JP5490429B2 - Speaker unit - Google Patents

Speaker unit Download PDF

Info

Publication number
JP5490429B2
JP5490429B2 JP2009057901A JP2009057901A JP5490429B2 JP 5490429 B2 JP5490429 B2 JP 5490429B2 JP 2009057901 A JP2009057901 A JP 2009057901A JP 2009057901 A JP2009057901 A JP 2009057901A JP 5490429 B2 JP5490429 B2 JP 5490429B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
acoustic diaphragm
speaker
density layer
speaker unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009057901A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010213062A (en
Inventor
章仁 三井
山田  信一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Pencil Co Ltd filed Critical Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority to JP2009057901A priority Critical patent/JP5490429B2/en
Priority to CN201080020903.6A priority patent/CN102422650B/en
Priority to US13/255,754 priority patent/US8687838B2/en
Priority to KR1020117023794A priority patent/KR101649390B1/en
Priority to PCT/JP2010/054005 priority patent/WO2010104112A1/en
Publication of JP2010213062A publication Critical patent/JP2010213062A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5490429B2 publication Critical patent/JP5490429B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、音声再生用のスピーカユニットに関し、特にデジタルの音声信号により直接駆動されるスピーカユニットに関する。   The present invention relates to a speaker unit for audio reproduction, and more particularly to a speaker unit that is directly driven by a digital audio signal.

従来、デジタルの音声信号を、アナログ信号に変換せずに、直接スピーカに供給して再生を行うデジタルスピーカが開発されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のデジタルスピーカは、ボイスコイルボビンに巻回された複数のボイスコイルのそれぞれに、デジタル信号の各ビットに対応する駆動力が発生するように重み付けし、各ボイスコイルに印加する一定電圧の極性をデジタル信号の各2ビットの2値に応じて切り替えることにより、ボイスコイルに流れる電流の方向が2値に応じて設定されるようにしたものである。この構成により、デジタル信号の量子化に対応した比率で駆動力を発生させることができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a digital speaker has been developed in which a digital audio signal is directly supplied to a speaker and reproduced without being converted into an analog signal (see, for example, Patent Document 1). In the digital speaker described in Patent Document 1, each of a plurality of voice coils wound around a voice coil bobbin is weighted so that a driving force corresponding to each bit of a digital signal is generated, and is applied to each voice coil. The direction of the current flowing through the voice coil is set according to the binary value by switching the polarity of the voltage according to the binary value of each 2 bits of the digital signal. With this configuration, it is possible to generate a driving force at a ratio corresponding to the quantization of the digital signal.

また、デジタル信号から高い品質のアナログ信号を生成するデジタルアナログ変換装置をデジタルスピーカの駆動装置に適用し、再生音声品質の改善、回路規模の縮小を実現したスピーカユニットが提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載のスピーカユニットは、デルタシグマ変調器のnビット出力をフォーマッターにより温度計コードに変換し、後置フィルタでミスマッチシェーピング処理を行い、その出力をバッファ回路に入力し、バッファ回路から出力されるデジタル信号でコイルを制御して磁場を加算することが記載されている(段落0063、0078参照)。   In addition, a speaker unit has been proposed in which a digital-to-analog conversion device that generates a high-quality analog signal from a digital signal is applied to a digital speaker driving device to improve reproduction sound quality and reduce circuit scale (for example, Patent Document 2). The speaker unit described in Patent Document 2 converts the n-bit output of the delta-sigma modulator into a thermometer code by a formatter, performs mismatch shaping processing by a post filter, and inputs the output to the buffer circuit. It describes that a magnetic field is added by controlling a coil with an output digital signal (see paragraphs 0063 and 0078).

一方、各種音響機器や映像機器、携帯電話等のモバイル機器等に使用されているスピーカの振動板には、広範囲な周波数帯域、特に高音域において明瞭な音を忠実に再生できる性質が要求される。そのため振動板の材質には、振動板に充分な剛性を付与すべく弾性率が高いことと、振動板を軽量化すべく密度が低いこと、という一見相反する性質が求められる。特に、近年注目されているデジタルスピーカ用の振動板には、振動応答性への要請から、これらの性質が強く求められている。   On the other hand, speaker diaphragms used in various audio equipment, video equipment, mobile devices such as mobile phones, and the like are required to be able to faithfully reproduce clear sound in a wide frequency band, particularly in a high sound range. . For this reason, the material of the diaphragm is required to have seemingly contradictory properties such that the elastic modulus is high to give the diaphragm sufficient rigidity and the density is low to reduce the weight of the diaphragm. In particular, diaphragms for digital speakers, which have been attracting attention in recent years, are strongly demanded for these properties due to the demand for vibration response.

特開平4−326291号公報JP-A-4-326291 国際公開第2007/135928号International Publication No. 2007/135928

したがって本発明の目的は、低密度で軽量でありながら充分な剛性を有する振動板をデジタル音声信号で直接駆動して、良好な音響特性を実現するスピーカユニットを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a speaker unit that realizes good acoustic characteristics by directly driving a diaphragm having low rigidity and light weight but sufficient rigidity with a digital audio signal.

本発明のデジタルスピーカユニットは、炭素質音響振動板を備えたスピーカ本体と、デジタル音源から供給される多値ビットのデジタル音声信号を所要ビットのデジタル信号に変換する変換回路と、前記変換回路から出力されるデジタル信号のビット数に対応して複数設けられ前記炭素質音響振動板をそれぞれ振動させる複数のボイスコイルと、前記変換回路から出力されるデジタル信号に基づいて前記各ボイスコイルを個別に駆動する駆動回路と、を具備し、前記炭素質音響振動板は、アモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した炭素粉末とを含み、気孔率40%以上の多孔体からなる低密度層と、アモルファス炭素を含み、前記低密度層よりも厚みが薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層とを具備することを特徴とする。 The digital speaker unit of the present invention includes a speaker body having a carbonaceous acoustic diaphragm, a conversion circuit for converting a digital audio signal of multi-valued bits supplied from a digital sound source into a digital signal of required bits, and the conversion circuit. A plurality of voice coils that are provided corresponding to the number of bits of the output digital signal and that respectively vibrate the carbonaceous acoustic diaphragm, and each voice coil individually based on the digital signal output from the conversion circuit A low-density layer comprising a porous body having a porosity of 40% or more, comprising amorphous carbon and carbon powder uniformly dispersed in the amorphous carbon. comprised of amorphous carbon, said low density thin thickness than layer, characterized by including the said low density higher density than layer dense layer To.

この構成によれば、炭素質音響振動板を備えたスピーカ本体をデジタル信号で直接駆動するので、低密度で軽量でありながら充分な剛性を有する炭素質音響振動板の特性を利用して良好な音響特性を実現できる。   According to this configuration, since the speaker main body equipped with the carbonaceous acoustic diaphragm is directly driven by a digital signal, it is preferable to utilize the characteristics of the carbonaceous acoustic diaphragm having sufficient rigidity while being low density and light weight. Acoustic characteristics can be realized.

