Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
スピーカシステム - 松下電器産業株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> 松下電器産業株式会社

発明の名称 スピーカシステム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−99698
公開日 平成7年(1995)4月11日
出願番号 特願平5−241225
出願日 平成5年(1993)9月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 飯村 勝彦 / 福原 末明
要約 目的
広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することを目的とする。

構成
キャビネット12と、キャビネット12に取り付けられたスピーカユニット11と、スピーカユニット11を駆動する電力増幅器13と、スピーカユニット11の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗RSとコンデンサCSからなるボイスコイルインピーダンス補正回路17をスピーカユニット11に並列に配したブリッジ回路14と、ブリッジ回路14の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して電力増幅器13に帰還する帰還回路15を備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】 音圧輻射部以外を密閉したキャビネットと、前記キャビネットに取り付けられたスピーカユニットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
【請求項2】 音圧輻射部以外を密閉したキャビネットと、前記キャビネットに取り付けられた異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
【請求項3】 スピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成される位相反転型キャビネットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
【請求項4】 異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成される位相反転型キャビネットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
【請求項5】 スピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成されるケルトン型キャビネットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
【請求項6】 異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成されるケルトン型キャビネットと、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の振動系速度に比例した電圧を検出するための抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を前記スピーカユニットに並列に配したブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記電力増幅器に帰還する帰還回路とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
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の帰還回路を備えたスピーカシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、スピーカシステム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、低音域の再生帯域の拡大が望まれており、従来から帰還回路を備えたスピーカシステムが多く用いられていた。
【0003】以下に、従来の帰還回路を備えたケルトン型スピーカシステムについて図10を用いて説明する。
【0004】図10に示すように、ポート7を有するケルトン型キャビネット2(キャビネット内部がキャビティ分割部材2cによりキャビティ2aとキャビティ2bとに分割され、キャビティ分割部材2cにスピーカユニット1が取り付けられており、キャビネットの開口部にパッシブラジエータあるいはポート7を取り付けたキャビネット)に取り付けられたスピーカユニット1の振動系速度に比例した電圧を、スピーカユニット1を1辺とするブリッジ回路4によって検出し、検出した電圧を変圧してそのまま、あるいは微分回路を通してスピーカユニット1を駆動するための電力増幅器3に負帰還する帰還回路5によって構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従来の構成では、ブリッジ回路4によって検出された電圧を変圧してそのまま、あるいは微分回路を通して帰還する場合、スピーカユニットの電気インピーダンスが、スピーカユニットのボイスコイルインダクタンスのために中高音域(400Hz付近)から緩やかに上昇するカーブを持ち、ブリッジ回路によって検出された電圧の上昇および位相回転に影響を与える。