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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027994
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】音響システム
(51)【国際特許分類】
H04R 3/00 20060101AFI20240222BHJP
【ＦＩ】
H04R3/00 310
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022131277
(22)【出願日】2022-08-19
(71)【出願人】
【識別番号】000010098
【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099748
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 克志
(74)【代理人】
【識別番号】100103171
【弁理士】
【氏名又は名称】雨貝 正彦
(74)【代理人】
【識別番号】100105784
【弁理士】
【氏名又は名称】橘 和之
(74)【代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 雄二
(72)【発明者】
【氏名】田口 仁幸
(72)【発明者】
【氏名】江上 勝彦
(72)【発明者】
【氏名】戸板 大樹
【テーマコード（参考）】
5D220
【Ｆターム（参考）】
5D220AA01
5D220AB04
(57)【要約】
【課題】過熱したスピーカを速やかに冷却する「音響システム」を提供する。
を提供する。
【解決手段】制御部９は、スピーカ２の過熱が検出されたならば、第１セレクタ３と第２セレクタ６を制御し、オーディオソース機器１の出力する音響信号を冷却処理部４に入力し、冷却処理部部の出力をスピーカ２に出力させる。冷却処理部４において、冷却処理部４に入力した音響信号からハイパスフィルタ４１で低域側成分を除去した音響信号と、ゲイン調整部４４でゲイン調整した冷却用信号生成部４２が生成した超低周波数の冷却用信号とがミキサ４６で混合され、非線形逆フィルタ４７を介して冷却処理部４の出力となる。冷却処理部４のゲイン設定部４５は、ローパスフィルタ４３で抽出した冷却処理部４に入力した音響信号の低域側成分のパワーと、ゲイン調整部４４から出力される冷却用信号のパワーが一致するように、ゲイン調整部４４のゲインを設定する。
【選択図】図１
を提供する。
【解決手段】制御部９は、スピーカ２の過熱が検出されたならば、第１セレクタ３と第２セレクタ６を制御し、オーディオソース機器１の出力する音響信号を冷却処理部４に入力し、冷却処理部部の出力をスピーカ２に出力させる。冷却処理部４において、冷却処理部４に入力した音響信号からハイパスフィルタ４１で低域側成分を除去した音響信号と、ゲイン調整部４４でゲイン調整した冷却用信号生成部４２が生成した超低周波数の冷却用信号とがミキサ４６で混合され、非線形逆フィルタ４７を介して冷却処理部４の出力となる。冷却処理部４のゲイン設定部４５は、ローパスフィルタ４３で抽出した冷却処理部４に入力した音響信号の低域側成分のパワーと、ゲイン調整部４４から出力される冷却用信号のパワーが一致するように、ゲイン調整部４４のゲインを設定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の音響信号を出力するオーディオソース機器とスピーカとを備えた音響システムであって、
前記スピーカの過熱状態の発生を検出する過熱検出手段と、
第２の音響信号を出力する冷却処理部と、
前記第１の音響信号と前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替える切替手段と、
前記切替手段が前記第１の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記過熱検出手段が前記スピーカの過熱状態の発生を検出した場合に、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第２の音響信号に切り替えさせる制御手段とを有し、
前記冷却処理部は、少なくとも前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号から低域側成分を除去した信号に、可聴域未満の周波数である超低周波数の信号である冷却用信号を混合した信号を前記第２の音響信号として出力することを特徴とする音響システム。
前記スピーカの過熱状態の発生を検出する過熱検出手段と、
第２の音響信号を出力する冷却処理部と、
前記第１の音響信号と前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替える切替手段と、
前記切替手段が前記第１の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記過熱検出手段が前記スピーカの過熱状態の発生を検出した場合に、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第２の音響信号に切り替えさせる制御手段とを有し、
前記冷却処理部は、少なくとも前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号から低域側成分を除去した信号に、可聴域未満の周波数である超低周波数の信号である冷却用信号を混合した信号を前記第２の音響信号として出力することを特徴とする音響システム。
【請求項2】
請求項１記載の音響システムであって、
前記スピーカの振動系の振動を検出する当該スピーカに設けられたセンサと、
前記第１の音響信号を補正する信号補正手段を有し、