また本発明は、上記デジタルスピーカユニットにおいて、前記変換回路は、前記デジタル音源から供給される多値ビットのデジタル音声信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備えることを特徴とする。   According to the present invention, in the digital speaker unit, the conversion circuit includes a delta-sigma modulator that delta-sigma-modulates a multi-level bit digital audio signal supplied from the digital sound source.

この構成により、デルタシグマ変調器を備えることにより、デジタル音源から供給される多値ビットのデジタル音声信号を所要ビットのデジタル信号に変換する過程で生じる量子化ノイズをノイズシェーピング効果により排除できると共に、オーバーサンプリング法により量子化誤差を抑圧する構成をとることも可能となる。   With this configuration, by including the delta sigma modulator, it is possible to eliminate the quantization noise generated in the process of converting the digital audio signal of multi-level bits supplied from the digital sound source into the digital signal of the required bits by the noise shaping effect, It is also possible to adopt a configuration in which the quantization error is suppressed by the oversampling method.

また本発明は、上記デジタルスピーカユニットにおいて、前記変換回路は、前記デルタシグマ変調器の出力する所定ビットのデジタル信号を、前記ボイスコイルの個数に対応したビット数の温度計コードに変換する温度計コード変換部を備えることを特徴とする。   According to the present invention, in the digital speaker unit, the conversion circuit converts a predetermined bit digital signal output from the delta-sigma modulator into a thermometer code having a bit number corresponding to the number of voice coils. A code conversion unit is provided.

この構成により、デルタシグマ変調器から出力される2進数がビット毎に重みのある信号であるため、そのままの信号を使用したのではデジタル直接駆動が困難であるが、各ビットに重みの無い温度計コードに変換することで、スピーカ本体を直接デジタル信号で駆動できる。   With this configuration, since the binary number output from the delta-sigma modulator is a signal having a weight for each bit, it is difficult to directly drive the digital signal if the signal is used as it is. By converting to a meter code, the speaker body can be directly driven by a digital signal.

また上記デジタルスピーカユニットにおいて、前記スピーカ本体は、前記炭素質音響振動板に対して前記ボイスコイルを接触させて振動させる構成としても良い。または、前記炭素質音響振動板を可撓性のフィルム体で保持し、該フィルム体に対して前記ボイスコイルを接触させて振動させる構成としても良い。   In the digital speaker unit, the speaker body may be configured to vibrate by bringing the voice coil into contact with the carbonaceous acoustic diaphragm. Alternatively, the carbonaceous acoustic diaphragm may be held by a flexible film body, and the voice coil may be brought into contact with the film body to vibrate.

本発明によれば、低密度で軽量でありながら充分な剛性を有する振動板をデジタル音声信号で直接駆動して、良好な音響特性を実現するスピーカユニットを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the speaker unit which implement | achieves a favorable acoustic characteristic can be provided by directly driving the diaphragm which is low density and lightweight, but has sufficient rigidity with a digital audio signal.

本発明の一実施の形態に係るデジタルスピーカユニットの概略的な全体図1 is a schematic overall view of a digital speaker unit according to an embodiment of the present invention. 上記一実施の形態におけるスピーカ本体の構造を示す模式的な断面図Typical sectional drawing which shows the structure of the speaker main body in the said one Embodiment 上記一実施の形態における複数のボイスコイル配置を示す模式図Schematic diagram showing a plurality of voice coil arrangements in the above embodiment ボイスコイルと炭素質音響振動板とドライバ回路との関係を示す模式図Schematic diagram showing the relationship among the voice coil, carbonaceous acoustic diaphragm and driver circuit ボイスコイルとドライバ回路との関係を示す回路図Circuit diagram showing relationship between voice coil and driver circuit 上記一実施の形態におけるデルタシグマ変調器の回路構成図Circuit configuration diagram of the delta-sigma modulator in the above embodiment 低密度層と高密度層を有する炭素質音響振動板の概念図Conceptual diagram of carbonaceous acoustic diaphragm with low density layer and high density layer 経過時間と質量変化率の関係を示す炭素質音響振動板の特性図Characteristic diagram of carbonaceous acoustic diaphragm showing the relationship between elapsed time and mass change rate (a)スピーカをデジタル直接駆動するデジタル信号の全体波形図、(b)デジタル信号の一部を拡大した波形図(A) Entire waveform diagram of digital signal for direct driving of speaker, (b) Enlarged waveform diagram of part of digital signal (a)可撓性フィルムで炭素質音響振動板を支持するスピーカ本体の断面図、(b)同図(a)の平面図(A) Sectional view of the speaker body that supports the carbonaceous acoustic diaphragm with a flexible film, (b) Plan view of FIG. 炭素質音響振動板のみの場合のデジタルスピーカの周波数特性図Frequency characteristics of digital speaker with only carbonaceous acoustic diaphragm

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施の形態は、スピーカ本体の振動板として炭素質音響振動板を備え、デジタル音源から供給されるデジタル信号でボイスコイルを直接駆動して炭素質音響振動板を振動させるデジタルスピーカユニットである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
One embodiment of the present invention is a digital speaker unit that includes a carbonaceous acoustic diaphragm as a diaphragm of a speaker body, and vibrates the carbonaceous acoustic diaphragm by directly driving a voice coil with a digital signal supplied from a digital sound source. It is.

図1は本発明の一実施の形態に係るデジタルスピーカユニットの概略的な全体図である。
図1においてデジタル音源10は、CDプレーや、DVDプレーヤ、その他のデジタル形式の音声再生デバイスで構成することができ、デジタルスピーカユニットに対してデジタル音声信号を出力する。
FIG. 1 is a schematic overall view of a digital speaker unit according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the digital sound source 10 can be constituted by a CD play, a DVD player, or other digital audio reproduction device, and outputs a digital audio signal to the digital speaker unit.

本実施の形態のデジタルスピーカユニットは、マルチビットのデルタシグマ変調器11と、デルタシグマ変調器11の出力するデジタル信号を重みの無いNビットの温度計コードに変換する温度計コード変換部12と、温度計コードに基づいて駆動制御するドライバ回路13と、炭素質音響振動板を備えたスピーカ本体14とを主な構成要素としている。   The digital speaker unit according to the present embodiment includes a multi-bit delta sigma modulator 11, a thermometer code converter 12 that converts a digital signal output from the delta sigma modulator 11 into an N-bit thermometer code without weight. The driver circuit 13 that controls driving based on the thermometer code and the speaker main body 14 that includes a carbonaceous acoustic diaphragm are the main components.

