JPH02113797A - Piezoelectric loudspeaker - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、圧電スピーカに関し、特に、ＰＣＭ信号のよ
うなデジタル化された音声信号により直接駆動すること
が可能なデジタル・スピーカに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a piezoelectric speaker, and particularly to a digital speaker that can be directly driven by a digitized audio signal such as a PCM signal.
第２図に示すように、デジタル・オーディオ・システム
では、アナログ信号の形態の音声信号を、ＰＣＭ変調器
１で変調してデジタル信号とし、伝送・記録・再生系を
経て、再度ＰＣＭ復調器２によりアナログ信号とし、ス
ピーカ３に入力していた。スピーカ３としては、電磁型
、静電型あるいは圧電型等の種々の電気−音響変換形式
のものが用いられている。As shown in FIG. 2, in a digital audio system, an audio signal in the form of an analog signal is modulated into a digital signal by a PCM modulator 1, which is then passed through a transmission, recording, and playback system, and then re-transmitted to a PCM demodulator 2. It was converted into an analog signal and inputted to the speaker 3. As the speaker 3, various electro-acoustic conversion types such as an electromagnetic type, an electrostatic type, or a piezoelectric type are used.
デジタル・オーディオ・システムでは、アナログの音声
信号をデジタル信号に変換して伝送・記録・再生するも
のであるため、非常に高いＳ／Ｎ比及び大きなダイナミ
ックレンジを実現することが可能である。In digital audio systems, analog audio signals are converted into digital signals for transmission, recording, and reproduction, so it is possible to achieve a very high S/N ratio and a large dynamic range.
〔発明が解決しようとする技術的課題〕従来のデジタル
・オーディオ・システムにおいては、スピーカ３にはア
ナログの音声信号を入力しなければ、原音を再生するこ
とができなかった。[Technical Problem to be Solved by the Invention] In the conventional digital audio system, the original sound could not be reproduced unless an analog audio signal was input to the speaker 3.
従って、ＰＣＭ復調器２のようなり／Ａ変換能を有する
復調器を、伝送・記録・再生系とスビー力３との間に接
続する必要があった。ぞの結果、非常に高価なＰＣＭ復
調器を要するため、システム全体のコストがかなり高い
ものとなり、またシステムの小型化、軽量化及び低消費
電力化を妨げる要因となっていた。Therefore, it was necessary to connect a demodulator such as the PCM demodulator 2 having an A/A conversion capability between the transmission/recording/reproduction system and the stereoscopic power 3. As a result, since a very expensive PCM demodulator is required, the cost of the entire system becomes quite high, and this becomes a factor that prevents the system from being made smaller, lighter, and lower in power consumption.
本発明の目的は、デジタル化された音声信号を直接入力
し７て原音を再生し得るデジタル・スピーカを提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a digital speaker that can directly input a digitized audio signal and reproduce the original sound.
（技術的課題を解決するだめの手段）
本発明は、圧電効果による屈曲振動を利用したスピーカ
であって、弾性体に圧電振動手段が貼（電ｊけられてい
る。この圧電振動手段は、デジタル入力信号の各ビット
信号毎に駆動される複数の圧電振動部を有する。また、
各圧電振動部がデジタル入力信号の各ビット桁の重みに
対応した音圧を発生ずるように、少なくともＩの圧電振
動部上には振動抑制部材が付加されている。(Means for Solving Technical Problems) The present invention is a speaker that utilizes bending vibration caused by piezoelectric effect, in which a piezoelectric vibration means is pasted (electrified) on an elastic body. It has a plurality of piezoelectric vibrating parts that are driven for each bit signal of the digital input signal.
A vibration suppressing member is attached to at least the piezoelectric vibrating part I so that each piezoelectric vibrating part generates a sound pressure corresponding to the weight of each bit digit of the digital input signal.
