(57)【要約】【課題】磁歪素子を用いることで、より小型であるとともに発熱を抑制し、マイクを搭載した場合はエコー等の発生を抑制し、より信頼性の高いスピーカ装置を提供する。【解決手段】磁歪素子３０と、磁歪素子３０を駆動するコイル３１と、コイル３１への通電を制御する制御手段Ｃ１と、磁歪素子３０の変位を伝達する伝達部材２０〜２４と、温度検出手段ＴＳと、を備えたスピーカ装置１であって、温度検出手段ＴＳは、磁歪素子３０の近傍に設けられており、制御手段Ｃ１は、温度検出手段Ｃ１からの信号に基づいて検出した温度が所定温度以上であった場合、コイル３１への通電を停止または通電量を低減する。【選択図】図４
2011004210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪素子と、
前記磁歪素子を駆動するコイルと、
前記コイルへの通電を制御する制御手段と、
前記磁歪素子の変位を伝達する伝達部材と、
温度検出手段と、
を備えたスピーカ装置であって、
前記温度検出手段は、前記磁歪素子の近傍に設けられており、
前記制御手段は、前記温度検出手段からの信号に基づいて検出した温度が所定温度以上であった場合、前記コイルへの通電を停止または通電量を低減する、
スピーカ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスピーカ装置であって、
前記磁歪素子と前記コイルと前記伝達部材は、ケース部材に収容され、当該ケース部材の下端に前記伝達部材が配置されており、
前記ケース部材の内側と外側とを連通する開口孔が前記ケース部材の任意の部位に設けられており、前記開口孔における前記ケース部材の内側にはマイクが設けられており、
前記開口孔と前記マイクとの間には、中央部が開口された薄板状の弾性体が挟み込まれている、
スピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪素子を利用したスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁歪素子を用いた種々のスピーカ装置が開発されている。磁歪素子を用いたスピーカ装置は、従来のコーン型スピーカに比べて、非常に小型に構成することができる。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、映像表示装置を床上に支持する脚部の一部を磁歪素子を用いたスピーカ装置に置き換え、設置場所について映像表示部に影響を与えることなく、音響特性の良いスピーカ装置が開示されている。
また特許文献２に記載された従来技術には、テーブル面に設けた孔部にマイクを設け、マイクにて拾ったバックグラウンドノイズの逆位相の波形を、磁歪素子を用いたスピーカ装置にて前記テーブル面を振動させることで発生させ、テーブル周辺のバックグラウンドノイズを低減させるオーディオシステムが開示されている。
また、磁歪素子を用いたスピーカ装置は小型化が可能であるため、マイクを搭載してハンズフリー通話や電話会議等に適用可能であれば非常に便利である。
例えば特許文献３に記載された従来技術には、下側に凸状となる半球形状のリフレクタ（音響反射体）の下方に、リフレクタの方向に向けてスピーカを配置し、且つリフレクタの上方にマイクを配置し、スピーカとマイクの間にリフレクタが配置された構成を有するハンズフリー通話装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８７５２号公報
【特許文献２】特表２００６−５２６９２１号公報
【特許文献３】特開２０００−２５３１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来技術では、映像表示装置を床上に支持する支柱の一部を磁歪素子を用いたスピーカ装置と置き換えることで、従来のスピーカ装置のような設置場所を特に必要としないが、小型で大出力であるため、スピーカ装置の発熱量が比較的多い。高温状態で運転を継続すると、スピーカ装置の信頼性が低下する可能性がある。
また、特許文献２に記載されたオーディオシステムは、マイクで拾った音を低減するようにスピーカから逆位相の波形を出力するノイズキャンセラであるため、ハンズフリー装置や電話会議装置として使用するには適していない。
