(57)【要約】  本発明の一実施形態におけるスピーカ装置は、少なくとも第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを含む複数のマイクロフォンと、振動面を有するスピーカユニットであって、前記振動面における所定の位置と前記第１マイクロフォンとの距離が当該所定の位置と前記第２マイクロフォンとの距離に等しいスピーカユニットと、を備える。
2018225181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを含む複数のマイクロフォンと、
振動面を有するスピーカユニットであって、前記振動面における所定の位置と前記第１マイクロフォンとの距離が当該所定の位置と前記第２マイクロフォンとの距離に等しいスピーカユニットと、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記第１マイクロフォンの振動面または集音ポートと前記第２マイクロフォンの振動面または集音ポートとは、互いに略平行な平面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記第１マイクロフォンの振動面と、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であり、
前記第２マイクロフォンの振動面と、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記第１マイクロフォンの集音ポートと、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であり、
前記第２マイクロフォンの集音ポートと、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記スピーカユニットは、筐体に収納され、
前記第１マイクロフォンおよび前記第２マイクロフォンは、それぞれ前記筐体に接続された部材に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記スピーカユニットの振動面は、絶縁性部材および前記絶縁性部材の表面の一部に配置された複数の金属膜を有し、
前記スピーカユニットは、前記振動面に配置されたコイルを含み、
前記コイルの端子は、前記金属膜に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記第１マイクロフォンへの入力音を示す第１音信号および前記第２マイクロフォンへの入力音を示す第２音信号が入力され、当該第１音信号と当該第２音信号との相関関係を利用した信号処理を実行し、当該信号処理によって生成された集音信号を出力し、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力する信号処理回路を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記信号処理回路は、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力し、前記相関関係および前記第３音信号を利用した信号処理によって前記集音信号を出力することを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
デジタル信号が入出力される入出力端子を備え、
前記入出力端子には、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、
前記集音信号が前記入出力端子から出力されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記信号処理回路は、
前記入出力端子から入力された前記第３音信号を一時的に記憶する入力用バッファと、
前記入出力端子から出力される集音信号を一時的に記憶する出力用バッファと、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記信号処理回路は、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力されｎビットのデジタル信号に変調するΔΣ変調器と、前記ｎビットのデジタル信号を複数の前記駆動信号に変換するフィルタと、を含むことを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
前記スピーカユニットの振動面は、絶縁性表面および前記絶縁性表面に配置された複数の金属膜を有し、
前記スピーカユニットは、前記振動面に配置された複数のコイルを含み、
前記コイルの端子は、前記金属膜に電気的に接続され、
前記複数の駆動信号の各々は、前記金属膜を介して、それぞれ対応する前記コイルに供給されることを特徴とする請求項１１に記載のスピーカ装置。
【請求項１３】
前記金属膜と前記コイルの端子とは、前記コイルの内周側において電気的に接続されていることを特徴とする請求項６または請求項１２に記載のスピーカ装置。
【請求項１４】
前記スピーカユニットの振動面は、前記コイルの端子以外で前記コイルと接触する位置に配置された放熱膜を有することを特徴とする請求項６、請求項１２または請求項１３に記載のスピーカ装置。
【請求項１５】
絶縁性表面を有する振動面と、
前記絶縁性表面に配置された複数の金属膜と、
前記振動面に配置され、前記金属膜に電気的に接続された端子を有するコイルと、
を備えることを特徴とするスピーカユニット。
【請求項１６】
前記金属膜と前記コイルの端子とは、前記コイルの内周側において電気的に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載のスピーカユニット。
【請求項１７】
前記振動面は、前記コイルの端子以外で前記コイルと接触する位置に配置された放熱膜を有することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のスピーカユニット。
【請求項１８】
複数の前記コイルが前記振動面に配置されていることを特徴とする請求項１５乃至請求項１７のいずれかに記載のスピーカユニット。
【請求項１９】
マイクロフォンと、
振動面を有するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力し、前記マイクロフォンへの入力音を示す第１音信号が入力され、当該第１音信号に対して前記第３音信号を利用した信号処理によって集音信号を出力する信号処理回路と、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２０】
デジタル信号が入出力される入出力端子を備え、
前記入出力端子には、前記第３音信号が入力され、
前記集音信号が前記入出力端子から出力され、
前記信号処理回路は、
前記入出力端子から入力された前記第３音信号を一時的に記憶する入力用バッファと、
前記入出力端子から出力される集音信号を一時的に記憶する出力用バッファと、
を備えることを特徴とする請求項１９に記載のスピーカ装置。
【請求項２１】
少なくとも第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを含む複数のマイクロフォンと、
各々が振動面を有し、少なくとも第１スピーカユニットおよび第２スピーカユニットを含む複数のスピーカユニットであって、前記第１スピーカユニットの前記振動面と前記第２スピーカユニットの前記振動面との間の所定の位置に対する前記第１マイクロフォンからの距離と、当該所定の位置に対する前記第２マイクロフォンからの距離と、が等しい、複数のスピーカユニットと、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２２】