図2を参照して、スピーカ本体14の構造を説明する。
スピーカ本体14は、中心部に板状をなすセンターポール21を備える有底筒状のヨーク22と、センターポール21の基端部に配されたマグネット23とを備える。このマグネット23とヨーク22とセンターポール21とによって磁気回路を構成している。また、スピーカ本体14は、磁気回路内に、このセンターポール21の外周に隙間を有して取り囲む不図示のコイルボビンを介して複数のボイスコイル24と、このボイスコイル24の先端部に取り付けられた炭素質音響振動板25とを備える。炭素質音響振動板25の外周縁部はエッジ26を介してフレーム27に振動可能に支持されている。複数のボイスコイル24のコイル数Nは温度計コード変換部12の出力ビット数Nに対応させている。
The structure of the speaker body 14 will be described with reference to FIG.
The speaker main body 14 includes a bottomed cylindrical yoke 22 including a center pole 21 having a plate shape at the center, and a magnet 23 disposed at a base end portion of the center pole 21. The magnet 23, the yoke 22, and the center pole 21 constitute a magnetic circuit. The speaker main body 14 is attached to a plurality of voice coils 24 and a distal end portion of the voice coil 24 via a coil bobbin (not shown) that surrounds the center pole 21 with a gap in the magnetic circuit. A carbonaceous acoustic diaphragm 25. The outer peripheral edge portion of the carbonaceous acoustic diaphragm 25 is supported by the frame 27 via the edge 26 so as to vibrate. The number N of coils of the plurality of voice coils 24 corresponds to the number N of output bits of the thermometer code conversion unit 12.

図3〜図5にスピーカ駆動系の概念図を示す。N個のボイスコイル(24−1〜24−N)は独立して配置されており(図3)、一端が炭素質音響振動板25に連結されたコイル保持部28にそれぞれ巻回されている(図4)。なお、コイル保持部28を用いることなく、ボイスコイル(24−1〜24−N)の端部を炭素質音響振動板25の一方の面に直接的に連結させる構造とすることもできる。また、図5に示すように、各ボイスコイル(24−1〜24−N)はドライバ回路(1)〜(N)から独立して制御可能に構成されている。   3 to 5 are conceptual diagrams of the speaker drive system. N voice coils (24-1 to 24-N) are independently arranged (FIG. 3), and one ends are wound around coil holding portions 28 connected to the carbonaceous acoustic diaphragm 25, respectively. (FIG. 4). In addition, without using the coil holding part 28, it can also be set as the structure which connects the edge part of a voice coil (24-1 to 24-N) directly to one surface of the carbonaceous acoustic diaphragm 25. FIG. Moreover, as shown in FIG. 5, each voice coil (24-1 to 24-N) is configured to be controllable independently from the driver circuits (1) to (N).

上記スピーカ本体14では、マグネット23とヨーク22とセンターポール21とによって構成された磁気回路中に置かれたボイスコイル24に電流を流し、ボイスコイル24に対して磁力線と直交方向に生じる力を利用して炭素質音響振動板25を振動させて音波を発生させる。ボイスコイル24には、温度計コード変換部12から出力されるデジタル信号の各ビット値に応じて電流が流される。   In the speaker main body 14, a current is passed through a voice coil 24 placed in a magnetic circuit constituted by a magnet 23, a yoke 22, and a center pole 21, and a force generated in a direction perpendicular to the magnetic field lines is used for the voice coil 24. Then, the carbonaceous acoustic diaphragm 25 is vibrated to generate sound waves. A current is passed through the voice coil 24 in accordance with each bit value of the digital signal output from the thermometer code converter 12.

図6はデルタシグマ変調器11の回路構成図である。なお、同図に示す回路構成は一例であり、さらに高次のデルタシグマ変調器を用いることもできる。ここでは、多値入力ビットで表現されたデジタル音声信号を16ビットとし、デルタシグマ変調器11からのnビット出力を4ビットとする。   FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the delta-sigma modulator 11. The circuit configuration shown in the figure is an example, and a higher-order delta-sigma modulator can also be used. Here, the digital audio signal expressed by multi-valued input bits is 16 bits, and the n-bit output from the delta-sigma modulator 11 is 4 bits.

デルタシグマ変調器11は、基本的には積分器31、量子化器32、遅延器33、およびフィードバックループを備えて構成されている。τはフィードバックゲインである。デルタシグマ変調器11に入力された多値ビット(例えば16ビット)は積分器31を通り量子化器32でnビット(例えば9値=4ビット)に変換される。量子化の際に発生する量子化誤差は遅延器33を通るフィードバックループで入力端へ戻され差分をとることで、量子化誤差だけが積分される。入力をX、出力をY、量子化誤差をQとすると、関係式はY=X+(1−Z−1)Qで表わされる。量子化誤差Qに乗算されている伝達関数(1−Z−1)は周波数特性を有しており、直流付近で小さくなるので、この特性が後述するノイズシェーピング効果となる。 The delta sigma modulator 11 basically includes an integrator 31, a quantizer 32, a delay unit 33, and a feedback loop. τ is a feedback gain. Multilevel bits (for example, 16 bits) input to the delta sigma modulator 11 pass through the integrator 31 and are converted into n bits (for example, 9 values = 4 bits) by the quantizer 32. The quantization error generated in the quantization is returned to the input terminal by a feedback loop passing through the delay unit 33, and the difference is taken, whereby only the quantization error is integrated. When the input is X, the output is Y, and the quantization error is Q, the relational expression is expressed as Y = X + (1-Z −1 ) Q. Since the transfer function (1-Z −1 ) multiplied by the quantization error Q has a frequency characteristic and becomes small near the direct current, this characteristic becomes a noise shaping effect described later.

デルタシグマ変調器11では、量子化器32によって多値ビットのデジタル音声信号を出力ビット数nに対応した数に量子化している。量子化器32によって生じる量子化誤差はオーバーサンプリング手法を適用することで解消できる。オーバーサンプリングとは、信号帯域よりも十分に高い周波数でサンプリングを行う手法の一つのことである。また、デルタシグマ変調の場合、ノイズシェーピング効果により原信号精度を改善できる。すなわち、量子化器を使って量子化を行うと、全周波数に均等に量子化ノイズが分布するが、デルタシグマ変調によって、不要なノイズ成分は、オーバーサンプリングした高い周波数領域にシフトすることで、原信号付近のノイズが押さえられ、原信号の精度を改善できる効果がある。   In the delta-sigma modulator 11, the quantizer 32 quantizes the multi-bit digital audio signal into a number corresponding to the number n of output bits. The quantization error caused by the quantizer 32 can be eliminated by applying an oversampling method. Oversampling is one of techniques for performing sampling at a frequency sufficiently higher than the signal band. In the case of delta-sigma modulation, the original signal accuracy can be improved by a noise shaping effect. In other words, when quantization is performed using a quantizer, quantization noise is evenly distributed over all frequencies, but by delta-sigma modulation, unnecessary noise components are shifted to an oversampled high frequency region. Noise in the vicinity of the original signal is suppressed, and the accuracy of the original signal can be improved.

