WO2013062038A1 - デジタル音響システム - Google Patents

デジタル音響システム Download PDF

Info

Publication number
WO2013062038A1
WO2013062038A1 PCT/JP2012/077570 JP2012077570W WO2013062038A1 WO 2013062038 A1 WO2013062038 A1 WO 2013062038A1 JP 2012077570 W JP2012077570 W JP 2012077570W WO 2013062038 A1 WO2013062038 A1 WO 2013062038A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
digital
signals
digital signal
converter
parallel
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/077570
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
彰 安田
淳一 岡村
Original Assignee
株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
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 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ filed Critical 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Priority to JP2013540824A priority Critical patent/JP6169971B2/ja
Priority to EP12843176.4A priority patent/EP2782361A4/en
Priority to KR1020147009605A priority patent/KR20140079400A/ko
Priority to CN201280052756.XA priority patent/CN103891312B/zh
Priority to IN3351DEN2014 priority patent/IN2014DN03351A/en
Publication of WO2013062038A1 publication Critical patent/WO2013062038A1/ja
Priority to US14/260,793 priority patent/US9793868B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2175—Class D power amplifiers; Switching amplifiers using analogue-digital or digital-analogue conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/005—Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/60—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of audio data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/86—Arrangements characterised by the broadcast information itself
    • H04H20/88—Stereophonic broadcast systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R27/00—Public address systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H04R9/063—Loudspeakers using a plurality of acoustic drivers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/331—Sigma delta modulation being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2209/00—Details of transducers of the moving-coil, moving-strip, or moving-wire type covered by H04R9/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2209/026—Transducers having separately controllable opposing diaphragms, e.g. for ring-tone and voice
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2209/00—Details of transducers of the moving-coil, moving-strip, or moving-wire type covered by H04R9/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2209/041—Voice coil arrangements comprising more than one voice coil unit on the same bobbin
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/03—Aspects of the reduction of energy consumption in hearing devices

