特許 6895178 スピーカ駆動装置、スピーカ装置およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6895178

(24)【登録日】2021年6月9日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】スピーカ駆動装置、スピーカ装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/04 20060101AFI20210621BHJP

【ＦＩ】

   H04R3/04

【請求項の数】17

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-512006(P2018-512006)

(86)(22)【出願日】2017年4月10日

(86)【国際出願番号】JP2017014686

(87)【国際公開番号】WO2017179538

(87)【国際公開日】20171019

【審査請求日】2020年4月6日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2016/067768

(32)【優先日】2016年6月15日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-79289(P2016-79289)

(32)【優先日】2016年4月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】506173569

【氏名又は名称】株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】安田 彰

(72)【発明者】

【氏名】岡村 淳一

(72)【発明者】

【氏名】岩村 宏

【審査官】 大野 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４８０５７４９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第４７７８００１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１２−２３１３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９６６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２６４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの少なくとも一つを第１パラメータとして設定する設定部と、
入力信号の周波数特性を、前記第１パラメータに基づいて変更する第１演算部と、
前記第１演算部において周波数特性が変更された入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、
前記駆動信号は、前記第１演算部によって周波数特性が変更された入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されることを特徴とするスピーカ駆動装置。

【請求項2】

指定された第１パラメータに対応した第１スピーカユニットの振動板の位置に関連した情報を、入力信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第１演算信号を出力する第１演算部と、
前記第１演算信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部は、指定された第２パラメータに対応した第２スピーカユニットの振動板の位置に関連した情報を、前記駆動信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第２演算信号を出力する第２演算部を備え、
前記駆動信号生成部は、前記第１演算信号と前記第２演算信号とに基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とするスピーカ駆動装置。

【請求項3】

入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、
前記駆動信号は、前記入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成され、
前記第２演算部に設定される前記第２パラメータを指定するためのインターフェイスを提供する第２ＵＩ提供部をさらに備え、
前記第２ＵＩ提供部は、前記第２演算部における処理を補正するための補正情報を指定するためのインターフェイスをさらに提供し、
前記第２演算部は、前記第２パラメータを前記補正情報に基づいて補正することを特徴とするスピーカ駆動装置。

【請求項4】

前記第２演算部に設定される前記第２パラメータを指定するためのインターフェイスを提供する第２ＵＩ提供部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ駆動装置。

【請求項5】

前記第２ＵＩ提供部は、前記第２演算部における処理を補正するための補正情報を指定するためのインターフェイスをさらに提供し、
前記第２演算部は、前記第２パラメータを前記補正情報に基づいて補正することを特徴とする請求項４に記載のスピーカ駆動装置。

【請求項6】

前記スピーカユニットから当該スピーカユニットに関連する情報を取得して、当該情報に基づいて前記第２パラメータを指定する指定部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ駆動装置。

【請求項7】

前記第２スピーカユニットを特定するための情報と前記駆動信号とを対応付けて記憶装置に記録する信号記録部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスピーカ駆動装置。

【請求項8】

前記信号記録部は、第１スピーカユニットを特定するための情報を前記駆動信号に対応付けて記憶装置に記録することを特徴とする請求項７に記載のスピーカ駆動装置。

【請求項9】

前記第１演算部における演算処理と前記第２演算部における演算処理とは、演算処理に用いるモデルが同じであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ駆動装置。

【請求項10】

前記第１演算部に設定される前記第１パラメータを指定するためのインターフェイスを提供する第１ＵＩ提供部をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ駆動装置。

【請求項11】

前記駆動信号生成部は、生成する前記駆動信号のダイナミックレンジの調整を行って、当該駆動信号を前記スピーカユニットに出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のスピーカ駆動装置。

【請求項12】

ネットワークを介して前記駆動信号を送信する出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のスピーカ駆動装置。

【請求項13】

請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のスピーカ駆動装置と、
前記スピーカ駆動装置から出力される前記駆動信号によって駆動されるスピーカユニットと、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項14】

請求項１２に記載のスピーカ駆動装置から、前記ネットワークを介して前記駆動信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記駆動信号によって駆動されるスピーカユニットと、
を備えることを特徴とするスピーカ装置。

【請求項15】

第１スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの少なくとも一つを第１パラメータとして設定する設定部と、
入力信号の周波数特性を、前記第１パラメータに基づいて変更する第１演算部と、
前記第１演算部において周波数特性が変更された入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、
前記駆動信号は、前記第１演算部によって周波数特性が変更された入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されるように、コンピュータを機能させるためのプログラム。

【請求項16】

指定された第１パラメータに対応した第１スピーカユニットの振動板の位置に関連する情報を、入力信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第１演算信号を出力する第１演算部と、
前記第１演算信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部は、指定された第２パラメータに対応した第２スピーカユニットの振動板の位置に関連する情報を、前記駆動信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第２演算信号を出力する第２演算部を備え、
前記駆動信号生成部は、前記第１演算信号と前記第２演算信号とに基づいて、前記駆動信号を生成するように、コンピュータを機能させるためのプログラム。

【請求項17】

入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、
前記第２演算部に設定される前記第２パラメータを指定するためのインターフェイスおよび前記第２演算部における処理を補正するための補正情報を指定するためのインターフェイスを提供する第２ＵＩ提供部をさらに備え、
前記第２演算部は、前記第２パラメータを前記補正情報に基づいて補正し、
前記駆動信号は、前記入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されるように、コンピュータを機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スピーカを駆動する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

スピーカから出力される音に対して音響効果を付加する技術は様々である。音響効果としては、例えば、入力されたオーディオ信号に対して周波数特性を付与することが挙げられる。周波数特性を付与されたオーディオ信号がスピーカに供給されると、その周波数特性が付与された音がスピーカから出力される。そのため、付与する周波数特性を変化させることで、様々に音の特性を変化させることができる。このような音響効果を付与するためのイコライザ装置が、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−５０８７５号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された技術によれば、インパルス応答を畳み込むことによる音響効果の付与も行われている。このようなインパルス応答を畳み込む技術を用いると、スピーカから出力される音の特性は、様々に変化させることができる。一方、このような技術によっても、目的とする音の特性を実現できない場合も多い。例えば、スピーカから出力される音を、そのスピーカとは別のスピーカを用いて出力した音に擬似的に近づける場合に、オーディオ信号に対して付与する周波数特性を調整するだけでは、十分な結果を得ることが難しかった。

