(57)【要約】【課題】プラグ挿抜検出機構がない一般的なジャックにおいても、プラグの挿抜を検出することを可能とする。【解決手段】電気音声変換素子Ｒ３，Ｒ４を有するヘッドホンのプラグが接続されるジャック１１の信号端子１１ａをプルアップ抵抗Ｒ１でプルアップするとともに、ジャック１１の接地端子１１ｃまたは他方の信号端子１１ｂをプルダウン抵抗Ｒ２でプルダウンする。ジャック１１に対するプラグの挿抜により生じる、プルダウン抵抗Ｒ２の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、プルアップ抵抗Ｒ１の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出回路１３で検出する。この検出回路１３は、当該電位の変化に基づいてジャック１１に対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から電気音声変換素子がプラグを介して接続される少なくとも１つの信号端子および１つの接地端子を有するジャックの信号端子の１つを電源電圧に接続するプルアップ抵抗と、
前記ジャックの接地端子を接地に接続するプルダウン抵抗と、
前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段とを備え、
この検出手段は、前記電位の変化に基づいて前記ジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力するプラグ挿抜検出回路。
【請求項２】
第１および第２の電気音声変換素子がそれぞれ接続される第１および第２の信号端子および共通の接地端子を有するジャックの第１および第２の信号端子の一方に電源電圧を接続するプルアップ抵抗と、
前記ジャックの第１および第２の信号端子の他方を接地に接続するプルダウン抵抗と、
前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段とを備え、
この検出手段は、前記電位の変化に基づいて前記ジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力するプラグ挿抜検出回路。
【請求項３】
前記検出手段は、プラグ非接続時の第１の電位とプラグ接続時の第２の電位とを区別する請求項１または２に記載のプラグ挿抜検出回路。
【請求項４】
前記検出手段は、プラグ接続時の第２の電位として、接続されたプラグが３端子のものか２端子のものかに応じて生じる二つの異なる電位を区別する請求項３に記載のプラグ挿抜検出回路。
【請求項５】
音声再生手段と、
この音声再生手段から音声信号が供給されるとともに、外部から電気音声変換素子がプラグを介して接続される、少なくとも１つの信号端子および１つの接地端子を有するジャックと、
このジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力するプラグ挿抜検出回路と、
この検出手段の検出出力に基づいて前記音声再生手段の動作を制御する制御手段とを備え、
この挿抜検出回路は、
前記信号端子の１つを電源電圧に接続するプルアップ抵抗と、
前記接地端子を接地に接続するプルダウン抵抗と、
前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段と
を有する音声再生装置。
【請求項６】
音声再生手段と、
この音声再生手段から音声信号が供給されるとともに、外部から第１および第２の電気音声変換素子がプラグを介してそれぞれ接続される第１および第２の信号端子および共通の接地端子を有するジャックと、
このジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力するプラグ挿抜検出回路と、
この検出手段の検出出力に基づいて前記音声再生手段の動作を制御する制御手段とを備え、
この挿抜検出回路は、
前記ジャックの第１および第２の信号端子の一方に電源電圧を接続するプルアップ抵抗と、
前記ジャックの第１および第２の信号端子の他方を接地に接続するプルダウン抵抗と、
前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段と
を有する音声再生装置。
【請求項７】
前記検出手段は、プラグ非接続時の第１の電位とプラグ接続時の第２の電位とを区別する請求項５または６に記載の音声再生装置。
【請求項８】
前記信号端子として第１および第２の信号端子を有し、
