數字揚聲器驅動裝置的制作方法

專利名稱：數字揚聲器驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種數字揚聲器驅動裝置、數字揚聲器裝置、致動器、平面顯示器裝置 和便攜式電子設備。更詳細地說，涉及使用將數字信號直接轉換為模擬聲音的數字揚聲器 裝置的數字音響系統和其應用。
背景技術：
將數字信號直接轉換為模擬聲音的數字揚聲器技術已被提出。在W02007/135928A1中公開有下述方法，即以X(L)和Y(R)兩個數字聲音信號作 為輸入，通過利用△ E調制器和失配整形濾波器電路輸出多個數字信號的電路；和被上述 多個數字信號驅動的多個揚聲器或多個驅動元件，對模擬聲音進行直接轉換。這種使用將數字信號直接轉換為模擬聲音的數字揚聲器技術的數字揚聲器裝置， 除了與被模擬電信號驅動的模擬揚聲器裝置相比，具有消耗電力小這一特征以外，由于使 用多個揚聲器元件或多個驅動元件(線圈等)，所以與現有的使用一個揚聲器元件或單一 的驅動元件的揚聲器相比，能夠以低的驅動電壓輸出大的聲壓。但是，現有的揚聲器裝置是以輸入模擬信號為前提的，因此，為了將數字揚聲器裝 置組入現有的數字音響系統，必須將所輸入的模擬信號轉換為數字信號，在實現使用數字 揚聲器裝置的數字音響系統方面存在較大的問題。圖la 圖lc表示使用現有的模擬揚聲器裝置的數字音響系統的代表例。圖la 表示使用數字信號源和模擬揚聲器裝置的數字音響系統的第一實施方式。該例中，數字信 號源的信號通過D/A轉換器轉換為模擬信號，通過模擬放大器進行振幅放大后輸入模擬揚 聲器裝置。是與現有的使用模擬放大器和揚聲器的音響系統的匹配最佳的實施方式。圖lb表示使用數字信號源和模擬揚聲器裝置的數字音響系統的第二實施方式。 該例中，數字信號源的信號通過D/A轉換器轉換為模擬信號并輸入放大裝置。在放大裝置 中，被輸入的模擬信號通過A/D轉換器在此暫時轉換為數字信號之后，進行PWM調制再被數 字振幅放大(D級放大)，之后由D/A轉換器(通常是用LC濾波器)轉換為模擬信號，輸入 模擬揚聲器裝置。與圖la相比為較復雜的系統，但數字振幅放大(D級放大)與模擬放大 裝置相比，電力效率高，可實現放大器的省電、省空間，因此成為近年來逐漸被使用的實施 方式。圖lc表示使用數字信號源和模擬揚聲器裝置的數字音響系統的第三實施方式。 該例中，數字信號源的信號作為數字信號被直接輸入放大器。由放大裝置對輸入的數字信 號進行PWM調制后，進行數字振幅放大(D級放大)，其后，由D/A轉換器(通常是用LC濾波 器)轉換為模擬信號，輸入模擬揚聲器裝置。在以個人計算機、便攜式電話為代表的數字設 備中，存在用于網絡、數據發送的數字信號源和放大裝置設置在同一設備中的情況，于是這 種實施方式的系統正逐漸被使用。圖lb和圖lc中，進行數字振幅放大(D級放大)后，由D/A轉換器(通常是用LC 濾波器)轉換為模擬信號，輸入模擬揚聲器裝置，但是為了產生大的聲壓，必須以高電壓驅動數字振幅放大，需要使用高電壓用的特殊的半導體技術的數字振幅放大用的半導體元 件，存在難以降低成本之類的問題。另外，以高電壓進行數字振幅放大時電磁輻射(EMI)增 大，因此，還存在為了抑制該電磁輻射而耗費新的成本的問題。在這些現有例中，使用模擬信號作為輸入揚聲器裝置的信號，因此，如果將在 W02007/135928A1中提案的使用A E調制器、通過失配整形濾波器電路輸出多個數字信號 的電路、和被多個數字信號驅動的多個揚聲器的數字揚聲器裝置應用于現有的數字音響系 統，則需要將輸入揚聲器裝置的模擬信號轉換為數字信號，因此，要實現數字揚聲器裝置還 必須添加A/D轉換裝置，使得數字揚聲器裝置變得復雜，而且還有在新添加的A/D轉換器處 所消耗的電力增加這一問題。另外，還存在數字信號源與數字揚聲器裝置間的A/D(D/A)轉 換器中的數字信號和模擬信號之間的音質變差的問題。專利文獻1 :W02007/135928A
發明內容
本發明公開了對于數字揚聲器裝置最適合的數字音響系統等，該數字揚聲器裝置 通過利用△ E調制器和失配整形濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及被上述多個 數字信號驅動的一個或多個揚聲器，對模擬聲音進行直接轉換。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信 號端子的數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制 并輸出n位數字信號的A E調制器；與A E調制器連接，輸出對n位數字信號進行失配整 形后的m位數字信號的后置濾波器；和分別輸入m位數字信號的一部分并輸出數字信號的 S個驅動電路，其中S個驅動電路與S個數字信號端子對應。另外，優選的是，數字揚聲器驅動裝置所具有的電源電路，通過向s個驅動元件供 給可變電壓，調整s個驅動電路的數字信號的輸出振幅。進一步，優選還具有數字衰減器， 其對數字輸入信號實施規定的運算處理并輸入A E調制器，由此調整數字揚聲器的音量。 進一步，優選還響應于數字輸入信號來控制電源電路。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其與數字揚聲器的數字 信號端子連接，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，具有與數字揚聲器的數字信號端子的 第一輸入端子連接的第一輸出電路；和與數字揚聲器的數字信號端子的第二輸入端子連接 的第二輸出電路，該第二輸入端子與第一輸入端子成對，其中，向第一輸出電路和第二輸出 電路供給反轉的信號。進一步，優選的是，第一輸出電路和第二輸出電路均輸出由第一、第二和第三電壓 構成的信號，第一輸出電路輸出第一電壓、第二輸出電路輸出第三電壓，由此成為第一數字 信號輸出的狀態；第一輸出電路輸出第三電壓、第二輸出電路輸出第一電壓，由此成為第二 數字信號輸出的狀態；第一輸出電路和第二輸出電路均輸出第二電壓，由此成為第三數字 信號輸出的狀態。進一步，優選的是，在上述數字揚聲器驅動裝置中，A E調制器、后置濾波器和s 個驅動電路在單一的半導體上形成，或者被共同封入單一的封裝中。本發明的一實施方式，提供一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括具有多個輸 入端子的數字揚聲器；和與數字輸入信號和電源連接，驅動數字揚聲器的數字揚聲器驅動
6裝置，其中，數字揚聲器驅動裝置緊接著數字揚聲器的線圈組配置。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括對數字輸 入信號進行調制并輸出n位數字信號的△ E調制器；與△ E調制器連接，輸出對n位數字 信號進行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；分別輸入m位數字信號的一部分并輸 出數字信號的s個驅動電路；分別被對應的s個驅動電路驅動的s個驅動元件；和分別被s 個驅動元件的一部分驅動的r塊振動膜，其中，s和r均為2以上。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器裝置，其包括A E調制器和數字揚 聲器，該數字揚聲器裝置的特征在于數字揚聲器具有分別被不同的數字信號驅動、使共用 的振動膜振動的多個線圈。優選的是，多個線圈絞合卷繞。本發明的一實施方式中，公開一種數字致動器，其特征在于具有磁致伸縮元件、 和分別被不同的數字信號驅動而向磁致伸縮元件施加磁場的多個線圈。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括對數字輸 入信號進行調制并輸出n位數字信號的△ E調制器；與△ E調制器連接，輸出對n位數字 信號進行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；分別輸入m位數字信號的一部分并輸 出數字信號的s個驅動電路；和分別被對應的s個驅動電路驅動的s個靜電型元件。上述數字揚聲器裝置，優選的是，A E調制器、后置濾波器、s個驅動電路和s個靜 電型元件，形成為同一基板狀。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信 號端子的數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制 并輸出n位數字信號的A E調制器；與A E調制器連接，輸出對n位數字信號進行失配整 形后的m位數字信號的后置濾波器；對m位數字信號進行延遲控制，輸出已延遲的m位數字 信號的數字延遲控制電路；和分別輸入已延遲的m位數字信號的一部分并輸出數字信號的 s個驅動電路，其中，根據控制信號，針對每一輸出控制數字延遲控制電路的延遲時間。本發明的一實施方式中，公開一種平面顯示器裝置，其特征在于，具有平面顯示 器；在該平面顯示器的至少一邊排列配置的多個數字揚聲器；和根據控制信號，控制供給 至多個數字揚聲器的驅動信號的延遲時間的延遲控制電路。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括與便攜式 數字音源再現裝置連接的端口；對從端口輸入的數字信號保持數字的狀態進行處理的電 路；和由該電路驅動的數字揚聲器，該數字揚聲器裝置由電池驅動。本發明的一實施方式中，公開一種便攜式電子設備，其特征在于，包括數字揚聲 器、和不將數字信號轉換為模擬信號地驅動數字揚聲器的驅動裝置，該便攜式電子設備由 電池驅動。本發明的一實施方式中，公開一種便攜式電子設備，其特征在于，包括與便攜式 數字音源再現裝置連接的端口 ；對從端口輸入的數字信號保持數字的狀態進行處理的驅動 裝置；和被該驅動裝置驅動的數字揚聲器，該便攜式電子設備由電池驅動。本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括數字揚聲 器、不將數字信號轉換為模擬信號地驅動數字揚聲器的數字揚聲器驅動裝置、和麥克風，數 字揚聲器驅動裝置基于來自麥克風的信號進行控制，以消除周圍的雜音。
