(57)【要約】【課題】音声処理装置において、安価な回路によって、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上する。【解決手段】音声処理装置１は、音声信号を設定されたゲインで増幅して出力するアンプ３と、アンプ３におけるゲインの設定を制御するゲイン設定制御部４とを備える。アンプ３は、ハイレベルのゲイン設定信号が入力されているときに、第１のゲインに設定し、ローレベルのゲイン設定信号が入力されているときに、第１のゲインよりも低い第２のゲインに設定する。ゲイン設定制御部４は、スピーカ出力電圧（アンプ３からスピーカ２に出力された音声信号）を検知し、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときに、ハイレベルのゲイン設定信号をアンプ３に入力し、スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、ローレベルのゲイン設定信号をアンプ３に入力する。スピーカ出力電圧が所定レベル以下のとき、アンプ３のゲインが下げられ、ノイズが低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカにより出力される音声の元となる音声信号を出力するアンプを備える音声処理装置において、
前記アンプは、前記音声信号を増幅するゲインを設定するためのゲイン設定信号が入力され、該入力されたゲイン設定信号に応じて前記ゲインを設定し、該設定したゲインで前記音声信号を増幅して出力し、
前記アンプに前記ゲイン設定信号を入力するゲイン設定制御部を備え、
前記アンプは、
前記ゲインを第１のゲインと該第１のゲインよりも低い第２のゲインのいずれか一方に設定可能であり、
前記ゲイン設定信号として前記第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号が入力されているときに、前記ゲインを前記第１のゲインに設定し、
前記ゲイン設定信号として前記第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号が入力されているときに、前記ゲインを前記第２のゲインに設定し、
前記ゲイン設定制御部は、
前記アンプから前記スピーカに出力された電圧による音声信号であるスピーカ出力電圧を検知し、
該検知したスピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときに、前記ゲイン設定信号として、前記第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号を前記アンプに入力し、
該検知したスピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、前記ゲイン設定信号として、前記第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号を前記アンプに入力する、
ことを特徴とする音声処理装置。
【請求項２】
前記ゲイン設定制御部は、
前記スピーカ出力電圧を平滑化する平滑回路部と、
ベースが電源ラインに接続され、コレクタが前記アンプに接続され、エミッタが抵抗を介してグランドに接続されるトランジスタとを備え、
前記平滑回路部により平滑化されたスピーカ出力電圧が前記トランジスタのエミッタと前記抵抗との間に与えられ、
前記トランジスタが前記平滑回路部により平滑化されたスピーカ出力電圧の値に応じてオン、オフし、
前記トランジスタのコレクタからの電圧を前記ゲイン設定信号として前記アンプに入力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテレビジョン受像機等に用いられ、スピーカにより音声を出力するための音声処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音声処理装置は、音声信号を増幅するアンプを備えており、音声信号をアンプにより増幅して出力するようになっている。アンプから出力された電圧による音声信号であるスピーカ出力電圧は、音声出力ラインを介してスピーカに出力され、スピーカによって、スピーカ出力電圧（音声信号）に基く音声が出力される。このような音声処理装置としては、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上するために、様々な構成のものが提案されている。
【０００３】
また、無線機において、ノイズ検出回路によってノイズの有無を検出し、ノイズが含まれているときに、入力信号を減衰するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、音量調整回路において、デコーダから出力されるデジタル楽音データの音量を制御する第１の可変利得部と、デジタル／アナログ変換器の出力の音量を制御する第２の可変利得部を備え、ユーザによるボリュームつまみの操作に応じて、第１の可変利得部と第２の可変利得部の利得を設定することにより、デジタル／アナログ変換器の残留ノイズを最小限にするようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、ＦＭラジオ受信機において、ノイズ検出回路によってノイズの有無を検出し、ノイズの大きさとノイズの継続時間に応じて、ノイズキャンセル処理を実行するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。また、音声信号の周波数特性を補正するイコライザアンプと音声信号をスピーカに供給するオーディオアンプとの間にノイズ低減回路を設け、イコライザアンプの出力として音声信号がないとき、ノイズ低減回路によってノイズを低減するようにしたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００６−５０００３号公報
【特許文献２】特開２００４−１４０６５０号公報
【特許文献３】特開平９−３２１６４３号公報
【特許文献４】特開平７−４４９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の音声処理装置においては、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上するために、高価な回路を必要としていたり、また、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を十分に改善、向上することができていない。なお、上述した特許文献１乃至特許文献４に開示の内容を適用したとしても、上記の問題を解決することはできない。
