JPH02113797A - 圧電スピーカ - 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、圧電スピーカに関し、特に、ＰＣＭ信号のよ
うなデジタル化された音声信号により直接駆動すること
が可能なデジタル・スピーカに関する。

〔従来の技術〕

第２図に示すように、デジタル・オーディオ・システム
では、アナログ信号の形態の音声信号を、ＰＣＭ変調器
１で変調してデジタル信号とし、伝送・記録・再生系を
経て、再度ＰＣＭ復調器２によりアナログ信号とし、ス
ピーカ３に入力していた。スピーカ３としては、電磁型
、静電型あるいは圧電型等の種々の電気−音響変換形式
のものが用いられている。

デジタル・オーディオ・システムでは、アナログの音声
信号をデジタル信号に変換して伝送・記録・再生するも
のであるため、非常に高いＳ／Ｎ比及び大きなダイナミ
ックレンジを実現することが可能である。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕従来のデジタル
・オーディオ・システムにおいては、スピーカ３にはア
ナログの音声信号を入力しなければ、原音を再生するこ
とができなかった。

従って、ＰＣＭ復調器２のようなり／Ａ変換能を有する
復調器を、伝送・記録・再生系とスビー力３との間に接
続する必要があった。ぞの結果、非常に高価なＰＣＭ復
調器を要するため、システム全体のコストがかなり高い
ものとなり、またシステムの小型化、軽量化及び低消費
電力化を妨げる要因となっていた。

本発明の目的は、デジタル化された音声信号を直接入力
し７て原音を再生し得るデジタル・スピーカを提供する
ことにある。

（技術的課題を解決するだめの手段） 本発明は、圧電効果による屈曲振動を利用したスピーカ
であって、弾性体に圧電振動手段が貼（電ｊけられてい
る。この圧電振動手段は、デジタル入力信号の各ビット
信号毎に駆動される複数の圧電振動部を有する。また、
各圧電振動部がデジタル入力信号の各ビット桁の重みに
対応した音圧を発生ずるように、少なくともＩの圧電振
動部上には振動抑制部材が付加されている。

なお、Ｅ記圧電振動手段において複数の圧電振動部を構
成するには、複数の圧電振動素子を弾性体上に貼付ける
ことにより、あるいは１枚の圧電振動板の両主面に複数
対の電極を形成することにより構成することができる。

ずなわら、複数の圧電振動部は、別体乙、−構成されて
いても６１、く、　・体向に構成されていてもよい。

〔作用〕

デジタル化され、た音声信号は、ハイナリコーｌの形態
とされており、本発明では、各圧電振動部に、このハイ
ナリコー１゛の各ヒツト信号を入力することにより、各
圧電振動部がビ、・１・桁毎に駆動される。そして、振
動抑制部材が少なくとも１の圧電振動部上に付加されで
おり、そａ　ｂこよっ′ζ各圧電振動部が各ピッ１−桁
の重のに対応した音圧を発生ずるごとが可能とされてい
る。従っζ、デジタル入力信号により複数の圧電振動部
が直接駆動され、その結果、Ｐ、ＡＭ波ひい”Ｃは原音
波形が再生される。

〔実施例の説明〕

第１図（ａ）及び（ｂ）＆；ｊ、本発明の一実施例の圧
電スピーカの断面図及び平面図である。

真鍮等の金属材料よりなる円板状の弾性体１１上に、第
１〜第４の圧電振動部１２〜１５が構成されている。

圧電振動部１２〜Ｉ５は、モルフォトロピック相境界近
傍の組成のチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスよ
りなる。すなわち、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミック
ス祠料を主体とするセラミックグリーンシートを、各圧
電振動部１２〜１５の平面形状（第１図（１））参照。

なお、第１図（＋１）では、第１〜第３の圧電振動部１
２〜１４上には後述の振動抑制部材が取付けられている
６）を有するように切断し、焼成した後、両面に電極を
形成し、該電極から電圧を印加することにより分極処理
して、各圧電振動部１２〜１５を得ることができる。こ
のようにして用意した第１〜第４の圧電振動部１２〜１
５が、弾性体１１上に導電性接着剤により貼付けられて
いる。

第１〜第４の圧電振動部１２〜１５が、本発明の「圧電
振動手段」を構成しており、以下に述べるようにデジタ
ル入力信号の各ビット桁毎に駆動され、各ビット桁に応
した音圧を発生するように構成されているものである。

第１〜第４の圧電振動部１２〜ｊ５のうち、第１〜第３
の圧電振動部１２〜】４の上面には、ステンレスよりな
る振動抑制材１６〜１８が貼（＝ｊけられている。この
振動抑制材１６〜１８は、各圧電振動部１２〜Ｉ５を単
独で駆動した場合の音圧比が、２°　：２１　・２２，
２：Ｉ　となるように、その厚みが選ばれている。