本發明的一實施方式中，公開一種便攜式電子設備，其包括接收數字信號的無線 接收機；不將無線接收機的輸出轉換為模擬信號地生成多個驅動信號的數字揚聲器驅動裝 置；和由多個驅動信號驅動的數字揚聲器。另外，本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其是驅動具有s組 數字信號端子的數字揚聲器的數字揚聲器系統，其中，該數字信號端子具有第一輸入端子 和第二輸入端子的組，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制 并輸出n位數字信號的△ E調制器；與△ E調制器連接，輸出對被輸出的n位數字信號進 行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；和對應s組數字信號端子，分別輸入被輸出的 m位數字信號的一部分，并輸出數字信號的s個驅動電路，其中，該s個驅動電路分別具有 與各自對應的數字信號端子的第一輸入端子連接的第一輸出電路；和與第二輸入端子連接 的第二輸出電路，該第二輸入端子與該第一輸入端子成對，該驅動電路根據輸入該第一輸 出電路的第一數字信號和輸入該第二輸出電路的第二數字信號的組合，采用至少三種數字 信號輸出的狀態。另外，本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其驅動分別具有s 個數字信號端子的多個數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入 信號進行調制并輸出n位數字信號的△ E調制器；與該△ E調制器連接，輸出對n位數字 信號進行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；對輸出的m位數字信號進行延遲控制， 輸出已延遲的m位數字信號的數字延遲控制電路；分別輸入已延遲的m位數字信號的一部 分并輸出數字信號的s個驅動電路；和感知關于周圍存在的人或物體的信息的傳感器，其 中，根據基于由該傳感器感知的信息而生成的控制信號，控制該數字延遲控制電路的延遲 時間，由多個數字揚聲器再現的聲音的指向性被控制成指向由上述傳感器檢測出的人或物 體的方向或位置。另外，本發明的一實施方式中，公開一種數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數 字信號端子的數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行 調制并輸出n位數字信號的△ E調制器；與該△ E調制器連接，輸出對n位數字信號進行 失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；對輸出的m位數字信號進行延遲控制，輸出已延 遲的m位數字信號的數字延遲控制電路；分別輸入已延遲的m位數字信號的一部分并輸出 數字信號的s個驅動電路；和檢測周圍的聲音的麥克風，其中，由上述數字揚聲器生成與由 該麥克風檢測出的聲音相位相反的聲音。在這種情況下，通過還設置有另外的數字揚聲器，具有多個數字揚聲器，數字延遲 控制電路針對每一數字揚聲器控制輸出的m位數字信號的延遲時間，輸出已延遲的m位數
字信號。另外，圖Id表示本發明的使用數字信號源和數字揚聲器裝置的數字音響系統的 實施方式的一例。本發明中，數字信號源的信號作為數字信號輸入數字揚聲器裝置。數字 揚聲器裝置將輸入的數字信號不轉換為模擬信號地直接轉換為模擬聲音。發明的效果根據本發明，不會損害作為數字揚聲器本來的特性的低消耗電力特性，與現有的 模擬音響系統相比，能夠通過簡單的裝置的組合構筑數字音響系統，因此，能夠降低數字音 響系統的成本。數字揚聲器裝置以低的驅動電壓產生大的聲壓，因此，在半導體上一體形成
8數字信號處理電路時，也可以不使用用于處理高電壓的特殊的半導體技術，由此，能夠降低 數字音響系統所需要的數字揚聲器驅動裝置的成本。因為是以低驅動電壓進行驅動，所以 電磁輻射(EMI)小，能夠降低用于抑制電磁輻射的成本。沒有數字信號源與數字揚聲器裝 置之間的A/D(D/A)轉換器，因此能夠避免音質的劣化。


圖la是數字音響系統的結構的一例的圖。圖lb是數字音響系統的結構的一例的圖。圖lc是數字音響系統的結構的一例的圖。圖Id是本發明的一實施例的數字音響系統的結構圖。圖le是本發明的一實施例的數字音響系統的結構圖。圖2a是本發明的第一實施例的數字音響系統的電源電路的結構圖。圖2b是本發明的第二實施例的數字音響系統的電源電路的結構圖。圖2c是本發明的第三實施例的數字音響系統的電源電路的結構圖。圖3a是本發明的一實施例的數字音響系統的揚聲器驅動電路的結構圖。圖3b是本發明的另一實施例的數字音響系統的揚聲器驅動電路的結構圖。圖4a是本發明的第四實施例的數字音響系統的結構圖。圖4b是本發明的第四實施例的數字音響系統的結構圖。圖5是本發明的第五實施例的數字音響系統的結構圖。圖6是本發明的第六實施例的數字音響系統的結構圖。圖7是本發明的第七實施例的數字音響系統的結構圖。圖8a是本發明的第八實施例的數字音響系統的結構圖。圖8b是本發明的第八實施例的數字音響系統的結構圖。圖8c是本發明的第八實施例的數字音響系統的結構圖。圖9a是本發明的第九實施例的數字音響系統的結構圖。圖9b是本發明的第九實施例的數字音響系統的結構圖。圖10是本發明的第十實施例的數字音響系統的結構圖。圖11是本發明的第十一實施例的數字音響系統的結構圖。圖12是本發明的第十二實施例的數字音響系統的結構圖。圖13是本發明的第十三實施例的數字音響系統的結構圖。圖14是本發明的第十四實施例的數字音響系統的結構圖。圖15a是本發明的第十五實施例的數字音響系統的結構圖。圖15b是本發明的第十五實施例的數字音響系統的結構圖。圖16是本發明的第十六實施例的數字音響系統的結構圖。圖17a是本發明的第十七實施例的數字音響系統的結構圖。圖17b是本發明的一實施方式的由三值的開關放大器構成的揚聲器驅動電路的 結構圖。圖18是本發明的第十八實施例的數字音響系統的結構圖。圖19是本發明的第十九實施例的數字音響系統的結構圖。
圖20是本發明的第二十實施例的數字音響系統的結構圖。圖21a是本發明的第二十一實施例的數字音響系統的結構圖。圖21b是本發明的一實施方式的集中控制裝置(2105)和傳遞數字信號的車內LAN 的結構圖。符號說明200數字揚聲器裝置201 A E 調制器202后置濾波器2031 203s揚聲器驅動電路2041 204s驅動元件205電源電路251 電源254使供給電壓可變的單元210數字輸入信號211數字信號212數字信號213振動膜2521 252n調整器電路2531 253n 供給線
具體實施例方式下面，利用

本發明的實施方式。另外，本發明并不受以下的實施例的任何 限定。本發明能夠基于屬于發明的通常的技術等對以下的實施例進行各種變形并實施。(實施例1)圖le表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第一實施例。lbit(位)的數字 輸入信號(210)被輸入A E調制器(201)，由A E調制器(201)轉換為nbit的多個數字 信號(211)。nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(202)進行了失配整形的m個數字 信號(212)。m個數字信號通過揚聲器驅動電路(2031 203s)驅動s個驅動元件(2041 204s)，并通過振動膜(213)對模擬聲音進行直接轉換。向上述A E調制器(201)、后置濾 波器(202)、揚聲器驅動電路(2031 203s)和它們的電路供給電源的電源電路(205)是數 字揚聲器裝置(200)的構成要素。另外，輸入s個揚聲器驅動電路(2031 203s)的數字信號的各個，可能在某一 瞬間顯示相同值。但是，能夠使得在充分長的時間段中輸入s個揚聲器驅動電路(2031 203s)的數字信號各自的變化不是相同的。由此，能夠抑制由驅動元件(2041 204s)等引 起的無用的電力消耗。例如，能夠防止在向s個揚聲器驅動電路(2031 203s)的n個中 輸入相同數字信號時，被各個驅動元件無效地消耗的電力的n倍被無效地消耗掉。該內容 對于其它實施例也是同樣的。圖2a表示上述第一實施例中的電源電路(205)的內部結構。