特許 6221023 音響発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6221023

(24)【登録日】2017年10月6日

(45)【発行日】2017年10月25日

(54)【発明の名称】音響発生装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/04 20060101AFI20171016BHJP

   H04R 3/12 20060101ALI20171016BHJP

   H04R 3/14 20060101ALI20171016BHJP

   H04R 9/04 20060101ALI20171016BHJP

【ＦＩ】

   H04R3/04

   H04R3/12 Z

   H04R3/14

   H04R9/04 102

【請求項の数】7

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-231406(P2016-231406)

(22)【出願日】2016年11月29日

【審査請求日】2016年11月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516358978

【氏名又は名称】栗林 双太

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】栗林 双太

【審査官】 渡邊 正宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１１０３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１００５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０４４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０５−５０４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０８４００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２９７２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｆ １／００− １／２８

Ｈ０３Ｆ １／３０− １／４０

Ｈ０３Ｆ １／４２− １／５６

Ｈ０３Ｆ ３／００− ３／１９５

Ｈ０３Ｆ ３／２０− ３／３２

Ｈ０３Ｆ ３／３４− ３／３６

Ｈ０３Ｆ ３／３８− ３／４０

Ｈ０３Ｆ ３／４２− ３／４４

Ｈ０３Ｆ ３／４５

Ｈ０３Ｆ ３／５０− ３／５２

Ｈ０３Ｆ ３／６２− ３／６４

Ｈ０３Ｆ ３／６８− ３／７２

Ｈ０３Ｇ １／００− ３／３４

Ｈ０４Ｒ ３／００− ３／１４

Ｈ０４Ｒ ９／００− ９／１０

Ｈ０４Ｒ ９／１８

Ｈ０４Ｒ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電圧または電流の振幅が変化する音響信号を発生する音響信号源と、
音響信号源から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する電圧駆動型増幅器と、
電圧駆動型増幅器からの出力によって駆動され、駆動される信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第１の特性を有する第１スピーカーと、
音響信号源から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する電流駆動型増幅器と、
電流駆動型増幅器からの出力によって駆動され、その駆動信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第２の特性を有し、この第２の特性は第１の特性に近似する第２スピーカーとを含むことを特徴とする音響発生装置。

【請求項2】

（ａ）電圧または電流の振幅が変化する音響信号を発生する音響信号源と、
（ｂ）音響信号源から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する電圧駆動型増幅器と、
（ｃ）音響信号源から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する電流駆動型増幅器と、
（ｄ）スピーカーであって、
振動部材と、
振動部材に固定され、電圧駆動型増幅器からの出力が与えられる第１コイルと、
振動部材に固定され、電流駆動型増幅器からの出力が与えられる第２コイルと、
第１および第２コイルの電磁力によって音響信号の振幅に対応する音圧を発生するように振動部材を変位駆動する磁気回路とを備えるスピーカーとを含むことを特徴とする音響発生装置。

【請求項3】

電圧駆動型増幅器は、非反転増幅回路によって実現され、この非反転増幅回路は、
（ａ）オペアンプであって、
音響信号源から音響信号が与えられる非反転入力端子と、
反転入力端子と、
スピーカーの一方の端子に接続される出力端子とを有するオペアンプと、
（ｂ）出力端子と反転入力端子との間に接続される負帰還抵抗と、
（ｃ）反転入力端子と、スピーカーの他方の端子および音響信号源の共通電位との間に接続される分圧抵抗とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の音響発生装置。

【請求項4】

電圧駆動型増幅器は、反転増幅回路によって実現され、この反転増幅回路は、
（ａ）オペアンプであって、
非反転入力端子と、
反転入力端子と、
出力端子とを有するオペアンプと、
（ｂ）音響信号源から音響信号を反転入力端子に与える入力抵抗と、
（ｃ）出力端子と反転入力端子との間に接続される負帰還抵抗とを有し、
（ｄ）非反転入力端子とスピーカーの一方の端子と音響信号源の共通電位とが接続され、
（ｅ）出力端子は、スピーカーの他方の端子に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の音響発生装置。

【請求項5】

電流駆動型増幅器は、
（ａ）オペアンプであって、
音響信号源から音響信号が与えられる非反転入力端子と、
スピーカーの一方の端子に接続される出力端子と
スピーカーの他方の端子に接続される反転入力端子とを有するオペアンプと、
（ｂ）反転入力端子およびスピーカーの他方の端子の接続点と、音響信号源の共通電位との間に接続される電流検知抵抗とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の音響発生装置。

【請求項6】

電流駆動型増幅器は、
（ａ）オペアンプであって、
音響信号源の共通電位に接続される非反転入力端子と、
反転入力端子と、
出力端子とを有するオペアンプと、
（ｂ）音響信号源からの音響信号を反転入力端子に与える入力抵抗と、
（ｃ）反転入力端子とスピーカーの一方の端子との間に接続される負帰還抵抗と、
（ｄ）音響信号源の共通電位とスピーカーの他方の端子との間に接続される電流検知抵抗とを有し、
（ｅ）出力端子は、スピーカーの他方の端子に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の音響発生装置。

【請求項7】

音響信号の予め定める周波数帯域を波するフイルターが設けられ、
電圧駆動型増幅器および電流駆動型増幅器は、フイルターによって波された前記周波数帯域で第１および第２スピーカーをそれぞれ駆動することを特徴とする請求項１に記載の音響発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スピーカーによる再生などのための音響出力における周波数特性を改善し音質を向上する音響発生装置に関するものである。
本件明細書中、増幅器をアンプということがある。

【背景技術】

【0002】

従来の音響発生装置は、単一のパワーアンプなどを使用する、又は、複数個のパワーアンプを使用する場合でもコイル、コンデンサ、チャンネルデバイダー、アクティブフィルタ、インピーダンス補正回路等を用いて再生周波数の特性改善を行っている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１８６８９１号公報

【特許文献2】特開平１１−１４６４７９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、２の従来の技術は、再生周波数特性を改善するために、ダブルボイスコイルスピーカーを使用し、一方または両方のボイスコイルに、最低共振周波数ｆ０などの特定の周波数帯域のみに対する改善回路を設けて、２台の各アンプで個別的に駆動し、または１台のアンプで共通に駆動する。したがって、各種のスピーカーのたとえば可聴周波数２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの全周波数帯域に対しての改善は難しい。

【0005】

本発明の目的は、各種のスピーカーを使用することができ、音響化しようとする予め定める周波数帯域、たとえば全周波数帯域にわたる特性を改善する音響発生装置を提供することである。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、図１、２０、２３、２６に示されるように、
電圧または電流の振幅が変化する音響信号を発生する音響信号源２０と、
音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する電圧駆動型増幅器１と、
電圧駆動型増幅器１からの出力によって駆動され、駆動される信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第１の特性を有する第１スピーカー２１：６０ａ、６１ａ：６３：６６ａ、６７ａと、
音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する電流駆動型増幅器２と、
電流駆動型増幅器２からの出力によって駆動され、その駆動信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第２の特性を有し、この第２の特性は第１の特性に近似する第２スピーカー２２：６０ｂ、６１ｂ：６４：６６ｂ、６７ｂとを含むことを特徴とする音響発生装置である。

