JP2001148894A

JP2001148894A - Ｕｓｂ対応スピーカ駆動システム

Info

Publication number: JP2001148894A
Application number: JP32935499A
Authority: JP
Inventors: Ataru Shomura; 中正村; Taketo Jo; 健人城
Original assignee: NEC Viewtechnology Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-29
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: JP3457596B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スピーカ駆動アンプに対しＵＳＢポート経由
で電源を供給し、専用電源に頼ることなくスピーカが駆
動できるようにする。【解決手段】ＵＳＢポート１２ａを介して供給される
電源により動作するスピーカ駆動アンプ１７Ｌ（非反転
増幅器），１７Ｒ（発生増幅器）と、このスピーカ駆動
アンプ１７Ｌ，１７Ｒにより駆動される高能率スピーカ
１８Ｌ，１８Ｒを設け、ＵＳＢ規格のインタフェースを
介してスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに電源を供給
する。ＤＣ５Ｖ，０．１ＡというＵＳＢバスパワーの制
約のなかでも、最大消費電流が０．１Ａ以下のスピーカ
駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに例えば８７〜９０ｄＢ／Ｗ
程度の高能率のスピーカ１８Ｌ，１８Ｒを組み合わせて
用いることで、十分な音響再生が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＳＢ（Universa
l Serial Bus）ポートに接続してスピーカを駆動できる
ようにしたＵＳＢ対応スピーカ駆動システムに関する。

【０００２】図４は、従来のＵＳＢ対応スピーカ駆動シ
ステムの一例を示す回路構成図である。同図に示したＵ
ＳＢ対応スピーカ駆動システム１は、パーソナルコンピ
ュータ本体２に備わったＵＳＢポート２ａからＵＳＢケ
ーブル３を介してアップストリーム側ＵＳＢポート３ａ
に供給される音声信号を復号して再生するためのシステ
ムである。ＵＳＢポート３ａにはＵＳＢインタフェース
回路４が接続してあり、このＵＳＢインタフェース回路
４から４系統のＵＳＢ出力がダウンストリーム側ＵＳＢ
ポート４ａに送り出され、キーボードやマウス等に供給
される。また、本例に示したＵＳＢインタフェース回路
４は、１系統のＵＳＢ出力を復号処理回路５と音量制御
回路６を介して左右チャンネルのスピーカ駆動アンプ７
Ｌ，７Ｒに供給している。スピーカ駆動アンプ７Ｌ，７
Ｒはともに非反転増幅器で構成されており、これらのス
ピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒにより左右チャンネルのス
ピーカ８Ｌ，８Ｒが駆動される。ＵＳＢインタフェース
回路４から出力される音声信号は、差動信号からなるシ
リアルデータとして復号処理回路５に供給され、復号処
理回路５において左右チャンネルのアナログ音声信号に
復号される。復号された左右チャンネルの音声信号は、
音量制御回路６において音量制御を受けた後、それぞれ
左右チャンネルのスピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒに供給
される。スピーカ８Ｌ，８Ｒは、スピーカ駆動アンプ７
Ｌ，７Ｒにより増幅された対応チャンネルの音声信号を
供給されて音声を再生する。

【０００３】周知のごとく、パーソナルコンピュータ本
体２と周辺機器との接続を同一のコネクタで可能にする
インタフェース規格がＵＳＢである。このインタフェー
ス規格は、シリアルデータを差動信号として伝送するた
め、伝送線路となるＵＳＢケーブル３は一対の信号線
（Ｄ＋，Ｄ−）と一対の電源線（Ｖｃｃ，ＧＮＤ）の４
芯線構造をとる。また、この４芯線構造のＵＳＢケーブ
ル３には、シリーズＡと呼ぶ上流側コネクタとシリーズ
Ｂと呼ぶ下流側コネクタが両端に接続されており、Ａと
Ｂの形状の違いでもって互いを区別できるようになって
いる。また、これらのコネクタは、パーソナルコンピュ
ータ本体２の電源を投入した状態での抜き差しを可能に
するホットプラグ対応がなされており、信号ピン（Ｄ
＋，Ｄ−）に比べ電源ピン（Ｖｃｃ，ＧＮＤ）の方のピ
ン長を若干大としてある。従って、接続時には電源ピン
が先に接続され、また切り離し時には電源ピンが後に切
り離され、これにより信号ピンが接続されているとき
は、デバイスに必ず電源が供給されるようになってい
る。