前記切替手段は、信号補正手段によって補正された前記第１の音響信号前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替え、
前記信号補正手段は、前記センサが検出した振動に基づいて、前記スピーカの出力歪みがキャンセルされるように、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号を補正することを特徴とする音響システム。
前記スピーカの振動系の振動を検出する当該スピーカに設けられたセンサと、
前記第１の音響信号を補正する信号補正手段を有し、
前記切替手段は、信号補正手段によって補正された前記第１の音響信号前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替え、
前記信号補正手段は、前記センサが検出した振動に基づいて、前記スピーカの出力歪みがキャンセルされるように、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号を補正することを特徴とする音響システム。
【請求項3】
請求項１記載の音響システムであって、
前記スピーカの温度を検出する温度検出手段を有し、
前記過熱検出手段は、前記温度検出手段が第１のしきい値を超える温度を検出したときに前記スピーカの過熱状態の発生を検出し、
前記制御手段は、前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記温度検出手段が、前記第１のしきい値以下のしきい値である第２のしきい値以下の温度を検出したときに、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第１の音響信号に切り替えさせることを特徴とする音響システム。
前記スピーカの温度を検出する温度検出手段を有し、
前記過熱検出手段は、前記温度検出手段が第１のしきい値を超える温度を検出したときに前記スピーカの過熱状態の発生を検出し、
前記制御手段は、前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記温度検出手段が、前記第１のしきい値以下のしきい値である第２のしきい値以下の温度を検出したときに、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第１の音響信号に切り替えさせることを特徴とする音響システム。
【請求項4】
請求項２記載の音響システムであって、
前記スピーカの温度を検出する温度検出手段を有し、
前記過熱検出手段は、前記温度検出手段が第１のしきい値を超える温度を検出したときに前記スピーカの過熱状態を検出し、
前記制御手段は、前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記温度検出手段が、前記第１のしきい値以下のしきい値である第２のしきい値以下の温度を検出したときに、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第１の音響信号に切り替えさせることを特徴とする音響システム。
前記スピーカの温度を検出する温度検出手段を有し、
前記過熱検出手段は、前記温度検出手段が第１のしきい値を超える温度を検出したときに前記スピーカの過熱状態を検出し、
前記制御手段は、前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記温度検出手段が、前記第１のしきい値以下のしきい値である第２のしきい値以下の温度を検出したときに、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第１の音響信号に切り替えさせることを特徴とする音響システム。
【請求項5】
請求項１、２、３または４記載の音響システムであって、
前記冷却処理部は、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号の低域側成分のパワーとパワーが一致するように、前記冷却用信号のゲインを調整するゲイン調整手段を有することを特徴とする音響システム。
前記冷却処理部は、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号の低域側成分のパワーとパワーが一致するように、前記冷却用信号のゲインを調整するゲイン調整手段を有することを特徴とする音響システム。
【請求項6】
請求項１、２、３または４記載の音響システムであって、
前記冷却処理部は、当該冷却処理部が出力する前記第２の音響信号を、前記スピーカの非線形歪みがキャンセルされるように補正する非線形逆フィルタを有することを特徴とする音響システム。
前記冷却処理部は、当該冷却処理部が出力する前記第２の音響信号を、前記スピーカの非線形歪みがキャンセルされるように補正する非線形逆フィルタを有することを特徴とする音響システム。
【請求項7】
請求項１、２、３または４記載の音響システムであって、
前記冷却処理部は、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号の低域側成分のパワーとパワーが一致するように、前記冷却用信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
当該冷却処理部が出力する前記第２の音響信号を、前記スピーカの非線形歪みがキャンセルされるように補正する非線形逆フィルタとを有することを特徴とする音響システム。
前記冷却処理部は、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号の低域側成分のパワーとパワーが一致するように、前記冷却用信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
