(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、
前記駆動回路に出力される音声信号の音声レベルを検出する音声レベル検出部と、
電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部と、
前記音声レベルの検出信号と前記電流レベルの検出信号とに基づいて、前記音声信号の音声レベルが第１の閾値よりも小さいときに、第２の閾値よりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号を生成する判定部と、
前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の継続期間を検出し、当該継続期間が第２の期間を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする継続期間検出部と、
を備え、
前記継続期間検出部は、前記第２の期間が、前記音声レベルの検出信号に対する前記電流レベルの検出信号の遅延時間以上の長さとなるように設定される
ことを特徴とする保護装置。
【請求項２】
前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号又は前記電流レベルの検出信号の少なくともいずれか一方を第１の期間遅延させる遅延補正部を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項３】
前記継続期間検出部は、前記第２の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保護装置。
【請求項４】
スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、
前記駆動回路に出力される音声信号の音声レベルを検出する音声レベル検出部と、
電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部と、
前記音声レベルの検出信号と前記電流レベルの検出信号とに基づいて、前記音声信号の音声レベルが第１の閾値よりも小さいときに、第２の閾値よりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号を生成する判定部と、
前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の頻度を第３の期間において検出し、当該頻度が所定の頻度を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする頻度検出部と、
を備え、
前記頻度検出部は、前記第３の期間を開始してから当該音声レベルの検出信号を無効とする期間が、少なくとも前記音声レベルの検出信号に対する前記電流レベルの検出信号の遅延時間以上の長さとなるように設定される
ことを特徴とする保護装置。
【請求項５】
前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号又は前記電流レベルの検出信号の少なくともいずれか一方を第１の期間遅延させる遅延補正部を更に備える
ことを特徴とする請求項４に記載の保護装置。
【請求項６】
前記頻度検出部は、前記第３の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定される
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の保護装置。
【請求項７】
スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、
前記駆動回路に出力される音声信号の音声レベルを検出する音声レベル検出部と、
電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部と、
前記音声レベルの検出信号と前記電流レベルの検出信号とに基づいて、前記音声信号の音声レベルが第１の閾値よりも小さいときに、第２の閾値よりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号を生成する判定部と、
前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の継続期間を検出し、当該継続期間が第２の期間を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする継続期間検出部と、
を備え、
前記継続期間検出部は、前記第２の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定される
ことを特徴とする保護装置。
【請求項８】
スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、
前記駆動回路に出力される音声信号の音声レベルを検出する音声レベル検出部と、
電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部と、
前記音声レベルの検出信号と前記電流レベルの検出信号とに基づいて、前記音声信号の音声レベルが第１の閾値よりも小さいときに、第２の閾値よりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号を生成する判定部と、
前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の頻度を第３の期間において検出し、当該頻度が所定の頻度を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする頻度検出部と、
を備え、
前記頻度検出部は、前記第３の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定される
ことを特徴とする保護装置。
【請求項９】
前記音声信号の音源機器の種別に応じて前記第１の閾値を設定する第１の閾値設定部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の保護装置。
【請求項１０】
所定のミュート期間において電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出し、当該電流レベルに基づいて、前記第２の閾値を設定する第２の閾値設定部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至９いずれか一項に記載の保護装置。
【請求項１１】
前記音声レベル検出部は、ＤＳＰによるデジタルデータの演算により構成される、
請求項１乃至１０いずれか一項に記載の保護装置。
【請求項１２】
前記演算は、前記音声信号の絶対値検出、または二乗値検出、または二乗平均値検出である、
請求項１１に記載の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ機器の出力段には、一般に、スピーカに対して、音声信号を電力増幅した駆動電流を通流させるパワーアンプＩＣ（電力増幅器）が設けられる。そして、オーディオ機器の出力段には、パワーアンプＩＣ（電力増幅器）やスピーカを過電流や直流オフセットによる異常電流（以下、総称して「異常電流」と言う）から保護するべく、過電流検出装置や直流オフセット検出装置が設けられることがある。このような異常電流は、短絡や地絡に起因する場合は、比較的大電流であることから、過電流検出装置で容易に検出される。