また、特許文献３に記載されたハンズフリー通話装置に磁歪素子を用い、スピーカとマイクを装置に備えて小型化した場合、マイクの周囲をリフレクタで囲んでも、磁歪素子を用いたスピーカ装置では、コーン紙を振動させる従来のスピーカ装置よりもスピーカ装置自体の振動が大きく、マイクの振動が大きくなるので、エコー等の発生が懸念される。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、磁歪素子を用いることで、より小型であるとともに発熱を抑制し、マイクを搭載した場合はエコー等の発生を抑制し、より信頼性の高いスピーカ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのスピーカ装置である。
請求項１に記載のスピーカ装置は、磁歪素子と、前記磁歪素子を駆動するコイルと、前記コイルへの通電を制御する制御手段と、前記磁歪素子の変位を伝達する伝達部材と、温度検出手段と、を備えたスピーカ装置である。
そして前記温度検出手段は、前記磁歪素子の近傍に設けられており、前記制御手段は、前記温度検出手段からの信号に基づいて検出した温度が所定温度以上であった場合、前記コイルへの通電を停止または通電量を低減する。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのスピーカ装置である。
請求項２に記載のスピーカ装置は、請求項１に記載のスピーカ装置であって、前記磁歪素子と前記コイルと前記伝達部材は、ケース部材に収容され、当該ケース部材の下端に前記伝達部材が配置されており、前記ケース部材の内側と外側とを連通する開口孔が前記ケース部材の任意の部位に設けられており、前記開口孔における前記ケース部材の内側にはマイクが設けられており、前記開口孔と前記マイクとの間には、中央部が開口された薄板状の弾性体が挟み込まれている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のスピーカ装置によれば、磁歪素子の温度が所定温度以上になったことを検出すると、コイルへの通電を停止または通電量を低減することで発熱を抑制することができるので、より信頼性の高いスピーカ装置を実現することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載のスピーカ装置によれば、ケース部材の開口孔とマイクとの間に中央部が開口された薄板状の弾性体を挟み込むことで、開口孔とマイクとの間を密閉してケース部材の内部の音をマイクで拾わないように構成するとともに、弾性体をインシュレータとしても利用することでマイクに伝達されるケース部材の振動を低減させる。
これにより、エコー等の発生を抑制し、より信頼性の高いスピーカ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のスピーカ装置１の一実施の形態の外観を説明する斜視図である。
【図２】スピーカ装置１の内部構造の例を説明する断面図である。
【図３】スピーカ装置１の構造の例を説明する組立図（一部の部材は断面図にて記載）である。
【図４】スピーカ装置１の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のスピーカ装置１の一実施の形態における上方からの斜視図と、下方からの斜視図を示している。
スピーカ装置１は、種々の用途に用いることが可能であり、例えば携帯電話のハンズフリー装置や、電話会議装置や、音楽再生装置用のスピーカ等に利用することができる。なお、音楽再生装置用のスピーカ等に利用する場合はマイクを省略することができる。
以下、本実施の形態の説明では、スピーカ装置１をハンズフリー装置として利用する場合の例を示しており、マイクＭを搭載したスピーカ装置１の例を説明する。
【００１１】
●［スピーカ装置１の外観（図１）］
図１を用いてスピーカ装置１の外観の例について説明する。
本実施の形態にて説明するスピーカ装置１は、高さが約８ｃｍ程度の柱状であり、非常に小型である。なお、形状については円柱形状に限定されるものではない。
スピーカ装置１は、上ケース部材１１、下ケース部材１２にて外形が構成され、上ケース部材１１の上面には、電源ボタンＢ１、音量（＋）ボタンＢ２、音量（−）ボタンＢ３、マイクミュートボタンＢ４等が配置され、カバー１３が取り付けられている。
