JPS58143698A - 音響変換器 - Google Patents
音響変換器Info
- Publication number
- JPS58143698A JPS58143698A JP58015546A JP1554683A JPS58143698A JP S58143698 A JPS58143698 A JP S58143698A JP 58015546 A JP58015546 A JP 58015546A JP 1554683 A JP1554683 A JP 1554683A JP S58143698 A JPS58143698 A JP S58143698A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic transducer
- areas
- piezoelectric
- signal
- acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/005—Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
- Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
え1匹欠!
本発明は音響変換器、特に金属被覆した複数の圧電フィ
ルムを有する音響変換器に関する。
ルムを有する音響変換器に関する。
藍米韮遺
発信器として圧電素子を用いた音響変換器は公知である
0例えば、米国特許第3,832,580号及び第3,
792,204号には、1枚の圧電フィルムを使用した
音響変換器が記載され、更に、上記の米国特許第3,8
32,580号には、中空に保持された形状の異なる複
数の圧電素又1.1978年にホノルルで開催された「
音響学会会議」での用材等の論文には、柱状のポリウレ
タン書フオームの上下面に固定した1対の圧電フィルム
が記載されている。
0例えば、米国特許第3,832,580号及び第3,
792,204号には、1枚の圧電フィルムを使用した
音響変換器が記載され、更に、上記の米国特許第3,8
32,580号には、中空に保持された形状の異なる複
数の圧電素又1.1978年にホノルルで開催された「
音響学会会議」での用材等の論文には、柱状のポリウレ
タン書フオームの上下面に固定した1対の圧電フィルム
が記載されている。
ところで、一般に、圧電フィルムを用いた音響変換器は
、ダイナミック型の音響変換器に比較し、印加交流電圧
に対する音声振幅(機械振幅)が小さい、この低い電圧
感応性のため、例えば、電詔の受話器のように印加信号
電圧が低い装置に圧電フィルムを使用した場合には、発
生する音声振幅は非常に小さい、逆に、マイクロホンや
送信器に圧電フィルム変換器を使用する場合には、エレ
クトレット−コンデンサ等の他の変換器に比較し、加え
られる音圧に対する出力電圧が小さいため、高価な高利
得の増幅器を必要とし、且つ信号対雑音比も良好でがい
。
、ダイナミック型の音響変換器に比較し、印加交流電圧
に対する音声振幅(機械振幅)が小さい、この低い電圧
感応性のため、例えば、電詔の受話器のように印加信号
電圧が低い装置に圧電フィルムを使用した場合には、発
生する音声振幅は非常に小さい、逆に、マイクロホンや
送信器に圧電フィルム変換器を使用する場合には、エレ
クトレット−コンデンサ等の他の変換器に比較し、加え
られる音圧に対する出力電圧が小さいため、高価な高利
得の増幅器を必要とし、且つ信号対雑音比も良好でがい
。
上述の従来例の問題を解決した複数の圧電フィルムを使
用した音響変換器は1本出願人に係る米国特許第4,2
95.010号に記載されている。この音響変換器では
、金属被覆した複数の圧電フィルムを電気的に並列接続
し、印加電圧の極性を選択することにより、電気的励起
に対して複数の圧電フィルムを同一方向に変位するよう
にしである。
用した音響変換器は1本出願人に係る米国特許第4,2
95.010号に記載されている。この音響変換器では
、金属被覆した複数の圧電フィルムを電気的に並列接続
し、印加電圧の極性を選択することにより、電気的励起
に対して複数の圧電フィルムを同一方向に変位するよう
にしである。
ところで、デジタル技術を利用して音声信号を伝送し処
理するには、先ず、音声アナログ信号をデジタル信号に
変換し、伝送されたデジタル信号をアナログ音声信号に
再変換する必要がある。
理するには、先ず、音声アナログ信号をデジタル信号に
変換し、伝送されたデジタル信号をアナログ音声信号に
再変換する必要がある。
尚、アナログ・デジタル変換、及びその逆変換であるデ
ジタル・アナログ変換技術自体は公知である。
ジタル・アナログ変換技術自体は公知である。
一般に、2進電気信号をアナログ電気信号に変換するた
めには、デジタル信号で構成される2速値号を一連の不
連続パルスに変換しなければならない、このパルスの振
幅は2速値号で表されるレベルに対応している0次いで
、所望の音声周波数ハンドでアナログ化を行ない、最後
にこのアナログ電気信号をアナログ音声信号にする。
めには、デジタル信号で構成される2速値号を一連の不
連続パルスに変換しなければならない、このパルスの振
幅は2速値号で表されるレベルに対応している0次いで
、所望の音声周波数ハンドでアナログ化を行ない、最後
