JP2015195419A - Electroacoustic conversion device - Google Patents

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正直 奥田
正 吉野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speaker capable of flexibly utilizing a plurality of magnetic circuits in an electroacoustic conversion device such as e.g., a speaker that can be thinned.SOLUTION: A speaker 10 includes: magnet plates 31 and 32 including a magnetized surface 33 on which multi-pole magnetization has been performed; and a vibration film 50 that is disposed to face the magnetized surface 33 while holding buffering materials 41 and 42 therebetween. The vibration film 50 includes a wiring pattern 60 including a plurality of independent wiring 61a-61c to which different electric signals are applied. The wiring pattern 60 includes an array pattern 65 that is an array pattern extending along a magnetization boundary 36 of the magnetization surface on which multi-pole magnetization has been performed, and is made symmetrical with the magnetization boundary as a center.

Description

本発明は、スピーカーおよびマイクロフォンを含む電気音響変換装置に関するものである。   The present invention relates to an electroacoustic transducer including a speaker and a microphone.

特許文献1は、ΔΣ変調器とミスマッチシェーピングフィルター回路により複数のデジタル信号を出力する回路と、複数のデジタル信号により駆動される複数のスピーカーによりアナログ音声を直接変換するデジタルスピーカー装置に最適なデジタル音響システムを提案している。特許文献1には、ΔΣ変調器と、後置フィルターと、s個の駆動回路と、ΔΣ変調器、後置フィルター及びs個の駆動素子に電源を供給する電源回路とから構成され,s個の駆動回路はs個のデジタル信号端子に対応していることを特徴とするデジタルスピーカー駆動装置が記載されている。   Patent Document 1 discloses a digital sound that is optimal for a digital speaker device that directly converts analog sound by a circuit that outputs a plurality of digital signals by a ΔΣ modulator and a mismatch shaping filter circuit and a plurality of speakers driven by the plurality of digital signals. A system is proposed. Patent Document 1 includes a ΔΣ modulator, a post filter, s drive circuits, and a power circuit that supplies power to the ΔΣ modulator, the post filter, and s drive elements. The digital speaker driving device is characterized in that the driving circuit corresponds to s number of digital signal terminals.

特許文献2には、小型平面テレビ等に内蔵され得る薄型化を実現しつつ、フルレンジ型の音響変換能力を有する高密度パターンで、前面形状設計の自由度の高い駆動方式を持つ薄型全面駆動スピーカを提供することが記載されている。特許文献2に記載されているスピーカは、それぞれ、フレームをなすヨーク板のほぼ全面に高密度で配置した最大多数の円形の磁気ギャップを形成する磁気回路の同一構成でなる第1と第2の磁気回路群を、互いに磁気回路の各々が同極面で間隔を置いて対向する様に振動板の両側に配置し、振動板が担持するボイスコイルは対向する2群の各磁気回路の円形磁気ギャップの全てを一筆書でたどる最大有効線長の連続パターンで形成されて対向磁気回路間の中性面に円形磁気ギャップについてラジアル状に形成されるメイン磁束ループ内に磁束方向と直交して配置される。ヨーク板は、振動板の振動による広い振幅領域の音圧を外側に放射する貫通孔を備える。   Patent Document 2 discloses a thin full-surface driving speaker having a high-density pattern having a full-range acoustic conversion capability and a driving method with a high degree of freedom in frontal shape design while realizing a thinning that can be built into a small flat-screen television or the like. Is provided. The speaker described in Patent Document 2 has first and second magnetic circuits each having the same configuration of a magnetic circuit that forms a maximum number of circular magnetic gaps arranged at high density on almost the entire surface of a yoke plate forming a frame. The magnetic circuit groups are arranged on both sides of the diaphragm so that each of the magnetic circuits faces each other with the same polar surface at an interval, and the voice coil carried by the diaphragm is a circular magnet of each of the two groups of magnetic circuits facing each other. Arranged perpendicularly to the magnetic flux direction in the main magnetic flux loop formed in a continuous pattern of the maximum effective line length that traces all of the gap with a single stroke and formed radially on the neutral surface between the opposing magnetic circuits with respect to the circular magnetic gap Is done. The yoke plate includes a through hole that radiates sound pressure in a wide amplitude region due to vibration of the diaphragm to the outside.

特開2010−28785号公報JP 2010-28785 A 特開2011−250063号公報JP 2011-250063 A

薄型化が可能な電気音響変換装置、たとえばスピーカーにおいて、複数の磁気回路をフレキシブルに利用できる電気音響変換装置が求められている。   There is a need for an electroacoustic transducer that can flexibly use a plurality of magnetic circuits in a thinned electroacoustic transducer such as a speaker.

本発明の一態様は、多極磁化された着磁面を含む磁石板と、着磁面と緩衝材を挟んで対峙するように配置された振動膜とを有する電気音響変換装置である。振動膜は、異なる電気信号が印加される独立した複数の配線を含む配線パターンを含み、配線パターンは、多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延びた配列パターンであって、着磁境界を中心とした対称な配列パターンを含む。   One embodiment of the present invention is an electroacoustic transducer including a magnet plate including a magnetized surface that is multipolarly magnetized, and a vibration film that is disposed so as to face the magnetized surface with a buffer material interposed therebetween. The vibration film includes a wiring pattern including a plurality of independent wirings to which different electric signals are applied, and the wiring pattern is an array pattern extending along the magnetization boundary of the multipolar magnetized surface, It includes a symmetrical arrangement pattern centered on the magnetization boundary.

この電気音響変換装置は、磁石板と振動膜とが対峙して配置される面タイプの電気音響変換装置であり、異なる電気信号が印加される独立した複数の配線のそれぞれにより複数の磁気回路を構成できる。さらに、配線パターンに、着磁境界に沿い、着磁境界を中心とした対称な配列パターンを含めることにより、複数の磁気回路が構成されたときの振動膜に平行な力の成分により振動を効率よくキャンセルできる。   This electroacoustic transducer is a surface-type electroacoustic transducer in which a magnet plate and a diaphragm are arranged to face each other, and a plurality of magnetic circuits are provided by a plurality of independent wirings to which different electrical signals are applied. Can be configured. Furthermore, by including a symmetrical arrangement pattern around the magnetization boundary along the magnetization boundary in the wiring pattern, vibration is efficiently generated by the force component parallel to the vibration film when multiple magnetic circuits are configured. Can cancel well.

したがって、この電気音響変換装置においては、複数の配線のそれぞれにより構成される複数の磁気回路の機能をフレキシブルに選択または再構成できる。たとえば、配線パターンに含まれる複数の配線のそれぞれに異なる駆動信号を供給することにより複数のスピーカーとしての機能を1つの面タイプ(フラットタイプ、平板タイプ)の装置で実現することも可能である。また、配線パターンに含まれる複数の配線を適当な組み合わせで接続することにより1または複数の特性の異なるスピーカーとして機能させることが可能である。   Therefore, in this electroacoustic transducer, the functions of a plurality of magnetic circuits each constituted by a plurality of wirings can be flexibly selected or reconfigured. For example, by supplying different drive signals to a plurality of wirings included in the wiring pattern, the function as a plurality of speakers can be realized by a single surface type (flat type, flat plate type) device. Further, by connecting a plurality of wirings included in the wiring pattern in an appropriate combination, it is possible to function as one or a plurality of speakers having different characteristics.

この電気音響変換装置においては、隣接する着磁境界に沿った配列パターンに含まれる複数の配線の並び順が逆転していることが望ましい。複数の配線のそれぞれに、パターンが偏った異なる電気信号が印加されるような場合であっても、振動膜に平行な力の成分により振動を効率よくキャンセルできる。したがって、振動膜を効率よく、振動膜の面に垂直な方向に振動させることができる。   In this electroacoustic transducer, it is desirable that the arrangement order of the plurality of wires included in the array pattern along the adjacent magnetization boundary is reversed. Even in the case where different electrical signals with a biased pattern are applied to each of the plurality of wirings, the vibration can be canceled efficiently by the force component parallel to the vibration film. Therefore, the vibration film can be efficiently vibrated in the direction perpendicular to the surface of the vibration film.

