(57)【要約】【課題】静電容量を有するスピーカを高周波で駆動する場合の消費電力の低減を図る。【解決手段】圧電スピーカ１０の両端子間にインダクタ２４を接続してＬＣ並列共振回路２６を構成する。ＬＣ並列共振回路２６の共振周波数を可聴周波数よりも高く設定する。発音しようとする音声信号をスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を介して圧電スピーカ１０に印加する。ＬＣ並列共振回路２６の共振周期に近似した周期ごとに該共振周期に比べて十分に短い期間前記スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオンし、それ以外の期間は該スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフする。【選択図】図１
2009188787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量を有するスピーカを駆動する方法であって、
発音しようとする音声信号をスイッチング素子を介して前記スピーカの両端子間に印加し、
前記スピーカの両端子間に前記スイッチング素子を経由せずにインダクタを接続して該スピーカと該インダクタの組み合わせでＬＣ並列共振回路を構成し、
該ＬＣ並列共振回路の共振周波数を可聴周波数よりも高い周波数に設定し、
該ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期ごとに該共振周期に比べて十分に短い期間前記スイッチング素子をオンし、それ以外の期間は該スイッチング素子をオフするスピーカ駆動方法。
【請求項２】
前記静電容量を有するスピーカが圧電スピーカまたは静電スピーカである請求項１記載のスピーカ駆動方法。
【請求項３】
静電容量を有するスピーカを駆動する装置であって、
発音しようとする音声信号をスイッチング素子を介して前記スピーカの両端子間に印加する信号路と、
前記スピーカの両端子間に前記スイッチング素子を経由せずに接続されて該スピーカとの組み合わせでＬＣ並列共振回路を構成しかつ該ＬＣ並列共振回路の共振周波数を可聴周波数よりも高い周波数に設定するインダクタと、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期ごとに該共振周期に比べて十分に短い期間前記スイッチング素子をオンし、それ以外の期間は該スイッチング素子をオフするスイッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路と
を具備してなるスピーカ駆動装置。
【請求項４】
前記信号路による前記スピーカへの前記音声信号の印加を妨げない前記ＬＣ並列共振回路内の位置に配置され、該ＬＣ並列共振回路の共振路をオン、オフする第２のスイッチング素子をさらに具備し、
前記スイッチング信号発生回路は前記ＬＣ並列共振回路の共振路を外れた位置に配置された前記スイッチング素子である第１のスイッチング素子のオン、オフを反転させたタイミングで前記第２のスイッチング素子をオン、オフするスイッチング信号をさらに発生させる
請求項３記載のスピーカ駆動装置。
【請求項５】
前記音声信号が前記ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期単位で値を変化させる階段波であり、
前記スイッチング信号発生回路は該階段波の変化周期に同期して前記スイッチング信号を発生させる請求項３または４記載のスピーカ駆動装置。
【請求項６】
前記音声信号が非階段波状に平滑に変化するアナログ音声信号である請求項３または４記載のスピーカ駆動装置。
【請求項７】
前記静電容量を有するスピーカが圧電スピーカまたは静電スピーカである請求項３から６のいずれか１つに記載のスピーカ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧電スピーカ、静電スピーカ等の静電容量を有するスピーカを高周波で駆動する方法および装置に関し、消費電力の低減を図ったものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカの駆動方法は発音しようとする音声信号で直接スピーカを駆動するものであった。これに対し可聴域外の高周波信号を搬送波として該高周波信号を発音しようとする音声信号で振幅変調し、該振幅変調された高周波信号でスピーカを駆動する方法が考えられている。該振幅変調された高周波信号でスピーカを駆動すると、高周波信号による音声は可聴域外なので聞こえず、その包絡線成分である音声信号による音を聞くことができる。
【０００３】
上記音声信号で振幅変調された高周波信号でスピーカを駆動する駆動方法によれば、音声信号で直接駆動する場合に比べて大きな音圧を得ることができる。すなわち音圧は振動板の加速度に比例し、同じ音圧を得るのに必要な振動板の振幅は周波数の二乗に反比例する。したがって振動板の振幅が同じであれば音声信号で直接駆動するよりも高周波信号で駆動した方が大きな音圧が得られる。この振幅変調された高周波信号で駆動する方法を用いれば、振幅を大きくとれない小口径の振動板であっても大きな音圧を得ることができる。
