(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出端子を有するイヤホン駆動回路からのイヤホンの挿入／引抜き状態の検出に適したイヤホン検出装置であって、前記イヤホン検出装置は、第一端子、第二端子、第三端子および第四端子を有するトランジスタであって、第一端子と第四端子は相互に電気的に接続されると共に、双方とも動作電圧に電気的に接続された前記トランジスタと、
第一端子および第二端子を有する第一抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第一端子に電気的に接続されていると共に、第二端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続された前記第一抵抗器と、
第一端子および第二端子を有する第二抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第三端子に電気的に接続されると共に、第二端子は接地端子に電気的に接続された前記第二抵抗器と、
トランジスタの第二端子に電気的に接続された第一端子と、接地端子に電気的に接続された第二端子とを有するコンデンサと、
第一端子および第二端子を有する第三抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続されていると共に、第二端子は検出端子に電気的に接続されている前記第三抵抗器と、
トランジスタの第三端子に電気的に接続された検出器と、
を備えたことを特徴とする前記イヤホン検出装置。
【請求項２】
駆動回路へのイヤホンの接続状態の検出に適したイヤホン検出装置であって、前記イヤホン検出装置は、
第一端子、第二端子、第三端子および第四端子を有するトランジスタであって、第一端子と第四端子は共に動作電圧に電気的に接続される前記トランジスタと、
第一端子および第二端子を有する第一抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第一端子に電気的に接続されていると共に、第二端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続されている前記第一抵抗器と、
第一端子および第二端子を有する第二抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第三端子に電気的に接続されていると共に、第二端子は接地端子に電気的に接続されている前記第二抵抗器と、
第一端子および第二端子を有する第三抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続されていると共に、第二端子は駆動回路の検出端子に電気的に接続されている前記第三抵抗器と、
トランジスタの第三端子に電気的に接続された検出器と、
を備えたことを特徴とする前記イヤホン検出装置。
【請求項３】
イヤホン駆動回路へのイヤホンの接続状態を検出する検出回路を備えた接続検出装置であって、前記イヤホン駆動回路は検出端子を備えており、前記接続検出装置は、
第一端子、第二端子、第三端子および第四端子を有するトランジスタであって、第一端子と第四端子は共に動作電圧に電気的に接続される前記トランジスタと、
第一端子および第二端子を有する第一抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第一端子に電気的に接続されていると共に、第二端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続されている前記第一抵抗器と、
第一端子および第二端子を有する第二抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第三端子に電気的に接続されていると共に、第二端子は接地端子に電気的に接続されている前記第二抵抗器と、
第一端子および第二端子を有する第三抵抗器であって、第一端子はトランジスタの第二端子に電気的に接続されていると共に、第二端子は検出端子に電気的に接続されている前記第三抵抗器と、
トランジスタの第三端子に電気的に接続された検出器と、
を備えており、
第一抵抗器は第三抵抗器の抵抗値よりも著しく高い抵抗値を有することを特徴とする前記接続検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はイヤホン検出回路に関する。より詳しくは、本発明は、左右音声チャンネル用の共通の接地端子を有しないイヤホン検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のところ、録音装置、カムコーダ、テレビ、ポータブルコンピュータ等の音声信号出力装置の大多数は、2つの主要な音声出力チャンネルを備えている。これらの音声信号出力装置は、内蔵スピーカの他にもイヤホンを通して聞くことができるようイヤホンプラグを挿入するためのソケットを備えている。更に、これらの音声信号出力装置は、音声提供モードを自動的に切換えるための自動検出装置を内蔵している。これにより、イヤホンプラグをソケットに挿入した場合には音声信号がイヤホンまたは他の外部接続機器に送られる。逆に、ソケットに何も挿入しなければ音声信号は一対のスピーカなどの内蔵機器に送られる。