Definitions

  • the present invention relates to a digital audio system using a digital speaker device that directly converts a digital signal into analog voice, an application thereof, and the like.
  • FIG. 22 of Patent Document 1 a circuit which receives two digital audio signals of X (L) and Y (R) and outputs a plurality of digital signals by a ⁇ modulator and a mismatch shaping filter circuit, A method of direct conversion of analog sound by a plurality of speakers or a plurality of driving elements driven by digital signals of
  • Such a digital speaker device using digital speaker technology that directly converts a digital signal into analog voice has a feature that power consumption is smaller than that of an analog speaker device driven by an analog electrical signal.
  • such a digital speaker device uses a plurality of speaker elements or a plurality of drive elements (such as coils), so that it is possible to use a conventional speaker element or a speaker using a single drive element. In comparison, it is possible to make a loud sound.
  • a circuit that outputs a plurality of digital signals from a PCM sound source by a ⁇ modulator and a mismatch shaping filter circuit is essential, and in order to mount these circuits on an LSI, a fine digital process You need to use
  • FIG. 1 shows a conventional example of a digital speaker system as a typical example of a digital audio system using a conventional digital speaker system.
  • the system of the digital speaker device of this conventional example comprises a circuit that outputs a plurality of digital signals by a ⁇ modulator and a post filter circuit, and a plurality of speaker driving elements.
  • the 1-bit digital input signal (110) is input to the ⁇ modulator (101), and is converted into a plurality of n-bit digital signals (111) by the ⁇ modulator (101).
  • the plurality of n-bit digital signals are converted to mismatched shaped m digital signals (112) by a post filter (102).
  • the m digital signals are input to a speaker drive circuit (103) and drive s drive elements (104) to convert analog voice directly by a diaphragm (105).
  • the ⁇ modulator (101), the post filter (102), and the speaker driving circuit (103) are components of the digital speaker device (100).
  • the digital speaker device is used in a movie theater or theater where a large number of speakers are used. In this case, there is a problem that a large number of fine digital process LSIs are required.
  • An object of the present invention is to propose a digital sound system that is most suitable for a digital speaker device that directly converts analog sound by a plurality of speakers (coils) driven by digital signals.
  • a ⁇ modulator that modulates a digital input signal and outputs an n-bit digital signal, and mismatch shaping of the n-bit digital signal connected to the ⁇ modulator to form m digital signals
  • a post-filter for conversion, a parallel-serial converter for converting m digital signals converted by the post-filter into serial-transmitted digital signals, and a digital signal converted by the parallel-serial converter are m
  • a serial-to-parallel converter that converts and restores to a single digital signal
  • a driving circuit that receives m digital signals restored by the serial-to-parallel converter and drives s driving elements to convert into analog voice And providing a digital audio system.
  • a processor for converting a digital input signal into m digital signals, and a parallel-serial converter for converting m digital signals converted by the processor into digital signals to be serially transmitted.
  • a serial-to-parallel converter for converting the digital signal converted by the parallel-to-serial converter into m digital signals and recovering; m digital signals recovered by the serial-to-parallel converter;
  • a driver circuit for driving the driver elements to convert into analog voice
  • the processor comprising: a ⁇ modulator that modulates a digital input signal and outputs an n-bit digital signal; and the ⁇ modulator Post-fill that is connected to the n-bit digital signal to mismatch-shape and convert it into m digital signals
  • the digital sound system is characterized in that it is controlled by a program for operation.
  • the characteristics of digital speakers are simpler than conventional digital audio systems, even when using digital speaker devices in movie theaters and theaters, which are applications that use a large number of speakers without compromising low power consumption characteristics. It is possible to reduce the cost of the digital sound system, since the digital sound system can be constructed by combining various devices.
  • FIG. 1 An example of the configuration of a conventional digital sound system Configuration diagram of digital sound system according to the first embodiment of the present invention
  • the block diagram of the digital sound system concerning a 2nd embodiment of the present invention The block diagram of the digital sound system concerning a 3rd embodiment of the present invention
  • the block diagram of the digital sound system concerning a 4th embodiment of the present invention The block diagram of the digital sound system concerning a 5th embodiment of the present invention
  • the block diagram of the digital sound system concerning a 6th embodiment of the present invention The block diagram of the digital sound system concerning a 7th embodiment of the present invention Configuration diagram of a digital audio system according to the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows the configuration of a digital audio system using a digital speaker device according to a first embodiment of the present invention.
  • the digital speaker device according to the present embodiment is configured of a device that outputs a plurality of digital signals from digital signals, and a driving device that drives a plurality of speaker driving elements by a plurality of digital signals output from the device.
  • a parallel-serial conversion device and a serial-parallel conversion device connect between a device for outputting a plurality of digital signals and a drive device for driving a speaker drive element.
  • the digital input signal (210) is input to the ⁇ modulator (201), and is converted into a plurality of n-bit digital signals (211) by the ⁇ modulator (201).
  • the plurality of n-bit digital signals are converted to mismatched shaped m digital signals (212) by a post filter (202).
  • the m digital signals are converted into digital signals (213) serially transmitted by the parallel-serial converter (203), and are converted back into m digital signals (214) by the serial-parallel converter (204).
  • the number of bits of the serially transmitted digital signal (213) may be, for example, one, but is not limited to one.
  • the speaker drive circuit (205) that has received the m digital signals (214) drives the s drive elements (206) to convert analog voice directly by the diaphragm (207).
  • the ⁇ modulator (201), the post filter (202), and the parallel-serial converter (203) constitute an apparatus (200) for outputting a plurality of digital signals from digital signals.
  • the serial-to-parallel converter (204) and the speaker drive circuit (205) constitute a drive device (220) for driving the speaker drive element.
  • a device that outputs a plurality of digital signals from an input digital signal and a drive device that drives a speaker drive element by serial signals a plurality of digital signals are converted from digital signals. It becomes possible to connect the drive device which drives a plurality of speaker drive elements to the device to output by a serial signal. Therefore, even when a digital speaker device is used in, for example, a movie theater or a theater that uses a large number of speakers, it is possible to construct a digital sound system with a combination of simple devices as compared with conventional digital sound systems. This makes it possible to reduce the cost of the digital sound system.
  • an example is shown in which an apparatus for outputting a plurality of digital signals from digital signals and a drive apparatus for driving a speaker drive element are electrically connected by serial signals.
  • serial signals are transmitted by electromagnetic induction or electric field strength, such as connection with a wireless device or connection with an optical signal, is also present.
  • the parallel signal (212) is converted into a plurality of serial signals by the parallel-serial converter (203) shown in FIG.
  • the drive device for driving the speaker drive element by dividing the drive device for driving the speaker drive element into devices that output a plurality of digital signals from digital signals, it becomes possible to proceed with LSI implementation using device technology that is optimal for each device. As a result, the cost of the entire system can be reduced, and the operating voltage of the drive device for driving the speaker drive element can be increased. Therefore, it is possible to easily reproduce a loud volume without increasing the cost.
  • FIG. 3 shows the configuration of a digital speaker device including a circuit that outputs a plurality of digital signals and a plurality of speaker driving elements according to a third embodiment of the present invention.
  • the digital input signal (310) is input to the microcomputer device (301) and converted into m mismatch shaped digital signals (311).
  • the m digital signals are converted into a 1-bit digital signal (312) by the parallel-serial converter (302), and are converted back into the m digital signals (313) by the serial-parallel converter (303).
  • the speaker drive circuit (304) which has received the m digital signals (214) drives the s drive elements (305) to convert analog voice directly by the diaphragm (306).
  • the microcomputer device (301) and the parallel-serial converter (302) constitute a device (300) for outputting a plurality of digital signals from digital signals
  • the serial-parallel converter (303) and the speaker drive circuit And (304) constitute a drive unit (320).
  • the speaker drive element is driven.
  • the microcomputer device (301) has a processor, and the processor modulates the digital input signal and outputs an n-bit digital signal, and the ⁇ ⁇ modulator is connected to the ⁇ modulator to mismatch-shape the n-bit digital signal. Controlled by the program to operate as a post-filter to convert into m digital signals
  • the ⁇ ⁇ ⁇ modulator and the post filter of the first embodiment are used. It is possible to program-process digital signal processing similar to the above. By processing the program, it is possible to update and improve the modulation characteristics of the ⁇ modulator and the filter characteristics of the post filter without changing the hardware.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of a system configuration of a digital speaker device including a plurality of circuits for outputting digital signals and a plurality of speaker driving elements.
  • the digital input signal (410) is input to the microcomputer device (401) and converted into m mismatch shaped digital signals (411).
  • the m digital signals are once recorded in the storage unit 312 by the format converter 402, and are converted back to m digital signals 413 by the format converter 403 again.
  • the output of the format converter (402) may be converted into a digital signal serially transmitted by a parallel-serial converter, and the digital signal may be stored in the storage device (312).
