JPS6315125A - Acceleration sensor - Google Patents
Acceleration sensorInfo
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- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばモーショナルフィードバック方式のス
ピーカのモーショナルフィードバック信号を得るために
使用して好適な加速度センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an acceleration sensor suitable for use, for example, in order to obtain a motional feedback signal of a speaker using a motional feedback system.
本発明は、例えばモーショナルフィードバック方式のス
ピーカのモーショナルフィードバック信号を得るために
使用して好適な加速度センサであって、振動膜とバック
プレートとのいずれか一方にエレクトレット膜を配置し
て加速度を検出する加速度センサにおいて、振動膜に音
圧感度のカットオフ周波数が５ ＫＨｚ以上となる透
孔を設けたことにより、音圧に対する感度が下がって振
動に対する感度が相対的に上がり、良好に加速度が検出
できるようにしたものである。The present invention is an acceleration sensor suitable for use, for example, in order to obtain a motional feedback signal of a speaker using a motional feedback system, and in which an electret membrane is disposed on either one of a diaphragm and a back plate to detect acceleration. In the acceleration sensor that detects, by providing a through hole in the diaphragm so that the cutoff frequency for sound pressure sensitivity is 5 KHz or more, the sensitivity to sound pressure decreases, the sensitivity to vibration increases relatively, and the acceleration can be detected satisfactorily. It is designed to be detectable.
従来、過渡特性及びひずみを改善しようとしたスピーカ
として、モーショナルフィードバック（以下ＭＦＢと称
する）方式のスピーカが開発されている。このＭＦＢ方
式のスピーカは、例えば第５図に示す如く構成されてい
る。この第５図に示したスピーカは、平面振動板を用い
た所謂平面型スピーカである０図中（１）はヨークを不
し、このヨーク（１）のまわりにマグネット（２）を配
すると共に中央にボイスコイル（３）を配し、このボイ
スコイル（３）の上部をカップラ（４）を介して平面振
動板（５）に連結する。また、マグネット（２）上のプ
レート（６）に固定したフレーム（７）の先端部で、エ
ツジ（８）を介して平面振動板（５）を支持する。そし
て、例えば平面振動板（５）の中央部にＭＦＢ用の構成
部品である加速度センサ（１０）を取付ける。このよう
に構成したことにより、加速度センサ（１０）上の検出
素子が振動板（５）の加速度を検出して、この検出に応
じてＭＦＢ信号を得るようにしている。この加速度セン
サ（１０）によるＭＦＢ信号を出力増幅器（図示せず）
の前段に帰還させて、振動板（５）の振動を制御し、過
渡特性及びひずみを改善するものである。BACKGROUND ART Conventionally, a motion feedback (hereinafter referred to as MFB) type speaker has been developed as a speaker intended to improve transient characteristics and distortion. This MFB type speaker is configured as shown in FIG. 5, for example. The speaker shown in Fig. 5 is a so-called flat speaker using a flat diaphragm. In Fig. 0, (1) does not have a yoke, and a magnet (2) is arranged around this yoke (1). A voice coil (3) is arranged in the center, and the upper part of this voice coil (3) is connected to a plane diaphragm (5) via a coupler (4). Further, the planar diaphragm (5) is supported via the edge (8) at the tip of the frame (7) fixed to the plate (6) on the magnet (2). Then, for example, an acceleration sensor (10), which is a component for MFB, is attached to the center of the plane diaphragm (5). With this configuration, the detection element on the acceleration sensor (10) detects the acceleration of the diaphragm (5), and the MFB signal is obtained in response to this detection. The MFB signal from this acceleration sensor (10) is output to an output amplifier (not shown).
This is to control the vibration of the diaphragm (5) and improve transient characteristics and distortion.
ところで、この加速度センサとしては、例えば圧電セン
サを使用することが提案されている。この圧電センサは
、例えば息鍮薄板をセラミック板で挟持すると共にこの
セラミック板の表面に銀の薄膜層を形成してなる所謂バ
イモルフ板を圧１！素子として使用し、この圧電素子の
撮動に対応した撓みによる印加電圧の変化で加速度信号
を得るようにしている。By the way, it has been proposed to use, for example, a piezoelectric sensor as this acceleration sensor. This piezoelectric sensor uses, for example, a so-called bimorph plate made by sandwiching a thin brass plate between ceramic plates and forming a thin silver film layer on the surface of the ceramic plate. The piezoelectric element is used as an element, and an acceleration signal is obtained by changing the applied voltage due to the deflection of this piezoelectric element in response to imaging.