【０００５】
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、安価な回路によって、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができる音声処理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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、スピーカにより出力される音声の元となる音声信号を出力するアンプを備える音声処理装置において、アンプは、音声信号を増幅するゲインを設定するためのゲイン設定信号が入力され、該入力されたゲイン設定信号に応じてゲインを設定し、該設定したゲインで音声信号を増幅して出力し、アンプにゲイン設定信号を入力するゲイン設定制御部を備え、アンプは、ゲインを第１のゲインと該第１のゲインよりも低い第２のゲインのいずれか一方に設定可能であり、ゲイン設定信号として第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号が入力されているときに、ゲインを第１のゲインに設定し、ゲイン設定信号として第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号が入力されているときに、ゲインを第２のゲインに設定し、ゲイン設定制御部は、アンプからスピーカに出力された電圧による音声信号であるスピーカ出力電圧を検知し、該検知したスピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときに、ゲイン設定信号として、第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号をアンプに入力し、該検知したスピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、ゲイン設定信号として、第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号をアンプに入力するものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の音声処理装置において、ゲイン設定制御部は、スピーカ出力電圧を平滑化する平滑回路部と、ベースが電源ラインに接続され、コレクタがアンプに接続され、エミッタが抵抗を介してグランドに接続されるトランジスタとを備え、平滑回路部により平滑化されたスピーカ出力電圧がトランジスタのエミッタと抵抗との間に与えられ、トランジスタが平滑回路部により平滑化されたスピーカ出力電圧の値に応じてオン、オフし、トランジスタのコレクタからの電圧をゲイン設定信号としてアンプに入力するものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときには、第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号がゲイン設定制御部からアンプに入力されて、アンプのゲインが第１のゲインに設定され、第１のゲインで増幅した音声信号による音声がスピーカから出力される。また、スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときには、第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号がゲイン設定制御部からアンプに入力されて、アンプのゲインが第１のゲインよりも低い第２のゲインに設定され、第２のゲインで増幅した音声信号による音声がスピーカから出力される。
【０００９】
すなわち、スピーカ出力電圧が所定レベル（例えば、平均的なノイズ信号の電圧レベル）以下のときには、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときと比較して、アンプのゲインが下がり、アンプから出力されるスピーカ出力電圧が低下し、スピーカ出力電圧に混入するノイズのレベルもスピーカ出力電圧と共に低下する。これにより、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができ、スピーカから出力される音声に含まれるノイズ音を低減することができる。
【００１０】
しかも、このような構成（スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、アンプのゲインが下がる構成）を採用することにより、安価な回路によって、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができる。また、例えばドルビー規格のような厳しいスペックの規格にも対応できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときには、トランジスタがオフし、そのときのトランジスタのコレクタからの電圧が、第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号としてアンプに入力される。また、スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときには、トランジスタがオンし、そのときのトランジスタのコレクタからの電圧が、第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号としてアンプに入力される。このような構成を採用することにより、より安価な回路によって、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態による音声処理装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による音声処理装置の構成を示す。音声処理装置１は、例えばテレビジョン受像機等に用いられ、スピーカ２により音声を出力するための装置である。すなわち、音声処理装置１は、スピーカ２に接続して使用され、スピーカ２により出力される音声の元となる音声信号を出力する装置である。
【００１３】
音声処理装置１は、スピーカ２により出力される音声の元となる音声信号を、設定されたゲインで増幅して出力するアンプ３と、アンプ３における音声信号を増幅するゲインの設定を制御するゲイン設定制御部４とを備える。
【００１４】