  • the digital signal read from the storage device (312) may be input to the serial-to-parallel converter and may be input to the format converter (403).
  • the format converter (402) may include a parallel-serial converter
  • the format converter (403) may include a serial-parallel converter.
  • the speaker driving circuit (404) which has received the m digital signals (414) drives s driving elements (405) to directly convert analog sound by the diaphragm (406).
  • the microcomputer device (401) and the format converter (402) constitute a device (400) for outputting a plurality of digital signals from digital signals.
  • the format converter (403) and the speaker driving circuit (404) constitute a driving device (420) for driving the speaker driving element.
  • the formatter converter (402) can also perform lossless data compression on m mismatch-shaped digital signals.
  • the format converter (403) decompresses the data to reproduce the original m digital signals. By compressing the data in this manner, it is possible to significantly reduce the required capacity of the storage medium.
  • FIG. 5 shows a fourth embodiment of a system configuration of a digital speaker device including a plurality of circuits for outputting digital signals and a plurality of speaker driving elements.
  • the digital input signal (510) is input to the microcomputer device (501) and converted into m mismatch shaped digital signals (511).
  • the m digital signals are once converted by the parallel-serial converter (502) into, for example, 1-bit digital signals (512) to be serially transmitted, and the m digital signals are converted again by the serial-parallel converter (503). It is returned to the signal (513).
  • the speaker driving circuit (504) which has received the m digital signals (514) drives s driving elements (505) to convert analog voice directly by the diaphragm (506).
  • the microcomputer device (501) and the parallel-serial converter (502) constitute a device (500) for outputting a plurality of digital signals from digital signals.
  • the serial-to-parallel converter (503) and the speaker drive circuit (504) constitute a drive device (520) for driving the speaker drive element.
  • the drive device (520) includes an ID element (521) storing the number and characteristics of the speaker drive circuit, and transmission means (522) for transmitting information from the ID element to a device (500) for outputting a plurality of digital signals. Install).
  • the transmission means (522) transmits the information from the ID element (521) to the microcomputer device (501).
  • FIG. 6 shows a fifth embodiment of a system configuration of a digital speaker device including a plurality of circuits for outputting digital signals and a plurality of speaker driving elements.
  • a signal for driving a plurality of speaker driving elements is generated in advance by a device (600) for outputting a plurality of digital signals from digital signals, and a storage medium (storage medium) It is possible to save in (613). This makes it possible to distribute the converted data using a storage medium (613).
  • the formatter converter (602) conventionally required by distributing the pre-converted data directly to the customer through the network, or recording and distributing the pre-converted data in a storage medium (storage medium). It is not necessary to prepare the device at the playback device side, and it is possible to provide the digital speaker device at a lower cost.
  • Examples of storage media include media such as optical disks and memory cards. These media are preferably removable from the storage device. Therefore, these optical disks and memory cards may be attached to a drive device (620) as a stationary or portable reproduction device to perform reproduction. In the case of direct distribution to customers through the network, distribution may be performed in a stream format, or data distributed to a storage medium (storage medium) of the customer may be recorded once.
  • the output from the device (600) for outputting a plurality of digital signals from the digital signal to the signals for driving the plurality of speaker drive elements is digitally modulated, it is difficult to restore the digital signal before the modulation. May be Thus, the output from the device (600) can have the same effect as being copy protected.
  • the encryption and superimposition of the digital watermark data can be performed by, for example, the ⁇ modulator (601), the post filter (602) or the parallel-serial converter (603).
  • the delta sigma modulator (601), the post filter (602) or the parallel-serial converter (603) may be equipped with an apparatus for encryption and superimposing of digital watermark data. Also, such devices may be independent devices.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which a multi-bit internal quantizer is used as the internal quantizer of the cascode ⁇ ⁇ ⁇ modulator.
  • a cascode ⁇ modulator 701
  • a plurality of internal ⁇ modulators of the first stage and the second and subsequent stages are output.
  • the plurality of n 1 -bit digital signals (711a) in the first stage are converted to mismatched shaped m 1 digital signals (712a) by the post filter (702a).
  • the frequency characteristics are added to the second stage and subsequent n x outputs (711 b) by the post filter (702 b), and are further converted into m x mismatched shaped digital signals (712 b).
  • the speaker driving circuit (705) that receives the m 1 + m 2 +... + M x digital signals (714) drives s driving elements (706) to convert analog voice directly by the diaphragm (707) Do.
  • the cascode ⁇ modulator (701), the post filter (702a, b) and the parallel-serial converter (703) constitute a device (700) for outputting a plurality of digital signals from digital signals.
  • the serial-to-parallel converter (704) and the speaker drive circuit (705) constitute a drive device (720) for driving the speaker drive element.
  • the output of the second and subsequent stages is a code that cancels out the noise component included in the output of the first stage. Therefore, when the driving element (606) is less than m 1 + m 2 ... + m x may be also without using subsequent m 2 ... m x performed sufficiently high accuracy conversion.
  • FIG. 8 shows the configuration of a digital speaker device provided with a circuit that outputs a plurality of digital signals and a plurality of speaker driving elements according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the digital input signal (810) is input to a digital signal processor (DSP) (801) and converted into m mismatched shaped digital signals (811).
  • the m digital signals (811) are converted to s digital signals (812) by the parallel-serial converter (802), and are converted back to the m digital signals (813) by the serial-parallel converter (803).
  • the speaker drive circuit (804) that has received the m digital signals (814) drives the s drive elements (805) to convert analog voice directly by the diaphragm (806).
  • the relationship between the number of input digital signals and the number of output signals of the parallel-serial converter (802) is s ⁇ m, and s digital signals (812) are used for demodulation by the serial-parallel converter (803). It contains necessary information.
  • the digital signal processor device (801) and the parallel-serial converter (802) constitute a device (800) for outputting a plurality of digital signals from digital signals, and the serial-parallel converter (803) and the speaker drive
  • the circuit (804) constitutes a driving device (820). In the driving device (820), the speaker driving element is driven.
  • a digital signal processor as a device for outputting a plurality of digital signals from an input digital signal, it has been performed in the ⁇ modulator and the post filter of the first embodiment Similar digital signal processing can be processed by a program. By processing the program, it is possible to update and improve the modulation characteristics of the ⁇ modulator and the filter characteristics of the post filter without changing the hardware.
  • FIG. 9 shows an eighth embodiment of a system configuration of a digital speaker device including a plurality of circuits for outputting digital signals and a plurality of speaker driving elements.
  • the digital input signal (910) is input to a digital signal processor unit (microcomputer unit) (901) and converted into m mismatched shaped digital signals (811).
  • the m digital signals are converted in format by the format converter (902) and output as information representing the m digital signals.
  • the m digital signals output from the format converter (902) may be recorded once in the storage medium of the storage device (912) as shown in FIG. In this case, the conversion of the format by the format converter (902) is to convert into a format suitable for storage of the storage medium.
  • the information representing the m digital signals recorded in the storage medium of the storage unit 912 is converted back into m digital signals 913 by the format converter 903 again.
  • the speaker driving circuit 904 which has received the m digital signals 913 drives s driving elements 905 to convert analog voice directly by the diaphragm 906.
  • the microcomputer device (901) and the format converter (902) constitute a device (900) for outputting a plurality of digital signals from digital signals.
  • a format converter (903) and a speaker drive circuit (904) constitute a drive device (920) for driving a speaker drive element.
  • m digital signals output from the format converter (902) may be output to a transmission line and transmitted.
  • it may be transmitted by communication, or may be transmitted as broadcast simultaneously to a plurality of recipients.
  • the transmission may be wireless or wired.
  • the m digital signals are received and converted back to m digital signals (913) by the format converter (903). The subsequent processing is as described above.
  • any kind of digital format that can be converted reversibly can be used.
  • a device for outputting a plurality of digital signals from digital signals and a drive device for driving a speaker drive element can be connected by a storage device or a transmission path.
  • a storage device when a storage device is used, real-time processing of voice reproduction can not be performed.
  • a digital signal processor device having a slow processing speed it is performed by the ⁇ modulator and the post filter of the first embodiment. Since it becomes possible to programmatically process digital signal processing similar to the matter, it is possible to realize a digital audio system with lower power consumption than conventional digital audio systems.
  • the format converter (902) can perform lossless data compression on m mismatch-shaped digital signals.
  • the format converter (903) decompresses the data and reproduces the original m digital signals. By compressing the data in this manner, it is possible to significantly reduce the required capacity of the storage medium.
  • the number of coils in the digital speaker unit can be changed.
  • data is generated in advance, but since the number of coils used on the reproduction side can be selected, there is no need to prepare data corresponding to the number of coils in advance. It is possible to reduce the amount of data.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)