前記検出手段は、プラグ接続時の第２の電位として、接続されたプラグが３端子のものか２端子のものかに応じて生じる二つの異なる電位を区別し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出出力に基づいて、前記ジャックに接続されたプラグがモノラル用かステレオ用かを判断し、この判断結果に基づいて前記音声再生手段の動作を切り替える請求項６に記載の音声再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグを選択的に挿入されるジャックに関して、プラグの挿抜を検出するプラグ挿抜検出回路およびこれを用いた音声再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘッドホン（イヤホンを含む）のプラグを接続するためのジャックを搭載している機器において、プラグが機器に挿入されたことを、機器自身が検出して、機能を切り替えることがある。例えば、携帯電話機器やオーディオ機器において、プラグが接続された場合には、本体側のスピーカの出力を停止させ、ヘッドホン側に音声出力を切り替える機能がある。また、ＦＭラジオ機能などヘッドホンがアンテナを兼用している場合においては、ヘッドホンが挿されていない際に、ＦＭラジオ機能を動作させた場合などに、ユーザにヘッドホンを接続するよう促すメッセージを出力する場合などである。
【０００３】
従来、ヘッドホンの挿入の検出は、検出機構が付属した特別のジャックを用いて、この検出信号を信号処理部で検出して行うことが一般的であった。
【０００４】
図１にそのような従来の検出機構付のヘッドホンジャックの構造を示す。このジャック１０は第１〜第５の端子１０ａ〜１０ｅを有する。端子１０ｂおよび端子１０ｃは右（Ｒ）チャンネルおよび左（Ｌ）チャンネルの信号の入力端子であり、端子１０ｄは接地（ＧＮＤ）端子である。これらの端子がジャックの基本的な構成要素である。これに対して、端子１０ａと端子１０ｅとがヘッドホンプラグの接続の有無（挿抜）を検出するための検出機構を構成している。
【０００５】
ジャック１０に対してヘッドホンプラグが挿されると端子１０ａと端子１０ｅとがそのプラグの接地端子により短絡され、プルアップ抵抗Ｒ１で電源電圧Ｖｃｃに常時プルアップされている端子１０ａの電位が接地レベルにまで低下する。この端子１０ａの電位の変化を検出信号として信号処理部（図示せず）で監視する。信号処理部は、検出信号が電源電圧ＶｃｃからＧＮＤレベルに低下したとき、プラグが接続されたと判断することができる。
【０００６】
なお、特許文献１にはテレビ受像機などの音声端子や映像端子として用いられる接続検出用のジャックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような検出機構付のヘッドホンジャックは、ジャックの挿抜を検出するための端子（図１の例では端子１０ａ，１０ｅ）が必要になり、端子の数も一般的なステレオタイプのヘッドホンジャックの３端子よりも増えてしまう。そのため、ジャックの機構的な構造が複雑となり、サイズが大きくなるとともにコストが割高となる。これは、携帯電話機器や携帯用オーディオ機器の小型化の障害になり得る。特許文献１に記載のジャックも特別の検出機構を有するものに属する。
【０００９】
本発明は、このような背景においてなされたものであり、プラグ挿抜検出機構がない一般的なジャックにおいても、プラグの挿抜を検出することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるプラグ挿抜検出回路は、外部から電気音声変換素子がプラグを介して接続される少なくとも１つの信号端子および１つの接地端子を有するジャックの信号端子の１つを電源電圧に接続するプルアップ抵抗と、前記ジャックの接地端子を接地に接続するプルダウン抵抗と、前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段とを備える。この検出手段は、前記電位の変化に基づいて前記ジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力する。
【００１１】
本発明による他のプラグ挿抜検出回路は、第１および第２の電気音声変換素子がそれぞれ接続される第１および第２の信号端子および共通の接地端子を有するジャックの第１および第２の信号端子の一方に電源電圧を接続するプルアップ抵抗と、前記ジャックの第１および第２の信号端子の他方を接地に接続するプルダウン抵抗と、前記ジャックに対するプラグの挿抜により生じる、前記プルダウン抵抗の接地側とは逆の端部の電位の変化、または、前記プルアップ抵抗の電源側とは逆の端部の電位の変化を検出する検出手段とを備える。この検出手段は、前記電位の変化に基づいて前記ジャックに対するプラグの挿抜の状態を示す信号を出力する。
