(57)【要約】【課題】音質を向上させつつ小型化することができるスピーカ装置を提供する。【解決手段】スピーカ装置１００は、フィードバック制御回路１１０と、コイル１２０と、コーン紙１３０と、ＬＥＤ１４０と、フォトトランジスタ１５０と、カバー２１０と、フレーム２２０とを備える。コーン紙１３０は、フレーム２２０の中に取り付けられる。カバー２１０は、コーン紙１３０からの音の出力方向の前面に取り付けられる。フォトトランジスタ１５０は、ＬＥＤ１４０からの光を受信するように位置決めされている。ＬＥＤ１４０とフォトトランジスタ１５０とを結ぶ光軸は、コーン紙１３０が振動していないときにコーン紙１３０に接する。フォトトランジスタ１５０からの出力は、コーン紙１３０を振動させる信号を与えるフィードバック制御回路に入力される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
与えられる電流に基づいて前記振動板を振動する駆動力を出力する駆動部と、
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードから出力される光を受信するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される信号に基づいて、前記駆動部に与えられる前記電流の値を制御する制御部とを備え、
前記発光ダイオードおよび前記フォトダイオードは、前記振動板からの音の出力方向とは逆方向である前記振動板の裏面に配置されている、スピーカ装置。
【請求項２】
入力信号に基づいて音を発生する振動部と、
光を発する発光部と、
前記発光部から出力される光を受信する受光部と、
前記フォトダイオードからの出力に基づいて、前記振動部に入力される信号を制御する制御部とを備え、
前記発光部および前記受光部は、前記振動部から音が出力される方向とは逆方向である前記振動部の裏面に配置されている、スピーカ装置。
【請求項３】
前記振動部は、
振動板と、
前記入力信号に基づいて前記振動板を振動する駆動力を出力する駆動部とを含む、請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記発光部は、発光ダイオードを含む、請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記受光部は、フォトダイオードを含む、請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記振動部が振動していないとき、前記発光部および前記受光部を結ぶ光軸は、前記振動部に接している、請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記光軸の中心は、前記振動部に接している、請求項６に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
放送された映像音声信号を受信する受信部と、
前記映像音声信号に基づいて映像を表示する表示部と、
前記映像音声信号に基づいて音声を出力するスピーカ装置とを備え、
前記スピーカ装置は、
入力信号に基づいて音を発生する振動部と、
光を発する発光部と、
前記発光部から出力される光を受信する受光部と、
前記フォトダイオードからの出力に基づいて、前記振動部に入力される信号を制御する制御部とを備え、
前記発光部および前記受光部は、前記振動部から音が出力される方向とは逆方向である前記振動部の裏面に配置されている、テレビジョン受信装置。
【請求項９】
前記振動部は、
振動板と、
前記入力信号に基づいて前記振動板を振動する駆動力を出力する駆動部とを含む、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１０】
前記発光部は、発光ダイオードを含む、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１１】
前記受光部は、フォトダイオードを含む、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１２】
前記振動部が振動していないとき、前記発光部および前記受光部を結ぶ光軸は、前記振動部に接している、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１３】
前記光軸の中心は、前記振動部に接している、請求項１２に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１４】
前記表示部はパネルを含む、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１５】
前記テレビジョン受信装置は、薄型テレビを含む、請求項８に記載のテレビジョン受信装置。
【請求項１６】