温度計コード変換部12は、デルタシグマ変調器11のnビット出力を、ボイスコイル数に対応したNビットの温度計コードに変換する。たとえば、8ビットの温度計コードに変換する場合であれば、デルタシグマ変調器出力(0010)、(0101)、(1000)を、それぞれ温度計コード(00000011)、(00011111)、(11111111)へ変換する。デルタシグマ変調器11から出力される2進数がビット毎に重みのある信号であるため、そのままの信号を使用したのではデジタル直接駆動が困難であるが、各ビットに重みの無い温度計コードに変換することで、スピーカ本体14を直接デジタル信号で駆動できる。   The thermometer code converter 12 converts the n-bit output of the delta sigma modulator 11 into an N-bit thermometer code corresponding to the number of voice coils. For example, when converting to an 8-bit thermometer code, the delta-sigma modulator outputs (0010), (0101), and (1000) are transferred to the thermometer codes (00000011), (00011111), and (11111111), respectively. Convert. Since the binary number output from the delta-sigma modulator 11 is a signal having a weight for each bit, it is difficult to perform direct digital driving if the signal is used as it is. By converting, the speaker body 14 can be directly driven by a digital signal.

ドライバ回路13は、温度計コード変換部12から出力される温度計コードに基づいて個々のボイスコイル24−1〜24−Nを独立に駆動する。具体的には、各ボイスコイル24−1〜24−Nと温度計コードの各ビット値とが1対1で対応しており、温度計コード変換部12から温度計コードのビット毎に、図9(a)(b)に示すような1ビット信号(ON/OFF)が出力される。温度計コード「1」のボイスコイル24には電流を流し、温度計コード「0」のボイスコイル24には電流が流れないように駆動する。ボイスコイル24に流れる電流に比例して当該ボイスコイル24自身が動き、そのボイスコイル24に結合した炭素質音響振動板25が振動して、音声が生成される。   The driver circuit 13 independently drives the individual voice coils 24-1 to 24-N based on the thermometer code output from the thermometer code conversion unit 12. Specifically, each of the voice coils 24-1 to 24-N and each bit value of the thermometer code have a one-to-one correspondence, and each bit of the thermometer code from the thermometer code conversion unit 12 is shown in FIG. A 1-bit signal (ON / OFF) as shown in 9 (a) and 9 (b) is output. A current is supplied to the voice coil 24 with the thermometer code “1”, and the voice coil 24 with the thermometer code “0” is driven so that no current flows. The voice coil 24 itself moves in proportion to the current flowing through the voice coil 24, and the carbonaceous acoustic diaphragm 25 coupled to the voice coil 24 vibrates to generate sound.

次に、本実施の形態で用いられる炭素質音響振動板25の構造及び製造方法について詳しく説明する。
本発明のデジタルスピーカユニットでは、アモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した炭素粉末とを含み、気孔率40%以上の多孔体を有する振動板を炭素質音響振動板25として用いることができる。この炭素質音響振動板25は、前記多孔体の板を低密度層として具備し、アモルファス炭素を含み、前記低密度層よりも厚みが薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層をさらに具備することが好適である。
Next, the structure and manufacturing method of the carbonaceous acoustic diaphragm 25 used in the present embodiment will be described in detail.
In the digital speaker unit of the present invention, a diaphragm including amorphous carbon and carbon powder uniformly dispersed in the amorphous carbon and having a porous body having a porosity of 40% or more can be used as the carbonaceous acoustic diaphragm 25. . The carbonaceous acoustic diaphragm 25 includes the porous plate as a low density layer, contains amorphous carbon, has a high density layer that is thinner than the low density layer and higher in density than the low density layer. Furthermore, it is preferable to comprise.

ここで、層の数は、高密度層と低密度層の2層構造、低密度層の両面を高密度層で挾む3層構造、逆に、高密度層の両面を低密度層で挾む3層構造、さらに高密度層だけの1層構造等、様々な構成が可能である。   Here, the number of layers is a two-layer structure of a high-density layer and a low-density layer, a three-layer structure in which both sides of the low-density layer are sandwiched by high-density layers, and conversely, both sides of the high-density layer are sandwiched by low-density layers. Various configurations such as a three-layer structure or a single-layer structure having only a high-density layer are possible.

前記多孔体の気孔の形状が球状であり、その数平均気孔径が5μ以上150μm以下であることが望ましい。前記炭素粉末は数平均径が0.2μm以下であり、平均長さが20μm以下であるカーボンナノ繊維を含むことが望ましい。前記高密度層は、前記アモルファス炭素中に均一に分散した黒鉛を含む場合がある。この炭素質音響振動板は、乾燥後、温度25℃、湿度60%の環境に250時間放置したときの質量の増加が5%以下であることが望ましい。   It is desirable that the pores of the porous body have a spherical shape, and the number average pore diameter is 5 μm or more and 150 μm or less. The carbon powder preferably includes carbon nanofibers having a number average diameter of 0.2 μm or less and an average length of 20 μm or less. The high-density layer may include graphite that is uniformly dispersed in the amorphous carbon. This carbonaceous acoustic diaphragm desirably has an increase in mass of 5% or less when dried for 250 hours in an environment of temperature 25 ° C. and humidity 60%.

また、炭素含有樹脂に炭素粉末を均一に混合し、混合物をフィルム状に成形し加熱して炭素前駆体とし、炭素前駆体を不活性雰囲気中で炭素化する方法を用いて炭素質音響振動板の製造をすることができる。かかる炭素質音響振動板の製造方法において、前記炭素前駆体化の温度においては固体または液体であり、前記炭素化の温度において消失して気孔を残す穴開け材の粒子を前記混合物に予め混合することによって、前記炭素化後においてアモルファス炭素と炭素粉末とを含む多孔体とする。   In addition, carbon powder is uniformly mixed with a carbon-containing resin, the mixture is formed into a film, heated to form a carbon precursor, and a carbonaceous acoustic diaphragm is obtained by carbonizing the carbon precursor in an inert atmosphere. Can be manufactured. In this method for producing a carbonaceous acoustic diaphragm, particles of a drilling material that are solid or liquid at the carbon precursor temperature and disappear at the carbonization temperature and leave pores are premixed in the mixture. Thus, a porous body containing amorphous carbon and carbon powder is obtained after the carbonization.

前記炭素化の前において、前記炭素前駆体の板の少なくとも一方の面に炭素含有樹脂の層を形成することによって、前記炭素化後において、前記多孔体からなる低密度層と低密度層よりも密度が高い高密度層を含む炭素質音響振動板とすることをさらに含むことが好適である。なお、高密度層の両面を低密度層で挟む構造は、例えば、穴開け材を含まない炭素前駆体の両面に穴開け材を含む炭素前駆体の層を樹脂で接着して一体化して炭素化することにより得られる。   Before the carbonization, by forming a carbon-containing resin layer on at least one surface of the carbon precursor plate, after the carbonization, than the low-density layer and the low-density layer made of the porous body It is preferable to further include a carbonaceous acoustic diaphragm including a high-density layer having a high density. The structure in which both sides of the high-density layer are sandwiched between the low-density layers is obtained by, for example, integrating a carbon precursor layer that includes a punching material on both surfaces of a carbon precursor that does not include a punching material, and integrating them with a resin. Can be obtained.