來自外部電源或電池等的電源(251)中，有多個調整器(regulator)電路(2521 252n)，經由供給線(2531 253n)分別向A E調制器(201)、后置濾波器(202)和揚聲器驅動電路(2031 203s)供 給。向揚聲器驅動電路(2031 203s)供給電源的調整器電路(252a)能夠具有使供給電 壓可變的單元(254)。由此，能夠調節驅動數字揚聲器的數字信號的振幅，能夠進行數字揚 聲器的音量的調節。(實施例2)圖2b表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第二實施例。本實施例中，為了 進行數字揚聲器的音量調節，即使向揚聲器驅動電路(2031 203s)供給電源的調整器電 路(252a)不具有使供給電壓可變的單元(254)，也能夠根據輸入數字揚聲器裝置的lbit的 數字輸入信號(210)進行數字性調節。(實施例3)圖2c表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第三實施例。本實施例中，為了 進行數字揚聲器的音量調節，作為使向揚聲器驅動電路(2031 203s)供給電源的調整器 電路(252a)的供給電壓可變的單元(254)，根據輸入數字揚聲器裝置的lbit的數字輸入信 號(210)的信息進行數字性調節。圖2a 圖2c所示的揚聲器驅動電路(2031 203s)如果分別是具有2值(_1、 1)的電路，則作為數字揚聲器的驅動狀態，能夠具有s+1個水平。這時，m=s，A E調制器 (201)中滿足2n> (s+1)的關系。圖3a表示具有2值的驅動狀態的揚聲器驅動電路(300a) 的實施例。由PM0S元件(301)和NM0S元件(302)構成的兩種開關電路，分別經由輸出端 子與揚聲器驅動元件(204)連接。2值的數字信號即輸入信號A經由反轉電路(303)與一 個開關電路的輸入連接。根據輸入信號A的狀態，揚聲器驅動電路(300a)具有2值(_1，1) 的狀態。圖2a 圖2c所示的揚聲器驅動電路(2031 203s)如果是分別具有三值(_1、0、 1)的電路，則作為數字揚聲器的驅動狀態，能夠具有2Xs+l個水平。這時，m = 2Xs，A E 調制器(201)中滿足2n> (2Xs+l)的關系。圖3b表示具有三值的驅動狀態的揚聲器驅 動電路(300b)的實施例。由PM0S元件(301)和NM0S元件(302)構成的兩種開關電路，分 別經由輸出端子與揚聲器驅動元件(204)連接。2值的數字信號即輸入信號A經由帶啟動 端子的緩沖電路(304b)和反轉電路(303a)與各個開關電路的輸入連接。根據輸入信號A 和B的狀態，揚聲器驅動電路(300b)具有三值(_1、0、1)的狀態。這種電路一般叫做H橋 電路。圖3a和圖3b所示的開關電路中，使用作為互補型的M0S晶體管的PM0S和NM0S， 但也可以僅利用NM0S晶體管或PM0S晶體管構成開關電路。另外，也可以利用使用M0S晶 體管以外的半導體的開關元件構成開關電路。圖2a 圖2c所示的、由A E調制器、后置濾波器電路、多個揚聲器驅動電路、驅 動元件構成的數字揚聲器裝置的實施例中，△E調制器以后的傳送信號個數需要為多個， 因此為了減少需要的配線個數，優選的是，△ E調制器、后置濾波器電路、多個揚聲器驅動 電路一體構成。由△ E調制器、后置濾波器電路、多個揚聲器驅動電路、驅動元件構成的數字信號處理電路，可以采用在半導體上一體形成、或共同封入同一封裝的方式，由此能夠減 少需要的信號線的個數。(實施例4)圖4a(背面圖)、圖4b (側面圖)中，將由A E調制器、后置濾波器電路、多個揚聲 器驅動電路、驅動元件構成的數字揚聲器裝置的第四實施例，表示為數字揚聲器裝置(400) 的系統實施方式，該數字揚聲器裝置(400)由將利用△ E調制器和后置濾波器電路輸出 多個數字信號的電路在半導體上一體形成、或者共同封入同一封裝的數字揚聲器驅動裝置 (402)和多個揚聲器驅動元件構成。lbit的數字輸入信號(403)被輸入內置有A E調制 器、后置濾波器電路、驅動多個數字信號的電路的數字揚聲器驅動裝置(402)，輸出多個數 字揚聲器驅動信號(401)。電源供給線(404)向數字揚聲器驅動電路(402)供給電源。數 字揚聲器驅動電路(402)配置在揚聲器驅動元件的附近，以使多個數字揚聲器驅動信號 (401)和揚聲器驅動元件之間的距離變短。通過如圖4a、圖4b所示地緊接著揚聲器而配置， 能夠使配線距離最短。根據以上所述的本發明的第一 第四實施例，輸入數字揚聲器裝置的數字輸入信 號，在數字揚聲器裝置中一次也沒有轉換為模擬信號，多個數字信號驅動多個揚聲器驅動 元件，由此能夠將數字信號直接轉換為模擬聲音。由于不在過程中轉換為模擬信號，因此不 需要模擬轉換所需要的A/D轉換電路，能夠減少消耗電力、需要的半導體面積，能夠提供低 價格的數字揚聲器裝置。數字揚聲器裝置以低驅動電壓產生大的聲壓，因此，在半導體上一 體形成數字信號處理電路時，可以不使用用于處理高電壓的特殊的半導體技術，能夠使用 低電壓用的半導體技術而提供數字揚聲器裝置所需要的一體型的數字揚聲器驅動裝置。因 為是以低驅動電壓進行驅動，所以電磁輻射(EMI)小，能夠降低用于抑制電磁輻射的成本。 因為沒有數字信號源與數字揚聲器裝置之間的A/D(D/A)轉換器，所以能夠避免音質的劣 化。(實施例5)圖5表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及多 個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第五實施例。lbit的數字輸入信號 (510)被輸入A E調制器(501)，由A E調制器(501)轉換為nbit的多個數字信號(511)。 nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(502)進行了失配整形的m個數字信號(512)。 m個數字信號通過揚聲器驅動電路(5031 503s)驅動s個驅動元件(5041 504s)，并通 過振動膜(513)對模擬聲音進行直接轉換。向上述A E調制器(501)、后置濾波器(502)、 揚聲器驅動電路(5031 503s)和它們的電路供給電源的電源電路(505)是數字揚聲器裝 置(500)的構成要素。本實施例中，組合s個驅動元件來驅動多個(兩個)揚聲器的振動 膜(513a、513b)。如果利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路驅動多 個驅動元件，并對模擬聲音進行直接轉換，則驅動元件數(s)和揚聲器振動膜的塊數(r)之 間能夠進行任意的組合。一般來說r彡1且s > 1即可。(實施例6)圖6表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及多 個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第六實施例。lbit的數字輸入信號 (610)被輸入A E調制器(601)，由A E調制器(601)轉換為nbit的多個數字信號(611)。nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(602)進行了失配整形的m個數字信號(612)。 m個數字信號通過揚聲器驅動電路(6031 603s)驅動s個驅動元件(6041 604s)，并通 過振動膜(613)對模擬聲音進行直接轉換。向上述A E調制器(601)、后置濾波器(602)、 揚聲器驅動電路(6031 603s)和它們的電路供給電源的電源電路(605)是數字揚聲器裝 置(600)的構成要素。本實施例中，為了組合s個驅動元件來驅動揚聲器的振動膜(613)，將多個線圈成 束地卷繞。在卷繞多個線圈時，可以將多個線圈線絞合(604a)卷繞，也可以并排(604b)卷 繞。另外，也可以僅使一部分線圈區分開。數字揚聲器裝置所需要的多個驅動元件一般能 夠是任意配置。(實施例7)圖7表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及多 個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第七實施例。lbit的數字輸入信號 (710)被輸入A E調制器(701)，由A E調制器(701)轉換為nbit的多個數字信號(711)。 nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(702)進行了失配整形的m個數字信號(712)。 m個數字信號通過驅動電路(7031 703s)驅動s個驅動線圈(7041 704s)，對磁致伸縮 元件(713)施加磁場。通過與磁致伸縮元件(713)機械連接的驅動部(714)對聲音信號進 行直接轉換。向上述A E調制器(701)、后置濾波器(702)、驅動電路(7031 603s)和它 們的電路供給電源的電源電路(705)是數字揚聲器裝置(700)的構成要素。本實施例中，為了組合s個驅動元件來驅動與磁致伸縮元件(713)機械連接的驅 動部(714)，卷繞有多個線圈。