【０００４】
また圧電スピーカは周波数特性が平坦でないという欠点があるが、上記振幅変調された高周波信号で駆動する方法で駆動すれば、圧電スピーカは特定の周波数の高周波で駆動されることになるので、圧電スピーカの本来の周波数特性に左右されず平坦な周波数特性を得ることができる。
【０００５】
また超指向性を得る目的で高周波信号を音声信号で振幅変調して放射するスピーカとしてパラメトリックアレイスピーカが従来より知られている（例えば下記特許文献１記載のもの）。
【特許文献１】特許第３０００９８２号公報
【０００６】
ここで圧電スピーカを例にとりこれを音声信号で振幅変調された高周波信号で駆動する具体例を説明する。単純化のために単音の場合について説明する。いま音声信号の角振動数をω、高周波信号の角振動数をω0（ω0>>ω）とする。このときスピーカの振動板の、面に垂直な方向の原点からの変位ｙ(t)が時間に応じて次式となるように駆動する。
【数１】
2009188787.tif 000003
（但し、ｋ＝１，２，３，・・・、Ａは振動板の振動振幅）
すなわち高周波信号の１周期（Δ）内では変位ｙ(t)が正方向と負方向で等しくなるように駆動する。この駆動を実現するためには圧電スピーカの入力電圧Ｖ(t)を上記変位ｙ(t)に対応したものとなるようにする。すなわち、
【数２】
2009188787.tif 000004
（但し、Ｂは比例定数）
なる入力電圧Ｖ(t)で圧電スピーカを駆動する。
【０００７】
スピーカ駆動信号Ｖ(t)の生成過程を図２に示す。（ａ）は音声信号、（ｂ）は変調前の高周波信号（正弦波）である。（ｃ）は（ｂ）の高周波信号を（ａ）の音声信号で振幅変調した信号Ｖ(t)である。この振幅変調された信号Ｖ(t)は正負両極性に振れる波形を有し、かつ該高周波の各周期ごとに正極性の波形の振幅と負極性の波形の振幅が等しいものである。つまり（ｃ）において、波形(1)，(3)，(5)，・・・，(21)，(23)，・・・は音声信号によって振幅変調された、該音声信号と同極性の高周波信号の半周期分の波形、波形(2)，(4)，(6)，・・・，(22)，(24)，・・・は直前の高周波信号の半周期分の波形と振幅が同じ（波形(1)の振幅＝波形(2)の振幅、波形(3)の振幅＝波形(4)の振幅、・・・、波形(23)の振幅＝波形(24)の振幅，・・・）で極性が反対の波形である。波形ａは高周波波形(1)，(3)，(5)，・・・，(21)，(23)，・・・の包絡線成分、波形ｂは高周波波形(2)，(4)，(6)，・・・，(22)，(24)，・・・の包絡線成分である。包絡線成分ａと包絡線成分ｂとは高周波信号の半周期分（高周波信号の角振動数をω0とするとπ／ω0）だけ相互に位相がずれている。したがって包絡線成分ａ、ｂは完全にはキャンセルされず、音声信号成分が出てくる。そしてこの振幅変調された高周波信号で圧電スピーカを駆動すると、高周波成分は可聴周波数よりもはるかに高いので（例えば２００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ）人の耳には聞こえず、その包絡線成分である音声信号成分のみが聞こえる。
【０００８】
ここで圧電スピーカの静電容量をＣとすると、数２の入力電圧Ｖ(t)で駆動されたときに該圧電スピーカに溜まる電荷Ｑ(t)は、
Ｑ(t)＝ＣＶ(t)
したがってこのとき圧電スピーカに流れる電流Ｉ(t)は、
【数３】
2009188787.tif 000005
よって数３のＶ(t)に数２を代入して
【数４】
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【０００９】
ここで圧電スピーカの駆動回路として図３の回路を用いた場合を考える（圧電スピーカ１０は等価回路で示す）。この駆動回路は次のように構成されている。入力信号Ｖ(t)は増幅回路１２，１４に入力される。増幅回路１２，１４は電源ライン１６の電圧を電源として入力信号Ｖ(t)を増幅し、増幅した電圧ＧＶ(t)（Ｇはゲイン）を出力信号路２０，２２間に出力する。出力信号路２０，２２間には圧電スピーカ１０が接続され、圧電スピーカ１０は該増幅された信号ＧＶ(t)で駆動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３の回路に流れる電流を説明する。信号ＧＶ(t)の極性が正の期間は図３に矢印Ｉaで示す給電路を電流が流れる。すなわち電源ライン１６からの電流は増幅回路１２、信号路２０、圧電スピーカ１０、信号路２２、増幅回路１４、グランドライン１８へと流れ、圧電スピーカ１０を正方向にチャージする。また信号ＧＶ(t)の極性が負の期間は図３に矢印Ｉbで示す給電路を電流が流れる。すなわち電源ライン１６からの電流は増幅回路１４、信号路２２、圧電スピーカ１０、信号路２０、増幅回路１２、グランドライン１８へと流れ、圧電スピーカ１０を負方向にチャージする。このように図３の回路は圧電スピーカ１０を振幅変調された高周波信号で常時駆動する。したがって圧電スピーカ１０の電荷の変動の絶対値に相当する分の電流が電源ライン１６からグランドライン１８に流れるため、消費電力が大きくなる問題がある。