アンプ３は、音声入力端子３１から入力されたデジタルの音声信号（音声入力）を、アナログの音声信号（スピーカ２により出力される音声の元となる音声信号）に変換し、そのアナログの音声信号を、設定されたゲインで増幅して音声出力端子３２から出力する。音声入力端子３１には、音声入力ライン５１を介して例えばテレビジョン受像機のチューナ（不図示）が接続され、デジタルの音声信号は、音声入力ライン５１を介して音声入力端子３１から入力される。音声出力端子３２には、音声出力ライン５２を介してスピーカ２が接続され、音声出力端子３２から出力された電圧によるアナログの音声信号であるスピーカ出力電圧（ＳＰ  ＯＵＴ）は、音声出力ライン５２を介してスピーカ２に出力され、スピーカ２によって、スピーカ出力電圧（音声出力端子３２から出力されたアナログの音声信号）に基く音声が出力される。
【００１５】
また、アンプ３は、アナログの音声信号を増幅するゲインを設定するためのゲイン設定信号（Ｇｖ）がゲイン端子３３から入力され、その入力されたゲイン設定信号に応じてゲインを設定し、その設定したゲインでアナログの音声信号を増幅して音声出力端子３２から出力する。アンプ３は、音声信号を増幅するゲインを、第１のゲイン（例えば３２ｄＢ）と、この第１のゲインよりも低い第２のゲイン（例えば２６ｄＢ）のいずれか一方に設定可能になっている。そして、アンプ３は、ゲイン設定信号としてハイレベルのゲイン設定信号（第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号）がゲイン端子３３から入力されているときには、音声信号を増幅するゲインを第１のゲインに設定し、また、ゲイン設定信号としてローレベルのゲイン設定信号（第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号）がゲイン端子３３から入力されているときには、音声信号を増幅するゲインを第２のゲインに設定する。ゲイン設定信号は、ゲイン設定制御部４から出力されて、ゲイン端子３３から入力される。
【００１６】
また、アンプ３は、電源入力端子３４から入力される１３ｖ電源を基に、アンプ３の内部で５ｖ電源を生成し、その５ｖ電源によって動作する。アンプ３のゲイン端子３３は、アンプ３の内部で生成した５ｖ電源でプルアップされている。１３ｖ電源は、電源入力ライン５４を介して電源入力端子３４から入力される。また、アンプ３の内部で生成した５ｖ電源は、電源出力端子３５から出力され、電源出力ライン５５を介してゲイン設定制御部４及び各種回路（不図示）に供給される。
【００１７】
ゲイン設定制御部４は、アンプ３から（アンプ３の音声出力端子３２から）スピーカ２に出力された電圧によるアナログの音声信号であるスピーカ出力電圧（ＳＰ  ＯＵＴ）を検知し、その検知結果に応じて、アンプ３のゲイン端子３３にゲイン設定信号（Ｇｖ）を入力することにより、アンプ３における音声信号を増幅するゲインの設定を制御する。
【００１８】
ゲイン設定制御部４は、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧を平滑化する平滑回路部４０と、平滑回路部４１により平滑化されたスピーカ出力電圧に応じてオン、オフされるＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを備える。
【００１９】
トランジスタＴｒ１は、ベースが抵抗Ｒ１を介して電源出力ライン５５に接続され、コレクタがアンプ３のゲイン端子３３に接続され、エミッタが抵抗Ｒ２を介してグランドに接続されている。また、トランジスタＴｒ１のベースと抵抗Ｒ１の中間点が、抵抗Ｒ３を介してグランドに接続されている。
【００２０】
平滑回路部４０は、抵抗Ｒ４１と、ダイオードＤ４１と、コンデンサＣ４１、Ｃ４２とを備える。コンデンサＣ４１は、一端が音声出力ライン５２に接続されている。ダイオードＤ４１は、アノードがコンデンサＣ４１の他端に接続されており、カソードがトランジスタＴｒ１のエミッタと抵抗Ｒ２との間に接続されている。抵抗Ｒ４１は、一端がダイオードＤ４１のアノードに接続されており、他端がグランドに接続されている。コンデンサＣ４２は、一端がダイオードＤ４１のカソードに接続されており、他端がグランドに接続されている。
【００２１】
このような構成のゲイン設定制御部４において、平滑回路部４０は、音声出力ライン５２の電圧、すなわち、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧、を平滑化する。平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧の値は、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧のレベル（振幅）に対応し、スピーカ２から出力される音声の大きさ（音量）に対応する。平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧は、トランジスタＴｒ１のエミッタと抵抗Ｒ２との間に与えられる。
【００２２】
これにより、トランジスタＴｒ１は、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧の値に応じてオン、オフする。すなわち、トランジスタＴｒ１は、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧がある一定の値を超えると、オフし、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧がある一定の値以下になると、オンする。トランジスタＴｒ１がオフのときには、トランジスタＴｒ１のコレクタの電圧レベルはハイレベルとなり、トランジスタＴｒ１がオンのときには、トランジスタＴｒ１のコレクタの電圧レベルはローレベルとなる。
【００２３】
そして、ゲイン設定制御部４は、トランジスタＴｒ１のコレクタからの電圧（トランジスタＴｒ１のコレクタの電圧レベル）をゲイン設定信号としてアンプ３のゲイン端子３３に入力する。すなわち、ゲイン設定制御部４は、トランジスタＴｒ１がオフしているときに、トランジスタＴｒ１のコレクタからアンプ３のゲイン端子３３にハイレベルのゲイン設定信号を入力し、トランジスタＴｒ１がオンしているときに、トランジスタＴｒ１のコレクタからアンプ３のゲイン端子３３にローレベルのゲイン設定信号を入力する。
【００２４】
