(57)【要約】【課題】スピーカの効率・性能を低下させることなく、高精度でＭＦＢ信号を検出できうるスピーカを提供する。【解決手段】スピーカは、センタポール３２の外周囲に固定配置された二つの固定電極４０ａ，４０ｂと、コイルボビン２８に内蔵された一つの可動電極３８と、を備えている。固定電極４０ａ，４０ｂは、センタポール３２に内蔵された磁極３４を避けた位置、具体的には、磁極３４の上側および下側にそれぞれ一つずつ設けられている。可動電極３８は、コイルボビン２８の内部であって、二つの固定電極４０ａ，４０ｂに部分的に対向する位置に設けられており、コイルボビン２８と一体となって振動する。検出回路は、この振動に伴い変動する各固定電極４０ａ，４０ｂと可動電極３８との間の静電容量に基づいて、スピーカの振動系の振動量を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動可能に保持された略円筒形部材であって、その外周にボイスコイルが巻回されたコイルボビンと、
コイルボビンの内側に配され、磁極を内蔵するセンタポールと、
センタポールとコイルボビンとの間隙部分のうち磁極より上側および下側にそれぞれ一つずつ固定配置される一対の固定電極と、
コイルボビンの内部であって前記一対の固定電極に部分的に対向する位置に配される可動電極と、
コイルボビンの振動により生じる各固定電極および可動電極間の静電容量の変化に基づいて、当該コイルボビンの振動量に相当する電気信号をＭＦＢ信号として検出する検出回路と、
を備えることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
請求項１に記載のスピーカであって、
各固定電極は、センタポールの側面よりコイルボビンの内周面に近い位置に固定配置されることを特徴とするスピーカ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスピーカであって、さらに、
各固定電極とセンタポールとの間隙部分に配される一対の絶縁体を備えることを特徴とするスピーカ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカであって、
センタポールの外周面のうち磁極内蔵部分の上側および下側には、少なくとも固定電極を収容可能な凹部が形成されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のスピーカであって、
検出回路において、可動電極が接地されている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、スピーカのコイルボビン等の振動量に相当する電気信号をＭＦＢ信号として検出可能なスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からスピーカの出力品質向上のためにＭＦＢシステムと呼ばれるシステムが知られている。ＭＦＢシステムは、スピーカからの出力値を検出し、当該検出値をＭＦＢ信号として入力側にフィードバックして各機器ごとに生じる微小な音の歪みを補正したり、通常のスピーカが苦手とする低域での音声再生特性を向上したりするシステムである。かかるＭＦＢシステムにおいては、ＭＦＢ信号の検出精度が極めて重要となる。
【０００３】
そこで、従来から種々のＭＦＢ信号の検出技術が提案されている。例えば、特許文献１には、スピーカの振動系の振動量を、静電容量変化として検出する技術が開示されている。この特許文献１では、スピーカの内部磁極の外周面に２個の第一の静電電極を、２個の第一の静電電極に対向するようにボビンの内周面に第二の静電電極を、それぞれ設けている。この場合、第一の静電電極と第二の静電電極との間隙は、ボビンの振動によって差動的に値が変化する２個のコンデンサとして機能する。特許文献１では、このコンデンサの静電容量の変化に基づいて、スピーカの出力値（振動量）を検出している。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−４９１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる構成の場合、ボイスコイルと内部磁極との間に、第一の静電電極および第二の静電電極が介在することになり、ボイスコイルと内部磁極との距離が大きくなりがちであった。