(57)【要約】  【課題】  簡素な構成でボイスコイルボビン等の振動機構の過大な振動に伴うスピーカの破損を防止することが可能なスピーカ振動制御装置及びスピーカを提供することである。  【解決手段】  スピーカ１００内のボイスコイルボビン１０８の振動量が限界として定められた量に達すると、検知片１１０とトッププレート１０４が接触し、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通する。そして、回路導通時の音響信号の電圧値が不揮発メモリ１６２に記憶され、その後は、ＤＳＰ１５２が、出力するアナログ音響信号の電圧値を当該回路の導通時の音響信号の電圧値未満となるように制御する。このため、ボイスコイルボビンの振動量が限界として定められた量未満に制限される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の振幅に応じて振動するスピーカ内の振動機構を制御するスピーカ振動制御装置であって、
前記振動機構の振動に伴って振動するように前記スピーカに設けられた第１の導電性部材と、
前記振動機構の振動量が予め限界として定めた量に達した場合に前記第１の導電性部材と接触する位置に設けられた第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とが接触した場合に導通する回路と、
前記音響信号の振幅を、前記回路が導通した際の音響信号の振幅未満に制限する振幅制限手段とを有することを特徴とするスピーカ振動制御装置。
【請求項２】
前記回路が導通した際の前記音響信号の振幅を記憶する記憶手段を有し、
前記振幅制限手段は、前記音響信号の振幅を、前記記憶手段に記憶された振幅未満に制限することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ振動制御装置。
【請求項３】
音響信号の振幅に応じて振動するスピーカ内の振動機構を制御するスピーカ振動制御装置であって、
前記振動機構の振動量の限界として予め定められた量に応じた音響信号の振幅を記憶する記憶手段と、
前記音響信号の振幅を、前記記憶手段に記憶された振幅未満に制限する振幅制限手段とを有することを特徴とするスピーカ振動制御装置。
【請求項４】
音響信号の振幅に応じて振動する振動機構と、
前記振動機構に伴って振動するように設けられた第１の導電性部材と、
前記振動機構の振動量が予め限界として定めた量に達した場合に前記第１の導電性部材と接触する位置に設けられた第２の導電性部材とを有し、
前記音響信号の振幅に応じて前記振動機構の振動量が前記予め限界として定めた量に達したときに前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とが接触するようにしたことを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカの振動機構の振動を制御するスピーカ振動制御装置と、そのスピーカとに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカは、外周にボイスコイルの巻かれた円筒状のボイスコイルボビンと、磁石等を含む磁気回路部材と、前記ボビンの前端部に装着された振動板とを有する。このようなスピーカでは、ボイスコイルに音響信号が流れると、その音響電流と磁気回路部材から発生する磁束との電磁作用によって、前記音響信号の振幅に応じてボイスコイルボビンが振動し、これに伴って振動板が振動することによって前記音響信号に応じた音が発生する。
従来、スピーカにおいて、ボイスコイルボビンの振動量が大きくなってスピーカが破損してしまうことを防止すべく、光学センサによってその振動量を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９４０５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来の技術では、光学センサが必要であるため、コストの増加を招くという問題があった。そのため、簡素な構成でボイスコイルボビンの過大な振動に伴うスピーカの破損を防止する技術が要求されている。
本発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成でボイスコイルボビン等の振動機構の過大な振動に伴うスピーカの破損を防止することが可能なスピーカ振動制御装置及びスピーカを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のスピーカ振動制御装置は、音響信号の振幅に応じて振動するスピーカ内の振動機構を制御するものであって、前記振動機構の振動に伴って振動するように前記スピーカに設けられた第１の導電性部材と、前記振動機構の振動量が予め限界として定めた量に達した場合に前記第１の導電性部材と接触する位置に設けられた第２の導電性部材と、前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とが接触した場合に導通する回路と、前記音響信号の振幅を、前記回路が導通した際の音響信号の振幅未満に制限する振幅制限手段とを有する。
【０００５】
