JPH02121497A - デジタルスピーカユニツト及びその駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は入力デジタル信号をアナログ音響出力に直接変
ＩＩｊ４１′るデジタルスピーカユニット及びその駆動
装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ｌＪｌ雷型スピーカはそれ自体でＤ／Ａ変換機
能を有することが知られている。

そこで、従来から、］ンバクト・ディスク　プレーヤや
デジタル・オーディオφテープレコーダ等の各種デジタ
ルオーディオ機器から出力されるデジタル信号をＤ／Ａ
変換機やデグリッチ回路を介さずに動電型スピーカに直
接供給し、このｌＪＪ？ｌｉ型スピーカ自体のＤ／Ａ変
換機能を利用してアナログ音響出力に直接変換するデジ
タルスピーカが種々提案されている。

そのようなデジタルスピーカとしては、例えば第９図に
示すようにフレーム１に対してサスペンション２にて弁
性的に支承された振動板３と、この撮動板３を駆動させ
るための磁気回路を構成するマグネット４及びヨーク５
と、これらマグネット４とヨーク５との間に介在される
とともに上記振動板３に連結されたコイルボビン６を備
えたスピーカユニットに対して、入力デジタル信号の各
ビットに対応した複数本のボイスコイル７．７・・・７
を上記コイルボビン６に巻装した状態で配置するマルチ
ボイスコイル方式のものや、第１０図に示すように入力
デジタル信号の各ビットに対応して複数の磁気回路を設
けたマルチドライバ方式のものが一般、的に知られてお
り、これらのデジタルスピーカにおいては入力デジタル
信号の各ビットに対応した音響出力を空間合成すること
によってアナログ１１’／Ｊ出力を青るようになってい
る。

（発明が解決すべき課題） ところで、上述のようなデジタルスピーカにおいては、
微動板３の駆動力Ｆ（＝Ｂｔｌ、Ｂ：磁束密麿、４；ボ
イスコイルの実効巻線艮、１；駆動電流）をＢやｉ又は
これらの組合１！ＩＵを適宜変えることによって、入力
デジタル信号の各ビット（桁）に対応した音響出力に２
０から２　ｎ−１（ｎビットの場合）までの重み付けを
行なっており、各ピッ１−に対応した振動板３の駆動力
に対する巾み付けが正確に２０．２１．・・・：２＋１
−１となるように調整する必要があった。

ところが、現実の問題として、そのような巾み付けを行
うための磁気回路及びコイルの調整は極めて困ｆｌであ
り、かつ僅かな誤差でも音に歪みが生じてしまい重大な
欠陥となってしまう。

また、従来のデジタルスピーカにおける振動板３には、
上記リスペンション２によって常に弾性復帰力がかけら
れている。

ここで、Ｎ杭内なアナログ信号と異なり、デジタル信号
ｔよパルスとパルスとの間に必らずブランクがある。

このため、離散的なデジタル信号を直接供給すると、パ
ルスとパルスとの間のブランク部分で撮動板３が上記サ
スペンション２によって弾性復帰してしまい、このよう
な振動板３の動作がノイズとなって現れることが判明し
た。

このような問題点は、アナログ信号用に開発されたスピ
ーカをデジタル信号に対応させようとした無印に起因す
るものであり、デジタル信号にて駆動されるデジタルス
ピーカの構造を火水的に見直す必要が生じた。

（課題を解決づるための手段） 本発明は上述のような実情に鑑みてなされたものであり
、従来のデジタルスピーカの欠点を解消し得る１ｉＪＪ
Ｊなデジタルスピーカユニット及びその駆動装置を提供
することを目的とする。