前記薄型テレビは、液晶テレビと、プラズマテレビと、リアプロジェクションテレビと、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを有するテレビと、電界放出ディスプレイを有するテレビとのいずれかを含む、請求項１５に記載のテレビジョン受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカ装置およびテレビジョン受信装置に関する。より特定的には、本発明は、音質が向上するスピーカ装置および当該スピーカ装置を備えたテレビジョン受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ装置から出力される音質を向上するために、ＭＦＢ（Motional Feedback）と称される技術がある。ＭＦＢによると、スピーカ装置の振動板の動きが検出される。その動きがフィードバックされ、振動板を駆動するための信号が補正される。
【０００３】
ＭＦＢを使用するスピーカ装置に関し、たとえば、特開平５−９５５９７号公報（特許文献１）は、ＭＦＢを利用して大音量時における再生信号帯域を制限することにより音の歪を軽減する技術を開示する。
【０００４】
また、特開平６−２８４４９２号公報（特許文献２）は、スピーカの振動変位を検出する技術を開示する。
【０００５】
さらに、特開２００３−６１１９２号公報（特許文献３）は、振動板の変位量を抵抗値で検出する技術を開示する。
【特許文献１】特開平５−９５５９７号公報
【特許文献２】特開平６−２８４４９２号公報
【特許文献３】特開２００３−６１１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＭＦＢにおいてコーン紙の動きを検出するために検出コイルを設けると、以下のような問題点がある。
【０００７】
第１に、検出コイルと検出コイル用の磁石とが必要になる。そのため、スピーカ装置が大きくなる場合がある。また、スピーカ装置を小型化することが困難になる。
【０００８】
第２に、スピーカが小型になると、ボイスコイルと当該検出コイルとが接近することになる。ボイスコイルを流れる電流による磁束によって検出コイルに起電力が発生する。その結果、検出コイルからの出力値が変動し、ＭＦＢにおける精度が低下する可能性もある。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、音質を向上しつつ小型化することができるスピーカ装置を提供することである。他の目的は、フィードバック制御の精度の低下を防止できるスピーカ装置を提供することである。
【００１０】
他の目的は、音質が向上したテレビジョン受信装置を提供することである。他の目的は、フィードバック制御の精度の低下が防止されるテレビジョン受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うスピーカ装置は、振動板と、与えられる電流に基づいて振動板を振動する駆動力を出力する駆動部と、発光ダイオードと、発光ダイオードから出力される光を受信するフォトダイオードと、フォトダイオードから出力される信号に基づいて、駆動部に与えられる電流の値を制御する制御部とを備える。発光ダイオードおよびフォトダイオードは、振動板からの音の出力方向とは逆方向である振動板の裏面に配置されている。
【００１２】
この発明の他の局面に従うスピーカ装置は、入力信号に基づいて音を発生する振動部と、光を発する発光部と、発光部から出力される光を受信する受光部と、フォトダイオードからの出力に基づいて、振動部に入力される信号を制御する制御部とを備える。発光部および受光部は、振動部から音が出力される方向とは逆方向である振動部の裏面に配置されている。
【００１３】
好ましくは、振動部は、振動板と、入力信号に基づいて振動板を振動する駆動力を出力する駆動部とを含む。
【００１４】
好ましくは、発光部は、発光ダイオードを含む。
好ましくは、受光部は、フォトダイオードを含む。
【００１５】
好ましくは、振動部が振動していないとき、発光部および受光部を結ぶ光軸は、振動部に接している。
【００１６】
好ましくは、光軸の中心は、振動部に接している。
この発明の他の局面に従うと、テレビジョン受信装置が提供される。このテレビジョン受信装置は、放送された映像音声信号を受信する受信部と、映像音声信号に基づいて映像を表示する表示部と、映像音声信号に基づいて音声を出力するスピーカ装置とを備える。スピーカ装置は、入力信号に基づいて音を発生する振動部と、光を発する発光部と、発光部から出力される光を受信する受光部と、フォトダイオードからの出力に基づいて、振動部に入力される信号を制御する制御部とを備える。発光部および受光部は、振動部から音が出力される方向とは逆方向である振動部の裏面に配置されている。
【００１７】
好ましくは、振動部は、振動板と、入力信号に基づいて振動板を振動する駆動力を出力する駆動部とを含む。
【００１８】
好ましくは、発光部は、発光ダイオードを含む。
好ましくは、受光部は、フォトダイオードを含む。
【００１９】
好ましくは、振動部が振動していないとき、発光部および受光部を結ぶ光軸は、振動部に接している。
