽音信号などのオーディオ信号をPCM
パルスに変換してから記録再生などを行う方向にある。
そしてこの技術によれば、従来のアナログ処理に比べ、
はるかに忠実なオーディオ再生ができる。
本発明は、これらの点を考慮し、従来のスピーカの持つ
欠点を一掃し、しかもPCMパルスから直接音響出力を
得ることができるスピーカ装置を提供しようとするもの
である。
以下その一例について説明しよう。
なお、この例においては、PCMパルスは、Nビット(
Nは例えば12)の自然2進値コードによる直列パルス
であり、すなわち、第2図に示すように(この図では、
簡単のためN=4)、もとのオーディオ信号Soの最大
レベル時における負のピーク部分でrooooJとなり
、正のピーク部分子1lll、JとなるPCMパルスで
ある。
第3図は、本発明によるスピーカ装置の一例を概念的に
示す断面図で、1A〜1NはPCMパルスのMBS−L
SHにそれぞれ対応して設けられたN個の流体演算素子
を示す。
これら演算素子1A〜1Nはそれぞれフリップフロップ
タイプに構成されているもので、すなわち、演算素子1
N〜1Nのそれぞれにおいて、2は空気の流通路で、こ
れはY字状に構成され、その一端は空気取り入れ口3と
され、他端は開口4,5とされている。
また流通路2の分岐点において、流通路2の両側に、ト
リガ用の空気流通路6,7が設けられている。
そしてこの場合、一例として、流体素子1A〜1Nの開
口4における空気の流速が、互いに等しくなるように、
流通路2の断面の面積が設定されると共に、開口4の断
面の面積は、演算素子1八〜1Nごとに次のように設定
されている。
素子IAフ2(N−1)S 素子I B : 2(N−2) S 素子I N : 2(N−N) S S:所定の大きさの単位面積 すなわち、演算素子1八〜1Nの開口4の断面の面積は
、PCMパルスのMSB−LSHの重みに対応じた重み
がつけられている。
そして演算素子1A〜1Nの取り入れ口3は、空気室1
0に連結され、開口4はホーン9のネック部に連結され
、さらに開口5は排気路11を通じて排気管12に連結
されている。
なおホーン9は、開口4と外界とのマツチングをとるた
めものであり、例えばエクスポーネンシャルホーンとさ
れている。
さらに流体素子1A〜1Nの流通路6,7は、電気弁2
1A〜21N及び流通路8を通じて空気室10に連結さ
れている。
そして空気室10には、空気取り入れ口13が設けられ
ると共に、ここに圧縮ポンプ14が設けられ、空気室1
0には所定の圧力で空気が蓄えられている。
また排気管12の終端は、取り入れ口13に臨まされて
いる。
一方、PCMパルスによって電気弁21八〜21Nを制
御するため、例えば第4図に示すように回路系が構成さ
れる。
すなわち、PCMパルスが入力端子22を通じてシスト
レジスタ23に供給されて直列パルスから並列パルスに
変換され、この並列PCMパルスのうち、例えば第5図
Aに示すMSBのパルスP3が、微分回路24Aに供給
されて第5図Bに示すような微分パルスP4 とされ、
このパルスP4が整流回路25Aを通じて波形整形回路
27Aに供給されて第5図Cに示すように、パルスP3
の立ち上がりごとのパルスP7とされ、このパルスP7
が電気弁21Aに供給される。
さらにパルスP4が、インバータ28A及び整流回路2
9Aを通じて波形整形回路26Aに供給されて第5図り
に示すように、パルスP3の立ち下がりごとのパルスP
6とされ、このパルスP6も電気弁21Aに供給される
そして電気弁21Aは、パルスP6.P7にヨッて第5
図Eに示すように制御され、すなわち、パルスP6が“
1″の期間には、流通路9から流通路6に空気が送られ
、パルスP7が“1″の期間には、流通路9から流通路
7に空気が送られ、さらにパルスP6.P7がいずれも
(10”のときには、流通路6,7のいずれにも空気が
送られないように制御される。
そしてPCMパルスの28B−LSBのパルスと電気弁
21B〜21Nとの間についても、全く同様に構成され
るもので、対応する部分には、同一数字にサフィックス
AにかえてサフィックスB〜Nをつけて説明は省略する
このような構成によれば、空気室10の空気が、取り入
れ口3を通じて流通路2に流れるが、あらかじめ流通路
2の断面の形状及び壁面の状態を設定しておくことによ
りこの流通路2を流れる空気は、演算素子1Aにおいて
矢印36または37で示すように開口5または4のいず
れか一方のみに流れ出る。
そして、今、演算素子1Aにおいて、空気が矢印36の
ように開口5に流れているとする。
そしてこの状態において、PCMパルスのMSHのパル
スP3が“0”から“1″′になると、パルスP7が1
″になり、これにより電気弁21Aが制御されて流通路
8から流通路7に空気が流れるが、流通路1から流通路
2に空気が流れ出てくると、この空気流によりトリガさ
れ、取り入れ口3から矢印36のように流れていた空気
は、矢印37の流れに切換えられ、開口4に流れ出るよ
うになる。
そしてパルスP7が“0″になり、電気弁21Aが閉じ
て流通路7に空気が流れなくなっても、取り入れ口3か
らの空気は開口4に流れ出る状態を保持する。
そして次にパルスP3が1″から“0″になると、パル
スP6が′1″になり、これにより電気弁21Aが制御
されて流通路8から流通路6に空気が流れ、従って流通
路6から流通路2に空気が流れ出てくるので、この空気
流によりトリガされ、取り入れ口3から矢印37のよう
に流れていた空気は、矢印36の流れに切り換えられ、
開口5に流れ出るようになる。
そしてパルスP6が“′0”になり流通路6に空気が流
れなくなっても、取り入れ口3からの空気は、開口5に
