JPH0550199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はPCM（Pulse Code Modulation）化
したオーデイオ信号の再生装置に適用するデイジ
タル・スピーカに関する。

背景技術とその問題点 近年、オーデイオ機器の分野においても、オー
デイオ信号をPCM化して扱うことにより、オー
デイオ信号の録音、再生および増巾を行なう段階
でＳ／Ｎ比の向上、ダイナミツクレンジの拡大、
非直線歪の減少など種々のメリツトが考えられる
ため、オーデイオ信号のPCM化が意欲的に取り
入れられている。

ところで、アナログ信号であるオーデイオ信号
波形をデイジタル化するには、標本化定理によつ
てオーデイオ信号に含まれている最高周波数の２
倍の繰り返し周波数でサンプリングを行ない、そ
のサンプリング値をバイナリコードに変換すれば
よいことが知られているが、このバイナリコード
からもとのオーデイオ信号を復現するためには、
再生系のいずれかの経路にＤ／Ａ変換機能を持た
せる必要がある。そこで電気−音響変換の過程で
直接Ｄ／Ａ変換を行うデイジタルスピーカが種々
提案されている。

従来のデイジタル・スピーカにおいては、オー
デイオ信号としての並列PCMデイジタル信号を、
直接駆動部に供給して並列PCMデイジタル信号
の各ビツト桁の重みに対応する駆動力をたとえば
第１図、第２図に示すように各駆動部で発生さ
せ、共通の振動板（膜）上で加算合成することに
よりＤ／Ａ変換を行ない音響信号（アナログ音）
を再生するようにしている。

第１図の圧電型のデイジタル・スピーカにおい
ては、圧電素子を介在してなる一対の平板電極の
うち一方の平板電極１を共通電極（振動板）と
し、他方の平板電極２を並列PCM信号の各ビツ
ト桁の重みに夫々比例した駆動力を与えるべき面
積の電極に分け、各電極を図示の如くMSBビツ
ト（重み最大）の電極２ａ、MSB−１ビツトの
電極２ｂ、MSB−２ビツトの電極２ｃ、MSB−
３ビツトの電極２ｄ、MSB−４ビツトの電極２
ｅ、MSB−５ビツト（LSBビツト）の電極２ｆ
としている。

いま並列PCM信号が各電極に供給され、ビツ
ト桁の係数が“１”のときは該当する電極に電圧
が印加され、そのビツト桁の重みに対応する駆動
力が発生し、振動板（平板電極１）上で合成され
る。

また第２図の動電型のデイジタル・スピーカに
おいては、ボイスコイル１１に巻数の異なるコイ
ル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…を巻装し、これらの
コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…は並列PCM信
号の各ビツト桁の重みに比例（対応）した駆動力
を与える巻数とされている。この駆動力を与える
のにコイルの巻数でなく、コイルに流す電流を各
ビツト桁の重みに対応させてもよい。振動板１３
は各ビツト桁の重みに比例した駆動力で振動さ
れ、振動板（膜）上で合成される。

しかしながら、第１図、第２図に示す従来のデ
イジタル・スピーカでは、一般に並列PCM信号
の各ビツト桁の重みを表わす駆動力を発生させる
ための各ビツト桁を担当する駆動部が全く同一の
ものでないため、各々の駆動力間に音圧周波数特
性や位相特性、さらに伝播時間に誤差を生じてし
まい、正しいＤ／Ａ変換、従つて正しい再生を行
なわせることが難しかつた。たとえば第２図の場
合、巻数が異なるため、駆動系からみてインダク
タンスが異なり、また駆動部から振動板までの距
離が異なつてしまうので、駆動エネルギーの振動
板１３への伝播時間のずれによる歪みが生じ、従
つて正しいＤ／Ａ変換が難しかつた。