磁致伸縮元件(713)是元件尺寸根據由線圈、磁鐵等引起的 來自外部的磁場以nsec y sec的速度進行變化的元件。如果代替通常的音圈使用磁致伸 縮元件(713)，則能夠實現骨傳導用的數字揚聲器裝置(700)。本實施例，除了應用于骨傳 導用的數字揚聲器裝置(700)以外，也可以應用于使用磁致伸縮元件控制模擬值的汽車用 部件用途的噴射閥、泵、定位裝置、線性致動器等致動器、轉矩傳感器等傳感器的數字控制。(實施例8)圖8a 圖8c表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的 電路、以及多個靜電型揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第八實施例。 lbit的數字輸入信號(810)被輸入A E調制器(801)，由A E調制器(801)轉換為nbit 的多個數字信號(811)。nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(802)進行了失配整形 的m個數字信號(812)。m個數字信號通過驅動電路(8031 803s)驅動s個靜電型元件 (8041 804s)而得到聲音信號。向上述A E調制器(801)、后置濾波器(802)、驅動電路 (8031 803s)和它們的電路供給電源的電源電路(805)是數字揚聲器裝置(800)的構成 要素。圖8b中表示了在同一基板上一體形成(820) A E調制器(801)、后置濾波器 (802)、驅動電路(8031 8034)、和四個靜電型元件(8041 8044)的實施例。這種一體型 的數字揚聲器裝置(820)，能夠通過例如使用硅工藝技術在相同硅基板上制作數字電路和 靜電揚聲器元件而實現，進一步，能夠容易地組入使用圖8c所示的數字揚聲器裝置的耳機 裝置(830)。(實施例9)
圖9a表示由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個 揚聲器驅動元件、和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第九實施例。lbit的 數字輸入信號(910)被輸入A E調制器(901)，由A E調制器(901)轉換為nbit的多個 數字信號(911)。nbit的多個數字信號轉換為由后置濾波器(902)進行了失配整形的m個 數字信號(912)。m個數字信號在被由數字信號(920)控制的數字延遲控制電路(905)分 別控制延遲之后，通過驅動電路(9031 903s)驅動s個揚聲器(9041 904s)而得到聲 音信號。向上述A E調制器(901)、后置濾波器(902)、驅動電路(9031 903s)、數字延遲 控制電路(905)和它們的電路供給電源的電源電路(906)是數字揚聲器裝置(900)的構成 要素。圖9b中表示了向上述A E調制器(901)、后置濾波器(902)、驅動電路(9031 903s)、數字延遲控制電路(905)和它們的電路供給電源的電源電路(906)使數字揚聲器裝 置(900)連接于大畫面的平面電視機(930)時的實施方式。通過在平面電視機的上下左右 配置多個揚聲器，并控制驅動各個揚聲器的信號的延遲，能夠使再現聲音的指向性變化。例 如如果根據來自家庭用游戲設備(940)的信號控制對于數字揚聲器裝置(900)的多個揚聲 器的數字信號的延遲時間，則能夠根據游戲的內容使聲音分配至上下左右，由此能夠增加 游戲的臨場感。同樣地，如果根據來自平面電視機的遙控設備的信號控制對于數字揚聲器裝置 (900)的多個揚聲器的數字信號的延遲時間，則能夠根據收看的節目的內容，對再現聲音添 加指向性以使其集中于畫面中央部，或對再現聲音添加無指向性以使得在屋子的任何地方 都可以聽到。通過在實施例1 9所述的、由利用A E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字 信號的電路、多個揚聲器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置中，將數字信號源 的信號作為數字信號進行輸入，能夠構筑使用數字揚聲器裝置的數字音響系統。(實施例10)圖10表示數字音響系統的第十實施例，該數字音響系統使用如下所述的數字揚 聲器裝置在由利用△ E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個揚聲 器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(1002)上，連接(1001)來自作為數字信 號源(1003)的便攜式數字音源再現裝置的數字信號，不將所輸入的數字信號轉換為模擬 信號而是直接轉換為模擬聲音。本實施例中，作為向數字揚聲器裝置供電的電源使用電池 (1004)，但也能夠以另外的電源從外部進行供電。(實施例11)圖11表示數字音響系統的第十一實施例，該數字音響系統使用如下所述的數字 揚聲器裝置在由利用△ E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個揚聲 器驅動元件、和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(1102)上，連接(1101)來自作為數字信 號源(1103)的便攜式電話裝置的數字信號，不將所輸入的數字信號轉換為模擬信號而是 直接轉換為模擬聲音。本實施例中，數字揚聲器裝置使用了耳機型的數字揚聲器裝置，但也 能夠使用耳機型以外的任意的數字揚聲器裝置。(實施例12)圖12表示數字音響系統的第十二實施例，該數字音響系統使用如下所述的數字揚聲器裝置在由利用△ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個揚 聲器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(1202)上，連接來自作為數字信號源 (1203)的個人計算機裝置的數字信號，不將所輸入的數字信號轉換為模擬信號而是直接轉 換為模擬聲音。本實施例中，使用了在一個振動膜處配置有多個線圈的數字揚聲器裝置，但 也能夠使用配置有多個揚聲器的數字揚聲器裝置。(實施例13)圖13表示數字音響系統的第十三實施例，該數字音響系統使用如下所述的數字揚聲器裝置在由利用△ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個揚 聲器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(1302)上，連接來自作為數字信號源 (1303)的有源噪聲消除用的數字聲音處理裝置的數字信號，不將所輸入的數字信號轉換為 模擬信號而是直接轉換為模擬聲音。將消除來自收音用麥克風(1304)的周圍的噪聲的信 號，以數字聲音處理裝置進行計算并輸入數字揚聲器裝置(1302)，由此能夠構筑低消耗電 力的有源噪聲消除用的數字音響系統。本實施例也能夠應用于電視電話、遠程會議用的回 波對消(echo cancellation)用的數字音響系統。本實施例同樣也能夠應用于音樂會、球 場等大規模擴音裝置的延遲控制用的數字音響系統。(實施例14)圖14表示數字音響系統的第十四實施例，該數字音響系統使用如下所述的數 字揚聲器裝置在由利用△ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多 個揚聲器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(1402)上，利用無線通信技術 (Bluetooth(藍牙)等)連接(1401)來自作為數字信號源(1403)的便攜式電話裝置的數 字信號，不將所輸入的數字信號轉換為模擬信號而是直接轉換為模擬聲音。本實施例中，數 字揚聲器裝置使用耳機型的數字揚聲器裝置，但也能夠使用耳機型以外的任意的數字揚聲 器裝置。另外，本實施例表示了使用作為數字信號源(1403)的便攜式電話裝置的例子，但 本實施例也能夠應用于利用無線通信技術將數字信號從數字信號源連接于數字揚聲器裝 置(1402)的任意的數字音響系統。(實施例15)圖15a表示由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第十五實施例。Ibit的數字輸入 信號(1510)被輸入Δ Σ調制器(1501)，由Δ Σ調制器(1501)轉換為nbit的多個數字信 號(1511)。nbit的多個數字信號通過格式化器(formatter) (1502a)轉換為m個數字信號 (1512a)，并由濾波器(1502b)轉換為進行了失配整形的m個數字信號(1512b)。m個數字 信號通過揚聲器驅動電路(15031 1503s)驅動s個驅動元件(15041 1504s)，利用振動 膜(1513)對模擬聲音進行直接轉換。向上述Δ Σ調制器(1501)、格式化器(1502a)、濾波 器(1502b)、揚聲器驅動電路(15031 1503s)和它們的電路供給電源的電源電路(1505) 是數字揚聲器裝置(1500)的構成要素。圖15b表示在本實施例中使用的濾波器電路(1502b)的構成要素。為了進行失配 整形，輸入選擇電路(1505)的m個數字信號(1512a)按照如下方式動作利用由延遲元件 和加法運算器構成的積分電路(1506a)和積分電路(1506b)，計算選擇電路的m個數字信號 的使用頻率，并按照使用頻率小的順序選擇選擇電路的m個數字信號的輸出。