前記第１スピーカユニットと前記第２スピーカユニットとは同一の信号によって駆動されることを特徴とする請求項２１に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカユニットを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンを備えたスピーカ装置では、マイクロフォンとスピーカユニットとのそれぞれの機能を実現するだけでなく、これらを連携して得られる機能も実現されている。例えば、マイクロフォンに入力された音信号の位相を１８０度回転し、デジタル信号で駆動されるスピーカユニットから出力することによって、周囲の雑音を打ち消すデジタルスピーカ装置が、米国特許第８４２３１６５号明細書および米国特許第８３０６２４４号明細書に開示されている。なお、スピーカユニットをデジタル信号で駆動するための技術は、米国特許第９２１９９６０号明細書、米国特許第９３００３１０号明細書および米国特許第９６２８９２８号明細書にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８４２３１６５号明細書
【特許文献２】米国特許第８３０６２４４号明細書
【特許文献３】米国特許第９２１９９６０号明細書
【特許文献４】米国特許第９３００３１０号明細書
【特許文献５】米国特許第９６２８９２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、マイクロフォンとスピーカユニットとを組合わせた装置において利用する機能によっては、様々な課題が生じる場合がある。また、このような様々な課題は、マイクロフォンを用いないスピーカ装置においても解決すべき課題である場合もある。本発明の目的の一つは、上記のように生じる様々な課題の少なくとも一つを解決することにある。ここでは、課題の一例を具体的に説明する。【０００５】
解決すべき課題の第１の例を説明する。スピーカユニットから放音をしつつ、マイクロフォンにおいて集音するという利用形態をとるときには、スピーカユニットからの音またはその音を発生させるときの振動が、マイクロフォンに入力される音に含まれる場合がある。このような音は、装置周囲で発生した音に加えられてマイクロフォンに入力される。そのため、マイクロフォンの集音性能を阻害するという課題がある。【０００６】
解決すべき課題の第２の例を説明する。スピーカユニットの振動板を駆動するコイルは、電流によって駆動されるために多くの熱を生じる。この熱がマイクロフォンの集音性能を阻害するという課題がある。なお、コイルでの発熱は、スピーカユニットにおける放音性能にも影響を与えるものである。そのため、この第２の例による課題は、マイクロフォンを用いないスピーカ装置においても解決すべきものの例でもある。【０００７】
スピーカユニットがデジタル信号で駆動される場合、スピーカユニットを駆動するための回路の小型化が図れるため、スピーカユニットとマイクロフォンとの距離を短くして、スピーカ装置全体としての小型化をすることができる。一方、小型化により、マイクロフォンがスピーカユニットから受ける影響が大きくなるため、上記の課題は顕著に表れることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によると、少なくとも第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを含む複数のマイクロフォンと、振動面を有するスピーカユニットであって、前記振動面における所定の位置と前記第１マイクロフォンとの距離が当該所定の位置と前記第２マイクロフォンとの距離に等しいスピーカユニットと、を備えることを特徴とするスピーカ装置が提供される。【０００９】
前記第１マイクロフォンの振動面または集音ポートと前記第２マイクロフォンの振動面または集音ポートとは、互いに略平行な平面上に配置されてもよい。【００１０】
前記第１マイクロフォンの振動面と、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であり、前記第２マイクロフォンの振動面と、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であってもよい。【００１１】
前記第１マイクロフォンの集音ポートと、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であり、前記第２マイクロフォンの集音ポートと、前記スピーカユニットの振動面とがなす角が３０度以上であってもよい。【００１２】
前記スピーカユニットは、筐体に収納され、前記第１マイクロフォンおよび前記第２マイクロフォンは、それぞれ前記筐体に接続された部材に配置されてもよい。【００１３】
前記スピーカユニットの振動面は、絶縁性部材および前記絶縁性部材の表面の一部に配置された複数の金属膜を有し、前記スピーカユニットは、前記振動面に配置されたコイルを含み、前記コイルの端子は、前記金属膜に電気的に接続されてもよい。【００１４】
前記第１マイクロフォンへの入力音を示す第１音信号および前記第２マイクロフォンへの入力音を示す第２音信号が入力され、当該第１音信号と当該第２音信号との相関関係を利用した信号処理を実行し、当該信号処理によって生成された集音信号を出力し、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力する信号処理回路を備えてもよい。【００１５】
前記信号処理回路は、前記スピーカユニットを駆動するための第３音信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力し、前記相関関係および前記第３音信号を利用した信号処理によって前記集音信号を出力してもよい。【００１６】
デジタル信号が入出力される入出力端子を備え、前記入出力端子には、前記第３音信号が入力され、前記集音信号が前記入出力端子から出力されてもよい。【００１７】
前記信号処理回路は、前記入出力端子から入力された前記第３音信号を一時的に記憶する入力用バッファと、前記入出力端子から出力される集音信号を一時的に記憶する出力用バッファと、を備えてもよい。【００１８】
前記信号処理回路は、前記第３音信号が入力されｎビットのデジタル信号に変調するΔΣ変調器と、前記ｎビットのデジタル信号を複数の前記駆動信号に変換するフィルタと、を含んでもよい。【００１９】
前記スピーカユニットの振動面は、絶縁性表面および前記絶縁性表面に配置された複数の金属膜を有し、前記スピーカユニットは、前記振動面に配置された複数のコイルを含み、前記コイルの端子は、前記金属膜に電気的に接続され、前記複数の駆動信号の各々は、前記金属膜を介して、それぞれ対応する前記コイルに供給されてもよい。【００２０】
前記金属膜と前記コイルの端子とは、前記コイルの内周側において電気的に接続されてもよい。【００２１】
前記スピーカユニットの振動面は、前記コイルの端子以外で前記コイルと接触する位置に配置された放熱膜を有してもよい。【００２２】
本発明の一実施形態によると、絶縁性表面を有する振動面と、前記絶縁性表面に配置された複数の金属膜と、前記振動面に配置され、前記金属膜に電気的に接続された端子を有するコイルと、を備えることを特徴とするスピーカユニットが提供される。【００２３】
前記金属膜と前記コイルの端子とは、前記コイルの内周側において電気的に接続されてもよい。【００２４】
前記振動面は、前記コイルの端子以外で前記コイルと接触する位置に配置された放熱膜を有してもよい。【００２５】
複数の前記コイルが前記振動面に配置されていてもよい。【００２６】
本発明の一実施形態によると、マイクロフォンと、振動面を有するスピーカユニットと、前記スピーカユニットを駆動するための第３音力信号が入力され、当該第３音信号に基づいて前記スピーカユニットを駆動する駆動信号を出力し、前記マイクロフォンへの入力音を示す第１音信号が入力され、当該第１音信号に対して前記第３音信号を利用した信号処理によって集音信号を出力する信号処理回路と、を備えることを特徴とするスピーカ装置が提供される。【００２７】