この構成により、振動機構の過大な振動によって第１の導電性部材と第２の導電性部材とが接触することによって回路が導通すると、音響信号の振幅は、回路が導通した際の音響信号の振幅未満に制限される。
【０００６】
同様の観点から、本発明のスピーカ振動制御装置は、前記回路が導通した際の前記音響信号の振幅を記憶する記憶手段を有し、前記振幅制限手段が、前記音響信号の振幅を、前記記憶手段に記憶された振幅未満に制限する。
【０００７】
また、本発明のスピーカ振動制御装置は、音響信号の振幅に応じて振動するスピーカ内の振動機構を制御するものであって、前記振動機構の振動量の限界として予め定められた量に応じた音響信号の振幅を記憶する記憶手段と、前記音響信号の振幅を、前記記憶手段に記憶された振幅未満に制限する振幅制限手段とを有する。
【０００８】
この構成により、音響信号の振幅は、振動機構の振動量の限界として予め定められた量に応じた音響信号の振幅未満に制限される。
【０００９】
また、本発明のスピーカは、音響信号の振幅に応じて振動する振動機構と、前記振動機構に伴って振動するように設けられた第１の導電性部材と、前記振動機構の振動量が予め限界として定めた量に達した場合に前記第１の導電性部材と接触する位置に設けられた第２の導電性部材とを有し、前記音響信号の振幅に応じて前記振動機構の振動量が前記予め限界として定めた量に達したときに前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とが接触する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動機構の振動量が予め限界として定めた量に達したことを前記振動機構と共に振動する第１の導電性部材と第２の導電性部材との接触により検出することができるようになる。そして、その接触したことに基づいて前記振動機構の振動量が前記予め限界として定めた量未満に制限されるので、簡素な構成でボイスコイルボビン等の振動機構の過大な振動に伴うスピーカの破損を防止することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態にかかるスピーカの断面図である。図１に示すスピーカ１００は、ヨーク１０２、磁石１０３、トッププレート１０４、ボイスコイルボビン１０６、ボイスコイル１０８、検知片１１０、フレーム１１２、ダンパ１１４、振動板１１６及びダストキャップ１１８を有する。
【００１３】
ヨーク１０２は、中央部に凸部を有し、当該凸部の外周部に環状の磁石１０３が設けられ、更に、磁石１０３上に環状のトッププレート１０４が設けられている。このトッププレート１０４は、鉄等の導電性を有する部材によって構成される。これらヨーク１０２、磁石１０３及びトッププレート１０４によって磁気回路が形成される。外周にボイスコイル１０８が巻かれ、振動機構となる円筒状のボイスコイルボビン１０６は、ヨーク１０２の前記凸部とトッププレート１０４との間にボイスコイル１０８が位置するように配置されている。これにより、前記磁気回路から発生する磁束がボイスコイル１０８内を通るようになる。
【００１４】
フレーム１１２は、ホーン状の形状となり、鉄等の導電性を有する材料から形成される。このフレーム１１２は、その後端部がトッププレート１０４の上面に固定されている。ダンパ１１４は、ボイスコイルボビン１０６の振動の直進性を維持するものであり、環状となって、その内周端がボイスコイルボビン１０６の所定位置に固定され、その外周端がフレーム１１２に固定されている。
【００１５】
振動板１１６は、ホーン状の形状となり、その外周端部に設けられた支持部１１６ａがフレーム１１２の前端部に固定されると共に、その内周端部がボイスコイルボビン１０６の前端部に固定されている。これにより、ボイスコイルボビン１０６の前後方向（図１におけるＺ１−Ｚ２方向）の振動に伴って振動板１１６が振動するようになる。ダストキャップ１１８は、椀状の形状を有し、振動板１１６の固定されたボイスコイルボビン１０６の開口を覆うように当該振動板１１６に設けられている。これら振動板１１６（支持部１１６ａを含む）及びダストキャップ１１８は、パルプや炭素繊維等の振動しやすい軽量な部材によって構成される。
【００１６】
また、ボイスコイルボビン１０６におけるダンパ１１４の固定位置のボイスコイル１０８側近傍には、環状の検知片１１０が取り付けられている。具体的には、検知片１１０は、ボイスコイルボビン１０６の前後方向の振動量が予め限界として定めた量に達した場合にトッププレート１０４と接触する位置に取り付けられる。この検知片１１０は、銅箔等の導電性を有する部材によって構成される。
【００１７】
このような構造のスピーカ１００において、ボイスコイル１０８に音響信号が流れると、前記磁気回路（磁石１０３、ヨーク１０２、トッププレート１０４）から発生する磁束と前記音響信号との電磁作用によって、その音響信号の振幅（電圧値）に応じて、スピーカ１００の振動機構であるボイスコイルボビン１０６が振動する。ボイスコイルボビン１０６の振動量は、ボイスコイルボビン１０６に流れる音響信号の電圧値に比例する。ボイスコイルボビン１０６が振動すると、それに伴って振動板１１６が振動し、周囲の空気を振動させることによってスピーカ１００から音が発生する。