Abstract

デジタル入力信号を変調しデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、ΔΣ変調器に接続され前記デジタル信号をミスマッチシェーピングし変換する後置フィルターと、後置フィルターが変換したデジタル信号をシリアル伝送されるデジタル信号に変換するパラレル・シリアル変換器と、パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号を復元するシリアル・パラレル変換器と、シリアル・パラレル変換器により復元されたデジタル信号を受け取り、駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路とを有するデジタル音響システムを提供する。

Description

デジタル音響システム
　本発明は、デジタル信号をアナログ音声に直接変換するデジタルスピーカー装置を使ったデジタル音響システム及びそのアプリケーションなどに関する。
　デジタル信号をアナログ音声に直接変換するデジタルスピーカー技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
　特許文献１のFig. 22には、Ｘ（Ｌ）およびＹ（Ｒ）の二つのデジタル音声信号を入力とし、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、前記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もしくは複数の駆動素子とにより、アナログ音声を直接変換する方法が示されている。
　このような、デジタル信号をアナログ音声に直接変換するデジタルスピーカー技術を用いたデジタルスピーカー装置は、アナログ電気信号により駆動されていたアナログスピーカー装置に比べて、消費電力が小さいという特徴がある。また、これに加えて、このようなデジタルスピーカー装置は、複数のスピーカー素子もしくは複数の駆動素子（コイル等）を使うことから、従来の一つのスピーカー素子もしくは単一の駆動素子を使ったスピーカーに比べて、大きな音を出すことが可能である。
しかしながら、デジタルスピーカー装置ではPCM音源からのデジタル信号を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が必須であり、これらの回路をLSI上に実装する為には微細デジタルプロセスを使う必要がある。
　図１に、従来のデジタルスピーカー装置を使ったデジタル音響システムの代表的な例として、デジタルスピーカー装置のシステムの従来例を示す。この従来例のデジタルスピーカー装置のシステムは、ΔΣ変調器と後置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スピーカー駆動素子からなる。1ビットのデジタル入力信号(110)はΔΣ変調器(101)に入力される、ΔΣ変調器(101)でnビットの複数のデジタル信号(111)に変換する。nビットの複数のデジタル信号は後置フィルター(102)でミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(112)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、スピーカー駆動回路(103)に入力されs個の駆動素子（104）を駆動してアナログ音声を振動膜(105)により直接変換する。前記ΔΣ変調器(101)と後置フィルター(102)とスピーカー駆動回路(103)とがデジタルスピーカー装置(100)の構成要素である。
国際公開第２００７／１３５９２８号
　従来例では、ΔΣ変調器(101)と後置フィルター(102)とスピーカー駆動回路(103)とがスピーカー毎に必要になるので、多数のスピーカーが用いられる映画館や劇場にデジタルスピーカー装置を使う場合に微細デジタルプロセスのLSIを多数必要とする課題がある。
　本発明は、デジタル信号により駆動される複数のスピーカー（コイル）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することを目的とする。
　本発明の一実施形態として、デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調器に接続され前記nビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換する後置フィルターと、前記後置フィルターが変換したm個のデジタル信号をシリアル伝送されるデジタル信号に変換するパラレル・シリアル変換器と、前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号をm個のデジタル信号に変換し復元するシリアル・パラレル変換器と、前記シリアル・パラレル変換器により復元されたm個のデジタル信号を受け取り、s個の駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路とを有するデジタル音響システムを提供する。
　本発明の一実施形態として、デジタル入力信号をm個のデジタル信号に変換するプロセッサと、前記プロセッサが変換したm個のデジタル信号をシリアル伝送されるデジタル信号に変換するパラレル・シリアル変換器と、前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号をm個のデジタル信号に変換し復元するシリアル・パラレル変換器と、　前記シリアル・パラレル変換器により復元されたm個のデジタル信号を受け取り、s個の駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路とを有し、前記プロセッサは、前記プロセッサを、デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調器に接続され前記nビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換する後置フィルターとして、動作させるためのプログラムにより、制御されることを特徴とするデジタル音響システムを提供する。
　本発明によれば、デジタルスピーカーの特性として、低消費電力特性を損なうことなく、多数のスピーカーを使う用途である映画館や劇場にデジタルスピーカー装置を使う場合でも、従来のデジタル音響システムに比べ単純な装置の組み合わせでデジタル音響システムを構築することが出来るため、デジタル音響システムのコストの低減が可能になる。
従来のデジタル音響システムの構成の一例図 本発明の第１の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第２の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第３の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第４の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第５の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第６の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第７の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図 本発明の第８の実施形態に係るデジタル音響システムの構成図
（第１の実施形態）
　図２に本発明の第１の実施形態に係る、デジタルスピーカー装置を使ったデジタル音響システムの構成を示す。本実施形態に係るデジタルスピーカー装置は、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置と、この装置が出力する複数のデジタル信号により複数のスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置で構成される。本実施形態の特徴の一つは、複数のデジタル信号を出力する装置とスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置の間をパラレル・シリアル変換装置とシリアル・パラレル変換装置により接続する点である。
図２を参照すると、デジタル入力信号(210)はΔΣ変調器(201)に入力され、ΔΣ変調器(201)でnビットの複数のデジタル信号(211)に変換される。ｎビットの複数のデジタル信号は後置フィルター(202)でミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(212)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、パラレル・シリアル変換器(203)でシリアル伝送されるデジタル信号(213)に変換され、シリアル・パラレル変換器(204)でm個のデジタル信号(214)に戻される。シリアル伝送されるデジタル信号(213)のビット数としては例えば１を挙げることができるが、１に限定はされない。m個のデジタル信号(214)を受け取ったスピーカー駆動回路(205)はs個の駆動素子（206）を駆動してアナログ音声を振動膜(207)により直接変換する。ここで、ΔΣ変調器(201)と後置フィルター(202)とパラレル・シリアル変換器(203)とがデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(200)を構成している。また、シリアル・パラレル変換器(204)とスピーカー駆動回路(205)とがスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置(220)を構成している。
　本実施形態のように、入力されたデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置と、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置をシリアル信号で結ぶことが可能になると、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置に対して複数のスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置をシリアル信号で接続する事が可能になる。したがって、多数のスピーカーを使う例えば映画館や劇場にデジタルスピーカー装置を使う場合でも、従来のデジタル音響システムに比べ単純な装置の組み合わせでデジタル音響システムを構築することが出来る。これにより、デジタル音響システムのコストの低減が可能になる。