前記穴開け材の粒子は球状であることが望ましい。前記炭素粉末はカーボンナノ繊維を含むことが望ましい。前記炭素含有樹脂の層は、その中に均一に分散した黒鉛を含む場合がある。前記炭素化は、1200℃以上の温度で行なわれることが望ましい。   The particles of the hole punching material are preferably spherical. The carbon powder preferably includes carbon nanofibers. The carbon-containing resin layer may include graphite dispersed uniformly therein. The carbonization is desirably performed at a temperature of 1200 ° C. or higher.

以上のように、炭素含有樹脂と炭素粉末との混合物に、炭素前駆体化するときの温度においては固体または液体であり、炭素化の温度において消失して気孔を残す穴開け材、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)の粒子を混合することにより、炭素化の過程において、この穴開け材はその立体的形状に応じた立体的形状の気孔を残して消失する。したがって、穴開け材の配合比を制御することで気孔率を容易に制御することができ、穴開け材の粒子の立体的形状およびサイズを選択することで気孔の立体的形状およびサイズを容易に制御することができ、気孔率40%以上の多孔体を実現することができる。   As described above, a mixture of a carbon-containing resin and carbon powder is a solid or liquid at the temperature at which the carbon precursor is formed, and a hole forming material that disappears at the carbonization temperature and leaves pores, for example, polymethyl By mixing the particles of methacrylate (PMMA), in the process of carbonization, the perforated material disappears leaving pores having a three-dimensional shape corresponding to the three-dimensional shape. Therefore, the porosity can be easily controlled by controlling the blending ratio of the drilling material, and the three-dimensional shape and size of the pores can be easily selected by selecting the three-dimensional shape and size of the drilling material particles. It can be controlled, and a porous body having a porosity of 40% or more can be realized.

なお、気孔率とは気孔を含む多孔体全体の体積に対する気孔の体積の百分率であり、炭素の密度を1.5g/cm3として、多孔体全体の体積および質量から計算される気孔率と定義する。 The porosity is a percentage of the volume of the pores with respect to the entire volume of the porous body including the pores, and is defined as a porosity calculated from the volume and mass of the entire porous body, assuming that the density of carbon is 1.5 g / cm 3. To do.

前記多孔体からなる低密度層と高密度層との複層構造とすれば、必要な剛性を維持しつつ気孔率を60%以上とすることができ、振動板全体の密度を0.5g/cm3以下とすることができる。
高密度層は総厚の1〜30%程度で効果を発現し、ヤング率100GPa程度の剛性で高音域再生の役割を担う。
If a multi-layer structure of the low-density layer and the high-density layer made of the porous body is used, the porosity can be set to 60% or more while maintaining the necessary rigidity, and the density of the entire diaphragm can be reduced to 0.5 g / cm 3 or less.
The high-density layer exhibits an effect at about 1 to 30% of the total thickness, and plays a role of high-frequency reproduction with rigidity of Young's modulus of about 100 GPa.

低密度層のヤング率は2〜3GPa程度であり振動板全体を軽量にして全体の音質を維持し、振動応答性を良くする。   The Young's modulus of the low-density layer is about 2 to 3 GPa, making the entire diaphragm lightweight, maintaining the overall sound quality, and improving the vibration response.

これらを一体化して焼成して炭素化し、複数層の炭素質材を形成するので、特性の制御、特に高音域までの可聴音域の音を出力することができる多層平面スピーカー振動板が可能となる。   Since these are integrated and fired and carbonized to form a multi-layered carbonaceous material, a multilayer flat speaker diaphragm capable of controlling characteristics, particularly outputting audible sound up to the high frequency range, is possible. .

ドーム形状にして剛性を付与するのではなく、緻密で高剛性の高密度層とコアとなる軽量の低密度層のハリ強度とのバランスで再生限界周波数の高い平面振動板が得られる。気孔率設計によっても再生音域が変動するが、気孔径は大きく影響しない。ハンドリング性が良好となり、耐衝撃性も向上する。また、多孔体の低密度層の片面あるいは両面を高密度層で覆うことでユニットへの組み込みの際の接着剤の吸い込みを防止することができる。   Rather than imparting rigidity to the dome shape, a flat diaphragm having a high reproduction limit frequency can be obtained by balancing the dense strength of the dense and high-rigidity high-density layer and the low-density light-weight core layer. Although the reproduced sound range varies depending on the porosity design, the pore diameter does not greatly affect. Handleability is improved and impact resistance is improved. Further, by covering one surface or both surfaces of the low-density layer of the porous body with the high-density layer, it is possible to prevent the suction of the adhesive during the incorporation into the unit.

音響振動板にさらに要請される特性として、空気中の水分を吸って重くなって音響特性が変わらないように、吸湿性が低いことが挙げられる。炭素化の温度を1200℃以上とすることで、乾燥後、温度25℃、湿度60%の環境に250時間放置したときの質量の増加が5%以下であるものが得られる。   A further required characteristic of the acoustic diaphragm is that the hygroscopic property is low so that the acoustic characteristics are not changed by absorbing moisture in the air and becoming heavy. By setting the temperature of carbonization to 1200 ° C. or higher, a product having an increase in mass of 5% or less when dried for 250 hours in an environment having a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60% can be obtained.

以上の説明では、炭素質音響振動板をエッジを介してフレームで保持する構造について例示したが、可撓性フィルムで炭素質音響振動板を支持する構造とすることも可能である。   In the above description, the structure in which the carbonaceous acoustic diaphragm is held by the frame via the edge is exemplified, but a structure in which the carbonaceous acoustic diaphragm is supported by a flexible film may be used.

図10(a)は可撓性フィルムで炭素質音響振動板を支持するスピーカ本体の断面図、同図(b)はその平面図である。図10(a)に示すように、ヨーク22、マグネット23、センターポール21、ボイスコイル24及びフレーム27については、図2に示すスピーカ本体14と同様の構造を有している。炭素質音響振動板41は可撓性フィルム42の内側面に固定されている。可撓性フィルム42は中央部がドーム状に膨出した形状をなしており、板状をなすフィルムベース43の上面に固定されている。フィルムベース43の下面外周縁部にボイスコイル24の端部が当接して振動を伝達するように構成されている。なお、可撓性フィルム42には強度を確保するための凹凸加工が加えられている。   FIG. 10A is a cross-sectional view of a speaker body that supports a carbonaceous acoustic diaphragm with a flexible film, and FIG. 10B is a plan view thereof. As shown in FIG. 10A, the yoke 22, the magnet 23, the center pole 21, the voice coil 24, and the frame 27 have the same structure as the speaker body 14 shown in FIG. The carbonaceous acoustic diaphragm 41 is fixed to the inner surface of the flexible film 42. The flexible film 42 has a shape in which a central portion bulges out in a dome shape, and is fixed to an upper surface of a film base 43 having a plate shape. The end of the voice coil 24 is in contact with the outer peripheral edge of the lower surface of the film base 43 so as to transmit vibration. The flexible film 42 is provided with uneven processing for ensuring strength.

