(57)【要約】【課題】音声出力装置において信号の途切れを防止するとともに入力信号の終了後に発生するノイズを低減する。【解決手段】増幅回路(101)は、入力信号(Vin)を増幅してスピーカ(102)を駆動させる。信号検出回路(103)は、入力信号(Vin)が有信号状態である場合には検出信号(S103)をハイレベルにし、無信号状態である場合には検出信号(S103)をローレベルにする。カウンタ回路(104)は、検出信号(S103)がハイレベルである期間をカウントする。遅延時間設定回路(105)は、カウンタ回路(104)のカウント値(C104)に応じて遅延回路(106)の遅延時間を設定する。遅延回路(106)は、検出信号(S103)がローレベルである期間が遅延時間設定回路(105)によって設定された遅延時間を超えると遅延信号(S106)をローレベルに遷移させる。制御回路(107)は、遅延信号(S106)がローレベルに遷移すると増幅回路(101)を停止させる。【選択図】図１
2010093624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅する増幅回路と、
前記入力信号が有信号状態および無信号状態のいずれであるのかを検出する信号検出回路と、
前記信号検出回路によって前記入力信号が有信号状態であることが検出されている有信号継続期間を検出する期間検出回路と、
前記期間検出回路によって検出された有信号継続期間に応じて制御待機時間を設定する時間設定回路と、
前記信号検出回路が前記入力信号の無信号状態を検出してから前記時間設定回路によって設定された制御待機時間が経過した後に、前記増幅回路の出力を制限する制御回路とを備える
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記時間設定回路は、前記有信号継続期間が予め定められた所定期間よりも短い場合には前記制御待機時間を前記第１の時間に設定する一方、前記有信号継続期間が前記所定期間よりも長い場合には前記制御待機時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定する
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記制御回路は、前記増幅回路を停止させることによって前記増幅回路の出力を制限する
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記期間検出回路は、前記有信号継続期間をカウントし、
前記時間設定回路は、前記期間検出回路のカウント値に応じて前記制御待機時間を設定する
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
スピーカをさらに備え、
前記増幅回路は、
前記入力信号を増幅する第１の増幅器と、
前記入力信号を反転増幅する第２の増幅器とを含み、
前記スピーカは前記第１および第２の増幅器の出力よって駆動する
ことを特徴とする音声出力装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記増幅回路，前記信号検出回路，前記期間検出回路，前記時間設定回路、前記制御回路は、同一の半導体集積回路に集積化されている
ことを特徴とする音声出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力信号を増幅して出力する音声出力装置に関し、さらに詳しくは、スピーカ等を備えた音声出力装置のノイズ低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声出力装置において、無信号状態のノイズ音を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
図４は、従来の音声出力装置の構成を示す。この音声出力装置において、増幅回路９１は、ＢＴＬ（Bridged Transless）方式で入力信号Ｖｉｎを増幅して出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２を出力する。増幅回路９１は、入力信号Ｖｉｎを増幅する非反転増幅器９０１と、入力信号Ｖｉｎを反転増幅する反転増幅器９０２とを含む。スピーカ９２は、出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２によって駆動される。信号検出回路９３は、入力信号Ｖｉｎの信号レベルと予め設定された所定レベルと比較し、入力信号Ｖｉｎが有信号状態（入力信号Ｖｉｎの信号レベルが所定レベルよりも大きい状態）であることを検出すると検出信号Ｓ９３をハイレベルに設定する一方、入力信号Ｖｉｎが無信号状態（入力信号のＶｉｎの信号レベルが所定レベルよりも小さい状態）であることを検出すると検出信号Ｓ９３をローレベルに設定する。遅延回路９４は、検出信号Ｓ９３がハイレベルからローレベルへ遷移する場合（すなわち、入力信号Ｖｉｎが有信号状態から無信号状態に遷移する場合）にのみ、検出信号Ｓ９３に遅延時間ΔＴ９０を加えて遅延信号Ｓ９４として出力する。制御回路９５は、遅延信号Ｓ９４がハイレベルである期間では増幅回路９１を駆動させる一方、遅延信号Ｓ９４がローレベルである期間では増幅回路９１を停止させる。