【０００４】なお、上記ＵＳＢ対応スピーカ駆動システ
ム１は、ＵＳＢインタフェース回路４と復号処理回路５
を一対の信号線（Ｄ＋，Ｄ−）により接続しただけであ
り、スピーカ再生にＵＳＢバスパワー（ＤＣ５Ｖ，０．
１Ａ）を利用してはいない。このため、スピーカ駆動ア
ンプ７Ｌ，７Ｒの電源として専用電源９が用意されてお
り、この専用電源９から供給される電力を得てスピーカ
駆動アンプ７Ｌ，７Ｒを動作させる構成としてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＵＳＢ対応
スピーカ駆動システム１は、ボイスコイルインピーダン
ス８Ωのスピーカ８Ｌ，８Ｒにより例えば８０ｄＢ／ｍ
程度の音圧を得ようとする構成であり、このためスピー
カ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒには１．０Ｗ×２（８Ω負荷
時）の出力が要求され、スピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒ
の動作電源となる専用電源９として、ＤＣ６Ｖ，０．２
６Ａ出力のものが必要であった。換言するならば、アン
プ用動作電源として見たときに最大アンプ出力が０．２
Ｗ（１６Ω負荷時）或いは０．１２Ｗ（８Ω負荷時）が
供給限界であるＵＳＢバスパワーをもってしたのでは、
８０ｄＢ／ｍ程度の音圧のスピーカ８Ｌ，８Ｒを駆動す
ることは到底不可能であり、ＵＳＢポート２ａから取り
出せるバスパワーを専用電源９の代用とすることは想定
し得ないものであった。すなわち、ＵＳＢポート２ａは
給電ポートとしてはこの種の用途には能力不足であり、
単に信号伝送にのみ利用するという考えが大勢を占めて
いた。

【０００６】一方また、こうした考えを打破するため、
アンプ専用電源をＵＳＢバスパワーで代替する研究も一
部でなされており、ＵＳＢバスパワー利用のための技術
の一環として、小出力のアンプでも８０ｄＢ程度の音圧
が得られる高能率スピーカ（８７〜９０ｄＢ／Ｗ）の開
発も進められていた。しかしながら、現在までに試作さ
れた高能率スピーカは、製造コストが極端に高かった
り、或いは小型化が非常に困難であるといった理由か
ら、専用電源削除に伴うコスト切り下げ効果を相殺して
しまう例が多く、またＵＳＢのハブ機能を併せ持たない
アンプとスピーカだけを組み合わせた製品との共用化を
図ることができないといった理由から、実用に至らない
のが現状であった。

【０００７】さらにまた、上記従来のＵＳＢ対応スピー
カ駆動システム１は、ともに非反転増幅器からなる一対
のスピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒによりスピーカ８Ｌ，
８Ｒを駆動しており、スピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒの
動作は互いに同相駆動であった。従って、スピーカ駆動
アンプ７Ｌ，７Ｒを流れるピーク電流は、互いに打ち消
し合うのではなく互いに同極性で発生することになり、
専用電源９にて消費されるスピーカ駆動アンプ７Ｌ，７
Ｒのための動作電流は、振幅が上下に大きく変動する傾
向が顕著であった。このため、専用電源９における過大
な電流消費解消を放置したまま、ＵＳＢポート２ａ経由
でスピーカ駆動アンプ７Ｌ，７Ｒに電源を供給する試案
が現実味を帯びることは有り得ないことであった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、スピーカ駆動アンプに対しＵＳＢポート経由で電源
を供給し、専用電源に頼ることなくスピーカが駆動でき
るようにすることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明は、ＵＳＢポートを介して供
給される電源により動作するスピーカ駆動アンプと、該
スピーカ駆動アンプにより駆動される高能率スピーカと
を具備することを特徴とするものである。また、前記ス
ピーカ駆動アンプが、前記ＵＳＢポートを経由して供給
される音声信号を増幅することを特徴とするものであ
る。或いは、前記スピーカ駆動アンプが、前記ＵＳＢポ
ート以外の外部出力端子を経由して供給される音声信号
を増幅することを特徴とするものである。