【００２０】
好ましくは、光軸の中心は、振動部に接している。
好ましくは、表示部はパネルを含む。
【００２１】
好ましくは、テレビジョン受信装置は、薄型テレビを含む。
好ましくは、薄型テレビは、液晶テレビと、プラズマテレビと、リアプロジェクションテレビと、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを有するテレビと、電界放出ディスプレイを有するテレビとのいずれかを含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、スピーカ装置を大型化することなく音質を向上させることができる。また、音質が向上した音を出力することができるテレビジョン受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２４】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るＭＦＢ（Motional Feedback）型のスピーカ装置１００について説明する。図１は、スピーカ装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。スピーカ装置１００は、フィードバック制御回路１１０と、コイル１２０と、コーン紙１３０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１４０と、フォトトランジスタ１５０とを備える。
【００２５】
コーン紙１３０は、スピーカ装置１００の振動板として機能する。フィードバック制御回路１１０から出力される信号は、コイル１２０に入力される。ＬＥＤ１４０は、電源（図示しない）から電力の供給を受けて予め規定された方向に光を発する。より具体的には、ＬＥＤ１４０によって発せられた光は、フォトトランジスタ１５０によって受信される。フォトトランジスタ１５０は、受信した光の強度に応じた信号を出力する。フォトトランジスタ１５０から出力される信号は、フィードバック制御回路１１０に入力される。フィードバック制御回路１１０は、フォトトランジスタ１５０からの入力信号に基づいて、コーン紙１３０の動きを検出する。フィードバック制御回路１１０は、その検出結果に基づいて、指令値を補正し、補正後の信号を送出する。パワーアンプ１６０は、その信号に基づいて増幅した信号をコイル１２０に送出する。
【００２６】
なお、振動板は、コーン紙以外のものであってもよい。ＬＥＤ１４０以外の発光手段が使用されてもよい。フォトトランジスタ１５０以外の受光手段が使用されてもよい。
【００２７】
次に、図２を参照して、スピーカ装置１００の振動板の動きの検出機構について説明する。図２は、スピーカ装置１００を斜めから表わした概略図である。スピーカ装置１００は、図１に示される構成に加えて、カバー２１０とフレーム２２０とを備える。コーン紙１３０は、フレーム２２０の中に取り付けられる。カバー２１０は、コーン紙１３０からの音の出力方向の前面に取り付けられる。カバー２１０は、たとえばスピーカ装置１００が取り付けられる筐体（たとえばテレビ）の前面に設けられるカバーと共用されてもよい。
【００２８】
ＬＥＤ１４０とフォトトランジスタ１５０とは、コーン紙１３０とフレーム２２０との間に取り付けられる。このとき、ＬＥＤ１４０とフォトトランジスタ１５０とを結ぶ光軸が形成されるように、ＬＥＤ１４０とフォトトランジスタ１５０とは、位置決めされる。さらに、当該光軸が、コーン紙１３０の裏側の面（すなわち音の出力方向とは反対の方向）において接するように、コーン紙１３０と、ＬＥＤ１４０と、フォトトランジスタ１５０とが、位置決めされる。
【００２９】
そこで、図３を参照して、本実施の形態に係るスピーカ装置１００におけるコーン紙と光軸との位置関係について、詳細に説明する。図３は、図２に示されるスピーカ装置１００を矢印方向Ａから表わす図である。
【００３０】
ＬＥＤ１４０は、フレーム２２０に対して固定されている。ＬＥＤ１４０は、光軸３１０に沿って光を発信する。スピーカ装置１００が音を出力するときに光軸３１０がコーン紙１３０に接する場合があるように、ＬＥＤ１４０は、フォトトランジスタ１５０に向けられる。より特定的には、スピーカ装置１００が音を出力していないとき、光軸３１０の中心がコーン紙１３０に接するように、コーン紙１３０とＬＥＤ１４０とが位置決めされる。光軸の断面の形状は、たとえば矩形、円形などである。断面の形状は、コーン紙１３０の移動方向と音の制御に求められる精度に応じて決定してもよい。たとえば、光軸の断面が矩形であれば、コーン紙１３０の移動方向に比例した光量を検出することができる。光軸の断面の形成は、たとえば、ＬＥＤ１４０とフォトトランジスタ１５０との間に、矩形の形状を有する管を設けてもよい。あるいは、ＬＥＤ１４０の発光部の直後に、矩形形状を有するフィルタを取り付けてもよい。
【００３１】
次に、図４を参照して、コーン紙１３０と光軸３１０との位置関係について説明する。図４（Ａ）から図４（Ｃ）はそれぞれ、光軸３１０とコーン紙１３０との位置関係を表わす図である。