【０００４】
次に、図５を参照して、図４に示した音声出力装置の動作について説明する。
【０００５】
時刻ｔ０において、入力信号Ｖｉｎが無信号状態から有信号状態に遷移すると、検出信号Ｓ９３は、ローレベルからハイレベルに遷移する。遅延回路９４は、検出信号Ｓ９３の遷移に応答して、遅延信号Ｓ９４をローレベルからハイレベルに遷移させる。これにより、増幅回路９１は、入力信号Ｖｉｎを増幅して出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２を出力する。
【０００６】
時刻ｔ１において、入力信号Ｖｉｎがノイズレベルと同等程度になると（すなわち、入力信号Ｖｉｎが有信号状態から無信号状態に遷移すると）、検出信号Ｓ９３は、ハイレベルからローレベルに遷移する。遅延回路９４は、検出信号Ｓ９３の遷移から遅延時間ΔＴ９０が経過した後（すなわち、時刻ｔ２）に、遅延信号Ｓ９４をハイレベルからローレベルに遷移させる。これにより、増幅回路９１は、時刻ｔ２において出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２の出力を停止する。
【０００７】
ここで、検出信号Ｓ９３がハイレベルからローレベルへ遷移した時点から遅延時間ΔＴ９０が経過するまでの間に検出信号Ｓ９３がローレベルからハイレベルへ遷移した場合には、遅延回路９４は、遅延信号Ｓ９４をハイレベルからローレベルに遷移させない。すなわち、入力信号Ｖｉｎの無信号状態が継続する期間（無信号継続期間）が遅延時間ΔＴ９０よりも短い場合には、遅延信号Ｓ９４はハイレベルのまま維持され、増幅回路９１の駆動が継続される。一方、無信号継続期間が時間ΔＴ９０よりも長い場合には、遅延信号Ｓ９４がハイレベルからローレベルに遷移して、増幅回路９１が停止する。このように、無信号継続期間に応じて増幅回路９１の駆動／停止を制御することにより、入力ノイズや増幅回路９１で発生するノイズを遮断し、スピーカ９２から出力されるノイズ音を低減している。
【特許文献１】国際公開第０６／０８７８７０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、楽曲の終了部分においてフェードアウトする（信号レベルが徐々に小さくなる）音楽信号のような入力信号を処理する場合、このフェードアウト期間内には入力信号の信号レベルが信号検出回路９３に設定された所定レベルの付近で変動する期間（小振幅期間）が存在することがある。この場合、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０が小振幅期間よりも短いと、増幅回路９１が駆動／停止を交互に繰り返すため、スピーカ９２の出力音が途切れてしまい、違和感が生じてしまう。このような違和感を解消するためには、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０を小振幅期間よりも長くする必要がある。
【０００９】
また、携帯電話などの情報通信機器のキータッチ音を示す短音信号のような入力信号を処理する場合、有信号状態が継続する期間は非常に短い。そのため、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０が長すぎると、遅延時間ΔＴ９０が経過するまで増幅回路９１が駆動しているため入力信号の終了後に発生するノイズが強調されてしまい、不快感を与えてしまう。このような不快感を解消するためには、ノイズが聴認されないように遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０を短くする必要がある。
【００１０】
以上のように、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０が短すぎる場合には出力音が途切れてしまい、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０が長すぎる場合にはノイズ音が強調されてしまうので、遅延回路９４の遅延時間ΔＴ９０を適切に設定することが困難であった。
【００１１】