【0005】

本発明の目的の一つは、所定のスピーカから出力される音を、別のスピーカから出力された音に近づけるための駆動信号を生成することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によると、第１スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの少なくとも一つを第１パラメータとして設定する設定部と、入力信号の周波数特性を、前記第１パラメータに基づいて変更する第１演算部と、前記第１演算部において周波数特性が変更された入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備えることを特徴とするスピーカ駆動装置が提供される。

【0007】

前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、前記駆動信号は、前記第１演算部によって周波数特性が変更された入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されてもよい。

【0008】

本発明の一実施形態によると、指定された第１パラメータに対応した第１スピーカユニットの振動板の位置に関連した情報を、入力信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第１演算信号を出力する第１演算部と、前記第１演算信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記駆動信号生成部は、指定された第２パラメータに対応した第２スピーカユニットの振動板の位置に関連した情報を、前記駆動信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第２演算信号を出力する第２演算部を備え、前記駆動信号生成部は、前記第１演算信号と前記第２演算信号とに基づいて、前記駆動信号を生成してもよい。

【0009】

本発明の一実施形態によると、入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、前記駆動信号は、前記入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されることを特報とするスピーカ駆動装置が提供される。

【0010】

前記第２演算部に設定される前記第２パラメータを指定するためのインターフェイスを提供する第２ＵＩ提供部をさらに備えてもよい。

【0011】

前記第２ＵＩ提供部は、前記第２演算部における処理を補正するための補正情報を指定するためのインターフェイスをさらに提供し、前記第２演算部は、前記第２パラメータを前記補正情報に基づいて補正してもよい。

【0012】

前記スピーカユニットから当該スピーカユニットに関連する情報を取得して、当該情報に基づいて前記第２パラメータを指定する指定部をさらに備えてもよい。

【0013】

前記第２スピーカユニットを特定するための情報と前記駆動信号とを対応付けて記憶装置に記録する信号記録部をさらに備えてもよい。

【0014】

前記信号記録部は、第１スピーカユニットを特定するための情報を前記駆動信号に対応付けて記憶装置に記録してもよい。

【0015】

前記第１演算部における演算処理と前記第２演算部における演算処理とは、演算処理に用いるモデルが同じであってもよい。

【0016】

前記第１演算部に設定される前記第１パラメータを指定するためのインターフェイスを提供する第１ＵＩ提供部をさらに備えてもよい。

【0017】

前記駆動信号生成部は、生成する前記駆動信号のダイナミックレンジの調整を行って、当該駆動信号を前記スピーカユニットに出力する出力部を備えてもよい。

【0018】

ネットワークを介して前記駆動信号を送信する出力部をさらに備えてもよい。

【0019】

また、本発明の一実施形態によると、上記記載のスピーカ駆動装置と、前記スピーカ駆動装置から出力される前記駆動信号によって駆動されるスピーカユニットと、を備えることを特徴とするスピーカ装置が提供される。

【0020】

また、本発明の一実施形態によると、上記記載のスピーカ駆動装置から、前記ネットワークを介して前記駆動信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記駆動信号によって駆動されるスピーカユニットと、を備えることを特徴とするスピーカ装置が提供される。

【0021】

また、本発明の一実施形態によると、上記記載のスピーカ駆動装置と、前記駆動信号によって駆動されるスピーカユニットと、前記スピーカユニットの振動板の位置に関連する情報を検出する検出部と、を備え、前記駆動信号生成部は、さらに前記検出部によって検出された情報とに基づいて、前記駆動信号を生成することを特徴とするスピーカ装置が提供される。

【0022】

また、本発明の一実施形態によると、第１スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの少なくとも一つを第１パラメータとして設定する設定部と、入力信号の周波数特性を、前記第１パラメータに基づいて変更する第１演算部と、前記第１演算部において周波数特性が変更された入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

【0023】

前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、前記駆動信号は、前記第１演算部によって周波数特性が変更された入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されてもよい。

【0024】

また、本発明の一実施形態によると、指定された第１パラメータに対応した第１スピーカユニットの振動板の位置に関連する情報を、入力信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第１演算信号を出力する第１演算部と、前記第１演算信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記駆動信号生成部は、指定された第２パラメータに対応した第２スピーカユニットの振動板の位置に関連する情報を、前記駆動信号を用いた演算によって算出し、当該算出した情報に応じた第２演算信号を出力する第２演算部を備え、前記駆動信号生成部は、前記第１演算信号と前記第２演算信号とに基づいて、前記駆動信号を生成するように、コンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

【0025】

また、本発明の一実施形態によると、入力信号に基づいて、スピーカユニットを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、前記駆動信号生成部は、前記駆動信号の周波数特性を、第２スピーカユニットに対応する第２パラメータに基づいて変更する第２演算部を備え、前記駆動信号は、前記入力信号と前記第２演算部によって周波数特性が変更された駆動信号とに基づいて生成されるように、コンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一実施形態によれば、所定のスピーカから出力される音を、別のスピーカから出力された音に近づけるための駆動信号を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。

【図2】第２実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。

【図3】第２実施形態におけるテンプレートテーブルを説明する図である。

【図4】第２実施形態におけるユーザインターフェイスを説明する図である。

【図5】第３実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。

【図6】第４実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。

【図7】第５実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。

【図8】第６実施形態におけるスピーカ駆動装置の機能を示すブロック図である。

【図9】第７実施形態におけるタブレット型コンピュータを示す外観図である。

【図10】スピーカユニットの等価回路（Ｌｕｍｐｅｄ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ）を規定するパラメータの具体例を説明する図である。

【図11】Ｒｍｓ（機械抵抗）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。

【図12】Ｋｍｓ（スティフネス）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。

【図13】Ｍｍｓ（質量）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。

【図14】密閉型のエンクロージャ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｂｏｘ）に配置されたスピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの具体例を説明する図である。

【図15】バスレフ型のエンクロージャ（Ｖｅｎｔｅｄ Ｂｏｘ）に配置されたスピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの具体例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の一実施形態におけるスピーカ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す複数の実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。すなわち、以下に説明する複数の実施形態に公知の技術を適用して変形をして、様々な態様で実施をすることが可能である。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0029】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。スピーカ装置１は、スピーカ駆動装置１０およびスピーカユニット８０を備える。スピーカ駆動装置１０は、オーディオ信号Ｓｉｎが入力され、スピーカユニット８０を駆動するための駆動信号Ｓｄに変換して出力する。スピーカユニット８０は、スピーカ駆動装置１０から供給される駆動信号Ｓｄに応じた音を出力する。スピーカ装置１においては、スピーカユニット８０の特性に応じた音を出力することも可能であるが、スピーカユニット８０の特性とは異なる特性を有するスピーカユニット（以下、目標スピーカユニットという場合がある）を擬似的に再現した音を出力することも可能である。以下、スピーカ装置１の構成、特に、スピーカ駆動装置１０の構成について、詳細に説明する。

【0030】

図１に示すように、スピーカ駆動装置１０は、取得部１１０、第１演算部１３０および駆動信号生成部１５０を備える。この例では、駆動信号生成部１５０は、信号制御部１５１、第２演算部１５３および出力部１５５を備える。取得部１１０は、スピーカ駆動装置１０の外部から供給されるオーディオ信号Ｓｉｎを入力信号として取得する。この例では、取得部１１０は、オーディオ信号Ｓｉｎを供給する装置が接続される端子である。なお、取得部１１０は、ネットワークを介してサーバ等の外部装置からオーディオ信号Ｓｉｎを受信することによって取得してもよい。

【0031】

第１演算部１３０は、取得部１１０によって取得されたオーディオ信号Ｓｉｎを用いて、スピーカユニットの電気−機械モデルによる演算を行い、演算結果を示す第１演算信号Ｓｃ１を出力する。このスピーカユニットは、上述したスピーカユニット８０ではなく、目標スピーカユニット（第１スピーカユニット）である。第１演算部１３０が行う演算は、目標スピーカユニットの構造を特定するパラメータを用いて、オーディオ信号Ｓｉｎを入力信号とした目標スピーカユニットの動作（内部状態）を演算する。目標スピーカユニットの動作としては、この例では、振動板の位置の時間変化である。そのため、この例では、第１演算信号Ｓｃ１は、目標スピーカユニットの振動板の位置に対応する。これによって、オーディオ信号Ｓｉｎに目標スピーカユニットに応じた周波数特性が付与される。なお、このパラメータは、構造を直接特定する値でなくてもよく、スピーカユニットの構造に応じて得られる特性を示すパラメータであってもよい。以下、第１演算部１３０で用いられるパラメータ、すなわち、目標スピーカユニットの構造を特定するパラメータを第１パラメータという。

【0032】

第１パラメータは、例えば、目標スピーカユニット（またはそれを構成する各構造物）の等価回路を規定するパラメータの少なくとも一つであり、例えば、質量、ダンパのバネ定数、磁束密度、インダクタンス、スティフネス、機械抵抗等の機械定数である。スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの例は、後述する。第１パラメータは、これらのパラメータを組み合わせて算出可能なダンピングファクタ、共振周波数等であってもよい。なお、第１パラメータは、タイムドメイン（時間領域）での特性、またはこれを制御する値等であってもよい。また、第１パラメータは、目標スピーカユニットの振動板の位置（または速度）を演算するための値、振動板の位置の最大値、振動板のインパルス応答特性、振動板のステップ応答特性、振動板の位置のインパルス応答特性、振動板の位置のステップ応答特性等、また、上記の振動板に関連する各特性ではなく、再生音圧の各特性であってもよい。いずれにしても、単純な周波数ドメイン上のパラメータ（中心周波数・Ｑ・カットオフ・ゲイン）ではなく、演算によって目標スピーカユニットの振動板の位置に影響を与えるパラメータであればよい。

【0033】

第１演算信号Ｓｃ１は、目標スピーカユニットの振動板の位置に対応していたが、この位置に関連した情報に応じた値であればよい。例えば、位置に関連した情報としては、例えば、振動板の速度、電流等であってもよい。第１演算部１３０における演算は、目標スピーカユニットの電気−機械モデルを用いていたが、さらに音響（放射特性）モデルを用いてもよいし、空間伝搬モデルを用いてもよい。この場合には、第１演算信号Ｓｃ１は、目標スピーカユニットの振動板の位置を示すものではなく、所定位置で空気の振動を示すものなどであってもよい。この場合であっても、振動板の位置に関連した演算結果といえる。演算に用いるモデルには、線形特性のみではなく、非線形特性に関する演算が含まれていてもよい。

【0034】

上記の演算に用いるモデルの具体的な内容としては、公知の演算方法であれば、どのような方法も適用できる。公知の演算方法としては、以下の文献に例示される。
Karsten Oyen, "Compensation of Loudspeaker Nonlinearities -DSP implementation", [online], Master of Science in Electronics, Norwegian University of Science and Technology Department of Electronics and Telecommunications, August 2007, p.21-27, [平成２８年４月１１日検索]、インターネット〈URL:http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:347578/FULLTEXT01.pdf〉

【0035】

続いて、駆動信号生成部１５０に含まれる信号制御部１５１、第２演算部１５３および出力部１５５を説明する。信号制御部１５１は、第１演算信号Ｓｃ１および第２演算信号Ｓｃ２が入力され、駆動信号Ｓａを第２演算部１５３および出力部１５５に出力する。駆動信号Ｓａは、第１演算信号Ｓｃ１と第２演算信号Ｓｃ２とが一致するように生成されて出力される。第２演算信号Ｓｃ２は、駆動信号Ｓａに基づいて第２演算部１５３において生成される信号である。第２演算信号Ｓｃ２については、後述する。

【0036】

出力部１５５は、取得した駆動信号Ｓａをスピーカユニット８０に駆動信号Ｓｄとして出力する。この例では、出力部１５５は、スピーカユニット８０を接続される端子である。また、駆動信号Ｓａと駆動信号Ｓｄとは同じ信号である。なお、出力部１５５は、ネットワークを介して外部装置に対して駆動信号Ｓｄを送信してもよい。また、駆動信号Ｓａと駆動信号Ｓｄとは同じ信号でなくてもよい。例えば、出力部１５５は、駆動信号Ｓａのダイナミックレンジを調整して、駆動信号Ｓｄとして出力してもよい。また、駆動信号Ｓｄは、駆動信号Ｓａを増幅した信号でもよい。上記のように得られた駆動信号Ｓａは、演算の内容によっては、オーディオ信号Ｓｉｎに比べて出力レベルが大きくなる場合がある。このような場合には、駆動信号Ｓｄは、駆動信号Ｓａのダイナミックレンジを圧縮した信号にすればよい。

【0037】

第２演算部１５３は、信号制御部１５１から出力された駆動信号Ｓａを入力信号として用いて、スピーカユニットの電気−機械モデルによる演算を行い、演算結果を示す第２演算信号Ｓｃ２を出力する。このスピーカユニットについては、以下、駆動スピーカユニット（第２スピーカユニット）という。第２演算部１５３が行う演算は、駆動スピーカユニットの構造を特定するパラメータを用いて、駆動信号Ｓａを入力信号とした駆動スピーカユニットの動作を演算する。駆動スピーカユニットの動作としては、この例では、振動板の位置の時間変化である。そのため、この例では、第２演算信号Ｓｃ２は、駆動スピーカユニットの振動板の位置に対応する。これによって、駆動信号Ｓａに駆動スピーカユニットに応じた周波数特性が付与される。第１演算信号Ｓｃ１と第２演算信号Ｓｃ２とは、基本的には、同じ物理量の時間変化を示している。なお、このパラメータは、第１演算部１３０のときと同様に、構造を直接特定する値でなくてもよく、スピーカユニットの構造に応じて得られる特性を示すパラメータであってもよい。以下、第２演算部１５３で用いられるパラメータ、すなわち、駆動スピーカユニットの構造を特定するパラメータを第２パラメータという。

【0038】

駆動スピーカユニットは、上述したスピーカユニット８０を想定したものである。したがって、第２パラメータは、スピーカユニット８０に関する値である。後述するように、このような設定にすることにより、スピーカユニット８０から出力される音を、さらに目標スピーカユニットの音に近づけることができる。なお、目標スピーカユニットの音とは変わってくるものの様々な意図しない音響効果を付与することを狙って、駆動スピーカユニットをスピーカユニット８０以外のスピーカユニットとして、第２パラメータが設定されてもよい。

【0039】

第２パラメータは、上述した第１パラメータと同様の内容で例示されるため説明を省略する。また、第２演算部１５３における演算についても、第１演算部１３０と同様なモデルを用いて演算すればよい。すなわち、第１演算部１３０における演算処理と第２演算部１５３における演算処理とは、演算処理に用いるモデルが同じである。なお、これらの演算処理が同じモデルを用いなくてもよいが、この場合であっても、信号制御部１５１における比較を容易とするため、第２演算信号Ｓｃ２は、第１演算信号Ｓｃ１と同じ物理量の時間変化を示す信号であることが望ましい。すなわち、第２演算信号Ｓｃ２についても、第１演算信号Ｓｃ１と同様に、振動板の位置に限らず、振動板の位置に関連する情報に応じた値であってもよい。

【0040】

信号制御部１５１は、第１演算信号Ｓｃ１と第２演算信号Ｓｃ２とが一致するように、駆動信号Ｓａを出力する。これは、駆動信号Ｓａの生成には、一般的なフィードバック制御（ＰＩＤ制御、最適制御、適用制御等）の技術を用いてもよいし、デジタル電源の制御と同様の技術を用いてもよい。フィードバック制御のときに設定されるフィードバックゲインは、第２演算部１５３に設定される第２パラメータが変更されると、その第２パラメータの値に応じて更新されてもよい。このとき、フィードバックゲインは、設定される第２パラメータに応じて予め決定された値が設定されてもよいし、設定された第２パラメータに応じて自動的に適切な値を算出する構成によって得られた値が設定されてもよい。これによって、駆動スピーカユニットに対応した第２演算信号Ｓｃ２が、目標スピーカユニットに対応した第１演算信号Ｓｃ１に一致するように、駆動信号Ｓａを出力する。

【0041】

この駆動信号Ｓａが実際の駆動スピーカユニットに供給されると、目標スピーカユニットをオーディオ信号Ｓｉｎによって駆動したときと同様な動作で駆動スピーカユニットを駆動させることができる。そのため、駆動スピーカユニットをスピーカユニット８０の第２パラメータで指定した場合には、目標スピーカユニットを用いてオーディオ信号Ｓｉｎを出力した場合の音が、スピーカユニット８０から出力される音において再現されることになる。

【0042】

なお、上述したように、駆動スピーカユニットをスピーカユニット８０以外の構造に応じた第２パラメータで指定した場合には、目標スピーカユニットを用いてオーディオ信号Ｓｉｎを出力した場合の音にさらなる音響効果（第２パラメータに応じた効果）が付与されたような音を、スピーカユニット８０から出力することもできる。

【0043】

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１パラメータおよび第２パラメータの設定を変更できるスピーカ装置１Ａについて説明する。なお、ここでは、第１パラメータおよび第２パラメータの双方の設定が可能な例を説明する。一方、いずれか一方のパラメータについては、予め設定された値から変更できない構成としてもよい。

【0044】

図２は、第２実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。図２に示すスピーカ装置１Ａは、スピーカ駆動装置１０、操作部６０、表示部７０およびスピーカユニット８０を備える。操作部６０は、タッチセンサ、キーボード、マウスなどのユーザの入力操作を受け付ける装置であり、入力された操作に応じた操作信号をスピーカ駆動装置１０に出力する。表示部７０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であり、スピーカ駆動装置１０の制御に基づいた画面が表示される。なお、操作部６０と表示部７０とは一体としてタッチパネルを構成してもよい。

【0045】

スピーカ駆動装置１０Ａは、取得部１１０、第１演算部１３０Ａ、駆動信号生成部１５０Ａ、設定部１７０を備える。取得部１１０は、第１実施形態と同様の構成であるため説明を省略する。この例では、第１演算部１３０Ａに設定される第１パラメータは、設定部１７０によって変更して設定することができる。また、駆動信号生成部１５０Ａにおける第２演算部１５３Ａに設定される第２パラメータについても、設定部１７０によって変更して設定することができる。第１演算部１３０Ａおよび第２演算部１５３Ａについては、パラメータの値を変更して設定可能な点以外は、第１実施形態と同様であるため、詳細の説明を省略する。

【0046】

設定部１７０は、パラメータ記憶部１７１、第１ＵＩ提供部１７３、第２ＵＩ提供部１７５および設定変更部１７７を備える。パラメータ記憶部１７１は、テンプレートテーブルを記憶している。

【0047】

図３は、第２実施形態におけるテンプレートテーブルを説明する図である。テンプレートテーブルは、第１演算部１３０Ａにおいて用いられる第１パラメータの組み合わせ、第２演算部１５３Ａにおいて用いられる第２パラメータの組み合わせを規定している。図３に示す例では、テンプレート「ＡＡＡ」は、パラメータＡが「ａ１」、パラメータＢが「ｂ１」、・・・という組み合わせを規定している。「ＡＡＡ」は、例えば、スピーカユニットの型番などに対応する情報とする。そして、テンプレート「ＡＡＡ」が規定するパラメータの組み合わせは、その型番のスピーカユニットに対応する各パラメータの値である。この例では、パラメータＡ、Ｂ、・・・は、目標スピーカユニットのパラメータとして第１演算部１３０Ａに設定される場合には第１パラメータとなり、駆動スピーカユニットのパラメータとして第２演算部１５３Ａに設定される場合には第２パラメータとなる。

【0048】

図２に戻って説明を続ける。第１ＵＩ提供部１７３は、第１演算部１３０Ａに設定される第１パラメータを指定するためのユーザインターフェイスを提供する。第２ＵＩ提供部１７５は、第２演算部１５３Ａに設定される第２パラメータを指定するためのユーザインターフェイスを提供する。このユーザインターフェイスは、表示部７０の表示および操作部６０からの入力操作の受付によって実現される。

【0049】

図４は、第２実施形態におけるユーザインターフェイスを説明する図である。図４に示すように、表示部７０において、第１ＵＩ提供部１７３によって提供される第１ユーザインターフェイスＤ１および第２ＵＩ提供部１７５によって提供される第２ユーザインターフェイスＤ２が表示される。第１ユーザインターフェイスＤ１は、目標スピーカユニットに関するパラメータ（第１パラメータ）を指定するための領域である。第２ユーザインターフェイスＤ２は、駆動スピーカユニットに関するパラメータ（第２パラメータ）を指定するための領域である。これらのパラメータは、例えば、入力ボックスＢＮ、スライダＳＬ、またはダイヤルＤＡを用いて数値を入力することによって指定される。また、選択ボックスＳＢは、テンプレートテーブルに規定されたテンプレートを選択することができるインターフェイスである。選択ボックスＳＢを用いてテンプレートを選択すると、このテンプレートに対応するパラメータがテンプレートテーブルから読み出されて自動的に入力される。読み出された値を修正することもできる。テンプレートに対応するパラメータを読み出す前に、推奨値等の予め決められた値が事前に入力されていてもよい。

【0050】

なお、ユーザインターフェイスにおいて、スピーカユニットの劣化を想定した情報を入力できるようにしてもよい。例えば、スピーカユニットの使用期間（例えば、年単位）を入力することにより、設定されるパラメータを修正して演算処理を補正する。例えば、使用期間が長いほどダンパが硬くなる、といった現象を再現するように、演算処理が補正されるようにすればよい。使用期間に限らず、気圧、湿度など、パラメータ変更して演算処理を補正するための補正情報を入力できるユーザインターフェイスが提示されるようにしてもよい。

【0051】

セーブボタンＢＳは、各パラメータに対応して入力された値を、テンプレートと同様にパラメータの組み合わせとしてメモリに記憶させるためのインターフェイスである。ロードボタンＢＬは、メモリに記憶されたパラメータを読み出して、第１ユーザインターフェイスＤ１および第２ユーザインターフェイスＤ２の各パラメータに対応して入力する。

【0052】

設定変更部１７７は、セットボタンＢＴが操作されると、第１ユーザインターフェイスＤ１において入力された値に基づいて、第１パラメータを第１演算部１３０Ａに設定し、第２ユーザインターフェイスＤ２において入力された値に基づいて、第２パラメータを第２演算部１５３Ａに設定する。

【0053】

図４に示すユーザインターフェイスを用いて、第１演算部１３０Ａおよび第２演算部１５３Ａに設定するパラメータを様々に変更することにより、スピーカユニット８０から出力する音の特性を様々に変更することができる。例えば、第１演算部１３０Ａに設定されるパラメータの値を変更することによって、目標スピーカユニットを変更することができる。また、スピーカユニット８０を別のスピーカユニットＸにつなぎ替えた場合、第２演算部１５３Ａに設定されたパラメータを、スピーカユニットＸに対応したパラメータに変更することができる。

【0054】

＜第３実施形態＞
第３実施形態においては、スピーカユニット８０の動作を測定して第２演算信号Ｓｃ２を生成するスピーカ装置１Ｂについて説明する。

【0055】

図５は、第３実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。スピーカ装置１Ｂは、スピーカ駆動装置１０Ｂ、スピーカユニット８０およびセンサ５８を備える。センサ５８は、スピーカユニット８０の振動板の位置に関連した情報を検出して、検出した情報に応じた検出信号を出力する検出部である。振動板の位置に関連した情報とは、この例では振動板の位置とするが、振動板の速度、または振動板の加速度であってもよい。スピーカ駆動装置１０Ｂは、取得部１１０、第１演算部１３０および駆動信号生成部１５０Ｂを備える。取得部１１０および第１演算部１３０については、第１実施形態と同様な構成であるため、その説明を省略する。

【0056】

駆動信号生成部１５０Ｂは、信号制御部１５１、出力部１５５および測定部１５８を備える。信号制御部１５１および出力部１５５については、第１実施形態と同様な構成であるため、その説明を省略する。測定部１５８は、センサ５８からの検出信号に基づいてスピーカユニット８０の振動板の位置を測定する。測定部１５８は、測定した振動板の位置に対応する第２演算信号Ｓｃ２を生成して、信号制御部１５１に出力する。信号制御部１５１は、第１演算信号Ｓｃ１と第２演算信号Ｓｃ２とが一致するように駆動信号Ｓａを出力する。

【0057】

第１実施形態では、駆動スピーカユニットの振動板の位置を、第２パラメータを用いた演算処理によって得ていたが、第３実施形態ではスピーカユニット８０の振動板の位置を測定することによって得ている。この方法によっても、目標スピーカユニットを用いてオーディオ信号Ｓｉｎを出力した場合の音が、スピーカユニット８０から出力される音において再現されることになる。

【0058】

＜第４実施形態＞
第４実施形態においては、第２演算部１５３に設定された第２パラメータを、接続されたスピーカユニット８０に応じて自動的に変更するスピーカ装置１Ｃについて説明する。

【0059】

図６は、第４実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。スピーカ装置１Ｃは、スピーカ駆動装置１０Ｃ、操作部６０、表示部７０およびスピーカユニット８０Ｃを備える。スピーカユニット８０Ｃは、スピーカユニット８０Ｃに関連する情報として、例えば、型番等を識別するための識別情報を記録したメモリ８５を備える。スピーカ駆動装置１０Ｃは、取得部１１０、第１演算部１３０Ａ、駆動信号生成部１５０Ａおよび設定部１７０Ｃを備える。取得部１１０、第１演算部１３０Ａおよび駆動信号生成部１５０Ａについては、第２実施形態で説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。

【0060】

設定部１７０Ｃは、パラメータ記憶部１７１、第１ＵＩ提供部１７３、設定変更部１７７および指定部１７９を備える。パラメータ記憶部１７１、第１ＵＩ提供部１７３および設定変更部１７７については、第２実施形態で説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。指定部１７９は、接続されたスピーカユニット８０Ｃにおけるメモリ８５から識別情報を取得し、この識別情報に基づいて第２パラメータの値を指定する。指定部１７９は、識別情報を、ケーブル等の有線接続によって取得してもよいし、無線通信によって取得してもよいし、二次元コード等の画像を撮影することによって取得してもよい。また、識別情報が第２パラメータの値を示す情報であってもよい。

【0061】

指定部１７９によって第２パラメータの値が指定されると、設定変更部１７７は、第２演算部１５３Ａにおける第２パラメータを、指定部１７９によって指定された値に変更する。このようにすることによって、ユーザがパラメータの値を個別に入力しなくても、第２演算部１５３Ａへの第２パラメータの設定が可能となる。

【0062】

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、駆動信号Ｓａを記憶装置に記録することができスピーカ装置１Ｄについて説明する。

【0063】

図７は、第５実施形態におけるスピーカ装置の機能を示すブロック図である。スピーカ装置１Ｄは、スピーカ駆動装置１０Ｄ、操作部６０、表示部７０およびスピーカユニット８０を備える。また、スピーカ駆動装置１０Ｄに対して、記憶装置５０が接続可能になっている。記憶装置５０は、例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカードなどの不揮発性メモリであり、スピーカ駆動装置１０Ｄから取り外して、他の装置に接続することも可能である。なお、スピーカ駆動装置１０Ｄと記憶装置５０とは有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。

【0064】

スピーカ駆動装置１０Ｄは、取得部１１０、第１演算部１３０Ａ、駆動信号生成部１５０Ａおよび信号記録部１９０を備える。取得部１１０、第１演算部１３０Ａについては、第２実施形態で説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。設定部１７０Ｄは、信号記録部１９０に対して、設定変更部１７７において変更したパラメータまたは既に設定されているパラメータに関連する情報を出力する。この情報は、テンプレートを用いてパラメータを設定した場合には、テンプレートの名称であってもよいし、各パラメータに対応する値であってもよい。ここでは、特に、第２演算部１５３Ａにおいて設定された第２パラメータに対応する情報、すなわち、駆動スピーカユニットを特定するための情報（以下、駆動スピーカユニット情報という）が信号記録部１９０に出力される。なお、第１演算部１３０Ａにおいて設定された第１パラメータに対応する情報、すなわち、目標スピーカユニットを特定するための情報（以下、目標スピーカユニット情報という）が、駆動スピーカユニット情報に加えて信号記録部１９０に出力されてもよい。

【0065】

信号記録部１９０は、ユーザの指示（記録開始、終了等）を操作部６０から取得し、記録すべき駆動信号Ｓａを取得して所定のファイル形式（例えば、ＷＡＶＥ、ＭＰ３、ＭＰ４等）のデータにエンコードし、記憶装置５０に記録する。このとき、駆動信号Ｓａに対して駆動スピーカユニット情報を対応付けて記録する。記憶装置５０に記録されたデータを読み出し、デコードして得られる駆動信号を駆動スピーカユニット情報に対応したスピーカユニットに対して供給すれば、駆動信号を生成するときに設定した目標スピーカユニットから出力される音を再現することができる。目標スピーカユニット情報が対応付けられていれば、この目標スピーカユニットがどのようなものであるかを確認することもできる。

【0066】

なお、第５実施形態では、スピーカユニット８０がスピーカ駆動装置１０Ｄに接続されている場合を例示したが、記憶装置５０に記憶するだけであれば、スピーカユニット８０が接続されていなくてもよい。また、第１実施形態のように、設定部１７０が存在しないスピーカ駆動装置１０に信号記録部１９０を適用する場合には、信号記録部１９０が、既に設定されているパラメータを駆動信号生成部１５０から取得するようにすればよい。

【0067】

＜第６実施形態＞
第６実施形態においては、スピーカユニット８０がネットワークを介して接続されるスピーカ駆動装置１０Ｅについて説明する。

【0068】

図８は、第６実施形態におけるスピーカ駆動装置の機能を示すブロック図である。スピーカ駆動装置１０Ｅは、取得部１１０、第１演算部１３０および駆動信号生成部１５０Ｅを備える。取得部１１０、第１演算部１３０については、第１実施形態で説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。駆動信号生成部１５０Ｅは、信号制御部１５１、第２演算部１５３および出力部１５５Ｅを備える。信号制御部１５１および第２演算部１５３については、第１実施形態で説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。

【0069】

出力部１５５Ｅは、ネットワークを介して駆動信号Ｓｄを所定の通信規格のデータにエンコードして外部の装置に送信する。ネットワークは、例えば、インターネット、ＬＡＮ等である。外部の装置は、例えば、スピーカ装置８またはサーバ９０である。出力部１５５Ｅは、ストリーミング形式で駆動信号Ｓｄを送信するが、第５実施形態で示すような所定のファイル形式にエンコードされたデータを送信してもよい。

【0070】

スピーカ装置８は、受信部８３およびスピーカユニット８０を備える。受信部８３は、スピーカ駆動装置１０Ｅから送信された駆動信号Ｓｄを受信してデコードし、スピーカユニット８０に供給する。

【0071】

サーバ９０は、スピーカ駆動装置１０Ｅから送信された駆動信号Ｓｄを受信すると、データベース９５に登録する。このとき、第５実施形態で示すように、駆動スピーカユニット情報および目標スピーカユニット情報の少なくとも一方を、駆動信号Ｓｄに対応付けてデータベース９５に登録されるようにしてもよい。

【0072】

＜第７実施形態＞
第７実施形態では、上記実施形態におけるスピーカ装置をコンピュータによりソフトウェア上で実現する例を説明する。この例では、第２実施形態におけるスピーカ装置１Ａがタブレット型コンピュータ１０００に適用された例を説明する。

【0073】

図９は、第７実施形態におけるタブレット型コンピュータを示す外観図である。タブレット型コンピュータ１０００は、入出力端子１１、操作部６０、表示部７０およびスピーカユニット８０を備える。また、タブレット型コンピュータ１０００は、制御部１００および記憶部５００を備える。制御部１００は、ＣＰＵなどの演算処理回路を有し、記憶部５００に記憶されたプログラムを実行して、図２に示すスピーカ駆動装置１０Ａの各機能をソフトウェア上で実現する。すなわち、このプログラムは、タブレット型コンピュータ１０００を、スピーカ駆動装置１０Ａとして機能させる。なお、このプログラムは、予めタブレット型コンピュータ１０００にインストールされたものであってもよいし、外部メモリから取得されたり、ネットワーク経由でダウンロードされたりしたものであってもよい。

【0074】

取得部１１０は、入出力端子１１からオーディオ信号Ｓｉｎを取得してもよいし、制御部１００において生成されるオーディオ信号Ｓｉｎを取得してもよい。また、入出力端子１１にヘッドフォンが接続された場合には、出力部１５５は、スピーカユニット８０に代えて入出力端子１１に駆動信号Ｓｄを出力してもよい。このとき、第２演算部１５３Ａに設定されている第２パラメータが自動的に変更されてもよい。変更後の第２パラメータは、ヘッドフォンに相当する値に設定されればよい。このとき、第２パラメータは、必ずしも入出力端子１１に接続されたヘッドフォンに対応する値でなくてもよい。この例では、入出力端子１１は、入力端子と出力端子とを共用していたが、それぞれ別々に設けられていてもよい。なお、第４実施形態で説明したようにヘッドフォンから識別情報を取得できる構成であれば、その識別情報に基づいて第２パラメータが変更されてもよい。

【0075】

ここでは、スピーカ駆動装置の各機能をソフトウェア上で実現する例を説明したが、ＤＳＰなどにより実現してもよい。

【0076】

＜第１パラメータおよび第２パラメータの例＞
上述したように、第１パラメータおよび第２パラメータは、スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータ（ＴＳパラメータという場合もある）の少なくとも一つである。このスピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの具体例（Ｌｕｍｐｅｄ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ）を説明する。

【0077】

［スピーカユニット単体］
図１０は、スピーカユニットの等価回路（Ｌｕｍｐｅｄ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ）を規定するパラメータの具体例を説明する図である。図１０に示す各パラメータの内容についても図１０に併せて示されている。ここでは、これらのパラメータの値を変更したときのスピーカユニットの特性変化の一例について説明する。例えば、第１演算部１３０に設定されるパラメータの値を変更すると、目標スピーカユニットの周波数特性を変更することができる。

【0078】

図１１は、Ｒｍｓ（機械抵抗）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。図１１においては、Ｒｍｓの値が所定の基準値、基準値に対して０．２倍、基準値に対して５倍としたときの周波数応答およびステップ応答の変化を示している。Ｒｍｓ（機械抵抗）を変化させると、少なくとも周波数応答（特に共振周波数の強度）およびステップ応答が変化させることができる。図１１に示すように、例えば、Ｒｍｓを大きくすると、共振周波数における強度（振動板の振幅）を押さえることができ、また、振動の立ち上がり（音の立ち上がり）の変化がほとんど無い状態で強度の揺れを抑える時間を短くすることができる。

【0079】

図１２は、Ｋｍｓ（スティフネス）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。図１３は、Ｍｍｓ（質量）を変化させた場合における周波数応答およびステップ応答の変化を示した図である。図１２においては、Ｋｍｓの値が所定の基準値、基準値に対して０．５倍、基準値に対して２倍としたときの周波数応答およびステップ応答の変化を示している。図１３においては、Ｍｍｓの値が所定の基準値、基準値に対して０．５倍、基準値に対して２倍としたときの周波数応答およびステップ応答の変化を示している。図１２および図１３に示すように、Ｋｍｓ（スティフネス）またはＭｍｓ（質量）を変化させると、レゾナンス周波数を変化させることができる。例えば、Ｋｍｓを小さくしたり、Ｍｍｓを重くしたりすると、レゾナンス周波数を低くすることができる。スピーカユニットでは、放射インピーダンスとの関係でレゾナンス周波数により下限周波数が決まる。

【0080】

上記のようにスピーカユニットの周波数応答等の特性を変化させようとすると、一般的には、振動板の厚さおよび重さ等を調整することになるが、このような調整では、様々なパラメータが連動して変化してしまい、所望の特性を得るためには非常に複雑な設計の変更が必要となる。例えば、中高域での分割振動の影響を抑えるには、振動板が厚く剛性率が高く、しかも軽量で内部損失の大きい材料で、小さな口径であることが望ましい。また、低域では、口径が大きく、無歪み振幅が大きい方が有利である。さらに加工難度や耐久性も考慮に入れる必要があり、一般的にこれらを同時に満たすことは困難である。一方、例えば、第１演算部１３０に設定する目標スピーカユニットの等価回路のパラメータの値を変更することにより、一部のパラメータを他のパラメータから独立して制御することができ、振動板の重さを変えずに機械抵抗を変化させるといった調整が可能である。したがって、分割振動の影響を軽減するために厚めの振動板を使いながら、軽くて過渡特性がよいこと、機械抵抗が大きく不要な振動が起こりにくいこと、スティフネスが小さく低音が出やすいこと、といった、物理的には実現が難しい特性を容易に実現し、さらに信号処理によって後から調整することもできる。

【0081】

［密閉型のエンクロージャに配置されたスピーカユニット］
図１４は、密閉型のエンクロージャ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｂｏｘ）に配置されたスピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの具体例を説明する図である。図１４に示す各パラメータの内容についても図１４に併せて示されている。なお、図１０で示したパラメータは、この図では記載を省略している。ここでは、エンクロージャの容量に応じたＫａ（スティフネス）の影響が追加される。なお、図１４に示すように、このパラメータは、Ｓｄ、Ｃｂといったエンクロージャの形状に関係するパラメータから演算することもできる。したがって、Ｋａを直接設定するのではなく、エンクロージャの容量（Ｃｂ）を設定することによって間接的に設定してもよい。すなわち、等価回路を規定するパラメータは、直接設定される場合に限らず、このパラメータを得るために必要なパラメータを介して間接的に設定されてもよい。したがって、エンクロージャを実際に作製しなくても、様々な大きさのエンクロージャを想定してパラメータを設定することができる。

【0082】

［バスレフ（バスリフレックス）型のエンクロージャ配置されたスピーカユニット］
図１５は、バスレフ型のエンクロージャ（Ｖｅｎｔｅｄ Ｂｏｘ）に配置されたスピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの具体例を説明する図である。図１５に示す各パラメータの内容についても図１５に併せて示されている。なお、図１０で示したパラメータは、この図では記載を省略している。この例では、ダクト部分の特性が加えられている。このような等価回路については、以下の文献に例示される。
Wolfgang Klippel, "Direct Feedback Linearization of Nonlinear Loudspeaker Systems", JAES Volume 46 Issue 6 pp. 499-507; June 1998

【0083】

一般的に、バスレフ型のエンクロージャは設計通りの音響特性を実現することが難しい。一方、この例では、実際にダクト部分の形状を変化させたエンクロージャを大量に作製しなくても、所望の特性を有するバスレフ型のエンクロージャを想定して、図１５に示すパラメータの値を変更することができる。

【0084】

このように、スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータは、第１演算部１３０および第２演算部１５３における演算モデルに応じて、様々に取り得る。これらのパラメータの全てが変更可能であってもよいし、一部のみが変更可能であって残りが予め決められた値であってもよい。

【0085】

なお、従来技術として、インパルス応答、伝達関数等を用いて所定のスピーカユニットの周波数応答等の特性を実現する方法もある。しかしながら、このような演算方法を用いた場合には、スピーカユニットの周波数特性を変更するためには、その都度別途のインパルス応答、伝達関数等を準備する必要がある。一方、第１演算部１３０のように、スピーカユニットの等価回路を規定するパラメータの値を変更することによって、スピーカユニットの周波数特性を容易に変更することができる。

【0086】

第１演算部１３０に設定されるパラメータを変化させることによって、目標スピーカユニットの特性を容易に変化させることができる。一方、接続される駆動スピーカユニットを変更したときに、第２演算部１５３に設定されるパラメータの値を変更することも容易である。また、上記では駆動スピーカユニットは、単体として説明しているが、ステレオ２ｃｈ等、複数のチャンネルを有する場合に、それぞれのチャンネルに対応する駆動スピーカユニットに対応して第２演算部１５３に設定されるパラメータの値を変更することもできる。例えば、複数のチャンネルで同じ駆動スピーカユニットを用いたとしても、互いの駆動スピーカユニットが、製造ばらつきによる特性の違いを有していたり、スピーカユニットが配置される環境（周辺の構造等）による違いを有していたりする場合がある。このような場合には、それぞれの状況に応じて、第２演算部１５３に設定されるパラメータをチャンネル毎に異ならせてもよい。

【0087】

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上述した各実施形態は、互いに組み合わせたり、置換したりして適用することが可能である。また、上述した各実施形態では、以下の通り変形して実施することも可能である。

【0088】

（１）各実施形態におけるスピーカ駆動装置の各機能は、アナログ回路で実現されてもよいし、デジタル回路で実現されてもよい。

【0089】

（２）上述したスピーカ駆動装置は、ネットワークに接続されたサーバにおいて実現されてもよい。この場合には、スピーカ駆動装置は、ネットワークを介してオーディオ信号Ｓｉｎを受信し、ネットワークを介して駆動信号Ｓａまたは駆動信号Ｓｄを送信すればよい。この構成は、第６実施形態（図８）で説明したスピーカ駆動装置１０Ｅの機能をサーバが有しているということもできる。

【0090】

（３）オーディオ信号Ｓｉｎは、複数のチャンネルを有していてもよい。１つのチャンネルにおいて１つのスピーカユニットを用いる場合には、チャンネル数に応じて複数のスピーカ駆動装置を用いればよい。

【0091】

（４）デジタルスピーカ装置においては、複数のボイスコイルによって１つのスピーカユニットが駆動されたり、複数のスピーカユニットが駆動されたりする場合がある。複数のボイスコイルによって１つのスピーカユニットが駆動される場合には、１つのスピーカユニットに対して複数の駆動信号Ｓｄが用いられる。この場合には、信号制御部が生成する駆動信号Ｓａは、複数チャンネルを有していればよい。第２演算部は、複数チャンネルの駆動信号Ｓａを用いて、駆動スピーカユニットに対応する振動板の位置を得ればよい。そして、スピーカユニット８０を複数チャンネルの駆動信号Ｓｄで駆動するようにすればよい。

【0092】

一方、複数のスピーカユニットが用いられる場合には、各スピーカユニットに対応したチャンネル数の第１演算信号Ｓｃ１、第２演算信号Ｓｃ２および駆動信号Ｓａが生成されるようにすればよい。この場合には、目標スピーカユニットも複数である必要があり、第１演算部は、オーディオ信号Ｓｉｎに基づいて、複数の目標スピーカユニットにおける振動板の位置を得ることになる。

【0093】

上記のように、複数のボイスコイルで１つのスピーカユニットを駆動するデジタルスピーカ装置、または複数のスピーカユニットを駆動するデジタルスピーカ装置については、公知の技術を使えばよい。公知の技術としては、例えば、米国特許第８４２３１６５号明細書、米国特許第８３０６２４４号明細書、米国特許第９２１９９６０号明細書、米国特許第９３００３１０号明細書に開示された技術を用いることができる。この技術によれば、ΔΣ変調器を用いたノイズシェイパー、およびばらつきを低減するように駆動信号を振り分けるボイスコイルを選択するミスマッチシェイパーが利用されている。

【0094】

（５）駆動信号生成部１５０は、第２演算部１５３を有していなくてもよい。この場合には、信号制御部１５１は、振動板の位置を示す第１演算信号Ｓｃ１を駆動信号Ｓａに変換する処理を行ってもよい。この変換処理は公知の技術（例えば、放射特性、空間伝搬を用いたモデル演算）を用いてもよいし、単に速度に変換する処理であってもよい。

【0095】

（６）上述した実施形態では、第１演算部および第２演算部における電気−機械モデルの対象物および電気信号（駆動信号）に基づいて駆動される対象物はスピーカユニットであったが、電気信号を機械の位置または速度等の動作に変換する対象物など、微分方程式で記述できる対象物であれば、どのような対象物であってもよい。微分方程式で記述できる対象物として、例えば、モータ、圧電素子、磁歪素子、静電アクチュエータなどの電気機械変換器が、本発明に適用可能である。したがって、スピーカ駆動装置は、電気機械変換器の駆動装置の一例といえる。なお、上述のような電気機械変換器がスピーカユニットの振動板を変位させる構成に含まれていてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，８…スピーカ装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…スピーカ駆動装置、１１…入出力端子、５０…記憶装置、５８…センサ、６０…操作部、７０…表示部、８０，８０Ｃ…スピーカユニット、８３…受信部、８５…メモリ、９０…サーバ、９５…データベース、１００…制御部、１１０…取得部、１３０，１３０Ａ…第１演算部、１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｅ…駆動信号生成部、１５１…信号制御部、１５３，１５３Ａ…第２演算部、１５５，１５５Ｅ…出力部、１５８…測定部、１７０，１７０Ｃ，１７０Ｄ…設定部、１７１…パラメータ記憶部、１７３…第１ＵＩ提供部、１７５…第２ＵＩ提供部、１７７…設定変更部、１７９…指定部、１９０…信号記録部、５００…記憶部、１０００…タブレット型コンピュータ

【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】