【０００３】
しかし、出力経路の自動切換え機能を実現するためには、イヤホン（または他の出力装置）の挿入を検出できる適切なイヤホン駆動回路が必要である。図1には、従来のイヤホン駆動回路とこれに対応するイヤホン検出回路とを示す。図1において、左右音声チャンネルはそれぞれ増幅器102と104を通して増幅される。その後、増幅信号の直流（DC）成分はコンデンサ106と108によって除去される。最後に、信号はそれぞれ接触点118と120を通してイヤホンに供給される。ソケット内部にイヤホンプラグがない時、接触点124と音声信号伝送線112は接触状態にある。抵抗器122の抵抗値は抵抗器126の抵抗値よりも著しく高いので、検出器130は検出線132からゼロ電圧を検出する。これにより、検出器130はイヤホンプラグがソケット内部にないことを正しく検出する。そして、イヤホン駆動回路経由の音声信号の伝送を停止する。逆に、イヤホンプラグがソケット内部に挿入されていれば、接触点124は音声信号伝送線112から切り離される。これにより検出器130に約VCCの電圧が供給される。これにより、検出器130はイヤホンプラグの存在を正しく検出する。こうして、音声信号はイヤホン駆動回路を通して伝送される。
【０００４】
この回路配置で問題がないようにも思われるかもしれない。しかし、コンデンサは大きな容量を有さなければならず、従って大きな容積を占める傾向がある。これは、良好な周波数応答のためには大きな静電容量が必要であることによる。したがって、イヤホン駆動回路の全体的な容積を縮小することは困難である。
【０００５】
このコンデンサの大容積という問題を解決するために、図2Aに示したようにコンデンサを有しないイヤホン駆動回路が開発されている。図2Aに示したように中心点の電位は共通接地端子として働くので、図1に示したような抵抗器122と126および検出線132より成るイヤホン検出回路230は、使用できない。従って、イヤホン駆動回路に適した特別のイヤホン検出回路230が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
要約すれば、イヤホンの存在を検出する従来の技術では、大容積の回路を含むか、または、あまり効率的でない。
【０００７】
本発明の課題は、コンデンサを有しないイヤホン検出回路を提供することである。このイヤホン検出回路は、イヤホン駆動回路と協働してイヤホンの存在または不存在を検出し、この検出結果に従って音声信号を正しい回路に送る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらおよび他の利点を達成するために、並びに本発明の課題に従って、ここに具体化されかつおおまかに記述されるように、本発明はイヤホン駆動回路の挿入／引抜き状態を検出するイヤホン検出回路を提供する。イヤホン駆動回路は左音声チャンネル端子、右音声チャンネル端子、仮想接地端子および検出端子を備える。イヤホン検出回路はトランジスタ、複数の抵抗器、コンデンサおよび検出器を備える。トランジスタは四個の接続端子を有する。第一端子と第四端子は共に電気的に接続され、双方には動作電圧が供給される。第一抵抗器の一方の端子とトランジスタの第一端子は電気的に接続される。第一抵抗器の他方の端子とトランジスタの第二端子は電気的に接続される。第二抵抗器の一方の端子とトランジスタの第三端子は共に電気的に接続される。第二抵抗器の他方の端子は接地端子に接続される。第三抵抗器の一方の端子とトランジスタの第二端子は共に電気的に接続される。第三抵抗器の他方の端子とイヤホン駆動回路の検出端子は共に電気的に接続される。コンデンサの一端はトランジスタの第二端子に電気的に接続され、コンデンサの他端は接地端子に電気的に接続される。検出器はトランジスタの第三端子に電気的に接続される。
【０００９】
本発明の第二実施例においては、イヤホン検出回路内部のコンデンサを除去する。トランジスタの第二端子と、第三抵抗器、第一抵抗器およびトランジスタの第二端子の電気的接続部分は、すべて接地端子に接続される。この再配置を有する回路モジュールでは抵抗器−コンデンサ効果の点で劣る回路となるが、コンデンサの省略により回路の全体的な占有容積が縮小される。
【００１０】