図１の例に示すスピーカ装置１は、上ケース部材１１、下ケース部材１２、カバー１３にてスピーカ装置１の外形となるケース部材を構成している。
また、開口孔Ｈ１は音声入力用の孔であり、この開口孔Ｈ１の裏側にはマイクが取り付けられている。
【００１２】
また、下ケース部材１２の下面には、磁歪素子の変位（伸縮）を伝達する伝達リング２１がネジ２３にて取り付けられており、伝達リング２１の下面にはシート部材２２が貼り付けられている。
スピーカ装置１は、テーブル面や床面等の平面上に、底面のシート部材２２が接するように載置され、磁歪素子の変位（伸縮）を伝達リング２１からシート部材２２を介してテーブル面や床面等に伝達し、載置されたテーブル面や床面等を振動させて音響効果を得る（テーブル面や床面等をスピーカ（振動体）として使用する）。
【００１３】
●［スピーカ装置１の全体構成（図２〜図４）］
本実施の形態にて説明するスピーカ装置１は、図４の概略ブロック図に示すようにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信手段Ｃ２備え、通信相手の外部機器ＥＸと送受信が可能である。
次に、図４に示す概略ブロック図、図２に示す断面図、図３に示す組立図（一部の部材は断面図にて記載）を用いて、スピーカ装置１の全体構造について説明する。なお、図４に示す概略ブロック図では、種々のインターフェース回路等は省略している。
図４の概略ブロック図に示すように、スピーカ装置１は、通信手段Ｃ２、アンテナＡＴ、制御手段Ｃ１、マイクＭ、増幅手段Ｃ３、コイル３１、磁歪素子３０、温度検出手段ＴＳ、ディスクマグネット２４が設けられた伝達ロッド２０、伝達リング２１、シート部材２２にて構成されている。
なお、本実施の形態にて説明するスピーカ装置１では、ディスクマグネット２４が設けられた伝達ロッド２０、伝達リング２１、シート部材２２にて伝達手段を構成しているが、伝達手段の構成は、この構成に限定されるものではない。
【００１４】
●［各部材の組付け状態（図２、図３）］
また図２及び図３に示すように、スピーカ装置１において上ケース部材１１、下ケース部材１２、カバー１３にて構成されるケースの内部に収容される各部材は、上ホルダ１４と下ホルダ１５にて支持され、上ホルダ１４と下ボルダ１５は長ネジＮＮにて固定されている。
下ホルダ１５の中央底部には弾性部材２５（スプリング等）が配置され、下ホルダ１５及び弾性部材２５を貫通するように伝達ロッド２０が挿通されている。
伝達ロッド２０の上端にはディスクマグネット２４が取り付けられ、ディスクマグネット２４の上には、磁歪素子３０とコイル３１とリングマグネット３２が組付けられており、その上にはヨーク３３が組付けられている。
そしてヨーク３３の上から上ホルダ１４が下ホルダ１５と嵌合するように組付けられ、長ネジＮＮにて固定されている。また図３に示すように、下ホルダ１５と上ホルダ１４にて電池ＢＴを挟み込む構造とされており、電池ＢＴの電極位置には、端子ＴＤが取り付けられている。
【００１５】
上ホルダ１４の中央部はヨーク３３が露出するように開口しており、ヨーク３３の上に温度検出手段ＴＳを備えたサブ基板ＫＳが取り付けられ、その上方にコントロール基板ＫＭが取り付けられている。
また図３に示すように、コントロール基板ＫＭには、チップ型の小型のＬＥＤ（図示省略）が配置されており、当該ＬＥＤの上に透明なアクリル部材のロッド１３Ａが載置されている。ロッド１３Ａは、ＬＥＤの光が内部に導光され、アクリル部材のロッド１３Ａの全体が発光するように構成されており、利用者からの視認性の向上を図っている。そしてスピーカ装置１の動作状態をＬＥＤ（ロッド１３Ａ）の発光状態（色、点滅状態等）にて表示する。また１３Ｂは音量ボタンＢ２、Ｂ３等に連結されているスイッチであり、説明は省略する。
このようにして各部材が組付けられた上ホルダ１４及び下ホルダ１５が下ケース部材１２内に収容され、上ケース部材１１及びカバー１３が取り付けられる。
そして下ケース部材１２の裏側から、シート部材２２が貼り付けられた伝達リング２１がネジ２３にて取り付けられる。
【００１６】
●［概略ブロック図（図４）における各部材の動作及び機能］
