(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号に基づいて駆動負荷を駆動する磁歪アクチュエータと、
上記駆動負荷の挙動を検出するセンサと、
上記センサの検出信号に基づいて上記磁歪アクチュエータに供給される駆動信号をフィードバック補正する補正部とを備え、
上記補正部は、
上記センサの検出信号の位相を上記駆動信号の位相に合わせるための位相補正回路と、
上記センサの検出信号から高域成分を除去するためのローパスフィルタと、
上記フィードバック補正による上記駆動信号の周波数特性の変化を予め補正するイコライザと、
上記イコライザで周波数特性が補正された上記駆動信号から、上記位相補正回路で位相が補正され、上記ローパスフィルタで高域信号が除去された上記センサの検出信号を減算して、補正された駆動信号を得る減算器とを有する駆動装置。
【請求項２】
上記補正部は、上記センサの検出信号のレベルが低域で低下している場合、該センサの検出信号の低域補正をする低域ゲイン補正回路をさらに有し、
上記減算器は、上記イコライザで周波数特性が補正された上記駆動信号から、上記位相補正回路で位相が補正され、上記ローパスフィルタで高域信号が除去され、さらに上記低域ゲイン補正回路で低域が補正された上記センサの検出信号を減算して、補正された駆動信号を得る請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記センサは圧電素子であり、
上記磁歪アクチュエータは変位出力を伝達する駆動ロッドを有し、
上記圧電素子は上記駆動ロッドの先端と上記駆動負荷との間に配設される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記センサはリング状の圧電素子であり、
上記磁歪アクチュエータは、中間部に径が大とされた円板部を有する断面円形の棒状部材からなり、変位出力を伝達する駆動ロッドを有し、
上記圧電素子は、上記駆動ロッドの先端が上記駆動負荷に当接された状態で、上記駆動負荷と上記円板部との間に、上記駆動負荷と同等な材質の２個のリング状部材によって挟持される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記センサは圧電素子であり、
上記磁歪アクチュエータは変位出力を伝達する駆動ロッドを有し、
上記圧電素子は、上記磁歪アクチュエータの本体と該本体を固定する固定板との間に配設される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項６】
上記センサは加速度センサであり、
上記磁歪アクチュエータは変位出力を伝達する駆動ロッドを有し、
上記加速度センサは、上記駆動負荷または上記磁歪アクチュエータの本体に配設される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項７】
上記磁歪アクチュエータは、
磁歪を有する磁性体からなる磁歪素子と、
上記磁歪素子に接続されており該磁歪素子の変位方向に移動可能であって強磁性体からなる駆動ロッドと、
上記磁歪素子の周囲に配設されて該磁歪素子に磁界を印加する磁界発生部と、
上記磁歪素子と上記磁界発生部を収納する収納部とを有し、
上記収納部は、上記磁歪素子に静的バイアス磁界を印加する永久磁石と強磁性体からなる磁気回路構成部材が上記磁歪素子の周囲に配されて構成され、
上記駆動ロッドと上記収納部との間に間隙を設けることにより、該駆動ロッドと該収納部との間で生じた磁気的吸引力によって上記駆動ロッドに予荷重を加える請求項１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁歪アクチュエータで駆動負荷を駆動する駆動装置に関する。詳しくは、この発明は、磁歪素子そのものがもつ変異−周波数特性を考慮しながら、発生応力が非常に大きいことを利用したフィードバックシステムを構築することによって、駆動負荷を良好に駆動できるようにした駆動装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１，２等に記載されているように、磁歪アクチュエータで振動板を駆動して音声出力を得る音声出力装置が知られている。
【０００３】
図１６は、この種の音声出力装置３００の構成例を示している。この音声出力装置３００は、プレーヤ３０１、アンプ３０２、磁歪アクチュエータ３０３および振動板３０４からなっている。
【０００４】
プレーヤ３０１は、例えばＣＤ(Compact Disc)、ＭＤ(Mini Disc)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等を再生して音声信号を出力する。このプレーヤ３０１から出力される音声信号はアンプ３０２で増幅された後に磁歪アクチュエータ３０３に供給される。磁歪アクチュエータ３０３は、変位出力を伝達する駆動ロッド３０３ａを有しており、この駆動ロッド３０３ａの先端が振動板３０４に当接されている。
【０００５】