要約すると、主な利点は以下の通りである。本発明においては、当初には挿入／引抜き状態を検出できないイヤホン駆動回路にイヤホン検出回路を容易に取付けるために、トランジスタのゲート端子とソース／ドレイン端子との間に電位差が存在する時の導通状態の差を利用する。これにより、イヤホン駆動回路の全体寸法を縮小できると共に、音声信号出力装置は自動音声信号切換え能力を有することができる。
【００１１】
上記の一般的説明と下記の詳細な説明は共に例示的なものであり、特許請求される本発明の詳しい説明を与えるためのものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
現時点において好適な本発明の実施例について詳細に説明する。この例を添付図面に示す。同一または類似の部分には同一の参照符号を使用する。
【００１３】
本発明における革新的な特徴を説明するために、従来技術に係るイヤホン駆動回路を図2Aを参照しながら簡単に説明する。図2Aにおいて、イヤホン駆動回路は実体としての接地端子を有しない。イヤホン駆動回路は約VCC／2の仮想接地電圧を有する仮想接地線214に接続されている。図1に示した抵抗器122と126および検出線132を含む部分は、イヤホン検出回路230として使用される。その全体回路を図2Bに示す。図1および図2Aに示したものと同一の要素には図2Bにおいても同一の符号を付す。
【００１４】
図2Bに示したように、音声信号伝送線212は、イヤホンがない時には直流電圧バイアスによってVCC／2の電圧にある。従って、検出器240は検出線132上で約VCC／2の電圧を検出する。しかし、デジタル電子回路は、高電圧であるか低電圧であるかという基準に従ってその状態を検出する。例えば、イヤホン駆動回路において2．3V〜3V間の電圧VCCは高デジタルレベルと見なされ、一方0V〜0．8V間の電圧VCCは低デジタルレベルと見なされる。従って、検出器240が検出した電圧VCC／2（約1．5V）は、高および低デジタルレベル間のほぼ中間である。これは、イヤホン駆動回路によるイヤホン挿入／引抜き条件の決定を困難にする曖昧な状況である。
【００１５】
したがって、図2Aに示したような従来のイヤホン検出回路を備える小型のイヤホン駆動回路を利用することは困難である。従って、このような小型のイヤホン駆動回路の使用を容易にするために、本発明ではイヤホン検出回路を導入する。明らかに、本発明は小型のイヤホン駆動回路以外の回路にも適用できる。
【００１６】
図3は、本発明の一つの好適な実施例に係るイヤホン検出回路とイヤホン駆動回路を組合せた回路を示す図である。トランジスタ300、複数の抵抗器340、342および344、コンデンサ346、並びに検出器360を有するイヤホン検出回路300を図3に示した。検出端子322は、音声信号伝送線312に電気的に接続される。トランジスタ300は第一端子330、第二端子332、第三端子334および第四端子336を含む四個の端子を有する。第一端子330は、第四端子336に電気的に接続される。第一端子330と第四端子336の両方に、動作電圧（VCC）が供給される。抵抗器340の一端はトランジスタ300の第一端子に電気的に接続され、かつ他の端子はトランジスタ300の第二端子332に電気的に接続される。抵抗器342の一端はトランジスタ300の第三端子334に電気的に接続され、かつ他の端子は接地端子に接続される。抵抗器344の一端はトランジスタ300の第二端子332に電気的に接続され、かつ他の端子は検出端子322に電気的に接続される。コンデンサ346の一端はトランジスタ300の第二端子332に電気的に接続され、かつ他の端子は接地端子に接続される。検出器360は、トランジスタ300の第三端子334に電気的に接続される。
【００１７】
説明を容易にするためにこの実施例では、トランジスタ300はPタイプ金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（pチャンネルMOSFET）とする。従って、四個の端子はそれぞれソース端子330、ゲート端子332、ドレイン端子334および基板端子336である。しかし、PチャンネルMOSFET以外の素子を使用しても良い。同様の電圧導通特性を有するタイプのトランジスタを、わずかな変更を加えるだけで使用することができる。
【００１８】
以下に、イヤホン駆動回路の動作を簡単に説明する。図4Aは、図3に示した回路においてイヤホンが挿入される時、または引抜かれる時に、トランジスタゲート（点P）で検出される電圧変動を示すグラフである。図4Bは、図3に示した回路においてイヤホンが挿入される時、または引抜かれる時に、検出器360で検出される電圧変動を示すグラフである。イヤホンプラグがイヤホン駆動回路に挿入される前には、検出端子322は音声信号伝送線312に電気的に接続されている。音声信号出力がない時、音声信号伝送線312は約VCC／2の電圧レベルにある。従って、検出端子322での電圧もまた約VCC／2にある。抵抗器340の抵抗は抵抗器344の抵抗値よりも著しく高いので、点Pにおける電圧レベルは（図4Aに示したように）VCC／2よりも僅かに高い。従って、ソース端子330とゲート端子332間の電位差はVCC／2よりも僅かに低いが、トランジスタ300を導通状態にするには十分に高い。このように、検出器360は（図4Bに示したように）VCCに近い電圧を検出する。