【００１８】
図２は、スピーカ振動制御装置としてのスピーカシステムの構成を示す図である。同図に示すスピーカシステムは、スピーカ１００の振動機構であるボイスコイルボビン１０６の振動を制御するものである。このスピーカシステムは、スピーカ１００、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）１５２、アンプ（ＡＭＰ）１５４、信号線１５５、１５６、電流源１５７、抵抗１５８及び制御ユニット１６０により構成される。これらのうち、制御ユニット１６０は、入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）１６１、不揮発メモリ１６２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６３、アナログ／デジタルポート（Ａ／Ｄポート）１６４及び遅延器１６５により構成される。
【００１９】
ＤＳＰ１５２は、アナログ音響信号を入力し、各種の演算処理を行って、ＡＭＰ１５４及び制御ユニット１６０内のＬＰＦ１６３へ出力する。ＡＭＰ１５４は、ＤＳＰ１５２からのアナログ音響信号を増幅して、スピーカ１００内のボイスコイル１０８へ出力する。これにより、ボイスコイル１０８に音響信号が流れ、上述したように、その音響信号の振幅（電圧値）に応じて、ボイスコイルボビン１０６が振動し、更に、振動板１１６が振動することによってスピーカ１００から音が発生する。
【００２０】
制御ユニット１６０内のＬＰＦ１６３は、ＤＳＰ１５２からのアナログ音響信号における高周波成分を除去してＡ／Ｄポート１６４へ出力する。Ａ／Ｄポート１６４は、ＬＰＦからのアナログ音響信号をデジタル音響データに変換して遅延器１６５へ出力する。遅延器１６５は、Ａ／Ｄポート１６４からのデジタル音響データを入力すると、予め定められた所定時間だけ遅延させて不揮発メモリ１６２へ出力する。遅延器１６５の遅延時間については、後述する。
【００２１】
信号線１５５は、一端がスピーカ１００内のトッププレート１０４に接続され、他端が制御ユニット１６０内のＩ／Ｏポート１６１に接続される。また、信号線１５５は、抵抗１５８を介して電流源１５７に接続される。一方、信号線１５６は、一端がスピーカ１００内の検知片１１０に接続され、他端が接地される。
【００２２】
以下、フローチャートを参照しつつ、スピーカシステムの動作を説明する。
【００２３】
図３は、スピーカシステムの第１の動作を示すフローチャートである。制御ユニット１６０は、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通したか否かを判定する（Ｓ１０１）。
【００２４】
通常は、スピーカ１００による音響出力が行われている場合において、当該スピーカ１００内の検知片１１０とトッププレート１０４が接触することはない。このため、制御ユニット１６０内のＩ／Ｏポート１６１の入力電圧は、電流源１５７が供給する電流によってハイレベルである。
【００２５】
一方、スピーカ１００内のボイスコイルボビン１０６の振動量が大きくなると、当該ボイスコイルボビン１０６に取り付けられた検知片１１０の振動量も大きくなり、当該振動量が限界として定めた量に達すると、検知片１１０とトッププレート１０４が接触する。そして、検知片１１０とトッププレート１０４が接触することによって、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通する。上述したように、信号線１５６の他端は接地されているため、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通すると、制御ユニット１６０内のＩ／Ｏポート１６１の入力電圧は、接地電圧すなわちローレベルとなる。
【００２６】
従って、制御ユニット１６０は、Ｓ１０１において、Ｉ／Ｏポート１６１の入力電圧がローレベルの場合には信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通したと判定し、ハイレベルの場合には回路が導通していないと判定する。
【００２７】
信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通した場合、制御ユニット１６０は、当該回路の導通時の音響信号、換言すれば、ボイスコイルボビン１０６の振動量が大きくなって検知片１１０とトッププレート１０４とを接触させる要因となった音響信号の電圧値を不揮発メモリ１６２に記憶する（Ｓ１０２）。
【００２８】
ここで、遅延器１６５の遅延時間は、ＤＳＰ１５２がＡＭＰ１５４及びＬＰＦ１６３へ所定のアナログ音響信号を出力してから、当該アナログ音響信号の振幅（電圧値）に応じてボイスコイルボビン１０６が振動することによって検知片１１０とトッププレート１０４が接触し、制御ユニット１６０がＳ１０１において回路が導通したと判定するまでの時間と、ＤＳＰ１５２がＡＭＰ１５４及びＬＰＦ１６３へ所定のアナログ音響信号を出力してから遅延器１６５が当該アナログ音響信号を変換したデジタル音響データを入力するまでの時間との差が設定されている。
【００２９】