この時、特にスピーカユニット1のボイスコイルインダクタンスが大きい場合には前記の電気インピーダンスの中高音域の上昇を制御することができず、ブリッジ回路4によって検出された検出電圧を電力増幅器に帰還した時に正帰還となって電力増幅器が発振する原因につながり、広帯域に渡るブリッジ回路を用いての帰還をかけることができなくなるという問題があった。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもので、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することを第1の目的とする。
【0007】第2の目的は異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを使って、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することにある。
【0008】第3の目的は低音再生限界周波数を、密閉したキャビネットを使う場合より低くして、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することにある。
【0009】第4の目的は低音再生限界周波数を、密閉したキャビネットを使う場合より低くして、かつ異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを使って、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することにある。
【0010】第5の目的は低音再生用として、ローパスフィルタを必要としないブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することにある。
【0011】第6の目的は低音再生用とそれより高い再生帯域を有するスピーカユニットを組み合わせて、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた帰還が行えるスピーカシステムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、キャビネットを音圧輻射部以外は密閉したものとし、スピーカユニットを1辺とするブリッジ回路の前記スピーカユニットに並列に、抵抗とコンデンサから成るボイスコイルインピーダンス補正回路を配し、前記ブリッジ回路の検出電圧を変圧した後そのまま、あるいは微分回路を通して前記スピーカユニットを駆動する電力増幅器に帰還する帰還回路を備えた構成(第1の構成)を有している。
【0013】また、上記第2の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、上記第1のスピーカシステムの構成に加え、前記スピーカユニットに並列に異なる再生帯域を有するスピーカユニットを接続した構成(第2の構成)を有している。
【0014】また、上記第3の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、上記第1のスピーカシステムの構成に加え、パッシブラジエータあるいはポートをキャビネットに取り付けた構成(第3の構成)を有している。
【0015】また、上記第4の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、上記第1のスピーカシステムの構成に加え、パッシブラジエータあるいはポートをキャビネットに取り付け、かつ前記スピーカユニットに並列に異なる再生帯域を有するスピーカユニットを接続した(第4の構成)構成である。
【0016】また、上記第5の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、キャビネット以外については上記第1のスピーカシステムの構成と同じであるが、キャビネット内部はキャビティ分割部材によりキャビティ1とキャビティ2とに分割され、前記キャビティ分割部材に前記スピーカユニットが取り付けられており、キャビネットの開口部にパッシブラジエータあるいはポートを取り付けたケルトン型キャビネットを用いた構成(第5の構成)である。
【0017】さらに、上記第6の目的を達成するために本発明のスピーカシステムは、キャビネットおよびスピーカユニット以外については上記第1のスピーカシステムの構成と同じであるが、キャビネット内部はキャビティ分割部材によりキャビティ1とキャビティ2とに分割され、前記キャビティ分割部材に前記スピーカユニットが取り付けられており、キャビネットの開口部にパッシブラジエータあるいはポートを取り付けたケルトン型キャビネットを用い、かつ前記スピーカユニットに並列に異なる再生帯域を有するスピーカユニットを接続した構成(第6の構成)である。
【0018】