デジタル信号が入出力される入出力端子を備え、前記入出力端子には、前記第３音信号が入力され、前記集音信号が前記入出力端子から出力され、前記信号処理回路は、前記入出力端子から入力された前記第３音信号を一時的に記憶する入力用バッファと、前記入出力端子から出力される集音信号を一時的に記憶する出力用バッファと、を備えてもよい。【００２８】
本発明の一実施形態によると、少なくとも第１マイクロフォンおよび第２マイクロフォンを含む複数のマイクロフォンと、各々が振動面を有し、少なくとも第１スピーカユニットおよび第２スピーカユニットを含む複数のスピーカユニットであって、前記第１スピーカユニットの前記振動面と前記第２スピーカユニットの前記振動面との間の所定の位置に対する前記第１マイクロフォンからの距離と、当該所定の位置に対する前記第２マイクロフォンからの距離と、が等しい、複数のスピーカユニットと、を備えることを特徴とするスピーカ装置が提供される。【００２９】
前記第１スピーカユニットと前記第２スピーカユニットとは同一の信号によって駆動されてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、マイクロフォンとスピーカユニットとを組合わせた装置において生じる課題の少なくとも一つを解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態におけるスピーカ装置の外観（実装面側）を示す図である。
【図２】第１実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。
【図３】第１実施形態におけるスピーカユニットの断面構造を示す模式図である。
【図４】第１実施形態におけるスピーカユニットの振動面を構成する振動部材を示す図である。
【図５】第１実施形態における信号処理回路を示す図である。
【図６】第２実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。
【図７】第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（実装面側）を示す図である。
【図８】第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。
【図９】第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（集音面側）を示す図である。
【図１０】第３実施形態におけるスピーカ装置におけるスピーカユニットとマイクロフォンとの位置関係を説明するための図である。
【図１１】第４実施形態におけるスピーカ装置におけるスピーカユニットとマイクロフォンとの位置関係を説明するための図である。
【図１２】第５実施形態におけるスピーカユニットの振動面を構成する振動部材を示す図である。
【図１３】第６実施形態におけるスピーカシステムを示す図である。
【図１４】第７実施形態における信号処理回路を示す図である。
【図１５】第８実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。
【図１６】第９実施形態における信号処理回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態におけるスピーカ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す複数の実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。すなわち、以下に説明する複数の実施形態に公知の技術を適用して変形をして、様々な態様で実施をすることが可能である。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００３３】
＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態におけるスピーカ装置の外観（実装面側）を示す図である。図２は、第１実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。スピーカ装置１は、２つのマイクロフォン１０ａ、１０ｂ、スピーカユニット３０、信号処理回路５０および接続端子８０を備える。この例では、スピーカ装置１の各構成は、基板９０に実装されている。スピーカユニット３０は、基板９０を貫通して配置されている。基板９０の放音面９０ｂは、スピーカユニット３０の振動面３５１が配置された面を示す。基板９０の実装面９０ａは、放音面９０ｂに対向する面を示す。スピーカ装置１は、２つのマイクロフォン１０ａ、１０ｂから入力された音を、信号処理回路５０において所定の信号処理を施してデジタル信号として接続端子８０から出力する。また、スピーカ装置１は、接続端子８０から入力されたデジタル信号に対して所定の信号処理を施してスピーカユニット３０を駆動して放音する。この例では、スピーカユニット３０は「−１」、「０」、「＋１」の３値のデジタル信号によって駆動される。以下、スピーカ装置１の構成について、詳細に説明する。
【００３４】
［マイクロフォン］
マイクロフォン１０ａは、振動面１５ａを備える。集音ポート１８ａは、基板９０の放音面９０ｂ側に配置された開口部と、開口部から振動面１５ａに至るダクトを含む。マイクロフォン１０ａは、集音ポート１８ａを通過した音が振動面１５ａを振動させると、振動面１５ａの振動に応じた電気信号を出力する。この例では、マイクロフォン１０ａへの入力音を示すデジタル音信号Ｓｄａである。マイクロフォン１０ｂは、振動面１５ｂを備える。この例では、マイクロフォン１０ｂへの入力音を示すデジタル音信号Ｓｄｂである。集音ポート１８ｂは、基板９０の放音面９０ｂ側に配置された開口部と、開口部から振動面１５ｂに至るダクトを含む。マイクロフォン１０ｂは、集音ポート１８ｂを通過した音が振動面１５ｂを振動させると、振動面１５ｂの振動に応じた電気信号を出力する。なお、以下の説明において、集音ポート１８ａ、１８ｂの位置といった場合には、特に断りのない限り、開口部の位置を示すものとする。
【００３５】
マイクロフォン１０ａの振動面１５ａ（または集音ポート１８ａ）とマイクロフォン１０ｂの振動面１５ｂ（または集音ポート１８ｂ）とは、同一の平面上に配置されている。マイクロフォン１０ａの振動面１５ａ（または集音ポート１８ａ）とマイクロフォン１０ｂの振動面１５ｂ（または集音ポート１８ｂ）とは、互いに略平行な平面上に配置されていてもよく、必ずしも同一の平面上に配置されていなくてもよい。すなわち、マイクロフォン１０ａとマイクロフォン１０ｂとは、いずれも同一方向に指向した集音特性を有する。
【００３６】
［スピーカユニット］
スピーカユニット３０は、上述したように基板９０を貫通して配置されている。スピーカユニット３０の振動面３５１を含む振動部材３５は、基板９０の放音面９０ｂ側に接続されている。スピーカユニット３０のヨーク３２、３４、マグネット３３は、ヨーク３４の外周部および四隅の突出部３４５を支持部材３９に支持されるよって、基板９０の実装面９０ａ側に接続されている。図３および図４を用いてスピーカユニット３０の詳細の構成を説明する。
【００３７】
図３は、第１実施形態におけるスピーカユニットの断面構造を示す模式図である。図４は、第１実施形態におけるスピーカユニットの振動面を構成する振動部材を示す図である。図３は、図２における断面線Ａ−Ａ’に対応する断面構造（ここでは破断面）を模式的に示した図である。振動部材３５は、樹脂を用いた板状の絶縁性部材である。なお、振動部材３５は、少なくともコイル３８が配置される面において絶縁性表面を備えていれば、必ずしも全体が絶縁性部材でなくてもよく、一部に導電性部材を含んでいてもよい。振動部材３５は、中央部分に振動面３５１（振動領域）と、振動面３５１の周囲を囲む支持領域３５３と、支持領域３５３の周囲を囲む固定領域３５５と、を含む。振動部材３５の基板９０側の面（絶縁性表面）には、金属膜３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ（以下、それぞれを区別しない場合には、金属膜３７という）が配置されている。金属膜３７は、例えば、アルミニウムまたは銅などであるが、導電性を有する材料であればよい。このとき、熱伝導率が高い材料であることが望ましい。金属膜３７は、いずれも振動面３５１、支持領域３５３および固定領域３５５に拡がって配置されている。
