(57)【要約】【課題】  専用の変換回路を用いることなく、オーディオ信号に応じた音声情報を出力することができる。【解決手段】  筐体８に備えられた変換回路１においてオーディオ信号が入力され、入力されたオーディオ信号が、同じ筐体８に備えられた圧電素子６の特性に適した信号に変換されて出力される。変換回路１から出力された信号が圧電素子６に入力され、入力された信号に応じた音声情報が圧電素子６から出力される。【選択図】図１
2006067092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号に応じた音声情報を出力する圧電スピーカであって、
入力された信号に応じた音声情報を出力する圧電素子と、
前記圧電素子が内蔵された筐体と、
前記筐体に取り付けられ、前記オーディオ信号を前記圧電素子の特性に適した信号に変換して出力する変換回路とを有し、
前記圧電素子は、前記変換回路から出力された信号が入力され、該信号に応じた音声情報を出力する圧電スピーカ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電スピーカにおいて、
前記変換回路が搭載され、前記筐体に取り付けられたＣＯＧ基板を有することを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電スピーカにおいて、
前記変換回路は、
前記オーディオ信号を予め設定した増幅率で増幅する増幅回路と、
前記増幅回路で増幅されたオーディオ信号をＰＷＭ形式に変換するＰＷＭ変換回路と、
前記ＰＷＭ変換回路でＰＷＭ変換されたオーディオ信号を前記圧電素子の特性に適した電圧に昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路で昇圧されたオーディオ信号から低周波数成分を除去するハイパスフィルタとを有することを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の圧電スピーカにおいて、
前記変換回路は、前記圧電素子から前記増幅回路側へ逆電流が流れることを防止する逆電圧防止回路を有することを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電スピーカにおいて、
前記圧電素子は、前記筐体内に複数枚設けられていることを特徴とする圧電スピーカ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧電スピーカにおいて、
前記オーディオ信号が入力される２つの入力端子を有し、
前記変換回路は、
前記２つの入力端子を介して入力されたオーディオ信号をそれぞれ前記圧電素子の特性に適した信号に変換して２つの出力信号として出力することを特徴とする圧電スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号が入力され、このオーディオ信号に応じた音声情報を出力する圧電スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声が出力される情報機器においては、装置全体の小型化に伴い、ピエゾ素子等といった薄型で軽量の圧電素子が内蔵された圧電スピーカが用いられている。このような圧電スピーカを情報機器に用いる場合は、出力されるオーディオ信号をそのまま圧電スピーカに入力することはできず、専用の昇圧回路と増幅回路とを備えた変換回路を設け、出力されたオーディオ信号を変換回路に入力し、この変換回路にて変換する必要がある。そして、変換回路にて変換されたオーディオ信号が、圧電素子が内蔵された圧電スピーカに入力され、圧電スピーカから音声情報が出力されることになる。
【０００３】
ここで、上述したような圧電素子をセンサとして使用し、センサとその周辺回路とを同一空間内に一体化させ、静電遮蔽することにより、ノイズ混入を防止し、取り付け構造を簡素化する方法も考えられている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開平０２−１３５５２１号公報
【特許文献２】特開平０３−０５４６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような圧電スピーカにおいては、出力されたオーディオ信号を専用の変換回路にて変換し、その後、変換されたオーディオ信号が入力される必要があるため、そのための変換回路が必要となり、特に、小型情報機器のように、装置内で回路が占有できるスペースが限られているものにおいては、変換回路で使用される部品サイズの分、搭載不可あるいは小型化への制限が生じてしまうという問題点がある。
【０００５】