磁歪アクチュエータ３０３は、音声信号に基づいて、振動板３０４を駆動する。すなわち、磁歪アクチュエータ３０３の駆動ロッド３０３ａが音声信号波形に対応して変位し、その変位が振動板３０４に伝達される。これにより、振動板３０４からは、音声信号に対応した音声が出力される。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４５８９２号公報
【特許文献２】特開平０４−３１３９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１６に示す音声出力装置３００における磁歪アクチュエータ３０３は、外部磁界を与えると形状が変化する磁歪素子を使用したアクチュエータである。この磁歪アクチュエータ３０３においては、外部磁界を発生させるコイルに音声信号（電圧信号）が印加されることで当該コイルに制御電流が流れて音声信号に対応した外部磁界が発生し、これにより磁歪素子の形状が変化して、駆動ロッド３０３ａに音声信号波形に対応した変位が得られる。
【０００８】
しかし、コイルに流れる電流と駆動ロッド３０３ａの変位との関係はリニアな関係になく、従って振動板３０４に音声信号波形に対応した変位を精度よく与えることができず、出力音声は歪みを含むものとなる。
【０００９】
また、振動板３０４の材質、形状、あるいは駆動ロッド３０３ａの振動板３０４への当接の仕方等によって、出力音声の周波数特性や歪みの分布は様々となる。そのため、磁歪アクチュエータ３０３自体の特性の向上を図ったとしても、出力音声の高音質化は困難であった。
【００１０】
なお、上述の問題は、磁歪アクチュエータで動力負荷を駆動する場合にあっても、同様に発生する。
【００１１】
この発明の目的は、磁歪アクチュエータで駆動負荷を良好に駆動できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の概念は、
駆動信号に基づいて駆動負荷を駆動する磁歪アクチュエータと、
上記駆動負荷の挙動を検出するセンサと、
上記センサの検出信号に基づいて上記磁歪アクチュエータに供給される駆動信号をフィードバック補正する補正部と
を備える駆動装置にある。  
この発明においては、駆動負荷、例えば振動板あるいは動力負荷は、駆動信号に基づいて、磁歪アクチュエータにより駆動される。この場合、センサにより駆動負荷の挙動（振動、動き）が検出され、このセンサの検出信号に基づいて、磁歪アクチュエータに供給される駆動信号がフィードバック補正される。ここで、「磁歪アクチュエータ」は、外部磁界を与えると形状が変化する磁歪素子を使用したアクチュエータである。
【００１３】
このフィードバック補正では、例えば、以下のようにして補正された駆動信号が得られる。すなわち、センサの検出信号の位相は磁歪アクチュエータおよびセンサ等によりこの磁歪アクチュエータに供給される駆動信号に対して位相が遅れたものとなることから、この検出信号は駆動信号の位相に合うように補正される。また、発振を防ぐために、センサの検出信号から高域成分が除去される。また、フィードバック補正により駆動信号の周波数特性が変化することから、予め駆動信号の当該周波数特性の変化が補正される。そしてイコライザで周波数特性が補正された駆動信号から、位相が補正され、かつ高域信号が除去されたセンサの検出信号が減算されて、補正された駆動信号が得られる。なお、センサの検出信号が低域で低下している場合には、このセンサの検出信号の低域を補正して使用されるようにしてもよい。
【００１４】
例えば、センサとして圧電素子（圧電フィルム、圧電セラミックス等）が用いられる。磁歪アクチュエータは発生応力が大きいので圧電素子を駆動負荷の挙動検出用のセンサとして用いることができる。この圧電素子は、例えば、磁歪アクチュエータの、変位出力を伝達する駆動ロッドの先端と駆動負荷との間に配設される。駆動ロッドの先端を駆動負荷に当接して駆動する場合、この先端と駆動負荷との当接点が駆動源となるため、上述したように駆動ロッドの先端と駆動負荷との間に圧電素子を配設することで、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動を良好に検出できる。
【００１５】
また例えば、磁歪アクチュエータの駆動ロッドが中間部に径が大とされた円板部を有する断面円形の棒状部材からなり、圧電素子はリング状の圧電素子とされ、この圧電素子は、駆動ロッドの先端が駆動負荷に当接された状態で、駆動負荷と円板部との間に、駆動負荷と同等な材質の２個のリング状部材によって挟持される。この場合、駆動ロッドの先端が直接駆動負荷に当接されることから、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動を、圧電素子の材質に依存することなく、良好に検出できる。
【００１６】
また例えば、センサとして圧電素子が用いられ、この圧電素子は磁歪アクチュエータの本体とこの本体を固定する固定板との間に配設される。この場合、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動が駆動ロッドを介して磁歪アクチュエータの本体に伝わることから、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動を良好に検出できる。
【００１７】
また例えば、センサとして加速度センサが用いられる。この加速度センサは、駆動負荷あるいは磁歪アクチュエータの本体に配設される。磁歪アクチュエータの本体には、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動が当該駆動ロッドを介して伝わる。これにより、加速度センサでは、駆動ロッドの変位による駆動負荷の挙動を良好に検出できる。なお、加速度センサの感度は一般的に圧電素子より高いことから、その検出信号に基づいてフィードバック補正を行う際の増幅率を小さく抑えることができ、フィードバック系におけるノイズによる悪影響を軽減できる。
【００１８】
上述したように、センサの検出信号に基づいて磁歪アクチュエータに供給される駆動信号がフィードバック補正されることで、磁歪アクチュエータの電気機械変換特性により発生する歪み、駆動負荷の材質、形状、あるいは駆動ロッドの駆動負荷への当接の仕方等によって発生する、歪み、所定周波数帯域の減衰、共振ピーク等が補正され、これにより駆動負荷の挙動が駆動信号波形に高精度に対応したものとなり、駆動負荷を良好に駆動できるようになる。
【００１９】
例えば、磁歪アクチュエータとして、以下の構成の磁歪アクチュエータが用いられる。すなわち、この磁歪アクチュエータは、磁歪を有する磁性体からなる磁歪素子と、この磁歪素子に接続されておりこの磁歪素子の変位方向に移動可能であって強磁性体からなる駆動ロッドと、磁歪素子の周囲に配設されてこの磁歪素子に磁界を印加する磁界発生部と、磁歪素子と磁界発生部を収納する収納部とを有し、収納部は、磁歪素子に静的バイアス磁界を印加する永久磁石と強磁性体からなる磁気回路構成部材が磁歪素子の周囲に配されて構成され、駆動ロッドと上記収納部との間に間隙を設けることにより、駆動ロッドと収納部との間で生じた磁気的吸引力によって駆動ロッドに予荷重を加えるものである。このような構成の磁歪アクチュエータによれば、コイルに流れる電流と駆動ロッドの変位との関係がリニアな関係に近づくことから、磁歪アクチュエータの特性により発生する歪みが軽減され、従ってフィードバック補正の負担が軽減される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、駆動負荷の挙動をセンサにより検出し、このセンサの検出信号に基づいて磁歪アクチュエータに供給される駆動信号をフィードバック補正するものであり、駆動負荷を良好に駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態としての音声出力装置１００の構成を示している。
【００２２】
この音声出力装置１００は、信号源１０１、イコライザ（ＥＱ）１０２、減算器１０３、パワーアンプ１０４、磁歪アクチュエータ１０５、振動板１０６、圧電素子１０７、位相補正回路１０８およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０９を備えている。ここで、イコライザ１０２、減算器１０３、位相補正回路１０８およびローパスフィルタ１０９は、磁歪アクチュエータ１０５に供給される音声信号をフィードバック補正する補正部を構成している。また、振動板１０６は、磁歪アクチュエータ１０５の駆動負荷を構成する。
【００２３】
信号源１０１は、例えばＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等を再生して音声信号を出力するプレーヤ、放送信号から音声信号を得るチューナ等である。イコライザ１０２は、信号源１０１から出力される音声信号の周波数特性を補正する。ここで、後述するフィードバック補正により音声信号の周波数特性が変化することから、イコライザ１０２は、予め、当該音声信号の周波数特性の変化を補正する。
【００２４】
この場合、磁歪アクチュエータ１０５、振動板１０６、圧電素子１０７、位相補正回路１０８およびローパスフィルタ１０９等が決まると、一意に周波数特性が決まる。イコライザ１０２は、この周波数特性とフィードバックなしの周波数特性との比較結果に基づき、最終的にフィードバックなしの周波数特性となるように、音声信号の周波数特性を補正する。
【００２５】
位相補正回路１０８は、圧電素子１０７から出力される、振動板１０６の振動（挙動）検出信号の位相を、イコライザ１０２の出力音声信号の位相に合うように補正する。なお、振動検出信号には、磁歪アクチュエータ１０５および圧電素子１０７等により、イコライザ１０２の出力音声信号に対して位相遅れが発生している。ローパスフィルタ１０９は、発振を防ぐために、位相補正回路１０８で位相補正された振動検出信号から高域成分を除去する。
【００２６】
減算器１０３は、イコライザ１０２で周波数特性が補正された音声信号から、ローパスフィルタ１０９から出力される振動検出信号を減算して、補正された音声信号を得る。パワーアンプ１０４は、減算器１０３から出力される、補正された音声信号を増幅して、磁歪アクチュエータ１０５に駆動信号として供給する。
【００２７】
磁歪アクチュエータ１０５は、パワーアンプ１０４で増幅された音声信号に基づいて、振動板１０６を駆動する。この磁歪アクチュエータ１０５は、その本体１０５Ａが固定板１１０、例えば音響機器の筐体に固定されている。この磁歪アクチュエータ１０５は、変位出力を伝達する駆動ロッド１５３を有している。圧電素子１０７は、振動板１０６の振動を検出するセンサを構成しており、圧電フィルム、圧電セラミックス等で構成されている。
【００２８】
この圧電素子１０７は、駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間に配設されている。駆動ロッド１５３の先端を振動板１０６に当接して駆動する場合、この先端と振動板１０６との当接点が点音源となる。そのため、上述したように駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間に圧電素子１０７を配設することで、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動（挙動）を良好に検出できる。なお、振動板１０６は、その端部が固定板１１０に固定されたフレーム１１１に取り付けられたエッジ１１２に支持されている。
【００２９】
図２は、磁歪アクチュエータ１０５の構成例を示している。磁歪アクチュエータ１０５は、伸長方向に変位を生ずる棒状の磁歪素子１５１、この磁歪素子１５１に制御磁界を印加するために、この磁歪素子１５１の周囲に配置された磁界発生部としてのソレノイドコイル１５２、磁歪素子１５１の一端に連結されて磁歪アクチュエータ１０５の変位出力を伝達する可動部材たる駆動ロッド１５３、および磁歪素子１５１とソレノイドコイル１５２を収納する収納部１５４によって構成されている。
【００３０】
収納部１５４は、固定盤１６１、永久磁石１６２および筒状ケース１６３で構成されている。固定盤１６１には、磁歪素子１５１の他端が連結されており、この固定盤１６１によって磁歪素子１５１が支持されている。磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加する永久磁石１６２と磁気回路構成部材である筒状ケース１６３は、収納される磁歪素子１５１の周囲に配されている。筒状ケース１６３は、永久磁石１６２の駆動ロッド１５３側と固定盤１６１側に取り付けられており、強磁性体を用いて構成することで、効率よく磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。また、固定盤１６１も強磁性体を用いて構成することで、さらに効率よく磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。
【００３１】
駆動ロッド１５３と収納部１５４との間には間隙１５５が設けられ、駆動ロッド１５３は永久磁石１６２によって吸引されるように強磁性体を用いて形成される。これにより、駆動ロッド１５３と収納部１５４との間で磁気的な吸引力を発生させ、この磁気的な吸引力により駆動ロッド１５３に取り付けられた磁歪素子１５１に予荷重が加えられる。
【００３２】
図３は、図２に示す磁歪アクチュエータ１０５における磁束線図を示している。永久磁石１６２から生じた磁束線は、筒状ケース１６３を通過したのち、間隙１５５、駆動ロッド１５３、固定盤１６１を介して永久磁石１６２へ向かうことになる。このため、駆動ロッド１５３と収納部１５４との間で磁気的な吸引力が生じ、この磁気的な吸引力により磁歪素子１５１に予荷重を印加させることができる。また、磁束線の一部は、筒状ケース１６３を通過したのち、間隙１５５、駆動ロッド１５３、磁歪素子１５１、固定盤１６１を介して永久磁石１６２へ向かうことになる。このため、磁歪素子１５１に静的バイアス磁界を印加できる。
【００３３】
この磁歪アクチュエータ１０５では、駆動ロッド１５３が軸受によって支持されていないことから、駆動ロッド１５３と軸受との摩擦の問題がないため、変位出力の損失を大幅に低減できる。
【００３４】
また、この磁歪アクチュエータ１０５では、磁気的吸引力によって磁歪素子１５１に予荷重を加えるものであることから、磁歪素子１５１の変位の周期が短くても予荷重を安定して加え続けることができ、ソレノイドコイル１５２に供給される制御電流に応じた変位出力を正しく得ることができる。
【００３５】
そのため、この磁歪アクチュエータ１０５では、ソレノイドコイル１５２に流れる制御電流と駆動ロッド１５３の変位との関係がリニアな関係に近づくことから、この磁歪アクチュエータ１０５の特性により発生する歪みが軽減され、従ってフィードバック補正の負担を軽減できる。
【００３６】
また、この磁歪アクチュエータ１０５では、永久磁石１６２は、２つの筒状ケース１６３の間に介在されることから、磁歪素子１５１に印加される静的バイアス磁界を、固定盤１６１の位置に永久磁石を設ける場合に比べて均一にできる。さらに、駆動ロッド１５３を支持する軸受や、駆動ロッド１５３と収納部１５４を接続するための連結部材、磁歪素子１５１に予荷重を加えるためのばね等を設ける必要がなく、小型化が容易であるとともに安価に構成できる。
【００３７】
図１に示す音声出力装置１００の動作を説明する。信号源１０１から出力される音声信号はイコライザ１０２に供給され、フィードバック補正により変化する周波数特性が予め補正される。このイコライザ１０２で周波数特性が補正された出力音声信号は減算器１０３の正端子に供給される。
【００３８】
また、圧電素子１０７から出力される、振動板１０６の振動検出信号は位相補正回路１０８に供給される。この位相補正回路１０８では、振動検出信号の位相が、イコライザ１０２の出力音声信号の位相に合うように補正される。この位相補正回路１０８で位相補正された振動検出信号は、ローパスフィルタ１０９に供給される。このローパスフィルタ１０９では、フィードバック補正による発振を防止するために、帯域制限がなされ、振動検出信号の高域成分が除去される。このローパスフィルタ１０１で帯域制限がなされた振動検出信号は、減算器１０３の負端子に供給される。
【００３９】
減算器１０３では、イコライザ１０２の出力音声信号から、ローパスフィルタ１０９から供給された振動検出信号が減算され、フィードバック補正された音声信号が得られる。この音声信号はパワーアンプ１０４で増幅され、その後に磁歪アクチュエータ１０５に駆動信号として供給される。磁歪アクチュエータ１０５は、この音声信号に基づいて、振動板１０６を駆動する。この場合、磁歪アクチュエータ１０５のソレノイドコイル１５２に音声信号に対応した制御電流が流れて当該音声信号に対応した外部磁界が発生し、これにより磁歪素子１５１の形状が変化して、駆動ロッド１５３に音声信号波形に対応した変位が得られる。そして、この変位が振動板１０６に伝達され、この振動板１０６からは音声信号に対応した音声が出力される。
【００４０】
図１に示す音声出力装置１００によれば、圧電素子１０７から得られる振動検出信号には、磁歪アクチュエータ１０５の電気機械変換特性により発生する歪み、振動板１０６の材質、形状、あるいは駆動ロッド１５３の振動板１０６への当接の仕方等によって発生する、歪み、所定周波数帯域の減衰、共振ピーク等の情報が含まれている。そのため、この振動検出信号に基づいてフィードバック補正された音声信号は、これらの歪等を補正し得るものとなる。従って、振動板１０６の振動が音声信号の波形に高精度に対応したものとなり、出力音声の高音質化を図ることができる。
【００４１】
なお、図１に示す音声出力装置１００においては、位相補正回路１０８で振動検出信号の位相補正を行った後に、ローパスフィルタ１０９でその振動検出信号の帯域を制限するようにしているが、これら位相補正と帯域制限の順番は逆であってもよい。なお、図１に示す音声出力装置１００では、圧電素子１０７からの振動検出信号をそのまま使用する如くなっているが、必要に応じて図示しないアンプで増幅されて使用されることは勿論である。
【００４２】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、第２の実施の形態としての音声出力装置１００Ａの構成を示している。この図４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００４３】
この音声出力装置１００Ａは、圧電素子１０７と位相補正回路１０８との間に、低域ゲイン補正回路１２１が設けられる。この低域ゲイン補正回路１２１は、圧電素子１０７から得られる振動検出信号の低域を補正する。この音声出力装置１００Ａのその他は、図１に示す音声出力装置１００と同様に構成されている。
【００４４】
図５Ａは、一般的な磁歪素子の変位特性を示しており、周波数Ｆｃまでフラットである。周波数Ｆｃは、磁歪素子の径に依存しており、径が小さくなるほど高くなっていく。圧電素子１０７から得られる振動検出信号は加速度の検出信号である。この加速度の検出信号のレベルは、図５Ｂに示すように、周波数Ｆｃから低域に向かって低下していく。
【００４５】
上述した低域ゲイン補正回路１２１は、このようにレベルが低下している振動検出信号の低域を、図５Ｂに矢印で示すように補正するものである。この場合、周波数Ｆｃ以下を必ずしも完全にフラットな特性とする必要はなく、低域ゲイン補正回路１２１を構成する増幅器の能力等に応じて、フラットな特性に近づく方向に補正されればよい。
【００４６】
図４に示す音声出力装置１００Ａにおいては、圧電素子１０７から得られる振動検出信号は、低域ゲイン補正回路１２１で低域が補正された後に、位相補正回路１０８に供給される。これにより、減算器１０３では、イコライザ１０２の出力音声信号から、低域ゲイン補正回路１２１で低域が補正され、位相補正回路１０８で位相補正され、さらにローパスフィルタ１０９で帯域制限された振動検出信号が減算され、フィードバック補正された音声信号が得られる。この音声出力装置１００Ａのその他の動作は、図１に示す音声出力装置１００と同様である。
【００４７】
図４に示す音声出力装置１００Ａによれば、図１に示す音声出力装置１００と同様の効果を得ることができる他、圧電素子１０７から得られる振動検出信号の低域を低域ゲイン補正回路１２１で補正するものであり、周波数Ｆｃ以下における歪み改善をより期待でき、出力音声のさらなる高音質化を図ることができる。
【００４８】
なお、図４に示す音声出力装置１００Ａにおいては、低域ゲイン補正回路１２１で振動検出信号の低域を補正し、位相補正回路１０８で振動検出信号の位相補正を行った後に、さらにローパスフィルタ１０９でその振動検出信号の帯域を制限するようにしているが、これら低域補正、位相補正、帯域制限の順番は、どのような順であってもよい。
【００４９】
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、第３の実施の形態としての音声出力装置１００Ｂの構成を示している。この図６において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この音声出力装置１００Ｂは、デジタル領域でシステムを構成したものである。
【００５０】
この音声出力装置１００Ｂは、一点鎖線で囲む、信号源１０１、イコライザ１０２、減算器１０３、パワーアンプ１０４、位相補正回路１０８およびローパスフィルタ１０９の部分が、デジタル領域で構成される。この場合、圧電素子１０７で得られる振動検出信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２２が設けられる。すなわち、圧電素子１０７の振動検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ１２２でアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、位相補正回路１０８に供給される。この音声出力装置１００Ｂのその他は、図１に示す音声出力装置１００と同様に構成され、その動作も図１に示す音声出力装置１００の動作と同様である。
【００５１】
この音声出力装置１００Ｂによれば、図１に示す音声出力装置１００と同様の効果を得ることができる他、デジタル領域でシステムを構成したことで、以下のような利点がある。すなわち、製品の量産時の信頼性（デジタルシステムにすることにより熱やデバイスのバラツキ等による影響が少なくなる）や、フィードバック補正の精度がさらに向上する。また、周波数特性が変化する毎に、あるいは位相特性が変化する毎に、イコライザ１０２、位相補正回路１０８等の特性を変えなければならないが、これらイコライザ１０２、位相補正回路１０８等をデジタル回路で設計しておくことで、特性の変化に容易に対処できる。また、ＤＳＤ（Direct Stream Digital）のような１ビット信号処理でシステムを構築すると、パワーアンプ１０４から磁歪アクチュエータ１０５に供給される音声信号もデジタル化が可能であり、フルデジタルで構成できる。
【００５２】
なお、上述実施の形態では、圧電素子１０７が、駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間に配設されたものを示しているが、圧電素子１０７は、図７に示すように、磁歪アクチュエータ１０５の本体と、この本体を固定する固定板１１０との間に配設されてもよい。この場合、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動（挙動）が駆動ロッド１５３を介して磁歪アクチュエータ１０５の本体に伝わることから、圧電素子１０７で、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動を良好に検出できる。
【００５３】
また、上述実施の形態では、圧電素子１０７が、駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間に配設されたものを示しているが、圧電素子１０７は、図８に示すように、配設されてもよい。この場合、圧電素子１０７は、図９に示すように、リング状の圧電素子とされる。なお、磁歪アクチュエータ１０５の駆動ロッド１５３は、図９に示すように、中間部に径が大とされた円板部を有する断面円形の棒状部材からなっている。
【００５４】
圧電素子１０７は、駆動ロッド１５３の先端が振動板１０６に当接された状態で、この振動板１０６と駆動ロッド１５３の円板部との間に、振動板１０６と同等な材質の２個のリング状部材１１３，１１３によって挟持されている。
【００５５】
この場合、磁歪アクチュエータ１０５の駆動ロッド１５３の先端が直接振動板１０６に当接されるものであり、圧電素子１０７は、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動を、圧電素子１０７の材質に依存することなく、良好に検出できる。
【００５６】
また、上述実施の形態では、圧電素子１０７が、駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間に配設されたものを示しているが、さらに別の圧電素子１０７Ａが、図１０に示すように、磁歪アクチュエータ１０５の本体１０５Ａと、この本体を固定する固定板１１０との間に配設されるようにしてもよい。この場合、圧電素子１０７，１０７Ａの振動検出信号を平均化してフィードバックさせることで、より精度のよいシステムを構築できる。またこの場合、圧電素子１０７，１０７Ａから互いに極性を異にする振動検出信号を得るようにし、これらの振動検出信号を差動増幅回路に入力してフィードバック系を構成することで、圧電素子１０７，１０７ＡのＳ／Ｎを改善でき、また圧電素子１０７，１０７Ａの後の線材の引き回しによるノイズに強いものとできる。
【００５７】
また、上述実施の形態では、センサとして圧電素子１０７を用いたものであるが、この圧電素子１０７の代わりに加速度センサ１２４を用いることもできる。加速度センサ１２４は、例えば、図１１に示すように、磁歪アクチュエータ１０５の本体１０５Ａに配設され、また例えば図１２に示すように、振動板１０６に配設される。なお、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動が当該駆動ロッド１５３を介して、磁歪アクチュエータ１０５の本体に伝わる。これにより、上述したように磁歪アクチュエータ１０５の本体または振動板１０６に配設される加速度センサ１２４は、駆動ロッド１５３の変位による振動板１０６の振動を良好に検出できる。
【００５８】
このように加速度センサ１２４を用いるものでは、当該加速度センサ１２４の感度が一般的に圧電素子１０７より高いことから、その出力信号に基づいてフィードバック補正を行う際の増幅率を小さく抑えることができ、フィードバック系におけるノイズによる悪影響を軽減できる。
【００５９】
また、上述実施の形態では、振動板１０６を一個の磁歪アクチュエータ１０５で駆動するものを示したが、共通の振動板１０６を、ステレオ再生もしくはマルチチャネル再生に係る複数個の音声信号がそれぞれ供給される複数個の磁歪アクチュエータで駆動するものにあっても、同様にフィードバック補正を行うことで、高音質化を図ることができる。図１３Ａ，Ｂは、共通の振動板１０６を、３個の磁歪アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃで駆動する例を示している。図１３Ｂは側面図、図１３Ａは平面図を示している。
【００６０】
この場合、磁歪アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃの駆動ロッド１５３の先端と振動板１０６との間にそれぞれ圧電素子１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃが配設され、それぞれから振動検出信号が得られる。そして、これらの振動検出信号は、それぞれ磁歪アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃのフィードバック補正に使用される。このように、磁歪アクチュエータ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃのそれぞれに対して独立した圧電素子１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを設置することで、同一平面上での各チャネルの干渉を抑制する効果があり、これにより同一振動板上での音像定位の改善を期待できる。
【００６１】
次に、この発明の第４の実施の形態を説明する。図１４は、第４の実施の形態としての動力出力装置２００の構成を示している。
【００６２】
この動力出力装置２００は、信号源２０１、フィードバック回路２０２、パワーアンプ２０３、磁歪アクチュエータ２０４、動力負荷２０５および加速度センサ２０６を備えている。
【００６３】
磁歪アクチュエータ２０４は上述した磁歪アクチュエータ１０５と同様に構成されており、その駆動ロッド２５３は磁歪アクチュエータ１０５の駆動ロッド１５３に相当する（図２、図３参照）。この磁歪アクチュエータ２０４の本体は固定板２１０に固定されている。動力負荷２０５は、磁歪アクチュエータ２０４の駆動負荷を構成する。この動力負荷２０５は、磁歪アクチュエータ２０４における駆動ロッド２５３の直線運動に基づいて回転運動を行う、例えばクランク軸である。
【００６４】
信号源２０１は、動力負荷２０５を回転運動させるための駆動信号を出力する。フィードバック回路２０２は、信号源２０１から出力される駆動信号を、加速度センサ２０６の検出信号に基づいて、フィードバック補正を行う。このフィードバック回路２０２は、詳細説明は省略するが、例えば、上述の図１に示す音声出力装置１００におけるイコライザ１０２、減算器１０３、位相補正回路１０８およびローパスフィルタ１０９の部分、あるいは図４に示す音声出力装置１００Ａにおけるイコライザ１０２、減算器１０３、位相補正回路１０８、ローパスフィルタ１０９および低域ゲイン補正回路１２１の部分に相当し、同様の機能を有する。
【００６５】
パワーアンプ２０３は、フィードバック回路２０２で補正された駆動信号を増幅して、磁歪アクチュエータ２０４に駆動信号として供給する。磁歪アクチュエータ２０４は、パワーアンプ２０３で増幅された駆動信号に基づいて、動力負荷２０５を駆動する。加速度センサ２０６は、磁歪アクチュエータ２０４の本体に配設されている。この場合、駆動ロッド２５３の変位による動力負荷２０５の動き（挙動）は、駆動ロッド２５３を介して、磁歪アクチュエータ２０４の本体に伝わる。そのため、磁歪アクチュエータ２０４の本体に配設される加速度センサ２０６は、駆動ロッド２５３の変位による動力負荷２０５の動きを良好に検出できる。
【００６６】