振動膜は両面に配線パターンを含むことが望ましく、より多くの磁気回路を1つの振動膜に構成できる。典型的な着磁面はストライプ状に多極磁化されているものであり、振動膜に設けられる複数の配線パターンの典型的なものはストライプ状に配置(アレンジ)されたものである。典型的には、四角形の磁石板がいずれかの辺に平行な縞状に等ピッチで多極磁化されており、振動膜の配線パターンは、振動膜のいずれかの辺に平行で、磁石板の多極磁化のピッチと同ピッチで配置された配列パターンを含む。   It is desirable that the vibration film includes a wiring pattern on both surfaces, and more magnetic circuits can be configured as one vibration film. A typical magnetized surface is multipolarly magnetized in a stripe shape, and a typical one of a plurality of wiring patterns provided on the vibration film is arranged (arranged) in a stripe shape. Typically, a quadrangular magnet plate is multipolarly magnetized at equal pitches in stripes parallel to either side, and the wiring pattern of the diaphragm is parallel to any side of the diaphragm. The arrangement pattern is arranged at the same pitch as that of the multipolar magnetization.

電気音響変換装置は、振動膜と一体化した接続片を有し、接続片は、複数の配線のそれぞれと外部配線とを電気的に接続する複数の接続端を含むことが望ましい。複数の配線の接続の組み合わせを複数の接続端を用いて制御でき、1または複数の特性の異なる電気音響変換装置として使用できる。   The electroacoustic transducer has a connection piece integrated with the vibrating membrane, and the connection piece preferably includes a plurality of connection ends that electrically connect each of the plurality of wirings and the external wiring. A combination of a plurality of wirings can be controlled using a plurality of connection ends, and can be used as an electroacoustic transducer having different characteristics.

電気音響変換装置は、複数の接続端を介して複数の配線のそれぞれに対し入力または出力される電気信号をクロック単位で切り替える接続ユニットを有することが望ましい。配線パターンに含まれる複数の配線のそれぞれは基本的な特性が共通するとしても、製造上の公差等により微細な音響特性が異なることが多い。したがって、複数の配線の割り当てをクロック単位で切り替えることにより、配線パターンに含まれる複数の配線の音響特性を平均化でき、いっそう音響特性の良好な電気音響変換装置を提供できる。   The electroacoustic transducer preferably includes a connection unit that switches an electrical signal input or output to each of the plurality of wirings via a plurality of connection ends in units of clocks. Even if each of the plurality of wirings included in the wiring pattern has the same basic characteristics, fine acoustic characteristics are often different due to manufacturing tolerances. Therefore, by switching the allocation of the plurality of wirings in units of clocks, the acoustic characteristics of the plurality of wirings included in the wiring pattern can be averaged, and an electroacoustic transducer with better acoustic characteristics can be provided.

また、電気音響変換装置は、振動膜と一体化した基板と、基板に搭載された処理ユニットであって、複数の配線のそれぞれにデジタル音響信号を供給する処理ユニットとを有することが望ましい。処理ユニットを搭載する基板と振動膜とを一体化することにより、処理ユニットと複数の配線とを端子を介さずに接続できる。このため、処理ユニットを含んだ、省スペースで軽量な電気音響変換装置を提供できる。   The electroacoustic transducer preferably includes a substrate integrated with the vibration film and a processing unit that is mounted on the substrate and supplies a digital acoustic signal to each of the plurality of wirings. By integrating the substrate on which the processing unit is mounted and the vibration film, the processing unit and the plurality of wirings can be connected without using a terminal. For this reason, a space-saving and lightweight electroacoustic transducer including a processing unit can be provided.

電機音響変換装置においては、振動膜と基板との境界に沿ってスリットを設けることが有効である。振動膜の振動特性を制御しやすい。また、処理ユニットは、複数の配線パターンのそれぞれに供給されるデジタル音響信号をクロック単位で切り替える接続機能を含むことが望ましい。   In the electroacoustic transducer, it is effective to provide a slit along the boundary between the vibration film and the substrate. Easy to control vibration characteristics of diaphragm. Further, the processing unit preferably includes a connection function for switching the digital acoustic signal supplied to each of the plurality of wiring patterns in units of clocks.

本発明の異なる形態の1つは、上記の電気音響変換装置と、電気音響変換装置を収納したハウジングとを有するスピーカーである。   One of the different forms of the present invention is a speaker having the above-described electroacoustic transducer and a housing that houses the electroacoustic transducer.

スピーカーの外観を示す図。The figure which shows the external appearance of a speaker. スピーカーの構成を展開して示す図。The figure which expands and shows the structure of a speaker. 振動膜の表裏の構成を示す図。The figure which shows the structure of the front and back of a diaphragm. 配線の配置を示す断面図。Sectional drawing which shows arrangement | positioning of wiring. ターミナルユニットのブロック図。The block diagram of a terminal unit. 振動膜を含むプリント配線板を示す図。The figure which shows the printed wiring board containing a vibration film. デジタル化を説明する図。The figure explaining digitization. デジタル信号を各配線に分割する様子を示す図。The figure which shows a mode that a digital signal is divided | segmented into each wiring. 各配線に供給される信号を示す図。The figure which shows the signal supplied to each wiring.

図1に、本発明に係る電子音響変換装置の一例として平板型のスピーカーの外観を示している。図2に、平板型のスピーカー10の概略構成を展開図により示している。このスピーカー10は、板状のハウジング20と、ハウジング20の内部の上下(前後または左右)に配置された板状の磁石板31および32と、磁石板31および32に緩衝材(緩衝部材)41および42を介して挟まれるように配置された振動膜50と、振動膜50と外部配線とを接続するターミナルユニット70とを含む。   FIG. 1 shows the appearance of a flat speaker as an example of the electroacoustic transducer according to the present invention. FIG. 2 is a development view showing a schematic configuration of the flat speaker 10. The speaker 10 includes a plate-shaped housing 20, plate-shaped magnet plates 31 and 32 disposed on the upper and lower sides (front and rear, or left and right) of the housing 20, and buffer plates (buffer members) 41 on the magnet plates 31 and 32. And 42 and a terminal unit 70 for connecting the vibration film 50 and external wiring.

ハウジング20は、金属製、プラスチック製または木製であり、その他の材料、たとえばセラミック、ガラスなどで構成されていてもよい。ハウジング20は上部ハウジング21と下部ハウジング22とを含み、それぞれに複数の開口23が設けられている。開口23の形状は円形に限定されず、多角形であっても、網状であっても、スリット状などであってもよい。また、ハウジング20は、スピーカー10を単独で構成するものであってもよく、テレビ、パーソナルコンピュータあるいはその他の電気製品または家具の一部であってもよい。さらに、ハウジング20は車両の内装または部屋の内装の一部であってもよく、ハウジング20はその他の動産または不動産の一部であってもよい。   The housing 20 is made of metal, plastic, or wood, and may be made of other materials such as ceramic and glass. The housing 20 includes an upper housing 21 and a lower housing 22, each having a plurality of openings 23. The shape of the opening 23 is not limited to a circle, and may be a polygon, a net, a slit, or the like. The housing 20 may constitute the speaker 10 alone, or may be a part of a television, a personal computer, other electrical products, or furniture. Further, the housing 20 may be a part of the interior of the vehicle or the interior of the room, and the housing 20 may be a part of other movable property or real estate.