【０００３】
図１８は、一般的な過電流検出装置において、過電流と判定するための閾値の電流と、音声信号による駆動電流との関係を示す図である。図１８中の電流波形（Ｉ１）は正常時の駆動電流を表し、電流波形（Ｉ２）は、異常電流が発生した場合の駆動電流を表している。駆動電流（Ｉ１）は、音声信号の大小に応じた電流となるため、音量が大きい期間には、大きな駆動電流が流れ、音量が小さい期間には、小さな駆動電流が流れる。そして、一般的な過電流検出装置では、音量が大きい期間に通流する駆動電流を基準として、異常電流が発生していると判定するための閾値電流Ｉｔｈを設定している。この場合、音量が大きい期間には、微弱な異常電流は、大電流の駆動電流の中に埋もれることになるうえ、通流する駆動電流には、スピーカや電力増幅器のインピーダンスや電流増幅率等の製造ばらつきに起因する誤差が発生しやすくなる。そのため、一般的な過電流検出装置においては、微弱な異常電流の検出は困難であり、異常電流が発生していると判定するための閾値電流Ｉｔｈも、音量が大きい期間に通流する駆動電流に対して相当大きく設定されている。
【０００４】
オーディオ機器では、埃の堆積や経時劣化によって、スピーカや電力増幅器のインピーダンス、トランジスタの特性等が変化する場合があり、この場合、短絡電流や地絡電流とは異なり、微弱な異常電流（Ｉ２）が継続的に通流し続けることになる。このような微弱な異常電流は、上記の過電流検出装置では検出することができず、継続的に通流する結果、抵抗損失によって発熱を引き起こし、スピーカや電力増幅器が損傷する問題が生じている。
【０００５】
このような背景から、例えば、特許文献１には、電源が投入された後の一定のミュート期間内に、直流オフセットを検出して電力増幅器を保護することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１は、電源が投入された直後等、音声が再生されていないときにのみ電力増幅器の直流オフセットを検出する構成としており、音声が再生されているときには、異常電流を検出することができない。又、上記特許文献１では、音声を再生しているときにのみ表れる異常電流を検出することができない。
【０００８】
一方、オーディオ機器の使用態様としては、長時間の楽曲が連続再生される場合等、音声が継続再生される場合も多く、上記特許文献１のように音声が再生されていないときにのみ異常電流を検出する方法では、継続的に通流する異常電流によってスピーカのボイスコイルや電力増幅器が損傷するおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、音声が再生されている際においても、スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出することができる保護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】
【００１０】
前述した課題を解決する主たる本発明は、スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、前記駆動回路に出力される音声信号の音声レベルを検出する音声レベル検出部と、電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部と、前記音声レベルの検出信号と前記電流レベルの検出信号に基づいて、音声信号の音声レベルが第１の閾値よりも小さいときに、第２の閾値よりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号を生成する判定部と、を備えることを特徴とする保護装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、音声が再生されている際においても、微弱な異常電流を検出することが可能となるため、スピーカや電力増幅器の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る音声レベル検出部の構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る音声レベル検出部の動作の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る電流レベル検出部の構成の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る保護装置の動作の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る保護装置の動作を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態に係る保護装置の動作の一例を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る保護装置の動作の一例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る保護装置の動作の一例を示す図である。
【図１３】第５の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図１４】第５の実施形態に係る保護装置の動作の一例を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係る保護装置の動作を説明するための図である。
【図１６】第６の実施形態に係る保護装置の動作フローの一例を示す図である。
【図１７】第７の実施形態に係る保護装置の構成の一例を示す図である。
【図１８】従来例の過電流検出装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る保護装置の構成について説明する。本実施形態に係る保護装置は、オーディオ機器に用いられ、スピーカ４を駆動する駆動回路における異常電流を検出する装置である。尚、異常電流とは、上記したとおり、短絡や地絡による過電流及び直流オフセットによる電流等、音声信号に応じた駆動電流に重畳される電流を意味する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る保護装置の構成の一例を機能ブロックとして示す図である。又、図２は、音声レベル検出部５の回路構成の一例を示す図である。又、図３は、図２の音声レベル検出部５の各部の信号波形の一例を示す図である。又、図４は、電流レベル検出部６の回路構成の一例を示す図である。
【００１５】
本実施形態に係るオーディオ機器は、電源１、音声再生装置２、出力増幅部３、スピーカ４、音声レベル検出部５、電流レベル検出部６、電流遮断部７、判定部８を含んで構成される。そして、音声レベル検出部５、電流レベル検出部６、電流遮断部７、判定部８が保護装置を構成する。換言すると、本実施形態に係る保護装置は、音声レベル検出部５で小音量期間を検出するとともに、電流レベル検出部６で駆動電流の電流レベルを検出し、小音量期間における駆動電流に基づいて、異常電流を検出する。