そこで、この発明は、信号の途切れを防止できるとともに入力信号の終了後に発生するノイズを低減できる音声出力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】
この発明による音声出力装置は、音声信号を増幅する増幅回路と、上記音声信号が有信号状態および無信号状態のいずれであるのかを検出する信号検出回路と、上記信号検出回路によって上記音声信号が有信号状態であることが検出されている有信号継続期間を検出する期間検出回路と、上記期間検出回路によって検出された有信号継続期間に応じて制御待機時間を設定する時間設定回路と、上記信号検出回路が上記音声信号の無信号状態を検出してから上記時間設定回路によって設定された制御待機時間が経過した後に、上記増幅回路の出力を制限する制御回路とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による音声出力装置では、有信号継続期間に応じて制御待機時間を調整することにより、出力信号（増幅された入力信号）の途切れを防止できるとともに入力信号の終了後に発生するノイズを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施形態による音声出力装置の構成を示す。この装置は、増幅回路１０１と、スピーカ１０２と、信号検出回路１０３と、カウンタ回路１０４と、遅延時間設定回路１０５と、遅延回路１０６と、制御回路１０７とを備える。
【００１６】
増幅回路１０１は、入力信号ＶｉｎをＢＴＬ（Bridged Transless）方式で増幅して出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２を出力する。増幅回路１０１は、入力信号Ｖｉｎを増幅して出力信号Ｖｏ１を出力する非反転増幅器ＡＭＰ１と、入力信号Ｖｉｎを反転増幅して出力信号Ｖｏ２を出力する反転増幅器ＡＭＰ２とを含む。
【００１７】
スピーカ１０２は、出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２によって駆動される。
【００１８】
信号検出回路１０３は、入力信号Ｖｉｎの信号レベルと予め設定された所定レベルとを比較し、入力信号Ｖｉｎが有信号状態（入力信号Ｖｉｎの信号レベルが所定レベルよりも大きい状態）であることを検出した場合には検出信号Ｓ１０３をハイレベルに設定する一方、入力信号Ｖｉｎが無信号状態（入力信号Ｖｉｎの信号レベルが所定レベルよりも小さい状態）を検出した場合には検出信号Ｓ１０３をローレベルに設定する。
【００１９】
カウンタ回路１０４（期間検出回路）は、検出信号Ｓ１０３がハイレベルに遷移するとカウントを開始する一方、検出信号Ｓ１０３がローレベルに遷移するとカウントを停止する。すなわち、カウンタ回路１０４は、検出信号Ｓ１０３がハイレベルである期間（入力信号Ｖｉｎの有信号状態が継続する期間：有信号継続期間）をカウントする。また、カウンタ回路１０４は、制御回路１０７による制御に応答してカウント値Ｃ１０４をリセットする。
【００２０】
遅延時間設定回路１０５（時間設定回路）は、カウンタ回路１０４のカウント値Ｃ１０４に応じて遅延回路１０６の遅延時間（制御待機時間）を設定する。遅延時間設定回路１０５は、カウント値Ｃ１０４が予め定められた所定値を超えるまでは遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２に設定し、カウント値Ｃ１０４が所定値を超えると遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２から時間ΔＴ２よりも長い時間ΔＴ３に変更する。また、遅延時間設定回路１０５は、カウント値Ｃ１０４がリセットされると、遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２に設定する。
【００２１】
遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３のハイレベルからローレベルへの遷移に遅延時間設定回路１０５によって設定された遅延時間を加える。すなわち、遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３がローレベルからハイレベルに遷移した場合には、遅延信号Ｓ１０６をローレベルからハイレベルへ遷移させ、検出信号Ｓ１０３がハイレベルからローレベルに遷移した場合には、遅延時間設定回路１０５によって設定された遅延時間が経過した後に遅延信号Ｓ１０６をハイレベルからローレベルへ遷移させる。ここで、検出信号Ｓ１０３がハイレベルからローレベルに遷移した時点から遅延時間設定回路１０５によって設定された遅延時間が経過するまでの間に検出信号Ｓ１０３がローレベルからハイレベルに遷移した場合には、遅延回路１０６は、遅延信号Ｓ１０６をハイレベルのまま維持する。このように、遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３がローレベルである期間（入力信号Ｖｉｎの無信号状態が継続する期間：無信号継続期間）が遅延時間よりも短い場合には、遅延信号Ｓ１０６をハイレベルのまま維持し、無信号継続期間が遅延時間よりも長い場合には、遅延信号Ｓ１０６の信号レベルをハイレベルからローレベルに遷移させる。