そして、その結果、磁気ギャップが大きくなり、スピーカの効率低下、性能低下を招くという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明では、スピーカの効率・性能を低下させることなく、高精度でＭＦＢ信号を検出でき得るスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスピーカは、振動可能に保持された略円筒形部材であって、その外周にボイスコイルが巻回されたコイルボビンと、コイルボビンの内側に配され、磁極を内蔵するセンタポールと、センタポールとコイルボビンとの間隙部分のうち磁極より上側および下側にそれぞれ一つずつ固定配置される一対の固定電極と、コイルボビンの内部であって前記一対の固定電極に部分的に対向する位置に配される可動電極と、コイルボビンの振動により生じる各固定電極および可動電極間の静電容量の変化に基づいて、当該コイルボビンの振動量に相当する電気信号をＭＦＢ信号として検出する検出回路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
好適な態様では、各固定電極は、センタポールの側面よりコイルボビンの内周面に近い位置に固定配置される。他の好適な態様では、さらに、各固定電極とセンタポールとの間隙部分に配される一対の絶縁体を備える。
【０００９】
他の好適な態様では、センタポールの外周面のうち磁極内蔵部分の上側および下側には、少なくとも固定電極を収容可能な凹部が形成されている。他の好適な態様では、検出回路において、可動電極が接地されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固定電極が磁極とボイスコイルとの間に介在しないため、磁気ギャップを小さくすることができる。その結果、スピーカの効率・性能を低下させることなく、高精度でＭＦＢ信号を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態であるスピーカについて図面を参照して説明する。はじめに、本実施形態のスピーカ２０が用いられるＭＦＢシステム１０について簡単に説明する。ＭＦＢシステム１０は、スピーカ２０の振動系の運動に比例した電気信号を、駆動系であるアンプに負帰還することにより振動系の運動を制御する音響再生システムである。このＭＦＢシステム１０の具体的構成は、従来から多数提案されている。図１は、この従来から多数提案されているＭＦＢシステムのうち、最も、単純な構成のＭＦＢシステム１０のブロック図である。
【００１２】
上位外部装置から入力された入力信号は、パワーアンプ１２に入力され、増幅される。増幅された信号は、駆動信号としてスピーカ２０に入力される。スピーカ２０の振動系は、入力された駆動信号に応じて振動し、音を発生させる。このときのスピーカ２０の振動系の振動は、スピーカ２０に組み込まれたＭＦＢ信号検出装置２１によって電気信号に変換され、ＭＦＢ信号として検出される。検出されたＭＦＢ信号は、フィードバック回路１４で値調整されたうえで、パワーアンプ１２に負帰還する。これにより、各機器の固体差に起因する微小な音の歪みの補正や、一般的なスピーカが不得意とする低域での音声再生特性の向上等が図られる。
【００１３】
ここで、ＭＦＢシステム１０において、高品質な再生特性を得るためには、ＭＦＢ信号の検出精度が極めて重要となる。そのため、従来から様々なＭＦＢ信号の検出方式が提案されている。かかるＭＦＢ信号検出方式の中に、容量検出方式と呼ばれる方式がある。これは、スピーカの固定電極（例えばセンタポールなど）に固定電極を、スピーカの振動系に可動電極を設け、振動系の振動に伴い変化する両電極間の静電容量の変化に基づいて振動量を検出する方式である。この容量検出方式は、電極をスピーカ内に取り付けるだけで構成できるため実現が容易という利点がある。しかし、従来から提案されている容量検出方式のＭＦＢ信号検出装置は、スピーカの効率・性能の低下を招いていたり、ＭＦＢ信号の検出精度が低いなどの問題があった。そこで、本実施形態では、特殊な態様のＭＦＢ信号検出装置２１をスピーカ２０に組み込み、スピーカ２０の効率・性能を低下させることなく、ＭＦＢ検出精度の向上を図っている。
【００１４】