【００１６】
電源１は、例えば、バッテリー等の直流電源であり、出力増幅部３を介してスピーカ４に電力を供給する。尚、電源１と出力増幅部３を接続する電源回路には、電流レベル検出部６と電流遮断部７が設けられている。
【００１７】
音声再生装置２は、スピーカ４から発生させる音声に対応する音声信号Ｓ１を出力する装置である。音声再生装置２は、例えば、ＤＳＰを含んで構成され、ＰＣＭデータ等のデジタルデータとして格納された音声データをＤＡ変換して、音声信号Ｓ１を生成する。当該音声信号Ｓ１は、出力増幅部３と音声レベル検出部５に出力される。
【００１８】
出力増幅部３は、音声信号Ｓ１を電力増幅した駆動電流をスピーカ４に出力する電力増幅器である。出力増幅部３は、電源１から出力される電流を用いて、電力増幅の動作を行う。そのため、電源１と出力増幅部３の間の電源回路には、音声信号Ｓ１の大小に応じた電流が通流する。
【００１９】
スピーカ４は、音声信号Ｓ１に対応した音声を発生させる、例えば、ダイナミックスピーカである。スピーカ４には、駆動回路を介して、出力増幅部３から出力される音声信号Ｓ１を電力増幅した駆動電流が通流する。そして、スピーカ４からは、スピーカ４の有するボイスコイルに通流する駆動電流に応じて音声が出力される。
【００２０】
音声レベル検出部５は、音声信号Ｓ１の音声レベルを検出して、音声レベル検出信号Ｓ２を判定部８に出力する。より具体的には、音声レベル検出部５は、音声信号Ｓ１に基づいて、当該音声信号Ｓ１の振幅が閾値音量（第１の閾値）に対応する電圧Ｖｔｈ１（以下、単に「閾値音量Ｖｔｈ１」とも言う）以下の小音量期間を検出し、小音量期間を示す音声レベル検出信号Ｓ２を生成する。
【００２１】
音声レベル検出部５は、例えば、全波整流回路５１、包絡線検波器５２、コンパレータ５３を含んで構成される（図２、図３を参照）。音声信号Ｓ１は、全波整流回路５１に入力され、全波整流回路５１によって整流された信号Ｓ１ａが包絡線検波器５２に出力される。包絡線検波器５２は、更に、整流された音声信号Ｓ１ａの振幅の電圧値を保持することによって、音声信号Ｓ１の振幅を示す包絡線の信号Ｓ１ｂを取り出し、当該信号Ｓ１ｂをコンパレータ５３の非反転端子に入力する。コンパレータ５３の反転端子には、上記閾値音量に対応する電圧Ｖｔｈ１が入力されている。そして、コンパレータ５３は、音声信号Ｓ１の振幅の電圧値と閾値音量に対応する電圧Ｖｔｈ１を比較して、比較結果を音声レベル検出信号Ｓ２として、判定部８に出力する。ここでは、音声信号Ｓ１の振幅の電圧値の方が、閾値音量に対応する電圧Ｖｔｈ１よりも大きい場合は、ハイレベル信号を出力し、小さい場合は、ローレベル信号を出力する。音声レベル検出部５は、このようにして、音声信号Ｓ１の振幅が閾値音量Ｖｔｈ１以下となる小音量期間を検出している。
【００２２】
電流レベル検出部６は、電源１からスピーカ４に通流する駆動電流の電流レベルを検出して、電流レベル検出信号Ｓ３を判定部８に出力する。電流レベル検出信号Ｓ３は、具体的には、電源１からスピーカ４に通流する電流の電流レベルが閾値電流Ｉｔｈ（第２の閾値）以上であるか否かを示す信号である。
【００２３】
電流レベル検出部６は、例えば、シャント抵抗６１、差動アンプ６２、コンパレータ６３を含んで構成される（図４を参照）。シャント抵抗６１は、電源１と出力増幅部３の間の電源回路に直列に接続されている。そして、シャント抵抗６１には、電源１から出力増幅部３に出力される電流が通流し、当該電流の電流レベルは、シャント抵抗６１の一端と他端の間の電圧値として検出される。又、差動アンプ６２には、シャント抵抗６１の一端と他端の間の電圧を増幅してコンパレータ６３の非反転端子に入力する。又、コンパレータ６３の反転端子には、上記閾値電流Ｉｔｈに対応する閾値電圧Ｖｔｈ２（以下、単に「閾値電流Ｉｔｈ」とも言う）が入力されている。コンパレータ６３は、電源１から出力増幅部３に出力される電流レベルを示す電圧値と、閾値電圧Ｖｔｈ２（閾値電流Ｉｔｈに対応する電圧）を比較して、比較結果を電流レベル検出信号Ｓ３として、判定部８に出力する。そして、コンパレータ６３は、電源１から出力増幅部３に出力される電流レベルを示す電圧値の方が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい場合、ハイレベル信号を出力し、小さい場合、ローレベル信号を出力する。尚、閾値電圧Ｖｔｈ２は、例えば、電源１を用いてバンドギャップ電圧によって生成される。
【００２４】
電流レベル検出部６が異常電流と判定する際の閾値電流Ｉｔｈ（第２の閾値）は、例えば、音声レベル検出部５が小音量期間と判定する際の閾値音量Ｖｔｈ１に応じて設定される（図５を参照して後述する）。具体的には、電源１から出力増幅部３に通流する電流は、音声信号Ｓ１の大小に応じた電流値となる。そのため、閾値電流Ｉｔｈは、閾値音量Ｖｔｈ１の音声信号Ｓ１が出力増幅部３に入力された場合に通流する電流の電流値を基準として、当該電流値に対して所定の大きさの電流が重畳した電流値が設定される。
【００２５】
電流レベル検出部６は、より好適には、検出される電流を平滑化するローパスフィルタを含む（不図示）。電源１から出力増幅部３に出力される電流は、直流成分に音声信号に対応する交流成分が重畳した波形となっている。そのため、当該電流の電流レベルが、閾値電流Ｉｔｈ付近の値の場合、コンパレータ６３から出力される電流レベル検出信号Ｓ３にハンチングが発生するおそれがある。この点、例えば、差動アンプ６２とコンパレータ６３の間にローパスフィルタを設けることによって、ハンチングを抑制することができる。尚、ハンチング防止のために、ヒステリシス特性を備えたコンパレータを用いてもよい。又、音声レベル検出部５と同様に、包絡線検波器を用いてもよい。
【００２６】
電流遮断部７は、電源１と出力増幅部３の間の電源回路に設けられ、電源１から出力増幅部３に出力される電流を遮断するスイッチ回路である。電流遮断部７は、例えば、電磁継電器やトランジスタ等によって構成することができる。電流遮断部７には、判定部８からの保護指令信号Ｓ４が入力された場合、スイッチ回路のスイッチをオフして電源１から出力増幅部３に出力される電流の経路を遮断する。尚、電流遮断部７は、自己保持回路を有し、一旦、判定部８から保護指令信号Ｓ４が出力された場合、電源１がオフされるまで、当該保護指令信号Ｓ４を自己保持し、電流の遮断状態を維持する。
【００２７】
判定部８は、スピーカを駆動する駆動回路における異常電流の発生を判定する。判定部８は、例えば、ＡＮＤ回路によって構成され、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３がともにハイレベル出力の場合、保護指令信号Ｓ４を生成（ハイレベル出力）する。つまり、判定部８は、音声レベルがゼロのミュート期間を含んだ音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい期間内（小音量期間）に、閾値電流Ｉｔｈよりも大きい電流レベルが検出された場合、異常電流が発生していると判定する。そして、判定部８は、異常電流が発生していると判定した場合、電流遮断部７に保護指令信号Ｓ４を生成（ハイレベル出力）して、電流遮断部７に電流を遮断させる。