ハウジング20の内部に収納された磁石板31および32は、共通の構成の永久磁石板であり、着磁により表面および裏面の着磁面33に帯状のN極35nとS極35sとが平行縞状に交互に現れている。さらに、帯状のN極35nおよびS極35s(以降では極に関わらず着磁領域35と称することがある)の境界(着磁境界)36に沿って、複数の貫通孔34が設けられている。   The magnet plates 31 and 32 housed inside the housing 20 are permanent magnet plates having a common configuration, and the striped N pole 35n and S pole 35s are parallel stripes on the front and back magnetized surfaces 33 by magnetization. Appear alternately. Further, a plurality of through holes 34 are provided along a boundary (magnetization boundary) 36 of the belt-like N pole 35n and S pole 35s (hereinafter, sometimes referred to as a magnetized region 35 regardless of the pole). .

磁石板31および32は、焼結磁石板、非焼結磁石板、フレキシブル磁石板またはソリッド構造の磁石板であってもよく、その他の公知の構造の磁石板のいずれかであってもよい。磁性を付加する材質は、フェライト磁石、希土類磁石、ネオジム−鉄−ホウ素系磁石などであってもよい。磁石板31の厚さや形状(正方形、長方形、円形、楕円形など)、構造(1枚の永久磁石板であるか、複数の永久磁石板を貼り合わせた構造であるかなど)は任意であり、設計上の問題で、特性やコスト、製造上の必要性、使用状態などに応じて適宜選択できる。また、磁極の大きさ(着磁の大きさ)、極ピッチなども任意であり、ハウジング20の大きさ、要求される音量などの要素に基づき選択できる。   The magnet plates 31 and 32 may be a sintered magnet plate, a non-sintered magnet plate, a flexible magnet plate, a solid-structure magnet plate, or any other known magnet plate. The material to which magnetism is added may be a ferrite magnet, a rare earth magnet, a neodymium-iron-boron magnet, or the like. The thickness and shape of the magnetic plate 31 (square, rectangular, circular, elliptical, etc.) and structure (whether it is a single permanent magnet plate or a structure in which a plurality of permanent magnet plates are bonded together) are arbitrary. Depending on the design problem, it can be appropriately selected according to the characteristics, cost, manufacturing necessity, use condition, and the like. Further, the size of the magnetic pole (magnetization size), the pole pitch, etc. are arbitrary, and can be selected based on factors such as the size of the housing 20 and the required volume.

以下では、2枚の磁石板31および32に振動膜50が挟まれた構造のスピーカー10を例に説明するが、1枚の磁石板の一方(片面)のみに振動膜50を配置してもよく、1枚の磁石板の両側に振動膜50を配置してもよく、複数の磁石板および振動膜を積層した構成であってもよい。   Hereinafter, the speaker 10 having a structure in which the vibration film 50 is sandwiched between the two magnet plates 31 and 32 will be described as an example. However, even if the vibration film 50 is disposed only on one side (one side) of one magnet plate. In addition, the vibration film 50 may be disposed on both sides of one magnet plate, or a structure in which a plurality of magnet plates and vibration films are stacked may be employed.

磁石板31および32と、振動膜50との間に配置される緩衝部材41および42は、軟質で、音波が自由に通る程度の通気性を有し、振動膜50とほぼ同じ大きさのシート状の部材である。緩衝部材41および42の一例は、薄いシート状の不織布を複数枚(2〜5枚程度)を重ねたものである。緩衝部材41および42を複数枚のシート状の部材を重ねて構成する場合は、それらを接着せずに、それぞれ別個に振動(変位)できるように重ねて配置することが望ましい。緩衝部材41および42は、動作時に振動膜50が磁石板31および32にぶつかって異音(正常振動音ではない雑音)を発することを防ぎ、振動膜50自身の分割振動の発生を防ぐ(びびり音の発生を防ぐ)など、音源に忠実な音波以外の発生を制御する作用を含む。   The buffer members 41 and 42 disposed between the magnet plates 31 and 32 and the vibration film 50 are soft, have air permeability that allows sound waves to freely pass through, and are approximately the same size as the vibration film 50. Shaped member. One example of the buffer members 41 and 42 is a laminate of a plurality of thin sheet-like nonwoven fabrics (about 2 to 5 sheets). When the buffer members 41 and 42 are formed by stacking a plurality of sheet-like members, it is desirable to arrange them so that they can be individually vibrated (displaced) without being bonded. The buffer members 41 and 42 prevent the vibration film 50 from hitting the magnet plates 31 and 32 and generating abnormal noise (noise that is not normal vibration sound) during operation, and prevent the vibration film 50 itself from generating divided vibrations (chattering). This includes controlling the generation of sound other than sound waves that are faithful to the sound source.

振動膜50は、薄膜の樹脂フィルムであり、たとえば、ポリイミドフィルム(芳香族ポリイミドフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどを用いることができ、厚みは10−50μm程度が好ましく、さらに20−40μm程度が好ましい。振動膜50は、複数枚のフィルムを積層したものであってもよい。本例の振動膜50は、方形(長方形)で一方の辺に小さな接続片58が設けられた樹脂フィルム(プリント配線板)59の方形の部分である。振動膜50には、複数の配線パターン60が両面51および52に形成されている。   The vibration film 50 is a thin resin film. For example, a polyimide film (aromatic polyimide film), a polyethylene terephthalate film, or the like can be used, and the thickness is preferably about 10-50 μm, more preferably about 20-40 μm. The vibration film 50 may be a laminate of a plurality of films. The vibrating membrane 50 of this example is a rectangular portion of a resin film (printed wiring board) 59 that is square (rectangular) and has a small connecting piece 58 provided on one side. A plurality of wiring patterns 60 are formed on both surfaces 51 and 52 on the vibration film 50.

図3(a)および(b)に、振動膜50の両面(上面および下面、前面および後面、表面および裏面)51および52を示している。また、参考のために、対峙する磁石板30の着磁面33の着磁領域35nおよび35sの配置を示している。   FIGS. 3A and 3B show both surfaces (upper surface and lower surface, front surface and rear surface, front surface and back surface) 51 and 52 of the vibration membrane 50. For reference, the arrangement of the magnetized regions 35n and 35s of the magnetized surface 33 of the opposing magnet plate 30 is shown.

振動膜50の表面51には、3本の配線61a、61bおよび61cを含む配線パターン60が形成されている。振動膜50の裏面52には、3本の配線61d、61eおよび61fを含み、表面51の配線パターンと同じまたは対称な配置の配線パターン60が形成されている。また、振動膜50と一体化した接続片58には、それぞれの配線61a〜61cおよび61d〜61fの両端に繋がる接続端子62が設けられている。したがって、表裏6本の配線61a〜61fは電気的に独立しており、配線61a〜61fのそれぞれに対し接続端子62を介して異なる電気信号を印加することができる。これらの配線61a〜61fおよび接続端子62はプリント配線であり、振動膜50を含む樹脂フィルム59はフレキシブルタイプのプリント配線板となっている。これらの配線61a〜61fは、フレキシブル銅張プリントフィルムをフォトエッチングすることにより形成できる。表面51と裏面52との構成は共通するので、以降では表面51の配線パターン60を説明する。   A wiring pattern 60 including three wirings 61 a, 61 b and 61 c is formed on the surface 51 of the vibration film 50. On the back surface 52 of the vibration film 50, a wiring pattern 60 including three wirings 61 d, 61 e and 61 f and having the same or symmetrical arrangement as the wiring pattern on the front surface 51 is formed. Further, the connection piece 58 integrated with the vibrating membrane 50 is provided with connection terminals 62 connected to both ends of the respective wirings 61a to 61c and 61d to 61f. Therefore, the front and back wirings 61a to 61f are electrically independent, and different electrical signals can be applied to the wirings 61a to 61f via the connection terminals 62, respectively. The wirings 61a to 61f and the connection terminals 62 are printed wirings, and the resin film 59 including the vibration film 50 is a flexible type printed wiring board. These wirings 61a to 61f can be formed by photoetching a flexible copper-clad print film. Since the configuration of the front surface 51 and the back surface 52 is common, the wiring pattern 60 on the front surface 51 will be described below.