そして、本発明はこの目的を達成するために、往復運動
するように支持された振動板と、入力デジタル信号を信
号圧縮して得た差分信号によって間欠的に回転駆動され
る駆動手段と、この駆動手段の回転運動を直線運動に変
換して上記振動板に伝達する連結機構とを備えたことを
特徴とするデジタルスピーカユニット、及び回転運動に
よって、振ｖＪ根を往復運動させる駆動手段を備えたデ
ジタルスピーカの駆動装置であって、 入力デジタル信号を信号ｆｆ−縮して差分信号を生成す
るイ１１シＪ処理部と、 この信号処理部にて生成された差分信号を各ビットに分
ける分配手段と、 この分配手段の出力する各ビットの値に応じて所定の駆
動パルスを各々発生させるパルス発生手段と、 上記駆動手段を上記駆動パルスに応じた角度範囲だけ回
転させるドライブ回路とを備えたことをｆ＋ｍとするデ
ジタルスピーカユニットの駆動装置を提供するらのであ
る。

（実施例） 以下、本発明に係るデジタルスピーカユニット及びデジ
タルスピーカユニットの駆動装置の好適な一実施例を第
１図ないし第８図を用いて訂細に説明する。

第１図は本実施例に係るデジタルスピーカユニットの１
．Ｓ水内な構成を示す一部切欠き側面図であリ、このデ
ジタルスピーカユニットは平板状の振動板１０と、この
撮動板１０を在役運動し得るようにフレーム１１に支承
するスライド機構１２と、上記振動板１０を駆動するた
めのステップモータ１３及びこのステップモータ１３と
上記振動板１０を連結するための連結機ｙ１１４とから
大略構成されている。

上記振動板１０は、図示のようにアルミニウム等の軒昂
な合金製の一対の薄板１５．１６をハニカム構造体１１
の両側面に積層して構成されており、これによりその厚
み方向への撓みを防止し得るとともに、軽量化が図られ
ている。

また、−り記スライド機構１２は、フレーム１１に固定
されたガイド部材１８及び上記振動板１０に固定された
スライダ１９から構成されており、このスライダ１９は
ガイド部材１８のガイドレール１８ａにスライド自在に
係合している。

これにより、上記振動板１０は第１図矢印へ方向に往復
自在となっている。

一方、上記ステップモータ１３は、後述する駆動装置か
ら供給される駆動パルスによって所定方向に所定ステッ
プ角度ずつ回転駆動されるものであり、このステップモ
ータ１３の出力軸１３ａの回転角度は後述するように入
力デジタル信号を信号圧縮して得た差分信号の値に対応
する。

そして、このステップモータ１３の出力軸１３ａにはゴ
ム製のローラ２０が嵌着されており、このローラ２０は
、］−記成動根１０に植設されたシャフト２１に圧接さ
れでいる。

よって、本実施例において、これらローラ２０及びシャ
フト２１は上記連結機構１４を構成し、上記ステップモ
ータ１３の出力軸１３Ｆｌの回転角に応じて上記振動板
１０が図中矢印入方向に駆動される。

なお、上記シャフト２１の表面にはゴム製のカバー２２
が被着されており、このシャフト２１と上記ローラ２０
との間に十分な摩擦力が生じてローラ２０が空転し４【
いようになっている。

上述のような構成のデジタルスピーカユニットによれば
、上記振動板１０の駆動は専らステップモータ１３の回
転に基づぎ、このステップモータ１３が停止した時には
振動板１Ｇもその位置にて停止するため、離散型のデジ
タル信号が供給された場合に、パルスとパルスとの間の
ブランク部分では振動板１０は移動しない。

よって、従来のデジタルスピーカユニットにお【ノる＃
ｉ述したようなノイズの発生を防止することができる。

また、本実施例のデジタルスピーカユニットには従来の
ような磁気回路が不要であり、振動板１０の移動量は上
記ステップモータ１３の回転角を正確に設定することに
より極めて正確かつ容易に制御することができる。

なお、上述のようなデジタルスピーカユニットにおける
撮動板１０とステップモータ１３との連結機構としては
、第２図に示すようにステップモータ１３の出力軸１３
ａに巻き付けられ、かつビン２３にて中途部が固定され
たスチールベルト２４に固定されたキャリッジ２５に上
記振動板１０を固定して構成してｂよい。