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、このようなバイモルフ板による圧電センサは
、バイモルフ板を正確に高精度に基板上に取付けなけれ
ば均一な検出特性が得られず、組立てに手間がかかる不
都合があった。またＭＦＢ信号検出素子として圧電セン
サの代わりに、ボイスコイルと同じボビンに巻いたピッ
クアンプコイルよりＭＦＢ信号を得るようにしたセンサ
もあるが、ボイスコイルに近接させてピックアップコイ
ルを巻くのは難しく大型化してしまうと共にスピーカの
温度上昇等の影響を受けやすい等の不都合があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, with such a piezoelectric sensor using a bimorph plate, uniform detection characteristics cannot be obtained unless the bimorph plate is accurately and precisely attached to the substrate, and assembly is time-consuming. There was an inconvenience. In addition, instead of using a piezoelectric sensor as the MFB signal detection element, there is also a sensor that obtains the MFB signal from a pick amplifier coil wound on the same bobbin as the voice coil, but it is difficult to wind the pickup coil close to the voice coil and it is large. There are disadvantages such as the fact that the speaker is easily affected by a rise in the temperature of the speaker, etc.
この問題点を解決するために、例えばエレクトレットＭ
Ｑを金属板と近接させて配置し、エレクトレット膜をス
ピーカの振動により振動するようにして、このエレクト
レット膜から電荷を取り出すように構成することで、簡
単な構成で加速度信号を検出するようにすることも考え
られるが、エレクトレットＩＮはスピーカの撮動板の振
動だけでなくこのスピーカからの音圧にも反応してしま
い、良好な加速度検出ができない不都合があった。In order to solve this problem, for example, electret M
Q is placed close to the metal plate, the electret film is vibrated by the vibration of the speaker, and the charge is extracted from the electret film, thereby detecting the acceleration signal with a simple configuration. However, the electret IN reacts not only to the vibration of the speaker's imaging plate but also to the sound pressure from the speaker, making it difficult to detect acceleration properly.
本発明は之等の点に鑑み、簡単な構成で良好に加速度が
検出できて加速度センサを提供することを目的とする。In view of these points, it is an object of the present invention to provide an acceleration sensor that can satisfactorily detect acceleration with a simple configuration.
本発明の加速度センサは、例えば第１図に示す如く、振
動１！（２５）とバックプレー１− （２６）とのいず
れか一方にエレクトレットＩＱを配置して加速度を検出
する加速度センサにおいて、振動膜（２５）に音圧感度
のカットオフ周波数が５ ＫＨｚ以上となる透孔（２
５ａ ）を設けたものである。For example, as shown in FIG. 1, the acceleration sensor of the present invention has a vibration of 1! In an acceleration sensor that detects acceleration by placing an electret IQ on either one of (25) and back play 1- (26), the cutoff frequency of the sound pressure sensitivity of the vibrating membrane (25) is 5 KHz or more. Through hole (2
5a).
本発明の加速度センサによると、振動膜（２５）に音圧
感度のカットオフ周波数が５ Ｋｌｌｚ以上となる透
孔（２５ａ）があるため、この透孔（２５ａ ）から音
圧が逃げて、振動膜（２５）は音圧に対する感度が下が
り、振動に対する感度が相対的に上がり、良好に加速度
が検出できる。According to the acceleration sensor of the present invention, since the vibrating membrane (25) has a through hole (25a) where the cutoff frequency of sound pressure sensitivity is 5 Kllz or more, sound pressure escapes from this through hole (25a) and vibration The membrane (25) has lower sensitivity to sound pressure, relatively higher sensitivity to vibration, and can detect acceleration well.