にこのアナログ電気信号をアナログ音声信号にする。
アナログ音声信号をデジタル信号に変換する簡単な装置
を得ることが可能かどうかに問題かある。もし、このよ
うな装置を得ることができれば、例えば、情報システム
或いは通信システムの小型化が容易となり、デジタル電
気信号をアナログの音信号に直接変換する装置を用いて
、受話器やスピーカを簡単化することができる。この種
の従来例として、エレクトレット受話器があるが(Jル
、Flanagan、 The Be1l 丁e
chnical Journa159、1983 (
1980)参照)、構成が複雑であり且つビット数を本
発明より多くするのが困難という問題がある。
を得ることが可能かどうかに問題かある。もし、このよ
うな装置を得ることができれば、例えば、情報システム
或いは通信システムの小型化が容易となり、デジタル電
気信号をアナログの音信号に直接変換する装置を用いて
、受話器やスピーカを簡単化することができる。この種
の従来例として、エレクトレット受話器があるが(Jル
、Flanagan、 The Be1l 丁e
chnical Journa159、1983 (
1980)参照)、構成が複雑であり且つビット数を本
発明より多くするのが困難という問題がある。
え監卯1濃
本発明の目的は、デジタル電気信号を直接アナログの音
信号に変換する音響変換器を提供するものである。
信号に変換する音響変換器を提供するものである。
魚貝Jと41
本発明に係る音響変換器は、中空支持体と、金属被覆を
有し発信器の作用をする複数の圧電性の高分子フィルム
とを含み、これら複数の圧電フィルムは、その外周部で
互いに分離した状態で中空支持体に取り付けられ、その
中心部で少なくとも隣接する圧電フィルムと物理的に結
合し、更に、ヒ記複数の圧電フィルムは互いに電気的に
接続している。更に又、これらの複数の圧電フィルムは
、電気的に励起されると同一方向に変位して音を発する
ようになっている。
有し発信器の作用をする複数の圧電性の高分子フィルム
とを含み、これら複数の圧電フィルムは、その外周部で
互いに分離した状態で中空支持体に取り付けられ、その
中心部で少なくとも隣接する圧電フィルムと物理的に結
合し、更に、ヒ記複数の圧電フィルムは互いに電気的に
接続している。更に又、これらの複数の圧電フィルムは
、電気的に励起されると同一方向に変位して音を発する
ようになっている。
本発明に係る音響変換器の特徴は、少なくとも1枚の圧
電フィルムの片面が複数の金属被膜部分を有し、これら
の複数の金属被覆部分は互いに電気的に絶縁され、金属
被覆部分の1つ或いは複数個又はフィルム全体が、入力
デジタル電気音声信号により選択的に励起され、このデ
ジタル信号を、振幅変調されたパルスにより構成される
音響信号に直接変換する点にある。つまり、圧電フィル
ムの金属被膜部分が選択的に励起されると、励起された
部分或いは区域が変位し、この部分或いは区域の表面に
よって決まる振幅の音が発生する。このようにして得た
音を重畳することにより、音響変換器の出力である音響
信号をフィルタリングした後に、再生音が得られる。
電フィルムの片面が複数の金属被膜部分を有し、これら
の複数の金属被覆部分は互いに電気的に絶縁され、金属
被覆部分の1つ或いは複数個又はフィルム全体が、入力
デジタル電気音声信号により選択的に励起され、このデ
ジタル信号を、振幅変調されたパルスにより構成される
音響信号に直接変換する点にある。つまり、圧電フィル
ムの金属被膜部分が選択的に励起されると、励起された
部分或いは区域が変位し、この部分或いは区域の表面に
よって決まる振幅の音が発生する。このようにして得た
音を重畳することにより、音響変換器の出力である音響
信号をフィルタリングした後に、再生音が得られる。
以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
添付の図面は、本発明の実施例である音響変換器(受話
器)の部分垂直断面図である。
器)の部分垂直断面図である。
図示の音響変換器は、2枚の圧電フィルム14.16を
有する。圧電フィルム14.16は、その外形が円錐の
一部に類似し、その中心部はエポキシ樹脂接着゛材18
により互いに固定されている。圧電フィルム14.16
の外周端部は1分離用のリング(図示せず)で分離され
且つ中空支持体(図示せず)に取り付けられている。圧
電フィルム14.16は厚さが約9ミクロンの分極した
ポリ弗化ビニリデンのフィルムであり、圧電フィルム1
4.16の表面は、後述するように、約20OA (オ
ングストローム)の金で被覆されている。
有する。圧電フィルム14.16は、その外形が円錐の
一部に類似し、その中心部はエポキシ樹脂接着゛材18
により互いに固定されている。圧電フィルム14.16
の外周端部は1分離用のリング(図示せず)で分離され
且つ中空支持体(図示せず)に取り付けられている。圧
電フィルム14.16は厚さが約9ミクロンの分極した
ポリ弗化ビニリデンのフィルムであり、圧電フィルム1
4.16の表面は、後述するように、約20OA (オ
ングストローム)の金で被覆されている。
圧電フィルム14.16は、夫々、表面の2方向(X及
びY方向)で高い圧電係数が得られるように分極しく通
常、d31及びd32で示される)、対称的に変形して