【0012】

本発明によれば、第１および第２スピーカー２１、２２から出力される周波数特性が改善され、音場における、聴取者の聴覚で感じ取る合成された音圧が希望する周波数帯域にわたって平坦となるようにでき、音質が向上する。音響信号源２０からの音響信号の電圧の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅する電圧駆動型増幅器１によって、最低共振周波数ｆ０と高域周波数でのインピーダンスが上昇する特性を有する第１スピーカー２１を駆動し、前記音響信号の電圧の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅する電流駆動型増幅器２によって、第１スピーカー２１と特性が近似した第２スピーカー２２を駆動する。最低共振周波数ｆ０と高域周波数において、第１スピーカー２１の電圧駆動による音圧レベルの減少と、第２スピーカー２２の電流駆動による音圧レベルの増加とが相殺、補完され、音場における広いまたは予め定める周波数帯域にわたって均一な音圧レベルを得ることができ、音質が向上される。スピーカーは、それを駆動する駆動信号の周波数に依存する音響パワーまたは音圧が変化する特性を有する。電圧駆動および電流駆動されるスピーカー２１、２２は、近似した構成であってもよく、たとえば同一の構成であってもよく、図８のスピーカー６のように、たとえばコーン状などの振動部材８１に、振動部材８１の軸線を含む直線上に軸線を有する直円筒状のボビン８３が固定され、このボビン８３上に、インダクタンス成分となるボイスコイルである１または複数（図８では２）のコイル７１、７２が巻回されて固定される。磁気回路８４は、コイル７１、７２の電磁力によって音響信号の振幅に対応する音圧を発生するように振動部材８１を変位駆動する。

【0013】

第１および第２スピーカー２１、２２は、音場における、聴取者の聴覚で感じ取る合成された音圧が希望する周波数帯域にわたって平坦となるように合成し、この希望する周波数帯域は、全周波数帯域であってもよいが、全周波数帯域が予め定める複数に分割された各周波数帯域毎の、たとえばウーハーまたはツイーターなどの各スピーカーであってもよい。

【0014】

以下の説明では、理解に不都合を生じないようにしつつ簡略化のために、参照符は、たとえば参照符６０ａ、６０ｂなどの添え字ａ、ｂなどを省略して数字６０だけで総括的に示すことがある。対応する各部分には、同一の添え字を付し、たとえばウーハー６０ａに対応して、同一の添え字ａを付してツイーター６１ａなどと示すことがある。

【0015】

電圧駆動型増幅器１によって、図１の第１スピーカー２１の他に、図２０のウーハー６０ａ、ツイーター６１ａ、図２３のツイーター６３、図２６のウーハー６６ａ、ツイーター６７ａも同様に駆動される。電流駆動型増幅器２によって、図１の第２スピーカー２２の他に、図２０のウーハー６０ｂ、ツイーター６１ｂ、図２３のツイーター６４、図２６のウーハー６６ｂ、ツイーター６７ｂも同様に駆動される。

【0016】

電圧駆動型増幅器１は、入力信号に対して出力はスピーカーの電気インピーダンスに関わらず電圧を増幅するものである。電圧駆動型増幅器１は、音響信号の入力電圧に比例した電圧を、全周波数帯域にわたって出力して負荷であるスピーカのボイスコイルなどに印加する。電流駆動型増幅器２は、入力信号に対して出力はスピーカーの電気インピーダンスに関わらず電流を増幅するものである。電流駆動型増幅器２は、音響信号の入力電圧に比例した電流を、全周波数帯域にわたって出力して負荷であるスピーカのボイスコイルなどに流す。

【0017】

音響信号源からの音響信号は、その電流の振幅が変化する信号であってもよい。
本発明は、図８に示されるように、
（ａ）電圧または電流の振幅が変化する音響信号を発生する音響信号源２０と、
（ｂ）音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する電圧駆動型増幅器１と、
（ｃ）音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する電流駆動型増幅器２と、
（ｄ）スピーカー６であって、
振動部材８１と、
振動部材８１に固定され、電圧駆動型増幅器１からの出力が与えられる第１コイル７１と、
振動部材８１に固定され、電流駆動型増幅器２からの出力が与えられる第２コイル７２と、
第１および第２コイル７１、７２の電磁力によって音響信号の振幅に対応する音圧を発生するように振動部材８１を変位駆動する磁気回路８４とを備えるスピーカー６とを含むことを特徴とする音響発生装置である。

【0018】

本発明によれば、電圧駆動と電流駆動とを１台のスピーカー６で達成することができ、構成の小形化を図ることができる。

【0024】

参照符について、電圧駆動型増幅器１は、図１２〜１４の具体的な回路２３〜２５によってそれぞれ実現されるとき、その実現される回路と同一の参照符で示すことがある。電流駆動型増幅器２は、図１５〜１７の具体的な回路２６〜２８によってそれぞれ実現されるとき、その実現される回路と同一の参照符で示すことがある。音響発生装置では、たとえば図１２〜１４の電圧駆動型増幅器２３〜２５の１つと、図１５〜１７の電流駆動型増幅器２６〜２８の１つとが組み合されて使用される。電圧駆動型増幅器２３〜２５と電流駆動型増幅器２６〜２８の組合せが多少変わっても、例えば図１２の電圧駆動型増幅器２３と図１６の電流駆動型増幅器２６組合せや、本件明細書、図面に例示されていない多数のアンプでも、本発明の優れた効果が達成される。

【0025】

本発明は、図１２に示されるように、
電圧駆動型増幅器２３は、非反転増幅回路によって実現され、この非反転増幅回路は、
（ａ）オペアンプ５０であって、
音響信号源２０から音響信号が与えられる非反転入力端子と、
反転入力端子と、
スピーカー２１の一方の端子２１ａに接続される出力端子とを有するオペアンプ５０と、
（ｂ）出力端子と反転入力端子との間に接続される負帰還抵抗４０と、
（ｃ）反転入力端子と、スピーカー２１の他方の端子２１ｂおよび音響信号源２０の共通電位との間に接続される分圧抵抗４１とを有することを特徴とする。

【0026】

本発明は、図１３に示されるように、
電圧駆動型増幅器２４は、反転増幅回路によって実現され、この反転増幅回路は、
（ａ）オペアンプ５１であって、
非反転入力端子と、
反転入力端子と、
出力端子とを有するオペアンプ５１と、
（ｂ）音響信号源２０から音響信号を反転入力端子に与える入力抵抗４３と、
（ｃ）出力端子と反転入力端子との間に接続される負帰還抵抗４２とを有し、
（ｄ）非反転入力端子とスピーカー２１の一方の端子２１ａと音響信号源２０の共通電位とが接続され、
（ｅ）出力端子は、スピーカー２１の他方の端子２１ｂに接続されることを特徴とする。

【0027】

本発明によれば、電圧駆動型増幅器２３、２４を、オペアンプ５０、５１を用いて簡単な構成で実現できる。電圧駆動型増幅器２３、２４の出力を、たとえば縦続接続される追加的な増幅器で増幅してスピーカ２１を、そのボイスコイルの両端子２１ａ、２１ｂに与えて駆動してもよい。

【0028】

本発明は、図１５に示されるように、
電流駆動型増幅器２６は、
（ａ）オペアンプ５３であって、
音響信号源２０から音響信号が与えられる非反転入力端子と、
スピーカー２２の一方の端子２２ａに接続される出力端子と
スピーカーの他方の端子２２ｂに接続される反転入力端子とを有するオペアンプ５３と、
（ｂ）反転入力端子およびスピーカー２２の他方の端子２２ｂの接続点９６と、音響信号源２０の共通電位との間に接続される電流検知抵抗４４とを有することを特徴とする。

【0029】

本発明は、図１６に示されるように、
電流駆動型増幅器２７は、
（ａ）オペアンプ５４であって、
音響信号源２０の共通電位に接続される非反転入力端子と、
反転入力端子と、
出力端子とを有するオペアンプ５４と、
（ｂ）音響信号源２０からの音響信号を反転入力端子に与える入力抵抗４６と、
（ｃ）反転入力端子とスピーカー２２の一方の端子２２ａとの間に接続される負帰還抵抗４７と、
（ｄ）音響信号源２０の共通電位とスピーカー２２の他方の端子２２ｂとの間に接続される電流検知抵抗４５とを有し、
（ｅ）出力端子は、スピーカー２２の他方の端子２２ｂに接続されることを特徴とする。