(實施例16) 圖16表示由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、和多 個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第十六實施例。表示本實施例中所 使用的濾波器電路(1602b)的構成要素。為了進行失配整形，輸入選擇電路(1605)的m個 數字信號(1612a)按照如下方式動作利用由延遲元件和加法運算器構成的η段積分電路 (16061 1606η)，計算選擇電路的m個數字信號的使用頻率，并按照使用頻率小的順序選 擇選擇電路的m個數字信號的輸出。如本實施例所述，濾波器電路能夠由1段以上的任意 段數的積分電路構成。(實施例 17)圖17a表示由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 由三值的開關放大器構成的多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第 十七實施例。Ibit的數字輸入信號(1710)被輸入Δ Σ調制器(1701)。Δ Σ調制器(1701) 將該數字輸入信號轉換為nbit的多個數字信號(1711)。nbit的多個數字信號通過格式化 器(1702a)轉換為m個數字信號(1712a)。m個數字信號(1712a)被輸入濾波器(1702b) 進行失配整形，轉換為m個數字信號(1712b)。揚聲器驅動電路(17031 1703s)分別驅動 輸入了 m個數字信號的一部分的s個驅動元件(17041 1704s)，利用振動膜(1713)直接 生成模擬聲音。其中，驅動元件(17041 1704s)由s個三值的開關放大器構成。向上述 Δ Σ調制器(1701)、格式化器(1702a)、濾波器(1702b)、由三值的開關放大器構成的揚聲 器驅動電路(17031 1703s)和它們的電路供給電源的電源電路(1705)是數字揚聲器裝 置(1700)的構成要素。例如，在s = 8時，考慮以由8個三值的開關放大器構成的揚聲器驅動電路構成數 字揚聲器裝置的情況。各個驅動裝置能夠具有-1、0、+1這三值的狀態。于是，由8個三值 的開關放大器構成揚聲器驅動電路能夠具有-8、-7……_1、0、+1……+7、+8(= 17種)的 狀態，因此，格式化器(1702a)輸出的數字信號(1712a)的bit數是m= 17。同樣地，為了 以二進制表達m = 17的狀態所需要的比特數為5bit，因此，準備將Ibit的數字輸入信號 (1710)轉換為η = 5bit的數字信號(1711)的Δ Σ調制器(1701)即可。圖17b表示由三值的開關放大器構成的揚聲器驅動電路的實施例。圖17b中，作 為標注符號17031 1703s中的一個例子，表示揚聲器驅動電路1703s的電路。揚聲器驅 動電路1703s具有第一和第二源晶體管301以及第一和第二沉晶體管。第一源晶體管和第 一沉晶體管串聯連接，輸入信號A輸入各自的柵極。而且，第二源晶體管和第二沉晶體管串 聯連接，輸入信號/A輸入各自的柵極。另外，第一源晶體管和第一沉晶體管的連接點與第 二源晶體管和第二沉晶體管的連接點，分別與數字揚聲器的成對的數字信號端子連接。另 夕卜，這種電路在電動機的控制領域一般被稱為H橋電路。如圖17b的表所示，根據輸入信號/A和A的狀態，揚聲器驅動電路(1703s)具有 三值(-1、0、1)的狀態。另外，一般情況下，/A表示A的反轉，但本實施例中，有時/A和A為 相同的值。圖17a、17b所示的、由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電 路、以及由三值的開關放大器構成的多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統， 能夠構成為以在輸入的數字信號的振幅小時，揚聲器驅動電路(1700b)為0的狀態變多的方式驅動，能夠避免無用的開關動作，能夠實現低消耗電力的數字揚聲器裝置。同時，具有減少由開關動作引起的噪聲、電磁輻射等的效果。(實施例18)圖18表示由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以 及由三值的開關放大器構成的多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的 第十八實施例。Ibit的數字輸入信號(1810)被輸入Δ Σ調制器(1801)，由Δ Σ調制 器(1801)將其轉換為nbit的多個數字信號(1811)。nbit的多個數字信號通過格式化器 (1802a)被轉換為m個數字信號(1812a)。m個數字信號(1812a)被輸入濾波器(1802b)并 進行失配整形，轉換為m個數字信號(1812b)。揚聲器驅動電路(18031 1803s)分別驅動 輸入了 m個數字信號的一部分的s個驅動元件(18041 1804s)，利用振動膜(1813)直接 生成模擬聲音。其中，驅動元件(18041 1804s)由s個三值的開關放大器構成。Ibit的數字輸入信號(1810)也被輸入峰值傳感器(1806)，輸出與數字輸入信號 的振幅值對應的控制信號(1816)。峰值傳感器1806計算數字輸入信號所表示的聲音的振 幅值，控制信號(1816)根據該計算結果而輸出。例如，振幅值作為規定長度的期間的聲音 的大小被算出。控制信號(1816)輸入上述格式化器(1802a)。上述格式化器(1802a)根據 上述振幅值以使輸入上述濾波器(1802b)的數字信號(1812a)的bit數在直到最大mbit 之間變更的方式進行控制。即，如果上述振幅值為0或較小，則由格式化器輸出Obit或接 近于0的較少的bit數的數字信號(1812a)；如果上述振幅值較大，則由格式化器輸出接近 于m的較大的bit數的數字信號(1812a)。另外，例如，數字信號(1812a)的bit數除在規 定的時間期間成為相同值的信號而計算出。向上述Δ Σ調制器(1801)、格式化器(1802a)、濾波器(1802b)、由三值的開關放 大器構成的揚聲器驅動電路(18031 1803s)、峰值傳感器(1806)和它們的電路供給電源 的電源電路(1805)是數字揚聲器裝置(1800)的構成要素。如上所述，參照圖18等，對下述系統進行了說明在由利用Δ Σ調制器和后置濾 波器電路輸出多個數字信號的電路、和由三值的開關放大器構成的多個揚聲器驅動元件構 成的數字揚聲器裝置中，添加峰值傳感器，并根據輸入的數字信號的振幅，動態地控制向濾 波器輸入的數字信號的bit數。這種系統，在輸入的數字信號的振幅小時，以濾波器進行失 配整形時進行動作的單元數變少，因此，單元的特性偏差的范圍變小。由此，能夠有效地進 行雜音的抑制，于是能夠實現能夠進行高品質的聲音再現的數字揚聲器裝置。同時，還具有 減少由開關動作引起的噪聲、電磁輻射等的效果。(實施例19)圖19表示由利用Δ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及 由三值的開關放大器構成的多個揚聲器驅動元件構成的數字揚聲器裝置的系統方式的第 十九實施例。Ibit的數字輸入信號(1910)被輸入串行/并行轉換器(1901a)，由串行/ 并行轉換器(1901a)將其轉換為ρ bit的數字聲音信號(1911a)。例如，在通過記錄在光 盤(CD)中的聲音數據的再現而得到Ibit的數字輸入信號(1910)的情況下，優選轉換為 16bit的數字聲音信號。為了除去以Δ Σ調制器(1901c)進行超采樣時不需要的高頻的 折疊頻率(folding frequency)成分，ρ bit的數字聲音信號(1911a)被輸入內插濾波器 (1901b)，輸出q bit的數字聲音信號(1911b)。q bit的數字聲音信號(1911b)由Δ Σ調制器(1901c)進行超采樣，并由Δ Σ調制器(1901)轉換為η bit的多個數字信號(1911c)。 本實施例中，η < 、9，且11 > 2的關系成立。η bit的多個數字信號通過格式化器(1902a) 轉換為m個數字信號(1912a)。m個數字信號(1912a)被輸入濾波器(1902b)，轉換為失配 整形后的m個數字信號(1912b)。揚聲器驅動電路(19031 1903s)分別驅動輸入了 m個 數字信號的一部分的s個驅動元件(19041 1904s)，利用振動膜(1913)直接轉換成模擬 聲音。其中，驅動元件(19041 1904s)由s個三值的開關放大器構成。向上述Δ Σ調制 器(1901c)、格式化器(1902a)、濾波器(1902b)、由三值的開關放大器構成的揚聲器驅動電 路(19031 1903s)和它們的電路供給電源的電源電路(1905)是數字揚聲器裝置(1900) 的構成要素。如第十九實施例所述，在本申請的第一 第十八實施例所示的Δ Σ調制器 (1901c)的內部，以串行/并行轉換器(1901a)將所輸入的Ibit的數字信號轉換為ρ bit 的數字聲音信號(1911a)。