　図２に示す第１の実施形態に係る構成の一例として、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置と、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置を電気的にシリアル信号で結ぶ例が示されている。しかし、本実施形態は、この例に限定されることはなく、シリアル信号を無線装置で接続したり、光信号で接続したりするなど、電磁誘導や電界の強度により伝送する構成も本実施形態に含まれる。また，図２に示したパラレル・シリアル変換器(203)で、パラレル信号(212)を、複数のシリアル信号に変換する実施例も含まれる。
　また、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置をデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置に分けることで、それぞれの装置に最適なデバイステクノロジーを用いてＬＳＩ化を進めることが可能になる。これにより、システム全体のコストを低減することや、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置側の動作電圧を上げることができる。したがって、大音量を再生することもコストの増大を伴わずに容易に構成することが可能になる。
（第２の実施形態）
　図３に、本発明の第３の実施形態に係る、複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子とを備えるデジタルスピーカー装置の構成を示す。デジタル入力信号(310)はマイクロコンピューター装置(301)に入力されミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(311)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、パラレル・シリアル変換器(302)で1ビットのデジタル信号(312)に変換され、シリアル・パラレル変換器(303)でm個のデジタル信号(313)に戻される。m個のデジタル信号(214)を受け取ったスピーカー駆動回路(304)はs個の駆動素子（305）を駆動してアナログ音声を振動膜(306)により直接変換する。
　ここで、マイクロコンピューター装置(301)とパラレル・シリアル変換器(302)が、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(300)を構成し、シリアル・パラレル変換器(303)とスピーカー駆動回路(304)とが駆動装置(320)を構成している。駆動装置(320)において、スピーカー駆動素子が駆動される。マイクロコンピューター装置(301)は、プ
ロセッサを有し、プロセッサは、デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、ΔΣ変調器に接続されnビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換する後置フィルターとして、動作させるためのプログラムにより、制御される
　本実施形態のように、入力されたデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置として、プロセッサを有するマイクロコンピューター装置を用いることで、第１の実施形態のΔΣ変調器と後置フィルターで行った事と同様のデジタル信号処理を、プログラムで処理することが可能になる。プログラムで処理することでΔΣ変調器の変調特性や後置フィルターでのフィルター特性をハードウェアの変更無しに更新し改良する事が可能になる。
（第３の実施形態）
　図４に複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子からなるデジタルスピーカー装置のシステム形態の第３の実施形態を示す。デジタル入力信号(410)はマイクロコンピューター装置(401)に入力されミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(411)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、フォーマット変換器(402)で記憶装置(312)に一度記録され、再度フォーマット変換器(403)でm個のデジタル信号(413)に戻される。なお、フォーマット変換器(402)の出力をパラレル・シリアル変換器によりシリアル伝送されるデジタル信号に変換し、記憶装置(312)にデジタル信号を記憶してもよい。また、記憶装置(312)から読み出されたデジタル信号は、シリアル・パラレル変換器に入力され、フォーマット変換器(403)に入力されてもよい。また、フォーマット変換器(402)がパラレル・シリアル変換器を含み、フォーマット変換器(403)がシリアル・パラレル変換器を含む構成でもよい。
前記m個のデジタル信号(414)を受け取ったスピーカー駆動回路(404)はs個の駆動素子（405）を駆動してアナログ音声を振動膜(406)により直接変換する。ここで、マイクロコンピューター装置(401)とフォーマット変換器(402)とが、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(400)を構成している。また、フォーマット変換器(403)とスピーカー駆動回路(404)とがスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置(420)を構成している。
　第３の実施形態のようにデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置と、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置を記憶装置で結ぶことが可能になると、音声再生の実時間処理が出来ない、例えば処理速度の遅いマイクロコンピューター装置を用いても、第１の実施形態のΔΣ変調器と後置フィルターで行った事と同様のデジタル信号処理をプログラムで処理することが可能になるので、従来のデジタル音響システムに比べ、より低消費電力のデジタル音響システムが可能になる。
　また、デジタル信号処理をプログラムで処理した結果を複数回再生する場合には、記憶装置から事前に計算した結果を読みだすだけでよいので、再計算を行う必要がなくなるので、従来のデジタル音響システムに比べ、より低消費電力のデジタル音響システムが可能になる。
　また、フォーマッタ変換器(402)では、ミスマッチシェーピングされたｍ個のデジタル信号に対しロスレスデータ圧縮を行うことも可能である。フォーマット変換器(403)では、データの伸張を行い元のm個のデジタル信号を再生する。このようにデータを圧縮することで必要な記憶媒体の容量を大幅に低減することが可能となる。ここで、データの圧縮伸張方法には、演算量およびデータ圧縮率を勘案し選択することで記憶媒体およびハードウェア規模の最適を図ることも可能となる。
（第４の実施形態）
　図５に複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子からなるデジタルスピーカー装置のシステム形態の第４の実施形態を示す。デジタル入力信号(510)はマイクロコンピューター装置(501)に入力されミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(511)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、パラレル・シリアル変換器(502)で、シリアル伝送される例えば1ビットのデジタル信号(512)に、一旦変換され、再度シリアル・パラレル変換器(503)でm個のデジタル信号(513)に戻される。前記m個のデジタル信号(514)を受け取ったスピーカー駆動回路(504)はs個の駆動素子（505）を駆動してアナログ音声を振動膜(506)により直接変換する。ここで、マイクロコンピューター装置(501)とパラレル・シリアル変換器(502)とが、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(500)を構成している。また、シリアル・パラレル変換器(503)とスピーカー駆動回路(504)とがスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置(520)を構成している。更に駆動装置(520)はスピーカー駆動回路の個数や特性を記憶したID素子(521)を備え、そのID素子からの情報を、複数のデジタル信号を出力する装置(500)に伝える伝送手段(522)を設置する。伝送手段(522)は、マイクロコンピューター装置(501)にID素子(521)からの情報を伝送する。
　本実施形態のようにデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置にマイクロコンピューター装置を用いることにより、第１の実施形態のΔΣ変調器と後置フィルターで行った事と同様のデジタル信号処理をプログラムで処理することが可能になる。さらに、駆動装置(520)の情報を利用することで、駆動回路の個数や特性に適合するデジタル信号
処理をプログラムにより対応することが可能になるので、異なる駆動装置を一つの複数のデジタル信号を出力する装置に接続することが可能になる。
（第５の実施形態）
　図６に複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子からなるデジタルスピーカー装置のシステム形態の第５の実施形態を示す。図４に示した第３の実施形態と同じように、あらかじめ複数のスピーカー駆動素子を駆動する信号をデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(600)により生成して保存メディア（記憶媒体）（613）に保存しておくことが可能である。これにより変換されたデータを、保存メディア（613）を使って流通させることが可能となる。このあらかじめ変換されたデータをネットワーク通じて直接顧客に配信したり、あらかじめ変換されたデータを保存メディア（記憶媒体）に記録し流通させたりすることにより、従来必要であったフォーマッタ変換器(602)を、再生する装置側で用意する必要がなくなり、デジタルスピーカー装置をより廉価に提供することが可能となる。