【作用】上記第1の構成において、スピーカユニットを1辺とするブリッジ回路の前記スピーカユニットのボイスコイルインダクタンスによって中高音域(400Hz付近)からの電気インピーダンスの緩やかな上昇を、前記スピーカユニットに並列に配した抵抗とコンデンサにより平坦化し、ブリッジ回路で検出された電圧の上昇および位相回転を広帯域に渡って抑制する。これにより、スピーカユニットに、スピーカユニットの振動系速度に比例した電圧を検出して速度型帰還と、微分回路を通した加速度型帰還をかけることができる。この時、速度型帰還はスピーカユニットの振動系速度を一定にする方向に帰還がかかり、スピーカユニットの磁気回路を強力にしたことに相当する働きをする。また、加速度型帰還はスピーカユニットの振動系加速度を一定にする方向に帰還がかかり、スピーカユニットの振動系質量を重くしたことに相当する働きをする。従って上記の速度型帰還、加速度型帰還を併用してかけることにより、広帯域かつ超低域に渡ってフラットな音圧周波数特性が得られる。
【0019】また、上記第2の構成では、異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを使うことにより、再生帯域の拡大が図られる。
【0020】また、上記第3の構成では、スピーカユニットの背面から放射された音の一部をパッシブラジエータあるいはポートを通して、スピーカユニットの前面から放射される音といっしょに放射させて低音再生音圧の増強をする。
【0021】また、上記第4の構成では、スピーカユニットの背面から放射された音の一部をパッシブラジエータあるいはポートを通して、スピーカユニットの前面から放射される音といっしょに放射させて低音再生音圧の増強をすることに加えて、異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを使うことにより、再生帯域の拡大が図られる。
【0022】また、上記第5の構成では、スピーカユニットから放射された音がキャビティ1の内部を伝搬し、開口部であるパッシブラジエータあるいはポートより放射される。この時キャビティ1およびキャビティ2のキャビティ内空気コンプライアンス成分とスピーカユニットおよびパッシブラジエータあるいはポートの振動系質量成分の共振によって約12dB/octのバンドパス型音響フィルタがかかった状態になる。
【0023】さらに、上記第6の構成では、スピーカユニットから放射された音がキャビティ1の内部を伝搬し、開口部であるパッシブラジエータあるいはポートより放射される。この時キャビティ1およびキャビティ2のキャビティ内空気コンプライアンス成分とスピーカユニットおよびパッシブラジエータあるいはポートの振動系質量成分の共振によって約12dB/octのバンドパス型音響フィルタがかかった状態になることに加えて、異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを使うことにより、再生帯域の拡大が図られる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
【0025】図1は本発明の第1の実施例を示す。11はスピーカユニットで、実効振動半径65mm、実効振動質量12.5g、直流抵抗5.1Ω、最低共振周波数40Hzなる口径17cmである。このスピーカユニット11はスピーカユニット11を取り付ける部分以外は密閉されているキャビネット12に取り付けられ、内容積は13.8リットルである。また、スピーカユニット11は電力増幅器13で駆動され、この間には、R1=56KΩ、R2=1.6KΩ、R3=0.1Ω、およびスピーカユニット1を1辺とするブリッジ回路14、さらにスピーカユニット11と並列にRs=27Ω、Cs=27μFを配したインピーダンス補正回路17が挿入されている。16は信号源である。
【0026】このブリッジ回路14からの検出電圧はスピーカユニット11の振動系の速度に正比例したもので、帰還回路15によって、この検出電圧をそのまま変圧したものと、1度微分回路を通して変圧したものを合成して電力増幅器13に帰還される。この時微分回路を1度通すことにより、振動系加速度に比例した電圧が得られる。また、スピーカユニット11に並列に配したインピーダンス補正回路17は、スピーカユニット11のボイスコイルインダクタンスによる中高音域(400Hz付近)からの電気インピーダンスの緩やかな上昇を平坦化し、ブリッジ回路14で検出された電圧の上昇および位相回転を抑制する。これにより、帰還回路15から検出電圧を電力増幅器13に帰還した場合、検出電圧が正帰還となって電力増幅器13が発振することを防止する。
【0027】以上のように構成されたスピーカシステムは、スピーカユニット11にMFB(モーショナルフィードバック)がかかり、スピーカユニット11の電磁制動抵抗(=(磁束密度×有効導体長)2/直流抵抗)と実効振動質量を等価的に非常に大きくすることができ、低音再生限界周波数を下げることができる。図2に上記の構成のスピーカシステムの音圧周波数特性を示す。aは帰還をかける前の特性、bは帰還をかけた後の特性、cはbの200Hz以上の音圧を、aの200Hz以上の音圧に合わせて引き上げたもので、帰還をかける前よりも低音再生帯域が1oct以上低くなっていることがわかる。
【0028】次に、本発明の第2の実施例について図3を用いて説明する。キャビネット22およびスピーカユニット28a,28bを除いては第1の実施例と同様である。キャビネット22は、スピーカユニット21の他にスピーカユニット21と異なる再生帯域を有する2つのスピーカユニット28a,28bを取り付けた3wayの構造をし、スピーカユニット28bはスピーカユニット21にコンデンサCを介して並列に接続されている。このコンデンサCはスピーカユニット28bのハイパス用のフィルタで、スピーカユニット21の再生帯域とのクロス周波数を決定している。