【0030】

本発明によれば、電流駆動型増幅器２６、２７を、オペアンプ５３、５４を用いて簡単な構成で実現できる。電流駆動型増幅器２６、２７の出力を、たとえば縦続接続される追加的な増幅器で増幅してスピーカ２２を、そのボイスコイルの両端子２２ａ、２２ｂに与えて駆動してもよい。

【0031】

本発明は、図２０、２３、２６に示されるように、
音響信号の予め定める周波数帯域を濾波するフイルター６８、６９が設けられ、
電圧駆動型増幅器１および電流駆動型増幅器２は、フイルター６８、６９によって濾波された前記周波数帯域で第１および第２スピーカー（図２０のウーハー６０ａ、ツイーター６１ａ、図２３のツイーター６３、図２６のウーハー６６ａ、ツイーター６７ａ、および図２０のウーハー６０ｂ、ツイーター６１ｂ、図２３のツイーター６４、図２６のウーハー６６ｂ、ツイーター６７ｂ）をそれぞれ駆動することを特徴とする。

【0032】

本発明によれば、フイルターは、コイル、コンデンサなどを含むパッシブフイルターであってもよく、コイル、コンデンサなどの他にトランジスタなどの能動素子を含むアクティブフイルターであってもよく、これらのフイルターで周波数分割された複数の各周波数帯域毎に信号の増幅もできるチャンネルデバイダーなどであってもよい。図１、８〜１１における電圧駆動型増幅器１および電流駆動型増幅器２の出力または入力に、フイルターを介在してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の実施の形態１を示す電気回路図である。

【図2】電圧駆動型アンプ１における電気インピーダンスに対する出力電力を概略的に示したグラフである。

【図3】電流駆動型アンプ２における電気インピーダンスに対する出力電力を概略的に示したグラフである。

【図4】スピーカー２１、２２における電気インピーダンス特性を概略的に示したグラフである。

【図5】電圧駆動型アンプ１における電気インピーダンスに対する出力電力を概略的に示したグラフである。

【図6】電流駆動型アンプ２における電気インピーダンスに対する出力電力を概略的に示したグラフである。

【図7】電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２における電気インピーダンスに対する出力電力を合成した場合に得られる効果を概略的に示した図である。

【図8】本発明の実施の形態２を示す電気回路図である。

【図9】本発明の参考例１を示す電気回路図である。

【図10】本発明の参考例２を示す電気回路図である。

【図11】本発明の参考例３を示す電気回路図である。

【図12】本発明で使用される電圧駆動型アンプ１の一つである非反転増幅回路２３を示す電気回路図である。

【図13】本発明で使用される電圧駆動型アンプ１の一つである反転増幅回路２４を示す電気回路図である。

【図14】本発明で使用される電圧駆動型アンプ１の一つである無帰還回路２５を示す電気回路図である。

【図15】本発明で使用される電流駆動型アンプ２の一つである非反転増幅回路２６を示す電気回路図である。

【図16】本発明で使用される電流駆動型アンプ２の一つである反転増幅回路２７を示す電気回路図である。

【図17】本発明で使用される電流駆動型アンプ２の一つである無帰還回路２８を示す図である。

【図18】本発明で使用されるコアキシャルスピーカー装置１１の前面を示す概略図である。

【図19】本発明で使用されるコアキシャルスピーカー装置１１の断面を示す概略図である。

【図20】本発明で使用されるコアキシャルスピーカー装置１１での接続例を示す電気回路図である。

【図21】本発明で使用されるダブルツイーター一体型スピーカー装置１３の前面を示す概略図である。

【図22】本発明で使用されるダブルツイーター一体型スピーカー装置１３の断面を示す概略図である。

【図23】本発明で使用されるダブルツイーター一体型スピーカー装置１３での接続例を示す電気回路図である。

【図24】本発明で使用されるツーウェイスピーカー装置１４の前面を示す概略図である。

【図25】本発明で使用されるツーウェイスピーカー装置１４の断面を示す概略図である。

【図26】本発明で使用されるツーウェイスピーカー装置１４での接続例を示す電気回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、実施の形態１で２台のアンプ１、２を用いて２台のスピーカー２１、２２を接続する電気回路図である。電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２には、音響信号源２０の同一の音響信号がライン３０、３１を介して与えられる。電圧駆動型アンプ１の出力はスピーカー２１にライン３２、３３で、電流駆動型アンプ２の出力はスピーカー２２にライン３４、３５で与えられる。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由しスピーカー２１、２２に出力され、各スピーカー２１、２２から発生された音圧が音場で空気の振動として合成され、特性が互いに補完する事で周波数特性が改善される。音響信号源２０は、電圧の振幅が変化する音響信号を発生する。電圧駆動型増幅器１は、音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する。第１スピーカー２１は、電圧駆動型増幅器１からの出力によって駆動され、駆動される信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第１の特性を有する。電流駆動型増幅器２は、音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する。第２スピーカー２２は、電流駆動型増幅器２からの出力によって駆動され、その駆動信号の周波数に対応してインピーダンスが変化する第２の特性を有し、この第２の特性は第１の特性に近似し、同一であってもよい。各アンプ１、２の入出力の信号の極性は、同一である。各スピーカー２１、２２に与えられる信号と、それによって電磁駆動されるコーン状などの振動部材の変位方向との極性は、同一である。
音響信号源２０は、電流の振幅が変化する音響信号を発生してもよい。

【0035】

図２は、電圧駆動型アンプ１におけるスピーカー２１のボイスコイルの電気インピーダンスＺ１と出力電力Ｐ１の関係を示している。横軸は電気インピーダンスＺ１で、左が低く右が高い。縦軸は出力電力Ｐ１で、下が低く上が高くなっている。同一電圧で周波数、したがってインピーダンスＺ１が変化すると、消費電力Ｐ１は、電圧をＶ１とし、インピーダンスをＺ１とすると、（電圧Ｖ１の２乗÷インピーダンスＺ１）であるので、電圧Ｖ１が一定状態であっても電気インピーダンスＺ１の変化に応じて電力Ｐ１が変化する。この為、スピーカー２１の周波数特性で電気インピーダンスＺ１が増加した場合、同一電圧であるにも関わらず出力電力Ｐ１が減少するという特徴がある。逆に、電気インピーダンスＺ１が減少した場合は出力電力Ｐ１が増加するという特徴がある。

【0036】

図３は、電流駆動型アンプ２におけるスピーカー２２のボイスコイルの電気インピーダンスＺ２と出力電力Ｐ２の関係を示している。横軸が電気インピーダンスＺ２で、左が低く右が高い。縦軸は出力電力で、下が低く上が高くなっている。同一電流でインピーダンスＺ２が変化すると、消費電力Ｐ２は、（電流Ｉ２の２乗掛けるインピーダンスＺ２）であるので、電流Ｉ２が一定状態であってもインピーダンスＺ２の変化に応じて電力Ｐ２が変化する。この為、スピーカー２２の周波数特性で電気インピーダンスＺ２が増加した場合、同一電流であるにも関わらず出力電力Ｐ２が増加するという特徴がある。逆に、電気インピーダンスＺ２が減少した場合は出力電力Ｐ２が減少するという特徴がある。

【0037】

上記２種類のアンプ１、２は、図２、３の通りスピーカー２１、２２の電気インピーダンスに対した出力電力が逆に傾斜した特性を持つ。

【0038】

スピーカー２１、２２は、入力周波数により電気インピーダンスＺ１、Ｚ２が変化する特性を有する。本発明では、シングルスピーカーのフルレンジスピーカー、複数台のスピーカーを使用したマルチウエイスピーカー、その他の全ての出力インピーダンスが変化するタイプのスピーカーで効果があるが、説明の為以下ではシングルスピーカーについて説明を行う。