また、本発明における駆動手段としてはステップモータ
１３に限られるものではなく、回転角を正確に制御し１
：する超音波し一タのようなものであってしよい。

次に、上述のようなデジタルスピーカユニットを駆動さ
せるだめの駆動装置の実施例を説明づる。

第３図は本実施例に係る駆動８ｆの構成を示すブ［ｌツ
ク図であり、この駆動５Ａ首の入力端子３０には各種の
デジタル・オーディオ機器から出力されるデジタル（３
号が供給される。

この入力デジタル信号は、本実施例における信号処理部
である引ｒｉ器３１と加口器３２及び予測フィルタ３３
から成る予測符号器３４に供給され、この予測符号器３
４にて入力デジタル信号の各標本値から、それ以前の標
本値にて生成された予測値の和を８ロされて圧縮された
差分信号に変換処理される。

なＪ３、上記予測フィルタ３３は一般的な非巡回形デジ
タル・フィルタにて構成されており、その次数は入力デ
ジタル信号のピット数等に応じて適宜設定される。

また、本発明における信＠処理部としては、殻内ｎＤ　
Ｐ　ＣＭ　　（ＤｉＨｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｔ１１３ｅ
　Ｃｏｄｅ　Ｈｏｄｕ１ａｔｉｏｎ）や６Ｍ　（Ｄｅｌ
ｔａ　Ｈｏｄｕｌａｔｉｏｎ）Ｗのもので６よい。

上述のような予測符号墓３４にて信号圧縮された差分信
号は、その後コンパレータとラダー抵抗等で構成された
一般的な符号化器３５にて４ビツトの差分ＰＣＭ信号に
変換される。

ここで、本実施例におけるこの４ビツトの差分ＰＣＭ信
号は、第１ビツト（ＬＳＢ）から第３ビツトまでがデー
タビットで、第４ビツト（ＭＳＢ）は符号ビットとなり
、この符号ビットのビットデータ（“１″かＯＴ＋か）
によって後述するステップモータ１３の回転方向を設定
し、各データビットのビットデータによって、すなわち
論理゛１″の数によってステップモータ１３の回転角度
を設定する。

そして、このような差分ＰＣＭ信号はシフトレジスタ３
６に供給され、供給された差分Ｐ　ＣＭ　（ｆｉ号はパ
ルス発生器（ＰＧ）３７から供給される第４図（Ａ）に
示すような所定周波数ｆＣのクロックパルス（レジスタ
パルス）に同期してシリアルに出力される。

出力された差分ＰＣＭ　信号はデマルチプレクリ（Ｄ−
ＭＰＸ）３８に供給され、このデマルチプレクリ３８は
上記クロックパルスに同１ｇ１シて各ビットの（Ｌｉｔ
”３を第４図（Ｂ＞〜（Ｅ）に示すように、各出力端子
から時分割的に順次出力する。

そして、符号ビットはセレクタ３９に供給されて後１ｉ
１ｉ　ｋｌる駆動パルスのドライブ回路４０への接続状
態をスイッチングしてステップモータ１３の回転り向を
設定する。

また、各データビットは、各ビットのビットデータに応
じて所定数の駆動パルスを発生させる第１ないし第３の
駆動パルス発生器４１，４２．４３に各々供給される。

ここで、第３ビツトが供給される第３の駆動パルス発生
器４１は、この第３ビツトの値が°“１″の場合には４
発のパルスを出力し、このパルスはＯＲ回路４４を介し
て上記セレクタ３９に供給される。

同様に、第２ビットが供給される第２の駆動パルス発生
器４２は２発の駆動パルスを出力するとともに、第１ビ
ツト（ＬＳＢ）が供給される第１の駆動パルス発生器４
３は１発の駆＃Ｊパルスを出力し、各駆動パルス発生器
４２．４３から出力された駆動パルスは上記ＯＲ回路４
４を介して上記セレクタ３９に各々供給される。

