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公開番号2025062766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2023172001
出願日2023-10-03
発明の名称スピーカー及びオーディオシステム
出願人国立大学法人東京大学,クレバ株式会社,株式会社クレハトレーディング
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04R 3/00 20060101AFI20250408BHJP(電気通信技術)
要約【課題】圧電スピーカーユニットを用いたスピーカーにおいて、小型化などに対する設計の自由度が高く、より高音質なスピーカーを提供する。
【解決手段】音声信号を帯域分割する状態変数型フィルタであって、カットオフ周波数が共通する、ハイパス出力と、バンドパス出力と、ローパス出力と、を有する第1の状態変数型フィルタと、前記バンドパス出力からの信号が入力される圧電スピーカー用アンプと、前記圧電スピーカー用アンプから出力される信号を圧電素子によって音に変換して出力する圧電スピーカーと、前記ローパス出力からの信号が入力されるダイナミックスピーカー用アンプと、前記ダイナミックスピーカー用アンプから出力される信号を出力するダイナミックスピーカーと、を備えることを特徴とするスピーカー。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
音声信号を帯域分割する状態変数型フィルタであって、カットオフ周波数が共通する、ハイパス出力と、バンドパス出力と、ローパス出力と、を有する第１の状態変数型フィルタと、
前記バンドパス出力からの信号が入力される圧電スピーカー用アンプと、
前記圧電スピーカー用アンプから出力される信号を圧電素子によって音に変換して出力する圧電スピーカーと、
前記ローパス出力からの信号が入力されるダイナミックスピーカー用アンプと、
前記ダイナミックスピーカー用アンプから出力される信号を出力するダイナミックスピーカーと、
を備えることを特徴とするスピーカー。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
電源としての二次電池から供給される直流を昇圧するＤＣ－ＤＣコンバータと、をさらに備え、
前記圧電スピーカー用アンプは、前記ＤＣ－ＤＣコンバータによって昇圧された直流で動作することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
【請求項３】
前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、半導体スイッチと、前記半導体スイッチの制御用回路と、トランスとを含む回路により昇圧することを特徴とする請求項２に記載のスピーカー。
【請求項４】
前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、さらに倍電圧整流回路を用いて正と負の電圧の直流を出力することを特徴とする請求項３に記載のスピーカー。
【請求項５】
前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、
正の出力に接続されるフィードバック抵抗及び位相補償回路を有する、正出力側フィードバック用回路と、
負の出力に接続されるフィードバック抵抗及び位相補償回路を有する、負出力側フィードバック用回路と、
前記正出力側フィードバック用回路と前記負出力側フィードバック用回路に接続されるカレントミラーと、を有し、
前記正出力側フィードバック用回路と前記負出力側フィードバック用回路からの電流によって発生させる電圧に基づき、正負の出力電圧を調整することを特徴とする請求項４に記載のスピーカー。
【請求項６】
前記圧電スピーカー用アンプは、スピーカーアンプＩＣと、信号の電圧を増幅する電圧ブースター回路と、を有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
【請求項７】
前記圧電スピーカー用アンプは、入力された信号を前記ダイナミックスピーカー用アンプよりも高い電圧の信号に増幅することを特徴とする請求項１または６に記載のスピーカー。
【請求項８】
前記第１の状態変数型フィルタのＱ値が０．５であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
【請求項９】
前記ダイナミックスピーカー用アンプがＤ級アンプであることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
【請求項１０】
前記スピーカーは、
前記圧電スピーカー用アンプとして、第１の圧電スピーカー用アンプと、第２の圧電スピーカー用アンプと、を有し、
前記圧電スピーカーとして、前記第１の圧電スピーカー用アンプから信号が入力される第１の圧電スピーカーと、前記第２の圧電スピーカー用アンプから信号が入力される第２の圧電スピーカーと、を有する３ウェイスピーカーであり、
前記第１の状態変数型フィルタから出力される前記バンドパス出力を帯域分割する第２の状態変数型フィルタをさらに備え、
前記２の状態変数型フィルタのハイパス出力の信号が前記第１の圧電スピーカー用アンプに入力され、前記第２の状態変数型フィルタのローパス出力の信号が前記第２の圧電スピーカー用アンプに入力されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電スピーカーユニットを有するスピーカー及びオーディオシステムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電スピーカーを用いたスピーカーシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１のスピーカーシステムでは、それぞれ別々の周波数帯域を有する複数のサウンダと、それぞれのサウンダへの信号を増幅する複数の増幅器と、各サウンダに対応する周波数帯域の信号が通過する複数個のバンドパスフィルタを備えたマルチチャネルスピーカーシステムが開示されている。複数個のサウンダ全体で必要な周波数帯域の音声を出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平４－３３１５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のスピーカーシステムでは、多数のサウンダとそれに対応する多数の機器や部品が必要となる。また、音質も十分とは言えなかった。
【０００５】
そこで本発明は、圧電スピーカーユニットを用いたスピーカーにおいて、小型化などにおける設計の自由度があり、より高音質なスピーカー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】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨は以下の通りである。
【０００７】
（１）音声信号を帯域分割する状態変数型フィルタであって、カットオフ周波数が共通する、ハイパス出力と、バンドパス出力と、ローパス出力と、を有する第１の状態変数型フィルタと、
前記バンドパス出力からの信号が入力される圧電スピーカー用アンプと、
前記圧電スピーカー用アンプから出力される信号を圧電素子によって音に変換して出力する圧電スピーカーと、
前記ローパス出力からの信号が入力されるダイナミックスピーカー用アンプと、
前記ダイナミックスピーカー用アンプから出力される信号を出力するダイナミックスピーカーと、
を備えることを特徴とするスピーカー。
【０００８】
（２）電源としての二次電池から供給される直流を昇圧するＤＣ－ＤＣコンバータと、をさらに備え、
前記圧電スピーカー用アンプは、前記ＤＣ－ＤＣコンバータによって昇圧された直流で動作することを特徴とする上記（１）に記載のスピーカー。
【０００９】
（３）前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、半導体スイッチと、前記半導体スイッチの制御用回路と、トランスとを含む回路により昇圧することを特徴とする上記（２）に記載のスピーカー。
【００１０】
（４）前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、さらに倍電圧整流回路を用いて正と負の電圧の直流を出力することを特徴とする上記（３）に記載のスピーカー。
（【００１１】以降は省略されています）

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