【００２８】
＜保護装置の動作＞
以下、図５を参照して、本実施形態に係る保護装置の動作の一例について説明する。
【００２９】
図５は、保護装置の各構成における波形をタイミングチャートとして示す図である。尚、説明の便宜のため、図５では、同一の音声信号Ｓ１に対して、異常電流が発生していない正常時における動作と、異常電流が発生している異常時における動作とを対比して示している。（ａ１）は、音声再生装置２から出力される音声信号Ｓ１の波形である。（ｂ１）は、電流レベル検出部６で検出される電源１からスピーカ４に通流する駆動電流の波形であり、波形Ｉ１は、異常電流が発生していない正常時における電流波形を示し、波形Ｉ２は、異常電流が発生している異常時における電流波形を示す。（ｃ１）は、音声レベル検出部５から出力される音声レベル検出信号Ｓ２の波形である。（ｄ１）及び（ｆ１）は、電流レベル検出部６から出力される電流レベル検出信号Ｓ３の波形であり、（ｄ１）が正常時における信号波形、（ｆ１）が異常時における信号波形である。（ｅ１）及び（ｇ１）は判定部８から出力される保護指令信号Ｓ４の波形であり、（ｅ１）が正常時における信号波形、（ｇ１）が異常時における信号波形である。
【００３０】
各波形は、時間軸を共通にして示しており、点線（ｔ１）乃至（ｔ５）は、音声信号Ｓ１が変化するタイミングを示している。具体的には、（ｔ１）〜（ｔ２）の期間は音声信号Ｓ１が出力されていないミュート期間、（ｔ２）〜（ｔ３）の期間は音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい期間（小音量期間）、（ｔ３）〜（ｔ４）の期間は音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きい期間（大音量期間）、（ｔ４）〜（ｔ５）の期間は音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きい期間（中音量期間）、（ｔ５）以降は音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい期間（小音量期間）をそれぞれ示している。
【００３１】
ここで、電流レベル検出部６が判定の基準とする閾値電流Ｉｔｈは、例えば、音声レベル検出部５が判定の基準とする閾値音量Ｖｔｈ１に応じて設定される。換言すると、閾値電流Ｉｔｈは、小音量期間における、正常時の駆動電流に対して所定の大きさの電流が重畳した電流値が設定されている。そして、小音量期間において、駆動電流が閾値電流Ｉｔｈ以上になった場合、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３がともにハイレベル出力となり、保護指令信号Ｓ４がハイレベル出力される。
【００３２】
まず、異常電流が発生していない正常時の動作について説明する（駆動電流の波形がＩ１の場合）。
【００３３】
（ｔ１）で、電源１が投入されると、電源１から出力増幅部３に駆動電流の通流が開始する。（ｔ１）〜（ｔ２）の期間は、音声信号Ｓ１が出力されておらず（ミュート期間）、音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さいため、異常電流の発生を判定する期間として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力となっている（ｃ１）。一方、このときの駆動電流は、閾値電流Ｉｔｈよりも小さいため、電流レベル検出信号Ｓ３は、ローレベル出力となっている（ｄ１）。これより、異常電流不検出として、保護指令信号Ｓ４も、生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００３４】
（ｔ２）〜（ｔ３）の期間は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さいため（小音量期間）、異常電流の発生を判定する期間として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力となっている（ｃ１）。一方、このときの駆動電流は、閾値電流Ｉｔｈよりも小さいため、電流レベル検出信号Ｓ３は、ローレベル出力となっている（ｄ１）。これより、異常電流不検出として、保護指令信号Ｓ４は生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００３５】
（ｔ３）〜（ｔ４）の期間は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きいため（大音量期間）、異常電流の発生を判定する期間外として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ローレベル出力となっている（ｃ１）。従って、このときの駆動電流は、閾値電流Ｉｔｈよりも大きく、電流レベル検出信号Ｓ３がハイレベル出力となっているものの（ｄ１）、保護指令信号Ｓ４は生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００３６】
（ｔ４）〜（ｔ５）の期間は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きいため（中音量期間）、異常電流の発生を判定する期間外として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ローレベル出力となっている（ｃ１）。従って、このときの駆動電流は、閾値電流Ｉｔｈよりも大きく、電流レベル検出信号Ｓ３がハイレベル出力となっているものの（ｄ１）、保護指令信号Ｓ４は生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００３７】
（ｔ５）以降の期間は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さいため（小音量期間）、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力となっている（ｃ１）。一方、このときの駆動電流は、閾値電流Ｉｔｈよりも小さいため、電流レベル検出信号Ｓ３は、ローレベル出力となっている（ｄ１）。これより、異常電流不検出として、保護指令信号Ｓ４は生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００３８】
次に、異常電流が発生している異常時の動作について説明する（駆動電流の波形がＩ２の場合）。
【００３９】
この場合においても、音声レベル検出信号Ｓ２は、正常時と同様である（ｃ１）。そして、大音量の期間（ｔ３）〜（ｔ５）には、異常電流の発生を判定する期間外であるから、当該期間には、異常時においても、正常時と同様に、保護指令信号Ｓ４は生成されない（ローレベル出力）（ｅ１）。
【００４０】
（ｔ１）〜（ｔ２）の期間、音声信号Ｓ１が出力されておらず（ミュート期間）、音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さいため、異常電流の発生を判定する期間として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力となっている（ｃ１）。一方、このときの駆動電流は、異常電流が重畳しているものの、閾値電流Ｉｔｈよりも小さいため、電流レベル検出信号Ｓ３は、ローレベル出力となっている（ｆ１）。これより、保護指令信号Ｓ４も生成されない（ローレベル出力）（ｇ１）。