振動膜50は、異なる電気信号が印加される独立した複数の配線61a〜61cを含む配線パターン60を含む。配線パターン60は、多極磁化された着磁面33の着磁境界36に沿って延びた第1の配列パターン65と、振動膜50の縁側に配置され着磁境界36に対し直交する方向に延びた第2の配列パターン66とを含む。第1の配列パターン65は、着磁境界36を中心とした対称な位置に複数の配線61a〜61cが配置されている。すなわち、この第1の配列パターン65は、3つの配線61a〜61cを含むので、配線61bが着磁境界36に沿って配置され、配線61aおよび61cが配線61bに対し等しい間隔で平行に配置されている。   The vibration film 50 includes a wiring pattern 60 including a plurality of independent wirings 61a to 61c to which different electric signals are applied. The wiring pattern 60 is arranged on the edge side of the vibration film 50 in a direction perpendicular to the magnetization boundary 36 and the first arrangement pattern 65 extending along the magnetization boundary 36 of the magnetized surface 33 magnetized with multipoles. An extended second array pattern 66. In the first arrangement pattern 65, a plurality of wirings 61a to 61c are arranged at symmetrical positions with the magnetization boundary 36 as the center. That is, since the first array pattern 65 includes three wirings 61a to 61c, the wiring 61b is disposed along the magnetization boundary 36, and the wirings 61a and 61c are disposed in parallel to the wiring 61b at equal intervals. ing.

隣接する第1の配列パターン65は、第2の配列パターン66により接続され、第2の配列パターン66により配線61a〜61cの順番は逆転される。したがって、隣接する第1の配列パターン65では、配線61a〜61cの並び順が逆転している。   The adjacent first array patterns 65 are connected by the second array pattern 66, and the order of the wirings 61 a to 61 c is reversed by the second array pattern 66. Therefore, in the adjacent first arrangement pattern 65, the arrangement order of the wirings 61a to 61c is reversed.

図4に、スピーカー10において、振動膜50が上下の磁石板31および32により挟まれた状態を模式的に断面図により示している。なお、緩衝部材は省略している。磁石板31および32の表面(着磁面)33にはストライプ状に着磁された着磁領域35(35nおよび35s)が表れる。着磁領域35の垂直な磁界成分(絶対値)は、それぞれの着磁領域35nおよび35sの中心付近で最も大きく、着磁領域35n(N極)と35s(S極)の境界(着磁境界)36付近では最も小さくなる。これは着磁磁界の成分を垂直方向に見て定義しているためで、境界36付近では垂直成分の磁界が無いことから、この領域をニュートラルゾーンと呼ぶこともある。一方、これらの着磁領域35により形成される磁界37の水平成分(永久磁石板の表面に平行な成分)は、それぞれの着磁領域35nおよび35sの中心付近では最も小さく、着磁境界36付近で最も大きい。隣接する着磁領域35n(N極)から着磁領域35s(S極)へ円弧状に磁力線37が通るためである。   FIG. 4 schematically shows a state in which the diaphragm 50 is sandwiched between the upper and lower magnet plates 31 and 32 in the speaker 10 by a cross-sectional view. The buffer member is omitted. Magnetized regions 35 (35n and 35s) magnetized in stripes appear on the surfaces (magnetized surfaces) 33 of the magnet plates 31 and 32. The perpendicular magnetic field component (absolute value) of the magnetized region 35 is the largest in the vicinity of the centers of the magnetized regions 35n and 35s, and the boundary between the magnetized regions 35n (N pole) and 35s (S pole) (magnetized boundary). ) It is the smallest in the vicinity of 36. This is because the magnetization magnetic field component is defined in the vertical direction. Since there is no vertical component magnetic field in the vicinity of the boundary 36, this region is sometimes referred to as a neutral zone. On the other hand, the horizontal component (component parallel to the surface of the permanent magnet plate) of the magnetic field 37 formed by these magnetized regions 35 is the smallest in the vicinity of the centers of the respective magnetized regions 35n and 35s, and in the vicinity of the magnetized boundary 36. Is the largest. This is because the lines of magnetic force 37 pass in an arc from the adjacent magnetized region 35n (N pole) to the magnetized region 35s (S pole).

振動膜50の配線61a〜61cに電流を通すと、フレミングの左手の法則にしたがい、磁界37の方向により振動膜50を動かす力が働く。磁界37の水平成分は振動膜50を厚み方向に振動させるのに寄与する成分であり、配線61a〜61cに信号(電流)を印加することにより振動膜50を厚み方向に振動させて音響に変換できる。このため、配線61a〜61cは、第1の配列パターン65により水平成分の最も大きな着磁境界36に沿って配置される。一方、この第1の配列パターン65は、複数の配線61a〜61cを含む。したがって、着磁境界36に垂直な方向にある程度の幅で複数の配線61a〜61cが配置される。このため、両側の配線61aおよび61cに電流が流れると、磁界37の水平成分だけではなく垂直成分と作用し、振動膜50を厚み方向(本図では上下方向)に動かすとともに、振動膜50を平行な方向(本図では水平方向)に動かす力が働く可能性がある。   When an electric current is passed through the wirings 61 a to 61 c of the vibration film 50, a force that moves the vibration film 50 according to the direction of the magnetic field 37 works according to Fleming's left-hand rule. The horizontal component of the magnetic field 37 is a component that contributes to vibrating the vibrating membrane 50 in the thickness direction. By applying a signal (current) to the wirings 61a to 61c, the vibrating membrane 50 is vibrated in the thickness direction and converted into sound. it can. Therefore, the wirings 61 a to 61 c are arranged along the magnetization boundary 36 having the largest horizontal component by the first arrangement pattern 65. On the other hand, the first array pattern 65 includes a plurality of wirings 61a to 61c. Therefore, a plurality of wirings 61 a to 61 c are arranged with a certain width in a direction perpendicular to the magnetization boundary 36. For this reason, when a current flows through the wirings 61a and 61c on both sides, it acts not only on the horizontal component of the magnetic field 37 but also on the vertical component, and moves the vibrating membrane 50 in the thickness direction (vertical direction in this figure). There is a possibility that a force to move in a parallel direction (horizontal direction in this figure) works.

本例の振動膜50に設けられた第1の配列パターン65においては、両側の配線61aおよび61cは、着磁境界36に対して対称な位置に配置されている。したがって、両側の配線61aおよび61cに同位相の信号が供給された場合は、磁界37の垂直成分により両側の配線61aおよび61cでは振動膜50と平行な方向(水平な方向)で逆方向の力が発生する。このため、配線61aおよび61cにより発生する振動膜50を水平方向に動かす力はキャンセルされ、振動膜50を安定した状態で上下に振動させて音を発生させることができる。   In the first arrangement pattern 65 provided in the vibration film 50 of this example, the wirings 61 a and 61 c on both sides are arranged at positions symmetrical with respect to the magnetization boundary 36. Therefore, when a signal having the same phase is supplied to the wirings 61a and 61c on both sides, the force in the reverse direction in the direction parallel to the vibrating membrane 50 (horizontal direction) in the wirings 61a and 61c on both sides due to the vertical component of the magnetic field 37. Will occur. Therefore, the force that moves the vibrating membrane 50 generated by the wirings 61a and 61c in the horizontal direction is canceled, and the vibrating membrane 50 can be vibrated up and down in a stable state to generate sound.

配線61a〜61cには異なる電気信号を独立して供給することができる。したがって、両側の配線61aおよび61cには同じ電気信号が同時に供給されるとは限らない。しかしながら、配線61a〜61cを音源として利用する場合、配線61a〜61cに供給される信号強度は時間平均するとほぼ等しくなることが多い。さらに、以下で説明するように、ターミナルユニット70に、配線61a〜61cをクロックの単位でランダムまたはサイクリックに選択して接続する機能を設けることにより、配線61a〜61cに供給される信号強度をさらに平均化できる。   Different electrical signals can be independently supplied to the wirings 61a to 61c. Therefore, the same electrical signal is not always supplied to the wirings 61a and 61c on both sides. However, when the wirings 61a to 61c are used as a sound source, the signal strengths supplied to the wirings 61a to 61c are often substantially equal on a time average. Furthermore, as will be described below, the terminal unit 70 is provided with a function of selecting and connecting the wirings 61a to 61c randomly or cyclically in units of clocks, thereby reducing the signal strength supplied to the wirings 61a to 61c. Further averaging is possible.

