JPS58104598A - 発音装置 - 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】 本発明は発音装置にかかわり、特に、ディジタル信号に
より直接駆動を可能とした発音装置に関するものである
。

ディジタル信号処理による音声・音楽合成製品において
は、従来、第１図に示す構成の動電形スピー、力が主と
して用いられていた。第１図において、１はガスケット
、２はエツジ、３はコーン振動板、４はセンターキャッ
プ、５はフレーム、６はスパイダ１．７は入力端子、８
はボイスコイル、９は古ンターポール、１０はトッププ
レート、１１は永久磁石、１２はバックプレートである
が、公知の技術であるので説明は省略する。しかしなが
ら、このような動電形スピーカはアナログ人力を必要と
するので、上記した製品においては回路の終段でＤ−Ａ
変換器が入用であり、このためシステムが複雑になると
ともに、コスト増加につながっていた。また、上記した
製品においては、小型・薄型化のニーズがあるが、動電
形スピーカは数ｃｍの厚さが必要なため、製品の小型・
薄型化はスピーカの大きさによって制限されていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、Ｐ
ＣＭディジタル信号により直接駆動でき、かつ小型・薄
型化が可能な発音装置を提供するにある。上記目的を達
成するため、本発明による発音装置は、振動体として圧
電振動子を用い、人力するＰＣＭディジタル信号のビッ
ト数に相当する数の縦効果圧電セラミックを積層するか
、または１つの横効果圧電セラミックに、人力するＰＣ
Ｍディジタル信号のビット数に相当する数の分割電極を
設けた構造としたもので、このような構造とすることに
よりＰＣＭディジタル信号により直接駆動でき、また小
型・薄型化を可能にしたものである。

以下、図面を参照しながら、本発明の各実施例を説明す
るが、これらは−例に過ぎず、これ以外に本発明の枠を
越えることなくいろいろの変形や改良があり得ることは
勿論である。

第２図は本発明による発音装置の第１の実施例の圧電振
動体を示したもので、これは縦効果圧電セラミックを用
いた例である。本実施例の圧電振動体は、縦効果圧電セ
ラミック１３を４枚、電極１４を５枚交互に重ねた構造
になっており、５枚の電極１４かもディジタル入力端子
１５ａ、１．５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５．ｅがそれぞ
れ引き出されている。さて、一般に、縦効果圧電セラミ
ックの厚さ方向の機械的ひずみｙｌは電界Ｅに比例する
から、電極間電圧を■、電極間距離をｄとすれば、ｙｌ
は次式で表わされる。

ただし、Ｋ１は比例定数である。一方、ＰＣＭディジタ
ル人力信号を再生するためには、各ビット出力を各ビッ
トに対応した重み付けをして加算しなければならない。

上記（１）式から、電極間距離ｄか、電極間電圧Ｖかい
ずれかに重み付けをしなければならない。第２図の圧電
振動体は、電極間距離ｄを一定とし、電極間電圧■に重
み付けをした構造のもので、ゲイジ・タル入力端子１５
ａと１５ｂ間の電圧なりａｂ、以下同様、にＶｂｃ　＋
　Ｖｃｄ　ｌ　Ｖｄｅを定義すれば、以下の関係を満足
させているものである。

■ａｂ−■。、ｖｂｏ−２■ｏ、■ｏｄ−４ｖｏ。

Ｖｄｅ　＝　８　Ｖｏ　　　　　　　　　　　　　　−
（２）ただし、Ｖｏは基準電圧であり、駆動用論理素子
より決定する。

第３図は本発明による第２の実施例の圧電振動体を示し
たもので、これも前記第１の実施例と同様に縦効果圧電
セラミックを用いた例である。本実施例の圧電振動体は
、電極間電圧■を一定とし、電極間距離ｄに重み付けを
した構造のもので、厚さの異なる縦効果圧電セラミ、り
群１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの厚さをそれぞれｄ
ａ＋ｄｂ＋ｄｏ、ｄｄとすれば、以下の関係を満足させ
ているものである。

ｄａ”ａｏ　、　ｄｂ＝　２ｄ□　、　ｄ０＝　’１ｄ
Ｏ１ｄｄ−８ｄｏ　　　　　　　　　　　　　・・・（
３）ただし、ｄｏは基準厚さで、感度より決定する。

第４図は本発明による第３の実施例の圧電振動体を示し
たもので、これは横効果圧電セラミックを用いた例であ
る。本実施例の圧電振動体は、横効果圧電セラミック１
７の上下面の一方（ここでは下面）に全面に亘る電極１
４を、他方の面に４枚の分割電極１６を取り付けた構造
になっており、合計５枚の電極からディジタル入力端子
１５ａ。