另外，為了除去進行超采樣時不需要的高頻的折疊頻率成分， 還存在插入內插濾波器(1901b)的情況。作為本申請的構成要素，這些構成要素并不是必 須的。在本申請的第一 第十八實施例中向Δ Σ調制器輸入Ibit的數字信號。但是，實 際上可以利用Ibit的數字信號表現任意bit數的數字聲音信號。例如，在為CD情況下是 16bit，在Digital Versatile Disc (DVD，數字多功能光盤)的規格中，除16bit以外，確定 有24bit等規格。在本申請的構成要素的Δ Σ調制器中，能夠輸入表達任意的bit數的數字聲音信號的數字信號。本申請的特征之一在于，這時從Δ Σ調制器輸出的數字聲音信號的bit數 比輸入Δ Σ調制器的數字聲音信號的bit數少。由此，能夠利用比以數字聲音信號的bit 數表達的聲音的振幅等級(階調)少的個數的揚聲器驅動電路，對聲音信號進行譯碼。例如，在對16bit的聲音信號如實地進行再現時，在現有技術中需要216-1 = 65535 個單元，與此相比，本實施例中，即使是8個左右的單元也能夠進行和現有技術同等或其以 上的高品質的聲音的再現。如上所述，根據本申請，能夠以數字聲音信號直接驅動個數比聲音的振幅等級少 的揚聲器驅動電路由此對聲音信號進行譯碼，因此，能夠大幅減少數字聲音恢復所需要的 成本。同時，能夠利用多個揚聲器驅動電路容易地賦予指向性等音響效果。(實施例2O)圖20表示數字音響系統的第二十實施例，該數字音響系統使用如下所述的數字 揚聲器裝置將由利用△ Σ調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信號的電路、多個揚聲 器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(2001)與數字廣告顯示裝置(2002)進行 組合，使來自傳感器裝置(2003)的信號與控制上述數字揚聲器裝置(2001)的指向性的控 制裝置(2004)連接。本實施例中，如實施例9 實施例14所述，使用多個揚聲器，像實施例9那樣利用 數字延遲電路控制驅動各個揚聲器的信號的延遲。由此，使再現聲音的指向性變化成朝向 由傳感器裝置檢測出的人或物體存在的方向、位置。傳感器裝置(2003)感知其周圍的某些信息。例如，傳感器裝置(2003)為攝像裝 置，對傳感器裝置(2003)的周圍拍攝影像。通過對攝取的影像進行分析，檢測在傳感器裝 置(2003)的周圍是否存在人或物體。另外，也能夠計算出人或物體存在的方向、位置。在這種情況下，利用由多個傳感器裝置(2003)感知的信息，能夠更正確地計算出方向、位置。 另外，傳感器裝置(2003)也可以是紅外線傳感器。在這種情況下，檢測由人或動物的體溫 等產生的紅外線等，根據檢測結果計算出人或動物等的有無、方向、位置。另外，并不僅限于 包含光的電磁波的檢測，也可以從數字揚聲器裝置(2001)等發出超聲波，檢測被人或物體 反射的超聲波。另外，也可以在路面或地面設置開關等，通過該開關等的0N/0FF等，來檢測 人或動物的位置。傳感器裝置(2003)的檢測結果，通過微型計算機等控制裝置(2004)進行分析，并 用于數字揚聲器裝置(2001)和/或數字廣告顯示裝置(2002)的控制。本實施例中，根據計算出的方向、位置，使用延遲電路對來自A E調制器和格式 化器的信號施加數字延遲，由此控制向各驅動裝置的信號的移相。由此，能夠改變在空間中 發射的音響信號的指向性。例如，在揚聲器裝置(2001)中，假設三個揚聲器SP1、SP2、SP3 以該順序等間隔地排列成一直線。這時，在令揚聲器間的距離為d、信號的波長為XS、揚 聲器裝置(2001)的正面為0弧度時的偏角為0的情況下，使SP2的相位相對于SP3延遲 (231如土119)/^，使3卩1的相位為(4Jidsine)/入s，由此，能夠使得具有向SP1側僅0的 指向特性。根據傳感器裝置(2003)所感知的信息，能夠動態地控制數字揚聲器再現的聲音 的指向性。即，人等傳達聲音的對象在規定的范圍內存在時，以朝向其存在的位置發出聲音 的方式進行控制。本發明的數字廣告顯示裝置，除了能夠有效地僅向對廣告媒體感興趣的 對象傳達需要的聲音信息以外，不需要以過大的音量再現聲音信息，因此還能夠應對噪音 問題。本實施例除了能夠應用于數字廣告顯示裝置之外，還能夠應用于美術館、科學館等的 展示說明裝置；車站、機場、旅館等的場內廣告裝置；公交車、電車、汽車等公眾設施的廣告 裝置；醫院、機關等公眾設施的場內導向裝置。(實施例21)圖21a表示車載用數字音響系統的第二十一實施例，該車載用數字音響系統使 用如下所述的數字揚聲器裝置將由利用△ E調制器和后置濾波器電路輸出多個數字信 號的電路、多個揚聲器驅動元件和多個揚聲器構成的數字揚聲器裝置(2103)與顯示裝置 (2102)進行組合，能夠控制上述數字揚聲器裝置(2103)的指向性。在本實施例這樣的車 載用途時，特別是將顯示裝置作為后投影器，主要用作對坐在后部座位的乘客的娛樂裝置 (DVD、TV視聽裝置)時，為了確保安全，根據某些狀況需要進行控制，使得對于駕駛員音量 盡量小等。本發明能夠動態地控制數字揚聲器再現的聲音的指向性，因此，也能夠廣泛地應 用于這種車載用途。利用振動傳感器、加速度傳感器等，基于施加于車體的振動、加速度等的檢測判斷 上述的某些狀況。例如，根據急轉彎連續的情況等判斷是否有連續地超過加速度的大小的 變化。另外，利用麥克風檢測車外的聲音，判斷有無緊急狀況用汽車的汽笛或岔口的警報 器的聲音等。如果判斷為連續急轉彎等，或檢測出汽笛等，則為了使駕駛員集中于駕駛，進 行控制，使得對于駕駛者娛樂裝置的聲音盡量變小。另外，使用GPS (Global Positioning System，全球定位系統)檢測現在位置，判斷是否是在山道等危險的場所行駛，為了使駕駛 員集中于駕駛，進行控制，使得對于駕駛員娛樂裝置的聲音盡量變小。如上所述，為了監視車外的信息并構筑與之對應的車內音響環境，例如配置車外用監控攝像機(2104)等，如圖21b所示，使用傳遞(光)數字信號的車內LAN(2106)與集 中控制裝置(2105)連接。使用集中控制裝置(2105)對由車外用監控攝像機(2104)等檢 測出的信息進行分析，基于其分析結果控制數字揚聲器。本發明的數字揚聲器根據數字信 號，不僅能夠控制音量還能夠控制指向性等音響特性。另外，由于使用數字信號，因此能夠 容易地與這樣的車內LAN(2106)連接。由此，通過使本發明的數字揚聲器與車內LAN(2106) 連接，能夠提供對于駕駛員和乘客都舒適且安全的車輛。本實施例并不限于娛樂的情況，為了降低道路噪聲等，也能夠使用本發明的數字 揚聲器作為主動噪聲消除裝置。即，利用未圖示的麥克風檢測道路噪聲等，生成位相與之相 反的聲音。另外，此時通過控制指向性，例如能夠僅降低駕駛員聽到的道路噪聲，或者僅降 低副駕駛席、后部座位的乘客聽到的道路噪聲。本實施例除了能夠應用于車載用數字音響 系統以外，還能夠應用于飛機、摩托車、公共汽車、電車等交通工具。另外，還可以應用于小 旅館等的床、視聽室、音樂廳等中的數字音響系統、噪聲消除用途。綜上所述，根據本發明，例如，提供第一數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信號端子的數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行 調制并輸出η位數字信號的△ Σ調制器；與上述△ Σ調制器連接，輸出對η位數字信號進 行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；分別輸入上述m位數字信號的一部分并輸出 數字信號的s個驅動電路；和向上述Δ Σ調制器、上述后置濾波器和上述s個驅動電路供 給電源的電源電路，其中，上述s個驅動電路與上述s個數字信號端子對應。在第一數字揚聲器驅動裝置中，提供第二數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，上述 電源電路通過向上述s個驅動電路供給可變電壓，調整上述s個驅動電路的數字信號的輸 出振幅。在第一數字揚聲器驅動裝置中，提供第三數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，還具 有數字衰減器，其對上述數字輸入信號實施規定的運算處理并輸入上述Δ Σ調制器，由此 調整上述數字揚聲器的音量。在第一或第二數字揚聲器驅動裝置中，提供第四數字揚聲器驅動裝置，其特征在 于，還響應于上述數字輸入信號來控制上述電源電路。本發明提供第五數字揚聲器驅動裝置，其與數字揚聲器的數字信號端子連接，該 數字揚聲器驅動裝置的特征在于，具有與上述數字揚聲器的數字信號端子的第一輸入端 子連接的第一輸出電路；和與上述數字揚聲器的數字信號端子的第二輸入端子連接的第二 輸出電路，該第二輸入端子與上述第一輸入端子成對，其中，向上述第一輸出電路和上述第 二輸出電路供給反轉的信號。在第五數字揚聲器驅動裝置中，提供第六數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，進一 步，上述第一輸出電路和上述第二輸出電路均輸出由第一、第二和第三電壓構成的信號，上 述第一輸出電路輸出上述第一電壓、上述第二輸出電路輸出上述第三電壓，由此成為第一 數字信號輸出的狀態；上述第一輸出電路輸出上述第三電壓、上述第二輸出電路輸出上述 第一電壓，由此成為第二數字信號輸出的狀態；上述第一輸出電路和上述第二輸出電路均 輸出上述第二電壓，由此成為第三數字信號輸出的狀態。在第一數字揚聲器驅動裝置中，提供第七數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，上述 Δ Σ調制器、上述后置濾波器和上述s個驅動電路在單一的半導體上形成，或者被共同封入單一的封裝中。本發明提供第八數字揚聲器裝置，其特征在于，包括具有多個輸入端子的數字揚聲器；以及與數字輸入信號和電源連接，驅動上述數字揚聲器的數字揚聲器驅動裝置，其 中，上述數字揚聲器驅動裝置緊接著上述數字揚聲器的線圈組而配置。本發明提供第九數字揚聲器裝置，其特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并 輸出η位數字信號的△ Σ調制器；與上述△ Σ調制器連接，輸出對η位數字信號進行失配 整形后的m位數字信號的后置濾波器；分別輸入上述m位數字信號的一部分并輸出數字信 號的s個驅動電路；分別被對應的上述s個驅動電路驅動的s個驅動元件；和分別被上述s 個驅動元件的一部分驅動的r塊振動膜，其中，s和r均為2以上。本發明提供第十數字揚聲器裝置，其包括△ Σ調制器和數字揚聲器，該數字揚聲 器裝置的特征在于上述數字揚聲器具有分別被不同的數字信號驅動、使共用的振動膜振 動的多個線圈。在第十方面的數字揚聲器裝置中，提供第十一數字揚聲器裝置，其特征在于，上述 多個線圈絞合卷繞。本發明提供一種數字致動器，其特征在于具有磁致伸縮元件、和分別被不同的數 字信號驅動而向上述磁致伸縮元件施加磁場的多個線圈。本發明提供第十二數字揚聲器裝置，其特征在于，包括對數字輸入信號進行調制 并輸出η位數字信號的△ Σ調制器；與上述△ Σ調制器連接，輸出對η位數字信號進行失 配整形后的m位數字信號的后置濾波器；分別輸入上述m位數字信號的一部分并輸出數字 信號的s個驅動電路；和分別被對應的上述s個驅動電路驅動的s個靜電型元件。在第十二數字揚聲器裝置中，提供第十三數字揚聲器裝置，其特征在于，上述 Δ Σ調制器、上述后置濾波器、上述s個驅動電路和上述s個靜電型元件，形成為同一基板 狀。本發明提供第十四數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信號端子的數字揚 聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并輸出η位數字 信號的Δ Σ調制器；與上述Δ Σ調制器連接，輸出對η位數字信號進行失配整形后的m位 數字信號的后置濾波器；對上述m位數字信號進行延遲控制，輸出已延遲的m位數字信號的 數字延遲控制電路；和分別輸入上述已延遲的m位數字信號的一部分并輸出數字信號的s 個驅動電路，其中，根據控制信號，針對每一輸出控制上述數字延遲控制電路的延遲時間。本發明提供一種平面顯示器裝置，其特征在于，具有平面顯示器；在該平面顯示 器的至少一邊排列配置的多個數字揚聲器；和根據控制信號，控制供給至上述多個數字揚 聲器的驅動信號的延遲時間的延遲控制電路。本發明提供第十五數字揚聲器裝置，其特征在于，包括與便攜式數字音源再現裝 置連接的端口 ；對從上述端口輸入的數字信號保持數字的狀態進行處理的電路；和由該電 路驅動的數字揚聲器，該數字揚聲器裝置由電池驅動。本發明提供第一便攜式電子設備，其特征在于，包括數字揚聲器、和不將數字信 號轉換為模擬信號地驅動上述數字揚聲器的驅動裝置，該便攜式電子設備由電池驅動。本發明提供第二便攜式電子設備，其特征在于，包括與便攜式數字音源再現裝置 連接的端口 ；對從上述端口輸入的數字信號保持數字的狀態進行處理的驅動裝置；和被該驅動裝置驅動的數字揚聲器，該便攜式電子設備由電池驅動。本發明提供一種數字揚聲器裝置，其特征在于，包括數字揚聲器、不將數字信號 轉換為模擬信號地驅動上述數字揚聲器的數字揚聲器驅動裝置、和麥克風，數字揚聲器驅 動裝置基于來自上述麥克風的信號進行控制，以消除周圍的雜音。本發明提供第三便攜式電子設備，其特征在于，包括接收數字信號的無線接收 機；不將上述無線接收機的輸出轉換為模擬信號地生成多個驅動信號的數字揚聲器驅動裝 置；和由上述多個驅動信號驅動的數字揚聲器。本發明提供第十六數字揚聲器驅動裝置，其是驅動具有s組數字信號端子的數字 揚聲器的數字揚聲器系統，其特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并輸出n位數字信 號的A E調制器；與上述A E調制器連接，輸出對上述n位數字信號進行失配整形后的m 位數字信號的后置濾波器；和對應上述s組數字信號端子，分別輸入上述m位數字信號的一 部分，并輸出數字信號的s個驅動電路，其中，上述s個驅動電路分別具有與各自對應的數 字信號端子的第一輸入端子連接的第一輸出電路；和與上述數字信號端子的第二輸入端子 連接的第二輸出電路，該第二輸入端子與上述第一輸入端子成對，上述驅動電路根據輸入 上述第一輸出電路的第一數字信號和輸入上述第二輸出電路的第二數字信號的組合，采用 至少三種數字信號輸出的狀態。在第十六數字揚聲器驅動裝置中，提供第十七數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 輸入上述A E調制器的數字信號，通過將1位輸入信號串行/并行轉換為p位，并向比n 和P都大的位數超采樣而獲得。在第十六數字揚聲器驅動裝置中，提供第十八數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 如果上述第一數字信號和上述第二數字信號為相同的數字信號，則上述驅動電路采用上述 第一輸入端子和上述第二輸入端子為同電位的數字信號輸出的狀態。在第十六數字揚聲器驅動裝置中，提供第十九數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 上述第一輸出電路和上述第二輸出電路具有輸入上述第一數字信號的串聯連接的第一源 晶體管和第一沉晶體管；以及輸入上述第二數字信號的串聯連接的第二源晶體管和第二沉 晶體管，上述第一源晶體管和上述第一沉晶體管的連接點、以及上述第二源晶體管和上述 第二沉晶體管的連接點與對應的數字信號端子連接而構成H橋電路。在第十六數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 具有計算上述數字輸入信號表示的聲音的振幅值的峰值傳感器，上述后置濾波器根據由上 述峰值傳感器計算出的振幅值控制輸出的數字信號的位數。在第二十數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十一數字揚聲器驅動裝置，其特征在 于由上述峰值傳感器計算出的振幅值越小，上述后置濾波器輸出位數越少的數字信號。本發明提供第二十二數字揚聲器驅動裝置，其驅動分別具有s個數字信號端子的 多個數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并輸 出n位數字信號的A E調制器；與上述A E調制器連接，輸出對n位數字信號進行失配整 形后的m位數字信號的后置濾波器；對上述m位數字信號進行延遲控制，輸出已延遲的m位 數字信號的數字延遲控制電路；分別輸入上述已延遲的m位數字信號的一部分并輸出數字 信號的s個驅動電路；和感知關于周圍存在的人或物體的信息的傳感器，其中，根據基于由 上述傳感器感知的信息而生成的控制信號，控制上述數字延遲控制電路的延遲時間，由上述多個數字揚聲器再現的聲音的指向性被控制成指向由上述傳感器檢測出的上述人或物 體的方向或位置。在第二十二數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十三數字揚聲器驅動裝置，其特征 在于上述傳感器是拍攝周圍的影像的攝像裝置或紅外線傳感器。在第二十二數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十四數字揚聲器驅動裝置，其特征 在于上述傳感器是超聲波傳感器。在第二十四數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十五數字揚聲器驅動裝置，其特征 在于上述多個數字揚聲器的全部或一部分生成被上述傳感器感知的超聲波。本發明提供第二十六數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信號端子的數字 揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并輸出n位數 字信號的A E調制器；與上述A E調制器連接，輸出對n位數字信號進行失配整形后的m 位數字信號的后置濾波器；對上述m位數字信號進行延遲控制，輸出已延遲的m位數字信號 的數字延遲控制電路；分別輸入上述已延遲的m位數字信號的一部分并輸出數字信號的s 個驅動電路；和檢測周圍的聲音的麥克風，其中，由上述數字揚聲器生成與由上述麥克風檢 測出的聲音相位相反的聲音。在第二十六數字揚聲器驅動裝置中，提供第二十七數字揚聲器驅動裝置，其特征 在于還設置有另外的數字揚聲器，具有多個數字揚聲器，上述數字延遲控制電路針對每一 數字揚聲器控制上述m位數字信號的延遲時間，輸出已延遲的m位數字信號。