以下、このスピーカ２０について詳説する。図２は、このスピーカ２０の概略縦断面図である。また、図３は、図２におけるＡ部拡大図である。
【００１５】
スピーカ２０のフレーム２２は、スピーカ２０全体を保持する筐体として機能する部材で、略円錐台形状となっている。このフレーム２２の内側には振動板２４や、磁気回路を構成するボイスコイル３０および磁極３４等が保持されている。このフレーム２２は、一定の剛性を備えた材料、例えば、メッキ鋼板等が用いられ、プレス加工等により形成される。
【００１６】
振動板２４は、ボイスコイル３０に入力された駆動信号に応じて振動し、音声を放射する。この振動板２４は、フレーム２２より一回り小さい略円錐台形状となっており、ダンパ２６により浮遊状態で支持されている。
【００１７】
振動板２４の下端にはコイルボビン２８が接続されている。コイルボビン２８は、樹脂等の非磁性材料から構成される略円筒形の部材であり、その外周にはボイスコイル３０が巻回されている。また、コイルボビン２８には、後述するＭＦＢ信号検出装置を構成する可動電極３８が内蔵されている。
【００１８】
略円筒形であるコイルボビン２８の内側には、当該コイルボビン２８の内周より小径のセンタポール３２が配されている。このセンタポール３２は、コイルボビンと同軸上に配された略円筒形である。センタポール３２の中央部分には、磁界を発生する磁極３４が配されている。この磁極３４は、コイルボビン２８に巻回されたボイスコイル３０とともに磁気回路を形成する。すなわち、アンプから入力された駆動信号に応じた電流がボイスコイル３０に流れると、この磁極３４が作る磁界との間にローレンツ力が生じる。そして、このローレンツ力により、ボイスコイル３０、コイルボビン２８、および、振動板２４が一体となって振動する。これにより、音が発生する。
【００１９】
ここで、既述したとおり、このスピーカにＭＦＢ信号を検出するＭＦＢ信号検出装置が組み込まれている。このＭＦＢ信号検出装置は、コイルボビン２８に内蔵された可動電極３８、センタポール３２とコイルボビン２８との間隙に配された一対の固定電極４０ａ，４０ｂ、および、図４に図示する検出回路５０などから構成される。
【００２０】
第一固定電極４０ａおよび第二固定電極４０ｂは、いずれも、導電体からなる板材で、センタポール３２とコイルボビン２８との間隙に配されており、その位置は不変となっている。可動電極３８は、既述したとおり、コイルボビン２８の内部であって、一対の固定電極４０ａ，４０ｂに対向する位置に設けられている。
【００２１】
この一対の固定電極４０ａ，４０ｂと可動電極３８との間隙は、コンデンサとして機能する。ここで、当然ながら、このコイルボビン２８に内蔵された可動電極３８は、コイルボビン２８および振動板２４等と一体となって振動する。この振動に伴い、第一固定電極４０ａと可動電極３８、および、第二固定電極４０ｂと可動電極３８の対向面積が差動的に変動することになる。換言すれば、一対の固定電極４０ａ，４０ｂおよび可動電極３８で構成される二つのコンデンサの静電容量はスピーカ２０の振動系の振動に応じて差動的に変動することになる。
【００２２】
図４に図示した検出回路５０は、この差動的に変動する二つのコンデンサ５２ａ，５２ｂの静電容量の変化に基づいて、振動系の振動量に比例した電気信号をＭＦＢ信号として検出する回路である。具体的には、この検出回路５０において、可動電極３８は接地されている。この可動電極３８と第一固定電極４０ａとが形成するコンデンサ５２ａは、所定の抵抗値を有する第一抵抗器５４ａを介して直流電源に接続されている。また、可動電極３８と第二固定電極４０ｂとが形成するコンデンサ５２ｂも、所定の抵抗値を有する第二抵抗器５４ｂを介して直流電源に接続されている。差動アンプ５８は、この各コンデンサの電圧値の差分を検出するとともに増幅し、ＭＦＢシステムのフィードバック回路に出力する。なお、ここで説明した検出回路５０の構成は一例であり、二つのコンデンサ５２ａ，５２ｂの静電容量の差分値を検出可能であるなら、当然、他の構成であってもよい。
【００２３】
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態のＭＦＢ信号検出装置は、容量検出方式の検出装置といえる。ところで、従来から提案されている容量検出方式のＭＦＢ信号検出装置の多くは、磁極とボイスコイルとの間に、ＭＦＢ信号検出用の電極が介在する構成となっていた。そのため、介在する電極の厚み分だけ、磁極とボイスコイルとの距離、換言すれば、磁気ギャップが大きくなり、スピーカの効率・性能低下を招いていた。