【００２２】
制御回路１０７は、遅延信号Ｓ１０６がハイレベルである期間において増幅回路１０１を駆動させ、遅延信号Ｓ１０６がローレベルである期間において増幅回路１０１を停止させる。また、制御回路１０７は、遅延信号Ｓ１０６がハイレベルからローレベルに遷移すると、カウンタ回路１０４にカウント値Ｃ１０４をリセットさせる。これにより、カウンタ回路１０４は増幅回路１０１の駆動期間中における有信号継続期間をカウントできる。
【００２３】
〔動作〕
次に、図２を参照して、有信号継続期間ΔＴ１が予め定められた所定期間ΔＴｘよりも長い場合における図１に示した音声出力装置の動作について説明する。なお、カウンタ回路１０４のカウント値Ｃ１０４は、有信号継続期間が所定期間ΔＴｘを超えたときに所定値を超えるものとする。
【００２４】
時刻ｔ０になると、入力信号Ｖｉｎが無信号状態から有信号状態に遷移し、検出信号Ｓ１０３はローレベルからハイレベルに遷移する。これにより、カウンタ回路１０４は、有信号継続期間のカウントを開始する。一方、遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３の遷移に応答して遅延信号Ｓ１０６をローレベルからハイレベルに遷移させる。増幅回路１０１は、入力信号Ｖｉｎを増幅して出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２として出力する。
【００２５】
時刻ｔ０から所定期間ΔＴｘが経過して時刻ｔ１になると、カウンタ回路１０４のカウント値Ｃ１０４は所定値を超え、遅延時間設定回路１０５は、遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２から時間ΔＴ３に延長する。
【００２６】
時刻ｔ２になると、入力信号Ｖｉｎがノイズレベルと同等程度になり（すなわち、入力信号Ｖｉｎが有信号状態から無信号状態に遷移し）、検出信号Ｓ１０３はハイレベルからローレベルに遷移する。遅延回路１０６の遅延時間は時間ΔＴ３に延長されているので、遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３のハイレベルからローレベルへの遷移から時間ΔＴ３の経過後（すなわち、時刻ｔ３）に、遅延信号Ｓ１０６をハイレベルからローレベルに遷移させる。
【００２７】
時刻ｔ３において、遅延信号Ｓ１０６がハイレベルからローレベルへ遷移し、増幅回路１０１は、出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２の出力を停止する。また、カウンタ回路１０４は、カウント値Ｃ１０４をリセットし、遅延時間設定回路１０５は、遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ３から時間ΔＴ２に戻す。
【００２８】
次に、図３を参照して、有信号継続期間ΔＴ１が所定期間ΔＴｘよりも短い場合における図１に示した音声出力装置の動作について説明する。
【００２９】
時刻ｔ０になると、入力信号Ｖｉｎが無信号状態から有信号状態に遷移し、検出信号Ｓ１０３および遅延信号Ｓ１０６はローレベルからハイレベルに遷移する。また、カウンタ回路１０４は、有信号継続期間のカウントを開始する。
【００３０】
時刻ｔ１になると、入力信号Ｖｉｎが有信号状態から無信号状態に遷移する。この場合、カウンタ回路１０４のカウント値Ｃ１０４は所定値を超えていないので、遅延時間設定回路１０５は、遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２のまま維持する。よって、遅延回路１０６は、検出信号Ｓ１０３のハイレベルからローレベルへの遷移から時間ΔＴ２の経過後（すなわち、時刻ｔ２）に、遅延信号Ｓ１０６をハイレベルからローレベルに遷移させる。
【００３１】
時刻ｔ２において、遅延信号Ｓ１０６がハイレベルからローレベルへ遷移し、増幅回路１０１は、出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２の出力を停止する。
【００３２】