以上のように構成されたスピーカ本体に対して、図1に示すようなデジタル駆動系を接続してデジタルスピーカユニットを構成する。デジタル音源から供給されるデジタル音声信号によるスピーカ本体の駆動方法は、前述した通りである。   A digital drive unit as shown in FIG. 1 is connected to the speaker body configured as described above to constitute a digital speaker unit. The driving method of the speaker body by the digital audio signal supplied from the digital sound source is as described above.

このように、炭素質音響振動板41を所要の剛性と可撓性のある可撓性フィルム42で保持することにより、炭素質音響振動板をフレームで保持する構造に比べて、高い音圧を実現できる。本発明者による検証実験では、フィルムに炭素質振動板を組み合わせることで、ピーク音圧として90dBsplを実現できた。したがって、高い音圧を必要とする用途では、図10に示すように炭素質音響振動板41を可撓性フィルム42で保持する構成が望ましい。   Thus, by holding the carbonaceous acoustic diaphragm 41 with the flexible film 42 having the required rigidity and flexibility, a higher sound pressure can be obtained compared to the structure in which the carbonaceous acoustic diaphragm is held by the frame. realizable. In a verification experiment by the present inventor, 90 dBspl was realized as a peak sound pressure by combining a carbonaceous diaphragm with a film. Therefore, in applications that require high sound pressure, it is desirable that the carbonaceous acoustic diaphragm 41 be held by the flexible film 42 as shown in FIG.

(実施例1)低密度層の両面を高密度層で覆う3層の実施例
アモルファス炭素源としての塩化ビニル樹脂35質量%と平均粒径0.1μmで長さ5μmのカーボンナノ繊維1.4質量%、気孔形成のための穴開け材としてのPMMAを複合した組成物に対して可塑剤としてジアリルフタレートモノマーを添加して、ヘンシェルミキサーを用いて分散させた後、加圧ニーダーを用いて十分に混練を繰り返して組成物を得、ペレタイザーによってペレット化し成形用組成物を得た。この成型用組成物のペレットを押出成形で厚さ400μmのシート状の成型物とし、さらに両面にフラン樹脂をコーティングして硬化させ、多層シートとした。この多層シートを200℃のエアオーブン中で5時間処理しプリカーサー(炭素前駆体)とした。その後、窒素ガス中で20℃/hの昇温速度で昇温し、1000℃で3時間保持した。自然冷却したのちに、真空中1400℃で3時間保持した後、自然冷却して焼成を完了した。これにより、図7に概念的に示すように、アモルファス炭素110中にカーボンナノ繊維の粉末112が均一に分散し、PMMAの粒子が消失した後に残った球状の気孔114を有する多孔体の低密度層116とその両面を覆うアモルファス炭素からなる高密度層118とを有する音響振動板が得られた。
(Example 1) Example of three layers in which both sides of a low-density layer are covered with a high-density layer 35% by mass of a vinyl chloride resin as an amorphous carbon source, carbon nanofiber 1.4 having an average particle diameter of 0.1 μm and a length of 5 μm After adding diallyl phthalate monomer as a plasticizer to a composition in which PMMA as a hole forming material for pore formation for mass% is added and dispersed using a Henschel mixer, it is sufficient to use a pressure kneader. Kneading was repeated to obtain a composition, which was pelletized by a pelletizer to obtain a molding composition. The pellets of the molding composition were formed into a sheet-like molded product having a thickness of 400 μm by extrusion molding, and further, furan resin was coated on both sides and cured to obtain a multilayer sheet. This multilayer sheet was treated in an air oven at 200 ° C. for 5 hours to obtain a precursor (carbon precursor). Thereafter, the temperature was increased in nitrogen gas at a temperature increase rate of 20 ° C./h, and the temperature was maintained at 1000 ° C. for 3 hours. After natural cooling, after holding in vacuum at 1400 ° C. for 3 hours, natural cooling was performed to complete firing. Accordingly, as conceptually shown in FIG. 7, the low density of the porous body having the spherical pores 114 remaining after the carbon nanofiber powder 112 is uniformly dispersed in the amorphous carbon 110 and the PMMA particles disappear. An acoustic diaphragm having the layer 116 and the high-density layer 118 made of amorphous carbon covering both surfaces thereof was obtained.

このようにして得られた音響振動板の低密度層116の気孔率は70%、数平均気孔径は60μmであった。振動板全体では、厚み約350μm、曲げ強度25MPa、ヤング率8GPa、音速4200m/sec、密度0.45g/cm3、吸湿性1質量%以下と優れた物性を有するものであった。 The porosity of the low density layer 116 of the acoustic diaphragm thus obtained was 70%, and the number average pore diameter was 60 μm. The entire diaphragm had excellent physical properties such as a thickness of about 350 μm, a bending strength of 25 MPa, a Young's modulus of 8 GPa, a sound velocity of 4200 m / sec, a density of 0.45 g / cm 3 , and a hygroscopicity of 1% by mass or less.

なお、音速は密度とヤング率の実測値から計算により求めた(以下同様)。吸湿性は、100℃で30分間乾燥した後、温度25℃、湿度60%の環境に放置した時の質量増加率(%)である。図8に経過時間と質量変化率の関係を示す。比較例1として、最後の焼成(炭素化)の温度を1000℃としたときの結果も示す。図8からわかるように、炭素化の温度を1200℃以上とすることで、250時間後の質量の増加が5%以下である吸湿性の低い振動板が得られる。   The sound speed was obtained by calculation from measured values of density and Young's modulus (the same applies hereinafter). The hygroscopicity is a mass increase rate (%) when dried at 100 ° C. for 30 minutes and then left in an environment at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60%. FIG. 8 shows the relationship between elapsed time and mass change rate. As Comparative Example 1, the result when the final firing (carbonization) temperature is 1000 ° C. is also shown. As can be seen from FIG. 8, by setting the carbonization temperature to 1200 ° C. or higher, a diaphragm with low hygroscopicity in which the increase in mass after 250 hours is 5% or less can be obtained.