【００４１】
（ｔ２）〜（ｔ３）の期間、音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さいため、異常電流の発生を判定する期間として、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力となっている（ｃ１）。そして、このときの駆動電流は、異常電流が重畳しているため、閾値電流Ｉｔｈよりも大きくなり、電流レベル検出信号Ｓ３は、ハイレベル出力となっている（ｆ１）。これより、異常電流の発生が検出され、保護指令信号Ｓ４が生成（ハイレベル出力）されることになる（ｇ１）。
【００４２】
（ｔ５）以降の期間は、（ｔ２）〜（ｔ３）の期間と同様に、音声レベル検出信号Ｓ２は、ハイレベル出力（ｃ１）、電流レベル検出信号Ｓ３も、ハイレベル出力となって（ｆ１）、保護指令信号Ｓ４が生成（ハイレベル出力）される（ｇ１）。
【００４３】
このように、異常電流が発生している場合、音声レベルが小さい状態となっている期間に検出されることとなる。そして、保護指令信号Ｓ４が電流遮断部７に出力されるに応じて、電流遮断部７は、電源１から出力増幅部３に通流する電流の経路を遮断する。尚、保護指令信号Ｓ４が生成（ハイレベル出力）された場合、自己保持され、電流遮断部７は、電源１がオフされるまで、電流の遮断状態を継続する。図５中では、説明の便宜として、電流レベル検出信号Ｓ３、保護指令信号Ｓ４が継続して出力される状態を表している。
【００４４】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、音声レベルが小さい期間にのみ、異常電流を検出することで、微弱な異常電流まで検出することが可能となり、異常電流の検出精度を向上させることができる。そして、音声再生中に異常電流を検出することが可能となるため、異常電流の早期発見につながり、スピーカや電力増幅部（パワーアンプＩＣ）の破損を確実に防止することができる。
【００４５】
（第１の実施形態の変形例）
上記実施形態では、一例として、音声レベル検出部５は音声信号Ｓ１の音声レベルが第１の閾値よりも小さいか否かを検出し、電流レベル検出部６は電源１から駆動回路に通流する電流の電流レベルが第２の閾値よりも大きいか否かを検出する構成としたが、これらの閾値を複数設け、多段階のレベルを検出する構成としてもよい。例えば、小音量の期間とミュート期間とで、異常電流と判定する際の閾値電流Ｉｔｈを異なるように構成してもよい。
【００４６】
その場合、例えば、音声レベル検出部５のコンパレータ５２及び電流レベル検出部６のコンパレータ６２を、マルチレベルコンパレータを用いて構成するとともに、判定部８に、選択回路を備える構成とすればよい。そして、判定部８は、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３とに基づいて、音声レベルが、第１の閾値以下（ミュート期間に対応）の場合は、電流レベルが、第２の閾値以上（ミュート期間に対応）であるか否かを判定し、音声レベルが、第１の閾値以上第３の閾値以下（小音量期間に対応）の場合は、電流レベルが、第４の閾値以上（第４の閾値は第２の閾値以上の値であり、小音量期間に対応）であるか否かを判定する構成とすればよい。これによって、音声レベルに応じた閾値電流Ｉｔｈとなるため、異常電流の検出精度をより向上させることができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、第２の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３とを同期させるべく、音声レベル検出部５から出力される音声レベル検出信号Ｓ２を所定期間遅延させる点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する（以下、他の実施形態についても同様）。  
【００４８】
図６は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る保護装置は、遅延補正部９を備え、音声レベル検出部５から出力される音声レベル検出信号Ｓ２は、遅延補正部９に遅延補正されて判定部８に出力される。
【００４９】
音声信号Ｓ１に対応する駆動電流は、オーディオ機器の出力増幅部３の内部構成等に起因して、音声信号Ｓ１に対して遅延する場合がある。この場合、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３の間に時間的ずれが生じ、判定部８が異常電流を誤検出するおそれがある。そこで、本実施形態に係る保護装置は、当該遅延時間に応じた時間（第１の期間）だけ音声レベル検出信号Ｓ２を遅延補正することによって、音声レベル検出信号Ｓ２と電流レベル検出信号Ｓ３とを同期させる。より具体的には、遅延補正部９は、例えば、遅延回路で構成され、音声信号Ｓ１が音声レベル検出部５で検出されて音声レベル検出信号Ｓ２として出力されるタイミングから、当該音声信号Ｓ１に対応する電流が電流レベル検出部５で検出されて電流レベル検出信号Ｓ３として出力されるタイミングまでの遅延時間（第１の期間）だけ音声レベル検出信号Ｓ２を遅延させて、判定部８に出力する。尚、当該遅延時間（第１の期間）は、一般に、オーディオ機器の出力増幅部３、音声レベル検出部５、電流レベル検出部６の構成によって一意に定めることができるが、遅延時間検出部を設けて、音声信号Ｓ１のテスト信号を出力して、その検出結果に基づいて定めてもよい。
【００５０】
判定部８は、遅延補正された音声レベル検出信号Ｓ２ａと、電流レベル検出信号Ｓ３とに基づいて、異常電流の発生を判定する。そして、遅延補正された音声レベル検出信号Ｓ２ａと電流レベル検出信号Ｓ３がともにハイレベル出力の場合、保護指令信号Ｓ４を生成する。
【００５１】
図７は、上記図５に対応するもので、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じた場合の各部の信号波形を示す図である。又、図８は、上記図７の波形で、音声レベル検出信号Ｓ２を遅延補正した場合の各部の信号波形を示す図である。ここでは説明の便宜のため、図７、図８の音声信号Ｓ１の波形は、図５の音声信号Ｓ１の波形と同一のものとしている。一方、図７、図８の電流波形は、音声信号Ｓ１に対して時間Ｄだけ遅延が生じている。図７、図８中の点線（ｔ１’）乃至（ｔ５’）のタイミングは、点線（ｔ１）乃至（ｔ５）のタイミングに対して、時間Ｄだけ遅延したタイミングを表している。
【００５２】
図７では、電流レベル検出信号Ｓ３の波形（ｄ２）が音声レベル検出信号Ｓ２の波形（ｄ２）に対して時間Ｄだけ遅延が生じている。そのため、異常電流が発生していない正常時にも関わらず、大音量期間に続く小音量期間（ｔ５）〜（ｔ５’）の期間において、大音量期間における駆動電流によって電流レベル検出信号Ｓ３がハイレベル出力の状態が継続する（ｄ２）。その結果、判定部８は、正常時にも関わらず、異常電流を誤検出し、保護指令信号Ｓ４を生成し（ｅ２）、電流遮断部７を動作させてしまう。