このように、有信号継続期間ΔＴ１が所定期間ΔＴｘよりも長い場合には、遅延回路１０６の遅延時間は、時間ΔＴ２から時間ΔＴ３に延長され、有信号継続期間ΔＴ１が遅延時間ΔＴｘよりも短い場合には、遅延回路１０６の遅延時間は、時間ΔＴ２のまま維持される。
【００３３】
〔具体例〕
例えば、楽曲の終了部分においてフェードアウトする（信号レベルが徐々に小さくなる）音楽信号のような音声信号を入力信号Ｖｉｎとして図１に示した音声出力装置に入力する場合、このフェードアウト期間のうち入力信号Ｖｉｎの信号レベルが所定レベルの付近で変動する期間（小振幅期間）では、有効な音声情報が存在していても“無信号状態”であると判定されて検出信号Ｓ１０３がローレベルになる。この小振幅期間の長さは、楽曲の種類によって異なるが、長いものでも１秒間程度である。また、楽曲の長さは、通常、２秒間よりも長い。すなわち、このような音声信号では、有信号状態が２秒間以上継続した後に、小振幅期間が１秒程度継続する。
【００３４】
また、携帯電話などの情報通信機器のキータッチ音を示す短音信号のような音声信号を入力信号Ｖｉｎとして図１に示した音声出力装置に入力する場合、“有信号状態”であると判定されて検出信号Ｓ１０３がハイレベルになる期間は非常に短い。短音信号の信号レベルが所定レベルよりも大きくなる期間は、通常、２秒間よりも短い。すなわち、このような音声信号では、有信号継続期間が２秒間よりも短く、有信号継続期間の経過後には有効な音声情報が含まれていない。
【００３５】
そこで、時間ΔＴ２を“０．１秒間”（ノイズが聴認されない程度の期間）に設定するとともに時間ΔＴ３を“１秒間程度”（小振幅期間と同等程度の期間）に設定し、有信号継続期間が“２秒間”を超えた場合に遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２から時間ΔＴ３に変更するように遅延時間設定回路１０５を設定することにより、音楽信号のフェードアウト期間においてスピーカ１０２の出力音が途切れてしまうことを防止できるとともに、短音信号の終了後に不快なノイズ音が発生しないようにすることができる。
【００３６】
以上のように、有信号継続期間に応じて、入力信号Ｖｉｎが有信号状態から無信号状態への遷移した時点から増幅回路１０１が停止されるまでの時間（制御待機時間）を調整することにより、出力信号Ｖｏ１，Ｖｏ２の途切れを防止できるとともに、入力信号の終了後（有効な入力信号の供給が終了した後）に発生するノイズを低減できる。
【００３７】
なお、この実施形態では、遅延時間設定回路１０５が遅延回路１０６の遅延時間を時間ΔＴ２，ΔＴ３のいずれかに設定するものとして説明したが、遅延時間設定回路１０５は、有信号継続期間に応じて遅延回路１０６の遅延時間を３つ以上の時間のいずれか１つに設定しても良い。
【００３８】
また、この発明は、以上の実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらもこの発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明にかかる音声出力装置は、有信号継続期間に応じて制御待機時間を調整することにより信号の途切れを防止できるとともに入力信号の終了後に発生するノイズを低減できるので、スピーカ等を備えた情報通信機器を搭載するシステムなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施形態による音声出力装置の構成図。
【図２】有信号継続期間が所定期間よりも長い場合における図１に示した音声出力装置の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図３】有信号継続期間が所定期間よりも短い場合における図１に示した音声出力装置の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図４】従来の音声出力装置の構成図。
【図５】従来の音声出力装置の動作を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１０１    増幅回路
１０２    スピーカ
１０３    信号検出回路
１０４    カウンタ回路（期間検出回路）
１０５    遅延時間設定回路（時間設定回路）
１０６    遅延回路
１０７    制御回路
ＡＭＰ１    非反転増幅器
ＡＭＰ２    反転増幅器
【図１】
2010093624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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