当該冷却処理部が出力する前記第２の音響信号を、前記スピーカの非線形歪みがキャンセルされるように補正する非線形逆フィルタとを有することを特徴とする音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スピーカを備えた音響システムにおいてスピーカの過熱を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
音響システムにおいてスピーカの過熱を抑制する技術としては、温度センサでスピーカの温度を検出し、検出された温度上昇が過大であったときに、スピーカに対して出力する音響信号のレベルを低下させる技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
また、スピーカの等価回路に基づいて、入力に対するスピーカの出力の歪みが解消されるように、スピーカを駆動する音響信号を補正する技術も知られている（特許文献２）。
また、スピーカの振動板の振動を検出するセンサを備え、センサで検出した振動に応じてスピーカの駆動を制御するモーショナルフィードバックの技術も知られている（たとえば、特許文献３、４）。
また、スピーカの等価回路に基づいて、入力に対するスピーカの出力の歪みが解消されるように、スピーカを駆動する音響信号を補正する技術も知られている（特許文献２）。
また、スピーカの振動板の振動を検出するセンサを備え、センサで検出した振動に応じてスピーカの駆動を制御するモーショナルフィードバックの技術も知られている（たとえば、特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３-２２５７４３号公報
【特許文献2】特許６５２２６６８号公報
【特許文献3】特開２００８-２２８２１４号公報
【特許文献4】特開２０１０-１２４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
スピーカの過熱を抑制することはスピーカの損傷防止や出力音質の維持のために重要である。また、上述のようにスピーカの振動板の振動を検出するセンサを設けた場合には、当該センサやその当該センサに付随するデバイスの損傷の防止や正常動作の保証の観点から、スピーカの過熱を抑制することが特に重要となる。
【0005】
一方で、上述した、温度上昇が過大であったときにスピーカに対して出力する音響信号のレベルを低下することによりスピーカの過熱を抑制する技術では、スピーカの発熱は抑制できるものの、スピーカの速やかな冷却は期待できない。また、スピーカに対して出力する音響信号のレベルを低下すると、ユーザに聞こえるオーディオコンテンツの音量も小さくなってしまい、ユーザに不便や違和感を与えてしまう。
【0006】
そこで、本発明は、ユーザのオーディオコンテンツの聴取に大きな影響を与えることなく、過熱したスピーカを速やかに冷却することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題達成のために、本発明は、第１の音響信号を出力するオーディオソース機器とスピーカとを備えた音響システムに、前記スピーカの過熱状態の発生を検出する過熱検出手段と、第２の音響信号を出力する冷却処理部と、前記第１の音響信号と前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替える切替手段と、前記切替手段が前記第１の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記過熱検出手段が前記スピーカの過熱状態の発生を検出した場合に、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第２の音響信号に切り替えさせる制御手段とを備えたものである。ここで、前記冷却処理部は、少なくとも前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号から低域側成分を除去した信号に、可聴域未満の周波数である超低周波数の信号である冷却用信号を混合した信号を前記第２の音響信号として出力する。
【0008】
ここで、この音響システムは、当該音響システムに、前記スピーカの振動系の振動を検出する当該スピーカに設けられたセンサと、前記第１の音響信号を補正する信号補正手段とを設け、前記切替手段において、信号補正手段によって補正された前記第１の音響信号前記第２の音響信号との間で、前記スピーカに出力する音響信号を切り替え、前記信号補正手段において、前記センサが検出した振動に基づいて、前記スピーカの出力歪みがキャンセルされるように、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号を補正するように構成してもよい。
【0009】
また、以上の音響システムに、前記スピーカの温度を検出する温度検出手段を設け、前記過熱検出手段において、前記温度検出手段が第１のしきい値を超える温度を検出したときに前記スピーカの過熱状態の発生を検出し、前記制御手段において、前記切替手段が前記第２の音響信号を前記スピーカに出力しているときに、前記温度検出手段が、前記第１のしきい値以下のしきい値である第２のしきい値以下の温度を検出したときに、前記切替手段に、前記スピーカに出力する音響信号を前記第１の音響信号に切り替えさせるようにしてもよい。
【0010】
ここで、一般的に、入力電圧が同じであれば、可聴域の下限未満の周波数である超低周波数の帯域において、スピーカの共振周波数より高い周波数の帯域よりも振動版の変位が大きくなる。
したがって、スピーカの過熱状態の発生したときに、超低周波数の信号である冷却用信号を混合させた第２の音響信号をスピーカに出力する本音響システムによれば、第１の音響信号をスピーカに出力する場合よりも、スピーカの振動板をより大きな振幅で振動させることができる。そして、これにより、スピーカ内部により大きな空気の流れを発生させて、当該空気の流れによる、より強力で速やかなスピーカの冷却を行うことができる。