【００３８】
固定領域３５５は、基板９０に接着剤等で固定される。このとき、基板９０に配置された端子９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９５ｄ、９５ｅ、９５ｆ（以下、それぞれを区別しない場合には、端子９５という）と、金属膜３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆとは、それぞれ接続される。振動部材３５のうち、少なくとも支持領域３５３は、全体として曲げ変形が可能となっている。この例では、支持領域３５３は屈曲構造を有することによって変形することができる。したがって、固定領域３５５が基板９０に対して固定されていても、振動面３５１は基板９０に対して変位することができる。
【００３９】
振動面３５１の金属膜３７が配置された側には、コイル３８が配置されている。この例では、３つのコイル３８（それぞれを区別する場合には第１コイル３８ａ、第２コイル３８ｂ、第３コイル３８ｃという）が束ねられて振動面３５１に配置されている。コイル３８は、絶縁体で覆われた配線材を用いて構成され、両端に設けられた端子３８５において配線材が露出されている。
【００４０】
コイル３８の両端に設けられた端子３８５は、導電性接着剤３８８により金属膜３７と電気的に接続されている。第１コイル３８ａの端子３８５ａ１、３８５ａ２は、金属膜３７ａ、３７ｆにそれぞれ接続される。第２コイル３８ｂの端子３８５ｂ１、３８５ｂ２は、金属膜３７ｃ、３７ｄにそれぞれ接続される。第３コイル３８ｃの端子３８５ｃ１、３８５ｃ２は、金属膜３７ｂ、３７ｅにそれぞれ接続される。また、この例では、端子３８５は、コイル３８の内周側に配置され、金属膜３７のうち振動面３５１の領域に接続されている。
【００４１】
端子３８５がコイル３８の内周側に配置されると、外周側に配置される場合よりも様々な利点がある。例えば、コイル３８の外形寸法の調整が容易となる。また、コイル３８の輸送運搬時および自動実装機等でのスピーカ装置の製造工程時において、コイル３８が破壊することを防ぐことができる。さらに、コイル３８の輸送運搬における梱包サイズを小さくすることができるため、コストの圧縮にも寄与する。なお、上記の利点があるものの、端子３８５がコイル３８の外周側に配置されることを排除するものではない。この場合には、端子３８５は、振動面３５１以外の領域で金属膜３７と接続されてもよい。
【００４２】
コイル３８の端子３８５以外の領域において金属膜３７と接触している。コイル３８の端子３８５以外は絶縁体で覆われているため、この領域ではコイル３８と金属膜３７とは絶縁体を介して接触している。したがって、コイル３８で生じた熱は、端子３８５以外の領域からも、金属膜３７を介して放出することができる。金属膜３７は、端子９５を介して基板９０にも接続されているため、基板９０に配置された配線を介した放熱も可能である。
【００４３】
金属膜３７は、半導体プロセス等でも用いることができる蒸着法またはメッキ法などにより薄膜を振動部材３５に形成したものであるため、通常のスピーカユニットで用いられる６０〜８０μｍの配線材に比べて、２〜１０μｍ程度の厚さで形成することができる。また、金属膜３７の幅、厚さは形成時に容易に調整が可能であるため、抵抗値、熱容量（放熱量）も容易に調整することができる。
【００４４】
また、コイル３８の端子３８５が、振動面３５１に配置された金属膜３７と接続されることにより、端子３８５を含めたコイル３８の全体が振動面３５１とともに移動する。振動面３５１とは別の部分、特に振動部材３５とは別の部材にコイル３８の端子３８５が接続される場合、振動面３５１の振動に伴って、コイル３８の配線材の形状が変化し続ける。すなわち、コイル３８の配線材に大きな機械的ストレスが与えられる。金属膜３７を用いた場合には、振動面３５１の振動により金属膜３７に機械的なストレスが生じることになる。一方、振動部材３５の表面に沿って形成された薄膜形状である特性から、機械的なストレスには耐性を有している。また、金属の種類、厚さ等を適宜選択すると、さらにストレスへの耐性が向上する。これによって、スピーカ装置１としての信頼性が向上することにもなる。なお、上記の利点があるものの、端子３８５が振動面３５１以外（例えば、基板９０）に配置された導電体に接続されてもよい。
【００４５】
ヨーク３２とヨーク３４とは、マグネット３３と接続され、逆の極性によってコイル３８を挟むように配置されている。したがって、ヨーク３２、３４によって形成された磁界に配置されたコイル３８は、金属膜３７を介して供給される信号（上述した３値のデジタル信号）に応じた駆動力を生じ、この駆動力によって振動部材３５のうち振動面３５１を移動（振動）させる。
【００４６】
［マイクロフォンとスピーカユニットとの位置関係］
マイクロフォン１０ａ、１０ｂとスピーカユニット３０との位置関係について、図２に戻って説明を続ける。スピーカ装置１においては、スピーカユニット３０の振動面３５１における所定の位置Ｃとマイクロフォン１０ａ（詳細には振動面１５ａまたは集音ポート１８ａ）との距離Ｄａと、位置Ｃとマイクロフォン１０ｂ（詳細には振動面１５ｂまたは集音ポート１８ｂ）との距離Ｄｂとが、等しくなる。所定の位置Ｃは、振動面３５１のいずれかの位置であればよく、この例では、振動面３５１の重心である。また、この例では、所定の位置Ｃは、集音ポート１８ａと集音ポート１８ｂとを結ぶ直線上に配置されているが、この直線上に配置されていなくてもよい。また、この直線上にスピーカユニット３０の全体が配置されていなくてもよい。例えば、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが、ともにスピーカユニット３０に対して同じ側に配置されてもよい。なお、このような構成の一例は、第３実施形態においても説明する。
【００４７】
［信号処理回路］
続いて信号処理回路５０について説明する。信号処理回路５０は、半導体素子を用いた集積回路として形成され、マイクロフォン１０ａ、１０ｂから入力された音に対して、所定の信号処理を施して、デジタル信号として接続端子８０に出力する。また、信号処理回路５０は、接続端子８０から入力されたデジタル信号に対して所定の信号処理を施して、上述した３値のデジタル信号をコイル３８に出力する。このように、接続端子８０は、デジタル信号の入出力を行う入出力端子といえる。信号処理回路５０の構成について図５を用いて説明する。
【００４８】
図５は、第１実施形態における信号処理回路を示す図である。信号処理回路５０は、レジスタ回路５０１、入力用バッファ５１１、スピーカ用デジタルフィルタ５１３、ΔΣ変調器５１５、後置フィルタ５１７、駆動回路５２０（駆動回路５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ）、出力用バッファ５３１、マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３、および自動ゲイン制御回路５３６を備える。
【００４９】