【００１１】
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、圧電スピーカ、静電スピーカ等の静電容量を有するスピーカを高周波で駆動する際の消費電力の低減を図ったスピーカ駆動方法および装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のスピーカ駆動方法は静電容量を有するスピーカを駆動する方法であって、発音しようとする音声信号をスイッチング素子を介して前記スピーカの両端子間に印加し、前記スピーカの両端子間に前記スイッチング素子を経由せずにインダクタを接続して該スピーカと該インダクタの組み合わせでＬＣ並列共振回路を構成し、該ＬＣ並列共振回路の共振周波数を可聴周波数よりも高い周波数に設定し、該ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期ごとに該共振周期に比べて十分に短い期間前記スイッチング素子をオンし、それ以外の期間は該スイッチング素子をオフするものである。
【００１３】
この発明のスピーカ駆動装置は静電容量を有するスピーカを駆動する装置であって、発音しようとする音声信号をスイッチング素子を介して前記スピーカの両端子間に印加する信号路と、前記スピーカの両端子間に前記スイッチング素子を経由せずに接続されて該スピーカとの組み合わせでＬＣ並列共振回路を構成しかつ該ＬＣ並列共振回路の共振周波数を可聴周波数よりも高い周波数に設定するインダクタと、前記ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期ごとに該共振周期に比べて十分に短い期間前記スイッチング素子をオンし、それ以外の期間は該スイッチング素子をオフするスイッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路とを具備してなるものである。
【００１４】
この発明によれば静電容量を有するスピーカとインダクタの組み合わせでＬＣ並列共振回路を構成して該回路による共振を利用してスピーカを駆動し、共振周期ごとに共振のピーク近傍のタイミングで、音声信号から必要な分だけ電荷をスピーカに補給するので、該スピーカを音声信号で振幅変調された高周波信号で常時駆動する場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００１５】
この発明は前記信号路による前記スピーカへの前記音声信号の印加を妨げない前記ＬＣ並列共振回路内の位置に該ＬＣ並列共振回路の共振路をオン、オフする第２のスイッチング素子を配置し、該第２のスイッチング素子を前記ＬＣ並列共振回路の共振路を外れた位置に配置された前記スイッチング素子である第１のスイッチング素子のオン、オフを反転させたタイミングでオン、オフさせることもできる。
【００１６】
この発明において前記音声信号は例えば、前記ＬＣ並列共振回路の共振周期に近似した周期単位で値を変化させる階段波とすることができ、このとき前記第１のスイッチング素子または前記第１，第２のスイッチング素子は該階段波の変化周期に同期してスイッチングすることができる。また前記音声信号は非階段波状に平滑に変化するアナログ音声信号とすることもできる。この発明において、前記静電容量を有するスピーカは例えば圧電スピーカ、静電スピーカ等とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
《実施の形態１》
この発明によるスピーカ駆動装置の実施の形態１を図１に示す。前出の図３と共通する部分には同一の符号を用いる。圧電スピーカ１０の両端子間にはスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を介してインダクタ２４が接続されている。圧電スピーカ１０の静電容量とインダクタ２４の組み合わせでＬＣ並列共振回路２６を構成する。入力信号は例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの１６ビットＰＣＭディジタル音声信号である。クロック発生回路３０からは入力ディジタル音声信号に同期して所定周波数のクロック信号ＣＫ２が出力される。スイッチング信号発生回路３２はクロック信号ＣＫ２を分周して可聴周波数よりも高い所定周波数（例えば２００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ）の高周波クロック信号ＣＫ１を発生する。ＬＣ並列共振回路２６の共振周波数は信号ＣＫ１の周波数とほぼ等しく設定されている。ＤＡ変換器２８はディジタル音声信号をクロック信号ＣＫ１に同期してＤＡ変換しさらに該クロック信号ＣＫ１の周期単位で値を変化させる階段波状のアナログ音声信号Ｖ１(t)に変換する。