(実施例2)高密度層にフィラー(黒鉛)を入れた実施例
アモルファス炭素源としての、塩化ビニル樹脂35質量%と平均粒径0.1μmで長さ5μmのカーボンナノ繊維1.4質量%、気孔形成のための穴開け材としてPMMAを複合した組成物に対して可塑剤としてジアリルフタレートモノマーを添加して、ヘンシェルミキサーを用いて分散させた後、加圧ニーダーを用いて十分に混練を繰り返して組成物を得、ペレタイザーによってペレット化し成形用組成物を得た。この成型用組成物のペレットを押出成形で厚さ400μmのシート状の成型物とし、さらにフラン樹脂に平均粒径4μm程度の黒鉛(日本黒鉛製SP270)5質量%を分散させ、硬化剤を入れた液を両面にコーティングして硬化させ、多層シートとした。この多層シートを200℃のエアオーブン中で5時間処理しプリカーサー(炭素前駆体)とした。その後、窒素ガス中で20℃/hの昇温速度で昇温し、1000℃で3時間保持した。自然冷却したのちに、真空中で1500℃で3時間保持した後、自然冷却して焼成を完了し、複合炭素振動板を得た。
(Example 2) Example in which filler (graphite) is put in high-density layer 35% by mass of vinyl chloride resin as an amorphous carbon source, 1.4% by mass of carbon nanofibers having an average particle size of 0.1 μm and a length of 5 μm Then, after adding diallyl phthalate monomer as a plasticizer to a composition in which PMMA is combined as a hole forming material for pore formation and dispersing it using a Henschel mixer, it is sufficiently kneaded using a pressure kneader. The composition was repeatedly obtained and pelletized by a pelletizer to obtain a molding composition. The molding composition pellets are formed into a sheet-like molded product having a thickness of 400 μm by extrusion molding. Further, 5% by mass of graphite (SP270 made from Nippon Graphite) having an average particle size of about 4 μm is dispersed in a furan resin, and a curing agent is added. The solution was coated on both sides and cured to obtain a multilayer sheet. This multilayer sheet was treated in an air oven at 200 ° C. for 5 hours to obtain a precursor (carbon precursor). Thereafter, the temperature was increased in nitrogen gas at a temperature increase rate of 20 ° C./h, and the temperature was maintained at 1000 ° C. for 3 hours. After natural cooling, after holding in a vacuum at 1500 ° C. for 3 hours, natural cooling was completed to complete firing, and a composite carbon diaphragm was obtained.

このようにして得られた音響振動板の低密度層の気孔率は70%、数平均気孔径は60μmであった。振動板全体は、厚み約350μm、曲げ強度23MPa、ヤング率5GPa、音速3333m/sec、密度0.45g/cm3、と優れた物性を有するものであった。 The porosity of the low density layer of the acoustic diaphragm thus obtained was 70%, and the number average pore diameter was 60 μm. The entire diaphragm had excellent physical properties such as a thickness of about 350 μm, a bending strength of 23 MPa, a Young's modulus of 5 GPa, a sound velocity of 3333 m / sec, and a density of 0.45 g / cm 3 .

(実施例3)多孔体のみの実施例
気孔率50%単層成形体アモルファス炭素源としての、塩化ビニル樹脂54質量%と平均粒径0.1μmで長さ5μmのカーボンナノ繊維1.4質量%、気孔形成のための穴開け材としてPMMAを複合した組成物に対して可塑剤としてジアリルフタレートモノマーを添加して、ヘンシェルミキサーを用いて分散させた後、加圧ニーダーを用いて十分に混練を繰り返して組成物を得、ペレタイザーによってペレット化し成形用組成物を得た。このペレットを用いて厚み400μmのフィルム状の押し出し成形を行った。このフィルムを200℃に過熱したエアオーブン中で5時間処理しプリカーサー(炭素前駆体)とした。その後、窒素ガス中で20℃/時以下の昇温速度で昇温し、1000℃で3時間保持した。自然冷却したのちに、真空雰囲気中で1500℃にて3時間保持した後、自然冷却して焼成を完了し、複合炭素振動板を得た。
(Example 3) Example of porous body only 50% porosity Single layer molded body As a carbon source, 54 mass% of vinyl chloride resin, carbon nanofibers having an average particle diameter of 0.1 µm and a length of 5 µm, 1.4 mass %, After adding a diallyl phthalate monomer as a plasticizer to a composition in which PMMA is combined as a hole forming material for pore formation and dispersing it using a Henschel mixer, it is sufficiently kneaded using a pressure kneader Was repeated to obtain a composition, which was pelletized with a pelletizer to obtain a molding composition. Using this pellet, a film-like extrusion molding having a thickness of 400 μm was performed. This film was treated in an air oven heated to 200 ° C. for 5 hours to obtain a precursor (carbon precursor). Thereafter, the temperature was increased in nitrogen gas at a temperature increase rate of 20 ° C./hour or less, and the temperature was maintained at 1000 ° C. for 3 hours. After natural cooling, after holding at 1500 ° C. for 3 hours in a vacuum atmosphere, natural cooling was performed to complete the firing, and a composite carbon diaphragm was obtained.

このようにして得られた多孔質の音響振動板は、気孔率が50%、気孔径60μm、厚み約350μm、曲げ強度29MPa、ヤング率7GPa、音速3055m/sec、密度0.75g/cm3、と優れた物性を有するものであった。 The porous acoustic diaphragm thus obtained has a porosity of 50%, a pore diameter of 60 μm, a thickness of about 350 μm, a bending strength of 29 MPa, a Young's modulus of 7 GPa, a sound velocity of 3055 m / sec, a density of 0.75 g / cm 3 , And had excellent physical properties.

次に、上述したデジタルスピーカユニットに上記実施例1で作成した振動板を使用した場合のスピーカの周波数特性について説明する。デジタルスピーカユニットに備えるボイスコイル24は6個のボイスコイルから構成し、デルタシグマ変調器11では16ビットのデジタル音声信号を4ビットに変換し、温度計コード変換部12から出力される温度計コードは6ビット構成とした。   Next, frequency characteristics of the speaker when the diaphragm created in the first embodiment is used for the above-described digital speaker unit will be described. The voice coil 24 provided in the digital speaker unit is composed of six voice coils, and the delta-sigma modulator 11 converts a 16-bit digital audio signal into 4 bits and outputs a thermometer code output from the thermometer code converter 12. Has a 6-bit configuration.

図11は実施例1で得られた振動板を用いた場合の周波数特性を示している。同図に示すように、炭素質振動板のみの場合、700Hz付近から可聴周波数域の上限であるといわれる20kHzまで非常にフラットな特性が実現できた。図11に示す周波数特性であれば、極めて品質の良好な音質を再現できる。また、ピーク音圧として85dBspl以上を実現できている。   FIG. 11 shows frequency characteristics when the diaphragm obtained in Example 1 is used. As shown in the figure, in the case of only the carbonaceous diaphragm, a very flat characteristic can be realized from about 700 Hz to 20 kHz which is said to be the upper limit of the audible frequency range. With the frequency characteristics shown in FIG. 11, it is possible to reproduce extremely good quality sound quality. In addition, a peak sound pressure of 85 dBspl or more can be realized.

以上説明したように、本発明の一実施の形態に係るデジタルスピーカユニットによれば、低密度で軽量でありながら充分な剛性を有する炭素質音響振動板25をデジタル音声信号で直接駆動して、良好な音響特性を実現することができる。   As described above, according to the digital speaker unit according to the embodiment of the present invention, the carbonaceous acoustic diaphragm 25 having low rigidity and light weight but sufficient rigidity is directly driven by the digital audio signal, Good acoustic characteristics can be realized.