以下、本発明の加速度センサの一実施例を、第１図〜第
３図を参照して説明しよう。本例の加速度センサは、従
来と同様にＭＦＢ方式のスピーカのＭＦＢ信号を得るた
めのものである。即ち、第１図において（２３）は加速
度センサを示し、この加速度センサ（２３）を第５図に
示した如きスピーカの振動板（５）の片面に取付けて、
撮動板（５）の振動に応じた加速度を検出するものであ
る。Hereinafter, one embodiment of the acceleration sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The acceleration sensor of this example is used to obtain an MFB signal from an MFB type speaker, as in the conventional case. That is, in FIG. 1, (23) indicates an acceleration sensor, and this acceleration sensor (23) is attached to one side of the diaphragm (5) of a speaker as shown in FIG.
It detects acceleration according to the vibration of the imaging plate (5).
そして、本例においては加速度センサ（２３）を第１図
に示す如く構成する。即ち、この加速度センサ（２３）
は、上面が開口した円形のケース（２４）の内部にこの
ケース（２４）の底面（２４ａ ）とダイヤフラムリン
グ（２７ａ）を介してわずかな隙間をあけてエレクトレ
ット１９（２５）を配置し、このエレクトレットＩＩＱ
（２５）の上部にダイヤフラムリング（２７ｂ ）を介
してわずかな隙間をあけてバンクプレート（２６）を配
置する。そして、バフスプレー１−（２６）の上面にリ
ード線（２８）の一端を半田付けする。In this example, the acceleration sensor (23) is configured as shown in FIG. That is, this acceleration sensor (23)
The electret 19 (25) is placed inside a circular case (24) with an open top surface, with a slight gap between the bottom surface (24a) of the case (24) and the diaphragm ring (27a). Electret IIQ
A bank plate (26) is placed on top of (25) with a slight gap therebetween via a diaphragm ring (27b). Then, one end of the lead wire (28) is soldered to the upper surface of the buffing spray 1-(26).
そして、本例においては、このようにして配置されるエ
レクトレットＩＱ（２５）に、例えば第２図に丞す如く
、４箇所に直径１００μ程度の透孔（２５ａ）を設ける
。この４箇所の透孔（２５ａ ）を設けることにより、
エレクトレットＩＰＪ （２５）が５ Ｋ）ｌｚ以下
の音圧に反応しなくなり、第３図に示す如＜５ＫＨｚ以
下では振動感度Ａの方が背圧感度Ｂよりも高（なる。ま
た、バックプレート（２６）の所定箇所にも、エレクト
レットＩ！（２５）の透孔（２５ａ）に比べて直径の大
きな透孔（２６ａ）を設ける。In this example, the electret IQ (25) thus arranged is provided with through holes (25a) having a diameter of about 100 μm at four locations, as shown in FIG. 2, for example. By providing these four through holes (25a),
The electret IPJ (25) no longer responds to sound pressures below 5 KHz, and as shown in Figure 3, vibration sensitivity A is higher than back pressure sensitivity B below 5 KHz. 26) is also provided with a through hole (26a) having a larger diameter than the through hole (25a) of Electret I! (25).
本例の加速度センサは、以上のように構成したことによ
り、エレクトレットＦＪ（２５）とバックプレート（２
６）との間に、このエレクトレット膜（２５）とバック
プレート（２６）との間の隙間ｇの大きさに応じた容量
の電荷を有する。このため、このセンサ（２３）を取付
けたスピーカの振動板（５）の振動により薄膜のエレク
トレット膜（２５）が振動すると隙間ｇが変化し、上述
の電荷の容量が変化する。そして、バックプレート（２
６）と接続したリード線（２８）をＦＥＴ （図示せず
）のゲートに接続し、この容量の変化をＦＥＴによ、り
取り出すことで、振動状態に応じて変化する電圧信号が
得られ、この電圧信号が加速度の検出信号となる。The acceleration sensor of this example has the electret FJ (25) and back plate (2) configured as described above.
6), the electret film (25) has a charge of a capacity corresponding to the size of the gap g between the back plate (26) and the electret film (25). Therefore, when the thin electret film (25) vibrates due to the vibration of the diaphragm (5) of the speaker to which this sensor (23) is attached, the gap g changes and the above-mentioned charge capacity changes. And the back plate (2
By connecting the lead wire (28) connected to 6) to the gate of an FET (not shown) and extracting this change in capacitance using the FET, a voltage signal that changes depending on the vibration state can be obtained. This voltage signal becomes an acceleration detection signal.