なお、Ｅ記圧電振動手段において複数の圧電振動部を構
成するには、複数の圧電振動素子を弾性体上に貼付ける
ことにより、あるいは１枚の圧電振動板の両主面に複数
対の電極を形成することにより構成することができる。Note that in order to configure a plurality of piezoelectric vibrating parts in the piezoelectric vibrating means described in E, a plurality of piezoelectric vibrating elements can be pasted on an elastic body, or a plurality of pairs of electrodes can be formed on both main surfaces of one piezoelectric vibrating plate. It can be configured by forming.
ずなわら、複数の圧電振動部は、別体乙、−構成されて
いても６１、く、 ・体向に構成されていてもよい。Of course, the plurality of piezoelectric vibrating parts may be configured as separate bodies or may be configured in different directions.
デジタル化され、た音声信号は、ハイナリコーｌの形態
とされており、本発明では、各圧電振動部に、このハイ
ナリコー１゛の各ヒツト信号を入力することにより、各
圧電振動部がビ、・１・桁毎に駆動される。そして、振
動抑制部材が少なくとも１の圧電振動部上に付加されで
おり、そａ ｂこよっ′ζ各圧電振動部が各ピッ１−桁
の重のに対応した音圧を発生ずるごとが可能とされてい
る。従っζ、デジタル入力信号により複数の圧電振動部
が直接駆動され、その結果、Ｐ、ＡＭ波ひい”Ｃは原音
波形が再生される。The digitized audio signal is in the form of Hi-Nari-Cor 1, and in the present invention, by inputting each hit signal of Hi-Nari-Ko 1 to each piezoelectric vibrating part, each piezoelectric vibrating part vibrates,... Driven every digit. A vibration suppressing member is added on at least one piezoelectric vibrating part, so that each piezoelectric vibrating part can generate a sound pressure corresponding to the weight of each pitch. It is said that Therefore, a plurality of piezoelectric vibrating parts are directly driven by the digital input signal, and as a result, the original sound waveforms of the P and AM waves "C" are reproduced.
第１図（ａ）及び（ｂ）＆；ｊ、本発明の一実施例の圧
電スピーカの断面図及び平面図である。FIGS. 1A and 1B are a sectional view and a plan view of a piezoelectric speaker according to an embodiment of the present invention.
真鍮等の金属材料よりなる円板状の弾性体１１上に、第
１〜第４の圧電振動部１２〜１５が構成されている。First to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to 15 are constructed on a disk-shaped elastic body 11 made of a metal material such as brass.
圧電振動部１２〜Ｉ５は、モルフォトロピック相境界近
傍の組成のチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスよ
りなる。すなわち、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミック
ス祠料を主体とするセラミックグリーンシートを、各圧
電振動部１２〜１５の平面形状（第１図（１））参照。The piezoelectric vibrating parts 12 to I5 are made of lead zirconate titanate piezoelectric ceramics having a composition near the morphotropic phase boundary. That is, the planar shape of each piezoelectric vibrating part 12 to 15 (see FIG. 1 (1)) is made of a ceramic green sheet mainly composed of lead zirconate titanate ceramic abrasive.
なお、第１図（＋１）では、第１〜第３の圧電振動部１
２〜１４上には後述の振動抑制部材が取付けられている
６）を有するように切断し、焼成した後、両面に電極を
形成し、該電極から電圧を印加することにより分極処理
して、各圧電振動部１２〜１５を得ることができる。こ
のようにして用意した第１〜第４の圧電振動部１２〜１
５が、弾性体１１上に導電性接着剤により貼付けられて
いる。In addition, in FIG. 1 (+1), the first to third piezoelectric vibrating parts 1
A vibration suppressing member described below is attached to 2 to 14 (6), and after firing, electrodes are formed on both sides, and polarization is performed by applying voltage from the electrodes. Each piezoelectric vibrating section 12 to 15 can be obtained. The first to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to 1 prepared in this way
5 is attached onto the elastic body 11 with a conductive adhesive.