入力用バッファ５１１は、接続端子８０から入力されるデジタル音信号Ｓａを一時的に記憶するバッファであり、レジスタ回路５０１からの信号によって動作（スピーカ用デジタルフィルタ５１３への出力タイミング等）が制御される。スピーカ用デジタルフィルタ５１３は、入力用バッファ５１１から出力されたデジタル音信号Ｓａを取得し、そのデジタル音信号Ｓａに対して所定のフィルタ処理を施して出力する。ΔΣ変調器５１５は、スピーカ用デジタルフィルタ５１３から出力されたデジタル音信号Ｓａを取得し、そのデジタル音信号Ｓａに対してΔΣ変調を施してｎビットのデジタル変調信号Ｓｂを出力する。後置フィルタ５１７は、ΔΣ変調器５１５から出力されたデジタル変調信号Ｓｂを取得し、そのデジタル変調信号Ｓｂに対応したｋ個の駆動信号Ｓｃ（この例では駆動信号Ｓｃａ、Ｓｃｂ、Ｓｃｃ）に変換して出力する。上述したように駆動信号Ｓｃは、この例では、「−１」、「０」、「＋１」の３値のデジタル信号である。ｋ個の駆動回路５２０（この例では駆動回路５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ）は、駆動信号Ｓｃａ、Ｓｃｂ、Ｓｃｃを取得し、ｓ個のコイル３８（この例では第１コイル３８ａ、第２コイル３８ｂ、第３コイル３８ｃ）を駆動信号Ｓｃａ、Ｓｃｂ、Ｓｃｃに応じて駆動する。
【００５０】
信号処理回路５０のうち、複数のコイルでスピーカユニットを駆動するための処理、例えば、ΔΣ変調器５１５および後置フィルタ５１７の処理は、公知の技術を使えばよい。公知の技術としては、例えば、米国特許第８４２３１６５号明細書、米国特許第８３０６２４４号明細書、米国特許第９２１９９６０号明細書、米国特許第９３００３１０号明細書に詳細の処理が開示されている。この技術によれば、ΔΣ変調器を用いたノイズシェイピング、および後置フィルタを用いたミスマッチシェイピングが用いられている。なお、ミスマッチシェイピングとは、ばらつきを低減するように駆動信号を振り分けるコイルを選択する技術である。
【００５１】
自動ゲイン制御回路５３６は、マイクロフォン１０ａ、１０ｂから出力されたデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂを取得し、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂに対して自動ゲイン制御を行って出力する。このとき、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂに対しては、同じゲイン制御をすることが望ましい。
【００５２】
マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３は、自動ゲイン制御回路５３６から出力されたデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂを取得し、所定のフィルタ処理を施して、デジタル集音信号Ｓｅを出力する。この例では、デジタル集音信号Ｓｅは、デジタル音信号Ｓｄａとデジタル音信号Ｓｄｂとの相関関係を利用した信号処理を実行することにより得られる。具体的には、デジタル音信号Ｓｄａとデジタル音信号Ｓｄｂとを合成するとともに、デジタル音信号Ｓｄａとデジタル音信号Ｓｄｂとの同位相成分を除去することにより、デジタル集音信号Ｓｅが得られる。なお、デジタル音信号Ｓｄａまたはデジタル音信号Ｓｄｂから、この同位相成分を除去することによって、デジタル集音信号Ｓｅを得てもよい。
【００５３】
マイクロフォン１０ａ、１０ｂおよびスピーカユニット３０は、上述した位置関係を有している。そのため、スピーカユニット３０からの放音とマイクロフォン１０ａ、１０ｂによる集音とを同期間に行うと、スピーカユニット３０の振動面３５１の振動または振動に応じた音は、ほぼ同時にマイクロフォン１０ａ、１０ｂに入力される。なお、音の大部分は、空気を介してマイクロフォン１０ａ、１０ｂに入力される。一方、振動面３５１の振動は、その一部が基板９０または筐体（例えば図１１参照）を介して伝搬し、マイクロフォン１０ａ、１０ｂに入力される。
【００５４】
いずれにしても、振動面３５１の振動に起因した成分（音、振動）は、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂにおいて、同位相成分として含まれることになる。上述のように、マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３において、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂの同位相成分を除去することにより、マイクロフォン１０ａ、１０ｂに入力された振動面３５１の振動に起因した成分を除去し、スピーカユニット３０からの放音がない状態でマイクロフォン１０ａ、１０ｂに入力される音をデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂから抽出することができる。
【００５５】
発音源とマイクロフォン１０ａとの距離が、発音源とマイクロフォン１０ｂとの距離と異なる場合には、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂの異位相成分となるため、上記の同位相成分とは区別することができる。一方、マイクロフォン１０ａとマイクロフォン１０ｂとから等距離の位置の発音源から発生した音は、同様に、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂにおいて、同位相成分として含まれることになる。そのため、上記の処理により減衰されてしまうものの、一般的に発音源はスピーカユニット３０とマイクロフォン１０ａ、１０ｂとの位置関係ほど、厳密に定められるものではないため、一定程度の成分として残る場合が多い。また、通常は複数のスピーカ装置１をステレオ配置になるようにシステムを構成するため、複数のスピーカ装置１のいずれかにおいて、発音源から発生した音がデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂの異位相成分として残る。したがって、複数のスピーカ装置１のいずれかのデジタル集音信号Ｓｅを利用することで、上記の処理による減衰は回避可能である。
【００５６】
出力用バッファ５３１は、マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３から出力されたデジタル集音信号Ｓｅを一時的に記憶するバッファであり、レジスタ回路５０１からの信号によって動作（接続端子８０への出力タイミング等）が制御される。この例では、信号処理回路５０は、入力用バッファ５１１および出力用バッファ５３１を用いているため、接続端子８０を介して接続される上位システム等の外部装置との間で、同じ通信経路を用いた双方向通信が可能である。
【００５７】
以上が第１実施形態におけるスピーカ装置１についての説明である。続いて、別の実施形態におけるスピーカ装置について説明する。なお、各実施形態において、他の実施形態と同様な機能を有する構成については説明を省略し、異なる構成を主に説明する。
【００５８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、２つのマイクロフォン１０ａ、１０ｂに対して１つのスピーカユニット３０が用いられたスピーカ装置１について説明した。第２実施形態では、２つのスピーカユニット３０（スピーカユニット３０ａ、スピーカユニット３０ｂ）が用いられたスピーカ装置１Ａについて説明する。
【００５９】
図６は、第２実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。図６に示すように、基板９０Ａにおいて、マイクロフォン１０ａとマイクロフォン１０ｂとの間には、スピーカユニット３０ａ、３０ｂが配置されている。この例では、スピーカユニット３０ａ、３０ｂは、同一のデジタル音信号Ｓａにより駆動される。すなわち、スピーカユニット３０ａのコイル３８とスピーカユニット３０ｂのコイル３８とは、同じ駆動信号が供給されて駆動される。
【００６０】