このようにして加速度が検出できるセンサ（２３）を構
成したことにより、このセンサ（２３）はスピーカ等か
らの磁界の影響を受けないと共に小形・軽量となる。そ
して、本例の加速度センサ（２３）においては振動膜で
あるエレクトレ−／ Ｈａ （２５）に透孔（２５ａ）
を設けたことにより、良好な加速度の検出ができる。即
ち、このようにエレクトレフｌ−Ｉ！（２５）を振動さ
せて加速度の検出を行なう場合、このエレクトレットＩ
Ｎ（２５）は第３図に曲線Ａで示す如く振動感度が各周
波帯域に宜って略一定の出力特性が得られる。一方、エ
レクトレットＭ’Ａ（２５）は、スピーカの４１ｉ動板
（５）の振動にだけ反応するのではなく、スピーカ等か
ら発せられる音圧にも反応してしまうが、透孔（２５ａ
）がエレクトレット膜＜２５＞にあるためこの透孔（２
５ａ）から音圧が逃げる。このため、この透孔（２５ａ
）の大きさに対応した一定の周波数以下の音圧には反
応しない。例えば上述の如き状態で透孔（２５ａ）を設
けた場合には、第３図に示す如＜５ＫＨｚ以下の音圧に
は反応しない状態となる。なお、この透孔（２５ａ ）
がない状態では、第３図に曲線Ｂ′で示す如く各周波数
帯域で背圧感度の方が振動感度よりも大きくなってしま
う、このようにしてこの５ ＫＨｚ以下の音圧に反応
しないため、相対的に５ＫＨｚ以下の振動感度が上がる
。このため、ＭＦＢ方式スピーカは５ ＫＨｚ以下の
低域の周波数特性を改善するものであるので、ＭＦＢ信
号として必要な５ Ｋ）ｌｚ以ドの振動の加速度が良
好に検出できる。By configuring the sensor (23) capable of detecting acceleration in this manner, the sensor (23) is not affected by magnetic fields from speakers, etc., and is small and lightweight. In the acceleration sensor (23) of this example, a through hole (25a) is formed in the vibrating membrane Electra/Ha (25).
By providing this, it is possible to accurately detect acceleration. That is, in this way, electref l-I! When detecting acceleration by vibrating (25), this electret I
N(25) provides an output characteristic with substantially constant vibration sensitivity depending on each frequency band, as shown by curve A in FIG. On the other hand, the electret M'A (25) does not only respond to the vibration of the 41i moving plate (5) of the speaker, but also reacts to the sound pressure emitted from the speaker, etc.
) is in the electret membrane <25>, so this through hole (2
Sound pressure escapes from 5a). Therefore, this through hole (25a
) does not respond to sound pressure below a certain frequency corresponding to the size of the sound. For example, if the through hole (25a) is provided in the above-mentioned state, it will not react to sound pressure of <5 KHz or less, as shown in FIG. Note that this through hole (25a)
In this state, as shown by curve B' in Figure 3, the back pressure sensitivity becomes greater than the vibration sensitivity in each frequency band. Vibration sensitivity below 5KHz is relatively increased. Therefore, since the MFB type speaker improves the frequency characteristics in the low frequency range of 5 KHz or less, it is possible to satisfactorily detect the acceleration of vibrations of 5 KHz or less, which is necessary for the MFB signal.
なお、この５ ＫＨｚ以下の音圧をカットするために
必要なエレクトレット膜（２５）の透孔（２５ａ）の大
きさ及び数は、エレクトレットＩＱ！（２５）の材質及
び厚さにより異なり、上述例は一例を示したまでである
。また少なくとも５ ＫＨｚ以下の音圧をカットする
ようにすればよく、振動感度に影響を与えない範囲でな
ら透孔（２５ａ）を５ ＫＨｚ以上の背圧をもカット
する大きさにしてもよい。Note that the size and number of through holes (25a) in the electret membrane (25) necessary to cut this sound pressure of 5 KHz or less are determined by the electret IQ! It varies depending on the material and thickness of (25), and the above example is just an example. Further, it is sufficient to cut at least sound pressure of 5 kHz or less, and the through hole (25a) may be made large enough to cut back pressure of 5 kHz or more as long as it does not affect vibration sensitivity.