【００５３】
この点、図８では、判定部８は、遅延させた遅延補正した音声レベル検出信号Ｓ２ａを基準として、小音量期間を識別し、異常電流が発生しているか否かの判定を行っている。換言すると、判定部８は、電流レベル検出信号Ｓ３と音声レベル検出信号Ｓ２ａが同期した状態で、異常電流が発生しているか否かの判定を行うこととなる。図８においては、判定部８は、遅延補正された音声レベル検出信号Ｓ２ａに基づいて、（ｔ１’）〜（ｔ３’）の期間、及び（ｔ５’）以降の期間を、小音量期間と識別する。異常電流が発生している場合、図５において説明したとおり、（ｔ２’）〜（ｔ３’）の期間、及び（ｔ５’）以降の期間において、電流レベル検出信号Ｓ３がハイレベル出力となる。その結果、判定部８は、当該期間において、異常電流を検出することができる（ｇ３）。
【００５４】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、音声レベル検出信号Ｓ２に対して電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じる場合においても、異常電流を誤検出することがなくなり、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
尚、上記実施形態では、遅延補正部９の一例として、音声レベル検出信号Ｓ２を遅延補正する構成としたが、音声レベル検出部５の構成等に起因して、電流レベル検出信号Ｓ３に対して音声レベル検出信号Ｓ２に遅延が生ずる場合は、電流レベル検出信号Ｓ３を遅延補正する構成としてもよい。即ち、遅延補正部９は、判定部８に出力される音声レベル検出信号Ｓ２又は電流レベル検出信号Ｓ３の少なくともいずれか一方を第１の期間遅延させる構成であってよい。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、図９〜図１０を参照して、第３の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の継続期間を検出する点で、第１の実施形態と相違する。
【００５７】
図９は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る保護装置は、継続期間検出部１０を備え、音声レベル検出部５から出力される音声レベル検出信号Ｓ２は、継続期間検出部１０に入力される。継続期間検出部１０は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の継続期間を検出し、当該継続期間が所定の期間（第２の期間）を超えた場合、当該音声レベル検出信号Ｓ２を有効する。換言すると、継続期間検出部１０は、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態となったことを示す検出信号が入力されてから、当該状態の継続期間が所定の期間（第２の期間）を超えるまでは、判定部８に出力される音声レベル検出信号Ｓ２を無効とする。継続期間検出部１０は、例えば、カウンタ回路によって構成され、音声再生装置２等から取得したクロック信号によってカウント数として当該継続期間を検出する。そして、所定のカウント数（第２の期間）をカウントした場合、音声レベル検出信号Ｓ２を有効として、判定部８に音声レベル検出信号Ｓ２ｂを出力する。一方、所定のカウント数（第２の期間）をカウントする前に、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態となったことを示す検出信号がローレベル出力に変化した場合、カウントをリセットして、再度、継続期間判定の開始を待ち受ける。つまり、判定部８では、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きい状態であることを識別した状態が継続することとなる。
【００５８】
判定部８は、継続期間検出部１０で継続期間が判定されて有効にされた音声レベル検出信号Ｓ２ｂと、電流レベル検出信号Ｓ３とに基づいて、異常電流の発生を判定する。そして、判定部８は、音声レベル検出信号Ｓ２ｂと電流レベル検出信号Ｓ３がともにハイレベル出力の場合、保護指令信号Ｓ４を出力する。このように、異常電流の発生を判定する期間を制限することで、音声信号Ｓ１に重畳するノイズに起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【００５９】
ここで、継続期間検出部１０で音声レベル検出信号Ｓ２を無効とする期間（第２の期間）は、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が発生する場合、少なくとも第２の実施形態で説明した音声レベル検出信号Ｓ２に対する電流レベル検出信号Ｓ３の遅延時間以上に設定することが望ましい。そうすることで、電流レベル検出信号Ｓ３の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止することができる。一方で、当該期間（第２の期間）は、一連の音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられるミュート期間においても、異常電流を検出できるように、当該ミュート期間よりも短い時間に設定するのが望ましい。尚、ＣＤやＤＶＤ等の音声再生装置では、一般に、楽曲間にミュート期間を設定しており、第２の期間を当該ミュート期間よりも短い期間とすることによって、楽曲間のミュート期間においても異常電流を検出することができる。
【００６０】
図１０は、本実施形態に係る保護装置の各構成における波形をタイミングチャートとして示す図である。尚、図１０は、上記図７と同様に、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じた場合の信号波形を示す。図中の点線（ｔ１’）乃至（ｔ５’）のタイミングは、点線（ｔ１）乃至（ｔ５）のタイミングに対して、時間Ｄだけ遅延したタイミングを表し、点線（ｔ６）及び（ｔ７）のタイミングは、音声レベル検出信号Ｓ２が継続期間検出部１０で判定されて有効とされるタイミングを表す。
【００６１】
図１０においても、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じているため、上記したとおり、大音量期間に続く小音量期間（ｔ５）〜（ｔ５’）の期間において、判定部８が異常電流を誤検出するおそれがある。この点、本実施形態に係る保護装置では、継続期間検出部１０によって、（ｔ１）で音声レベル検出信号Ｓ２の小音量の状態が検出されてから（ｔ６）までの期間、及び（ｔ５）で音声レベル検出信号Ｓ２の小音量の状態が検出されてから（ｔ７）までの期間、音声レベル検出信号Ｓ２が無効とされる（マスクされる）。つまり、判定部８は、継続期間検出部１０で有効化された音声レベル検出信号Ｓ２ｂに基づいて、（ｔ６）〜（ｔ３）の小音量期間及び（ｔ７）以降の小音量期間において、異常電流の発生を判定する。この場合、大音量期間に続く小音量期間（ｔ５）〜（ｔ５’）における、音声レベル検出信号Ｓ２もマスクされこととなるため、第２の実施形態の場合と同様に、判定部８が大音量期間における駆動電流を異常電流と誤検出し、保護指令信号Ｓ４を出力することを防止することができる。