【００２４】
そこで、本実施形態では、図３に図示するように、一対の固定電極４０ａ，４０ｂを、磁極３４を避けた位置に配している。より具体的には、第一固定電極４０ａは磁極３４の上側に、第二固定電極４０ｂは磁極３４の下側に配している。また、センタポール３２のうち、磁極３４の上側および下側における外径を、磁極３４が配されている部分の外径より小さくしている。換言すれば、磁極３４の上側および下側には、凹部が形成されている。この凹部は、固定電極４０ａ，４０ｂおよび後述する絶縁体４２ａ，４２ｂを収容可能な程度の大きさを備えており、当該凹部に固定電極４０ａ，４０ｂが配される。この場合、磁極３４とボイスコイル３０との間に固定電極４０ａ，４０ｂが介在しないことになる。その結果、従来、固定電極の厚み分だけ増加していた磁極３４とボイスコイル３０との距離を短縮することができる。そして、これにより磁気ギャップを小さくすることができ、スピーカ２０の効率・性能を向上させることができる。
【００２５】
なお、図４から明らかなとおり、本実施形態では、分割されている固定電極４０ａ，４０ｂではなく、共通電極である可動電極３８を接地している。そのため、固定電極４０ａ，４０ｂとボイスコイル３０とが近接していても、検出回路５０は、ボイスコイル３０からの静電誘導の影響を受けにくい。その結果、ＭＦＢ検出精度をより向上できる。
【００２６】
一方、固定電極４０ａ，４０ｂは接地されていないため、当該固定電極４０ａ，４０ｂとセンタポール３２との間には、一種のコンデンサが形成されることになる。そして、この固定電極４０ａ，４０ｂとセンタポール３２とが形成するコンデンサの静電容量の増加は、ＭＦＢ信号の検出出力の低下の原因となる。そこで、本実施形態では、固定電極４０ａ，４０ｂをセンタポール３２から極力、離れた位置に配するようにしている。より具体的には、固定電極４０ａ，４０ｂからコイルボビン２８までの距離をＤ１、固定電極４０ａ，４０ｂからセンタポール３２までの距離をＤ２として場合、少なくともＤ１＜Ｄ２となる位置に固定電極４０ａ，４０ｂを配している。
【００２７】
また、固定電極４０ａ，４０ｂとセンタポール３２とを電気的に絶縁するために、固定電極４０ａ，４０ｂとセンタポール３２との間に、絶縁体４２ａ，４２ｂも配している。なお、センタポール３２と絶縁体４２ａ，４２ｂ、および、絶縁体４２ａ，４２ｂと固定電極４０ａ，４０ｂは、例えば、接着剤により接着されている。絶縁体４２ａ，４２ｂは、紙等の薄く、かつ、誘電率の低い材料からなる。かかる絶縁体４２ａ，４２ｂを固定電極４０ａ，４０ｂとセンタポール３２との間に配することにより、固定電極４０ａ，４０ｂに高い電圧の印加が可能になり、ＭＦＢ信号の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、スピーカの効率・性能を低下させることなく、高精度でＭＦＢ信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】最も基本的なＭＦＢシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態であるスピーカの概略断面図である。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】検出回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ＭＦＢシステム、１２  パワーアンプ、１４  フィードバック回路、２０  スピーカ、２１  信号検出装置、２２  フレーム、２４  振動板、２６  ダンパ、２８  コイルボビン、３０  ボイスコイル、３２  センタポール、３４  磁極、３８  可動電極、４０ａ，４０ｂ  固定電極、４２ａ，４２ｂ  絶縁体、５０  検出回路、５２ａ，５２ｂ  コンデンサ、５４ａ，５４ｂ  抵抗器、５８  差動アンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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