【００１８】
ＤＡ変換器２８から出力される階段波状のアナログ音声信号Ｖ１(t)は増幅回路１２，１４に入力される。増幅回路１２，１４は電源ライン１６の電圧を電源として、アナログ音声信号を増幅し、該増幅したアナログ音声信号ＧＶ１(t)を信号路２０，２２間に出力する。信号路２０，２２はそれぞれスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を介してＬＣ並列共振回路２６に接続される。ＬＣ並列共振回路２６内には増幅回路１２，１４から圧電スピーカ１０への給電を妨げない位置（圧電スピーカ１０とインダクタ２４の両側の接続点）にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４が配置されている。
【００１９】
スイッチング信号発生回路３２はクロック信号ＣＫ１に同期してスイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４を出力してスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を次のようにオン・オフ制御する。
【数５】
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すなわちクロック信号ＣＫ１の立ち上がり直後の所定の期間αのみスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオンし、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフする。期間α以外の期間はスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフし、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンする。ここでαは微小な時間であり例えばスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング周期Δの１０分の１程度である。後出の図４の例ではスイッチング周期ΔはＬＣ並列共振回路２６の共振周波数にほぼ等しく、期間αはクロック信号ＣＫ２の１周期分（Δ／１０）の時間に設定している。
【００２０】
スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンし、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオフする期間αでは圧電スピーカ１０はアナログ音声信号Ｖ１(t)に応じてチャージされる。このとき図１の回路に流れる電流を説明する。アナログ音声信号Ｖ１(t)の極性が正のときは図１に矢印Ｉaで示す給電路を電流が流れる。すなわち電源ライン１６からの電流は増幅回路１２、信号路２０、スイッチング素子Ｓ１、圧電スピーカ１０、信号路２２、スイッチング素子Ｓ２、増幅回路１４、グランドライン１８へと流れ、圧電スピーカ１０を正方向にチャージする。またアナログ音声信号Ｖ１(t)の極性が負のときは図１に矢印Ｉbで示す給電路を電流が流れる。すなわち電源ライン１６からの電流は増幅回路１４、信号路２２、スイッチング素子Ｓ２、圧電スピーカ１０、信号路２０、スイッチング素子Ｓ１、増幅回路１２、グランドライン１８へと流れ、圧電スピーカ１０を負方向にチャージする。
【００２１】
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング周期ΔはＬＣ並列共振回路２６の共振周波数にほぼ等しく設定されているので、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフし、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオンする期間（期間α以外の期間）ではＬＣ並列共振回路２６はほぼ１周期分共振動作をする。すなわち圧電スピーカ１０の電圧はこの間に、共振動作開始前のピーク電圧から、該電圧の極性を反転させたピーク電圧を経て、再び共振動作開始前のピーク電圧に戻るように変化する。これにより圧電スピーカ１０は１周期分駆動される。この動作がスイッチング周期Δごとに繰り返される。その結果圧電スピーカ１０は次式の電圧Ｖs(t)、すなわち音声信号で振幅変調された角振動数がω0（＝２π／Δ）の高周波信号で駆動されることになる。この駆動電圧Ｖs(t)は高周波の周期ごとに正極性の波形の振幅と負極性の波形の振幅が等しい信号である。
【数６】
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【００２２】