流れ出る状態を保持する。
すなわち、パルスP3が410“のときには、取り入れ
口3がら空気は開口5に流れ出て、“1″のときには、
開口4に流れる。
そしてPCMパルスの28B−LSB及び演算素子1B
〜1Nについても全く同様の動作が行われる。
従って端子22にPCMパルスが供給されると、その人
力PCMパルスの1フレームごとに、そのパルスに対応
して演算素子1八〜1Nの開口4にそれぞれ空気流が得
られるので、聴取者は、これら空気流によるそれぞれの
空気圧の和の空気圧を受けることになる。
そしてこの場合、それぞれの空気圧は、開口4の断面の
面積と、この開口4での空気流の流速との積に比例する
と共に、その流速は等しく、かつ、開口4の断面の面積
は、PCMパルスのMSB−LSBの重みに対応して演
算素子1八〜1Nごとに重みづけされている。
従って聴取者が、その和の空気圧を受けるとき、この空
気圧は、そのPCMパルスの各フレームの値に対応した
大きさとなり、すなわち、PAM状に空気圧を受けるこ
とになる。
そしてこのとき、人間の聴覚は、本質的にローパスフィ
ルタの特性をもっているので、このPAM状の空気圧は
、もとのオーディオ信号Soの音圧として聴取者は受け
とることになる。
すなわち、PCMパルスを復調した音響出力が得られる
こうして本発明によれば、PCMパルスから直接音響出
力を得ることができる。
そしてこの場合、空気室10の圧力を高くすれば、ある
いは開口4の断面の面積を大きくすれば、これに比例し
て大きな音響出力を取り出すことができる。
しかもそのときの電力消費は、主としてポンプ14によ
る直流的な損失だけであり、従って信号電力は極めて高
能率で音響出力に変換される。
さらに振動板の分割振動による歪みや、磁気回路の非直
線性による歪みを生じることもない。
また取り入れ口3からの空気流を、開口4に流すか、開
口5に流すかにより音圧を発生させているので、瞬間的
な制動ができ、第1図Cに示すように、原波形(第1図
A)にほぼ等しい音圧波形を・得ることができる。
さらに従来のスピーカにおいては、振動板の後側に逆相
の音圧を生じているので、これが前方に伝達されてくる
のを防ぐために巨大なバッフル板を必要とし、小型のス
ピーカで低音を出すことが困難であったが、本発明のス
ピーカ装置では、逆相の音圧をどこにも生じないので、
バッフル板などは不要であり、小型で低音を出すことが
できる。
なお、上述において、電気弁21A〜21Nとしては、
電歪型、磁歪型などの高速素子を用いることができ、ま
た流通路6,7に対してそれぞれ独立に設けることもで
きる。
さらに上述の例においては、電気弁21A’−21Nで
制御された空気流で、直接最終の流体演算素子1八〜1
Nを制御しているが、任意の段数の流体増幅器を仲介さ
せることにより、電気弁を必要最小とし、なおかつすべ
てのビットについて同一の電気弁を使用することもでき
る。
ただしこの場合には、流体増幅器による遅延時間を補償
するため、LSBに近づくに従って遅延管を設ける。
またポンプ13に代えて圧縮空気などが封入されたボン
ベでもよく、さらに演算素子1A〜1Nの空気流の流速
の重みつけしてもよい。
また水中スピーカとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスピーカを説明するための波形図、第2
図はPCMパルスを説明するための図、第3図は本発明
の一例の断面図、第4図はその信号系の系統図、第5図
はその説明のための波形図である。 1八〜1Nは流体演算素子、9はホーン、14は圧縮ポ
ンプ、21A〜21Nは電気弁である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流体を供給する流体源と、PCMパルスの各ビット
    にそれぞれ対応し、上記流体源からの流体を流し出す複
    数個の開口と、上記流体源と上記開口との間の流通路に
    それぞれ設けられ、これら流通路を流れる上記流体の流
    れをそれぞれ制御する制御手段とを有し、上記開口の断
    面の面積と、上記開口を流れ出る上記流体の流速との積
    は、上記PCMパルスの各ビットの重みに対応して重み
    が与えられ、上記PCMパルスのビットごとに上記制御
    手段を制御することにより上記流通路を流れる上記流体
    の流れを制御して上記PCMパルスに対応する音響出力
    を上記複数個の開口に得られる流体の変化の総和として
    復調するようにしたスピーカ装置。
JP51013396A 1976-02-10 1976-02-10 スピ−カ装置 Expired JPS5936480B2 (ja)

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JP51013396A JPS5936480B2 (ja) 1976-02-10 1976-02-10 スピ−カ装置
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JPS5296530A JPS5296530A (en) 1977-08-13
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CA (1) CA1074236A (ja)
DE (1) DE2705396C2 (ja)
FR (1) FR2341243A1 (ja)
GB (1) GB1559190A (ja)
NL (1) NL7701434A (ja)

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