また一度駆動部の重みを決めてしまうと、コー
ド方式（重み）の異なるPCM信号の再生は不可
能であつた。

またPCM信号の各ビツトを受けもつ駆動力の
発生部が、振動板（膜）の一部に集中するため、
正しいＤ／Ａ変換が難しかつた。たとえば前記第
１図の場合には、駆動系からみて静電容量が各駆
動部ごとに異なり、また駆動部が振動板の一部に
集中（偏在）してしまうので、正しいＤ／Ａ変換
が難しかつた。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点に鑑み、並列
PCM信号の各ビツトの重みに対応する駆動力間
に特性（音圧周波数特性や位相特性）上の誤差が
生じないようにし、これによつて、同一振動板上
での力の加算合成により正しくＤ／Ａ変換でき、
またコード方式（重み）の異なる如何なるPCM
信号でもそのコード方式に合せて重みを簡単に変
化させてＤ／Ａ変換ができ、従つてオーデイオ再
生品質の向上がはかれると共に簡単な構造で製作
容易なデイジタル・スピーカを提供することにあ
る。

発明の概要 本発明は一対の平板電極間に電圧を印加して音
圧を取出す電気−音響変換手段を備え、その一方
の電極は夫々が独立して駆動されるように夫々が
略均等な面積の扇形に分けられ、これらのユニツ
ト電極が並列PCM信号の各ビツト桁の重みに比
例した面積になるようにグループ化して並列結合
され、各ビツト桁毎に駆動されると共に、各グル
ープを構成する前記ユニツト電極が略均等に分散
配置されてなることを特徴とするデイジタル・ス
ピーカに係るものである。

実施例 本発明の実施例につき以下図面を用いて説明す
る。

第３図は本発明によるデイジタル・スピーカの
一実施例を示す圧電型トランスジユーサの平面図
である。同図において、圧電素子２３を介挿して
なる一対の王板電極の一方の平板電極２１を共通
電極（振動板）とし、他方の平板電極２２を図示
の如く複数個の同じ面積のユニツト電極２２ａに
分けている。これらのユニツト電極２２ａは並列
PCM信号の各ビツト桁の重みに比例した面積に
なるようにグループ化して並列結合され、グルー
プを構成するユニツト電極２２ａは略均等に放射
状分散されている。たとえば、ユニツト電極２２
ａを１つおきにまとめてMSBビツトとし、また
ユニツト電極２２ａを３つおきにまとめてMSB
−１ビツトとし、さらにユニツト電極２２ａを７
つおきにまとめてMSB−２ビツトとする。以下
同様にユニツト電極２２ａが重なることのないよ
う選択して各ビツト桁を構成する。

各ユニツト電極２２ａは各々独立に駆動され得
る。しかし、各ビツト桁毎に第４図の如く同一の
駆動源でそのビツト桁の重みに比例した面積の各
電気−機械変換器２４が駆動される。即ち、パル
ス入力が入力端子I₁に供給されると、出力側に設
けられたそのビツト桁の電気−機械変換器２４が
夫々並列駆動される。第４図において、T₁、T₂
はトランジスタ、R₁は抵抗、＋V_ccは電源である。

各電気−機械変換器２４のユニツト電極２２ａ
からのリード線の引出しについては種々の方法が
考えられる。たとえば、第５図や第６図の引出し
端子装置で示されるフレキシブル基板（絶縁基
板）３１上に形成された導体パターンからなる各
引出し用リード線３２の各端部３２ａを有するリ
ング状部３３ａや円盤状部３３ｂを第７図に示す
如く（第７図では第６図に適用した場合である
が、第５図に適用した場合についても同様である
ので省略する。）第３図の平板電極２２上に配設
して各引出し用リード線３２の各端部３２ａをは
んだや導体ペイント（接着剤）などで対応する各
ユニツト電極２２ａに接続させて、各ユニツト電
極２２ａからリード線を引出すようにしてもよ
い。また第８図に示す如く一方の平板電極（振動
板）２１上に導体で作られた引出し用リード線３
５の各一端を平板電極２２を構成する各ユニツト
電極２２ａの電極端部に導電ペイント（接着剤）
などで接続し、振動板２１の端部に集められた引
出し用リード線３５の他端に適宜の手段でフレキ
シブル基板３１上に形成した導体パターンからな
るリード線３２又はフラツトケーブルを接続する
ことにより、各ユニツト電極からのリード線の引
出しを行なつてもよい。