【００１９】
イヤホンプラグがイヤホン駆動回路に挿入される時、検出端子322は（図4Aおよび4Bの時刻T1において）音声信号伝送線312から切離される。検出端子322につながる経路は突然に高インピーダンス回路になるので、点Pにおける電位に変化が生じる。点Pではコンデンサ346の充電が開始され、点Pが電圧VCCに近い電位に到達するまでその電位が上昇する（図4Aの時刻T2）。点Pが電圧VCCに近づくに従い、トランジスタ300は次第に停止に向かう。従って検出器360によって検出される電圧（すなわちドレイン端子334における電位）は次第にゼロまで低下する（図4Bの時刻T2’）。これにより、検出器360はイヤホンの存在を検出する。検出器360がイヤホンの存在を検出すると、音声信号は直ちにイヤホン駆動回路を通して使用者のイヤホンに伝送される。
【００２０】
T2とT3との間の期間には、イヤホンがイヤホン駆動回路に挿入されており、点Pの電圧VCCは維持されている。時刻T3には、イヤホンプラグがイヤホン駆動回路から引抜かれる。従って検出端子322は再び音声信号伝送線312に電気的に接続される。検出端子322における電圧はVCC／2と音声信号の電圧の和にほぼ等しいので、点Pにおける電位は低下し始める（図4AのT3とT5との間の期間）。イヤホン検出回路の抵抗器−コンデンサ効果により、安定値に落ち着くまで点Pにおいて過渡電圧変動がある（図4AのT4とT5との間の期間）。更に、点Pにおける電位が低下するにつれて、ゲート端子332とソース端子330間の電位差は、トランジスタ300が導通状態になるまで次第に増加する。結局検出器360によって検出される電圧（ドレイン端子334における電位）はVCCに近いレベルまで上昇する。従って、検出器360はイヤホン駆動回路内部にイヤホンプラグがないことを検出し、これにより、信号をイヤホン駆動回路とは別の回路に送る。
【００２１】
別の実施例においては、コンデンサ346をも省略することができる。図5は、本発明の第二の好適な実施例に係るイヤホン検出回路を示す図である。図5において、図3に示した要素と同一の要素には同一の符号を付す。図5のイヤホン検出回路は図3のものと同様のモードで動作するので、詳細な説明を省く。この実施例では、抵抗器−コンデンサ効果が若干増加するが、イヤホン検出回路の寸法が縮小される。
【００２２】
結論として、本発明では、本来は挿入／引抜き状態を検出できないイヤホン駆動回路にイヤホン検出回路を取付けることを容易にするために、トランジスタの電圧導通特性を利用する。更に、イヤホン検出回路の全体的な寸法を縮小できる。
【００２３】
本発明の範囲および意図から逸脱することなしに本発明の構造に種々の変更および改変を加え得ることは、当業者には明らかであろう。したがって、以下に添付する特許請求範囲およびこれと同等の範囲内に含まれる変更および改変は本発明に含まれるものとする。
【００２４】
【発明の効果】
本発明においては、イヤホン駆動回路の全体寸法を縮小できると共に、音声信号出力装置は自動音声信号切換え能力を有することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の更なる理解を与えるためのものであると共に、本発明に包含されてその一部を構成する。図面には本発明の実施例を図示してあり、本文の説明と併せて本発明の原理を説明するためのものである。
【図１】従来のイヤホン駆動回路およびこれに対応するイヤホン検出回路である。
【図２Ａ】従来のイヤホン駆動回路を示す図である。
【図２Ｂ】図2Aのイヤホン駆動回路と図1のイヤホン検出回路を組合せた回路を示す図である。
【図３】本発明の一つの好適な実施例に係るイヤホン検出回路とイヤホン駆動回路とを組合せた回路を示す図である。
【図４】（ａ）は図3に示した回路においてイヤホンが挿入される時、または引き抜かれる時に、トランジスタゲートで検出される電圧変動を示すグラフである。（ｂ）は図3に示した回路においてイヤホンが挿入される時、または引き抜かれる時に、検出器で検出される電圧変動を示すグラフである。
【図５】本発明の第二の好適な実施例に係るイヤホン検出回路を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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