保存メディア（記憶媒体）としては、光ディスク、メモリカードなどの媒体を挙げることができる。これらの媒体は、記憶装置に着脱することができるものであることが好ましい。したがって、これらの光ディスク、メモリカードは据え置き型や携帯型の再生装置としての駆動装置(620)に装着して再生を行ってもよい。また、ネットワークを通じて直接顧客に配信する場合には、ストリーム形式で配信を行ったり、顧客の有する保存メディア（記憶媒体）に配信したデータを一旦記録したりしてもよい。
　また、あらかじめいくつかの駆動素子数に対応させたデータを生成し、記録することで駆動素子数の異なるデジタルスピーカシステムに対応させることも可能である。この方法は、特に記録媒体の記録密度が上がり単価が低い場合にはコストを低減できる有効な手段となる。
　また、複数のスピーカー駆動素子を駆動する信号をデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(600)からの出力は、デジタル変調されている為に、変調前のデジタル信号に戻すことが困難となる場合がある。したがって、装置(600)からの出力に、コピープロテクトされたに等しい効果を持たせることができる。さらにセキュリティ度を増す為に、前記記憶媒体に記録する際に暗号化を施したり、電子透かしデータを重畳したりすることも可能である。ΔΣ変調器(601)を用いているため，音楽信号等の信号帯域以外の帯域（通常信号帯域以上の周波数帯域）に、電子透かし信号を挿入することにより、最終的に音響信号に変換された際の音質の劣化を最小限に電子透かしを用いることが可能となる。暗号化や電子透かしデータの重畳は、例えばΔΣ変調器(601)、後置フィルター(602)またはパラレル・シリアル変換器(603)に実行させることができる。例えば、ΔΣ変調器(601)、後置フィルター(602)またはパラレル・シリアル変換器(603)に、暗号化や電子透かしデータの重畳のための装置を備えてもよい。また、そのような装置は、独立した装置であってもよい。
　さらに、用いるコイル数を変更できるデータを記録媒体等に記録することにより、1通りのデータのみを記録することで、複数のコイル数に対応させることが可能となり、利便性を向上させることも可能である。
（第６の実施形態）
　実施形態１から５におけるΔΣ変調器にカスコード型ΔΣ変調器を用いることも可能である。図７にカスコード型ΔΣ変調器の内部量子化器に多ビットのものを用いた場合の実施形態を示す。カスコード型ΔΣ変調器(701)では、初段および2段目以降の複数の内部ΔΣ変調器が出力される。初段のｎ1ビットの複数のデジタル信号(711a)は後置フィルター(702a)でミスマッチシェーピングされたm1個のデジタル信号(712a)に変換される。2段目以降のnx出力(711b)には後置フィルタ(702b)で周波数特性を付加し、さらにミスマッチシェーピングされたmx個のデジタル信号(712b)に変換される。
　ｍ1＋m2+…+mx個のデジタル信号は、パラレル・シリアル変換器(703)で1ビットのデジタル信号(713)に一旦変換され、再度シリアル・パラレル変換器(704)でｍ1＋m2+…+mx個のデジタル信号(714)に戻される。前記ｍ1＋m2+…+mx個のデジタル信号(714)を受け取ったスピーカー駆動回路(705)はs個の駆動素子（706）を駆動してアナログ音声を振動膜(707)により直接変換する。ここで、カスコード型ΔΣ変調器(701)と後置フィルター(702a、b)とパラレル・シリアル変換器(703)とがデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(700)を構成している。また、シリアル・パラレル変換器(704)とスピーカー駆動回路(705)とがスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置(720)を構成している。
　カスケード型ΔΣDACと同様に、2段目以降の出力は1段目出力に含まれる雑音成分を打ち消す符号となっている。このため、駆動素子(606)がｍ1＋m2…+mxよりも少ない場合は、後段のm2…mxを使用しないでも十分高精度な変換を行うことが可能である。
（第７の実施形態）
　図８に、本発明の第７の実施形態に係る、複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子とを備えるデジタルスピーカー装置の構成を示す。デジタル入力信号(810)はデジタルシグナルプロセッサー装置（DSP）(801)に入力されミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(811)に変換される。ｍ個のデジタル信号(811)は、パラレル・シリアル変換器(802)でs個のデジタル信号(812)に変換され、シリアル・パラレル変換器(803)でm個のデジタル信号(813)に戻される。m個のデジタル信号(814)を受け取ったスピーカー駆動回路(804)はs個の駆動素子（805）を駆動してアナログ音声を振動膜(806)により直接変換する。
　パラレル・シリアル変換器(802)の入力デジタル信号の個数と出力信号の個数の関係はs＜mであり、s個のデジタル信号(812)にはシリアル・パラレル変換器(803)での復調に必要な情報を含んでいる。
　ここで、デジタルシグナルプロセッサー装置(801)とパラレル・シリアル変換器(802)が、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(800)を構成し、シリアル・パラレル変換器(803)とスピーカー駆動回路(804)とが駆動装置(820)を構成している。駆動装置(820)において、スピーカー駆動素子が駆動される。
　本実施形態のように、入力されたデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置として、デジタルシグナルプロセッサ装置を用いることで、第１の実施形態のΔΣ変調器と後置フィルターで行った事と同様のデジタル信号処理を、プログラムで処理することが可能になる。プログラムで処理することでΔΣ変調器の変調特性や後置フィルターでのフィルター特性をハードウェアの変更無しに更新し改良する事が可能になる。
（第８の実施形態）
　図９に複数のデジタル信号を出力する回路と複数のスピーカー駆動素子からなるデジタルスピーカー装置のシステム形態の第８の実施形態を示す。デジタル入力信号(910)はデジタルシグナルプロセッサ装置（マイクロコンピュータ装置）(901)に入力されミスマッチシェーピングされたm個のデジタル信号(811)に変換される。ｍ個のデジタル信号は、フォーマット変換器(902)でフォーマットが変換されてｍ個のデジタル信号を表わす情報として出力される。フォーマット変換器(902)から出力されるｍ個のデジタル信号は、図９に示すように記憶装置(912)の記憶媒体に一度記録されてもよい。この場合、フォーマット変換器(902)によるフォーマットの変換は、記憶媒体の記憶に適したフォーマットに変換することである。記憶装置(912)の記憶媒体に記録されたｍ個のデジタル信号を表わす情報は、再度フォーマット変換器(903)でm個のデジタル信号(913)に戻される。前記m個のデジタル信号(913)を受け取ったスピーカー駆動回路(904)はs個の駆動素子（905）を駆動してアナログ音声を振動膜(906)により直接変換する。ここで、マイクロコンピューター装置(901)とフォーマット変換器(902)とが、デジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置(900)を構成している。また、フォーマット変換器(903)とスピーカー駆動回路(904)とがスピーカー駆動素子を駆動する駆動装置(920)を構成している。
　また、フォーマット変換器(902)から出力されるｍ個のデジタル信号は、伝送路に出力され、伝送されてもよい。例えば、通信により送信がされ、あるいは複数の受信者に同時に放送として送信がされてもよい。送信は無線であってもよいし、有線であってもよい。この場合、受信側では、ｍ個のデジタル信号を受信し、フォーマット変換器(903)でm個のデジタル信号(913)に戻される。以降の処理は上述した通りである。
　ここで、フォーマット変換器(902)にて変換されるフォーマットには、可逆変換可能な如何なる種類のデジタルフォーマットを利用することが出来る。
　第８の実施形態のようにデジタル信号から複数のデジタル信号を出力する装置と、スピーカー駆動素子を駆動する駆動装置を記憶装置や伝送路で結ぶことが可能になる。、特に記憶装置を用いる場合には、音声再生の実時間処理が出来ない、例えば処理速度の遅いデジタルシグナルプロセッサ装置を用いても、第１の実施形態のΔΣ変調器と後置フィルターで行った事と同様のデジタル信号処理をプログラムで処理することが可能になるので、従来のデジタル音響システムに比べ、より低消費電力のデジタル音響システムが可能になる。
　また、デジタル信号処理をプログラムで処理した結果を複数回再生する場合には、記憶装置から事前にフォーマット変調した結果を読みだすだけでよいので、フォーマット復調に必要な計算量を抑えたデジタルフォーマットを利用することで、従来のデジタル音響システムに比べ、より低消費電力のデジタル音響システムが可能になる。
　また、フォーマット変換器(902)では、ミスマッチシェーピングされたｍ個のデジタル信号に対しロスレスデータ圧縮を行うことも可能である。フォーマット変換器(903)では、データの伸張を行い元のm個のデジタル信号を再生する。このようにデータを圧縮することで必要な記憶媒体の容量を大幅に低減することが可能となる。ここで、データの圧縮伸張方法には、演算量およびデータ圧縮率を勘案し選択することで記憶媒体およびハードウェア規模の最適を図ることも可能となる。
　このように、本実施形態においては、は同一のシリアル信号を用いた場合でも、デジタルスピーカユニットにおけるコイルの数を変更することが可能となる。
　特に第３および第５の実施形態においては、あらかじめデータを生成しておくが、再生側で用いるコイル数を選択できるため、複数コイル数に対応させたデータをあらかじめ用意しておく必要がなく、データ量を削減することが可能となる。