【００１２】
このような本発明のプラグ挿抜検出回路は、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗をジャックの所定の端子に接続してジャックへのプラグ接続時に直流バイアスの閉回路が形成され、プラグ非接続時にはその閉回路が開放されるようにすることにより、プルダウン抵抗またはプルアップ抵抗の所定の部位の電位に変化が生じする。この電位の変化を検出することによりプラグの挿抜（接続の有無）が判断される。
【００１３】
前記検出手段は、プラグ接続時の電位の変化をさらに区別することにより、接続されたプラグが３端子のものか２端子のものかが区別される。
【００１４】
本発明による音声再生装置は、上記のようなプラグ挿抜検出回路と、この検出手段の検出出力に基づいて前記音声再生手段の動作を制御する制御手段とを備える。この構成により、プラグの挿抜の状態に応じて音声再生動作を適正に切り替えるような制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラグの挿抜の検出をジャックの検出機構によらずに行うようにしたので、ジャックの構造を複雑にする必要がなくなり、そのサイズが低減される。その結果、セットの小型化に貢献し、かつ、ジャックひいてはこれを用いた音声再生装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の検出機構付のヘッドホンジャックの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるプラグ挿抜検出回路を示した回路図および等価回路を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の構成例を示した図である。
【図４】図２の実施の形態の変形例を示した図である。
【図５】ステレオ用の３端子のプラグおよびモノラル用の２端子のプラグの構成を示した図である。
【図６】図４内に示した検出回路の第１の例を示した図である。
【図７】図４内に示した検出回路の第２の例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る音声再生装置の概略構成のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図２（ａ）は本実施の形態におけるヘッドホンプラグ用のプラグ挿抜検出回路を示した回路図であり、図２（ｂ）はその等価回路である。なお、本明細書におけるヘッドホンはイヤホンを含むものとする。
【００１９】
ステレオヘッドホンを構成する第１および第２の（左右の）電気音声変換素子１２ａ，１２ｂは、プラグ（後述する図５参照）を介して選択的にジャック１１に接続される。ジャック１１自体は既存の３端子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）のタイプのものである。すなわち、端子１１ａ，１１ｂは、それぞれ、音声再生部からの左（Ｌ）チャンネルおよび右（Ｒ）チャンネルの音声信号を結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して受ける第１および第２の信号端子である。端子１１ｃは共通の接地（ＧＮＤ）端子である。
【００２０】
プラグ挿抜検出回路は、ジャック１１の信号端子１１ａに電源電圧Ｖｃｃを接続するプルアップ抵抗Ｒ１と、ジャック１１の接地端子１１ｃに接続されたプルダウン抵抗Ｒ２と、このプルダウン抵抗Ｒ２の非接地側端子とジャック１１の端子１１ｃとの接続点Ａの電位を検出する検出回路１３とにより構成される。プルアップ抵抗Ｒ１は、ジャック１１へのプラグ挿抜状態の検出に必要な直流バイアスをオーディオ信号の片方（この例ではＬｃｈ）に重畳させる働きをする。ＧＮＤ側には、この直流バイアスをカットし、オーディオ信号をＧＮＤに通過させるための結合コンデンサＣ３を追加する。
【００２１】
ジャック１１にヘッドホンプラグが接続された場合、図２（ａ）においてバイアスの流れを表す太矢印で示すように、ヘッドホンの電気音声変換素子１２ａのＤＣ抵抗Ｒ３を経由して、抵抗Ｒ１でバイアスされた直流電位が抵抗Ｒ１とＲ２に分圧されてＡ点に電圧が現れる。ヘッドホンプラグが接続されたときのＡ点の電圧は図２（ｂ）の等価回路より、次式で求められる。
（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ２））＊  Ｖｃｃ    …（１）
ここにＲ１，Ｒ２，Ｒ３は同名称の抵抗の抵抗値を表すものとする。後述するＲ４についても同様である。