音響変換効率が良好となるようにしである。圧電フィル
ム14.16の分極ベクトルは夫々フィルム表面と直角
であり、夫々のフィルムの分極ベクトルが同一方向にな
るようにフィルムを取り付ける。
びY方向)で高い圧電係数が得られるように分極しく通
常、d31及びd32で示される)、対称的に変形して
音響変換効率が良好となるようにしである。圧電フィル
ム14.16の分極ベクトルは夫々フィルム表面と直角
であり、夫々のフィルムの分極ベクトルが同一方向にな
るようにフィルムを取り付ける。
フィルム16の一方の面(外側の面)には、同心円状の
帯(バンド)の金属被WI6.7、及び8がある。尚、
金属被膜6の代りに、中心部(即ち、フィルム14と接
合している部分に対応)に円板状の金属被膜を設けてよ
うにしてもよい、フィルム14の一方の面(外側の面)
は略全面にわたって金属被覆されている。金属被H6の
面積は、金属被膜7の面積の約半分、金属被覆8の面積
の約l/4.及びフィルム14の金属被M9の面積の約
1/8である。圧電フィルム14.16の他方の面(内
面)は全面が金属被覆され、電気的に接地されている。
帯(バンド)の金属被WI6.7、及び8がある。尚、
金属被膜6の代りに、中心部(即ち、フィルム14と接
合している部分に対応)に円板状の金属被膜を設けてよ
うにしてもよい、フィルム14の一方の面(外側の面)
は略全面にわたって金属被覆されている。金属被H6の
面積は、金属被膜7の面積の約半分、金属被覆8の面積
の約l/4.及びフィルム14の金属被M9の面積の約
1/8である。圧電フィルム14.16の他方の面(内
面)は全面が金属被覆され、電気的に接地されている。
本実施例の音響変換器により音響信号に変換される信号
は、並列5ビツトの2進音声電気信号である。各ビット
は互いに異なる「重み」を有し、夫々図示の1〜5で示
したラインを介して音響変換器に加えられる。ラインl
は「重み」の大きいビットを伝送し、ライン5は「重み
」の小さいビットを伝送する。尚、「重み」の大きなビ
ットは2進音声信号の符号も決定する。
は、並列5ビツトの2進音声電気信号である。各ビット
は互いに異なる「重み」を有し、夫々図示の1〜5で示
したラインを介して音響変換器に加えられる。ラインl
は「重み」の大きいビットを伝送し、ライン5は「重み
」の小さいビットを伝送する。尚、「重み」の大きなビ
ットは2進音声信号の符号も決定する。
ラインlはスイッチに接続し、ラインlからのビット信
号(変位信号)により、夫々ライン2〜5が接続してい
る加算器(参照番号なし)に、正電圧又は負電圧を選択
的に加える。ライン2は加算器を介して金属被覆9に、
ライン3は加算器を介して金属被覆8に、ライン4は加
算器を介して金属被覆7に、ライン5は加算器を介して
金属被覆6に接続している。夫々異なるビットを伝送す
るライン1〜5によって励起される圧電フィルムの表面
は、パルス変調に対して線形にコード化さフ れた信号をデコードできる2つの出力にょ聾て励起され
る。金属被覆の1つ又は1群の励起によって発生する音
響パルスは、対応するビットの「重み」と関連している
。夫々の金属被膜に加えられる電圧は一定なので、音響
パルスの振幅に影響するのは移動した表面の変位量だけ
である。励起されたフィルムの表面によって発生する音
響パルスの重畳により、入力デジタル信号の値に対応し
た振幅の音響パルスが作られ、アナログ式音響フィルタ
によってアナログ音響信号への変換ができる。
号(変位信号)により、夫々ライン2〜5が接続してい
る加算器(参照番号なし)に、正電圧又は負電圧を選択
的に加える。ライン2は加算器を介して金属被覆9に、
ライン3は加算器を介して金属被覆8に、ライン4は加
算器を介して金属被覆7に、ライン5は加算器を介して
金属被覆6に接続している。夫々異なるビットを伝送す
るライン1〜5によって励起される圧電フィルムの表面
は、パルス変調に対して線形にコード化さフ れた信号をデコードできる2つの出力にょ聾て励起され
る。金属被覆の1つ又は1群の励起によって発生する音
響パルスは、対応するビットの「重み」と関連している
。夫々の金属被膜に加えられる電圧は一定なので、音響
パルスの振幅に影響するのは移動した表面の変位量だけ
である。励起されたフィルムの表面によって発生する音
響パルスの重畳により、入力デジタル信号の値に対応し
た振幅の音響パルスが作られ、アナログ式音響フィルタ
によってアナログ音響信号への変換ができる。
L吸a*yv−支1
上述の実施例では、金属被膜を同心円状としたが、これ
に限らず、扇形(円のセクタ)、カワラ状螺旋(spi
rales imbriqu6es ) 、複数のリン
グ、或いは交差したバンド(bandes crais
jes )等にすることができる。
に限らず、扇形(円のセクタ)、カワラ状螺旋(spi
rales imbriqu6es ) 、複数のリン
グ、或いは交差したバンド(bandes crais
jes )等にすることができる。
添付の図面は本発明の一実施例を説明するための部分垂
直断面図である。 6.7,8:金属被膜(金属被覆された区域)14.1
6:圧電フィルム 特許出願人 レクトレ、ニス・ア
直断面図である。 6.7,8:金属被膜(金属被覆された区域)14.1
6:圧電フィルム 特許出願人 レクトレ、ニス・ア
Claims (7)