【００６２】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、継続期間検出部１０によって、音声信号Ｓ１に重畳するノイズや電流レベル検出信号Ｓ３の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【００６３】
（第４の実施形態）
次に、図１１、図１２を参照して、第４の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、所定の期間（第３の期間）内における、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の頻度を検出する点で、第１の実施形態と相違する。
【００６４】
図１１は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る保護装置は、頻度検出部１１を備え、音声レベル検出部５から出力される音声レベル検出信号Ｓ２は、頻度検出部１１に入力される。頻度検出部１１は、所定の期間（第３の期間）内において、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の頻度（時間的割合）を検出し、当該頻度が所定の頻度を超えた場合、判定部８に出力される音声レベル検出信号Ｓ２を有効にする。換言すると、頻度検出部１１は、所定の期間（第３の期間）内において、当該期間を開始してから、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の頻度が所定の頻度（例えば、第３の期間の５０％の時間的割合）を超えるまでは、音声レベル検出信号Ｓ２を無効とする。頻度検出部１１は、例えば、カウンタ回路によって構成され、音声再生装置２等から取得したクロック信号によって、判定を開始するタイミングから音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも小さい状態の回数をカウントすることで頻度を検出する。そして、頻度検出部１１は、所定の回数をカウントした場合、音声レベル検出信号Ｓ２を有効にした音声レベル検出信号Ｓ２ｃを判定部８に出力する。そして、所定の期間（第３の期間）を経過した場合、カウントをリセットして、再度、頻度検出の開始を待ち受ける。つまり、判定部８では、音声信号Ｓ１の音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１よりも大きい状態であることを識別した状態が継続することとなる。
【００６５】
判定部８は、頻度検出部１１で有効にされた音声レベル検出信号Ｓ２ｃと、電流レベル検出信号Ｓ３とに基づいて、異常電流の発生を判定する。そして、判定部８は、音声レベル検出信号Ｓ２ｃと電流レベル検出信号Ｓ３がともにハイレベル出力の場合、保護指令信号Ｓ４を出力する。このような構成にすることで、音声信号Ｓ１に重畳するノイズに起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【００６６】
ここで、頻度検出部１１は、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が発生する場合、望ましくは、第３の期間を開始してから当該音声レベルの検出信号を無効とする期間が、少なくとも音声レベル検出信号Ｓ２に対する電流レベル検出信号Ｓ３の遅延時間以上の長さとなるように設定する。例えば、頻度検出部１１が判定を開始したタイミングから常に当該音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１以下である時が当該音声レベルの検出信号が有効となる最短時間であるから、その時間よりも長くなるように、判定を開始したタイミングから音声レベル検出信号Ｓ２を有効とするまでの頻度（時間的割合）を設定することが望ましい。そうすることで、第３の実施形態と同様に、電流レベル検出信号Ｓ３の遅延に起因する異常電流の誤検出をあわせて防止することができる。尚、この場合、頻度検出部１１が判定を開始するタイミングは、例えば、音声レベルが閾値音量Ｖｔｈ１以下の検出信号が検出されたときとしてよい。但し、当該態様に代えて、所定の間隔（例えば、１秒）ごとに、頻度の判定を実施するものとしてもよい。又、一方で、当該期間（第３の期間）は、一連の音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられるミュート期間においても、異常電流の検出ができるように、当該ミュート期間よりも短い時間に設定するのが望ましい。
【００６７】
図１２は、本実施形態に係る保護装置の各構成における波形をタイミングチャートとして示す図である。尚、図１２は、上記図７と同様に、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じた場合の信号波形を示す。図中の点線（ｔ１’）乃至（ｔ５’）のタイミングは、点線（ｔ１）乃至（ｔ５）のタイミングに対して、時間Ｄだけ遅延したタイミングを表す。又、ここでは、頻度検出部１１は、点線（ｔ１）のタイミングで、判定を開始し、当該点線（ｔ１）のタイミングから二点鎖線（ｔ９）のタイミングまでの期間Ｆ（第３の期間）における頻度を検出する。又、図１２では、二点鎖線（ｔ８）のタイミングで、所定の頻度（例えば、第３の期間の５０％の時間的割合）に到達し、音声レベル検出信号Ｓ２が有効とされた状態を表す。
【００６８】
図１２においても、電流レベル検出信号Ｓ３に遅延が生じているため、図７を参照して上記したとおり、大音量期間に続く小音量期間（ｔ５）〜（ｔ５’）の期間において、判定部８が異常電流を誤検出するおそれがある。
【００６９】
この点、本実施形態に係る保護装置では、頻度検出部１１によって、（ｔ１）で音声レベル検出信号Ｓ２の小音量の状態が検出されてから（ｔ８）までの期間、及び（ｔ５）で音声レベル検出信号Ｓ２の小音量の状態が検出されてから、所定の頻度に到達するまでの期間、音声レベル検出信号Ｓ２が無効とされる（マスクされる）。つまり、判定部８は、頻度検出部１１で有効化された音声レベル検出信号Ｓ２２に基づいて、（ｔ８）〜（ｔ９）の小音量期間において、異常電流の発生を判定する。この場合、大音量期間に続く小音量期間（ｔ５）〜（ｔ５’）における、音声レベル検出信号Ｓ２もマスクされこととなるため、第２の実施形態の場合と同様に、判定部８が大音量期間における駆動電流を異常電流と誤検出し、保護指令信号Ｓ４を出力することを防止することができる。
【００７０】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、音声信号Ｓ１に重畳するノイズや、電流レベル検出信号Ｓ３の遅延によって異常電流を誤検出することを防止することができる。
【００７１】
（第５の実施形態）
次に、図１３を参照して、第５の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、小音量期間を判定する際の閾値音量Ｖｔｈ１（第１の閾値）が、音声信号の音源機器の種別に応じて設定される点で、第１の実施形態と相違する。
【００７２】