また、オーディオ信号を出力する制御回路側において、圧電スピーカに内蔵された圧電素子の特性に合わせて変換回路を設定しなければならず、圧電素子を変更する度に、圧電素子の特性に合った変換回路の再設計および再試験を行うための工数が発生してしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点を鑑みてなされたものであって、専用の変換回路を用いることなく、オーディオ信号に応じた音声情報を出力することができる圧電スピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、
オーディオ信号に応じた音声情報を出力する圧電スピーカであって、
入力された信号に応じた音声情報を出力する圧電素子と、
前記圧電素子が内蔵された筐体と、
前記筐体に取り付けられ、前記オーディオ信号を前記圧電素子の特性に適した信号に変換して出力する変換回路とを有し、
前記圧電素子は、前記変換回路から出力された信号が入力され、該信号に応じた音声情報を出力する。
【０００８】
また、
前記変換回路が搭載され、前記筐体に取り付けられたＣＯＧ基板を有することを特徴とする。
【０００９】
また、
前記変換回路は、
前記オーディオ信号を予め設定した増幅率で増幅する増幅回路と、
前記増幅回路で増幅されたオーディオ信号をＰＷＭ形式に変換するＰＷＭ変換回路と、
前記ＰＷＭ変換回路でＰＷＭ変換されたオーディオ信号を前記圧電素子の特性に適した電圧に昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路で昇圧されたオーディオ信号から低周波数成分を除去するハイパスフィルタとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、
前記変換回路は、前記圧電素子から前記増幅回路側へ逆電流が流れることを防止する逆電圧防止回路を有することを特徴とする。
【００１１】
また、
前記圧電素子は、前記筐体内に複数枚設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、
前記オーディオ信号が入力される２つの入力端子を有し、
前記変換回路は、
前記２つの入力端子を介して入力されたオーディオ信号をそれぞれ前記圧電素子の特性に適した信号に変換して２つの出力信号として出力することを特徴とする。
【００１３】
上記のように構成された本発明においては、オーディオ信号が入力され、入力されたオーディオ信号が変換回路によって、圧電素子の特性に適した信号に変換され、出力される。変換回路から出力された信号が圧電素子に入力され、圧電素子において、入力された信号に応じた音声情報が出力される。この変換回路と圧電素子とが、一つの筐体に取り付けられている。
【００１４】
このように、変換回路と圧電素子とが一つの筐体に取り付けられているので、専用の変換回路を用いることなく、オーディオ信号に応じた音声情報を出力することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明においては、オーディオ信号に応じた音声情報を出力する圧電スピーカであって、入力された信号に応じた音声情報を出力する圧電素子と、圧電素子が内蔵された筐体と、筐体に取り付けられ、オーディオ信号を圧電素子の特性に適した信号に変換して出力する変換回路とを有し、圧電素子が、変換回路から出力された信号が入力され、信号に応じた音声情報を出力するという構成としたため、専用の変換回路を用いることなく、オーディオ信号に応じた音声情報を出力することができる。
【００１６】
また、変換回路が搭載され、筐体に取り付けられたＣＯＧ基板を有するものにおいては、変換回路が筐体内を占有するスペースを、エポキシ基板を使用する場合に比べて縮小することができる。
【００１７】
また、変換回路に、圧電素子から増幅回路側へ逆電流が流れることを防止する逆電圧防止回路を設けるものにおいては、電源が入ってない状態において、圧電素子が振動することによって発生する逆電流が、増幅回路側へ流れてしまうことを防止できる。
【００１８】
また、圧電素子を、筐体内に複数枚設けたものにおいては、大きな音を発生させることができる。
【００１９】
また、オーディオ信号が入力される２つの入力端子を有し、変換回路が、２つの入力端子を介して入力されたオーディオ信号をそれぞれ圧電素子の特性に適した信号に変換して２つの出力信号として出力する構成としたものにおいては、ステレオ機能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の圧電スピーカの第１の実施の形態を示す図である。
【００２２】