このように２つのスピーカユニット３０ａ、３０ｂが配置されている場合には、スピーカユニット３０ａ、３０ｂおよびマイクロフォン１０ａ、１０ｂのそれぞれの位置関係が、以下の条件を満たす位置関係になっている。それぞれの振動面３５１ａ、３５１ｂの間における所定の位置ＣＡとマイクロフォン１０ａ（詳細には振動面１５ａまたは集音ポート１８ａ）との距離Ｄａと、位置ＣＡとマイクロフォン１０ｂ（詳細には振動面１５ｂまたは集音ポート１８ｂ）との距離Ｄｂとが、等しくなる。所定の位置ＣＡは、振動面３５１ａと振動面３５１ｂとの間のいずれかの位置であればよく、この例では、スピーカユニット３０ａ、３０ｂの配置重心であり、振動面３５１ａの重心と、振動面３５１ｂの重心とを結ぶ直線の中点に対応する。
【００６１】
スピーカユニット３０ａ、３０ｂおよびマイクロフォン１０ａ、１０ｂのそれぞれの位置関係を上記のように規定することで、マイクロフォン１０ａ、１０ｂから出力されるデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂについては、ほぼ第１実施形態と同様に扱うことができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、基板９０にマイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置されていた。第３実施形態では、基板９０に接続された支持板にマイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置されたスピーカ装置１Ｂについて説明する。
【００６３】
図７は、第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（実装面側）を示す図である。図８は、第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。図９は、第３実施形態におけるスピーカ装置の外観（集音面側）を示す図である。スピーカ装置１Ｂは、基板９０Ｂの側面に、支持板９８が配置されている。支持板９８は、一部が折り曲げられて形成された接続領域９９を有する。接続領域９９を介して支持板９８は基板９０Ｂに固定されている。接続領域９９には、基板９０Ｂの端子９６と電気的に接続して、マイクロフォン１０ａ、１０ｂと信号処理回路５０とを電気的に接続するための端子が配置されている。
【００６４】
支持板９８のスピーカユニット３０側には、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置されている。この例では、集音ポート１８ａ、１８ｂは、スピーカユニット３０とは反対側に配置されている。集音ポート１８ａと振動面１５ａとは、支持板９８を貫通するダクトを介して接続されている。集音ポート１８ｂと振動面１５ｂとは、支持板９８を貫通するダクトを介して接続されている。
【００６５】
この例では、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが、ともにスピーカユニット３０に対して同じ側に配置されている。一方、第１実施形態と同様に、振動面３５１における所定の位置Ｃとマイクロフォン１０ａ（詳細には振動面１５ａまたは集音ポート１８ａ）との距離Ｄａと、位置Ｃとマイクロフォン１０ｂ（詳細には振動面１５ｂまたは集音ポート１８ｂ）との距離Ｄｂとが、等しくなる。
【００６６】
図１０は、第３実施形態におけるスピーカ装置におけるスピーカユニットとマイクロフォンとの位置関係を説明するための図である。図１０は、図９における方向ＡＲ１に沿って見たスピーカ装置１Ｂを示した模式図である。振動面３５１に沿った仮想平面ＳＳと、集音ポート１８ａに沿った仮想平面ＰＳ（または振動面１５ａに沿った仮想平面ＭＳ）とがなす角度ＤＡは、この例では、９０度である。ここで、スピーカユニット３０の振動面３５１が振動すると、その振動が空気の振動として伝達される。すなわち、空気の振動方向の多くの成分は、振動面３５１の振動方向である。このような位置関係でマイクロフォン１０ａ、１０ｂとスピーカユニット３０とが配置されることにより、マイクロフォン１０ａの集音ポート１８ａ（または振動面１５ａ）は、振動方向の異なる空気の振動が伝達されにくくなる。マイクロフォン１０ｂについても同様である。
【００６７】
なお、この例では角度ＤＡは９０度であったが、９０度未満であってもよい。０度の場合は第１実施形態におけるマイクロフォン１０ａ、１０ｂの配置例と同じである。第３実施形態に例示する構造をとる場合には、角度ＤＡは、３０度以上９０度以下であるとよく、４５度以上９０度以下であるとさらに好ましい。これにより、振動面３５１の振動にともなる空気の振動が、振動面１５ａ、１５ｂの振動として伝わりにくくすることができる。
【００６８】
＜第４実施形態＞
第３実施形態においては、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置された支持板９８が基板９０に接続されていた。第４実施形態では、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置された支持板がスピーカ収納箱に接続されたスピーカ装置１Ｃについて説明する。
【００６９】
図１１は、第４実施形態におけるスピーカ装置におけるスピーカユニットとマイクロフォンとの位置関係を説明するための図である。スピーカ装置１Ｃは、スピーカユニット３０を収納するスピーカ収納箱７０（筐体）を備える。この例では、振動部材３５がスピーカ収納箱７０から露出されている。スピーカ収納箱７０の端部には、支持板９８Ｃが接続されている。支持板９８Ｃは、第３実施形態における支持板９８と同様に、マイクロフォン１０ａ、１０ｂが配置されている。このように、スピーカ収納箱７０を介して支持板９８Ｃが接続されていても、第３実施形態における基板９０Ｂに接続されている場合と大きな違いは無い。したがって、この場合においても、第３実施形態と同様に、仮想平面ＳＳを基準とした角度ＤＡは、３０度以上９０度以下であるとよく、４５度以上９０度以下であるとさらに望ましい。
【００７０】
なお、振動面３５１の振動は、スピーカ収納箱７０にも伝達される場合がある。したがって、仮想平面ＳＳに代えて、スピーカ収納箱７０の構成するいずれかの面を基準とした角度ＤＡが、０度より大きくなることが望ましく、この角度が３０度以上であることがさらに望ましい。また、このような条件を満たす面が複数存在することがさらに望ましい。
【００７１】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、第１実施形態における振動部材３５の放熱効果をより高める構成について説明する。
【００７２】
図１２は、第５実施形態におけるスピーカユニットの振動面を構成する振動部材を示す図である。振動部材３５Ｄは、第１実施形態における振動部材３５に対して、さらに、放熱膜３７５ａ、３７５ｂが配置されている。放熱膜３７５ａ、３７５ｂは、この例では、金属膜３７と同じ材料で形成されている。放熱膜３７５ａ、３７５ｂは、金属膜３７と同様に、振動面３５１、支持領域３５３および固定領域３５５に拡がって配置されている。
【００７３】
振動面３５１において、放熱膜３７５ａ、３７５ｂは、コイル３８と接触する。上述したようにコイル３８の配線材のうち端子３８５以外の表面には絶縁体が配置されているため、放熱膜３７５ａ、３７５ｂとコイル３８とは、電気的には絶縁されている。一方、コイル３８で生じた熱は、放熱膜３７５ａ、３７５ｂに伝達される。放熱膜３７５ａ、３７５ｂが基板９０に接触するため、基板９０を介して放熱することもできる。放熱膜３７５ａ、３７５ｂが配置される位置に対応して、基板９０において放熱用の金属膜が配置されるとさらに放熱効果を高めることもできる。
【００７４】
＜第６実施形態＞
第６実施形態では、上記の各実施形態における複数のスピーカ装置（この例では第１実施形態におけるスピーカ装置１）を、同じ通信経路に接続したスピーカシステムの例を説明する。例えば、２つのスピーカ装置１が、Ｌｃｈ用のスピーカ装置、Ｒｃｈ用のスピーカ装置として用いられることによって、ステレオスピーカシステムとして用いられてもよい。
【００７５】