このため、制御ユニット１６０がＳ１０１において回路が導通したと判定した時に、遅延器１６５が出力するデジタル音響データは、回路の導通時の音響信号の電圧値を示すものとなる。従って、制御ユニット１６０は、Ｓ１０１において回路が導通したと判定した時に、遅延器１６５が出力するデジタル音響データをそのまま不揮発メモリ１６２に記憶すれば、回路の導通時の音響信号の電圧値を記憶することになる。
【００３０】
図４は、スピーカシステムの第２の動作を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの動作は、図３に示すフローチャートの動作に続くものである。制御ユニット１６０は、不揮発メモリ１６２に記憶されている回路の導通時の音響信号の電圧値を読み出して、ＤＳＰ１５２へ出力する（Ｓ２０１）。
【００３１】
ＤＳＰ１５２は、制御ユニット１６０からの回路の導通時の音響信号の電圧値を入力すると、その後は、ＡＭＰ１５４及びＬＰＦ１６３へ出力するアナログ音響信号の電圧値が当該回路の導通時の音響信号の電圧値未満となるように制御する（Ｓ２０２）。これにより、アナログ音響信号の電圧値に比例するスピーカ１００内のボイスコイルボビン１０６の振動量が限界として定められた量未満に抑えられる。
【００３２】
このように、本実施形態のスピーカシステムでは、スピーカ１００内のボイスコイルボビン１０６の振動量が予め限界として定めた量に達すると、検知片１１０とトッププレート１０４が接触し、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通する。そして、回路導通時の音響信号の振幅（電圧値）が記憶され、その後は、ＤＳＰ１５２が、出力するアナログ音響信号の電圧値を当該回路の導通時の音響信号の電圧値未満となるように制御する。従って、ボイスコイルボビン１０６の振動量が限界として定めた量未満に制限されるため、スピーカ１００の破損が防止される。
【００３３】
なお、上述した実施形態では、検知片１１０がボイスコイルボビン１０６に取り付けられているが、検知片１１０の取り付け位置はボイスコイルボビン１０６の振動量が限界として定めた量に達した場合にトッププレート１０４と接触する位置であれば良く、例えばダンパ１１４に取り付けられていても良い。
【００３４】
また、上述した実施形態では、ボイスコイルボビン１０６の振動量が限界として定めた量に達した場合に検知片１１０とトッププレート１０４とが接触して、信号線１５５、１５６、トッププレート１０４及び検知片１１０によって構成される回路が導通する構成としたが、フレーム１１２が導電性を有していることに鑑み、信号線１５６の一端をフレーム１１２に接続させるとともに、ボイスコイルボビン１０６の振動量が限界として定めた量に達した場合に検知片１１０とフレーム１１２とが接触して、信号線１５５、１５６、フレーム１１２及び検知片１１０によって構成される回路が導通する構成としても良い。
【００３５】
また、制御ユニット１６０内の不揮発メモリ１６２に回路の導通時の音響信号の電圧値が既に記憶されている場合には、回路を構成する信号線１５５、１５６、電流源１５７、抵抗１５８及びＩ／Ｏポート１６１は必要でないため、これらを含まないスピーカシステムを構成しても良い。この場合には、上述した図４のフローチャートに示す動作のみが行われ、制御ユニット１６０は、不揮発メモリ１６２に記憶されている回路の導通時の音響信号の電圧値を読み出し、ＤＳＰ１５２は、制御ユニット１６０からの回路の導通時の音響信号の電圧値を入力して、ＡＭＰ１５４及びＬＰＦへ出力するアナログ音響信号の電圧値が当該回路の導通時の音響信号の電圧値未満となるように制御する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上、説明したように、本発明に係るスピーカ振動制御装置及びスピーカは、簡素な構成でボイスコイルボビン等の振動機構の過大な振動に伴うスピーカの破損を防止することができるという効果を奏し、スピーカ振動制御装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】スピーカの断面図である。
【図２】スピーカシステムの構成を示す図である。
【図３】スピーカシステムの第１の動作を示すフローチャートである。
【図４】スピーカシステムの第２の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１００  スピーカ
１０２  ヨーク
１０３  磁石
１０４  トッププレート
１０６  ボイスコイルボビン
１０８  ボイスコイル
１１０  検知片
１１２  フレーム
１１４  ダンパ  
１１６  振動板
１１６ａ  支持部
１１８  ダストキャップ
１５２  ＤＳＰ
１５４  ＡＭＰ
１５５、１５６  信号線
１５７  抵抗
１５８  電流源
１６０  制御ユニット
１６１  Ｉ／Ｏポート
１６２  不揮発メモリ
１６３  ＬＰＦ
１６４  Ａ／Ｄポート
１６５  遅延器
【図１】
2006295615.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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