図４は図１の回路の動作を示す。（ｃ）はクロック発生回路３０から発生されるクロック信号ＣＫ２である。スイッチング信号発生回路３２はこの信号ＣＫ２を１０分周して（ｂ）のクロック信号ＣＫ１を発生する。ＤＡ変換器２８は入力ディジタル音声信号（例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの１６ビットＰＣＭディジタル音声信号）をクロック信号ＣＫ１（例えば２００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ）に同期してＤＡ変換しさらに該クロック信号ＣＫ１の周期単位で値を変化させる（ａ）の階段波状のアナログ音声信号Ｖ１(t)に変換する。スイッチング信号発生回路３２はクロック信号ＣＫ１に同期して該信号ＣＫ１の立ち上がり時に該信号ＣＫ１の１／１０周期（Δ／１０）のパルス幅を有する（ｄ）のスイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２を出力する。またスイッチング信号発生回路３２はスイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２を反転した（ｅ）のスイッチング信号ＳＳ３，ＳＳ４を出力する。スイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４はそれぞれスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオン・オフする。
【００２３】
図４（ａ）の信号Ｖs(t)は圧電スピーカ１０の両端の電圧波形を示す。時刻ｔ１でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると圧電スピーカ１０は増幅回路１２，１４から出力されるアナログ音声信号ＧＶ１(t)の電圧Ｖkにチャージされる。時刻ｔ２でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。圧電スピーカ１０のチャージ電圧がほぼ正のピーク（約Ｖk）に戻る時刻ｔ３で再びスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると、圧電スピーカ１０は信号ＧＶ１(t)の電圧Ｖk+1にチャージされる。
【００２４】
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。圧電スピーカ１０のチャージ電圧がほぼ正のピーク（約Ｖk+1）に戻る時刻ｔ５で再びスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると、圧電スピーカ１０は信号ＧＶ１(t)の電圧Ｖk+2にチャージされる。時刻ｔ６でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。以後同様の動作が繰り返される。
【００２５】
以上の動作によれば圧電スピーカ１０の両端の電圧は図４（ａ）に二点鎖線で示す角振動数ω0（＝２π／Δ）の高周波信号で駆動した場合（つまり共振を使用しない場合）と同等になる。そして電源ライン１６からグランドライン１８へは周期Δごとに所定の期間αだけ「共振による到達電圧」と「音声信号に応じた所望の電圧」との差分に応じた電流が流れるだけであるので、図４（ａ）に二点鎖線で示す高周波信号で駆動する場合（つまり共振を使用しない場合）に比べて消費電力を低減することができる。
【００２６】
《実施の形態２》
この発明によるスピーカ駆動装置の実施の形態２を図５に示す。これは非階段波状に平滑に変化するアナログ音声信号を入力信号としたものである。図１と共通する部分には同一の符号を用いる。入力信号Ｖ２(t)は最初からアナログ信号である音声信号またはディジタル音声信号をＤＡ変換して得られる音声信号であり、非階段波状に平滑に変化するアナログ音声信号である。入力信号Ｖ２(t)がアナログ信号であるため図１のＤＡ変換器２８は設けられていない。またＤＡ変換は不要であるためスイッチング信号発生回路３２はクロック信号ＣＫ１は発生しない。それ以外の構成は図１に示したスピーカ駆動装置と同じである。
【００２７】
図６は図５の回路の動作を示す。クロック信号ＣＫ２、スイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２は図４のクロック信号ＣＫ２、スイッチング信号ＳＳ１，ＳＳ２と同じである。図６（ａ）の信号ＧＶ２(t)は増幅回路１２，１４から出力される非階段波の電圧波形を示す。信号Ｖs(t)は圧電スピーカ１０の両端の電圧波形を示す。時刻ｔ１でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると圧電スピーカ１０は増幅回路１２，１４から出力されるアナログ音声信号ＧＶ２(t)の電圧Ｖk（正確には時刻ｔ２でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフされる直前の電圧）にチャージされる。時刻ｔ２でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。圧電スピーカ１０のチャージ電圧がほぼ正のピーク（約Ｖk）に戻る時刻ｔ３で再びスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると、圧電スピーカ１０は信号ＧＶ２(t)の電圧Ｖk+1にチャージされる。