【００１０】請求項４に係る本発明は、ＵＳＢポートを
介して供給される電源により動作し、ステレオ信号の一
方のチャンネルの音声信号を非反転増幅する非反転増幅
器と、該非反転増幅器の出力端子に正極端子が接続さ
れ、前記一方のチャンネルの音声信号を再生する第１の
高能率スピーカと、前記ＵＳＢポートを介して供給され
る電源により動作し、前記ステレオ信号の他方のチャン
ネルの音声信号を反転増幅する反転増幅器と、該反転増
幅器の出力端子に負極端子が接続され、前記他方のチャ
ンネルの音声信号を再生する第２の高能率スピーカとを
具備することを特徴とするものである。また、前記非反
転増幅器及び前記反転増幅器が、それぞれ前記ＵＳＢポ
ートを経由して供給されるステレオ信号の対応チャンネ
ル音声信号を増幅すること、或いは前記非反転増幅器及
び前記反転増幅器が、それぞれ前記ＵＳＢポート以外の
外部出力端子を経由して供給されるステレオ信号の対応
チャンネル音声信号を増幅すること等を特徴とするもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図３を参照して説明する。図１は、本発明のＵＳＢ
対応スピーカ駆動システムの一実施形態を示す回路構成
図、図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示したスピ
ーカの縦断面図及び正面図、図３は、本発明のＵＳＢ対
応スピーカ駆動システムの他の実施形態を示す回路構成
図である。

【００１２】図１に示すＵＳＢ対応スピーカ駆動システ
ム１１は、パーソナルコンピュータ本体１２に付属する
ＵＳＢポート１２ａを介して供給されるバスパワーをＵ
ＳＢケーブル１３を介して取り込み、左右一対のスピー
カ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒを動作させるとともに、Ｕ
ＳＢポートケーブル１３を介して取り込んだ音声信号を
スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒにより増幅し、スピ
ーカ１８Ｌ，１８Ｒを駆動する構成としたものである。
すなわち、本実施形態に示したＵＳＢ対応スピーカ駆動
システム１１は、ＵＳＢケーブル１３を介して伝送され
る音声信号ならびに電源を、アップストリーム側ＵＳＢ
ポート１３ａを介してＵＳＢインタフェース回路１４に
取り込み、ダウンストリーム側ＵＳＢポート１４ａへ出
力する一方、復号処理回路１５と音量制御回路１６を介
してスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに供給する。Ｕ
ＳＢケーブル１３を介してＵＳＢポート１２ａからＵＳ
Ｂポート１３ａへ供給されるバスパワーはＤＣ５Ｖ，
０．５Ａであるが、ＵＳＢインタフェース回路１４では
各ＤＣ５Ｖ，０．１Ａずつ計５系統に向けてバスパワー
を分割するため、スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに
は最大消費電流が０．１Ａ以下のものを用いる。また、
スピーカ１８Ｌ，１８Ｒも、スピーカ駆動アンプ１７
Ｌ，１７Ｒの最大出力により十分駆動できるよう、８７
〜９０ｄＢ／Ｗの高能率タイプを使用する。

【００１３】さらに、本実施形態に示したＵＳＢ対応ス
ピーカ駆動システム１１は、一方のチャンネル（ここで
は左チャンネル）の音声信号を増幅するスピーカ駆動ア
ンプ１７Ｌを非反転増幅器で構成し、他方のチャンネル
（ここでは右チャンネル）の音声信号を増幅するスピー
カ駆動アンプ１７Ｒを反転増幅器で構成してある。この
ため、スピーカ駆動アンプ１７Ｌと１７Ｒは互いに逆相
動作することになり、例えば同相駆動の場合のようにピ
ーク電流どうしが重畳して消費電流が大きく上下変動す
るといったことはなく、逆相のピーク電流どうしが相互
に打ち消し合うことでスピーカ駆動に伴う消費電流を抑
制することができる。ただし、スピーカ駆動アンプ１７
Ｌ，１７Ｒの増幅極性が異なるため、スピーカ１８Ｌ，
１８Ｒとの接続には極性を間違えないよう注意すべきで
ある。すなわち、非反転増幅器からなるスピーカ駆動ア
ンプ１７Ｌの出力端子は、スピーカ１８Ｌの正極端子に
接続し、反転増幅器からなるスピーカ駆動アンプ１７Ｒ
の出力端子は、スピーカ１８Ｒの負極端子に接続すると
いうように、スピーカケーブルの接続極性には注意すべ
きである。