第１〜第４の圧電振動部１２〜１５が、本発明の「圧電
振動手段」を構成しており、以下に述べるようにデジタ
ル入力信号の各ビット桁毎に駆動され、各ビット桁に応
した音圧を発生するように構成されているものである。The first to fourth piezoelectric vibrating sections 12 to 15 constitute the "piezoelectric vibrating means" of the present invention, and are driven for each bit digit of the digital input signal as described below, and are driven in response to each bit digit. It is configured to generate a sound pressure of
第１〜第４の圧電振動部１２〜ｊ５のうち、第１〜第３
の圧電振動部１２〜】４の上面には、ステンレスよりな
る振動抑制材１６〜１８が貼（＝ｊけられている。この
振動抑制材１６〜１８は、各圧電振動部１２〜Ｉ５を単
独で駆動した場合の音圧比が、２° ：２１ ・２２，
２：Ｉ となるように、その厚みが選ばれている。Among the first to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to j5, the first to third
Vibration suppressing materials 16 to 18 made of stainless steel are pasted on the top surfaces of the piezoelectric vibrating sections 12 to I5. The sound pressure ratio when driven is 2°:21 ・22,
The thickness is selected so that 2:I.
弾性体１１にはリード線２１が、各圧電振動部１２〜１
５の上面の電極には直接又は振動抑制部材を介してリー
ド線２２〜２５が接続されている。A lead wire 21 is attached to the elastic body 11, and a lead wire 21 connects each piezoelectric vibrating part 12 to 1.
Lead wires 22 to 25 are connected to the electrodes on the upper surface of 5, either directly or via a vibration suppressing member.
駆動に際しては、これらのリード線２１〜２５から、デ
ジタル信号を入力する。When driving, digital signals are inputted from these lead wires 21 to 25.
なお、弾性体１１を絶縁性材料で構成してもよく、ある
いはエポキシ樹脂等の絶縁性接着剤を用いて弾性体１１
に圧電振動部を貼付けてもよく、その場合には、圧電振
動部１２〜１５の下面の電極からの電気的な引出しは個
別に行い、各リード線を結線して共通電位を与えるよう
にすればよい。Note that the elastic body 11 may be made of an insulating material, or an insulating adhesive such as an epoxy resin may be used to form the elastic body 11.
A piezoelectric vibrating part may be attached to the piezoelectric vibrating part, and in that case, electrical extraction from the electrodes on the bottom surface of the piezoelectric vibrating parts 12 to 15 is performed individually, and each lead wire is connected to give a common potential. Bye.
次に、上記実施例の動作を説明する。第３図に示ずよう
乙こ、５ビ、トのＰＣＭ化されたデジタル信−ぢの・）
ち、最上位桁のＭＳＢ（符号ピノＩ）をインバータ２６
により反転さ−Ｕ、リ−］・綿２１６Ｊ、り弾１ψＩ体
１１に、ひいては圧電振動部１２〜１５の一１面の電極
に入力する。他方、各圧電振動０１；１２〜１５の上方
の電極には、リード線２２〜２５より各ビット桁のビッ
ト信号（下位上行から順に［、Ｓ Ｂ ヒー、・Ｉ・
２ ピノＩ・３．ビット４の各信号）を入力する。Next, the operation of the above embodiment will be explained. As shown in Figure 3, a 5-bit, 5-bit PCM digital signal is shown.
Then, the MSB of the most significant digit (sign Pino I) is transferred to the inverter 26.
It is inverted by -U, Lee], cotton 216J, and the bullet 1ψI is inputted to the body 11 and, in turn, to the electrodes on one side of the piezoelectric vibrating parts 12 to 15. On the other hand, the electrodes above each piezoelectric vibration 01; 12 to 15 receive bit signals of each bit digit from lead wires 22 to 25 (sequentially from the lower row to the top: [, S B He, ・ I ・
2 Pino I・3. Each signal of bit 4) is input.
各圧電振動部１２〜１５は、単独で駆動した場合の音圧
比が２° 二２’ ：２２ ：２’となるように、振
動抑制部材１６〜１Ｂにより重み付けられているので、
各ビット信号を入力することにより、圧電振動部１２〜
１５は１７１〜桁の重み付けに対応した音圧を発生する
。Each piezoelectric vibrating part 12 to 15 is weighted by vibration suppressing members 16 to 1B so that the sound pressure ratio when driven individually is 2°22':22:2'.