【００２８】
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。圧電スピーカ１０のチャージ電圧がほぼ正のピーク（約Ｖk+1）に戻る時刻ｔ５で再びスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフすると、圧電スピーカ１０は信号ＧＶ２(t)の電圧Ｖk+2にチャージされる。時刻ｔ６でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオンするとＬＣ並列共振回路２６による共振動作が開始され、圧電スピーカ１０のチャージ電圧は正のピーク→負のピーク→正のピークと１周期分変化する。以後同様の動作が繰り返される。
【００２９】
以上の動作によれば圧電スピーカ１０の両端の電圧は図６（ａ）に二点鎖線で示す角振動数ω0（＝２π／Δ）の高周波信号で駆動した場合（つまり共振を使用しない場合）と同等になる。そして電源ライン１６からグランドライン１８へは周期Δごとに所定の期間αだけ「共振による到達電圧」と「音声信号に応じた所望の電圧」との差分に応じた電流が流れるだけであるので、図６（ａ）に二点鎖線で示す高周波信号で駆動する場合（つまり共振を使用しない場合）に比べて消費電力を低減することができる。
【００３０】
《その他の実施の形態３》
前記実施の形態ではＬＣ並列共振回路２６内にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を配置したが、これは動作を確実にするためであり、図７に示すようにスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を設けない構成とすることもできる。また前記実施の形態ではＬＣ並列共振回路２６の外のスイッチング素子として信号路２０，２２ごとにスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２配置したが、これは動作を確実にするためであり、増幅回路１２，１４と圧電スピーカ１０間に流れる電流を遮断できればよいので、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のうち一方だけ設けるようにしてもよい。また前記実施の形態ではＬＣ並列共振回路２６内のスイッチング素子として圧電スピーカ１０とインダクタ２４の両側の接続点ごとにスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４配置したが、これは動作を確実にするためであり、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４のうち一方だけ設けるようにしてもよい。また前記実施の形態ではこの発明を圧電スピーカの駆動に用いた場合について説明したが、この発明は静電スピーカその他の静電容量を有するスピーカの駆動に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明によるスピーカ駆動装置の実施の形態１を示す回路図である。
【図２】音声信号で振幅変調された高周波信号でスピーカを駆動する場合の駆動信号Ｖ(t)の生成過程の一例を示す波形図である。
【図３】図２（ｃ）のスピーカ駆動信号を使用する圧電スピーカの駆動回路の一例を示す回路図である。
【図４】図１のスピーカ駆動装置の動作を示す波形図である。
【図５】この発明によるスピーカ駆動装置の実施の形態２を示す回路図である。
【図６】図５のスピーカ駆動装置の動作を示す波形図である。
【図７】この発明によるスピーカ駆動装置のその他の実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…圧電スピーカ（静電容量を有するスピーカ）、１２，１４…増幅回路、２０，２２…信号路、２４…インダクタ、２６…ＬＣ並列共振回路、２８…ＤＡ変換器、３２…スイッチング信号発生回路、Ｓ１，Ｓ２…第１のスイッチング素子、Ｓ３，Ｓ４…第２のスイッチング素子、Ｉa，Ｉb…給電路。
【図１】
2009188787.tif 000009
【図２】
2009188787.tif 000010
【図３】
2009188787.tif 000011
【図４】
2009188787.tif 000012
【図５】
2009188787.tif 000013
【図６】
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【図７】
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