ここで、トランジスタＴｒ１は、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧の値が、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧の所定レベル（スピーカ２から出力される音声を微かに聴き取れるレベルであり、平均的なノイズ信号の電圧レベル）に対応する値を超えているときに、オフし、また、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧の値が、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧の所定レベルに対応する値以下のときに、オンする。つまり、このようにトランジスタＴｒ１がオン、オフ動作するように、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値が設定されている。
【００２５】
従って、ゲイン設定制御部４は、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときに、トランジスタＴｒ１がオフして、ハイレベルのゲイン設定信号をアンプ３のゲイン端子３３に入力し、また、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、トランジスタＴｒ１がオンして、ローレベルのゲイン設定信号をアンプ３のゲイン端子３３に入力する。
【００２６】
このように、ゲイン設定制御部４は、アンプ３からスピーカ２に出力されたスピーカ出力電圧を、平滑回路部４０により平滑化されたスピーカ出力電圧によって検知し、その検知結果に応じて、アンプ３のゲイン端子３３にゲイン設定信号を入力する。そして、ゲイン設定制御部４は、このようにゲイン設定信号をアンプ３のゲイン端子３３に入力することにより、アンプ３における音声信号を増幅するゲインの設定を制御する。
【００２７】
このような構成の音声処理装置１によれば、スピーカ出力電圧が上記所定レベルを超えているときには、ハイレベルのゲイン設定信号（第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号）がゲイン設定制御部４からアンプ３に入力されて、アンプ３のゲインが第１のゲインに設定され、第１のゲインで増幅した音声信号による音声がスピーカ２から出力される。また、スピーカ出力電圧が上記所定レベル以下のときには、ローレベルのゲイン設定信号（第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号）がゲイン設定制御部４からアンプ３に入力されて、アンプ３のゲインが第１のゲインよりも低い第２のゲインに設定され、第２のゲインで増幅した音声信号による音声がスピーカ２から出力される。
【００２８】
すなわち、スピーカ出力電圧が所定レベル以下のとき（スピーカ２からノイズのみが出力されるときを含む）には、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときと比較して、アンプ３のゲインが下がり、アンプ３から出力されるスピーカ出力電圧が低下し、スピーカ出力電圧に混入するノイズのレベルもスピーカ出力電圧と共に低下する。このとき、アンプ３のゲインが下がることによってスピーカ出力電圧が低下しても、スピーカ出力電圧の元々のレベル（アンプ３のゲインが下がることによって低下する前のレベルであって、アンプ３のゲインが第１のゲインであるときのレベル）が所定レベル以下であり、スピーカ２から出力される音声の元々の音量が小さい音量（微かに聴き取れるレベル）であるため、聴感上の違和感を生じない。これにより、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができ、スピーカ２から出力される音声に含まれるノイズ音を低減することができる。
【００２９】
しかも、このような構成（スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに、アンプ３のゲインが下がる構成）を採用することにより、安価な回路によって、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができる。
【００３０】
本発明の音声処理装置１（ゲイン設定制御部４を備える構成）と、ゲイン設定制御部４を備えない構成について、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比の測定を行った。このスピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比の測定は、スピーカ出力電圧の基準レベル（１ｋＨｚ、−２０ｄＢｆｓ）と、ノイズ信号（２００Ｈｚ、−６０ｄＢｆｓ）をアンプ３に入力したときのスピーカ出力電圧のレベルとの差を求めることによって行った。
【００３１】
測定の結果、ゲイン設定制御部４を備えない構成では、Ｓ／Ｎ比：８２．７ｄＢであるのに対し、本発明の音声処理装置１では、Ｓ／Ｎ比：８９．４ｄＢとなった。このように、本発明の音声処理装置１によれば、スピーカ出力電圧のＳ／Ｎ比を改善、向上することができる。また、ドルビー規格の基準であるＳ／Ｎ比：−８５ｄＢもクリアしており、ドルビー規格のような厳しいスペックの規格にも対応できる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、ゲイン設定制御部は、上記実施形態の構成に限られず、スピーカ出力電圧を検知して、スピーカ出力電圧が所定レベルを超えているときに第１のゲインに設定することを示すゲイン設定信号をアンプに入力すると共に、スピーカ出力電圧が所定レベル以下のときに第２のゲインに設定することを示すゲイン設定信号をアンプに入力する構成であれば、どのような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る音声処理装置の構成を示す電気回路図。
【符号の説明】
【００３４】
１    音声処理装置
２    スピーカ
３    アンプ
４    ゲイン設定制御部
３１    音声入力端子
３２    音声出力端子
３３    ゲイン端子
３４    電源入力端子
３５    電源出力端子
４０    平滑回路部
５１    音声入力ライン
５２    音声出力ライン
５４    電源入力ライン
５５    電源出力ライン
Ｔｒ１    トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３    抵抗
Ｒ４１    抵抗
Ｄ４１    ダイオード
Ｃ４１、Ｃ４２    コンデンサ
【図１】
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