図１３は、第６実施形態におけるスピーカシステムを示す図である。スピーカシステム１０００は、複数のスピーカ装置１を備える。複数のスピーカ装置１は、いずれも同じ通信経路５００に接続され、上位システムとの間で双方向に通信することができる。上述したように、各スピーカ装置１における信号処理回路５０において、入力用バッファ５１１および出力用バッファ５３１を備えているため、このような構成を実現することができる。また、これらの構成により、各装置間を同期させることもできる。なお、通信経路５００は、有線による通信であってもよいし、無線による通信であってもよい。
【００７６】
＜第７実施形態＞
第７実施形態においては、第１実施形態における信号処理回路５０において、スピーカ用デジタルフィルタ５１３およびマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３に代えて、デジタルシグナルプロセッサを用いた信号処理回路５０Ｅを備えるスピーカ装置１Ｅについて説明する。
【００７７】
図１４は、第７実施形態における信号処理回路を示す図である。信号処理回路５０Ｅは、第１実施形態における信号処理回路５０のスピーカ用デジタルフィルタ５１３およびマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３に代えて、デジタルシグナルプロセッサ５５３が用いられている。このような構成をとることにより、スピーカ用デジタルフィルタ５１３およびマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３において実現されていた信号処理だけでなく、さらに複雑な信号処理も行うことができる。
【００７８】
＜第８実施形態＞
第８実施形態においては、第２実施形態のように、マイクロフォン１０ａ、１０ｂ、スピーカユニット３０ａ、３０ｂが用いられているが、これらの位置関係が異なるスピーカ装置１Ｆについて説明する。
【００７９】
図１５は、第８実施形態におけるスピーカ装置の外観（放音面側）を示す図である。スピーカ装置１Ｆは、第２実施形態におけるスピーカ装置１Ａと比べて、基板９０Ｆにおける互いの位置関係が異なって配置されたマイクロフォン１０ａ、１０ｂ、スピーカユニット３０ａ、３０ｂ等を備えている。
【００８０】
スピーカ装置１Ｆにおけるマイクロフォン１０ａ、１０ｂ、スピーカユニット３０ａ、３０ｂの位置関係について説明する。スピーカユニット３０ａの振動面３５１ａにおける所定の位置Ｃａとマイクロフォン１０ａ（詳細には振動面１５ａまたは集音ポート１８ａ）との距離Ｄａ１と、位置Ｃａとマイクロフォン１０ｂ（詳細には振動面１５ｂまたは集音ポート１８ｂ）との距離Ｄｂ１とが、等しくなる。また、スピーカユニット３０ｂの振動面３５１ｂにおける所定の位置Ｃｂとマイクロフォン１０ａ（詳細には振動面１５ａまたは集音ポート１８ａ）との距離Ｄａ２と、位置Ｃａとマイクロフォン１０ｂ（詳細には振動面１５ｂまたは集音ポート１８ｂ）との距離Ｄｂ２とが、等しくなる。
【００８１】
すなわち、第２実施形態のようにスピーカユニット３０ａ、３０ｂが存在する場合において、各スピーカユニットとマイクロフォン１０ａ、１０ｂとの関係においては、第１実施形態における条件を満たす位置関係になっているともいえる。この場合、スピーカユニット３０ａを駆動する信号とスピーカユニット３０ｂを駆動する信号とが異なっていても、いずれからの音または振動においても、同位相成分としてマイクロフォン１０ａ、１０ｂにそれぞれ入力されることになる。
【００８２】
なお、スピーカユニット３０ａを駆動する信号とスピーカユニット３０ｂを駆動する信号とが同じである場合には、距離Ｄａ１と距離Ｄｂ２とが等しく、距離Ｄａ２と距離Ｄｂ１とが等しくなっていてもよい。
【００８３】
＜第９実施形態＞
第１実施形態においては、信号処理回路５０のマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３は、デジタル音信号Ｓｄａとデジタル音信号Ｓｄｂとの同位相成分を除去することにより、デジタル集音信号Ｓｅを生成していた。第９実施形態では、デジタル音信号Ｓｄａおよびデジタル音信号Ｓｄｂの少なくとも一方から、振動面３５１の振動に起因した成分を除去する信号処理回路５０Ｇについて説明する。
【００８４】
図１６は、第９実施形態における信号処理回路を示す図である。信号処理回路５０Ｇは、第１実施形態における信号処理回路５０と比べて、マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３および自動ゲイン制御回路５３６の代わりにマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３Ｇおよび自動ゲイン制御回路５３６Ｇを備えている。
【００８５】
自動ゲイン制御回路５３６Ｇは、デジタル音信号Ｓｄａとデジタル音信号Ｓｄに対して、自動ゲイン制御を行って出力する。このとき、自動ゲイン制御回路５３６Ｇは、スピーカ用デジタルフィルタ５１３から出力されたデジタル音信号Ｓａを用いて、その信号の大きさ（音量）に応じてゲインを調整する。例えば、デジタル音信号Ｓａの音量が大きいときにゲインを小さく設定する。この処理は、上記の各実施形態における信号処理回路において適用されてもよい。
【００８６】
マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３Ｇは、自動ゲイン制御回路５３６Ｇから出力されたデジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂの少なくとも一方を取得し、所定のフィルタ処理を施して、デジタル集音信号Ｓｅを出力する。この例では、デジタル集音信号Ｓｅは、デジタル音信号Ｓｄａおよびデジタル音信号Ｓｄｂの少なくとも一方に対して、スピーカ用デジタルフィルタ５１３から出力されたデジタル音信号Ｓａを利用した信号処理を実行することにより得られる。具体的には、デジタル音信号Ｓａを用いて、デジタル音信号Ｓｄａおよびデジタル音信号Ｓｄｂの少なくとも一方から、デジタル音信号Ｓａの成分を除去する。ここで、デジタル音信号Ｓｄａおよびデジタル音信号Ｓｄｂの少なくとも一方の成分を観測信号Ｙ、マイクロフォン１０ａ、１０ｂで本来観測したい成分を音信号Ｓ、スピーカユニット３０から出力する成分を音信号Ｘ、およびマイクロフォン１０ａ、１０ｂへのスピーカユニット３０からの音の回り込み、および振動の影響を係数Ｃとする。この場合には、Ｓ＝（Ｙ−ＣＸ）のフィルタ表記で表すことができる。ただし、周波数軸での処理であるものとする。事前に、または適応的に係数Ｃを計算することにより、観測信号Ｙ（デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂに対応）と、音信号Ｘ（スピーカ用デジタルフィルタ５１３から出力されたデジタル音信号Ｓａに対応）とから、音信号Ｓ（デジタル集音信号Ｓｅに対応）をフィルタ処理によって得ることができる。
【００８７】
上述のように、マイクロフォン用デジタルフィルタ５３３Ｇにおいては、デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂのいずれか一方があればよいから、マイクロフォン１０ａ、１０ｂのいずれかは存在しなくてもよい。すなわち、１つのマイクロフォンを用いる構成であってもよい。デジタル音信号Ｓｄａ、Ｓｄｂの双方を用いる場合には、、第１実施形態におけるマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３において得られたデジタル集音信号Ｓｅに対して、さらに、デジタル音信号Ｓａの成分を除去する処理を施してもよい。
【００８８】
なお、図示は省略するが、第７実施形態と同様に、スピーカ用デジタルフィルタ５１３とマイクロフォン用デジタルフィルタ５３３Ｇとをデジタルシグナルプロセッサに代えて用いることもできる。これによりさらに適応的に係数Ｃを計算することができる。