【００１４】ところで、スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１
７Ｒとスピーカ１８Ｌ，１８Ｒの組み合わせは種々考え
られるが、具体的に例えばスピーカ１８Ｌ，１８Ｒとし
てボイスコイル・インピーダンスが１６Ω、能率が８７
ｄＢ／Ｗのものを用いた場合、スピーカ駆動アンプ１７
Ｌ，１７Ｒとして２×０．２Ｗ（１６Ω負荷時）出力の
ものを使用することで、必要電力を各系統に割り振られ
たＵＳＢバスパワーでもって十分に賄うことができる。
例えば、電源電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）でスピーカ駆動アン
プ１７Ｌ（１７Ｒ）をＳＥＰＰ（Single Ended Push-Pu
ll）動作させた場合、負荷抵抗ｒ（＝１６Ω）のスピー
カ１８Ｌ（１８Ｒ）を流れる平均電流は、Ｖｃｃ／２π
ｒ（≒０．０５Ａ）であり、左右チャンネル合わせても
０．１Ａである。すなわち、スピーカ駆動アンプ１７
Ｌ，１７Ｒの前段に電流制限回路を配設しなくとも、例
えばＵＳＢポート１２ａから規定上限を越える過大電流
が流出してパーソナルコンピュータ本体１２側から強制
的に給電停止に追い込まれるといった事態を招くことは
なく、スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒが不意に動作
停止する心配もなく安心して使用することができる。

【００１５】なお、スピーカ１８Ｌ，１８Ｒとしてボイ
スコイル・インピーダンスが３２Ω、能率が９０ｄＢ／
Ｗのものを用いた場合、スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１
７Ｒとして２×０．１Ｗ（３２Ω負荷時）出力のものを
使用すればよく、この場合もまた必要電力はＵＳＢバス
パワーでもって十分賄うことができる。因に、電源電圧
５Ｖでスピーカ駆動アンプ１７Ｌ（１７Ｒ）をＳＥＰＰ
動作させた場合、負荷抵抗３２Ωのスピーカ１８Ｌ（１
８Ｒ）を流れる平均電流は、ほぼ０．０２５Ａであり、
左右チャンネル合わせても０．０５Ａである。従って、
スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒの前段に電流制限回
路を配設しなくとも、ＵＳＢポート１２ａから規定上限
を越える過大電流が流出してパーソナルコンピュータ本
体１２側から強制的に給電停止に追い込まれる事態を招
くことはない。

【００１６】上記具体例からも明らかなように、使用す
るスピーカ１８Ｌ，１８Ｒは１６Ω以上のボイスコイル
・インピーダンスを有し、かつまた高能率であってしか
も廉価に製作できるものがよい。そこで、こうした条件
を満たすスピーカ１８Ｌ，１８Ｒとして、ここでは新規
に設計開発した図２（Ａ），（Ｂ）に示す構造のものを
用いるようにしている。図示のスピーカ１８Ｌ，１８Ｒ
は、テンスドダイヤフラムと呼ぶ四角形状の振動膜２２
の四辺を四角枠体状の支持枠２３に支持し、振動膜２２
の背面中央部を加振器２４によりピストン駆動して発音
させるものである。振動膜２２は、例えばＰＥＮ（ポリ
エチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）或いはそれらに金属蒸着したもの又はカーボ
ンファイバ等の素材を支持枠２３の前面を覆う大きさの
四角形状の膜に成形加工したものを用いる。すなわち、
振動膜２２として、膜加工に適した合成樹脂材或いは合
成繊維でかつ高耐張力を有する膜素材を使用すること
で、長期に亙って安定した振動特性が維持できるように
してあり、特に金属蒸着を施したＰＥＮやＰＥＴのよう
に引っ張り剛性の高い膜材料を使用した場合は、経年劣
化等の殆どない安定した振動特性が恒常的に維持でき
る。本実施形態では、熱収縮性の四角形状の振動膜２２
の上下辺と左右辺をそれぞれ接着により支持枠２３に固
定し、接着固定後に振動膜２２全体に熱を加え、上下方
向と左右方向に引っ張り張力を与える構成としてある。

【００１７】より詳しくは、振動膜２２は、特定の一軸
方向に熱収縮特性を有するＰＥＴ等の膜素材を裁断加工
したものであり、膜素材の相対向する二辺に０〜９０度
（ただし、両端は含まず）の斜交角度をもって斜交する
直交二軸に平行な上下辺と左右辺を有する振動膜２２が
得られるよう、膜素材を裁断加工したものである。裁断
により得られた振動膜２２は、熱収縮方向がほぼ対角線
方向となるので、この振動膜２２の上下辺と左右辺を支
持枠２３に接着固定した後、平面パネルヒータや温風機
或いは赤外線ヒータ等を用いて振動膜２２を加熱する。
これにより、振動膜２２は対角線方向に収縮しようとす
るため、対角線方向の引っ張り張力の二軸分力として、
上下方向と左右方向に引っ張り張力が与えられ、振動膜
２２は緊張する。