したがって、スピーカの過熱状態の発生したときに、超低周波数の信号である冷却用信号を混合させた第２の音響信号をスピーカに出力する本音響システムによれば、第１の音響信号をスピーカに出力する場合よりも、スピーカの振動板をより大きな振幅で振動させることができる。そして、これにより、スピーカ内部により大きな空気の流れを発生させて、当該空気の流れによる、より強力で速やかなスピーカの冷却を行うことができる。
【0011】
また、冷却用信号を混合させた第２の音響信号をスピーカに出力している間も、オーディオソース機器が出力する音響信号の、より聴覚上の顕現性の高い高域側成分のスピーカからの出力は維持されると共に、スピーカの出力に混合する冷却用信号は可聴域の下限未満の周波数でありユーザに聞こえることはないので、オーディオソース機器が出力する第１の音響信号が表すオーディオコンテンツのユーザの聴取に大きな影響を与えてしまうことも抑制できる。
【0012】
次に、以上の音響システムは、前記冷却処理部に、前記オーディオソース機器が出力した前記第１の音響信号の低域側成分のパワーとパワーが一致するように、前記冷却用信号のゲインを調整するゲイン調整手段を備えてもよい。
このようにすることにより、冷却用信号の混合により、スピーカに入力する第２の音響信号全体のパワーが、前記オーディオソース機器が出力した第１の音響信号をそのままスピーカに出力する場合より大きくなってしまい、却ってスピーカを加熱してしまうことが抑止できる。
このようにすることにより、冷却用信号の混合により、スピーカに入力する第２の音響信号全体のパワーが、前記オーディオソース機器が出力した第１の音響信号をそのままスピーカに出力する場合より大きくなってしまい、却ってスピーカを加熱してしまうことが抑止できる。
【0013】
また、以上の音響システムは、前記冷却処理部に、当該冷却処理部が出力する前記第２の音響信号を、前記スピーカの非線形歪みがキャンセルされるように補正する非線形逆フィルタを備えてもよい。
このようにすることにより、通常、スピーカの振動板を大きく振動させると顕著となるスピーカの非線形歪みによる可聴域への影響を低減できる。
このようにすることにより、通常、スピーカの振動板を大きく振動させると顕著となるスピーカの非線形歪みによる可聴域への影響を低減できる。
【発明の効果】
【0014】
以上のように、本発明によれば、ユーザのオーディオコンテンツの聴取に大きな影響を与えることなく、過熱したスピーカを速やかに冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る音響システムの構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る振動検出の構成を示す図である。
【図3】スピーカの変位-周波数特性の例を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係る冷却制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、実施形態に係る音響システムの構成を示す。
図示するように、音響システムは、音楽などのオーディオコンテンツのデジタルの音響信号を出力するオーディオソース機器１、スピーカ２、第１セレクタ３、冷却処理部４、信号補正部５、第２セレクタ６、スピーカ２の駆動用のアンプ７、スピーカ２の振動系の振動/変位を計測する振動計測部８、制御部９を備えている。
図１に、実施形態に係る音響システムの構成を示す。
図示するように、音響システムは、音楽などのオーディオコンテンツのデジタルの音響信号を出力するオーディオソース機器１、スピーカ２、第１セレクタ３、冷却処理部４、信号補正部５、第２セレクタ６、スピーカ２の駆動用のアンプ７、スピーカ２の振動系の振動/変位を計測する振動計測部８、制御部９を備えている。
【0017】
このような構成において、第１セレクタ３は、制御部９の制御に従って、オーディオソース機器１から入力する音響信号を冷却処理部４と信号補正部５の一方に出力する。
冷却処理部４は第１セレクタ３から入力する音響信号から低域側成分を除去した音響信号に冷却用信号を混合した音響信号を第２セレクタ６に出力し、信号補正部５は第１セレクタ３から入力する音響信号をスピーカの出力歪みがキャンセルされるように補正して第２セレクタ６に出力する。
第２セレクタ６は、制御部９の制御に従って、冷却処理部４から入力する音響信号と信号補正部５から入力する音響信号の一方をアンプ７に出力し、アンプ７は第２セレクタ６から入力する音響信号のアナログ信号(電圧信号）への変換、増幅を行ってスピーカ２を駆動する。
冷却処理部４は第１セレクタ３から入力する音響信号から低域側成分を除去した音響信号に冷却用信号を混合した音響信号を第２セレクタ６に出力し、信号補正部５は第１セレクタ３から入力する音響信号をスピーカの出力歪みがキャンセルされるように補正して第２セレクタ６に出力する。
第２セレクタ６は、制御部９の制御に従って、冷却処理部４から入力する音響信号と信号補正部５から入力する音響信号の一方をアンプ７に出力し、アンプ７は第２セレクタ６から入力する音響信号のアナログ信号(電圧信号）への変換、増幅を行ってスピーカ２を駆動する。
【0018】
図２ａに、スピーカ２の構成を示す。
図示するように、スピーカ２は、ヨーク２０１、磁石２０２、トッププレート２０３、ボイスコイルボビン２０４、ボイスコイル２０５、フレーム２０６、ダンパ２０７、振動板２０８、エッジ２０９、ダストキャップ２１０を有する。
今、図における上方をフロントスピーカの前方、下方をフロントスピーカの後方として、ヨーク２０１は、中央部に前方に突出した凸部２０１１を有し、当該凸部２０１１の外周部に環状の磁石２０２が設けられており、磁石２０２の上には環状のトッププレート２０３が設けられている。そして、このトッププレート２０３は、鉄等の導電性を有する部材によって構成され、これらヨーク２０１、磁石２０２、トッププレート２０３によって磁気回路２２０が形成される。