【0039】

図４は、スピーカー２１、２２が示す電気インピーダンスＺ１、Ｚ２の曲線であり、典型的なスピーカー２１、２２では、音響を発生するコーン状などの振動部材が、コイルの電磁力によって駆動され、図４の様な曲線が示される。横軸は周波数で、左が低く右が高い。縦軸は電気インピーダンスＺ１、Ｚ２で、下が低く上が高くなっている。典型的スピーカー２１、２２が示す曲線は、スピーカー２１、２２に固有の共振周波数ｆ０において高いピークの電気インピーダンスＺ１、Ｚ２になり、高域周波数になるにつれて電気インピーダンスＺ１、Ｚ２が漸増する。

【0040】

電圧駆動型アンプ１に図４の特性を持つスピーカー２１を接続すると、図４の特性を上下逆にしたような図５のような入力周波数に応じた出力電力Ｐ１、したがって音場における空気の振動である音響パワーになる。

【0041】

電流駆動型アンプ２を図４の性能を持つスピーカー２２に接続すると、図４の特性に類似した図６の特性の入力周波数に応じた出力電力Ｐ２、したがって音場における空気の振動である音響パワーになる。

【0042】

上記２種類のアンプ１、２は、同一の音響信号が入力されて、（１）たとえば複数台の各スピーカー（図１、２０、２３、２６）を、もしくは、１台のスピーカーに備えられる複数の各ボイスコイル（図８）を、個別的に駆動し、または、（２）たとえばトランス９、１０などの合成回路１６、１７を介して合成した電気信号によって１台のスピーカー（図９〜１１）を駆動する。

【0043】

図７は、電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２における電気インピーダンスＺ１、Ｚ２に対する出力電力Ｐ１、Ｐ２を合成した場合に得られる効果を概略的に示した図である。電圧駆動型アンプ１は、図５および図７（１）のように、全周波数帯域で電圧が予め定める一定の値である入力信号がそれぞれ与えられるとき、周波数の変化から起こるスピーカー２１、２２の電気インピーダンス変化（図４）によって、出力電力Ｐ１の変化（図５）が発生する。これに対して、電流駆動型アンプ２は、図６および図７（２）のように、全周波数帯域で電圧が予め定める一定の値である入力信号がそれぞれ与えられるとき、周波数の変化から起こるスピーカー２１、２２の電気インピーダンス変化（図４）によって、出力電力Ｐ２の変化（図６）が発生する。このように電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２の双方は、周波数に依存する出力電力Ｐ１、Ｐ２の変化が逆の動作特性を持つので、図７（１）と図７（２）との動作特性の凹凸を互いに相殺、補完しあう事ができ、その結果、図７（３）のように全周波数帯域で出力電力Ｐ１、Ｐ２が合成されて得られる出力電力、したがって音場における音圧は、平坦化されて改善され、音質が向上する。説明は特定のスピーカー２１、２２で行ったが、この補完効果は、周波数によるインピーダンス変化がある全てのスピーカーで効果がある。

【0044】

図８は、実施の形態２で２台のアンプ１、２を用いて１台のダブルボイスコイルスピーカー６を接続する電気回路図である。ダブルボイスコイルスピーカー６には、たとえばコーン状などの振動部材８１と、振動部材８１を電磁駆動する駆動部分８２とを有する。駆動部分８２では、振動部材８１に、振動部材８１の軸線を含む直線上に軸線を有する直円筒状のボビン８３が固定され、このボビン８３上に、軸線方向にずれてボイスコイルである第１および第２コイル７１、７２が同一巻回方向に、したがって同一極性で、同一巻回数で巻回されて固定される。磁気回路８４は、コイル７１、７２の電磁駆動力によって音響信号の振幅に対応する音圧を発生するように振動部材８１を変位駆動する。電圧駆動型アンプ１はコイル７１にライン３２、３３を介して接続し、電流駆動型アンプ２はコイル７２にライン３４、３５を介して接続する。

【0045】

これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由してコイル７１、７２に出力され、コイル７１、７２を含む駆動部分８２でアンプ１、２の出力電力による電磁駆動力が合成される。したがって、電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２の図７（１）、図７（２）の動作特性が互いに相殺、補完される事で、図７（３）のように、周波数に依存する音場における音圧の特性が改善される。

【0046】

図９は、参考例１で２台のアンプ１、２を用い、合成回路１６を構成する２台のトランス９、１０を介してスピーカー２１を接続する電気回路図である。合成回路１６は、電圧駆動型増幅器１と電流駆動型増幅器２とからの各出力を合成する。電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２には音響信号源２０の同一の音響信号を、ライン３０、３１を介して与える。合成回路１６におけるトランス９は、電圧駆動型増幅器１からの出力がライン３２、３３を介して与えられる第１の１次巻線８６と、第１の１次巻線８６に電磁結合される第１の２次巻線８７とを有する。合成回路１６におけるもう１つのトランス１０は、電流駆動型増幅器２からの出力がライン３４、３５を介して与えられる第２の１次巻線８８と、第２の１次巻線８８に電磁結合される第２の２次巻線８９とを有する。第１および第２の２次巻線８７、８９は、同一極性で直列接続されてスピーカー２１にライン３６、３７を介して接続される。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由し、出力された信号がトランス９、１０を出力後に電気的に合成されてスピーカー２１に出力され、特性が互いに相殺、補完する事で周波数特性が改善される。トランス９、１０は、入出力される電圧および電流について、広い周波数帯域にわたって平坦な出力特性を有する。合成回路１６は、電圧駆動型増幅器１と電流駆動型増幅器２とからの各出力の信号を合成して、１台のスピーカー６を駆動するので、構成の小形化を図ることができる。

【0047】

図１０は、参考例２で２台のトランス内蔵電圧駆動型アンプ３とトランス内蔵電流駆動型アンプ４を用いてスピーカー２１を接続する電気回路図である。図１０の実施の形態４は、図９の参考例１に類似し、対応する部分に同一の参照符を付す。トランス内蔵電圧駆動型アンプ３、トランス内蔵電流駆動型アンプ４には音響信号源２０の同一の音響信号を、ライン３０、３１を介して与える。図１０で示されるトランス内蔵電圧駆動型アンプ３、トランス内蔵電流駆動アンプ４は、たとえばスピーカー２１の近傍に設けられ、したがって、ライン３２〜３５、３６、３７を短くでき、図９の実施の形態３におけるライン３２〜３５、３６、３７が比較的長いことによる音質の低下を防ぐ。トランス内蔵電圧駆動型アンプ３、トランス内蔵電流駆動アンプ４は、その構造上、内部に合成回路１６を構成するトランス９、１０を有し、かつ、それらの２次巻線８７、８９は直列接続可能である。トランス内蔵電圧駆動型アンプ３とトランス内蔵電流駆動型アンプ４の出力は、直列でスピーカー２１にライン３６、３７で接続する。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ３、４を経由し、出力された信号がトランス９、１０を出力後に電気的に合成されてスピーカー２１に出力され、特性が互いに補完する事で周波数特性が改善される。

【0048】

図１１は、参考例３で２台のアンプ１、２を用い、合成回路１７を構成する１台のトランスを介してスピーカー２１を接続する電気回路図である。このトランスには、合成回路１７と同一の参照符を付すことがある。電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２には音響信号源２０の同一の音響信号を、ライン３０、３１を介して与える。合成回路１７であるトランスは、電圧駆動型増幅器１からの出力がライン３２、３３を介して与えられる第１の１次巻線９２と、電流駆動型増幅器２からの出力がライン３４、３５を介して与えられる第２の１次巻線９３と、第１および第２の１次巻線９２、９３に電磁結合され、スピーカー２１にライン３６、３７を介して接続される２次巻線９４とを有する。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由し、出力された信号がトランス１７を出力後に電気的に合成されてスピーカー２１に出力され、特性が互いに相殺、補完する事で周波数特性が改善される。
図１〜１１の実施の各形態１〜５は類似し、図２〜７の動作、機能を同様に達成する。