- (1)中空支持体と、金属被膜を有し発信器として動作
する複数の圧電フィルムとを具え、該複数の圧電フィル
ムは、その外周部を前記中空支持体に分離した状態で取
り付けることにより支持され。 該複数の圧電フィルムの中心部は少なくとも1個の隣接
する圧電フィルムと物理的に接続し、該複数の圧電フィ
ルムは互いに電気的に接続し、該複数の圧電フィルムの
極性は、電気的に励起されると同一方向に変位する音響
変換器において、前記複数の圧電フィルムの少なくとも
1枚の一方の面は、金属被覆された複数の区域を有し、
該金属被覆された複数の区域は互いに電気的に絶縁され
、前記金属被覆された複数の区域の1つ或いは全体又は
前記圧電フィルム全体を入力デジタル音声電気信号によ
り選択的に励起し、U入力デジタル音声電気信号を、振
幅変調されたパルスから成る音響信号に直接変換するこ
とを特徴とする音1変換器。 - (2)前記複数の金属被覆された区域は、・同心円であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音響変
換器。 - (3)前記複数の金属被覆された区域は、複数のリング
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音
響変換器。 - (4)前記複数の金属被覆された区域は、カヮラ状の螺
旋であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
音響変換器。 - (5)前記複数の金属被覆された区域は、円のセクター
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音
響変換器。 - (6)#記金属被覆された1区域、或いは複数の区域又
は前記圧電フィルム全体が、上記入力デジタル音声電気
信号を構成するコード信号のみによって励起され、該コ
ード信号に付された「重み」が前記1つ或いは複数のリ
ング又は圧電フィルム全体の表面に対応していることを
特徴とする特許請求の範囲第1乃至第4項の何れかに記
載の音響変換器。 - (7)前記入力デジタル音声電気信号は2進コード化さ
れ、前記ビットは複数の並列ラインを介して伝達され、
各ラインは、同一の「重み」のビットのみを伝達し且つ
前記ビットの「重み」に略対応する金属被膜を有する1
つ或いは複数の区域又はフィルム全体に接続しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の音響変換器
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8202531A FR2521382A2 (fr) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Transducteur acoustique |
| FR8202531 | 1982-02-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143698A true JPS58143698A (ja) | 1983-08-26 |
Family
ID=9271033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58015546A Pending JPS58143698A (ja) | 1982-02-09 | 1983-02-03 | 音響変換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4469920A (ja) |
| EP (1) | EP0085997A3 (ja) |
| JP (1) | JPS58143698A (ja) |
| FR (1) | FR2521382A2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3437488A1 (de) * | 1984-10-12 | 1986-04-17 | Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen | Schallsender |
| US4833360A (en) * | 1987-05-15 | 1989-05-23 | Board Of Regents The University Of Texas System | Sonar system using acoustically transparent continuous aperture transducers for multiple beam beamformation |
| US5185549A (en) * | 1988-12-21 | 1993-02-09 | Steven L. Sullivan | Dipole horn piezoelectric electro-acoustic transducer design |
| WO1991010334A1 (en) * | 1990-01-03 | 1991-07-11 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Acoustic transducer and method of making the same |