本形態は図１に示すように、筐体８の内部に圧電素子６が内蔵され、また、筐体８の上部に、入力されたオーディオ信号を変換して圧電素子６に与えるためのＣＯＧ（Chip On Glass）基板２が設けられて構成されている。このＣＯＧ基板２には、外部から電源が供給されるための電源端子３およびグランド端子４と、オーディオ信号が入力されるオーディオ信号端子５と、リード線７を介して圧電素子６と接続され、オーディオ信号端子５を介して入力されたオーディオ信号を、圧電素子６の特性に適した信号に変換する変換回路１とが設けられている。
【００２３】
図２は、図１に示した変換回路１の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、図１に示した変換回路１は、オーディオ信号端子５を介して入力されたオーディオ信号を増幅する増幅回路１０１と、増幅回路１０１にて増幅されたオーディオ信号をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）形式の信号に変換するＰＷＭ変換回路１０２と、ＰＷＭ変換回路１０２にて変換されたオーディオ信号を、圧電素子６の特性に適した電圧に昇圧する昇圧回路１０３と、昇圧回路１０３にて昇圧されたオーディオ信号から低域周波数成分を除去するハイパスフィルタ１０４と、圧電素子６から増幅回路１０１へ逆電流が流れることを防止するための逆電圧防止回路１０５とから構成されている。
【００２５】
以下に、上記のように構成された圧電スピーカの動作について図１および図２を用いて説明する。
【００２６】
筐体８の上部に設けられたＣＯＧ基板２上の電源端子３およびグランド端子４を介して、外部からの電源が変換回路１に供給される。また、オーディオ信号端子５を介して、外部からオーディオ信号が変換回路１に入力される。
【００２７】
外部から変換回路１に供給された電源は、変換回路１内の増幅回路１０１、ＰＷＭ変換回路１０２、昇圧回路１０３、ハイパスフィルタ１０４および逆電圧防止回路１０５にそれぞれ供給される。
【００２８】
また、オーディオ信号端子５を介して変換回路１に入力されたオーディオ信号は、増幅回路１０１において、予め設定された増幅率で増幅される。
【００２９】
次に、増幅回路１０１にて増幅されたオーディオ信号は、ＰＷＭ変換回路１０２にて入力され、ＰＷＭ変換回路１０２において、入力されたオーディオ信号がＰＷＭ形式の信号に変換され、ＰＷＭ形式に変換されたオーディオ信号は、次段の昇圧回路１０３に入力され、昇圧回路１０３において、圧電素子６の特性に適した電圧に昇圧されて出力される。
【００３０】
さらに、昇圧回路１０３から出力されたオーディオ信号は、低域周波数成分を除去するためのハイパスフィルタ１０４に入力され、圧電素子６にて再生が困難である低周波成分が除去される。
【００３１】
その後、ハイパスフィルタ１０４にて低周波数成分が除去されたオーディオ信号は、逆電圧防止回路１０５を介して変換回路１から出力され、リード線７を介して圧電素子６に入力され、このオーディオ信号によって圧電素子６が振動し、オーディオ信号出力端子５を介して入力されたオーディオ信号に応じた音声情報が出力される。
【００３２】
なお、変換回路１内において圧電素子６に出力する前段に逆電圧防止回路１０５を設けることにより、電源が入っていない状態で圧電素子６が振動することによって発生する逆電流が、圧電素子６から増幅回路１０１側に流れない構成としている。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の圧電スピーカの第２の実施の形態を示す図である。
【００３４】
本形態は図３に示すように、第１の実施の形態にて示したものに対して、圧電素子６が１枚追加され、全体的には２枚の圧電素子６が設けられている点のみが異なるものである。
【００３５】
これにより、本形態においては、圧電素子６が１枚の場合よりも、大きな音を発生させることができる。つまり、大きな音を発生させる必要がある場合に、適した形態となっている。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の圧電スピーカの第３の実施の形態を示す図である。
【００３７】
本形態は図４に示すように、第１の実施の形態にて示したものに対して、オーディオ信号が入力されるオーディオ信号端子が、オーディオ信号端子（右）９とオーディオ信号端子（左）１０との２つに分かれた構造となっている点が異なるものである。また、ＣＯＧ基板上１２には、対になる圧電スピーカへオーディオ信号を出力するための出力端子１３が設けられている。
【００３８】
図５は、図４に示した圧電スピーカと対になる圧電スピーカの一形態を示す図である。
【００３９】