【００３２】
たとえばスピーカ装置１００が音を出力していないとき、コーン紙１３０は、光軸３１０の中心４１０を通るように位置決めされる（図４（Ａ））。
【００３３】
スピーカ装置１００がアンプ１６０からの信号に基づいて音を出力したとき、たとえば低音が出力されると、コーン紙１３０は、コイル１２０によって発生される駆動力に従って前方あるいは後方に振動する。このとき、コーン紙１３０の最大の振幅を振幅値Ａとすると、コーン紙１３０は、光軸３１０を遮らない位置まで平行移動する（図４（Ｂ））。
【００３４】
詳細には、コーン紙１３０は、たとえばその端部１３２，１３４によって平行移動可能に構成されている。そのため、出力される音の強さに応じてコーン紙１３０は、音が出力される前のコーン紙の位置４２０に対して平行に移動する。このとき、フォトトランジスタ１５０は、ＬＥＤ１４０から受信する光の最大値を表わす信号を出力する。この信号は、フィードバック制御回路１１０に入力される。ここで、その出力はアンプ１６０による出力レベルよりも大きいとき、目標値と出力値との差異が算出され、フィードバック制御回路１１０はその算出結果に応じたフィードバックをアンプ１６０に与える。
【００３５】
一方、図４（Ｃ）に示されるように、コーン紙１３０が負の振幅方向に移動する場合もある。このとき、フォトトランジスタ１５０は、ＬＥＤ１４０によって発振された光を受信できなくなる。フォトトランジスタ１５０からの出力は、受光量が０であることを表わすレベルとなる。フィードバック制御回路１１０は、その出力値とアンプ１６０に対して与えた目標値とに基づいて差異を算出し、その差異の結果に応じてフィードバックをアンプ１６０に与える。
【００３６】
なお、図４においては、説明をわかり易くするために、矩形の光軸３１０が使用されている。光軸３１０を矩形にするには、たとえば、ＬＥＤ１４０に矩形のアッタチメントをつけて、フィルタリングするればよい。しかしながら、光軸３１０の形状は矩形に限られるものではない。たとえば、円形あるいは楕円形であってもよい。なお、光軸３１０が矩形であれば、以下に説明するように、コーン紙１３０の位置と、フォトトランジスタ１５０による受光量とが線形の関係として理解できる。
【００３７】
そこで、図５を参照して、コーン紙１３０の位置と受光量との関係について説明する。図５は、コーン紙１３０が平行に移動する場合におけるコーン紙の位置とフォトトランジスタ１５０による受光量との関係を表わす図である。
【００３８】
コーン紙１３０は、たとえば振幅値−Ａから＋Ａの間で振動する。振幅値Ａは、コーン紙１３０が音の出力方向に対して最大限移動した場合に相当する（図４（Ｂ）参照）。このとき、フォトトランジスタ１５０は、ＬＥＤ１４０によって出力された光をすべて受信できるため、フォトトランジスタ１５０の受光量（Ｌ）は、最大値（Ｌｍａｘ）となる。
【００３９】
一方、コーン紙１３０が音の出力方向の反対の方向に最大限振れたとき（振幅値−Ａ）、光軸３１０は、コーン紙１３０によって遮られる。このとき、フォトトランジスタ１５０は、ＬＥＤ１４０によって出力された光を受信できないため、受光量は０となる（図４（Ｃ）参照）。
【００４０】
そうすると図５に示されるように、受光量（Ｌ）は、振幅値−Ａと＋Ａとの間でたとえば線形で変化する。あるいは、非線形ながらも一意な関係で変化する。そこで、フィードバック制御回路１１０は、その受光量の値に従ってコーン紙１３０の位置を検出し、その検出結果とアンプ１６０に対して与えた目標値等の間の差異を算出することができる。フィードバック制御回路１１０は、その算出結果をフィードバックとしてアンプ１６０に与える。アンプ１６０は、その信号に従って音の出力信号をコイル１２０に与える。
【００４１】
次に、図６を参照して、本実施の形態に係るスピーカ装置１００に与えられる信号の変化について説明する。図６（Ａ）および（Ｂ）は、コーン紙１３０の振幅値に関し、目標値と検出値とを表わすグラフである。目標値は、アンプ１６０からコイル１２０に与えられる信号値に相当する。検出値は、フォトトランジスタ１５０からフィードバック制御回路１６０に入力される信号値に相当する。
【００４２】
図６（Ａ）に示されるように、たとえば、コーン紙１３０による振動のパターンとして目標値６１０が与えられる。この場合、コーン紙１３０は、何らかの要因によりその信号に従った振動ができない場合がある。その結果、たとえば検出値６２０に示されるような位置が実際の位置として検出される。この検出結果を表わ信号は、フォトトランジスタ１５０からフィードバック制御回路１１０に送られる。フィードバック制御回路１１０は、目標値６１０と検出値６２０との差異を算出し、その算出結果を反映した信号をアンプ１６０に送出する。たとえば、アンプ１６０はその指令に基づいて目標値６１０よりも乖離量の割合を加味した新たな補正値６３０をコイル１２０に与える。この場合、コーン紙１３０は、現実の動きとしてたとえば検出値６４０のように変位する。検出値６４０に対応する信号がフィードバック制御回路１１０に入力される。その後、フィードバック制御回路１１０は、再び目標値と検出値との差異を算出し、算出結果に応じた指令をアンプ１６０に与える。このようにして、スピーカ装置１００は、コーン紙１３０に対して音を正確に再現するための指示を与えることができる。