さらに、隣接する第1の配列パターン65においては、配線61a〜61cの順番が逆転している。また、隣接する第1の配列パターン65においては各配線61a〜61cに流れる電流の向きは逆転する。したがって、同一の配線、たとえば、配線61cにおいては、磁界37の垂直成分の方向は同じで、電流の向きが逆転する。このため、各配線61aおよび61cにより発生する振動膜50を水平方向に動かす力は、隣接する第1の配列パターン65の間でキャンセルされる。したがって、各配線61a〜61cに位相の異なる電気信号や極性の異なる電気信号が供給されるような場合であっても、振動膜50を安定した状態で上下に振動させて、電気信号を音響信号に変換して出力できる。   Further, in the adjacent first array pattern 65, the order of the wirings 61a to 61c is reversed. In the adjacent first array pattern 65, the direction of the current flowing through each of the wirings 61a to 61c is reversed. Therefore, in the same wiring, for example, the wiring 61c, the direction of the vertical component of the magnetic field 37 is the same and the direction of the current is reversed. For this reason, the force that moves the vibrating membrane 50 generated by the wires 61 a and 61 c in the horizontal direction is canceled between the adjacent first arrangement patterns 65. Therefore, even when electrical signals having different phases or electrical signals having different polarities are supplied to the wirings 61a to 61c, the vibration film 50 is vibrated up and down in a stable state, and the electrical signals are converted into acoustic signals. Can be converted to output.

振動膜50により出力された音響信号は、磁石板31および32に設けられた貫通孔(貫通部)34を通して外界に出力される。また、振動膜50および緩衝部材41および42の水平方向(面と平行な方向)の動きは、ハウジング20に適当なストッパとしての構成を設けて規制することも可能である。たとえば、ハウジング20の側壁で振動膜50などの動きを規制したり、ハウジング20のコーナーの形状を斜めにして振動膜50の動きを規制することができる。さらに、ピンなどの部材により振動膜50の水平方向の動きを規制することができる。なお、振動膜50の縁(周端)は、自由に振動できる状態でハウジング20に収納されていることが望ましい。振動膜50を自由端状態で振動させることができ、配線61a〜61fに供給される電気信号に応じた振動を振動膜50に励起することができる。   The acoustic signal output by the vibrating membrane 50 is output to the outside through the through holes (through portions) 34 provided in the magnet plates 31 and 32. Further, the movement of the vibration film 50 and the buffer members 41 and 42 in the horizontal direction (direction parallel to the surface) can be restricted by providing the housing 20 with an appropriate stopper structure. For example, the movement of the diaphragm 50 or the like can be restricted by the side wall of the housing 20, or the movement of the diaphragm 50 can be restricted by making the corner shape of the housing 20 oblique. Further, the horizontal movement of the vibrating membrane 50 can be restricted by a member such as a pin. In addition, it is desirable that the edge (peripheral end) of the vibrating membrane 50 is housed in the housing 20 in a state where it can freely vibrate. The vibration film 50 can be vibrated in a free end state, and vibrations according to the electrical signals supplied to the wirings 61a to 61f can be excited in the vibration film 50.

図5に、振動膜50の表裏の配線61a〜61fを外部、たとえば、ホスト装置となるパーソナルコンピュータ(PC)と接続するためのターミナルユニット70の概略構成を示している。振動膜50は、表裏合計で6本の配線61a〜61fを含み、振動膜50と一体になった接続片58に表裏合計で12個の接続端子62が設けられており、6本の配線61a〜61fのそれぞれの両端と接続している。ターミナルユニット70は、12個の接続端子62と接続する12本の配線を含む第1の配線群76と、第1の配線群76と12本の配線を含む第2の配線群77とを任意に接続する第1の切替ユニット71と、第2の配線群77に含まれる12本の配線の組み合わせを切り替える第2の切替ユニット72と、第3の配線群78により第2の切替ユニット72に接続された汎用インタフェース、たとえば、USBインタフェース73とを含む。さらに、ターミナルユニット70は、第1の切替ユニット71を制御する第1のコントローラ74と、第2の切替ユニット72を制御する第2のコントローラ75とを含む。   FIG. 5 shows a schematic configuration of a terminal unit 70 for connecting the wirings 61a to 61f on the front and back of the vibrating membrane 50 to the outside, for example, a personal computer (PC) serving as a host device. The vibration membrane 50 includes six wirings 61a to 61f in total on the front and back sides, and twelve connection terminals 62 in total on the front and back surfaces are provided on the connection piece 58 integrated with the vibration membrane 50, and the six wirings 61a. ˜61f are connected to both ends. The terminal unit 70 arbitrarily includes a first wiring group 76 including 12 wirings connected to the 12 connection terminals 62, and a first wiring group 76 and a second wiring group 77 including 12 wirings. The first switching unit 71 connected to the second switching unit 72, the second switching unit 72 that switches the combination of the twelve wirings included in the second wiring group 77, and the third wiring group 78. A general-purpose interface connected, for example, a USB interface 73 is included. Further, the terminal unit 70 includes a first controller 74 that controls the first switching unit 71 and a second controller 75 that controls the second switching unit 72.

第1の切替ユニット71は、セレクターあるいはクロスバースイッチなどにより、振動膜50の配線61a〜61fと電気的に接続される出力側の第1の配線群76の配線と、入力側の第2の配線群77の配線とを接続し、第1のコントローラ74の制御により第1の配線群76と第2の配線群77との接続をランダムまたはサイクリックにクロック単位で切り替える。第1のコントローラ74は、ランダムまたはサイクリックに切り替える際、振動膜50の配線61a〜61fのそれぞれの配線の両端は常にペアーを組むようにして切り替える。したがって、入力側の第2の配線群77を使用する場合は、ランダムまたはサイクリックに切り替えられることを考慮せずに、配線61a〜61fのいずれかに相当する配線を選択するだけでよい。   The first switching unit 71 includes a wiring of the first wiring group 76 on the output side electrically connected to the wirings 61a to 61f of the vibration film 50 and a second wiring on the input side by a selector or a crossbar switch. The wiring of the wiring group 77 is connected, and the control of the first controller 74 switches the connection between the first wiring group 76 and the second wiring group 77 randomly or cyclically in units of clocks. When switching to random or cyclic, the first controller 74 always switches both ends of the wirings 61a to 61f of the vibrating membrane 50 so as to form a pair. Therefore, when the second wiring group 77 on the input side is used, it is only necessary to select a wiring corresponding to any of the wirings 61a to 61f without considering switching to random or cyclic.

切り替えるタイミングは適当な周期(サイクル)であればよく、1クロック単位であってもよく、数クロック単位あるいは数10クロック単位であってもよい。振動膜50の配線61a〜61fにクロック単位のデジタルオーディオ信号が供給される場合は、クロック単位で切り替えるように第1の切替ユニット71を制御することにより、配線61a〜61fに供給される信号をデジタルオーディオ信号と同じ周期で切り替えることができる。   The timing for switching may be an appropriate period (cycle), may be in units of one clock, may be in units of several clocks, or may be in units of several tens of clocks. When digital audio signals in units of clocks are supplied to the wirings 61a to 61f of the vibrating membrane 50, the signals supplied to the wirings 61a to 61f are controlled by controlling the first switching unit 71 so as to switch in units of clocks. It can be switched at the same cycle as the digital audio signal.