よって、仮にある標本値のデータビットの多値がすべて
１”の場合には各駆動パルス発生器４１４２．４３から
合：ｔ７（４＋２＋１＞発の駆動パルスが出力される。

また、これら駆動パルス発生器４１，４２．４３には、
第４図（Ｆ）に示すように上記クロックパルスを倍周器
４５にて４倍周した所定周波数４ｆ、のクロックパルス
が供給されており、各駆動パルス発生器４１，４２．４
３はクロックパルスに同期して上記各駆動パルスを出力
する。

よって、上記各駆動パルス発生器４１，４２．４３から
出力される駆動パルスは第４図（Ｇ）に示すように時分
割的に上記ＯＲ回路４４を介してセレクタ３９に供給さ
れる。

そして、このセクタ３９は、上記符号ビットの値に応じ
てその接続状態を切り換えて供給された駆動パルスを上
記ドライブ回路４０に供給し、このドライブ回路４０は
供給された駆動パルスの数に応じた回転角度だけ上記ス
アツブモータ１３を上記符号ビットに応じた方向に回転
駆動させる。

上述のような構成の駆動装置によれば、上記入力端子３
０にデジタル・Ａ−ディオ機器から出力されるデジタル
信号を直接供給することによって上記ステップモータ１
３を所定方向に所定角度回転させることかでき、これに
よって入力デジタル信号に応じて上記［辰動根１０を振
動させることができる。

また、入力デジタル信号は信号圧縮されて差分ＰＣＭ信
号に変換され、この差分ＰＣＭ信号に基づいて上記ステ
ップモータ１３を回転駆動させるため、目［数的なデジ
タル信号が入力されるにもかかわらず上記ステップモー
タ１３にて駆動される振動板１０がパルス毎に往復動す
ることなく、アナログスピーカにＪ３ける振動板と同様
に動作する。

よって、この駆＄７１　Ｒ賀によれば、従来のデジタル
スピーカにおいて入力デジタル信号のパルス問のブラン
ク部分の不用意な移動（振動）で生じていたノイズの発
生を防止することができる。

さらに、上記第１ないし第３の駆動パルス発生器４１，
４２．４３から出力される各駆動パルスは時分割的にド
ライブ回路４０に供給されるため、振動板１Ｇがある標
本値に対応した位置から次の標本値に対応した位置に移
動する際に、この移動の仕方が第５図に示すように小刻
みとなり、振動板１０の駆動軌跡を原音のアナログ波形
により近付けることができる。

次に、本発明に係る駆動装置の他の実施例を説明する。

なお、先の実施例と同一の回路等にｔよ向じ符号を付す
る。

第６図は本実施例に係る駆動［ｆの構成を示すブロック
図であり、駆動装置は各ビットに対応した第１ないし第
３のステップモータ１３Ａ、　１３８゜１３Ｇを各ビッ
トの値に応じて回転駆動させるものである。

これらステップモータ１３Ａ、　１３Ｂ、　１３Ｃは−
の出力軸１３ａに同軸に配設されてこの出力軸１３ａを
回転駆動させるものであり、各ステップモータ１３△、
　１３Ｂ、　１３Ｃの各ステップ角は４：２：１の割合
いとなるように設定されている。

この駆！ＩＪ装置において、シフトレジスタ３６からシ
リアルに出力される差分ＰＣＭ信号はシリアル−パラレ
ル変換器５０に供給され、各ビットデータＤｏ、０３．
Ｉ）２．ＤＩは上記パルス発生器３１から供給されるク
ロックパルスに同期してパラレルに出力される。