10 デジタル音源
11 デルタシグマ変調器
12 温度計コード変換部
13 ドライバ回路
14 スピーカ本体
21 センターピース
22 ヨーク
23 マグネット
24 ボイスコイル
25 炭素質音響振動板
26 エッジ
27 フレーム

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Digital sound source 11 Delta-sigma modulator 12 Thermometer code conversion part 13 Driver circuit 14 Speaker main body 21 Centerpiece 22 Yoke 23 Magnet 24 Voice coil 25 Carbonaceous acoustic diaphragm 26 Edge 27 Frame

Claims (5)

炭素質音響振動板を備えたスピーカ本体と、デジタル音源から供給される多値ビットのデジタル音声信号を所要ビットのデジタル信号に変換する変換回路と、前記変換回路から出力されるデジタル信号のビット数に対応して複数設けられ前記炭素質音響振動板をそれぞれ振動させる複数のボイスコイルと、前記変換回路から出力されるデジタル信号に基づいて前記各ボイスコイルを個別に駆動する駆動回路と、を具備し
前記炭素質音響振動板は、アモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した炭素粉末とを含み、気孔率40%以上の多孔体からなる低密度層と、アモルファス炭素を含み、前記低密度層よりも厚みが薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層とを具備することを特徴とするデジタルスピーカユニット。
Speaker main body equipped with carbonaceous acoustic diaphragm, conversion circuit for converting digital audio signal of multi-value bit supplied from digital sound source to digital signal of required bit, and number of bits of digital signal output from said conversion circuit And a plurality of voice coils that respectively vibrate the carbonaceous acoustic diaphragm, and a drive circuit that individually drives the voice coils based on digital signals output from the conversion circuit. and,
The carbonaceous acoustic diaphragm includes amorphous carbon and a carbon powder uniformly dispersed in the amorphous carbon, and includes a low density layer made of a porous body having a porosity of 40% or more, amorphous carbon, and the low density layer. A digital speaker unit comprising a high-density layer that is thinner than the low-density layer and has a higher density than the low-density layer .
前記変換回路は、前記デジタル音源から供給される多値ビットのデジタル音声信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備えることを特徴とする請求項1記載のデジタルスピーカユニット。   2. The digital speaker unit according to claim 1, wherein the conversion circuit includes a delta-sigma modulator that delta-sigma-modulates a digital audio signal of multi-level bits supplied from the digital sound source. 前記変換回路は、前記デルタシグマ変調器の出力する所定ビットのデジタル信号を、前記ボイスコイルの個数に対応したビット数の温度計コードに変換する温度計コード変換部を備えることを特徴とする請求項2記載のデジタルスピーカユニット。   The conversion circuit includes a thermometer code conversion unit that converts a digital signal of a predetermined bit output from the delta-sigma modulator into a thermometer code having a number of bits corresponding to the number of voice coils. Item 3. The digital speaker unit according to Item 2. 前記スピーカ本体は、前記炭素質音響振動板に対して前記ボイスコイルを接触させて振動させることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のデジタルスピーカユニット。 The digital speaker unit according to any one of claims 1 to 3 , wherein the speaker body vibrates by contacting the voice coil with the carbonaceous acoustic diaphragm. 前記スピーカ本体は、前記炭素質音響振動板を可撓性のフィルム体で保持し、該フィルム体に対して前記ボイスコイルを接触させて振動させることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載のデジタルスピーカユニット。 The speaker main body, the carbonaceous acoustic diaphragm held by a flexible film body, from claim 1, wherein the vibrating by contacting the voice coil with respect to the film body according to claim 3 The digital speaker unit according to any one of the above.
JP2009057901A 2009-03-11 2009-03-11 Speaker unit Expired - Fee Related JP5490429B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009057901A JP5490429B2 (en) 2009-03-11 2009-03-11 Speaker unit
CN201080020903.6A CN102422650B (en) 2009-03-11 2010-03-10 Speaker unit
US13/255,754 US8687838B2 (en) 2009-03-11 2010-03-10 Speaker unit
KR1020117023794A KR101649390B1 (en) 2009-03-11 2010-03-10 Speaker unit
PCT/JP2010/054005 WO2010104112A1 (en) 2009-03-11 2010-03-10 Speaker unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009057901A JP5490429B2 (en) 2009-03-11 2009-03-11 Speaker unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010213062A JP2010213062A (en) 2010-09-24
JP5490429B2 true JP5490429B2 (en) 2014-05-14

Family

ID=42972775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009057901A Expired - Fee Related JP5490429B2 (en) 2009-03-11 2009-03-11 Speaker unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5490429B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012227589A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Clarion Co Ltd Digital speaker system
CN102404672B (en) * 2011-10-27 2013-12-18 苏州上声电子有限公司 Method and device for controlling channel equalization and beam of digital loudspeaker array system
CN104620500B (en) 2012-09-14 2017-03-08 日本电气株式会社 Emitter, signal synthesis circuit and signal synthesis method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61206397A (en) * 1985-03-09 1986-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker
JPS62141898A (en) * 1985-12-16 1987-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker voice coil
JPH01126900A (en) * 1987-11-12 1989-05-18 Alps Electric Co Ltd Speaker
JP2002034096A (en) * 2000-07-13 2002-01-31 Mitsubishi Pencil Co Ltd Colored carbon-based diaphragm and its manufacturing method
JP3630669B2 (en) * 2002-06-26 2005-03-16 三菱鉛筆株式会社 Composite carbon diaphragm and manufacturing method thereof
JP2007060628A (en) * 2005-07-27 2007-03-08 Victor Co Of Japan Ltd Production method of acoustic diaphragm, acoustic diaphragm, and speaker
CN102647191B (en) * 2006-05-21 2015-09-02 株式会社特瑞君思半导体 Digital loudspeaker system
JP2009049686A (en) * 2007-08-20 2009-03-05 Sony Corp Electroacoustic transducer and fixing method of conducting wire

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010213062A (en) 2010-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010104112A1 (en) Speaker unit
JP5324308B2 (en) Speaker unit
WO2010071090A1 (en) Carbonaceous sound vibratory plate and method for manufacturing same
JP4707742B2 (en) Digital-analog converter
US8126163B2 (en) Volume and tone control in direct digital speakers
WO2015081853A1 (en) Method and apparatus for implementing a multi-bit δ-∑ modulation-based digital speaker system
CN1274184C (en) Method and apparatus for controlling bass reproduction of audio frequency signal in electroacoustic transducer
CN101924973A (en) Signal processing apparatus and signal processing method for loudspeaker motional feedback
JP5490429B2 (en) Speaker unit
JP2004032425A (en) Composite carbon diaphragm and its manufacturing method
JP5419442B2 (en) Carbonaceous acoustic diaphragm and manufacturing method thereof
Kulka Advances in digitization of microphones and loudspeakers
CN108574923A (en) A kind of preparation method of silicon-carbon vibrating diaphragm, carbonaceous vibrating diaphragm and the acoustic elements equipped with the vibrating diaphragm
Yoshino et al. A novel audio playback chip using digitally driven speaker architecture with 80%@-10dBFS power efficiency, 5.5 W@ 3.3 V supply and 100dB SNR
EP3603101A1 (en) Intra ear canal hearing aid
CN114446311B (en) Digital sound reconstruction method, system, equipment and medium
WO2001041501A1 (en) Diaphragm of piezoelectric sound generator, and method of manufacture thereof
Kuroki et al. A Digitally Direct Driven Dynamic-Type Loudspeaker

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130514

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5490429

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees