(57)【要約】【課題】多数のマイクロフォンのプラグを挿入できるように多数の端子を有していても、全体のノイズレベルの低減を行うことができるオーディオ信号加算装置を提供すること。【解決手段】本発明の実施形態に係るオーディオ信号加算装置１においては、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないときには、その入力段１０における増幅回路のゲインを（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１倍から１倍に低減することができるから、マイクロフォンのプラグが挿入されていない入力端子が多いほど、出力ノイズレベルＶｎを大幅に減らすことができ、オーディオ信号のＳＮ比を向上させることができる。【選択図】図１
2010114827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を供給する供給端子が接続される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子の各々に対応して設けられる増幅手段であって、前記複数の入力端子に供給されるオーディオ信号を各々予め設定されたゲインで増幅する複数の増幅手段と、
前記複数の増幅手段によって増幅されたオーディオ信号の各々を加算する加算手段と、
前記供給端子が前記入力端子に接続されているか否かを、前記入力端子ごとに判定する判定手段と、
前記判定手段によって接続されていないと判定された入力端子に対応する増幅手段に設定されたゲインを低減させるゲイン低減手段と
を具備することを特徴とするオーディオ信号加算装置。
【請求項２】
前記増幅手段は、オペアンプ、前記オペアンプの反転入力端子と接地端子との間に設けられた接地抵抗、および前記オペアンプの出力端子と前記反転入力端子との間に設けられたフィードバック抵抗を有する非反転増幅回路によりオーディオ信号を増幅し、
前記ゲイン低減手段は、前記反転入力端子と前記接地端子との間の抵抗値を増加させることにより、前記増幅手段に設定されたゲインを低減させる
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号加算装置。
【請求項３】
前記ゲイン低減手段は、前記反転入力端子と前記接地端子との間を電気的に切断することにより、前記増幅手段に設定されたゲインを１に低減させる
ことを特徴とする請求項２に記載のオーディオ信号加算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器のノイズを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラオケ装置などにおいては、複数のマイクロフォンを接続することにより、大人数で歌唱を楽しむことができるようになっていた。これは、マイクロフォンのプラグを挿入する入力端子を複数設け、それぞれの入力端子に供給されるオーディオ信号を初段アンプにおいて増幅して加算するオーディオ信号加算装置を設けることによって実現していた。この従来の構成について図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【０００３】
図４（ａ）は、従来のオーディオ信号加算装置１Ａの構成を示す図である。オーディオ信号加算装置１Ａは、複数の入力段１０Ａ−１、１０Ａ−２、・・・１０Ａ−ｎと、各入力段１０Ａ−１、１０Ａ−２、・・・１０Ａ−ｎからの出力を加算して出力する加算器５０Ａとを有する。各入力段１０Ａ−１、１０Ａ−２、・・・１０Ａ−ｎには、端子Ｔ１’、Ｔ２’およびＴ３’を有する入力部１００Ａ、および入力部１００Ａの端子Ｔ２’からの出力を増幅する初段アンプ２００Ａが設けられている。また端子Ｔ１’およびＴ３’は、接地されている。入力部１００Ａには、マイクロフォンのプラグが挿入される挿入口１０１Ａ、電極１０２Ａおよびスイッチ電極１０３Ａが設けられている。
【０００４】
図４（ａ）は、マイクロフォンのプラグが挿入されていない状態を示し、電極１０２Ａとスイッチ電極１０３Ａとが電気的に接続され、端子Ｔ２’は、端子Ｔ３’を介して接地される。従って初段アンプ２００Ａの入力は接地状態となる。一方、図４（ｂ）のように、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入口１０１Ａに挿入されると、プラグ１０００のスリーブが挿入口１０１Ａと接触して端子Ｔ１’を介して接地される。また、プラグ１０００のチップが電極１０２Ａと接触するとともに、電極１０２Ａとスイッチ電極１０３Ａとの接続を切り離すことにより、プラグ１０００のチップから供給されるオーディオ信号が端子Ｔ２’を介して初段アンプ２００Ａに入力されることになる。
【０００５】
ここで、初段アンプ２００Ａには、入力ノイズレベルが存在することにより、マイクロフォンのプラグ１０００が接続されていなくても、初段アンプ２００Ａの出力にはノイズが発生する。これらのノイズは、加算部５０Ａで加算されるより大きなノイズとなって出力される。各入力段１０Ａ−１、１０Ａ−２、・・・、１０Ａ−ｎにおける初段アンプ２００Ａの入力ノイズレベルをそれぞれＮ１、Ｎ２、・・・、Ｎｎとし、ゲインをＧ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎとすると、加算器５０Ａから出力される出力ノイズレベルＶｎは、位相のずれによる平均化を考慮すると、以下の式（１）のようなものとなる。
【０００６】
【数１】
2010114827.tif 000003
【０００７】
そして、全ての初段アンプ２００Ａの入力ノイズレベル、ゲインが同じ（入力ノイズレベルＮ＝Ｎ１、Ｎ２、・・・、Ｎｎ、ゲインＧ＝Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎ）であるとすると、出力ノイズレベルＶｎは式（２）のように表される。
【０００８】
【数２】
2010114827.tif 000004
【０００９】
したがって、例えば、入力ノイズレベルがＮ＝１μＶであり、ゲインがＧ＝１００倍、入力段１０Ａの数がｎ＝４であれば、出力ノイズレベルＶｎは２００μＶとなり大きなものとなっていた。例えば、特許文献１には、入力段単体におけるノイズレベルを低減するためにの技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−８９５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような様々なノイズレベルの低減においては、その構成が複雑である場合が多く、コストアップにつながっているものが多かった。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、多数のマイクロフォンのプラグを挿入できるように多数の端子を有していても、全体のノイズレベルの低減を行うことができるオーディオ信号加算装置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】
【００１２】
上述の課題を解決するため、本発明は、オーディオ信号を供給する供給端子が接続される複数の入力端子と、前記複数の入力端子の各々に対応して設けられる増幅手段であって、前記複数の入力端子に供給されるオーディオ信号を各々予め設定されたゲインで増幅する複数の増幅手段と、前記複数の増幅手段によって増幅されたオーディオ信号の各々を加算する加算手段と、前記供給端子が前記入力端子に接続されているか否かを、前記入力端子ごとに判定する判定手段と、前記判定手段によって接続されていないと判定された入力端子に対応する増幅手段に設定されたゲインを低減させるゲイン低減手段とを具備することを特徴とするオーディオ信号加算装置を提供する。
【００１３】
また、別の好ましい態様において、前記増幅手段は、オペアンプ、前記オペアンプの反転入力端子と接地端子との間に設けられた接地抵抗、および前記オペアンプの出力端子と前記反転入力端子との間に設けられたフィードバック抵抗を有する非反転増幅回路によりオーディオ信号を増幅し、前記ゲイン低減手段は、前記反転入力端子と前記接地端子との間の抵抗値を増加させることにより、前記増幅手段に設定されたゲインを低減させることを特徴とする。
【００１４】
また、別の好ましい態様において、前記ゲイン低減手段は、前記反転入力端子と前記接地端子との間を電気的に切断することにより、前記増幅手段に設定されたゲインを１に低減させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多数のマイクロフォンのプラグを挿入できるように多数の端子を有していても、全体のノイズレベルの低減を行うことができるオーディオ信号加算装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１７】
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るオーディオ信号加算装置１の構成についての説明図である。オーディオ信号加算装置１は、マイクロフォンのプラグを挿入する入力端子をｎ個有し、図１に示すように、各入力端子に対応して、複数の入力段１０−１、１０−２、・・・、１０−ｎ（以下、それぞれを区別しない場合には、単に入力段１０という）を有する。また、各入力段１０から出力されるオーディオ信号を加算して出力する加算器５０を有する。
【００１８】
各入力段１０は、端子Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ５を有する入力部１００、オペアンプ２０１、フィードバック抵抗Ｒ２および接地抵抗Ｒ１を有する。端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４は、接地端子に接続されている。
【００１９】
オペアンプ２０１の非反転入力端子には、入力部１００の端子Ｔ２からの出力信号が入力され、出力端子と反転入力端子との間には、フィードバック抵抗Ｒ２が設けられている。また、反転入力端子と端子Ｔ５との間には、接地抵抗Ｒ１が設けられている。また、オペアンプ２０１からの出力信号は、加算器５０へ入力される。
【００２０】
次に、各入力段１０の入力部１００について、図２を用いて説明する。図２は、入力部１００の構成についての説明図であって、図２（ａ）は、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないとき、図２（ｂ）は、プラグ１０００が挿入されているときの状態を示す図である。
【００２１】
入力部１００は、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入される挿入口１０１、電極１０２、スイッチ電極１０３、１０４、１０５を有し、それぞれ、端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５と電気的に接続されている。スイッチ電極１０４と電極１０２との間には絶縁体１０４ａが設けられ、電気的に接続されないようになっているが、スイッチ電極１０４と電極１０２とは物理的には接触状態を保つように構成され、電極１０２が移動すると併せてスイッチ電極１０４が移動するようになっている。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていない状態においては、電極１０２とスイッチ電極１０３とは電気的に接続され、端子Ｔ２と端子Ｔ３とは導通している。また、スイッチ電極１０４とスイッチ電極１０５とは接触していないため電気的に切断されていて、端子Ｔ４と端子Ｔ５とは導通していない。
【００２３】
したがって、端子Ｔ５は接地されていないから、接地抵抗Ｒ１が接地されず、オペアンプ２０１とフィードバック抵抗Ｒ２により、１倍のゲインを持つ増幅回路として機能する。
【００２４】
一方、図２（ｂ）に示すように、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されている状態においては、マイクロフォンのプラグ１０００のスリーブが挿入口１０１と接触して端子Ｔ１を介して接地される。また、マイクロフォンのプラグ１０００のチップが電極１０２と接触する。一方、電極１０２が移動することにより電極１０２とスイッチ電極１０３との接続が切り離され、端子Ｔ３と端子Ｔ２とが導通しなくなり、端子Ｔ２が接地されなくなるから、プラグ１０００のチップから端子Ｔ２にオーディオ信号が供給される。
【００２５】
また、電極１０２の移動によりスイッチ電極１０４が移動して、スイッチ電極１０４とスイッチ電極１０５とが電気的に接続され、端子Ｔ４と端子Ｔ５とが導通する。したがって、端子Ｔ５が接地されるから、接地抵抗Ｒ１の端子Ｔ５側の一端が接地され、オペアンプ２０１、フィードバック抵抗Ｒ２および接地抵抗Ｒ１により、（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１倍（単に、Ｒ１、Ｒ２と記載した場合は、接地抵抗Ｒ１、フィードバック抵抗Ｒ２の抵抗値を示す。以下同じ。）のゲインを持つ非反転増幅回路が構成される。これは、従来例における初段アンプに相当する。
【００２６】
上記構成において、スイッチ電極１０４、１０５は、その接続関係により、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているか否かを判定する判定手段として機能する。さらに、スイッチ電極１０４、１０５は、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているときにおいて、非反転増幅回路に設定されている（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１倍のゲインを、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないときにはゲインを低減させて、１倍とするゲイン低減手段としても機能する。
【００２７】
このように、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているときには、マイクロフォンから供給されるオーディオ信号が（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１倍に増幅されることになるが、プラグ１０００が挿入されていないときには、１倍の増幅となる。したがって、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていない入力段１０においては、入力ノイズが増幅されずに加算器５０に出力される。
【００２８】
したがって、本実施形態におけるオーディオ信号加算装置１の出力ノイズレベルＶｎは、各入力段１０における増幅回路の入力ノイズレベルがＮ、ゲインがＧ（マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないときには「１」）とすると、ｎ個の入力段１０のうち、ｍ個の入力段１０に係る入力端子にマイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているときには、以下の式（３）のように示される。
【００２９】
【数３】
2010114827.tif 000005
【００３０】
ここで、一般に、Ｇ＞＞１であるから、出力ノイズレベルＶｎは、概ね式（４）と表されることになる。
【００３１】
【数４】
2010114827.tif 000006
【００３２】
したがって、本発明の実施形態におけるオーディオ信号加算装置１と従来例におけるオーディオ信号加算装置１Ａとの出力ノイズレベルＶｎについての比較を行う。ここで、それぞれマイクロフォンの入力端子（入力段１０、１０Ａ）が５つ（ｎ＝５）であり、入力ノイズレベルがＮ＝０．７μＶ、ゲインが３０ｄＢ（Ｇ＝３１．６）であるとする。
【００３３】
この場合、従来例におけるオーディオ信号加算装置１Ａの出力ノイズレベルＶｎは、上記式（２）に当てはめると、４９．５μＶとなる。この出力ノイズレベルＶｎは、マイクロフォンが何本用いられていても、最低限発生するものである。一方、本発明の実施形態におけるオーディオ信号加算装置１の出力ノイズレベルＶｎは、上記式（４）に当てはめると、マイクロフォンが１本だけ用いられているとすると２２．１μＶ、２本なら３１．３μＶ、３本なら３８．３μＶ、４本なら４４．２μＶ、５本なら４９．５μＶとなる。
【００３４】
したがって、本発明の実施形態におけるオーディオ信号加算装置１においては、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないときには、その入力段１０における増幅回路のゲインを（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１倍から１倍に低減することができるから、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていない入力端子が多いほど、出力ノイズレベルＶｎを大幅に減らすことができ、オーディオ信号のＳＮ比を向上させることができる。また、このような構成を、機械的な構造により実現できるから、低コストでの実現が可能である。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
【００３６】
＜変形例１＞
上述した実施形態においては、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていない入力段においては、接地抵抗Ｒ１が接地されない状態になるように構成されていたが、オペアンプの反転入力端子と接地抵抗Ｒ１との間が切断されるように構成されるようにしてもよい。この場合には、例えば、接地抵抗Ｒ１をスイッチ電極１０４とスイッチ電極１０５とが接触する部分から接地端子までの間に設けるようにすればよい。
【００３７】
＜変形例２＞
上述した実施形態においては、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていない入力段においては、接地抵抗Ｒ１が接地されない状態になるように構成することにより、接地抵抗Ｒ１の抵抗値が実質的に無限大になった状態とすることで、増幅回路のゲインを低減させて１倍としていた。一方、接地抵抗Ｒ１の抵抗値を増加させることで、増幅回路のゲインを低減させれば、出力ノイズレベルＶｎを少なくすることができるから、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されている状態と挿入されていない状態において、接地抵抗Ｒ１の抵抗値が変化するようにすればよい。
【００３８】
この場合には、スイッチ電極１０４とスイッチ電極１０５とが接触していない状態のときに、スイッチ電極１０５が、一端が接地された抵抗の他端と電気的に接続されるようにすればよい。
【００３９】
＜変形例３＞
上述した実施形態においては、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているかの判定、および増幅回路のゲインの低減は、機械的な構成で行っていたが、このような構成に限られず、図３に示すような構成のオーディオ信号加算装置１ａにより行なってもよい。以下、図３に示す構成について説明する。図３は、本変形例に係るオーディオ信号加算装置１ａの構成を示す説明図である。
【００４０】
入力部１００ａは、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入され、チップから供給されるオーディオ信号を可変増幅回路２０２ａに出力する。また、入力部１００ａには、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているか否かを検出する検出手段が設けられている。検出手段は、例えば、実施形態における入力部１００において端子Ｔ４と端子Ｔ５と導通しているか否かにより検出してもよいし、光センサ、圧力センサ、オーディオ信号の信号レベルなどにより検出してもよい。
【００４１】
可変増幅回路２０２ａは、入力されたオーディオ信号を設定されたゲインで増幅して加算器５０ａに出力する。また、このゲインの設定は、判定部１１０ａにより制御される。判定部１１０ａは、その検出手段の検出結果から、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているか否かを判定し、判定結果により可変増幅回路２０２ａのゲインを制御する。具体的には、判定部１１０ａは、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないと判定したときには、挿入されていると判定したときよりも、可変増幅回路２０２ａに設定されるゲインを低減させるように制御する。このようにすれば、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されていないときに、可変増幅回路２０２ａのゲインを低減することができる。なお、マイクロフォンのプラグ１０００が挿入されているときにおける可変増幅回路２０２ａに設定されるゲインは、図示しない操作子により、変更可能なものとしてもよい。
【００４２】
＜変形例４＞
上述した実施形態におけるオーディオ信号加算装置１は、様々な装置に内蔵されて用いることができ、例えば、ミキサ、アンプなどに用いられると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態に係るオーディオ信号加算装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施形態に係る入力部の構成を示す説明図である。
【図３】変形例３に係るオーディオ信号加算装置の構成を示す説明図である。
【図４】従来例に係るオーディオ信号加算装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１ａ，１Ａ…オーディオ信号加算装置、１０，１０−１，１０−２，・・・，１０−ｎ，１０ａ，１０ａ−１，１０ａ−２，・・・，１０ａ−ｎ，１０Ａ，１０Ａ−１，１０Ａ−２，・・・，１０Ａ−ｎ…入力段、５０，５０ａ，５０Ａ…加算器、１００，１００ａ，１００Ａ…入力部、１０１，１０１Ａ…挿入口、１０２，１０２Ａ…電極、１０３，１０３Ａ，１０４，１０５…スイッチ電極、１０４ａ…絶縁体、１１０ａ…判定部、２００Ａ…初段アンプ、２０１…オペアンプ、２０２ａ…可変増幅回路、１０００…プラグ
【図１】
2010114827.tif 000007
【図２】
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【図３】
2010114827.tif 000009
【図４】
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