図５に示すように、図４に示した圧電スピーカと対になる圧電スピーカの筐体１６には、出力端子１３から出力されたオーディオ信号が入力される信号入力端子１８およびグランド電位が入力されるグランド端子１９が設けられている。さらに、リード線２０を介して信号入力端子１８およびグランド端子１９に接続された圧電素子１７が設けられている。
【００４０】
図６は、図４に示した変換回路１１の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図６に示すように、図４に示した変換回路１１は、第１の実施の形態にて示したものに対して、入力および出力されるオーディオ信号の処理系統が２系統となっている点が異なるものである。
【００４２】
オーディオ信号端子（右）９を介して入力されたオーディオ信号は、増幅回路１０１、ＰＷＭ変換回路１０２、昇圧回路１０３およびハイパスフィルタ１０４にて上述したものと同様の処理が行われ、リード線１４を介して圧電素子１５に出力され、また、オーディオ信号端子（左）１０を介して入力されたオーディオ信号は、同様に処理され、出力端子１３、信号入力端子１８およびリード線２０を介して、対になる圧電素子１７に出力される。
【００４３】
以下に、上記のように構成されたステレオ機能が付加された圧電スピーカの動作について説明する。
【００４４】
まず、オーディオ信号端子（左）１０とオーディオ信号端子（右）９とを介してオーディオ信号がそれぞれ入力される。オーディオ信号端子（左）１０とオーディオ信号端子（右）９とを介して入力されたオーディオ信号は、変換回路１１に入力され、変換回路１１内の各ブロックで、第１の実施の形態にて説明したものと同じ処理が行われる。
【００４５】
その後、オーディオ信号端子（右）９から入力されて変換回路１１にて処理されたオーディオ信号がリード線１４を介して圧電素子１５に入力され、また、オーディオ信号端子（左）１０から入力されて変換回路１１にて処理されたオーディオ信号が、出力端子１３、信号入力端子１８およびリード線２０を介して圧電素子１７に入力される。
【００４６】
そして、圧電素子１５，１７のそれぞれから、入力されたオーディオ信号に応じた音声情報が出力される。
【００４７】
これにより、オーディオ信号端子（右）９から入力されたオーディオ信号に応じた音声情報が圧電素子１５から右側の音声情報として出力され、また、オーディオ信号端子（左）１０から入力されたオーディオ信号に応じた音声情報が圧電素子１７から左側の音声情報として出力されることになり、ステレオ機能が可能となる。
【００４８】
図７は、図４、図５および図６に示した圧電スピーカが搭載された携帯情報機器の一例を示す図である。
【００４９】
図７に示すように、図４に示した圧電スピーカ２０１と、図５に示した圧電スピーカ２０２とを、携帯情報機器２０３に搭載することにより、小型の携帯情報機器２０３において、ステレオ再生可能なシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の圧電スピーカの第１の実施の形態を示す図である。
【図２】図１に示した変換回路１の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の圧電スピーカの第２の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の圧電スピーカの第３の実施の形態を示す図である。
【図５】図４に示した圧電スピーカと対になる圧電スピーカの一形態を示す図である。
【図６】図４に示した変換回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図４、図５および図６に示した圧電スピーカが搭載された携帯情報機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１１    変換回路
２，１２    ＣＯＧ基板
３    電源端子
４，１９    グランド端子
５    オーディオ信号端子
６，１５，１７    圧電素子
７，１４，２０    リード線
８，１６    筐体
９    オーディオ信号端子(右)
１０    オーディオ信号端子(左)
１３    出力端子
１８    信号入力端子
１０１    増幅回路
１０２    ＰＷＭ変換回路
１０３    昇圧回路
１０４    ハイパスフィルタ
１０５    逆電圧防止回路
２０１，２０２    圧電スピーカ
２０３    携帯情報機器
【図１】
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【図２】
2006067092.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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