【００８９】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上述した各実施形態は、互いに組み合わせたり、置換したりして適用することが可能である。また、上述した各実施形態では、以下の通り変形して実施することも可能である。
【００９０】
（１）上記の各実施形態におけるスピーカ装置は、パーソナルコンピュータ、テレビ、スマートフォン、タブレット型コンピュータ等に用いることができる。特に、音声認識によりコンピュータを動作させるシステムにおいて効果がある。例えば、音声認識により放送局を切り替えることができるテレビは、従来、テレビの音声を停止、または音量を小さくしてからでないと、音声認識が適切になされなかった。本発明の各実施形態におけるスピーカ装置によれば、テレビの音声を出力し続けた状態であっても、ユーザの声を適切に抽出したデジタル集音信号Ｓｅを生成することができる。したがって、音声認識が適切に処理される。なお、テレビの正面方向等、通常、発音源となりえる位置が、マイクロフォン１０ａ、１０ｂのそれぞれから等距離とならないように、スピーカ装置の位置を適切に配置することが望ましい。
【００９１】
（２）上記の各実施形態におけるスピーカ装置は、超音波による通信機器として用いることもできる。スピーカユニットにおける振動面を可聴域以上の周波数（例えば、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）において振動させて超音波を発生し、また、この周波数帯域の超音波を入力可能なマイクロフォンを用いることにより、２つのスピーカ装置の間で超音波による通信が可能となる。デジタルスピーカによれば、このような周波数帯域での駆動も容易に行うことができる。
【００９２】
（３）上記の各実施形態によれば、製造ラインでのスピーカユニットの特性テストおよびノイズテストなどを、スピーカ装置におけるマイクロフォンおよび信号処理回路を用いることで、セルフテストが可能となる。そのため、製造ラインでのテスト用機材への投資を節約することができる。また、顧客毎に、スピーカの周波数特性の自動調整、カスタム化も可能となる。
【００９３】
（４）上記の各実施形態におけるスピーカ装置に、米国特許第９６２８９２８号明細書に開示されているようなデジタル線形補正器を搭載することにより、マイクロフォンからの信号を利用することで、スピーカユニットの非線形性を補正するために必要な逆関数Ｆ−１（ＩＮ）をスピーカ装置において計算することも可能となる。
【００９４】
（５）上記の各実施形態においては、マイクロフォン１０ａ、１０ｂは、同じ向きを向いていた。すなわち、振動面１５ａ、１５ｂ（集音ポート１８ａ、１８ｂ）が同一平面上に配置されていた（指向方向が略同一）が、これに限られない。例えば、振動面１５ａと振動面１５ｂとが所定の角度を有していてもよい。ただし、所定の位置Ｃに対しては、対称性を有している配置であることが望ましい。
【００９５】
（６）上記の各実施形態においては、スピーカユニットの数は１つまたは２つであったが、３つ以上であってもよい。
【００９６】
（７）上記の各実施形態においては、マイクロフォンの数は１つまたは２つであったが、３つ以上であってもよい。
【００９７】
（８）上記の各実施形態においては、スピーカユニットは、デジタル信号により駆動されるデジタルスピーカであったが、これに限られない。例えば、アナログ信号が供給されるボイスコイルを有するスピーカユニットであってもよい。この場合には、信号処理回路は、アナログ信号でボイスコイルを駆動するための回路を備えればよい。
【００９８】
（９）上記の各実施形態においては、マイクロフォンの振動面と集音ポートの開口部とは平行であったが、ダクト部分が曲がることによって平行でなくてもよい。
【００９９】
（１０）上記の各実施形態においては、スピーカ装置にはマイクロフォンが実装されていたが、マイクロフォンを用いないスピーカ装置であってもよい。
【０１００】
（１１）上記の各実施形態においては、スピーカユニットには、振動面３５１に金属膜３７が配置された振動部材３５を用いていたが、このような振動部材３５を用いたものに限定されない。例えば、一般的な公知のスピーカユニットが用いられてもよい。
【０１０１】
（１２）上記の各実施形態においては、マイクロフォン１０ａの振動面１５ａ（または集音ポート１８ａ）とマイクロフォン１０ｂの振動面１５ｂ（または集音ポート１８ｂ）とは、互いに交差する平面上に配置されていてもよい。すなわち、マイクロフォン１０ａとマイクロフォン１０ｂとは、異なる方向に指向した集音特性を有してもよい。
【０１０２】
（１３）上記の各実施形態においては、スピーカユニットには、コイルとマグネットによる振動アクチュエータを用いていたが、このような振動アクチュエータを用いたものに限定されない。例えば、一般的な圧電アクチュエータや静電アクチュエータを用いいた公知のスピーカユニットが用いられてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｆ…スピーカ装置、１０ａ，１０ｂ…マイクロフォン、１５ａ，１５ｂ…振動面、１８ａ，１８ｂ…集音ポート、３０，３０ａ，３０ｂ…スピーカユニット、３２…ヨーク、３３…マグネット、３４…ヨーク、３５，３５Ｄ…振動部材、３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ…金属膜、３８…コイル、３８ａ…第１コイル、３８ｂ…第２コイル、３８ｃ…第３コイル、３９…支持部材、５０，５０Ｅ，５０Ｇ…信号処理回路、７０…スピーカ収納箱、８０…接続端子、９０，９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｆ…基板、９０ａ…実装面、９０ｂ…放音面、９５，９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，９５ｄ，９５ｅ，９５ｆ…端子、９６…端子、９８，９８Ｃ…支持板、９９…接続領域、３４５…突出部、３５１，３５１ａ，３５１ｂ…振動面、３５３…支持領域、３５５…固定領域、３７５ａ，３７５ｂ…放熱膜、３８５，３８５ａ１，３８５ａ２，３８５ｂ１，３８５ｂ２，３８５ｃ１，３８５ｃ２…端子、３８８…導電性接着剤、５００…通信経路、５０１…レジスタ回路、５１１…入力用バッファ、５１３…スピーカ用デジタルフィルタ、５１５…ΔΣ変調器、５１７…後置フィルタ、５２０，５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ…駆動回路、５３１…出力用バッファ、５３３，５３３Ｇ…マイクロフォン用デジタルフィルタ、５３６，５３６Ｇ…自動ゲイン制御回路、５５３…デジタルシグナルプロセッサ、１０００…スピーカシステム
【図１】
2018225181.tif 000003
【図２】
2018225181.tif 000004
【図３】
2018225181.tif 000005
【図４】
2018225181.tif 000006
【図５】
2018225181.tif 000007
【図６】
2018225181.tif 000008
【図７】
2018225181.tif 000009
【図８】
2018225181.tif 000010
【図９】
2018225181.tif 000011
【図１０】
2018225181.tif 000012
【図１１】
2018225181.tif 000013
【図１２】
2018225181.tif 000014
【図１３】
2018225181.tif 000015
【図１４】
2018225181.tif 000016
【図１５】
2018225181.tif 000017
【図１６】
2018225181.tif 000018
【国際調査報告】
2018225181.tif 000019
2018225181.tif 000020
2018225181.tif 000021
2018225181.tif 000022