以上のように、並列PCM信号に応じて、その
各ビツト桁の重みに比例した個数分、音圧周波数
特性、位相特性の等しく、しかも同一の駆動力が
得られる電気−機械変換器を並列駆動するため、
各々の駆動力間には特性上の差が生じない。従つ
て同一振動板２１上で力の加算合成が行われるこ
とにより正しくＤ／Ａ変換ができ、オーデイオの
再生品質の向上がはかれる。また各ユニツト電極
が均等に分散配置されているから、駆動力が偏在
することが無く、加算合成における歪の発生が少
ない。なおPCM信号コード方式（重み）が変化
しても、駆動する電気−機械変換器の個数即ち、
ユニツト電極の個数を自由に変えることができる
ので、如何なるコード方式（重み）のPCM信号
にも対処し得るものである。

以上本実施例においては、電気−機械変換器と
して圧電型の場合について言及したけれども、本
発明はこれに限定されることなく静電型の場合で
も同様に適用できるものである。

発明の効果 本発明を用いれば、並列PCM信号の各ビツト
桁の重みに比例した個数分、音圧周波数特性、位
相特性の等しい、しかも同一の駆動力が得られる
電気−機械変換器を同時に独立に駆動するため、
各々の駆動力間には特性上の差が生じることがな
く、同一振動板（膜）上で如何なるコード方式の
PCM信号に対しても力の加算合成を行なうこと
により正しくＤ／Ａ変換ができ、オーデイオの再
生品質の向上をはかることができる。また各ビツ
ト桁の駆動力は共通振動板に対して均等に分散し
て発生されるので、従来のように駆動力が偏在す
ることがなく、振動板上で加算合成したときに歪
の発生が少なく、従つて、より正確なＤ／Ａ変換
ができる。さらに本発明によれば一対の平板電極
のうちの一方の電極を、多数のユニツトに細分化
し、各ユニツト毎にユニツト発音体を構成し、し
かもこれらのユニツトを各ビツト桁毎にその重み
に対応した個数略均等に分散配置してあるので、
ユニツトのグループ分けを変更することにより、
各桁の重みが異なる別のコード体系のPCM信号
にも簡単に適用させることができる。さらに本発
明は、簡単な構造であるので製作容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイジタル・スピーカの圧電型
トランスジユーサ部分の簡略平面図、第２図は従
来のデイジタル・スピーカの動電型トランスジユ
ーサ部分の簡略側面図、第３図は本発明によるデ
イジタル・スピーカの一実施例を示す要部平面
図、第４図は第３図のデイジタル・スピーカのド
ライブ回路の一例を示す回路図、第５図および第
６図は夫々第３図のデイジタル・スピーカに適用
されるリード線の引出し端子装置の各例を示す簡
略斜視図、第７図は第６図のリード線引出し端子
装置を第３図の平板電極２２に接続してリード線
を引出す場合のリード線引出し方法の一例を示す
説明図、第８図ａおよびｂは夫々第３図のデイジ
タル・スピーカに適用されるリード線引出し方法
の他の例を示す斜視図および側面図である。 なお図面に用いられている符号において、２１
……共通電極（振動板）、２２……電極、２２ａ
……ユニツト電極、２３……圧電素子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 並列PCM信号のうちの所定ビツト桁の信号
   が供給され、夫々が独立して駆動されるように略
   均等な面積の扇形に分割された複数のユニツト電
   極と、 上記ユニツト電極に対向して設けられ、上記各
   ユニツト電極に対して共通な共通電極とから成
   り、 上記ユニツト電極と上記共通電極との間に電圧
   が印加されることにより音圧が得られるようにな
   された電気−音響変換手段を備え、 上記ユニツト電極は上記並列PCM信号の各ビ
   ツト桁の重みに比例した面積になるようにグルー
   プ化されて並列結合され、各ビツト桁毎に駆動さ
   れると共に、 上記各グループを構成するユニツト電極が上記
   共通電極上に略均等な間隔で分散配置されている
   ことを特徴とするデイジタル・スピーカ。