【００２２】
ヘッドホンプラグが挿されていない場合は、抵抗Ｒ３の抵抗値が無限大（開放）となり、Ａ点は抵抗Ｒ２によりプルダウンされる。そのため、Ａ点の電位はＧＮＤレベルとなる。
【００２３】
図２（ａ）の構成において監視対象の点はプルダウン抵抗Ｒ２の接地側とは逆の端部のＡ点としたが、プルアップ抵抗Ｒ１の電源側とは逆の端部のＢ点としてもよい。この場合、ヘッドホンプラグが接続されたときのＢ点の電圧は次式で求まる。
((Ｒ３＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ２)）＊  Ｖｃｃ    …（２）
【００２４】
ヘッドホンプラグが挿されていない場合は、抵抗Ｒ３の抵抗値が無限大（開放）となり、Ｂ点は抵抗Ｒ１によりプルアップされているため、その電位は電源電圧Ｖｃｃのレベルとなる。
【００２５】
検出回路１３は、プラグ非接続時の第１の電位とプラグ接続時の第２の電位とを区別するための検出手段であり、図２の例では、検出信号を後段の信号処理部で必要な論理レベルに調整するためにバッファ回路としている。このバッファ回路は、抵抗Ｒ５と電界効果トランジスタＴ１とを電源電圧と接地との間に直列接続し、Ｔ１のゲート端子に検出対象の電圧を印加し、電界効果トランジスタＴ１のドレイン端子の電圧を検出出力とするものである。なお、検出回路１３は、信号処理部に必要な論理レベルの信号に変換できればよいため、図３（ａ）に示した構成以外にも、トランジスタ、コンパレータなどでも実現できる。また、Ａ／Ｄ変換ＩＣなどでこれを検出するようにしてもよい。この場合にはバッファ回路は不要となる。
【００２６】
図３は、本発明の他の実施の形態の構成例を示している。すなわち、図３（ａ）はこの実施の形態におけるヘッドホンプラグ用のプラグ挿抜検出回路を示した回路図であり、図３（ｂ）はその等価回路である。
【００２７】
図２の構成例では、プルダウン抵抗Ｒ２をジャック１１の接地端子１１ｃに接続したが、ジャック１１の他方の信号端子１１ｂに接続することも可能である。この場合は、プラグの接続時（挿入時）に、ＬｃｈとＲｃｈそれぞれの直流抵抗Ｒ３，Ｒ４がバイアスの経路に挿入されることになるので、等価回路は図３（ｂ）に示すようになる。この場合のＡ点は、プルダウン抵抗Ｒ２と信号端子１１ｂの接続点である。
【００２８】
Ａ点の電圧は、ヘッドホンプラグが挿されている場合には、次式で表される。
（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ２））＊Ｖｃｃ      …（３）
【００２９】
ヘッドホンプラグが外されている場合には、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値が無限大（開放）となり、Ａ点は抵抗Ｒ２でプルダウンされているので、その電位はＧＮＤレベルとなる。
【００３０】
この実施の形態においても、Ａ点の代わりにＢ点を監視することも可能である。その場合、ヘッドホンプラグが接続されたときのＢ点の電圧は次式で求まる。
((Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ２)／(Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ２)）＊Ｖｃｃ    …（４）
【００３１】
ヘッドホンプラグが挿されていない場合は、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値が無限大（開放）となり、Ｂ点は抵抗Ｒ１によりプルアップされているため、その電位は電源電圧Ｖｃｃのレベルとなる。
【００３２】
図３の構成では図２に示した検出回路１３と同様の回路を利用することができる。
【００３３】
図４は、図２の実施の形態の変形例を示すものである。上述の例では、プラグは図５（ａ）に示すようなステレオヘッドホンに対応した３端子のものを想定した。しかし、ステレオ用の３端子のジャック１１に対して、図５（ｂ）に示すようなモノラル用の２端子のプラグが接続される場合もありうる。
【００３４】
この場合、図４（ａ）に示すように、一方の音声信号（Ｌｃｈ）は単一の電気音声変換素子１２ａに供給されるが、他方の音声信号（Ｒｃｈ）はジャック１１の接地端子１１ｃを介して結合コンデンサＣ３経由でＧＮＤに流れる。したがって、図４（ａ）の構成では、図３（ａ）に示したと同様にプルダウン抵抗Ｒ２を他方の信号端子１１ｂに接続した構成であっても、モノラル用のプラグを接続した場合には、図２に示した構成と同じ結果が得られる。但し、ここで注目すべきは、監視対象のＡ点の電位は、プラグの非接続時、モノラル用のプラグの接続時、ステレオ用のプラグの接続時で、３つの異なる電位を示すことである。特に、モノラル用のプラグの接続時、ステレオ用のプラグの接続時で異なる電位となるので、両電位を区別することにより、プラグの接続時にそのプラグがモノラル用かステレオ用かを区別することが可能となる。このような電位の区別は別の検出回路１３ａにより行う。検出回路１３ａとしては幾つかの構成が考えられる。