１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが引き出されている。

さて、一般に、横効果圧電セラミックの径方向の機械的
ひずみｙ２は電極間電圧■、電極面積Ｓに比例する。す
なわち ｙ、＝＝に２・Ｖ、Ｓ　　　　　　　　　　・・・（４
）ただし、Ｋ、は比例定数である。一方、ＰＣＭディジ
タル人力信号を再生するためには、上記（４）式から、
電極間電圧Ｖか、電極面積Ｓかいずれかに重み付けをし
なければならない。第４図の圧電振動体は、電極面積Ｓ
を一定とし、電極間電圧■に重み付けをした構造のもの
で、ディジタル入力端子１５ａと１５ｃ間の電圧なＶｄ
ｅ、以下同様にＶｂｅｖｏ８１　Ｖｄｅを定義すれば、
以下の関係を満足させているものである。

■ａ８−Ｖｏ、Ｖｂｏモ２ｖ０．■０ｅ−４ｖ０゜Ｖｄ
ｅ二８■ｏ　　　　　　　　　　　　・・・（５）ただ
し、Ｖｏは基準電圧であり、駆動用論理素子より決定す
る。

第５図は本発明による第４の実施例の圧電振動体を示し
たもので、これも前記第３の実施例と同様に横効果圧電
セラミックを用いた例である。本実施例の振動体は、電
極間電圧■を一定とし、電極面積Ｓに重み付けをした構
造のもので、分割電極群１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄの面積をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓｏ、Ｓｄとすれば、
以下の関係を満足させているものである。

８ａ：ＳＯ、５ｂ＝２８０　、８ｃ２　＝　４Ｓｏ　＋
　５ｄ＝８ｓ。

・・・（６） ただし、Ｓｏは基準面積で、感度より決定する。

第６図（ａ）は、第２図および第３図に示した本発明に
よる圧電振動体１８の使用形態を示す図で支持枠２０に
上下面の一方を固定すると、ＰＣＭディジタル人力信号
により厚さ方向に振動して音波を発生する。また、第６
図（ｂ）は、第４周および第５図に示した本発明による
圧電振動体１９の使用形態を示す図で、２つの圧電振動
子１９を、一方が径方向に伸びたときに他方は径方向に
縮むようにバイモルフ振動子を構成して、支持枠２１に
固定すると、ＰＣＭディジタル人力信号により屈曲運動
をし又音波を発生する。

これまでの説明では、ＰＣＭディジタル信号として４ビ
、トのものにつ′ＸＪ−て説明しているが、一般にｎビ
ットのものに対して本発明が適用できるのは勿論である
。

以上説明したように、本発明によれば、ＰＣＭディジタ
ル信号により直接駆動できる発音装置が得られるので、
ディジタル信号処廟による音声・音楽合成製品から高価
なり−Ａ変換器を省くことができ、システムが簡素化さ
れるとともに、コスト低下が可能となる。また、本発明
による発音装置は、従来の１電形スピーカと比較して大
幅な小型・薄型化が可能なため、上記音声・音楽合成製
品に対する小型・薄型化のニーズにも対応することがで
き、さらに、単体の部品点数も大幅に少くなるので、性
能の安定性と経済性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられている動電形スピーカの構造を示
す断面概略図、第２図から第５図までは本発明による発
音装置の各実施例の圧電振動体の構造を示す要部断面図
、第６図（ａ）　、　　（ｂ）は第２図から第５図に示
した圧電振動体の使用形態を示す説明図である。 符号の説明 １３．１３ａ〜１３（１・・・縦効果圧電セラミ、り１
４・・・電極 １５ａ〜１５ｅ・・・ディジタル入力端子１６、１６　
ａ〜ｌ　６ａ−・・分割電極１７・・・横効果圧電セラ
ミ、り １８．１９・・・圧電振動体 ２０．２１・・・支持枠 代理人弁理士　中　村　純之助 第１図 才２図６゜。 １’５　図 オ６図 （Ｑ）　　　　　　　（ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ個（ｎは２以上の整数）の圧電セラミ。 りとｎ＋１個の電極とを交互に積層゛して一体の振動子
   を形成し、該電極のうちいずれか一端側の電極と残余の
   ｎ個の電極との間にｎピッ）ＰＣＭディジタル信号の各
   ビット出力をそれぞれ印加するようになされた圧電振動
   体を具備することを特徴とする発音装置。
2. （２）１個の圧電セラミックの上下面のいずれか一方の
   面上に全面に亘って１個の第１の電極を、また他方の面
   上にｎ個（ｎは２以上の整数）に分割された第２の電極
   をそれぞれ設け、該第１の電極と該ｎ個の第２の、電極
   との間に０ピツ）ＰＣＭディジタル信号の各ピット出力
   をそれぞれ印加するようになされた圧電振動体を具備す
   ることを特徴とする発音装置。