振動膜50の表裏に形成されている6本の配線61a〜61fは、いずれも基本的には同じ配線長で、縦横方向の長さの組み合わせも同じになるように設計および形成(製造)される。しかしながら、プリント配線板を製造する際の製造公差や膜厚公差などが重なることにより、それぞれの配線61a〜61fの抵抗値や面積が微小に変動することがある。これらにより、同じ電流をそれぞれの配線61a〜61fに供給しても振動膜50の振幅や周波数が微小に変動する可能性があり、出力される音に微妙な違和感が発生する可能性がある。第1の切替ユニット71によりランダムに配線61a〜61fを選択し、それを交換する(切り替える)ことにより、振動膜50の出力を平均化でき、音質を向上できる。また、上述したように、各配線61a〜61fに供給される電気信号をある程度の時間の範囲内で平均化できるので、振動膜50を水平方向に動かす力をキャンセルでき、安定した状態で振動させることができる。第1の切替ユニット71は、短い時間単位でサイクリックに配線61a〜61fを選択(切替)してもよい。   The six wirings 61a to 61f formed on the front and back surfaces of the vibration membrane 50 are basically designed and formed (manufactured) so as to have the same wiring length and the same combination of lengths in the vertical and horizontal directions. The However, when manufacturing tolerances and film thickness tolerances at the time of manufacturing a printed wiring board overlap, the resistance values and areas of the respective wirings 61a to 61f may fluctuate slightly. As a result, even if the same current is supplied to each of the wirings 61a to 61f, the amplitude and frequency of the vibrating membrane 50 may fluctuate slightly, and a subtle unnatural feeling may occur in the output sound. By randomly selecting the wirings 61a to 61f by the first switching unit 71 and exchanging (switching) the wirings 61a to 61f, the output of the diaphragm 50 can be averaged and the sound quality can be improved. Further, as described above, since the electric signals supplied to the respective wirings 61a to 61f can be averaged within a certain time range, the force for moving the vibrating membrane 50 in the horizontal direction can be canceled and vibrated in a stable state. be able to. The first switching unit 71 may select (switch) the wirings 61a to 61f cyclically in a short time unit.

第2の切替ユニット72もセレクターやクロスバースイッチなどの接続を切替可能な適当な接続回路要素を含み、接続端子62を介して6本の配線61a〜61fの接続の組み合わせを変えることができる。たとえば、配線61a〜61fを直列に接続したり、部分的に直列に接続したり、直列と並列とを組み合わせて接続したりすることができる。たとえば、配線61a〜61fのそれぞれの抵抗が4Ωであれば、両端に4Vの電圧を加えると、スピーカー10の配線61a〜61fを、抵抗が4Ωで4Wの出力の6つのスピーカーとして使用できる。   The second switching unit 72 also includes an appropriate connection circuit element capable of switching connections such as a selector and a crossbar switch, and the combination of connections of the six wires 61 a to 61 f can be changed via the connection terminal 62. For example, the wirings 61a to 61f can be connected in series, partially connected in series, or connected in combination of series and parallel. For example, if the resistance of each of the wirings 61a to 61f is 4Ω, when a voltage of 4V is applied to both ends, the wirings 61a to 61f of the speaker 10 can be used as six speakers having a resistance of 4Ω and an output of 4W.

図5に破線で示しているように、2本の配線の組み合わせ、たとえば、配線61aおよび61d、配線61bおよび61eを直列に接続し、さらにこれらを並列に接続することにより、スピーカー10を、回路全体の抵抗が4Ωで出力が4Wの1つのスピーカーとして使用できる。形式的には6本の配線の内の4本を使用しているが、第1の切替ユニット71によりランダムまたはサイクリックに切り替えることにより、6本の配線61a〜61fを使用している。   As shown by a broken line in FIG. 5, a combination of two wirings, for example, wirings 61a and 61d and wirings 61b and 61e are connected in series, and further connected in parallel to It can be used as one speaker with an overall resistance of 4Ω and an output of 4W. Formally, four of the six wires are used, but the six wires 61a to 61f are used by switching to random or cyclic by the first switching unit 71.

また、配線61a〜61fの内の2本を直列に接続することにより、スピーカー10を抵抗が8Ωで2Wの出力の3つのスピーカーとして利用できる。また、配線61a〜61fの内の4本を直列に接続することにより、スピーカー10を抵抗が16Ωで1Wの出力の1つのスピーカーとして利用できる。このため、スピーカー10は、第2の切替ユニット72の設定を変えるだけで、ホスト側の機器の仕様に合わせた抵抗および出力を備えたスピーカーに設定することができる。このため、スピーカー10は、スマートフォンの出力、オーディオ機器の出力などのさまざまな用途に手軽に使用でき、複数の用途に兼用することも容易である。   Further, by connecting two of the wirings 61a to 61f in series, the speaker 10 can be used as three speakers having a resistance of 8Ω and an output of 2W. Further, by connecting four of the wires 61a to 61f in series, the speaker 10 can be used as one speaker with a resistance of 16Ω and an output of 1W. For this reason, the speaker 10 can be set to a speaker having a resistance and an output that match the specifications of the host-side device by simply changing the setting of the second switching unit 72. For this reason, the speaker 10 can be easily used for various applications such as the output of a smartphone and the output of an audio device, and can be easily used for a plurality of applications.

図6に、振動膜50を備えた異なるタイプのプリント配線板80を示している。このプリント配線板80は、図2に示したプリント配線板(樹脂フィルム)59に代えてハウジング20に収納でき、上記の例と同様にスピーカー10を構成できる。   FIG. 6 shows a different type of printed wiring board 80 provided with the vibrating membrane 50. This printed wiring board 80 can be housed in the housing 20 instead of the printed wiring board (resin film) 59 shown in FIG. 2, and the speaker 10 can be configured in the same manner as in the above example.

プリント配線板80は、振動膜50と、振動膜50と一体化した基板部分81とを含む。基板部分81には、処理ユニット85が搭載(実装)されており、接続配線82により、振動膜50の表裏の配線61a〜61fに接続されている。また、振動膜50と基板部分81との間には、振動膜50と基板部分81との境界89に沿って複数のスリット83が設けられており、基板部分81を振動体としては振動膜50から分離されるようにしている。これにより、振動膜50の振動(音響)に関する性能を劣化させずに、振動膜50の配線パターン60と処理ユニット85とが共通のプリント配線板(回路基板)上に搭載された状態で配線パターン60と処理ユニット85とを電気的に接続できる。振動膜50の構成は上記と同様であり、説明は省略する。   The printed wiring board 80 includes a vibration film 50 and a substrate portion 81 integrated with the vibration film 50. A processing unit 85 is mounted (mounted) on the substrate portion 81, and is connected to the wirings 61 a to 61 f on the front and back of the vibrating membrane 50 by connection wirings 82. In addition, a plurality of slits 83 are provided between the vibration film 50 and the substrate portion 81 along a boundary 89 between the vibration film 50 and the substrate portion 81, and the vibration film 50 using the substrate portion 81 as a vibration body. To be separated from Thereby, the wiring pattern 60 and the processing unit 85 of the vibrating membrane 50 are mounted on a common printed wiring board (circuit board) without deteriorating the performance (vibration) of the vibrating membrane 50. 60 and the processing unit 85 can be electrically connected. The configuration of the vibrating membrane 50 is the same as described above, and a description thereof will be omitted.

処理ユニット85はチップ(LSI、ASIC)として提供されてもよく、プリント配線板80に直に処理用の回路が形成されていてもよい。処理ユニット85はデジタルアンプ機能86を含み、振動膜50の配線61a〜61fのそれぞれに対し接続配線82を介してデジタル音響信号を供給する。   The processing unit 85 may be provided as a chip (LSI, ASIC), or a processing circuit may be formed directly on the printed wiring board 80. The processing unit 85 includes a digital amplifier function 86 and supplies a digital acoustic signal to each of the wirings 61 a to 61 f of the vibrating membrane 50 via the connection wiring 82.