ここで、上記り０ツクパルスの周波数は、先の実施例に
おけるクロックパルスの周波数ｆｃと等しく設定されて
いる。

そして、出力された符号ビットＤｏは第１ないし第３の
セレクタ３９Ａ、　３９３．３９Ｇに各々供給され、そ
れらの接続状態をスイッチングする。

また、第１ないし第３のピッドデータＤ３゜Ｄ２．ＤＩ
はＤ形の７リツプ・７０ツブ（Ｆ、Ｆ）５１．５２．！
＋３のデータ端子（０）に各々供給され、これらフリッ
プ・フリップ５１，５２．５３のりＯツク端子（Ｃに）
には上記クロックパルスを１／４分周器４６にて分周し
たクロックパルスが供給される。

そして、各ビットデータ０３．Ｄ２．ＤＩの値に対応し
たイれらフリップ・フロップ５１，５２．５３の肯定出
力（ビットデータ゛１”に対応）あるいは否定出力（ビ
ットデータ゛０′°に対応）は駆動パルスとして上記各
セレクタ３９八、　３９Ｂ、　３９Ｃに各々供給され、
これらセレクタ３９Ａ、　３９８．３９Ｇは上記符号ビ
ットの値に応じていずれか一方の出力端子（正または逆
）からＬ記駆動パルスを出力する。

出力されたこれら駆動パルスは、複数のＡＮＤ回路５４
・・・５４にて構成された論理ゲート回路５５に各々供
給され、この論理ゲート回路５５を介して各ドライブ回
路４０Ａ、　４０８．４００に各々供給される。

また、上記論理ゲート回路５５の各ＡＮＤ回路５４・・
・５４には上記クロックパルスが供給されてゲート制御
されており、この論理ゲート回路５５の各出力は、この
クロックパルスに同期して同時に出力される。

そして、上記各ドライブ回路４０Ａ、　４０８．４００
は、供給された駆動パルスに応じて上記各ステップモー
タ１３Ａ、　１３Ｂ、　１３Ｃを各々駆動させる。

このように、本実施例に係る駆動装置によっても、各種
のデジタル・オーディオ機器から出力されるデジタル信
号を直接供給することによって上記各ステップモータ１
３Ａ、　１３Ｂ、　１３Ｃを所定方向に所定角度回転さ
せることができ、これによって入力デジタル信号に応じ
て振動板１０を振動させることがでさる。

ここで、本実施例において、上記各駆動パルスはクロッ
クパルスに同期して同時に出力されるため、上記各ステ
ップモータ１３Ａ、　１３８．１３０は同時に回転駆Ｉ
ＪＪされる。

よって、この駆動装置によれば、各標本値を再生するた
めに要する時間を短かくすることができる。１Ｊなわち
、先の＊施例に係る駆動５ｔｉｖ１によれば、１の標本
値に対応した時間は１／ｆｃであるのに対し、本実施例
に係る駆動装置によれば１／４ｆｃとなり、１／４の時
間となる。

よって、本実施例によれば、上記ステップモ−タ１３Ａ
、　１３Ｂ、　１３Ｇにて駆動される振動板１０の振動
周波数を高くすることができ、これにより再生周波数帯
域を広くすることができる。

ところで、この実施例に係る駆動装置によれば、上述の
ように再生周波数帯域を広くすることができという長所
がある反面、振動板１０の移動軌跡が階段状になるため
に原名のアナログ波形を忠実に再現できなくなる虞れが
ある。

そこで、第７図に示すように、上記論理ゲート回路５５
の各ＡＮＯ回路５４・・・５４へのクロックパルスの供
給タイミングを遅延回路５６．５７を設け、これら遅延
回路５６．５７によって駆動パルスの出力タイミングを
第８図（Ａ）〜（Ｃ）に示すようにずらすことにより上
記各ステップモータ１３Ａ、　１３Ｂ。