図１４に示す動力出力装置２００の動作を説明する。信号源２０１から出力される駆動信号はフィードバック回路２０２に供給される。このフィードバック回路２０２では、加速度センサ２０６の検出信号に基づいて、駆動信号をフィードバック補正する。このフィードバック回路２０２から出力される、補正された駆動信号はパワーアンプ２０３で増幅され、その後に磁歪アクチュエータ２０４に供給される。
【００６７】
磁歪アクチュエータ２０４は、この駆動信号に基づいて、動力負荷２０５を駆動し、この動力負荷２０５は回転運動をする。
【００６８】
図１４に示す動力出力装置２００によれば、加速度センサ２０６から得られる検出信号には、磁歪アクチュエータ２０４の電気機械変換特性により発生する歪み、動力負荷２０５の材質、形状、あるいは駆動ロッド２５３の動力負荷２０５への接続の仕方等によって発生する、歪み、所定周波数帯域の減衰、共振ピーク等の情報が含まれている。そのため、この加速度センサ２０６の検出信号に基づいてフィードバック補正された駆動信号は、これらの歪等を補正し得るものとなる。従って、動力負荷２０５の動きが、信号源２０１から出力される駆動信号の波形に高精度に対応したものとなり、動力負荷２０５の動き精度を高めることができる。
【００６９】
次に、この発明の第５の実施の形態を説明する。図１５は、第５の実施の形態としての動力出力装置２００Ａの構成を示している。この図１５において、図１４と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００７０】
この動力出力装置２００Ａは、磁歪アクチュエータ２０４で、回転運動をする動力負荷２０５の代わりに、直線運動をする動力負荷２２０を、駆動する。加速度センサ２０６は、動力負荷２２０に配設されている。この動力出力装置２００Ａのその他は、図１４に示す動力出力装置２００と同様に構成され、同様の動作をする。
【００７１】
なお、図１４、図１５に示す動力出力装置２００，２００Ａでは、センサとして加速度センサ２０６を用いたものを示したが、図１に示す音声出力装置１００等と同様に、センサとして圧電素子１０７を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明は、磁歪アクチュエータで振動板を駆動して音声出力を得る音声出力装置、あるいは磁歪アクチュエータで回転運動または直線運動をする動力負荷を駆動する動力出力装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態としての音声出力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】磁歪アクチュエータの断面概略図である。
【図３】磁歪アクチュエータの磁束線図である。
【図４】第２の実施の形態としての音声出力装置の構成を示すブロック図である。
【図５】一般的な磁歪素子の特性を説明するための図である。
【図６】第３の実施の形態としての音声出力装置の構成を示すブロック図である。
【図７】圧電素子の設置例を示す図である。
【図８】圧電素子の設置例を示す図である。
【図９】圧電素子の設置例を説明するための図である。
【図１０】圧電素子の設置例を示す図である。
【図１１】加速度センサの設置例を示す図である。
【図１２】加速度センサの設置例を示す図である。
【図１３】複数チャネルの磁歪アクチュエータの設置例を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態としての動力出力装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第５の実施の形態としての動力出力装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】磁歪アクチュエータを用いた音声出力装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００，１００Ａ，１００Ｂ・・・音声出力装置、１０１・・・信号源、１０２・・・イコライザ（ＥＱ）、１０３・・・減算器、１０４・・・パワーアンプ、１０５・・・磁歪アクチュエータ、１０６・・・振動板、１０７・・・圧電素子、１０８・・・位相補正回路、１０９・・・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１１０・・・固定板、１１１・・・フレーム、１１２・・・エッジ、１２１・・・低域ゲイン補正回路、１２２・・・Ａ／Ｄコンバータ、１２４・・・加速度センサ、１５１・・・磁歪素子、１５２・・・ソレノイドコイル、１５３・・・駆動ロッド、１５４・・・収納部、１５５・・・間隙、１６１・・・固定盤、１６２・・・永久磁石、１６３・・・筒状ケース、２００，２００Ａ・・・動力出力装置、２０１・・・信号源、２０２・・・フィードバック回路、２０３・・・パワーアンプ、２０４・・・磁歪アクチュエータ、２０５，２２０・・・動力負荷、２０６・・・加速度センサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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