權利要求
一種數字揚聲器驅動裝置，其驅動具有s個數字信號端子的數字揚聲器，該數字揚聲器驅動裝置的特征在于，包括對數字輸入信號進行調制并輸出n位數字信號的Δ∑調制器；與所述Δ∑調制器連接，輸出對n位數字信號進行失配整形后的m位數字信號的后置濾波器；和分別輸入所述m位數字信號的一部分并輸出數字信號的s個驅動電路，其中所述s個驅動電路與所述s個數字信號端子對應。
2.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述s個驅動電路分別具有與各自對應的數字信號端子的第一輸入端子連接的第一 輸出電路；和與所述數字信號端子的第二輸入端子連接的第二輸出電路，該第二輸入端子 與所述第一輸入端子成對，所述驅動電路根據輸入所述第一輸出電路的第一數字信號和輸入所述第二輸出電路 的第二數字信號的組合，采用至少三種數字信號輸出的狀態。
3.如權利要求2所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于如果所述第一數字信號和所述第二數字信號為相同的數字信號，則所述驅動電路采用 所述第一輸入端子和所述第二輸入端子為同電位的數字信號輸出的狀態。
4.如權利要求3所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述第一輸出電路和所述第二輸出電路具有輸入所述第一數字信號的串聯連接的第 一源晶體管和第一沉晶體管；以及輸入所述第二數字信號的串聯連接的第二源晶體管和第二沉晶體管， 所述第一源晶體管和所述第一沉晶體管的連接點、以及所述第二源晶體管和所述第二 沉晶體管的連接點與對應的數字信號端子連接而構成H橋電路。
5.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有向所述△ E調制器、所述后置濾波器和所述s個驅動元件供給電源的電源電路， 所述電源電路通過向所述S個驅動元件供給可變電壓，調節所述S個驅動電路的數字 信號的輸出振幅。
6.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于還具有數字衰減器，其對所述數字輸入信號實施規定的運算處理并輸入所述△ E調 制器，由此調整所述數字揚聲器的音量。
7.如權利要求5所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 還響應于所述數字輸入信號來控制所述電源電路。
8.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，具有 與所述數字信號端子的第一輸入端子連接的第一輸出電路；和與所述數字信號端子的第二輸入端子連接的第二輸出電路，該第二輸入端子與所述第 一輸入端子成對，其中向所述第一輸出電路和所述第二輸出電路供給反轉的信號。
9.如權利要求8所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于進一步，所述第一輸出電路和所述第二輸出電路均輸出由第一、第二和第三電壓構成 的信號，所述第一輸出電路輸出所述第一電壓、所述第二輸出電路輸出所述第三電壓，由此成為第一數字信號輸出的狀態；所述第一輸出電路輸出所述第三電壓、所述第二輸出電路 輸出所述第一電壓，由此成為第二數字信號輸出的狀態；所述第一輸出電路和所述第二輸 出電路均輸出所述第二電壓，由此成為第三數字信號輸出的狀態。
10.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有計算所述數字輸入信號表示的聲音的振幅值的峰值傳感器， 所述后置濾波器根據由所述峰值傳感器計算出的振幅值控制輸出的數字信號的位數。
11.如權利要求10所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于由所述峰值傳感器計算出的振幅值越小，所述后置濾波器輸出位數越少的數字信號。
12.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有數字延遲控制電路，其對所述m位數字信號進行延遲控制，將已延遲的m位數字信 號輸出到所述驅動電路，根據控制信號，針對每一輸出控制所述數字延遲控制電路的延遲時間。
13.如權利要求12所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有平面顯示器、和在該平面顯示器的至少一邊排列配置的多個數字揚聲器， 所述多個數字揚聲器與所述s個驅動電路連接。
14.如權利要求12所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有感知關于周圍存在的人或物體的信息的傳感器、和與所述s個驅動電路連接的多 個數字揚聲器，根據基于由所述傳感器感知的信息而生成的控制信號，控制所述數字延遲控制電路的 延遲時間，由所述多個數字揚聲器再現的聲音的指向性被控制成指向由所述傳感器檢測出 的所述人或物體的方向或位置。
15.如權利要求14所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 所述傳感器是拍攝周圍的影像的攝像裝置或紅外線傳感器。
16.如權利要求14所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 所述傳感器是超聲波傳感器。
17.如權利要求14所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述多個數字揚聲器的全部或一部分生成被所述傳感器感知的超聲波。
18.如權利要求14所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 具有檢測周圍的聲音的麥克風，所述數字延遲控制電路針對每一數字揚聲器控制所述m位數字信號制的延遲時間，輸 出已延遲的m位數字信號，由所述數字揚聲器生成與由所述麥克風檢測出的聲音相位相反的聲音。
19.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述△ E調制器、所述后置濾波器和所述s個驅動電路在單一的半導體上形成，或者 被共同封入單一的封裝中。
20.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有數字揚聲器，該數字揚聲器具有與所述s個數字信號端子連接的輸入端子， 所述數字揚聲器驅動裝置緊接著所述數字揚聲器的線圈組而配置。
21.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于輸入所述A E調制器的數字信號，通過將1位輸入信號串行/并行轉換為P位，并向 比n和P都大的位數超采樣而獲得。
22.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于，具有 分別被對應的所述s個驅動電路驅動的s個驅動元件；和分別被所述s個驅動元件的一部分驅動的r塊振動膜， 其中，s和r均為2以上。
23.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述數字揚聲器具有揚聲器，該揚聲器具有被所述s個驅動電路驅動、使共用的振動 膜振動的多個線圈。
24.如權利要求23所述的數字揚聲器裝置，其特征在于 所述多個線圈絞合卷繞。
25.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于具有磁致伸縮元件、和被所述s個驅動電路驅動而向所述磁致伸縮元件施加磁場的多 個線圈。
26.如權利要求1所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于 具有被所述s個驅動電路驅動的s個靜電型元件。
27.如權利要求26所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于所述△ E調制器、所述后置濾波器、所述s個驅動電路和所述s個靜電型元件，形成為 同一基板狀。
28.如權利要求12所述的數字揚聲器驅動裝置，其特征在于根據控制信號，針對每一輸出控制所述數字延遲控制電路的延遲時間。
全文摘要
本發明提供數字揚聲器驅動裝置。提出一種最適于數字揚聲器裝置的數字音響系統，該數字揚聲器裝置通過利用Δ∑調制器和失配整形濾波器電路輸出多個數字信號的電路、以及被多個數字信號驅動的多個揚聲器，對模擬聲音進行直接轉換。于是，提供數字揚聲器驅動裝置等，其特征在于，包括Δ∑調制器；后置濾波器；s個驅動電路；向Δ∑調制器、后置濾波器和s個驅動元件供給電源的電源電路，s個驅動電路對應s個數字信號端子。
文檔編號G10K11/178GK101803401SQ200980100413
公開日2010年8月11日 申請日期2009年5月29日 優先權日2008年6月16日
發明者岡村淳一, 安田彰 申請人:株式會社特瑞君思半導體