| JP3377173B2 (ja) * | 1998-02-16 | 2003-02-17 | 松下電器産業株式会社 | ディジタル式電気音響変換器 |
| US7915789B2 (en) * | 2005-03-21 | 2011-03-29 | Bayer Materialscience Ag | Electroactive polymer actuated lighting |
| WO2009006318A1 (en) | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Artificial Muscle, Inc. | Electroactive polymer transducers for sensory feedback applications |
| EP2239793A1 (de) | 2009-04-11 | 2010-10-13 | Bayer MaterialScience AG | Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung |
| WO2012118916A2 (en) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Bayer Materialscience Ag | Automated manufacturing processes for producing deformable polymer devices and films |
| TW201250288A (en) | 2011-03-22 | 2012-12-16 | Bayer Materialscience Ag | Electroactive polymer actuator lenticular system |
| WO2013142552A1 (en) | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Bayer Materialscience Ag | Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices |
| KR20150031285A (ko) | 2012-06-18 | 2015-03-23 | 바이엘 인텔렉쳐 프로퍼티 게엠베하 | 연신 공정을 위한 연신 프레임 |
| US9590193B2 (en) | 2012-10-24 | 2017-03-07 | Parker-Hannifin Corporation | Polymer diode |
| TWI595789B (zh) * | 2016-02-16 | 2017-08-11 | 智動全球股份有限公司 | 電聲轉換器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1902849C3 (de) * | 1968-01-25 | 1978-06-29 | Pioneer Electronic Corp., Tokio | Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler |
| JPS4926890B1 (ja) * | 1970-12-04 | 1974-07-12 | ||
| CH539845A (de) * | 1972-06-30 | 1973-07-31 | Ibm | Elektroakustischer Wandler |
| US4242541A (en) * | 1977-12-22 | 1980-12-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Composite type acoustic transducer |
| US4295010A (en) * | 1980-02-22 | 1981-10-13 | Lectret S.A. | Plural piezoelectric polymer film acoustic transducer |
-
1982
- 1982-02-09 FR FR8202531A patent/FR2521382A2/fr active Pending
-
1983
- 1983-01-14 EP EP83200058A patent/EP0085997A3/fr not_active Withdrawn
- 1983-01-26 US US06/461,146 patent/US4469920A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-03 JP JP58015546A patent/JPS58143698A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4469920A (en) | 1984-09-04 |
| EP0085997A3 (fr) | 1984-07-18 |
| FR2521382A2 (fr) | 1983-08-12 |
| EP0085997A2 (fr) | 1983-08-17 |
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