【００１８】なお、四角形状の振動膜２２と円形状の振
動膜（図示せず）との形状差に基づく音響特性の差異は
明らかである。すなわち、四角形状の振動膜２２は、点
音源から周縁部に至る距離が方位ごとに異なるため、点
音源から周縁部に至る距離が全方位において一致する円
形状の振動膜のように、単一周波数において顕著に共振
するといった共振特性を示すことはなく、実に多数の共
振周波数を有する。従って、四角形状の振動膜２２は、
円形状の振動膜に比べ十分広い再生周波数帯域を有す
る。また、膜素材の熱収縮方向を振動膜２２の対角線方
向とを故意にずらすことで、上下の辺に対し与える縦方
向の引っ張り張力と、左右の辺に与える横方向の引っ張
り張力を互いに独立して調整することができ、またこう
して所望の周波数特性を自在に実現するなど、膜形状に
由来する利点を音響効果に多々有効活用することができ
る。

【００１９】加振器２４は、振動膜２２の背面中央部に
ピストン板２５ａを介して一端が当接するボイスコイル
２５と、このボイスコイル２５の他端側に同軸的に配設
した逆Ｅ字状断面を有するカルデラ火山形状のヨーク２
６と、このヨーク２６の円環部中間に挟持した環状マグ
ネット２７と、ボイスコイル２５の側面とヨーク２６の
端部とを連結するダンパ２８とから構成される。加振器
２４は、磁力強化や磁気ギャップの極小化或いはダンパ
の摩擦低減等により高効率化を徹底した構成としてあ
り、ヨーク２６に沿って環状マグネット２７が形成する
磁界内にあるボイスコイル２５に音声電流を通電する
と、ボイスコイル２５に発生するフレミングの力により
ボイスコイル２５が軸方向に振動し、ピストン板２５ａ
が前後方向に駆動されるようになっている。

【００２０】また、ピストン板２５ａは振動膜２２に接
着するのではなく、ただ単に振動膜２２の背面中央部に
当接させてあるだけである。従って、加振器２４は、振
動膜２２の背面側に別途保持しておく必要がある。この
ため、本実施形態では、支持枠２３の左右辺の中央部間
にステーロッド２９を橋架し、このステーロッド２９の
中央部分に加振器２４を固定してある。かくして、加振
器２４は振動膜２２の背面中央部に押圧保持される。な
お、ボイスコイル２５の軸線を振動膜２２に直交調整で
きるよう、ステーロッド２９の中央部分にステーロッド
２９に対する加振器２４の首振り角度を調整するスキュ
ウ調整機構（図示せず）が組み込んである。支持枠２３
に対する振動膜２２の組み付けを終えた後、中央部に加
振器２４が固着されたステーロッド２９の両端を、支持
枠２３の背面部に螺子止め固定する。その場合、加振器
２４のボイスコイル２５先端のピストン板２５ａが振動
膜２２の背面中央部に当接するが、振動膜２２自体が上
下左右に引っ張られているため、ピストン板２５ａが当
接する部分の振動膜２２に対し最大振幅の１／２程度の
変位を生ずる程度の押圧力をもって当接させるよう組み
付けてある。また、スキュウ調整機構によりステーロッ
ド２９に対する加振器２４の首振り角度が自在に調整で
きるので、調整治具（図示せず）等を用い、ピストン板
２５ａが振動膜２２に対し垂直な方向に振動するよう調
整することができる。

【００２１】上記構成になるスピーカ１８Ｌ，１８Ｒ
は、ボイスコイル２５に対し音声電流を通電すると、電
流の大きさとコイル巻数に応じたフレミングの力が発生
し、ピストン板２５ａにより振動膜２２が前後方向にピ
ストン駆動されることで音圧を発生する。この場合、振
動膜２２自体が張力を与えられて緊張しており、僅かな
押圧駆動力をもって振動するため、微小な駆動電流を通
電するだけで十分な音圧を発生させることができる。従
って、例えばＡ４判程度の大きさの面積の振動膜２２で
あれば、ヘッドフォン出力ポートの出力信号をアンプを
通すことなく、そのままボイスコイル２５に通電して駆
動することができる。実験結果によれば、引っ張り張力
を与えた振動膜２２による音圧向上効果は数ｄＢを越え
ることが判っており、高感度の加振器２４の併用に伴う
数ｄＢ程度の音圧向上効果を併せることで、スピーカ１
８Ｌ，１８Ｒ全体で１０数ｄＢ程度の音圧向上を図るこ
とができることも判っている。