なお、バックプレート（２６）側にエレクトレフ）１ｆ
Ｊを設けた構成とすることもできる。即ら、第４図に小
ぢ如くハックブレー）（２ｔｉ）の１・曲にエレクトレ
ット［１３０）を設け、エレクトレット膜（３０）とケ
ース（２４）の底１’ｊｊ（２４ａ）との間に、ダイヤ
フラムリング（２７ａ ） （２７ｂ ）により挟持
された振動膜（３１）を配置する。この振動ＩＪ！（３
１）としては、樹脂フィルムに金属コーティングしたも
の等を使用し、第１図例のエレクトレット膜（２５）と
同様に透孔（３１ａ）を所定箇所に設ける。In addition, there is an electric reflex (electref) 1f on the back plate (26) side.
It is also possible to have a configuration in which J is provided. That is, as shown in Fig. 4, an electret [130] is provided in the 1st part of the small Hackbray (2ti), and between the electret membrane (30) and the bottom 1'jj (24a) of the case (24), A vibrating membrane (31) sandwiched between diaphragm rings (27a) and (27b) is arranged. This vibration IJ! (3
For 1), a resin film coated with metal is used, and through holes (31a) are provided at predetermined locations in the same way as the electret membrane (25) in the example shown in FIG.
その（ｔは第１図例と同様に構成する。このようにして
構成したことにより、振動［２（３１）はエレクトレッ
ト膜ではないので材質、厚さの自由度力＜Ｎ曽し、検出
特性をこの振動膜（３１）により変えることができる。(t is configured in the same manner as the example in Fig. 1. With this configuration, the vibration [2 (31) is not an electret film, so the degree of freedom force of material and thickness < N so, and the detection characteristics can be changed by this vibrating membrane (31).
さらに、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を
逸税するごとなく、その他種々の構成が取り得ることは
勿論である。Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.
本発明の加速度センサは、振動１９（２５）に音圧感度
のカットオフ周波数が５ Ｘｈ以上となる透孔（’、
！５ａ）を設けたごとにより、この透孔（２５ａ）から
音圧が逃げて音圧に対する感度が下がり、振動に対する
態度が相対的に上がり、良好な加速度が検出できる利益
がある。The acceleration sensor of the present invention has a through hole (',
! By providing 5a), sound pressure escapes from the through hole (25a), the sensitivity to sound pressure decreases, the attitude toward vibration increases relatively, and there is an advantage that good acceleration can be detected.
第１図は本発明の加速度センサの一実施例をボず断面図
、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、第３図
は第１図例の説明に供ターる線図、第４図は第１図例の
変形例を示す断面図、第５図はＭＦＢ方式スピーカの一
例をボす断面図である。
（２３）は加速度センサ、（２５）はエレクトレット股
、（２５ａ ）は透孔、（２６）はバックプレートであ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the acceleration sensor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is used to explain the example in FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a modification of the example shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view showing an example of an MFB type speaker. (23) is an acceleration sensor, (25) is an electret crotch, (25a) is a through hole, and (26) is a back plate.
Claims (1)
ット膜を配置して加速度を検出する加速度センサにおい
て、 上記振動膜に音圧感度のカットオフ周波数が５ＫＨｚ以
上となる透孔を設けたことを特徴とする加速度センサ。[Claims] In an acceleration sensor that detects acceleration by disposing an electret membrane on either one of a diaphragm and a back plate, the diaphragm is provided with a through hole whose cutoff frequency for sound pressure sensitivity is 5 KHz or more. An acceleration sensor characterized by being provided with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15928286A JPH0711447B2 (en) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP15928286A JPH0711447B2 (en) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Acceleration sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6315125A true JPS6315125A (en) | 1988-01-22 |
| JPH0711447B2 JPH0711447B2 (en) | 1995-02-08 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15928286A Expired - Lifetime JPH0711447B2 (en) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Acceleration sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Also Published As
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