図示するように、スピーカ２は、ヨーク２０１、磁石２０２、トッププレート２０３、ボイスコイルボビン２０４、ボイスコイル２０５、フレーム２０６、ダンパ２０７、振動板２０８、エッジ２０９、ダストキャップ２１０を有する。
今、図における上方をフロントスピーカの前方、下方をフロントスピーカの後方として、ヨーク２０１は、中央部に前方に突出した凸部２０１１を有し、当該凸部２０１１の外周部に環状の磁石２０２が設けられており、磁石２０２の上には環状のトッププレート２０３が設けられている。そして、このトッププレート２０３は、鉄等の導電性を有する部材によって構成され、これらヨーク２０１、磁石２０２、トッププレート２０３によって磁気回路２２０が形成される。
【0019】
ボイスコイルボビン２０４は中空の円筒形状を有し、アンプ７からの信号が印加されるボイスコイル２０５が外周に巻かれている。また、ヨーク２０１の凸部２０１１は、ボイスコイルボビン２０４がヨーク２０１に対して前後に移動可能なようにボイスコイルボビン２０４の中空に後方より挿入されており、ボイスコイル２０５はヨーク２０１の凸部２０１１とトッププレート２０３との間の、磁気回路２２０によってトッププレート２０３の内周端間に発生する磁束が通過する位置に配置されている。
【0020】
振動板２０８は、おおよそフロントスピーカの前後方向を高さ方向とする円錐台の側面と同様な形状を有し、その外周端部がエッジ２０９でフレーム２０６の前端部に連結されている。また、振動板２０８の内周端部は、ボイスコイルボビン２０４の前端部に固定されている。
【0021】
このようなスピーカ２の構成において、アンプ７から信号がボイスコイル２０５に印加されると、磁気回路２２０から発生する磁気ベクトルと、ボイスコイル２０５を流れる音響信号との電磁作用によって、アンプ７から入力された音響信号の振幅に応じて、ボイスコイルボビン２０４が前後に振動する。そして、ボイスコイルボビン２０４が振動すると、ボイスコイルボビン２０４に連結されている振動板２０８が振動し、入力された音響信号に応じた音が発生する。
【0022】
次に、図中に示すようにスピーカ２の軸方向をX方向、径方向をY方向として、このようなスピーカ２に、変位検出用磁石２１１と磁気角度センサ２１２が、振動板２０８のX方向の変位を検出するセンサとして組み付けられている。
変位検出用磁石２１１は、ボイスコイルボビン２０４と共に上下動するようにボイスコイルボビン２０４に固定されており、磁気角度センサ２１２は、磁気回路２２０に対して位置が変化しないように、トッププレート２０３の上等に固定される。
そして、磁気角度センサ２１２は、図２ｂに示す、磁気回路２２０の発生する磁気ベクトルと変位検出用磁石２１１の発生する磁気ベクトルの合成ベクトルVのX方向の成分の大きさとY方向の成分の大きさ検出し、X方向の成分の大きさ示すX検出値Vsと、Y方向の成分の大きさ示すY検出値Vcとを振動計測部８に出力する。
変位検出用磁石２１１は、ボイスコイルボビン２０４と共に上下動するようにボイスコイルボビン２０４に固定されており、磁気角度センサ２１２は、磁気回路２２０に対して位置が変化しないように、トッププレート２０３の上等に固定される。
そして、磁気角度センサ２１２は、図２ｂに示す、磁気回路２２０の発生する磁気ベクトルと変位検出用磁石２１１の発生する磁気ベクトルの合成ベクトルVのX方向の成分の大きさとY方向の成分の大きさ検出し、X方向の成分の大きさ示すX検出値Vsと、Y方向の成分の大きさ示すY検出値Vcとを振動計測部８に出力する。
【0023】
ここで、合成ベクトルVの大きさや向き（X方向の成分の大きさとY方向の成分の大きさの組み合わせ）は、ボイスコイルボビン２０４の変位に伴う変位検出用磁石２１１のX方向の変位に応じて変化するので、X検出値VsとY検出値Vcから、スピーカ２の振動系のX方向の変位量を算定することができる。
【0024】
また、スピーカ２の磁気回路２２０には温度センサ２３１が取付けられており、温度センサ２３１は検出した温度を制御部９に出力する。
図１に戻り、振動計測部８は、スピーカ２の磁気角度センサ２１２の出力から、ボイスコイルボビン２０４や振動板２０８等のスピーカ２の振動系の振動/変位を計測し、制御部９と信号補正部５に出力する。
また、制御部９には、スピーカ２もしくはアンプ７から入力電圧や入力電流の情報が入力する。
次に、冷却処理部４は、ハイパスフィルタ４１（ＨＰＦ４１)、冷却用信号生成部４２、ローパスフィルタ４３（ＬＰＦ４３)、ゲイン調整部４４、ゲイン設定部４５、ミキサ４６、非線形逆フィルタ４７を備えている。
冷却処理部４の入力は第１セレクタ３が出力する音響信号であり、冷却処理部４に入力した音響信号は、ハイパスフィルタ４１とローパスフィルタ４３に入力する。
ハイパスフィルタ４１は、入力した音響信号から低域側成分（たとえば、50Hz以下の成分）を除去した音響信号をミキサ４６に出力する。
ローパスフィルタ４３は、入力した音響信号から低域側成分を抽出し、ゲイン設定部４５に出力する。この低域側成分は、ハイパスフィルタ４１が除去する低域側成分と同じである。
冷却用信号生成部４２は、可聴域の下限（20Hz)未満の周波数である超低周波数の信号（たとえば、10Hzの正弦波）である冷却用信号をゲイン調整部４４に出力する。
ゲイン調整部４４は、冷却用信号生成部４２から出力された冷却用信号のゲインを、ゲイン設定部４５から設定されたゲインで調整し、ミキサ４６に出力する。
ゲイン設定部４５は、ローパスフィルタ４３から入力する低域側成分の実効値、パワーを算出し、ゲイン調整部４４から出力される冷却用信号のパワーが、ローパスフィルタ４３から入力する低域側成分のパワーと一致するように、ゲイン調整部４４のゲインを設定する。