【００２２】具体的には、従来のフリーエッジ型平面ス
ピーカであればヘッドフォン出力を増幅する１．２Ｗ出
力程度のスピーカ駆動アンプを介して駆動していたＡ６
版サイズの振動膜を、振動膜２２に張力を与えた状態で
駆動するスピーカ１８Ｌ，１８Ｒは、０．２Ｗ出力程度
のスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒをもって駆動する
ことができ、しかも得られる再生音は音圧も周波数特性
も歪率も同等であることが確認されている。すなわち、
スピーカ１８Ｌ，１８Ｒを駆動するのに大きな駆動力は
不要であり、ＵＳＢポート１２ａならびにＵＳＢインタ
フェース回路１４経由で供給されるバスパワーをもって
動作するスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒにより十分
対応することができる。かくして、本実施形態に示した
ＵＳＢ対応スピーカ駆動システム１１は、音声信号と電
源の両方をＵＳＢポート１２ａ経由でスピーカ駆動アン
プ１７Ｌ，１７Ｒに供給することができ、前述したごと
く専用電源９等は一切不要である。

【００２３】このように、上記ＵＳＢ対応スピーカ駆動
システム１１は、ＵＳＢポート１２ａを介して供給され
る電源により動作するスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７
Ｒと、このスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒにより駆
動される高能率スピーカ１８Ｌ，１８Ｒとを設けて構成
したから、ＵＳＢ規格のインタフェースを介してスピー
カ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに電源を供給することがで
きる。すなわち、ＵＳＢインタフェース回路１４から分
割供給されるＤＣ５Ｖ，０．１ＡというＵＳＢバスパワ
ーの制約のなかでも、最大消費電流が０．１Ａ以下のス
ピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに例えば８７〜９０ｄ
Ｂ／Ｗ程度の高能率のスピーカ１８Ｌ，１８Ｒを組み合
わせて用いることで、十分な音響再生が可能であり、こ
れによりスピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒに専用電源
９が不要となり、専用電源９の廃止に伴う製造コストの
切り下げが可能である。また、例えば携帯型のパーソナ
ルコンピュータ本体１２等に備わったＵＳＢポート１２
ａに接続して使用することで、使用場所の電源環境に左
右されることなく使用することができ、旅先での音声再
生が非常に簡単である。さらにまた、システムの海外へ
の出荷を考慮したときにも、仕向け先の国内法制に応じ
た電源関連の種々の安全規格に煩わされる恐れはないの
で、迅速な対応が可能である。かくして、パーソナルコ
ンピュータ本体１２等の周辺機器の一つとしてスピーカ
駆動システムを提示し、かつまたパーソナルコンピュー
タ本体１２の電源を投入した状態での抜き差しが自在に
可能なホットプラグとしての利便性も併せ提供すること
ができ、非常に高い汎用性のもとで広範なニーズに応え
ることができる。

【００２４】また、左チャンネル音声信号を非反転増幅
器からなるスピーカ駆動アンプ１７Ｌにより増幅すると
ともに、右チャンネル音声信号を反転増幅器からなるス
ピーカ駆動アンプ１７Ｒにより増幅する構成としたか
ら、左右チャンネルのスピーカ駆動を互いに逆相動作す
る一対の増幅器により行うことができ、逆相のピーク電
流どうしが相互に打ち消し合うことでスピーカ駆動に伴
う消費電流を抑制することができる。また、スピーカ駆
動アンプ１７Ｌ，１７Ｒとスピーカ１８Ｌ，１８Ｒとの
接続には極性管理が必要になるが、スピーカ駆動アンプ
１７Ｌの出力端子は対応スピーカ１８Ｌの正極端子に接
続し、スピーカ駆動アンプ１７Ｒの出力端子は対応スピ
ーカ１８Ｒの負極端子に接続するというように、スピー
カケーブルをしかるべく接続するだけで所期の極性管理
が簡単に可能である。

【００２５】また、スピーカ駆動アンプ１７Ｌ，１７Ｒ
は、ＵＳＢポート１２ａを経由して供給される音声信号
を増幅するようにしたから、ＵＳＢポート１２ａ経由で
供給される電源と音声信号をもってスピーカ駆動アンプ
１７Ｌ，１７Ｒに供給することで、複雑なケーブル接続
なしで良好な音声再生が可能であり、ＣＤプレーヤを搭
載したパーソナルコンピュータ本体１２をライン入力感
覚で使用できるスピーカ駆動システムを提供することが
できる。