通信手段Ｃ２は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）回路であり、図２及び図３に示すコントロール基板ＫＭに実装されている。なお、アンテナＡＴもコントロール基板ＫＭに取り付けられている。
通信手段Ｃ２は、アンテナＡＴを介して外部機器ＥＸから音声出力信号を受信し、受信した音声出力信号を制御手段Ｃ１に出力する。また、通信手段Ｃ２は、マイクＭから入力された音声入力信号が制御手段Ｃ１を介して入力され、入力された音声入力信号をアンテナＡＴを介して外部機器ＥＸに送信する。
なお、通信手段Ｃ２は無線通信でなくてもよく、ＬＡＮ等のケーブルを介して外部機器ＥＸと送受信を行う通信手段であってもよい。
【００１７】
制御手段Ｃ１は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）とその周辺回路等であり、図２及び図３に示すコントロール基板ＫＭに実装されている。
制御手段Ｃ１は、予め記憶されたプログラムに従って、通信手段Ｃ２から入力された音声出力信号（例えばデジタル情報）をアナログ信号に変換し、変換した音声出力信号を増幅手段Ｃ３に出力する。また、制御手段Ｃ１は、マイクＭから入力された音声入力信号（例えばアナログ信号）をデジタル信号に変換し、変換した音声入力信号を通信手段Ｃ２に出力する。
また制御手段Ｃ１は、温度検出手段ＴＳからの信号に基づいて、磁歪素子３０の温度（磁歪素子３０の周囲の温度）を検出することができる。
【００１８】
制御手段Ｃ１は、磁歪素子３０の温度が所定温度以上であることを検出すると、増幅手段Ｃ３への音声出力信号の出力を停止または減衰させたり、コイル３１への出力の停止を指示する信号あるいはコイル３１への出力の減衰を指示する信号を増幅手段Ｃ３へ出力する。
磁歪素子を用いたスピーカ装置１は、従来のコーン型スピーカ装置と比較して、より小型化が可能であるが、小型にすることで熱がこもる場合があり、所定温度以上（例えば約７０℃以上）となる可能性があるが、所定温度以上となった場合はコイル３１への通電の停止または通電量を低減し、上昇した磁歪素子３０の温度を適切に下降させることができる。
そして制御手段Ｃ１は、検出した温度が復帰温度以下（例えば約６０℃以下）となったらコイル３１への通電の停止または低減をキャンセルし、通常の通電に戻す。
本実施の形態にて説明するスピーカ装置１は、より小型にするために、磁歪素子３０、コイル３１、及びリングマグネット３２を収容する放熱フィンを用いずに、下ホルダ１５、上ホルダ１４から放熱する構造としているが、放熱フィンを備えてもよい。
【００１９】
温度検出手段ＴＳは、例えばサーミスタであり、図２及び図３に示すサブ基板ＫＳに取り付けられている。なお、磁歪素子３０及びボビンに巻回されたコイル３１が発熱源であるが、図２及び図３に示すように、磁歪素子３０またはコイル３１に直接的に温度検出手段ＴＳを設けることはスペース的に困難であるので、磁歪素子３０及びコイル３１の上に接触しているヨーク３３（ヨーク３３は金属製で熱伝導率が高い）に凹部を形成し、この凹部に温度検出手段ＴＳを配置している。なお、ヨーク３３の凹部と温度検出手段ＴＳとの隙間は、熱伝導性を有する充填材（接着剤等）にて充填されている。これにより、温度検出手段ＴＳにて、磁歪素子３０の温度を適切に検出することができる。
【００２０】
増幅手段Ｃ３は、図２及び図３に示すコントロール基板ＫＭに実装されている。
増幅手段Ｃ３は、上述したように、制御手段Ｃ１から入力された音声出力信号を増幅し、増幅した音声出力信号（アナログ信号）をコイル３１へ出力する。なお、増幅手段Ｃ３は、制御手段Ｃ１からコイル３１への通電の停止または減衰の指示が入力される場合、当該入力用のインターフェース回路、及び停止または減衰を実行する制御回路等を備えている（制御手段Ｃ１の側で停止または減衰させる場合は、増幅手段Ｃ３の側には停止または減衰用の回路等は不要である）。
【００２１】
コイル３１は、図２及び図３に示すように、円筒状のリングマグネット３２に収容されており、更に、円柱状の磁歪素子３０を収容している。
コイル３１が通電されると、通電量に応じて磁歪素子３０が変位する（長手方向に伸縮（振動）する）。