図１に戻り、振動計測部８は、スピーカ２の磁気角度センサ２１２の出力から、ボイスコイルボビン２０４や振動板２０８等のスピーカ２の振動系の振動/変位を計測し、制御部９と信号補正部５に出力する。
また、制御部９には、スピーカ２もしくはアンプ７から入力電圧や入力電流の情報が入力する。
次に、冷却処理部４は、ハイパスフィルタ４１（ＨＰＦ４１)、冷却用信号生成部４２、ローパスフィルタ４３（ＬＰＦ４３)、ゲイン調整部４４、ゲイン設定部４５、ミキサ４６、非線形逆フィルタ４７を備えている。
冷却処理部４の入力は第１セレクタ３が出力する音響信号であり、冷却処理部４に入力した音響信号は、ハイパスフィルタ４１とローパスフィルタ４３に入力する。
ハイパスフィルタ４１は、入力した音響信号から低域側成分（たとえば、50Hz以下の成分）を除去した音響信号をミキサ４６に出力する。
ローパスフィルタ４３は、入力した音響信号から低域側成分を抽出し、ゲイン設定部４５に出力する。この低域側成分は、ハイパスフィルタ４１が除去する低域側成分と同じである。
冷却用信号生成部４２は、可聴域の下限（20Hz)未満の周波数である超低周波数の信号（たとえば、10Hzの正弦波）である冷却用信号をゲイン調整部４４に出力する。
ゲイン調整部４４は、冷却用信号生成部４２から出力された冷却用信号のゲインを、ゲイン設定部４５から設定されたゲインで調整し、ミキサ４６に出力する。
ゲイン設定部４５は、ローパスフィルタ４３から入力する低域側成分の実効値、パワーを算出し、ゲイン調整部４４から出力される冷却用信号のパワーが、ローパスフィルタ４３から入力する低域側成分のパワーと一致するように、ゲイン調整部４４のゲインを設定する。
【0025】
ミキサ４６は、ハイパスフィルタ４１から入力する低域側成分を除去した音響信号と、ゲイン調整部４４から入力する冷却用信号を混合した音響信号を非線形逆フィルタ４７に出力する。
非線形逆フィルタ４７は、スピーカ２の非線形歪みをキャンセルするように、音響信号を修正する伝達関数を、ミキサ４６から入力する音響信号に施して第２セレクタ６に出力する。
ここで、第１セレクタ３がオーディオソース機器１から入力する音響信号を冷却処理部４に出力し、第２セレクタ６が冷却処理部４から入力する音響信号を出力している状態にあるとき、オーディオソース機器１の出力する音響信号が冷却処理部４で処理され、冷却処部の出力がスピーカ２に出力される。
非線形逆フィルタ４７は、スピーカ２の非線形歪みをキャンセルするように、音響信号を修正する伝達関数を、ミキサ４６から入力する音響信号に施して第２セレクタ６に出力する。
ここで、第１セレクタ３がオーディオソース機器１から入力する音響信号を冷却処理部４に出力し、第２セレクタ６が冷却処理部４から入力する音響信号を出力している状態にあるとき、オーディオソース機器１の出力する音響信号が冷却処理部４で処理され、冷却処部の出力がスピーカ２に出力される。
【0026】
そして、この状態でスピーカ２に出力される音響信号には、オーディオソース機器１が出力した音響信号の高域側成分と、超低周波数の音響信号である冷却用信号とが含まれる。
図３に示すスピーカ２の振動版の変位と周波数の関係の一例のように、一般的に、入力電圧が同じであれば、可聴域の下限未満の周波数である超低周波数の帯域において、スピーカ２の共振周波数より高い周波数の帯域よりも振動版の変位が大きくなる。
したがって、オーディオソース機器１が出力した音響信号の低域側成分に代えて、超低周波数の信号である冷却用信号を混合してスピーカ２に出力することにより、スピーカ２の振動板２０８を、オーディオソース機器１から入力する音響信号をそのままスピーカ２に出力する場合よりも大きな振幅で振動させることができる。そして、このようにスピーカ２の振動板２０８をより大きな振幅で振動させることにより、スピーカ２内部により大きな空気の流れを発生させ、当該空気の流れによる、より強力で速やかなスピーカ２の冷却を行うことができる。
図３に示すスピーカ２の振動版の変位と周波数の関係の一例のように、一般的に、入力電圧が同じであれば、可聴域の下限未満の周波数である超低周波数の帯域において、スピーカ２の共振周波数より高い周波数の帯域よりも振動版の変位が大きくなる。
したがって、オーディオソース機器１が出力した音響信号の低域側成分に代えて、超低周波数の信号である冷却用信号を混合してスピーカ２に出力することにより、スピーカ２の振動板２０８を、オーディオソース機器１から入力する音響信号をそのままスピーカ２に出力する場合よりも大きな振幅で振動させることができる。そして、このようにスピーカ２の振動板２０８をより大きな振幅で振動させることにより、スピーカ２内部により大きな空気の流れを発生させ、当該空気の流れによる、より強力で速やかなスピーカ２の冷却を行うことができる。
【0027】
また、音響信号から除去した低域側成分のパワーと同じパワーとなるように、冷却用信号のゲインを調整して出力しているので、冷却用信号の混合により、スピーカ２に入力する音響信号全体のパワーが、オーディオソース機器１から入力する音響信号をそのままスピーカ２に出力する場合より大きくなってしまい、却ってスピーカ２を加熱してしまうことも抑止される。
【0028】
また、オーディオソース機器１が出力する音響信号の、より聴覚上の顕現性の高い高域側成分のスピーカ２からの出力は維持されると共に、スピーカ２の出力に混合する冷却用信号は可聴域の下限未満の周波数でありユーザに聞こえることはないので、オーディオソース機器１が出力する音響信号が表すオーディオコンテンツのユーザの聴取に大きな影響を与えてしまうことも抑制される。
【0029】
また、正弦波のままの冷却用信号でスピーカ２の振動板２０８を大きな振幅で振動させると、駆動力、剛性、インダクタンスなどのスピーカ２の特性の非線形性によるスピーカ２の非線形歪みが大きくなり可聴域においても歪みが生じるが、冷却用信号を混合した音響信号を、スピーカ２の非線形歪みをキャンセルする非線形逆フィルタ４７を通してスピーカ２に出力しているので、このようなスピーカ２の非線形歪みによる影響も低減される。