【００３５】
図６は検出回路１３ａの第１の例を示している。図６（ａ）は、アナログ入力電圧Ｖｉを、対応するデジタル出力データＤに変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器６０を用いたものを示している。Ａ／Ｄ変換器６０のデジタル出力データＤに基づいて後段の信号処理部は、図６（ｂ）に示すように、Ｄ＜Ｄ０であれば「プラグ接続なし」、Ｄ０＜Ｄ≦Ｄ１であれば「ステレオ用プラグ接続あり」、Ｄ１≦Ｄであれば「モノラル用プラグ接続あり」と判断できる。
【００３６】
なお、Ｄ０，Ｄ１の値が異なるだけで、Ｂ点の電位を監視する場合にも同様の構成を利用することができる。
【００３７】
図７は、検出回路１３ａの第２の例を示している。図７（ａ）は二つのコンパレータ（比較器）７１，７２を用いた構成を示している。上記のような異なる非接地電位を区別するための閾値電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２（＜Ｖｒｅｆ１）を用意し、両閾値をそれぞれ入力電圧Ｖｉとコンパレータ（比較器）７１，７２で比較することにより、２ビットの２値の出力データｄ１，ｄ０を得ることができる。後段の信号処理部は、図７（ｂ）に示すように、ｄ１＝ｄ０＝０であれば「プラグ接続なし」、ｄ１＝０かつｄ０＝１であれば「ステレオ用プラグ接続あり」、ｄ１＝ｄ０＝１であれば「モノラル用プラグ接続あり」と判断することができる。
【００３８】
図８は、本実施の形態に係る音声再生装置の概略構成を示すブロック図を示している。この音声再生装置は、ヘッドホンジャック１１、このヘッドホンジャック１１に対するプラグの挿抜を検出する上記いずれかのプラグ挿抜検出回路を用いたプラグ挿抜検出部２０、このプラグ挿抜検出部２０の出力を受けて所定の処理を行う信号処理部（制御部）３０、この信号処理部３０からの指示に応じて制御されるオーディオ再生部４０、および信号処理部３０から表示情報を受信して表示する表示デバイスや信号処理部３０に対して指示やデータを入力する入力デバイスを有する表示／操作部５０を備えて構成される。オーディオ再生部４０は、この例ではステレオ再生を行うものを想定している。動的記憶や静的記憶の記憶媒体によるもの、放送受信によるもの、通信によるもの、等、その音源がどのようなものかは問わない。
【００３９】
信号処理部３０は、プラグ挿抜検出部２０の検出出力の判断結果に基づいてオーディオ再生部４０の動作を切り替える。具体的には、従来技術の説明において上述したように、本体側のスピーカ（存在する場合）の出力を止めたり、ヘッドホン側に音声出力を切り替えるために利用することができる。また、ＦＭラジオ機能などでヘッドホンがアンテナを兼用している場合においては、ヘッドホンプラグが挿されていない際に、ＦＭラジオ機能を動作させたときに、ユーザにヘッドホンプラグを接続するよう促す音声メッセージおよび／または表示メッセージを出力することもできる。また、挿入されたプラグがステレオ用プラグかモノラル用プラグかに応じて、オーディオ再生部（音声再生手段）４０の再生をモノラルとステレオで切り替えたり、それぞれに対応した周波数特性を切り替えたりすることも可能である。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、電気音声変換素子を接続するプラグについて説明したが、抵抗分を有する任意の素子であってよい。
【符号の説明】
【００４１】
Ｃ１，Ｃ２…結合コンデンサ、Ｃ３…結合コンデンサ、Ｄ…デジタル出力データ、Ｒ１…プルアップ抵抗、Ｒ２…プルダウン抵抗、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗、Ｔ１…電界効果トランジスタ、１０ａ〜１０ｅ…端子、１１…ジャック、１１ａ〜１１ｃ…端子、１２ａ…電気音声変換素子、１３，１３ａ…検出回路、２０…プラグ挿抜検出部、３０…信号処理部、４０…オーディオ再生部、５０…表示／操作部、６０…Ａ／Ｄ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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