【００２６】なお、上記実施形態では、信号と電源の両
方をＵＳＢポート１２ａを経由してスピーカ駆動システ
ムに供給する構成としたが、図３に示すＵＳＢ対応型ス
ピーカ駆動システム３１のごとく、電源はパーソナルコ
ンピュータ本体１２等に付属のＵＳＢポート１２ａから
供給し、音声信号はパーソナルコンピュータ本体１２に
付属の外部出力端子１２ｂから供給する構成とすること
もできる。本実施形態に示したＵＳＢ対応型スピーカ駆
動システム３１は、復号処理回路１５が不要なため廃止
してあり、パーソナルコンピュータ本体１２に付属の外
部出力端子１２ｂをオーディオケーブル３２により外部
入力端子３２ａに接続し、この外部入力端子３２ａから
入力されたステレオ音声信号をそのまま音量制御回路１
４に導くようにしてある。なお、パーソナルコンピュー
タ本体１２に付属の外部出力端子１２ｂは、音声信号を
外部に出力するＵＳＢ以外の広義の出力端子であり、こ
こではイヤフォン出力端子も含めるものとする。

【００２７】また、上記実施形態において、左チャンネ
ルのスピーカ駆動アンプ１７Ｌを反転増幅器で構成し、
右チャンネルのスピーカ駆動アンプ１７Ｒを非反転増幅
器で構成することもでき、その場合は対応スピーカ１８
Ｌ，１８Ｒに対する接続極性を逆転するとよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＵＳＢポートを介して供給される電源により動作するス
ピーカ駆動アンプと、このスピーカ駆動アンプにより駆
動される高能率スピーカとを設けて構成したから、ＵＳ
Ｂ規格のインタフェースを介してスピーカ駆動アンプに
電源を供給することができ、ＤＣ５Ｖ，０．１Ａという
ＵＳＢバスパワーの制約のなかでも、最大消費電流が
０．１Ａ以下のスピーカ駆動アンプに例えば８７〜９０
ｄＢ／Ｗ程度の高能率のスピーカを組み合わせて用いる
ことで、十分な音響再生が可能であり、これによりスピ
ーカ駆動アンプに専用電源が不要となり、専用電源の廃
止に伴う製造コストの切り下げが可能であり、また例え
ば携帯型のパーソナルコンピュータ本体等に備わったＵ
ＳＢポートに接続して使用することで、使用場所の電源
環境に左右されることなく使用することができ、旅先で
の音声再生が非常に簡単であり、さらにまたシステムの
海外への出荷を考慮したときにも、仕向け先の国内法制
に応じた電源関連の種々の安全規格に煩わされる恐れは
ないので、迅速な対応が可能であり、かくしてパーソナ
ルコンピュータ本体等の周辺機器の一つとしてスピーカ
駆動システムを提示し、かつまたパーソナルコンピュー
タ本体の電源を投入した状態での抜き差しが自在に可能
なホットプラグとしての利便性も併せ提供することがで
き、非常に高い汎用性のもとで広範なニーズに応えるこ
とができる等の優れた効果を奏する。

【００２９】また、前記スピーカ駆動アンプは、前記Ｕ
ＳＢポートを経由して供給される音声信号を増幅するよ
うにしたから、ＵＳＢポート経由で供給される電源と音
声信号をもってスピーカ駆動アンプに供給することで、
複雑なケーブル接続なしで良好な音声再生が可能であ
り、ＣＤプレーヤを搭載したパーソナルコンピュータ本
体をライン入力感覚で使用できるスピーカ駆動システム
を提供することができる等の効果を奏する。

【００３０】また、前記スピーカ駆動アンプは、前記Ｕ
ＳＢポート以外の外部出力端子を経由して供給される音
声信号を増幅する構成であるから、電源だけをパーソナ
ルコンピュータ本体等に付属のＵＳＢポートから供給
し、音声信号は例えばパーソナルコンピュータ本体或い
はオーディオ機器等の外部出力端子から供給することが
でき、これにより多様な接続態様が提供できる等の効果
を奏する。

【００３１】また、請求項４に係る本発明は、一方のチ
ャンネルの音声信号を非反転増幅器により増幅するとと
もに、他方のチャンネルの音声信号を反転増幅器により
増幅する構成としたから、左右チャンネルのスピーカ駆
動が互いに逆相動作する一対の増幅器により行うことが
でき、これにより例えば同相駆動の場合のようにピーク
電流どうしが重畳して消費電流が大きく上下変動すると
いったことはなく、逆相のピーク電流どうしが相互に打
ち消し合うことでスピーカ駆動に伴う消費電流を抑制す
ることができ、またスピーカ駆動アンプとスピーカとの
接続には極性管理が必要になるが、非反転増幅器の出力
端子は対応スピーカの正極端子に接続し、反転増幅器の
出力端子は対応スピーカの負極端子に接続するというよ
うに、スピーカケーブルをしかるべく接続するだけで所
期の極性管理が簡単に可能である等の効果を奏する。