図7にデジタルレコーディングの原理の一例としてCD方式のデジタル化を示している。横軸は時間(t)、縦軸は音声に対応する電気信号の電圧(v)を示す。この場合のデジタル化は、曲線98で示されている元の音声シグナルを時間軸でサンプリング周期(たとえば、22.7μsec)に分割し、その間の電圧値を折れ線99で示すようにデジタルデータ、たとえば16ビットの2進数)で表して記録する(量子化)。従来、デジタルデータを音響信号として再生するときは、デジタル信号をアナログコンバータ(D/Aコンバータ)でアナログ電圧に戻してスピーカーを駆動する。このとき、D/Aコンバータから直接出てくる電圧は、図に折れ線99で示した量子化されたような階段状(ギザギザ)の電圧で、これがこのままスピー力ーで再現されたら一般的には「ギザギザ」した聞きづらい音になる。   FIG. 7 shows digitalization of the CD system as an example of the principle of digital recording. The horizontal axis represents time (t), and the vertical axis represents the voltage (v) of the electrical signal corresponding to the voice. In this case, the digitization is performed by dividing the original audio signal shown by the curve 98 into a sampling period (for example, 22.7 μsec) on the time axis, and the voltage value therebetween is represented by digital data, for example, as shown by a broken line 99. It is recorded in the form of 16-bit binary number (quantization). Conventionally, when digital data is reproduced as an acoustic signal, the digital signal is returned to an analog voltage by an analog converter (D / A converter) to drive a speaker. At this time, the voltage directly output from the D / A converter is a quantized stepped voltage (jagged) indicated by a broken line 99 in the figure. The sound is hard to hear.

スーパーオーディオCD(SACD)方式は、記録段階で高周波サンプリング(散布リンツ周期0.35μsec)を行ない、A/D変換の際にΔΣ変調(1bit、2.8224MHz)のデータをそのままスーパーオーディオCD盤上に記録する。音声信号の大小を1ビットのデジタルパルスの密度(濃淡)で表現する方式であり、ダイナミックレンジ120db、周波数特性100KHz以上という従来のCDとは桁違いの性能を有する。   The Super Audio CD (SACD) system performs high frequency sampling (spreading Linz period 0.35 μsec) at the recording stage, and ΔΣ modulation (1 bit, 2.8224 MHz) data is directly applied to the Super Audio CD board during A / D conversion. Record. This is a method of expressing the size of an audio signal by the density (shading) of a 1-bit digital pulse, and has an order of magnitude performance compared to a conventional CD having a dynamic range of 120 db and a frequency characteristic of 100 KHz or more.

処理ユニット85のデジタルアンプ機能86は、デジタル論理回路でスピーカーを駆動する。すなわち、デジタル信号を受け取った後、アナログ変換を行わずに、直接、デジタル信号を振動膜(振動板)50の配線(回路)61a〜61fに独立に供給することにより音を再現する。たとえば、デジタルアンプ機能86は、24ビットのデジタル信号を受信すると、6つの配線(回路)61a〜61fに分解し、一定の時間内に1つの配線で4ビット分の情報を出力するように制御する。1つの配線あたりの時間当たりの分解能は4ビットに限定されることはなく、4ビット以上であればよい。   The digital amplifier function 86 of the processing unit 85 drives the speaker with a digital logic circuit. That is, after receiving a digital signal, sound is reproduced by supplying the digital signal independently to the wirings (circuits) 61a to 61f of the diaphragm (diaphragm) 50 directly without performing analog conversion. For example, when the digital amplifier function 86 receives a 24-bit digital signal, the digital amplifier function 86 is decomposed into six wirings (circuits) 61a to 61f, and is controlled so as to output information for four bits through one wiring within a certain time. To do. The resolution per time per wiring is not limited to 4 bits, but may be 4 bits or more.

デジタルアンプ機能(デジタルアンプユニット)86は、100MHz程度の処理能力を備えており、量子化されたサンプリング周期、たとえば、2.8MHzを時間方向に16分割する。したがって、デジタルアンプ機能86は、図8に模式的に示すように、入力された24ビットのデジタル信号91を6回路×16ビット(時間方向に16分割)の再生信号92、具体的には6つの信号92.1〜92.6に変換してそれぞれの配線61a〜61fに直に供給する。スピーカー10の振動膜50においては、配線61a〜61fに対し、それぞれ独立に供給されたデジタル信号(再生信号)92により上下に振動し、再生信号92による振動が合成された音が振動膜50より出力される。   The digital amplifier function (digital amplifier unit) 86 has a processing capability of about 100 MHz and divides a quantized sampling period, for example, 2.8 MHz into 16 in the time direction. Accordingly, as schematically shown in FIG. 8, the digital amplifier function 86 converts the input 24-bit digital signal 91 into 6 circuits × 16 bits (16 divisions in the time direction), specifically, a reproduction signal 92, specifically 6 One signal 92.1 to 92.6 is converted and supplied directly to each of the wirings 61a to 61f. In the vibration film 50 of the speaker 10, the wiring 61 a to 61 f vibrates up and down by digital signals (reproduction signals) 92 supplied independently from each other, and a sound obtained by synthesizing vibrations from the reproduction signal 92 is generated from the vibration film 50. Is output.

再生信号92は、時間方向に16ビットに分割されているので、図9(a)〜(p)に示すように、0−15の値を時間方向に分散して出力できる。図9(a)は値0を示し、図9(b)は値1を示し、図9(c)は値2を示し、図9(d)は値3を示し、図9(e)は値4を示し、図9(f)は値5を示し、図9(g)は値6を示し、図9(h)は値7を示し、図9(i)は値8を示し、図9(j)は値9を示し、図9(k)は値10を示し、図9(l)は値11を示し、図9(m)は値12を示し、図9(n)は値13を示し、図9(o)は値14を示し、図9(p)は値15を示す。   Since the reproduction signal 92 is divided into 16 bits in the time direction, as shown in FIGS. 9A to 9P, values of 0 to 15 can be distributed and output in the time direction. 9 (a) shows the value 0, FIG. 9 (b) shows the value 1, FIG. 9 (c) shows the value 2, FIG. 9 (d) shows the value 3, and FIG. FIG. 9 (f) shows the value 5, FIG. 9 (g) shows the value 6, FIG. 9 (h) shows the value 7, FIG. 9 (i) shows the value 8, and FIG. 9 (j) indicates the value 9, FIG. 9 (k) indicates the value 10, FIG. 9 (l) indicates the value 11, FIG. 9 (m) indicates the value 12, and FIG. 9 (n) indicates the value. 13, FIG. 9 (o) shows the value 14, and FIG. 9 (p) shows the value 15.

したがって、デジタルアンプ機能86は、これらの出力から適当な4ビット分を選んで、振動膜50としてトータル24ビットの信号が再現されるように、再生信号92を振動膜50の各配線(回路)61a〜61fに供給する。   Therefore, the digital amplifier function 86 selects an appropriate 4 bits from these outputs, and the reproduction signal 92 is transmitted to each wiring (circuit) of the diaphragm 50 so that a total 24 bits signal is reproduced as the diaphragm 50. It supplies to 61a-61f.

上述したように、各配線61a〜61fは回路的には等価であるが、微小な機械的な性能の差がある可能性があり、さらに、配線61a〜61fの間で負荷分散を図ることが望ましい。このため、処理ユニット85は、配線61a〜61fに対し、ランダムに、または負荷分散を図るようにサイクリックに再生信号92を切り替えて供給する機能(供給ユニット)87を含む。   As described above, each of the wirings 61a to 61f is equivalent in terms of circuit, but there may be a slight difference in mechanical performance, and load distribution among the wirings 61a to 61f can be achieved. desirable. For this reason, the processing unit 85 includes a function (supply unit) 87 that supplies the wirings 61a to 61f with the reproduction signal 92 being switched at random or cyclically so as to achieve load distribution.