１３Ｃの回転タイミングに時間差を設けて第８図ＣＤ）
に示すように振り」板１０の駆動軌跡を原音のアナログ
波形に近付けるこができる また、上記各遅延回路５６．５７における遅延時間ｔｌ
、ｔ２を１／４ｆｃ以下の適当な値に設定することによ
って、１の標本値を再生するために要するｌｒ、’ｉ　
Ｉｔ’ｄ　ｂ、最初の実施例に係る駆ｌＩＩ装置におけ
る時間より６短かくすることができる。

（発明の効！り 上述の説明から明らかなように、本発明に係るデジタル
・スピーカユニットによれば、振動板を駆動さけるため
にステップモータのような駆動手段を用い従来のアナ［
］ゲゲスビーカニニラのような磁気回路を必要としない
ため、この振動板の駆動制御を正確かつ容易にすること
ができる。

また、娠動恢は、上記駆動手段によってのみ駆動される
ため、この駆動手段が停止した時には振動板も停止され
、入力デジタル信号の各パルス間のブランク部分で振動
板が不用意に移動してノイズを発生することを防止する
ことができる。

一方、本発明に係るデジタルスビーカユニツ１〜゛の駆
動部ｒによれば、入力デジタル信号を信号圧縮して得た
差分信号によって上記駆動手段を回転駆動させるように
したため、振動板の駆動軌跡が原ｎのアナログ波形に近
くなり、忠実な再生を実現りることがでさる。

また、本発明によれば、上記駆動手段のステップ角を大
きくすること等により、振動板の移動ωを大きくするこ
とができる。

これにより、本発明によれば」−分な＆圧を１１１にと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデジタルスピーカユニットの一実
施例を示ず一部切欠き側面図、第２図は本発明における
駆動部の連結Ｉａ＠の他の実施例を示す斜視図、第３図
は本発明に係るデジタルスピーカユニットの駆動装置の
実施例を示すブロック図、第４図は同じく動作状態を示
すタイムチャート、第５図は同じく振動板の駆動軌跡を
示す図、第６図は本発明に係る駆動装置の他の実施例を
示すブロック図、第７図は同じくその他の実施例を示す
ブロック図、第８図はクロックパルスと振動板の駆動軌
跡を示すタイムチャート、第９図は従来のマルチボイス
コイル方式のデジタルスピーカユニットを示す側断面図
、第１０図は同じくマルチドライバ方式のデジタルスピ
ーカユニットを示す側断面図である。 １０・・・振動板、１１・・・フレーム、１２・・・ス
ライド機構、 １３・・・ス”アップモータ〈駆動手段）、１３八、１
３Ｂ、１３Ｃ・・・ステップモータ（駆動手段）、１４
・・・連結機構、３４・・・信号処理部、３８・・・デ
マルチブレク＋ｊ（分配手段）、５０・・・シリアル−
パラレル変換器（分配げ段）、４１．４２．４３・・・
駆動パルス発生器（パルス発生手段、）、 ５１．５２．５３・・・Ｄ形フリップ・フロップ（パル
ス発生手段）、４０・・・ドライブ回路、４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ・・・ドライブ回路。 特許出願人　　日本ビクター株式会社 代表者　垣本邦人 第４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復運動するように支持された振動板と、入力デ
   ジタル信号を信号圧縮して得た差分信号によつて間欠的
   に回転駆動される駆動手段と、この駆動手段の回転運動
   を直線運動に変換して上記振動板に伝達する連結機構と
   を備えたことを特徴とするデジタルスピーカユニット。
2. （２）回転運動によつて、振動板を往復運動させる駆動
   手段を備えたデジタルスピーカの駆動装置であって、 入力デジタル信号を信号圧縮して差分信号を生成する信
   号処理部と、 この信号処理部にて生成された差分信号を各ビットに分
   ける分配手段と、 この分配手段の出力する各ビットの値に応じて所定の駆
   動パルスを各々発生させるパルス発生手段と、 上記駆動手段を上記駆動パルスに応じた角度範囲だけ回
   転させるドライブ回路とを備えたことを特徴とするデジ
   タルスピーカユニットの駆動装置。