【0030】
次に、信号補正部５は、スピーカ２の線形な特性や非線形な特性による出力の歪みが解消されるように、オーディオソース機器１が出力する音響信号を補正して出力する。
すなわち、信号補正部５は、非線形部補正フィルタ５１、線形逆フィルタ５２、適応アルゴリズム実行部５３、エラー算出部５４、推定フィルタ５５を備えている。
信号補正部５の入力は第１セレクタ３が出力する音響信号であり、信号補正部５に入力した音響信号は、非線形部補正フィルタ５１と線形逆フィルタ５２を通って第２セレクタ６に出力される。
非線形部補正フィルタ５１には、その伝達関数（フィルタ係数）として、非線形部補正フィルタ５１が出力する音響信号でスピーカ２を駆動した場合に、信号補正部５に入力する音響信号に対するスピーカ２の非線形パラメータによるスピーカ２の出力の歪みがキャンセルされる伝達関数、すなわち、スピーカ２の非線形パラメータによる歪みを補正する伝達関数が設定されている。
すなわち、信号補正部５は、非線形部補正フィルタ５１、線形逆フィルタ５２、適応アルゴリズム実行部５３、エラー算出部５４、推定フィルタ５５を備えている。
信号補正部５の入力は第１セレクタ３が出力する音響信号であり、信号補正部５に入力した音響信号は、非線形部補正フィルタ５１と線形逆フィルタ５２を通って第２セレクタ６に出力される。
非線形部補正フィルタ５１には、その伝達関数（フィルタ係数）として、非線形部補正フィルタ５１が出力する音響信号でスピーカ２を駆動した場合に、信号補正部５に入力する音響信号に対するスピーカ２の非線形パラメータによるスピーカ２の出力の歪みがキャンセルされる伝達関数、すなわち、スピーカ２の非線形パラメータによる歪みを補正する伝達関数が設定されている。
【0031】
推定フィルタ５５の入力は、信号補正部５に入力する音響信号であり、推定フィルタ５５の出力は適応アルゴリズム実行部５３とエラー算出部５４に入力する。また、推定フィルタ５５には、事前に推定したスピーカ２の振動特性を表す伝達関数が設定されている。
【0032】
エラー算出部５４は、推定フィルタ５５の出力を用いて、信号補正部５に入力した音響信号に対して歪みの無いスピーカ２の振動と、振動計測部８が計測した実際のスピーカ２の振動との差分を算出する。
線形逆フィルタ５２は可変フィルタであり、線形逆フィルタ５２と適応アルゴリズム実行部５３と推定フィルタ５５は適応フィルタを構成している。適応アルゴリズム実行部５３は推定フィルタ５５の出力を参照信号、エラー算出部５４が算出した差分をエラーとして、Filtered-x LMSアルゴリズム等によって、エラーが最小化するように、線形逆フィルタ５２の伝達関数（フィルタ係数）を更新する適応動作を行う。
線形逆フィルタ５２は可変フィルタであり、線形逆フィルタ５２と適応アルゴリズム実行部５３と推定フィルタ５５は適応フィルタを構成している。適応アルゴリズム実行部５３は推定フィルタ５５の出力を参照信号、エラー算出部５４が算出した差分をエラーとして、Filtered-x LMSアルゴリズム等によって、エラーが最小化するように、線形逆フィルタ５２の伝達関数（フィルタ係数）を更新する適応動作を行う。
【0033】
ここで、第１セレクタ３のオーディオソース機器１から入力する音響信号を信号補正部５に出力し、第２セレクタ６が信号補正部５から入力する音響信号を出力している状態にあるとき、信号補正部５が、オーディオソース機器１の出力する音響信号をスピーカ２の線形な特性や非線形な特性による出力の歪みが解消されるように補正した音響信号がスピーカ２に出力される。
【0034】
次に、制御部９が行う冷却制御処理について説明する。
この冷却制御処理の手順を図４に示す。
図示するように、制御部９は、冷却制御処理において、スピーカ２の温度を取得する（ステップ４０２）。スピーカ２の温度は、温度センサ２３１から取得する。ただし、スピーカ２の温度は、スピーカ２もしくはアンプ７から入力する情報が示す、スピーカ２の入力電圧や入力電流の履歴から、スピーカ２の発熱量を推定して算定してもよい。
この冷却制御処理の手順を図４に示す。
図示するように、制御部９は、冷却制御処理において、スピーカ２の温度を取得する（ステップ４０２）。スピーカ２の温度は、温度センサ２３１から取得する。ただし、スピーカ２の温度は、スピーカ２もしくはアンプ７から入力する情報が示す、スピーカ２の入力電圧や入力電流の履歴から、スピーカ２の発熱量を推定して算定してもよい。
【0035】
そして、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えているかどうかを判定する（ステップ４０４）。しきい値Th１は、スピーカ２と磁気角度センサ２１２双方の正常動作が保証される温度の上限より少し低い温度の値とする、
そして、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていなければ、第１セレクタ３のオーディオソース機器１から入力する音響信号の出力先を信号補正部５に設定し（ステップ４０６）、第２セレクタ６の出力を信号補正部５が出力する音響信号に設定する（ステップ４０８）。
そして、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていなければ、第１セレクタ３のオーディオソース機器１から入力する音響信号の出力先を信号補正部５に設定し（ステップ４０６）、第２セレクタ６の出力を信号補正部５が出力する音響信号に設定する（ステップ４０８）。
【0036】
そして、スピーカ２の温度を取得し（ステップ４１０）、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えているかどうかを判定する（ステップ４１２）処理を、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていると判定されるまで繰り返す。
