JP2015095766A - スピーカ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡潔な回路構成で多数のスピーカを個別に駆動可能なスピーカ駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るスピーカ駆動装置１は、直流電圧源３０の一対の出力端子に並列接続された複数のスピーカＳＰを備えるスピーカ駆動装置１であって、多チャンネル音響信号を前記各スピーカに対する制御信号に変換する制御信号生成部１０と、前記複数のスピーカＳＰに対応する複数の制御部２０であって、前記各制御部２０は、前記直流電圧源３０の高圧側出力端子と、対応する前記各スピーカＳＰとの間に配置され、前記制御信号に基づき前記直流電圧源及び前記各スピーカＳＰ間を導通又は遮断する制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカ駆動装置に関する。

昨今、次世代の三次元音響方式として、多数のスピーカを室内に配置し高い臨場感の音響再生を実現する手法が多数提案されてきている（非特許文献１）。また、三次元音響を手軽に家庭で利用できるようにするため、テレビの周囲に多数のスピーカを配置したスピーカーアレイフレーム等による再生方式も考案されてきている（非特許文献２）。

安藤、「高臨場感音響技術とその理論」、IEICE Fundamentals Review、Vol.3、No.4、pp.33-46、2010年4月 T. Sugimoto, K. Matsui, and H. Okubo, "A Loudspeaker Array Frame Reproducing 22.2 Multichannel Sound for Super Hi-Vision Flat Panel Display," NAB Show 2012, Las Vegas, April 14-19, 2012.

ところで、一般的にスピーカ用の駆動装置（以下、適宜「アンプ」と称する。）は、１スピーカあたり１チャンネル分のアンプが必要となる。そのため、再生チャンネル数が増えるにつれ、必要となるアンプの数もそれに比例して増加することになり、アンプの規模が大きくなることが、三次元音響方式実用化のための課題の一つであった。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、簡潔な回路構成で多数のスピーカを個別に駆動可能なスピーカ駆動装置を提供することである。

上述した諸課題を解決すべく、本発明に係るスピーカ駆動装置は、直流電圧源の一対の出力端子に並列接続された複数のスピーカを備えるスピーカ駆動装置であって、多チャンネル音響信号を前記各スピーカに対する制御信号に変換する制御信号生成部と、前記複数のスピーカに対応する複数の制御部であって、前記各制御部は、前記直流電圧源の高圧側出力端子と、対応する前記各スピーカとの間に配置され、前記制御信号に基づき前記直流電圧源及び前記各スピーカ間を導通又は遮断する制御部と、を備える。

本発明に係るスピーカ駆動装置によれば、簡潔な回路構成で多数のスピーカを個別に駆動可能なスピーカ駆動装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係るスピーカ駆動装置１の構成を示す図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカ駆動装置１の構成を示す図である。スピーカ駆動装置１は、制御信号生成部１０と、複数の制御部２０（制御部２０_１〜制御部２０_Ｎ）と、直流電圧源３０と、複数のスピーカＳＰ（スピーカＳＰ_１〜スピーカＳＰ_Ｎ）とを備える。Ｎはスピーカの数を表し、各制御部２０_ｘ（１≦ｘ≦Ｎ）は各スピーカＳＰ_ｘに対応するものである。なお、以降の説明において、簡略のため、各制御部２０_ｘを及び各スピーカＳＰ_ｘについては、適宜添え字のない表記（制御部２０、スピーカＳＰ）を用いるものとする。また、スピーカ駆動装置１に入力される三次元音響方式の多チャンネル音響信号は、例えばスーパーハイビジョン音響である２２．２チャンネル音響信号や、ホームシアターやデジタル放送で用いられる５．１チャンネル音響信号など、種々のマルチチャンネル音響方式の音響信号である。

制御信号生成部１０は、音響信号を処理するプロセッサであって、入力された多チャンネル音響信号を各スピーカＳＰに対する制御信号に変換する。具体的には、制御信号生成部１０は、多チャンネル音響信号をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調及びＰＤＭ（Pulse Density Modulation）変調や、ＤＳＤ（Direct Stream Digital、登録商標）方式など、各スピーカＳＰ（低域通過フィルタ）で元のアナログ信号を復調できる変調方式の制御信号に変換する。制御信号生成部１０は、変換した制御信号をチャンネルごとに対応する制御部２０に出力する。