磁歪素子３０は、ディスクマグネット２４を介して伝達ロッド２０及び伝達リング２１を振動させ、当該振動は、シート部材２２を介して（スピーカ装置１が載置されている）テーブル面Ｆに伝達され、テーブル面Ｆから音を発生させる。
なお、ディスクマグネット２４は磁気を有するディスクであり、特定の周波数帯（例えば２ｋＨｚ近傍）の歪を改善する効果があることを実験にて確認した。
また、シート部材２２は例えば厚さ約０．５ｍｍのシリコン製のゴムシートであり、床面等の凹凸を吸収して密着性を高めるとともに、振動により本体が跳ね上がることを防止している。本実施の形態にて説明したスピーカ装置１は、本体のサイズが高さ約８ｃｍと非常に小型で質量が小さいにもかかわらず、載置されたテーブル面等に伝達可能な振動エネルギーが非常に大きく、音量によっては本体が跳ね上がる可能性がある。しかし、シート部材２２によって、跳ね上がりを適切に防止することができる。
【００２２】
マイクＭは、図２及び図３に示すように、ケース（上ケース部材１１、下ケース部材１２、カバー１３にてケースを構成）の内側と外側を連通する開口孔Ｈ１の内側に取り付けられている。開口孔Ｈ１は、ケースの任意の部位に設けられており、本実施の形態の例ではケースの上面に設けられている。
なお、マイクＭは図２の点線で囲った部分に示すように、開口孔Ｈ１に接する位置に取り付けてもよいし、図２の点線で囲った部分から引き出した図に示すように、開口孔Ｈ１から離して開口孔Ｈ１の下方のコントロール基板ＫＭ上に取り付けてもよい。
なお、マイクＭを開口孔Ｈ１に接する位置に取り付ける場合、図２及び図３に示すように、中央部が開口された薄板状の弾性部材であるスペーサＳを挟み込むことが好ましい。
【００２３】
磁歪素子を用いたスピーカ装置１は、従来のコーン型スピーカ装置と比較してスピーカ装置自体の振動が大きいのでエコー等の発生が懸念されるが、スペーサＳがインシュレータの役割を果たし、マイクＭに伝達されるケースの振動を減衰させ、エコーやノイズの発生を抑制することができる。また、スペーサＳを挟み込むことで、マイクＭと開口孔Ｈ１の周囲とが密閉され、ケース内の音がマイクＭに拾われにくくなり、エコーやノイズの発生を抑制することができる。
また、制御手段Ｃ１は、マイクＭから入力された音声入力信号に対して、エコーキャンセル処理やノイズキャンセル処理等のソフトウェア処理を施して、処理後の音声入力信号を通信手段Ｃ２に出力する。
以上、本実施の形態にて説明したスピーカ装置１は、磁歪素子を用いてより小型に構成しているとともに、温度検出手段ＴＳを用いて磁歪素子の発熱を抑制し、スペーサＳを介してマイクＭをケースに取り付けることでエコー等の発生を抑制し、より信頼性を高めている。
【００２４】
本発明のスピーカ装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、スピーカ装置１を音声の再生用として利用する場合、マイクＭは省略してもよい。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本実施の形態にて説明したスピーカ装置１は、例えば携帯電話のハンズフリー装置や、電話会議装置や、音楽再生装置用のスピーカ等、種々の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１        スピーカ装置
１１      上ケース部材
１２      下ケース部材
１３      カバー
１４      上ホルダ
１５      下ホルダ
２０      伝達ロッド
２１      伝達リング
２２      シート部材
２４      ディスクマグネット
３０      磁歪素子
３１      コイル
３２      リングマグネット
３３      ヨーク
Ｃ１      制御手段
Ｃ２      通信手段
Ｃ３      増幅手段
Ｈ１      開口孔
ＫＭ      コントロール基板
ＫＳ      サブ基板
Ｍ        マイク
Ｓ        スペーサ
ＴＳ      温度検出手段
ＥＸ      外部機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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