そして、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていると判定されたならば（ステップ４１２）、ステップ４１４の処理に進む。
一方、ステップ４０４で、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていると判定された場合には、ステップ４１４の処理に進む。
そして、ステップ４０４またはステップ４１２からステップ４１４に進んだならば、第１セレクタ３のオーディオソース機器１から入力する音響信号の出力先を冷却処理部４に設定し（ステップ４１４）、第２セレクタ６の出力を冷却処理部４が出力する音響信号に設定する（ステップ４１６）。
そして、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていると判定されたならば（ステップ４１２）、ステップ４１４の処理に進む。
一方、ステップ４０４で、スピーカ２の温度がしきい値Th１を超えていると判定された場合には、ステップ４１４の処理に進む。
そして、ステップ４０４またはステップ４１２からステップ４１４に進んだならば、第１セレクタ３のオーディオソース機器１から入力する音響信号の出力先を冷却処理部４に設定し（ステップ４１４）、第２セレクタ６の出力を冷却処理部４が出力する音響信号に設定する（ステップ４１６）。
【0037】
そして、スピーカ２の温度を取得し（ステップ４１８）、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下であるかどうかを判定する（ステップ４２０）処理を、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下であると判定されるまで繰り返す。
ここで、しきい値Th2≦Th1である。
そして、ステップ４２０で、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下であると判定された場合には、ステップ４０６からの処理に進む。
以上、制御部９が行う冷却制御処理について説明した。
このような冷却制御処理によれば、スピーカ２の温度がしきい値Th1を超えると、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下となるまで、オーディオソース機器１の出力する音響信号が冷却処理部４で処理され、冷却処理部４の出力がスピーカ２に出力される。
また、スピーカ２の温度がしきい値Th1を超えてからスピーカ２の温度がしきい値Th2以下となるまでの期間を除く期間には、オーディオソース機器１の出力する音響信号が信号補正部５で処理され、信号補正部５の出力がスピーカ２に出力される。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ここで、以上の実施形態は、制御部９において、スピーカ２の温度などに応じて、スピーカ２の非線形特性の変化を推定し、推定した変化に応じて冷却部の非線形逆フィルタ４７や非線形部補正フィルタ５１の伝達関数を、現在のスピーカ２の非線形特性に適合する処理を行うようにしてもよい。
ここで、しきい値Th2≦Th1である。
そして、ステップ４２０で、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下であると判定された場合には、ステップ４０６からの処理に進む。
以上、制御部９が行う冷却制御処理について説明した。
このような冷却制御処理によれば、スピーカ２の温度がしきい値Th1を超えると、スピーカ２の温度がしきい値Th2以下となるまで、オーディオソース機器１の出力する音響信号が冷却処理部４で処理され、冷却処理部４の出力がスピーカ２に出力される。
また、スピーカ２の温度がしきい値Th1を超えてからスピーカ２の温度がしきい値Th2以下となるまでの期間を除く期間には、オーディオソース機器１の出力する音響信号が信号補正部５で処理され、信号補正部５の出力がスピーカ２に出力される。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ここで、以上の実施形態は、制御部９において、スピーカ２の温度などに応じて、スピーカ２の非線形特性の変化を推定し、推定した変化に応じて冷却部の非線形逆フィルタ４７や非線形部補正フィルタ５１の伝達関数を、現在のスピーカ２の非線形特性に適合する処理を行うようにしてもよい。
【0038】
また、以上で示した冷却処理部４を用いてスピーカ２の冷却を行う構成は、信号補正部５や振動計測部８や変位検出用磁石２１１や磁気角度センサ２１２を備えていない音響システムにも、第１セレクタ３の出力を、信号補正部５の出力に代えて第２セレクタ６に入力することにより適用することができる。
【符号の説明】
【0039】
１…オーディオソース機器、２…スピーカ、３…第１セレクタ、４…冷却処理部、５…信号補正部、６…第２セレクタ、７…アンプ、８…振動計測部、９…制御部、４１…ハイパスフィルタ、４２…冷却用信号生成部、４３…ローパスフィルタ、４４…ゲイン調整部、４５…ゲイン設定部、４６…ミキサ、４７…非線形逆フィルタ、５１…非線形部補正フィルタ、５２…線形逆フィルタ、５３…適応アルゴリズム実行部、５４…エラー算出部、５５…推定フィルタ、２０１…ヨーク、２０２…磁石、２０３…トッププレート、２０４…ボイスコイルボビン、２０５…ボイスコイル、２０６…フレーム、２０７…ダンパ、２０８…振動板、２０９…エッジ、２１０…ダストキャップ、２１１…変位検出用磁石、２１２…磁気角度センサ、２２０…磁気回路、２３１…温度センサ、２０１１…凸部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