By inputting each bit signal, the piezoelectric vibrating section 12~
15 generates a sound pressure corresponding to the weighting of 171 to digits.
よっζ、第１〜第４の圧電振動部１２〜１５で発生され
る音圧が合成されることにより、デジタル化された音声
信号が音波に変換されることになる。Therefore, by synthesizing the sound pressures generated by the first to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to 15, the digitized audio signal is converted into a sound wave.
もっとも、そのままでは再生された音の波形はＰＡＭ波
となる。従って、音質を向上するには、リンプリング１
４波数の１／２以下の帯域を通過さ−ＵるＩコーバスフ
ィルタを組合わせたり、あるいは音響ローパスフィルタ
をスピーカ前面に配すれば、連続波形とすることができ
る。すなわち、このようなｌコーバスフィルタまたは音
９０−パスフィルタを組合わせることにより、ＰＡＭ波
を原音の波形により近づＬ′ｊるごとかできる。However, if left as is, the waveform of the reproduced sound will be a PAM wave. Therefore, to improve the sound quality, Limpling 1
A continuous waveform can be obtained by combining an I corvus filter that passes a band of 1/2 or less of the four wave numbers, or by placing an acoustic low-pass filter in front of the speaker. That is, by combining such l corvus filters or sound 90-pass filters, it is possible to make the PAM wave L'j closer to the waveform of the original sound.
なお、上記実施例では、デジタル化された入力信号が、
５ビットの場合につき説明したが、５ピノｌ−以’Ａの
８ビット、１６ビノト等の他のビ・ノ］・数のデジタル
信号を再生する場合にも、本発明を通用することができ
る。その場合には、ビット数に応じて、圧電振動部の数
及び重め旬りを変更するだけで、上記と同様にデジタル
化された音声信号を音声に変換することが可能である。Note that in the above embodiment, the digitized input signal is
Although the case of 5 bits has been explained, the present invention can also be applied to the case of reproducing other digital signals such as 8 bits of 5 bits or more, 16 bits, etc. . In that case, it is possible to convert the digitized audio signal into audio in the same way as above by simply changing the number of piezoelectric vibrating parts and the weighting level according to the number of bits.
また、１）ＣＭ変調以外の変調方式のデジタル信号を音
声に変換する場合にも本発明を適用することができる。Furthermore, the present invention can also be applied to the case of 1) converting a digital signal using a modulation method other than CM modulation into audio.
さらに、上記実施例では、複数の圧電振動部１２〜１５
は、別体の圧電振動体により構成されていたが、１枚の
圧電振動板の両主面に複数の電極対を形成し、それによ
って第１〜第４の圧電振動部１２〜１５を構成してもよ
い。すなわち、本発明の「圧電振動手段」は、別体の圧
電振動体により構成してもよく、一体向に構成してもよ
いものである。Furthermore, in the above embodiment, the plurality of piezoelectric vibrating parts 12 to 15
was composed of a separate piezoelectric vibrating body, but a plurality of electrode pairs are formed on both main surfaces of one piezoelectric vibrating plate, thereby constituting the first to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to 15. You may. That is, the "piezoelectric vibrating means" of the present invention may be constituted by a separate piezoelectric vibrating body, or may be constituted in one piece.
また、１−記実施例では、振動抑制材を第１〜第３の圧
電振動部１２〜】４に付加したが、すべての圧電振動部
に（＝ｔ ｉｎ してもよく、また上記のように重み付
けが可能であれば、１の圧電振動部にのめ付加してもよ
い。Further, in the embodiment 1-, the vibration suppressing material is added to the first to third piezoelectric vibrating parts 12 to 4, but it may be added to all the piezoelectric vibrating parts (=t in), or as described above. If weighting is possible, weighting may be applied to one piezoelectric vibrating section.