なお、制御信号生成部１０は、各スピーカＳＰの音量を個別に調整するため、各スピーカＳＰに対する制御信号を所定割合調整することができる。例えば、制御信号がＰＷＭ変調のパルス信号の場合、制御信号生成部１０は、音量を大きくするスピーカＳＰに対するパルス幅を所定割合大きく調整し、音量を小さくするスピーカＳＰに対するパルス幅を所定割合小さく調整することができる。なお、各スピーカＳＰの音量調整は、スピーカ設置時に初期設定として行ったり、再生する多チャネル音響信号に併せて動的に行ったりすることが可能である。

複数の制御部２０は、複数のスピーカＳＰに対応するものであって、各制御部２０は、直流電圧源３０の高圧側出力端子（ｈｏｔ）と、対応する各スピーカＳＰとの間に配置され、制御信号生成部１０からの制御信号に基づき直流電圧源３０及び各スピーカＳＰ間の導通又は遮断動作を行う。制御部２０は、トランジスタやサイリスタ等のスイッチング素子であって、例えば、所定のスイッチング周波数の高さ（例えばＰＷＭなら１００ｋＨｚ程度、ＰＤＭ変調なら１ＭＨｚ程度、ＤＳＤ変調なら３ＭＨｚ程度であることが好ましい）と、所定の電力（直径１０ｃｍ程度の動電形スピーカなら１０ｗ程度）とに対応した任意のスイッチング素子により構成される。

直流電圧源３０は、一対の出力端子に並列接続された各スピーカＳＰに一定の電圧を印加するものであり、高圧側出力端子（ｈｏｔ）は対応する各制御部２０を介して各スピーカＳＰに接続され、グランド端子（ｇｒｏｕｎｄ）は直接各スピーカＳＰに接続される。なお、直流電圧源３０は、定電圧源に限定されず、可変電圧源としても良い。

複数のスピーカＳＰは、直流電圧源３０の一対の出力端子に並列接続され、各スピーカＳＰは、対応する各制御部２０の導通／遮断動作により供給されるパルス信号から元の多チャンネル音響信号であるアナログ信号を復調して再生する。スピーカＳＰは例えば動電形スピーカであり、この場合、電気回路的には抵抗及びインダクタンスを有するので、パルス信号を入力してもスピーカＳＰはそのまま応答せず、低域通過フィルタを介した信号が出力されるため、スピーカにおいて元のアナログ信号が復調される。なお、駆動する対象スピーカとしては、動電形スピーカのみならず、電気回路的に低域通過フィルタを形成するものなら駆動可能であるので、電磁形スピーカや圧電スピーカ、静電形スピーカ等も使用可能であることは言うまでもない。

このように、本実施形態によれば、制御信号生成部１０は、多チャンネル音響信号を各スピーカＳＰに対する制御信号に変換し、直流電圧源３０の高圧側出力端子と対応する各スピーカＳＰとの間に配置された各制御部２０は、制御信号に基づき直流電圧源及び各スピーカ間を導通又は遮断する。これにより、簡潔な回路構成で多数のスピーカを個別に駆動し、元の多チャンネル音響信号であるアナログ信号が復調して再生することが可能となる。すなわち、１つの直流電圧源３０から複数のスピーカＳＰへの電力供給をスイッチング素子である制御部２０の導通／遮断動作で制御すれば良いため、従来のようにスピーカ毎に個別のアンプを設ける必要がない。本発明により、多数のスピーカを個別に駆動可能な小規模なスピーカ駆動装置を実現できるようになり、多数のスピーカを利用する次世代の三次元音響システムを一般家庭などで容易に使用できるようになる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ スピーカ駆動装置
１０ 制御信号生成部
２０（２０_１〜２０_Ｎ） 制御部
３０ 直流電圧源
ＳＰ（ＳＰ_１〜ＳＰ_Ｎ） スピーカ

Claims (1)

1. 直流電圧源の一対の出力端子に並列接続された複数のスピーカを備えるスピーカ駆動装置であって、
   多チャンネル音響信号を前記各スピーカに対する制御信号に変換する制御信号生成部と、
   前記複数のスピーカに対応する複数の制御部であって、前記各制御部は、前記直流電圧源の高圧側出力端子と、対応する前記各スピーカとの間に配置され、前記制御信号に基づき前記直流電圧源及び前記各スピーカ間を導通又は遮断する制御部と、を備えるスピーカ駆動装置。

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