【0049】

図１〜１１の実施の各形態１、２および参考例１〜３における電圧駆動型アンプ１の具体的構成の各例は、図１２〜１４に参照符２３〜２５で示される。

【0050】

図１２は、電圧駆動型アンプ１の一つである非反転増幅回路２３の一例である。電圧駆動型アンプ２３には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電圧駆動型アンプ２３は、出力信号としてスピーカー２１へライン３２、３３を介して与える。ライン３０は、オペアンプ５０のプラス入力へ接続し、オペアンプ５０の出力はライン３２接続する。ライン３１、３３は、共通電位であるグランドに接続する。オペアンプ５０の出力は、抵抗４０を介して抵抗４１に接続され、グランドに接続される。抵抗４０と抵抗４１との接続点１０６から、オペアンプ５０のマイナス入力に帰還信号として接続する。帰還された電圧により、オペアンプ５０はプラス入力とマイナス入力が同じ値になる様に動作する。電圧駆動型増幅器２３は、非反転増幅回路によって実現され、この非反転増幅回路は、オペアンプ５０を有し、このオペアンプ５０は、音響信号源２０から音響信号が与えられる非反転入力端子と、反転入力端子と、スピーカー２１の一方の端子２１ａに接続される出力端子とを有するオペアンプ５０と、出力端子と反転入力端子との間に接続される負帰還抵抗４０と、反転入力端子と、スピーカー２１の他方の端子２１ｂおよび音響信号源２０の共通電位との間に接続される分圧抵抗４１とを有する。

【0051】

これにより、オペアンプ５０は下記の式１で動作する。ライン３０の電圧Ｖ３０とし、抵抗４０、４１の抵抗値Ｒ４０、Ｒ４１とし、ライン３２の電圧Ｖ３２とすると、式１が成り立つ。
Ｖ３０＝Ｒ４１÷（Ｒ４０＋Ｒ４１）×Ｖ３２ …（１）

【0052】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２１はオペアンプ５０から出力される信号により電気インピーダンスＺ３が変化する。しかしながら、この状態であっても、式１中にスピーカー２１の電気インピーダンスＺ３が無い為にオペアンプ５０へ影響は無い。この為、図１２の非反転増幅回路における電圧駆動型アンプ２３は入力周波数に関わらず出力電圧Ｖ３２の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ３が変化する為、消費電力Ｐ３は、（電圧Ｖ３２の２乗÷電気インピーダンスＺ３）となり、出力電力Ｐ３は図２の通りになる。

【0053】

図１３は、反転増幅回路における電圧駆動型アンプ２４の一例である。電圧駆動型アンプ２４には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電圧駆動型アンプ２４は、出力信号としてスピーカー２１へライン３２、３３を介して与える。但し、反転増幅であるので、スピーカー２１は図１２とは逆接続にする。ライン３０は抵抗４３を介してオペアンプ５１のマイナス入力へ接続し、オペアンプ５１の出力はライン３２に接続する。ライン３１、３３、オペアンプ５１のプラス入力は、共通電位のグランドに接続する。オペアンプ５１の出力は、抵抗４２を介しオペアンプ５１のマイナス入力に帰還信号として接続する。オペアンプ５１のプラス入力がグランドに接続されている為、オペアンプ５１はマイナス入力がグランドと同電位になる様に動作する。電圧駆動型増幅器２４は、反転増幅回路によって実現され、この反転増幅回路は、オペアンプ５１を有し、このオペアンプ５１は、非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子とを有する。入力抵抗４３は、音響信号源２０から音響信号を反転入力端子に与える。負帰還抵抗４２は、出力端子と反転入力端子との間に接続される。非反転入力端子とスピーカー２１の一方の端子２１ａと音響信号源２０の共通電位とが接続される。出力端子は、スピーカー２１の他方の端子２１ｂに接続される。

【0054】

これにより、オペアンプ５１は、ライン３０の電圧Ｖ３０とし、抵抗４２、４３の抵抗値Ｒ４２、Ｒ４３とし、ライン３２の電圧Ｖ３２とすると、式２で動作する。
Ｖ３０÷Ｒ４３＝−（Ｖ３２÷Ｒ４２） …（２）

【0055】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２１はオペアンプ５１から出力される信号により電気インピーダンスＺ４が変化する。しかしながら、この状態であっても、式２中にスピーカー２１の電気インピーダンスＺ４が無い為にオペアンプ５１へ影響は無い。この為、図１３の反転増幅回路における電圧駆動型アンプ２４は入力周波数に関わらず出力電圧の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ４が変化する為、消費電力は、（電圧Ｖ３２の２乗÷電気インピーダンスＺ４）となり、反転増幅の為に電圧の符号は逆転するが２乗するので、符号は打ち消され、出力電力は図２の通りになる。

【0056】

図１４は、無帰還回路における電圧駆動型アンプ２５の一例である。電圧駆動型アンプ２５の無帰還回路型電圧駆動型アンプユニット５２には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電圧駆動型アンプ２５の無帰還回路型電圧駆動型アンプユニット５２は、出力信号をスピーカー２１へライン３２、３３を介して与える。ライン３０は、アンプユニット５２の入力に接続し、アンプユニット５２の出力はライン３２に接続する。ライン３１、３３は、共通電位であるグランドに接続する。アンプユニット５２は内部回路で一部帰還部分が存在する場合もあるが、出力回路はトランジスタやＦＥＴ（電界効果トランジスタ）固有の増幅率やアンプユニット５２の電子回路により、入力された電圧に応じて増幅した出力電圧が得られる。

【0057】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２１はアンプユニット５２から出力される信号により電気インピーダンスが変化する。しかしながらアンプユニット５２は帰還が無い為、スピーカー２１の電気インピーダンスＺ５による影響は無い。この為、図１４の無帰還回路における電圧駆動型アンプ２５は入力周波数に関わらず出力電圧の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ５が変化する為、消費電力Ｐ５は、（電圧Ｖ３２の２乗÷電気インピーダンスＺ５）となり、出力電力Ｐ５は図２の通りになる。

【0058】

図１２、図１３、図１４において、本発明で使用される電圧駆動型アンプ２３、２４、２５の一例を示したが、この例にあげた回路以外であっても音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合に出力される信号がスピーカー２１の電気インピーダンスが変化に影響を受けず図２の様な出力電力になる全ての電圧駆動型アンプが使用可能である。

【0059】

図１〜１１の実施の各形態１〜５における電流駆動型アンプ２の具体的構成の各例は、図１５〜１７に参照符２６〜２８で示される。

【0060】

図１５は、非反転増幅回路における電流駆動型アンプ２６の一例である。電流駆動型アンプ２６には、入力信号として音響信号源２０にライン３０、３１を介して与える。電流駆動型アンプ２６は、出力信号をスピーカー２１へライン３４、３５を介して与える。ライン３０はオペアンプ５３のプラス入力へ接続し、オペアンプ５３の出力はライン３４に接続する。ライン３１は、共通電位であるグランドに接続する。オペアンプ５３の出力は、スピーカー２２を介し電流検知抵抗４４に接続され、グランドに接続する。スピーカー２２のライン３５と電流検知抵抗４４の接続点９６は、オペアンプ５３のマイナス入力に帰還信号として接続する。帰還された電圧により、オペアンプ５３はプラス入力とマイナス入力が同じになる様に動作する。電流駆動型増幅器２６は、オペアンプ５３を有し、このオペアンプ５３は、音響信号源２０から音響信号が与えられる非反転入力端子と、スピーカー２２の一方の端子２２ａに接続される出力端子とスピーカーの他方の端子２２ｂに接続される反転入力端子とを有する。電流検知抵抗４４は、反転入力端子およびスピーカー２２の他方の端子２２ｂの接続点９６と、音響信号源２０の共通電位との間に接続される。