【００４３】
次に、図７および図８を参照して、本実施の形態に係るスピーカ装置１００の使用態様について説明する。図７は、スピーカ装置１００を備えるテレビ７００を表わす図である。テレビ７００は、筐体７１０と、筐体７１０の前面に配置されたスピーカ７２０，７３０とを備える。テレビ７００は、たとえば薄型テレビである。より特定的には、テレビ７００は、液晶テレビ、プラズマテレビ、リアプロジェクションテレビ、有機エレクトロルミネセンスディスプレイを有するテレビ、電界放出ディスプレイを有するテレビなどのいずれであってもよい。
【００４４】
このようなテレビは、筐体７１０を薄型に形成する必要があるため、スピーカ７２０，７３０が取り付けられる余地も制限される。
【００４５】
そこで、図８を参照して、筐体７１０におけるスピーカ装置の取り付け態様について説明する。図８は、図７に示されるテレビ７００を断面Ｘ−Ｘ方向から表わす図である。
【００４６】
テレビ７００は、筐体７１０の内部に、２つのスピーカ装置７２０，７３０を備える。スピーカ装置７２０は、コイル８２０と、コーン紙８３０と、ＬＥＤ８４０と、フォトトランジスタ８５０とを備える。スピーカ装置７３０は、コイル８２２と、コーン紙８３２と、ＬＥＤ８４２と、フォトトランジスタ８５２とを備える。フォトトランジスタ８５０，８５２からの出力は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１０に入力される。ＣＰＵ８１０は、各入力信号とコイル８２０，８２２に与えた目標値とに基づいてコーン紙８３０，８３２の位置の差異を検出する。ＣＰＵ８１０は、その検出結果に基づいていわゆるモーショナルフィードバックを行なった信号をコイル８２０，８２２に与える。
【００４７】
図８に示される構成によると、コーン紙８３０，８３２の変位量を検出するための機構（すなわちＬＥＤ８４０，８４２とフォトトランジスタ８５０，８５２）とは、コーン紙８３０，８３２の裏側に取り付けられる。このような構成によると、スピーカ装置７２０，７３０の奥行きを増すことなく、コーン紙８３０，８３２の位置を検出することができる。したがって、テレビ７００が薄型テレビのように寸法に制約を受けるようなテレビであっても、コーン紙８３０，８３２の位置を正確に検出することができる。その結果、特に低音域の音を正確に再現することができる。
【００４８】
なお、上記の説明では、スピーカ装置１００，７２０，７３０が備える振動板としてコーン紙を有するいわゆるコーン型のスピーカについて説明を行なったが、振動板はコーン紙に限られない。たとえば、各スピーカ装置は、平面型あるいはドーム型のスピーカであってもよい。
【００４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、スピーカ装置および当該スピーカを有するテレビジョン受信装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＭＦＢ（Motional Feedback）型のスピーカ装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図２】スピーカ装置１００を斜めから表わした概略図である。
【図３】スピーカ装置１００を矢印方向Ａから表わす図である。
【図４】光軸３１０とコーン紙１３０との位置関係を表わす図である。
【図５】コーン紙１３０が平行に移動する場合におけるコーン紙の位置とフォトトランジスタ１５０による受光量との関係を表わす図である。
【図６】コーン紙１３０の振幅の目標値と検出値とを表わすグラフである。
【図７】図７は、スピーカ装置１００を備えるテレビ７００を表わす図である。
【図８】テレビ７００を断面Ｘ−Ｘ方向から表わす図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  スピーカ装置、１１０  フィードバック制御回路、１２０  コイル、１３０  コーン紙、１４０  ＬＥＤ、１５０  フォトトランジスタ、１６０  アンプ、２１０  カバー、２２０  フレーム、３１０  光軸、４１０  中心、４２０  音が出力される前のコーンの位置、６１０  目標値、６２０，６４０  検出値、６３０  補正値、７００  テレビ、７１０  筐体、７２０，７３０  スピーカ、８１０  ＣＰＵ、８２０，８２２  コイル、８３０，８３２  コーン紙、８４０，８４２  ＬＥＤ、８５０，８５２  フォトトランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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