弾性体１１にはリード線２１が、各圧電振動部１２〜１
５の上面の電極には直接又は振動抑制部材を介してリー
ド線２２〜２５が接続されている。

駆動に際しては、これらのリード線２１〜２５から、デ
ジタル信号を入力する。

なお、弾性体１１を絶縁性材料で構成してもよく、ある
いはエポキシ樹脂等の絶縁性接着剤を用いて弾性体１１
に圧電振動部を貼付けてもよく、その場合には、圧電振
動部１２〜１５の下面の電極からの電気的な引出しは個
別に行い、各リード線を結線して共通電位を与えるよう
にすればよい。

次に、上記実施例の動作を説明する。第３図に示ずよう
乙こ、５ビ、トのＰＣＭ化されたデジタル信−ぢの・）
ち、最上位桁のＭＳＢ（符号ピノＩ）をインバータ２６
により反転さ−Ｕ、リ−］・綿２１６Ｊ、り弾１ψＩ体
１１に、ひいては圧電振動部１２〜１５の一１面の電極
に入力する。他方、各圧電振動０１；１２〜１５の上方
の電極には、リード線２２〜２５より各ビット桁のビッ
ト信号（下位上行から順に［、Ｓ　Ｂ　　ヒー、・Ｉ・
２　ピノＩ・３．ビット４の各信号）を入力する。

各圧電振動部１２〜１５は、単独で駆動した場合の音圧
比が２°　二２’　　：２２　：２’となるように、振
動抑制部材１６〜１Ｂにより重み付けられているので、
各ビット信号を入力することにより、圧電振動部１２〜
１５は１７１〜桁の重み付けに対応した音圧を発生する
。

よっζ、第１〜第４の圧電振動部１２〜１５で発生され
る音圧が合成されることにより、デジタル化された音声
信号が音波に変換されることになる。

もっとも、そのままでは再生された音の波形はＰＡＭ波
となる。従って、音質を向上するには、リンプリング１
４波数の１／２以下の帯域を通過さ−ＵるＩコーバスフ
ィルタを組合わせたり、あるいは音響ローパスフィルタ
をスピーカ前面に配すれば、連続波形とすることができ
る。すなわち、このようなｌコーバスフィルタまたは音
９０−パスフィルタを組合わせることにより、ＰＡＭ波
を原音の波形により近づＬ′ｊるごとかできる。

なお、上記実施例では、デジタル化された入力信号が、
５ビットの場合につき説明したが、５ピノｌ−以’Ａの
８ビット、１６ビノト等の他のビ・ノ］・数のデジタル
信号を再生する場合にも、本発明を通用することができ
る。その場合には、ビット数に応じて、圧電振動部の数
及び重め旬りを変更するだけで、上記と同様にデジタル
化された音声信号を音声に変換することが可能である。

また、１）ＣＭ変調以外の変調方式のデジタル信号を音
声に変換する場合にも本発明を適用することができる。

さらに、上記実施例では、複数の圧電振動部１２〜１５
は、別体の圧電振動体により構成されていたが、１枚の
圧電振動板の両主面に複数の電極対を形成し、それによ
って第１〜第４の圧電振動部１２〜１５を構成してもよ
い。すなわち、本発明の「圧電振動手段」は、別体の圧
電振動体により構成してもよく、一体向に構成してもよ
いものである。

また、１−記実施例では、振動抑制材を第１〜第３の圧
電振動部１２〜】４に付加したが、すべての圧電振動部
に（＝ｔ　ｉｎ　してもよく、また上記のように重み付
けが可能であれば、１の圧電振動部にのめ付加してもよ
い。

さらに、−］二１実施例では、第１〜第４の圧電振動部
１２〜１５を、同心の円及び円環状に形成したが、この
平面形状についても、図示のものに限定されない。例え
ば、矩形等の任意の平面形状とすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、振動抑制部材により重み付
けされた複数の圧電振動部に、デジタル化された音声信
号の各ビット信号を直接入力することにより音声を再ヰ
することができる。従って、デジタル信号を出力する増
幅器と直接結線するだ＋：ｌで、高品位の再生音を得る
ことができ、高価なＰＣＭ復調器を省略することが可能
となる。よって、デジタル　オーディオ・システＪ、の
価格を効果的に低減することができ、かつシステムの小
型化、軽量化及び低消費電力化を果たすことができる。

さらに、弾性体上に複数の圧電振動部を配し、かつ振動
抑制部材を適宜圧電振動部上にイ・１加した比較的簡単
な構造からなるため、量産性に優れており、よって低価
格であり、かつ信頼性にイ憂れたデジタルスピーカを実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の断面図
及び平面図、第２図はデジタル・オーディオ　システム
の概略を示すブロック関、第３図は第１図実施例を駆動
する方法を説明するためのブロンク図である。 図において、１１は弾性体、１２〜１５は第１〜第４の
圧電振動部、 １６〜１８は振動抑制部材 を示ず。 法

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧電効果による屈曲振動を利用したスピーカであって、 弾性体と、 デジタル入力信号の各ビット信号毎に駆動される複数の
   圧電振動部を有し、かつ前記弾性体上に貼付けられた圧
   電振動手段と、 前記各圧電振動部がデジタル入力信号の各ビット桁の重
   みに対応した音圧を発生するように、少なくとも１の圧
   電振動部上に付加された振動抑制部材とを備えることを
   特徴とする、圧電スピーカ。