【0061】

これにより、オペアンプ５３は、ライン３０の電圧Ｖ３０、電流検知抵抗４４の抵抗値Ｒ４４、スピーカー２２の電気インピーダンスＺ５、ライン３４の電圧Ｖ３４とすると、式３で動作する。
Ｖ３０＝Ｒ４４÷（Ｚ５＋Ｒ４４）×Ｖ３４ …（３）

【0062】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２２はオペアンプ５３から出力される信号により電気インピーダンスＺ６が変化する。電気インピーダンスＺ６が増加すれば、スピーカー２２に流れる電流Ｉ２２が減少し、同じく電流検知抵抗４４の電流Ｉ４４（＝Ｉ２２）が減少し、オペアンプ５３への帰還電圧Ｖ９６が、（電流Ｉ４４×抵抗値Ｒ４４）で減少する。これによりアンプ５３の出力電圧Ｖ３４が増加する。最終的には、スピーカー２２と電流検知抵抗４４間の電流が電気インピーダンス変化前と同じ値になるまでオペアンプ５３の出力電圧Ｖ３４が増加する。電気インピーダンスＺ６が減少した場合は逆になり、スピーカー２２と電流検知抵抗４４間の電流が電気インピーダンス変化前と同じ値になるまでオペアンプ５３の出力電圧Ｖ３４が減少する。この為、図１５の非反転増幅回路における電流駆動型アンプ２６では、入力周波数変化に応じ出力電圧Ｖ３４が変化する。しかしながら、電流検知抵抗４４の両端電圧Ｖ４４は変化しない為、入力周波数に関わらず出力電流Ｉ４４の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ６が変化する為、消費電力Ｐ６は、（電流Ｉ４４の２乗×電気インピーダンスＺ６）となり、出力電力Ｐ６は図３の通りになる。

【0063】

図１６は、反転増幅回路における電流駆動型アンプ２７の一例である。電流駆動型アンプ２７には、入力信号として音響信号源２０にライン３０、３１を介して与える。電流駆動型アンプ２７は、出力信号をスピーカー２２へライン３４、３５を介して与える。但し、反転増幅であるので、スピーカー２２は図１５とは逆接続にする。ライン３０は抵抗４６を介してオペアンプ５４のマイナス入力へ接続し、オペアンプ５４の出力はライン３４に接続する。ライン３１、オペアンプ５４のプラス入力は、共通電位であるグランドに接続する。オペアンプ５４の出力は、スピーカー２２、電流検知抵抗４５を介しグランドに接続する。スピーカー２２と電流検知抵抗４５との接続点９７を、負帰還抵抗４７を介してオペアンプ５４のマイナス入力に帰還信号を与えるために接続する。オペアンプ５４のプラス入力がグランドに接続されている為、オペアンプ５４はマイナス入力がグランドと同電位になる様に動作する。電流駆動型増幅器２７は、オペアンプ５４を有し、このオペアンプ５４は、音響信号源２０の共通電位に接続される非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子とを有する。入力抵抗４６は、音響信号源２０からの音響信号を反転入力端子に与える。負帰還抵抗４７は、反転入力端子とスピーカー２２の一方の端子２２ａとの間に接続される。電流検知抵抗４５は、音響信号源２０の共通電位とスピーカー２２の一方の端子２２ａとの間に接続される。出力端子は、スピーカーの他方の端子２２ｂに接続される。

【0064】

これにより、ライン３０の電圧Ｖ３０、抵抗４６の抵抗値Ｒ４６、抵抗４７の抵抗値Ｒ４７、ライン３４の電圧Ｖ３４、電流検知抵抗４５の抵抗値Ｒ４５、スピーカー２２の電気インピーダンスＺ７とすると、オペアンプ５４は式４で動作する。
Ｖ３０÷Ｒ４６＝−（Ｖ３４×（Ｒ４５÷（Ｚ７＋Ｒ４５）））÷Ｒ４７
…（４）

【0065】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２２はオペアンプ５４から出力される信号により電気インピーダンスＺ７が変化する。電気インピーダンスＺ７が増加すればスピーカー２２に流れる電流Ｉ２２が減少し、同じく電流検知抵抗４５の電流Ｉ４５（＝Ｉ２２）が減少し、オペアンプ５４への帰還電圧が（電流Ｉ４５×抵抗値Ｒ４５）で減少する。これによりオペアンプ５４の出力電圧Ｖ３４が増加する。最終的には、スピーカー２２と電流検知抵抗４５間の電流が電気インピーダンス変化前と同じ値になるまでオペアンプ５４の出力電圧が増加する。電気インピーダンスＺ７が減少した場合は逆になり、スピーカー２２と電流検知抵抗４５間の電流が電気インピーダンス変化前と同じ値になるまでオペアンプ５４の出力電圧Ｖ３４が減少する。この為、図１６の非反転増幅回路における電流駆動型アンプ２７では、入力周波数変化に応じ出力電圧Ｖ３４が変化する。しかしながら、電流検知抵抗４５の両端電圧Ｖ４５は変化しない為、入力周波数に関わらず出力電流の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ７が変化する為、消費電力Ｐ７は、（電流Ｉ４５の２乗×電気インピーダンスＺ７）となり、反転増幅の為に電流は符号が逆転するが２乗するので符号は打ち消され、出力電力Ｐ７は図３の通りになる。

【0066】

図１７は、無帰還回路における電流駆動型アンプ２８の一例である。電流駆動型アンプ２８の無帰還回路型電流駆動型アンプユニット５５には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電流駆動型アンプ２８の無帰還回路型電流駆動型アンプユニット５５は、出力信号をスピーカー２２へライン３４、３５を介して与える。ライン３０はアンプユニット５５の入力に接続し、アンプユニット５５の出力はライン３４に接続する。ライン３１、３５は、共通電位であるグランドに接続する。アンプユニット５５は内部回路で一部帰還部分が存在する場合もあるが、出力回路はトランジスタやＦＥＴ（電界効果トランジスタ）固有の増幅率やアンプユニット５５の電子回路により、入力された電圧に応じて増幅した出力電流が得られる。

【0067】

音響信号源２０の電圧変化が無い状態で周波数が変化した場合、スピーカー２２はアンプユニット５５から出力される信号により電気インピーダンスＺ８が変化する。しかしながらアンプユニット５５は帰還が無い為、スピーカー２２の電気インピーダンスＺ８による影響は無い。この為、図１７の無帰還回路における電流駆動型アンプ２８は入力周波数に関わらず出力電流Ｉ３４の変化は無い。又、電気インピーダンスＺ８が変化する為、消費電力Ｐ８は、（電流Ｉ３４の２乗×電気インピーダンスＺ８）となり、出力電力は図３の通りになる。

【0068】

本発明では、図１５〜１７で本発明で使用される電流駆動型アンプ２６〜２８の一例を示したが、この例にあげた回路以外であっても音響信号源２０の電流変化が無い状態で周波数が変化した場合に出力される信号がスピーカー２２の電気インピーダンスが変化に影響を受けず図３の様な出力電力になる全ての電流駆動型アンプが使用可能である。

【0069】

図１〜１１の実施の各形態１、２および参考例１〜３では、説明の為に主としてシングルコーンスピーカー２１、２２を使用したが、本発明は周波数に依存するインピーダンス変化がある全てのスピーカーで音質向上の効果がある。

【0070】

以下の図１８〜２６は、本発明が実施されるスピーカー装置１１、１３、１４の例をそれぞれ示す。

【0071】

図１８、１９はコアキシャルスピーカー装置１１の例である。図１８はコアキシャルスピーカー装置１１の正面図、図１９はコアキシャルスピーカー装置１１の簡略化した断面図である。コアキシャルスピーカー装置１１は、ウーハー６０と、ツイーター６１とを有し、コアキシャルスピーカーボックス１０７に装着される。図１８、１９のコアキシャルスピーカー装置１１は、ウーハー６０の中にツイーター６１が同軸で配置される構造を有する。

【0072】

図２０は、コアキシャルスピーカー装置１１ａ、１１ｂを２台用意して接続する場合の電気回路図である。各スピーカー装置１１ａ、１１ｂのウーハー６０とツイーター６１とには、数字の参照符に添え字ａ、ｂを付して個別的に示し、総括的には数字だけで示す。ウーハー６０とツイーター６１とは、音響信号の経路の中に電気的な回路であるウーハー６０のためのローパスフィルター６８、ツイーター６１のためのハイパスフィルター６９とによって、音響信号の低域と高域の各周波数帯域が分離されて、それぞれ駆動される。本発明に従えば、電気回路で分離してもウーハー６０、又は、ツイーター６１の片方、又は、両方が入力周波数に対して電気インピーダンスが変化するのであれば、図１８、１９で示されるコアキシャルスピーカー装置１１ａ、１１ｂを２台用意し、図２０の接続をすれば本発明は良い効果を達成する。図２０において、電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電圧駆動型アンプ１はその出力を、コアキシャルスピーカー装置１１ａのウーハー６０ａ、ツイーター６１ａにライン３２、３３からローパスフィルター６８ａ、ハイパスフィルター６９ａをそれぞれ介して与える。電流駆動型アンプ２はその出力を、コアキシャルスピーカー装置１１ｂのウーハー６０ｂ、ツイーター６１ｂにライン３４、３５からローパスフィルター６８ｂ、ハイパスフィルター６９ｂをそれぞれ介して与える。コアキシャルスピーカー装置１１のスピーカーボックス１０７には、対応するローパスフィルター６８、ハイパスフィルター６９を内蔵してもよい。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由し、コアキシャルスピーカー装置１１ａ、１１ｂが駆動され、音場でコアキシャルスピーカー装置１１ａ、１１ｂによって発生された音が合成され、特性が互いに補完する事で周波数特性が改善される。

【0073】

図２１、２２は、ダブルツイーター一体型スピーカー装置１３の例である。図２１はスピーカー装置１３の正面図、図２２はスピーカー装置１３の簡略化した断面図である。図２０、２１のダブルツイーター一体型スピーカー装置１３は、ウーハー６２の中にツイーター６３、６４が配置され、スピーカーボックス１０８に装着される構造を有する。

【0074】

図２３は、ダブルツイーター一体型スピーカー装置１３を接続する場合の電気回路図である。音響信号源２０からの同一の音響信号は、ライン３０、３１を介して、ハイパスフィルター６９を経由し、電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２に与えられる。電圧駆動型アンプ１の出力は、ライン３２、３３からダブルツイーター一体型スピーカー装置１３の一方のツイーター６３に、又、電流駆動型パワーアンプ２の出力は、ライン３４、３５から他方のツイーター６４にそれぞれ与えられる。ダブルツイーター一体型スピーカー装置１３のウーハー６２には、音響信号源２０にライン３０、３１からローパスフィルター６８を経由し、別途接続された全周波数帯域を電力増幅するウーハー用アンプ７０の出力が与えられて駆動される。ウーハー用アンプ７０は、たとえば電圧駆動型アンプ１または電流駆動型アンプ２であってもよい。

【0075】

ウーハー６２、ツイーター６３、６４は、電気的な回路でフィルター６８、６９によって、発生する周波数帯域を分離して駆動される。電気回路で分離してもツイーター６３、６４が入力周波数に対して電気インピーダンスが変化するのであれば、図２１、２２で示されるダブルツイーター一体型スピーカー装置１３の一方のツイーター６３に電圧駆動型アンプ１を、他方のツイーター６４に電流駆動型アンプ２を接続すれば、ウーハー６２はウーハー用アンプ７０による考慮が必要だが、ツイーター６３、６４に対して本発明は音質向上の効果がある。これにより、音響信号源２０から送られた音響信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由し、ダブルツイーター一体型スピーカー装置１３のツイーター６３、６４で発生された音圧が音場で合成され、特性が互いに補完する事で周波数特性が改善される。

【0076】

図２４、２５はツーウェイスピーカー装置１４の例である。図２４はスピーカー装置１４の正面図、図２５はスピーカー装置１４の簡略化した断面図である。スピーカーボックス６５に、ウーハー６６とツイーター６７とが取り付けられてツーウェイスピーカー装置１４が構成される。

【0077】

図２６は、ツーウェイスピーカー装置１４ａ、１４ｂを２台用意して接続する場合の電気回路図である。各ツーウェイスピーカー装置１４のウーハー６６とツイーター６７とには、数字の参照符に添え字ａ、ｂを付して個別的に示し、総括的には数字だけで示す。ウーハー６６とツイーター６７とは、音響信号の経路の中に電気的な回路であるローパスフィルター６８、ハイパスフィルター６９を設け。音響信号の周波数帯域を分離してそれぞれ駆動される。本発明に従えば、電気回路で分離してもウーハー６６、又は、ツイーター６７の片方、又は、両方が入力周波数に対して電気インピーダンスが変化するのであれば、図２４、２５で示される２台のスピーカー装置１４ａ、１４ｂを用意し、図２６の接続をすれば本発明は良い効果を達成する。図２６において、電圧駆動型アンプ１、電流駆動型アンプ２には、入力信号として音響信号源２０からライン３０、３１を介して与える。電圧駆動型アンプ１はその出力を、ライン３２、３３から、ツーウェイスピーカー装置１４ａのウーハー６６ａ、ツイーター６７ａにローパスフィルター６８ａ、ハイパスフィルター６９ａをそれぞれ介して与える。電流駆動型アンプ２はその出力を、ライン３４、３５から、ツーウェイスピーカー装置１４ｂのウーハー６６ｂ、ツイーター６７ｂにローパスフィルター６８ｂ、ハイパスフィルター６９ｂをそれぞれ介して与える。各ツーウェイスピーカー装置１４の各スピーカーボックス１０８には、対応するローパスフィルター６８、ハイパスフィルター６９が内蔵されてもよい。これにより、音響信号源２０から送られた信号は２台の特性の異なるアンプ１、２を経由し、ツーウェイスピーカー装置１４が駆動され、音場でツーウェイスピーカー装置１４によって発生された音が合成され、特性が互いに補完する事で周波数特性が改善される。ツーウェイスピーカー装置１４に代えて、全周波数帯域を３以上の複数の周波数帯域に分割して、たとえば、ウーハー、スコーカ―、ツイーターを、本発明に従ってそれぞれ駆動することもできる。

【0078】

実施の形態で説明した通り、本発明は使用するスピーカーが入力する周波数に対してインピーダンス変化があれば、スピーカーの種類に関わらず音質向上の効果がある。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、いわゆるオーディオ装置と呼ばれる据置き型のステレオ音響再生装置、いわゆるラジカセと呼ばれる録音再生機能を有するラジオ受信機、車載用カーステレオ装置、テレビジョン受信機、さらに記録媒体に記録された内容を再生する用途だけでなく声などの音響をマイクロホンなどから電気信号で拡大して音響化する拡声器などの広い用途にわたる音響を発生する装置に関連して実施できる。
本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）図１、８、９〜１１、２０、２３、２６に示されるように、
音響信号を発生する音響信号源２０と、
スピーカー６、２１、２２、６０〜６４、６６、６７であって、このスピーカーを駆動する駆動信号の周波数に依存する音響パワーまたは音圧が変化する特性を有する１または複数のスピーカーと、
音響信号が与えられる複数の動作特性の異なる増幅器１、２を備え、１または複数のスピーカーによる音場における音圧が予め定める周波数帯域にわたって、予め定める特性となるように、音響信号に対応する駆動信号を、少なくとも増幅器１、２を動作させてスピーカーに与える駆動手段１、２、３、４、１６、１７、６８、６９とを含むことを特徴とする音響発生装置。
動作特性の異なる増幅器であるアンプ１、２を少なくとも２台用いる事を特徴とするシステムである。動作特性の異なるアンプ１、２は、たとえば、電圧駆動型アンプ１と電流駆動型アンプ２である。電圧駆動型アンプ１と電流駆動型アンプ２の２種類のたとえば２台のアンプに対して同一音響信号を入力し、各アンプ１、２によって、各種のスピーカーを駆動できる。本発明の実施の一形態では、各種のスピーカーは、（１）音場における空気の音圧によって音響を合成するために、たとえば単一のボイスコイルをそれぞれ有する複数台のスピーカー（図１、２０、２３、２６）、もしくは、複数のボイスコイルのある１台のスピーカー、たとえばダブルボイスコイルのあるスピーカー、または３以上のボイスコイルの巻き数のあるスピーカー（図８）であり、または、（２）たとえばインピーダンスマッチング用などの働きを兼ねてもよいトランス９、１０などの合成回路１６、１７を介して合成した電気信号によって駆動される単一のボイスコイルを有する１台のスピーカー（図９〜１１）である。前記合成は、音圧、電気信号だけでなく、それら以外の各種の構成によっても達成でき、これらの合成によって、本発明の優れた効果が奏される。
こうして、各種のスピーカーを駆動する事で再生などの音響化される音響パワーまたは音圧の予め定める周波数帯域、たとえば全周波数帯域にわたって、たとえば周波数に依存して変化する音圧の特性、インピーダンスなどの特性を、希望する予め定めるとおりになるように変化または改善する。複数の各スピーカー（図１、２０、２３、２６）は、音響信号源２０からの共通な音響信号に対応して同一の極性となるように接続、構成され、たとえば、音響信号が正または負のとき、複数の各スピーカーの振動部材は変位駆動の前または後の同一方向に、それぞれ変位する。
スピーカーは、与えられる信号の周波数に依存してインピーダンスが変化する特性を有し、ボイスコイルを備えるスピーカーでもよいが、リボンスピーカー、コンデンサスピーカーなどでもよく、圧電素子、セラミック、クリスタルなどの素子を用いるスピーカーなどでもよい。
各種のスピーカーを使用することができ、複数のたとえば電圧駆動型、電流駆動型などのような動作特性が異なるアンプ１、２で駆動するので、１台のスピーカーを１台のアンプ１または２で個別的に駆動したときに生じる、音場で得られる周波数に依存して変化する希望する音圧の大小のレベルの特性、たとえば平坦な音圧の特性からのずれまたは悪化を、相殺、補完することができる。したがって、音響化しようとする予め定める周波数帯域、たとえば全周波数帯域にわたる音圧の特性を、希望する予め定めるとおりになるように変化または改善することが容易である。変化または改善する音圧の特性に代えて、インピーダンスなどの特性であってもよく、スピーカーの特性は、スピーカー単体であるスピーカーユニットの特性でもよいが、スピーカーユニットをボックッス１０７、１０８、６５（図１８、１９；２１、２２；２４、２５）に装着したスピーカ装置１１、１３、１４の特性でもよい。複数のスピーカーについて、本発明によれば、特性が同じである２個のスピーカーだけでなく、特性が似た少し違う２個のスピーカーなど、特性が多少違うスピーカーの組合せでも、本発明の優れた効果が達成される。音響パワーまたは音圧に代えて、人間の聴覚の音圧レベルなどであってもよい。
（２）図９〜１１に示されるように、
電圧または電流の振幅が変化する音響信号を発生する音響信号源２０と、
音響信号源２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅して出力する電圧駆動型増幅器１と、
音響信号源か２０から与えられる音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅して出力する電流駆動型増幅器２と、
電圧駆動型増幅器１と電流駆動型増幅器２とからの各出力を合成する合成回路１６、１７と、
合成回路１６、１７からの出力によって駆動され、その駆動信号の周波数に対応してインピーダンスが変化するスピーカー２１とを含むことを特徴とする音響発生装置。
合成回路１６、１７は、電圧駆動型増幅器１と電流駆動型増幅器２とからの各出力の信号を合成して、１台のスピーカー２１を駆動するので、構成の小形化を図ることができる。
（３）図９、１０に示されるように、
合成回路１６は、
（ａ）第１トランス９であって、
電圧駆動型増幅器１からの出力が与えられる第１の１次巻線８６と、
第１の１次巻線８６に電磁結合される第１の２次巻線８７とを有する第１トランス９と、
（ｂ）第２トランス１０であって、
電流駆動型増幅器２からの出力が与えられる第２の１次巻線８８と、
第２の１次巻線８８に電磁結合される第２の２次巻線８９とを有する第２トランス１０とを備え、
（ｃ）第１および第２の２次巻線８７、８９が同一極性で直列接続されてスピーカー２１に接続されることを特徴とする。
（４）図１１に示されるように、
合成回路１７は、トランスによって実現され、このトランスは、
電圧駆動型増幅器１からの出力が与えられる第１の１次巻線９２と、
電流駆動型増幅器２からの出力が与えられる第２の１次巻線９３と、
第１および第２の１次巻線９２、９３に同一極性で電磁結合され、スピーカー２１に接続される２次巻線９４とを有することを特徴とする。
合成回路１６、１７は、トランスによって実現され、インピーダンスのマッチング機能を併せて達成することもでき、１台のスピーカー２１を駆動するので、構成の小形化を図ることができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 電圧駆動型アンプ
２ 電流駆動型アンプ
３ トランス内蔵電圧駆動型アンプ
４ トランス内蔵電圧駆動型アンプ
６ ダブルボイスコイルスピーカー
９、１０ トランス
１１ コアキシャルスピーカー装置
１３ ダブルツイーター一体型スピーカー装置
１４ ツーウェイスピーカー装置
１６、１７ 合成回路
２０ 音響信号源
２１、２２ スピーカー
２３ 非反転増幅回路型電圧駆動型アンプ
２４ 反転増幅回路型電圧駆動型アンプ
２５ 無帰還回路型電圧駆動型アンプ
２６ 非反転増幅回路型電流駆動型アンプ
２７ 反転増幅回路型電流駆動型アンプ
２８ 無帰還回路型電流駆動型アンプ
４０、４１、４２、４３、４６、４７ 抵抗
４４、４５ 電流検知抵抗
５０、５１、５３、５４ オペアンプ
５２ 無帰還回路型電圧駆動型アンプユニット
５５ 無帰還回路型電流駆動型アンプユニット
６０、６２、６６ ウーハー
６１、６３、６４、６７ ツイーター
６５、１０７、１０８ スピーカーボックス
６８ ローパスフィルタ
６９ ハイパスフィルタ
７０ ウーハー用アンプ
７１、７２ ボイスコイル
８１ 振動部材
８２ 駆動部分
８３ ボビン
８４ 磁気回路

【要約】

【課題】
ボイスコイルを備えるスピーカー２１、２２による音質の向上を図る。
【解決手段】
音響信号源２０からの音響信号の振幅の変化に対応して電圧の振幅を増幅する電圧駆動型増幅器１によって、最低共振周波数ｆ０と高域周波数でのインピーダンスが上昇する特性を有する第１スピーカー２１を駆動し、前記音響信号の振幅の変化に対応して電流の振幅を増幅する電流駆動型増幅器２によって、第１スピーカー２１と特性が近似した第２スピーカー２２を駆動する。最低共振周波数ｆ０と高域周波数において、第１スピーカー２１の電圧駆動による音圧レベルの減少と、第２スピーカー２２の電流駆動による音圧レベルの増加とを相殺、補完し、音場における広い周波数帯域にわたって均一な音圧レベルを得て、音質を向上する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】