【００３２】また、前記非反転増幅器及び前記反転増幅
器が、それぞれ前記ＵＳＢポートを経由して供給される
ステレオ信号の対応チャンネル音声信号を増幅するの
で、ＵＳＢポート経由で供給される電源と音声信号をも
ってスピーカ駆動アンプに供給することで、複雑なケー
ブル接続なしで良好な音声再生が可能であり、ＣＤプレ
ーヤを搭載したパーソナルコンピュータ本体をライン入
力感覚で使用できるスピーカ駆動システムを提供するこ
とができる等の効果を奏する。

【００３３】さらにまた、前記非反転増幅器及び前記反
転増幅器が、それぞれ前記ＵＳＢポート以外の外部出力
端子を経由して供給されるステレオ信号の対応チャンネ
ル音声信号を増幅するので、電源だけをパーソナルコン
ピュータ本体等に付属のＵＳＢポートから供給し、音声
信号は例えばパーソナルコンピュータ本体或いはオーデ
ィオ機器等の外部出力端子から供給することができ、こ
れにより多様な接続態様が提供できる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＵＳＢ対応スピーカ駆動システムの一
実施形態を示す回路構成図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示したスピ
ーカの縦断面図及び正面図である。

【図３】本発明のＵＳＢ対応スピーカ駆動システムの他
の実施形態を示す回路構成図である。

【図４】従来のＵＳＢ対応スピーカ駆動システムの一例
を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１１，３１ＵＳＢ対応スピーカ駆動システム１２パーソナルコンピュータ本体１２ａＵＳＢポート１２ｂ外部出力端子１３ＵＳＢケーブル１４ＵＳＢインタフェース回路１５復号処理回路１６音量制御回路１７Ｌ，１７Ｒスピーカ駆動アンプ１８Ｌ，１８Ｒスピーカ３２オーディオケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D020 AC01 AC02 5J069 AA02 AA21 AA41 CA36 CC01 SA08 TA01 5J092 AA02 AA41 CA04 CA36 CA87 FA07 HA01 KA47 KA62 SA06 SA08 TA01 VL08 VL10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＵＳＢポートを介して供給される電源に
より動作するスピーカ駆動アンプと、該スピーカ駆動ア
ンプにより駆動される高能率スピーカとを具備すること
を特徴とするＵＳＢ対応スピーカ駆動システム。
【請求項２】前記スピーカ駆動アンプは、前記ＵＳＢ
ポートを経由して供給される音声信号を増幅することを
特徴とする請求項１記載のＵＳＢ対応スピーカ駆動シス
テム。
【請求項３】前記スピーカ駆動アンプは、前記ＵＳＢ
ポート以外の外部出力端子を経由して供給される音声信
号を増幅することを特徴とする請求項１記載のＵＳＢ対
応スピーカ駆動システム。
【請求項４】ＵＳＢポートを介して供給される電源に
より動作し、ステレオ信号の一方のチャンネルの音声信
号を非反転増幅する非反転増幅器と、該非反転増幅器の
出力端子に正極端子が接続され、前記一方のチャンネル
の音声信号を再生する第１の高能率スピーカと、前記Ｕ
ＳＢポートを介して供給される電源により動作し、前記
ステレオ信号の他方のチャンネルの音声信号を反転増幅
する反転増幅器と、該反転増幅器の出力端子に負極端子
が接続され、前記他方のチャンネルの音声信号を再生す
る第２の高能率スピーカとを具備することを特徴とする
ＵＳＢ対応スピーカ駆動システム。
【請求項５】前記非反転増幅器及び前記反転増幅器
は、それぞれ前記ＵＳＢポートを経由して供給されるス
テレオ信号の対応チャンネル音声信号を増幅することを
特徴とする請求項４記載のＵＳＢ対応スピーカ駆動シス
テム。
【請求項６】前記非反転増幅器及び前記反転増幅器
は、それぞれ前記ＵＳＢポート以外の外部出力端子を経
由して供給されるステレオ信号の対応チャンネル音声信
号を増幅することを特徴とする請求項４記載のＵＳＢ対
応スピーカ駆動システム。