このように、プリント配線板80を含むスピーカー10においては、デジタル信号があるという前提があれば、論理回路だけでスピーカー10を駆動できる。このため、デジタル/アナログ変換回路、アナログアンプ回路、およびアンプに必要な電源回路が不要であり、コンパクトで、省電力・大出力のスピーカーを提供できる。また、スピーカーを駆動する処理ユニット85は、デジタル駆動、すなわち、オン/オフだけのスイッチになるので、回路側での発熱がなく、ヒートシンクなどは不要である。さらに、電源電圧に近い電圧でスピーカーを駆動できるので、アナログ式に比べて低い電力で使用できるというメリットもある。   As described above, the speaker 10 including the printed wiring board 80 can be driven only by the logic circuit if there is a premise that there is a digital signal. Therefore, a digital / analog conversion circuit, an analog amplifier circuit, and a power supply circuit necessary for the amplifier are unnecessary, and a compact, power-saving and high-output speaker can be provided. Further, since the processing unit 85 for driving the speaker is a digital drive, that is, an on / off only switch, there is no heat generation on the circuit side, and no heat sink or the like is required. Furthermore, since the speaker can be driven with a voltage close to the power supply voltage, there is also an advantage that it can be used with lower power than the analog type.

なお、上記では、表裏のそれぞれに3配線(3回路)が形成された振動膜50を備えたスピーカー10を例に説明しているが、振動膜50に設けられる配線の数はこれに限定されず、2配線であってもよく、4配線以上であってもよく、いずれか一方の面だけに配線が設けられている振動膜50であってもよい。たとえば、配線パターン60が2配線の場合は、2つの配線は着磁境界36を中心に対称な位置に配置される。また、上記では、配線パターン60は振動膜50の長手方向(縦方向)に折り返しているが、振動膜50の幅方向(横方向)に折り返してもよい。配線パターン60が蛇行またはジグザグに曲がっている(ターンしている)数は3つに限定されない。振動膜50が小さいものであれば、配線パターン60はストレートであってもよい。配線パターン60には偶数個の第1の配列パターン65が含まれていることが望ましく、この場合は、配線パターン60のターン部分(第2の配線パターン66)は奇数であることが望ましい。   In the above description, the speaker 10 including the vibration film 50 in which three wirings (three circuits) are formed on each of the front and back sides is described as an example. However, the number of wirings provided on the vibration film 50 is limited to this. Alternatively, two wirings, four or more wirings, or the vibrating membrane 50 in which wiring is provided only on one of the surfaces may be used. For example, when the wiring pattern 60 is two wirings, the two wirings are arranged at symmetrical positions around the magnetization boundary 36. In the above description, the wiring pattern 60 is folded back in the longitudinal direction (vertical direction) of the vibration film 50, but may be folded back in the width direction (lateral direction) of the vibration film 50. The number of wiring patterns 60 that are meandering or zigzag bent (turned) is not limited to three. If the vibration film 50 is small, the wiring pattern 60 may be straight. The wiring pattern 60 preferably includes an even number of first array patterns 65, and in this case, the turn portion (second wiring pattern 66) of the wiring pattern 60 is preferably odd.

また、磁石板31および32に設けられた貫通孔(通気孔)34の位置は任意であるが、振動膜50の変位が大きくなる着磁境界36に沿って配置することが望ましい。また、貫通孔34の配置は千鳥状であっても格子状であってもよく、円形であっても、長円形であっても、多角形であってもよい。   Further, the positions of the through holes (vent holes) 34 provided in the magnet plates 31 and 32 are arbitrary, but it is desirable to arrange them along the magnetization boundary 36 where the displacement of the vibration film 50 increases. Further, the arrangement of the through holes 34 may be a staggered pattern or a lattice pattern, and may be circular, oval, or polygonal.

また、上記では電気音響変換装置として音を出力するスピーカーを例に説明しているが、音を電気信号に変換するマイクロフォンであってもよく、この場合、特性をフレキシブルに設定したり、デジタル信号を出力するマイクロフォンを提供できる。   In the above description, a speaker that outputs sound is described as an example of an electroacoustic conversion device. However, a microphone that converts sound into an electric signal may be used. In this case, characteristics may be set flexibly or a digital signal may be used. Can be provided.

10 スピーカー、 31、32 磁石板、 50 振動膜 10 Speaker, 31, 32 Magnet plate, 50 Vibration membrane

Claims (10)

多極磁化された着磁面を含む磁石板と、
前記着磁面と緩衝材を挟んで対峙するように配置された振動膜とを有し、
前記振動膜は、異なる電気信号が印加される独立した複数の配線を含む配線パターンを含み、
前記配線パターンは、前記多極磁化された着磁面の着磁境界に沿って延びた配列パターンであって、前記着磁境界を中心とした対称な配列パターンを含む、電気音響変換装置。
A magnet plate including a multipolar magnetized magnetized surface;
Having a vibration film arranged so as to oppose the magnetized surface and the buffer material;
The vibrating membrane includes a wiring pattern including a plurality of independent wirings to which different electrical signals are applied,
The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the wiring pattern is an array pattern extending along a magnetization boundary of the multipolar magnetized magnetized surface, and includes a symmetrical array pattern centered on the magnetization boundary.
請求項1において、隣接する前記着磁境界に沿った前記配列パターンに含まれる前記複数の配線の並び順が逆転している、電気音響変換装置。   2. The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein an arrangement order of the plurality of wirings included in the array pattern along the adjacent magnetization boundary is reversed. 請求項1または2において、前記振動膜は両面に前記配線パターンを含む、電気音響変換装置。   3. The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the vibration film includes the wiring pattern on both surfaces. 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記着磁面はストライプ状に多極磁化されている、電気音響変換装置。   4. The electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the magnetized surface is multipolarly magnetized in a stripe shape. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、さらに、前記振動膜と一体化した接続片を有し、
前記接続片は、前記複数の配線のそれぞれと外部配線とを電気的に接続する複数の接続端を含む、電気音響変換装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4, It has a connection piece integrated with the said diaphragm further,
The connection piece includes an electroacoustic transducer including a plurality of connection ends that electrically connect each of the plurality of wirings to an external wiring.
請求項5において、さらに、前記複数の接続端を介して前記複数の配線のそれぞれに対し入力または出力される電気信号をクロック単位で切り替える接続ユニットを有する、電気音響変換装置。   6. The electroacoustic transducer according to claim 5, further comprising a connection unit that switches an electric signal input or output to each of the plurality of wirings via the plurality of connection ends in units of clocks. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、さらに、前記振動膜と一体化した基板と、
前記基板に搭載された処理ユニットであって、前記複数の配線のそれぞれにデジタル音響信号を供給する処理ユニットとを有する、電気音響変換装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4, Furthermore, the board | substrate integrated with the said vibration film,
An electroacoustic transducer comprising: a processing unit mounted on the substrate, wherein the processing unit supplies a digital acoustic signal to each of the plurality of wirings.
請求項7において、前記振動膜と前記処理ユニットが実装された基板との境界に沿って設けられたスリットを有する、電気音響変換装置。   8. The electroacoustic transducer according to claim 7, further comprising a slit provided along a boundary between the vibration film and the substrate on which the processing unit is mounted. 請求項7または8において、前記処理ユニットは、前記複数の配線のそれぞれに供給されるデジタル音響信号をクロック単位で切り替える接続機能を含む、電気音響変換装置。   9. The electroacoustic transducer according to claim 7, wherein the processing unit includes a connection function for switching a digital acoustic signal supplied to each of the plurality of wirings in units of clocks. 請求項1ないし9のいずれかに記載の電気音響変換装置と、
前記電気音響変換装置を収納したハウジングとを有するスピーカー。
The electroacoustic transducer according to any one of claims 1 to 9,
A speaker having a housing that houses the electroacoustic transducer.
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