Claims (22)

  1. 　デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、
    　前記ΔΣ変調器に接続され前記nビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換する後置フィルターと、
    　前記後置フィルターが変換したm個のデジタル信号をシリアル伝送されるデジタル信号に変換するパラレル・シリアル変換器と、
    　前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号をm個のデジタル信号に変換し復元するシリアル・パラレル変換器と、
    　前記シリアル・パラレル変換器により復元されたm個のデジタル信号を受け取り、s個の駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路と
    を有するデジタル音響システム。
  2. 　前記シリアル伝送されるデジタル信号のビット数が１であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル音響システム。
  3. 　前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号を記憶し、記憶されたデジタル信号を読み出して前記シリアル・パラレル変換器に出力する記憶装置を有する請求項１または２に記載のデジタル音響システム。
  4. 　前記記憶装置は、着脱可能な記憶媒体に前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号を記憶し、読み出すことが可能であることを特徴とする請求項３に記載のデジタル音響システム。
  5. 　前記記憶装置は、電子透かしデータが重畳されたデータを記憶することを特徴とする請求項３または４に記載のデジタル音響システム。
  6. 　前記電子透かしデータは、前記アナログ音声の帯域外のデータとして重畳されることを特徴とする請求項５に記載のデジタル音響システム。
  7. 　デジタル入力信号をm個のデジタル信号に変換するプロセッサと、
    　前記プロセッサが変換したm個のデジタル信号をシリアル伝送されるデジタル信号に変換するパラレル・シリアル変換器と、
    　前記パラレル・シリアル変換器により変換されたデジタル信号をm個のデジタル信号に変換し復元するシリアル・パラレル変換器と、
    　前記シリアル・パラレル変換器により復元されたm個のデジタル信号を受け取り、s個の駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路と
    を有し、
    　前記プロセッサは、前記プロセッサを、デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調器に接続され前記nビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換する後置フィルターとして、動作させるためのプログラムにより、制御されることを特徴とするデジタル音響システム。
  8. 　前記駆動素子の数を記憶する素子を有し、
    　前記プログラムは、前記素子に記憶された前記駆動素子の数を読み取り、前記プロセッサを制御することを特徴とする請求項７に記載のデジタル音響システム。
  9. 　前記プロセッサはデジタルシグナルプロセッサである請求項７または８に記載のデジタル音響システム。
  10. 　前記パラレル・シリアル変換器の出力する信号の個数は、前記パラレル・シリアル変換器に入力される信号の個数より小さく、前記パラレル・シリアル変換器の出力する信号は、前記シリアル・パラレル変換器での復調に必要な情報を含む請求項７から９のいずれかに記載のデジタル音響システム。
  11. 　デジタル入力信号をm個のデジタル信号に変換するデジタルシグナルプロセッサと、
    　前記デジタルプロセッサが変換したｍ個のデジタル信号のフォーマットを変換して記憶媒体に記憶するフォーマット変換器と
    を有し、
    　前記デジタルシグナルプロセッサは、前記プロセッサを、デジタル入力信号を変調しnビットのデジタル
    信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調器に接続され前記nビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしm個のデジタル信号に変換して出力する後置フィルターとして、動作させるためのプログラムにより、制御されることを特徴とするデジタル音響システム。
  12. 　前記フォーマット変換器によるフォーマットの変換は可逆変換である請求項１１に記載のデジタル音響システム。
  13. 　前記フォーマット変換器によるフォーマットの変換はデータ圧縮を含む請求項１１に記載のデジタル音響システム。
  14. 　前記後置フィルターは、記憶媒体又は伝送路に出力を行う請求項１１から１３のいずれかに記載の音響システム。
  15. 　デジタル入力信号を変調するΔΣ変調器の出力をミスマッチシェーピングする後置フィルターが出力したデジタル信号を記憶した記録媒体から前記デジタル信号を読み取り、駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路を有するデジタル再生装置。
  16. 　前記記録媒体が記憶するデジタル信号には、前記駆動回路の駆動素子の数が含まれることを特徴とする請求項１５に記載のデジタル再生装置。
  17. 　前記記録媒体が記憶するデジタル信号には、電子透かしデータが重畳されたデータを記憶することを特徴とする請求項１５または１６に記載のデジタル再生装置。
  18. 　電子透かしデータは、前記アナログ音声の帯域外のデータとして重畳されることを特徴とする請求項１７に記載のデジタル再生装置。
  19. 　デジタル入力信号を変調するΔΣ変調器の出力をミスマッチシェーピングする後置フィルターが出力したデジタル信号を受信し、駆動素子を駆動してアナログ音声に変換する駆動回路を有するデジタル再生装置。
  20. 　前記受信されるデジタル信号には、前記駆動回路の駆動素子の数が含まれることを特徴とする請求項１９に記載のデジタル再生装置。
  21. 　前記受信されるデジタル信号には、電子透かしデータが重畳されたデータを記憶することを特徴とする請求項１９または２０に記載のデジタル再生装置。
  22. 　電子透かしデータは、前記アナログ音声の帯域外のデータとして重畳されることを特徴とする請求項２１に記載のデジタル再生装置。
PCT/JP2012/077570 2011-10-25 2012-10-25 デジタル音響システム WO2013062038A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013540824A JP6169971B2 (ja) 2011-10-25 2012-10-25 デジタル音響システム
EP12843176.4A EP2782361A4 (en) 2011-10-25 2012-10-25 DIGITAL ACOUSTIC SYSTEM
KR1020147009605A KR20140079400A (ko) 2011-10-25 2012-10-25 디지털 음향 시스템
CN201280052756.XA CN103891312B (zh) 2011-10-25 2012-10-25 数字音响系统
IN3351DEN2014 IN2014DN03351A (ja) 2011-10-25 2012-10-25
US14/260,793 US9793868B2 (en) 2011-10-25 2014-04-24 Digital acoustic system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011233937 2011-10-25
JP2011-233937 2011-10-25