さらに、−］二１実施例では、第１〜第４の圧電振動部
１２〜１５を、同心の円及び円環状に形成したが、この
平面形状についても、図示のものに限定されない。例え
ば、矩形等の任意の平面形状とすることができる。Furthermore, in the -]21 embodiment, the first to fourth piezoelectric vibrating parts 12 to 15 are formed into concentric circles and annular shapes, but their planar shapes are not limited to those shown in the drawings. For example, it can be any planar shape such as a rectangle.
以上のように、本発明では、振動抑制部材により重み付
けされた複数の圧電振動部に、デジタル化された音声信
号の各ビット信号を直接入力することにより音声を再ヰ
することができる。従って、デジタル信号を出力する増
幅器と直接結線するだ＋：ｌで、高品位の再生音を得る
ことができ、高価なＰＣＭ復調器を省略することが可能
となる。よって、デジタル オーディオ・システＪ、の
価格を効果的に低減することができ、かつシステムの小
型化、軽量化及び低消費電力化を果たすことができる。As described above, in the present invention, audio can be reproduced by directly inputting each bit signal of a digitized audio signal to a plurality of piezoelectric vibrating sections weighted by vibration suppressing members. Therefore, high-quality reproduced sound can be obtained by directly connecting an amplifier that outputs a digital signal, and an expensive PCM demodulator can be omitted. Therefore, the price of the digital audio system J can be effectively reduced, and the system can be made smaller, lighter, and lower in power consumption.
さらに、弾性体上に複数の圧電振動部を配し、かつ振動
抑制部材を適宜圧電振動部上にイ・１加した比較的簡単
な構造からなるため、量産性に優れており、よって低価
格であり、かつ信頼性にイ憂れたデジタルスピーカを実
現することができる。Furthermore, it has a relatively simple structure in which multiple piezoelectric vibrating parts are arranged on an elastic body, and a vibration suppressing member is added on the piezoelectric vibrating part as appropriate, so it is excellent in mass production and is therefore inexpensive. In addition, it is possible to realize a digital speaker with low reliability.
第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の断面図
及び平面図、第２図はデジタル・オーディオ システム
の概略を示すブロック関、第３図は第１図実施例を駆動
する方法を説明するためのブロンク図である。
図において、１１は弾性体、１２〜１５は第１〜第４の
圧電振動部、
１６〜１８は振動抑制部材
を示ず。
法FIGS. 1(a) and (b) are a cross-sectional view and a plan view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram schematically showing a digital audio system, and FIG. 3 is a diagram showing the embodiment of FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a driving method. In the figure, 11 is an elastic body, 12 to 15 are first to fourth piezoelectric vibrating parts, and 16 to 18 are not vibration suppressing members. law
Claims (1)
圧電振動部を有し、かつ前記弾性体上に貼付けられた圧
電振動手段と、 前記各圧電振動部がデジタル入力信号の各ビット桁の重
みに対応した音圧を発生するように、少なくとも１の圧
電振動部上に付加された振動抑制部材とを備えることを
特徴とする、圧電スピーカ。[Claims] A speaker that utilizes bending vibration caused by piezoelectric effect, comprising: an elastic body; and a plurality of piezoelectric vibrating parts that are driven for each bit signal of a digital input signal; a piezoelectric vibrating means attached thereto, and a vibration suppressing member added on at least one piezoelectric vibrating part so that each piezoelectric vibrating part generates a sound pressure corresponding to the weight of each bit digit of the digital input signal. A piezoelectric speaker comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26779788A JPH02113797A (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Piezoelectric loudspeaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26779788A JPH02113797A (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Piezoelectric loudspeaker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113797A true JPH02113797A (en) | 1990-04-25 |
Family
ID=17449730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26779788A Pending JPH02113797A (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Piezoelectric loudspeaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02113797A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2352306A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and Method for Increasing Volume in Portable Terminal |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP26779788A patent/JPH02113797A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2352306A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and Method for Increasing Volume in Portable Terminal |
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