【0029】次に、本発明の第3の実施例について図4を用いて説明する。キャビネット32を除いては第1の実施例と同様である。キャビネット32は、スピーカユニット31の他にパッシブラジエータ38を備えている。このパッシブラジエータ38は、スピーカユニット31の背面から放射された音の一部をパッシブラジエータ38を通して、スピーカユニット31の前面から放射される音と位相をそろえて放射させて低音再生音圧の増強をする。この構成により、第1の実施例に比べて再生限界周波数を下げることができる。図5にこの構成のスピーカシステムの音圧周波数特性を示す。aは帰還をかける前の特性、bは帰還をかけた後の特性、cはbの200Hz以上の音圧を、aの200Hz以上の音圧に合わせて引き上げたもので、帰還をかける前よりも低音再生帯域が1oct近く低くなっていることがわかる。この時の音圧の引き上げる量は、第1の実施例に比べて少なく、キャビネット32の構造による低音域の優位性が示されている(ただし、40Hz以下の周波数を除く。)。なお、本実施例ではスピーカユニット31の背面から放射された音の一部を輻射する部分をパッシブラジエータとしたが、これはポートとしてもよい。
【0030】次に、本発明の第4の実施例について図6を用いて説明する。キャビネット42,パッシブラジエータ48およびスピーカユニット49a,49bを除いては第1の実施例と同様である。キャビネット42は、スピーカユニット41の他にスピーカユニット41と異なる再生帯域を有する2つのスピーカユニット49a,49bを取り付けた3wayの構造をし、スピーカユニット49bはスピーカユニット41にコンデンサCを介して並列に接続されている。このコンデンサCはスピーカユニット49bのハイパス用のフィルタで、スピーカユニット41の再生帯域とのクロス周波数を決定している。なお、本実施例ではスピーカユニット41の背面から放射された音の一部を輻射する部分をパッシブラジエータ48としたが、これはポートとしてもよい。また、図6ではパッシブラジエータ48をスピーカユニット41の背面に取り付けたが、背面に限ったことではない。
【0031】次に、本発明の第5の実施例について図7を用いて説明する。キャビネット52を除いては第1の実施例と同様である。キャビネット52は、キャビネット内部がキャビティ分割部材52cによりキャビティ52aとキャビティ52bとに分割され、キャビティ分割部材52cにスピーカユニット51が取り付けられており、キャビネット52の開口部にパッシブラジエータ58を備えている。この構成では、スピーカユニット51から放射された音がキャビティ52aの内部を伝搬し、開口部であるパッシブラジエータ58より放射され、キャビティ52aおよびキャビティ52bのキャビティ内空気コンプライアンス成分とスピーカユニット51およびパッシブラジエータ58の振動系質量成分の共振によって約12dB/octのバンドパス型音響フィルタがかかった状態になる。図8にこの構成のスピーカシステムの音圧周波数特性を示す。aは帰還をかける前の特性、bは帰還をかけた後の特性で帰還をかけることによって1oct以上に渡って特性がフラットになっていることがわかる。なお、本実施例では音が輻射される部分をパッシブラジエータとしたが、これはポートとしてもよい。
【0032】次に、本発明の第6の実施例について図9を用いて説明する。キャビネット62,パッシブラジエータ68およびスピーカユニット69a,69bを除いては第1の実施例と同様である。キャビネット62は、スピーカユニット61の他にスピーカユニット61と異なる再生帯域を有する2つのスピーカユニット69a、69bを取り付けた3wayの構造をし、スピーカユニット69bはスピーカユニット61にコンデンサを介して並列に接続されている。このコンデンサはスピーカユニット69bのハイパス用のフィルタで、スピーカユニット61の再生帯域とのクロス周波数を決定している。なお、本実施例では音が輻射される部分をパッシブラジエータとしたが、これはポートとしてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明のスピーカシステムは、ブリッジ回路の1辺であるスピーカユニットに抵抗とコンデンサからなるボイスコイルインピーダンス補正回路を並列に配したので、スピーカユニットのボイスコイルインダクタンスによる検出電圧の上昇および位相回転を抑制し、広帯域に渡るブリッジ回路を用いた電力増幅ができるものである。また、異なる再生帯域を有する複数個のスピーカユニットを用いたので、再生帯域の拡大ができる。また、スピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成される位相反転型キャビネットを用いたので、低音再生音圧の増強ができる。さらに、スピーカユニット、およびパッシブラジエータあるいはポートから構成されるケルトン型キャビネットを用いたので、バンドパス型音響フィルタをかけることができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013