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/260,793 Continuation US9793868B2 (en) 2011-10-25 2014-04-24 Digital acoustic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013062038A1 true WO2013062038A1 (ja) 2013-05-02

Family

ID=48167864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/077570 WO2013062038A1 (ja) 2011-10-25 2012-10-25 デジタル音響システム

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9793868B2 (ja)
EP (1) EP2782361A4 (ja)
JP (1) JP6169971B2 (ja)
KR (1) KR20140079400A (ja)
CN (1) CN103891312B (ja)
IN (1) IN2014DN03351A (ja)
WO (1) WO2013062038A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6648821B2 (ja) * 2016-04-15 2020-02-14 第一精工株式会社 スピーカシステム
EP3355590A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-01 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Loudspeaker, apparatus comprising the same, and method of operating a loudspeaker

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005311847A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> データ通信方法、データ送信装置およびデータ受信装置、ならびにデータ送信プログラム
JP2006197152A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sharp Corp 骨伝導スピーカ装置
JP2009010820A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Sony Corp 記憶装置、記憶制御方法、およびプログラム
WO2011074341A1 (ja) * 2009-12-16 2011-06-23 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 音響システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3341566B2 (ja) * 1996-02-15 2002-11-05 ソニー株式会社 信号伝送方法及び装置、並びに信号再生方法及び装置
JP3415398B2 (ja) * 1997-08-07 2003-06-09 パイオニア株式会社 音声信号処理装置
JP4061791B2 (ja) * 1999-10-29 2008-03-19 ヤマハ株式会社 デジタルデータ再生装置
JP2002176362A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Sony Corp ディジタル信号伝送方法及び装置
US7058463B1 (en) * 2000-12-29 2006-06-06 Nokia Corporation Method and apparatus for implementing a class D driver and speaker system
WO2005002200A2 (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Nielsen Media Research, Inc. Methods and apparatus for embedding watermarks
KR101341761B1 (ko) 2006-05-21 2013-12-13 트라이젠스 세미컨덕터 가부시키가이샤 디지털 아날로그 변환장치
JP5396588B2 (ja) 2008-06-16 2014-01-22 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ デジタルスピーカー駆動装置，デジタルスピーカー装置，アクチュエータ，平面ディスプレイ装置及び携帯電子機器
CN101944360A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 邱剑 方便使用的方法和终端

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005311847A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> データ通信方法、データ送信装置およびデータ受信装置、ならびにデータ送信プログラム
JP2006197152A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sharp Corp 骨伝導スピーカ装置
JP2009010820A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Sony Corp 記憶装置、記憶制御方法、およびプログラム
WO2011074341A1 (ja) * 2009-12-16 2011-06-23 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 音響システム
US20110160883A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Trigence Semiconductor, Inc. Acoustic playback system
CN102239706A (zh) * 2009-12-16 2011-11-09 株式会社特瑞君思半导体 音响系统
KR20120101186A (ko) * 2009-12-16 2012-09-13 트라이젠스 세미컨덕터 가부시키가이샤 음향 시스템
EP2515555A1 (en) * 2009-12-16 2012-10-24 Trigence Semiconductor, Inc. Acoustic system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2782361A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103891312B (zh) 2017-09-01
US9793868B2 (en) 2017-10-17
EP2782361A1 (en) 2014-09-24
KR20140079400A (ko) 2014-06-26
JPWO2013062038A1 (ja) 2015-04-02
CN103891312A (zh) 2014-06-25
US20140236332A1 (en) 2014-08-21
IN2014DN03351A (ja) 2015-06-26
EP2782361A4 (en) 2015-07-08
JP6169971B2 (ja) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4883428B2 (ja) デジタルアナログ変換装置
EP2859548B1 (en) Doubly compatible lossless audio bandwidth extension
JP5158820B2 (ja) サラウンド・サウンド・システムの低域効果およびサラウンド・チャネルの無線ディジタル伝送
JP3272438B2 (ja) 信号処理システムおよび処理方法
Watkinson The art of sound reproduction
JPH11502981A (ja) スピーカーの、またはスピーカーに関する改善
US6714825B1 (en) Multi-channel audio reproducing device
JP3468183B2 (ja) 音声再生記録装置および方法
CN105869647B (zh) 一种智能手机原生dsd音频解码方法、系统及智能手机
WO2013062038A1 (ja) デジタル音響システム
Janssen et al. Super-audio CD: an introduction
KR100372904B1 (ko) 신호 처리 장치
JP3304750B2 (ja) ロスレス符号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置
JP2009033649A (ja) コンテンツデータ送受信システム、コンテンツデータ送信装置、コンテンツデータ受信装置、コンテンツデータ送信方法、コンテンツデータ受信処理方法
EP0890949A2 (en) Digital audio processing system compatible with digital versatile disk video standard
JP4209192B2 (ja) 音声再生出力システム、音声信号再生装置、音声出力駆動装置、ヘッドホン
JP2018110362A (ja) オーディオ信号処理回路、それを用いた車載オーディオシステム、オーディオコンポーネント装置、電子機器、オーディオ信号処理方法
JP2006079742A (ja) 情報処理装置および方法、並びにプログラム
Hawksford High-definition digital audio in 3-dimensional sound reproduction
CN111078182A (zh) 一种基于Android的音乐高保真无损播放系统及音乐播放方法
WO2003088075A1 (en) Redbook encoding/decoding conversion device
JP2008244775A (ja) オーディオ回路およびそれを備える電子機器
Ausiello Two-and-Three level representation of analog and digital signals by means of advanced sigma-delta modulation
KR20030080199A (ko) 데이터를 자동으로 변환하고 재생하기 위해 레드북 포맷의데이터와 옐로우북 포맷의 코드를 포함하는 ｃｄ
JPH02262710A (ja) デジタル信号処理装置と光学記録装置とデジタル信号再生装置とデジタル信号送信装置とデジタル信号受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12843176

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147009605

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013540824

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012843176

Country of ref document: EP