図１３は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る保護装置は、第１の閾値設定部１２を備え、第１の閾値設定部１２によって音声レベル検出部５の閾値音量電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値）が設定される。第１の閾値設定部１２は、例えば、レジスタを含んで構成される。
【００７３】
音声信号Ｓ１に含まれるノイズは、音源機器の種別ごとに異なっており、例えば、音源機器がラジオの場合はノイズが大きいが、音源機器がＣＤの場合はノイズが小さくなる。そのため、音源機器がラジオの場合に、閾値音量Ｖｔｈ１を小さい値に設定すると、音声信号Ｓ１に重畳するノイズによって小音量期間を検出できないおそれがある。特に、一定期間、小音量の状態が継続した際に小音量期間と識別する構成としている場合（例えば、継続期間検出部１０を有する）には、小音量期間を検出できない状態が継続する。一方、閾値音量Ｖｔｈ１を大きな値にすると、微弱な異常電流が駆動電流の中に埋もれ、異常電流の検出精度を低下させてしまう。そこで、本実施形態では、閾値音量Ｖｔｈ１（第１の閾値）を、音声信号の音源機器の種別に応じて設定し、例えば、音源機器がラジオの場合は閾値音量Ｖｔｈ１を大きい値に設定するとともに、音源機器がＣＤの場合は閾値音量Ｖｔｈ１を小さい値に設定することを可能とする。
【００７４】
より具体的には、第１の閾値設定部１２は、音声再生装置２から音声信号Ｓ１の音源機器種別に関するデータＳ５を取得して、当該データＳ５を、レジスタに設定する。そして、第１の閾値設定部１２は、当該設定された音源機器種別に対応する閾値音量Ｖｔｈ１が生成されるように、音声レベル検出部５に信号Ｓ６を出力する。これによって、閾値音量Ｖｔｈ１を生成する電源回路が制御されて、音声レベル検出部５のコンパレータ５３の反転端子には、当該設定された音源機器種別に対応する閾値音量Ｖｔｈ１が入力される。
【００７５】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、音声信号Ｓ１の音源機器の種別に応じた閾値音量Ｖｔｈ１を設定することができるため、音源機器の種別に応じて、適切な検出精度で異常電流の検出を継続することが可能となる。換言すると、異常電流の誤検出を防止するとともに、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【００７６】
尚、上記実施形態では、第１の閾値設定部１２は、レジスタを用いて構成するものとしたが、使用者が操作するトグルスイッチ等を用いてもよい。
【００７７】
（第６の実施形態）
次に、図１４、図１５、図１６を参照して、第６の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、電流レベルを判定する際の閾値電流Ｉｔｈ（第２の閾値）が、ミュート期間に測定された電流の電流レベルに基づいて設定される点で、第１の実施形態と相違する。
【００７８】
図１４は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る保護装置は、第２の閾値設定部１３を備え、第２の閾値設定部１３によって電流レベル検出部６の閾値電流Ｉｔｈに相当する閾値電圧Ｖｔｈ２（以下、単に「閾値電流Ｉｔｈ」とも言う）が設定される。駆動電流の電流レベルは、一般的に、音源機器の種別やスピーカの種別に応じて異なっている。そして、閾値電流Ｉｔｈが、駆動電流の電流レベルに対して大きすぎると、異常電流の検出が適切にできなくなるおそれがある。
【００７９】
図１５は、駆動電流の電流レベルが異なる場合における、閾値電流Ｉｔｈと駆動電流の関係の一例を示す図である。図１５に示すように、駆動電流Ｉ３（二点鎖線）の電流レベルが全体的に小さい場合、閾値電流Ｉｔｈａを閾値とすると、小音量期間における駆動電流Ｉ３の電流レベルに対して閾値電流Ｉｔｈａが大きい値となるため、大きな異常電流が発生しなければ、異常電流を検出することができないことになる。そのため、駆動電流Ｉ３（二点鎖線）の電流レベルが全体的に小さい場合には、閾値電流Ｉｔｈａよりも小さい閾値電流Ｉｔｈｂを基準として、閾値電流の発生の有無を判定する必要がある。一方、駆動電流に対して閾値電流Ｉｔｈが小さすぎると、音声信号Ｓ１に含まれるノイズ等によって異常電流を誤検出するおそれがある。そこで、第２の閾値設定部１３は、例えば、ミュート期間に、電源１から出力増幅部３に通流する電流（以下、「定常電流」と言う）の電流レベルを測定し、当該電流レベルに基づいて閾値電圧Ｖｔｈ２を設定することを可能とする。尚、図１５では、一例として、駆動電流Ｉ３に対しては閾値電流Ｉｔｈａを閾値として設定し、駆動電流Ｉ４に対しては閾値電流Ｉｔｈｂを閾値として設定した態様を示している。
【００８０】
図１６は、第２の閾値設定部１３の動作フローの一例を示す図である。尚、ここでは、第２の閾値設定部１３は、ＣＰＵが実行するプログラム制御によって実現されているものとする。
【００８１】
まず、電源１が投入されると、第２の閾値設定部１３は、図示しない記憶部に閾値電流Ｉｔｈの初期値を設定する（Ｆ１）。尚、閾値電流Ｉｔｈの初期値は、例えば、異常電流と判定する際に基準とする平均的な閾値電流Ｉｔｈであり、音量小期間に通流する駆動電流に所定の異常電流を重畳させた値である。そして、第２の閾値設定部１３は、例えば、ミュート期間に、定常電流を測定し、電流レベルが所定値よりも小さい場合、当該閾値電流Ｉｔｈの初期値を補正する。具体的には、第２の閾値設定部１３は、電源１が投入された後、音声再生装置２から、ミュート期間に出力される初期測定タイミング信号Ｓ７が出力されることを待ち受ける（Ｆ２：Ｎｏ）。そして、第２の閾値設定部１３は、初期測定タイミング信号Ｓ７を取得した場合（Ｆ２：Ｙｅｓ）、電流レベル検出部６を用いて定常電流の電流レベルを測定する（Ｆ３）。ここでは、第２の閾値設定部１３は、電流レベル検出部６のコンパレータ６３の反転端子に入力する基準電圧を段階的に変更することによって、当該駆動電流の電流レベルを測定するものとする。このときの定常電流が、所定値（例えば、一般的なオーディオ機器における定常電流の大きさ）よりも大きいことを示す信号を取得した場合（Ｆ４：Ｎｏ）、第２の閾値設定部１３は、初期設定した閾値電流Ｉｔｈを、異常電流を判定の際の設定値とする（Ｆ６）。一方、このときの定常電流が所定値よりも小さいことを示す信号を取得した場合（Ｆ４：Ｙｅｓ）、第２の閾値設定部１３は、初期設定した閾値電流Ｉｔｈから所定値だけ小さい値に補正して（Ｆ５）、当該小さくした閾値電流Ｉｔｈを異常電流判定の際の設定値とする（Ｆ６）。これによって、駆動電流の電流レベルに応じた閾値電流Ｉｔｈを設定することができる。
【００８２】
以上、本実施形態に係る保護装置によれば、駆動電流の電流レベルに応じた閾値電流Ｉｔｈを設定することができるため、異常電流の誤検出を防止するとともに、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【００８３】
尚、第２の閾値設定部１３にて、駆動電流の電流レベルに応じた閾値電流Ｉｔｈを設定する方法は、種々の態様が考えられる。例えば、ミュート期間に、音声再生装置２からテスト信号となる音声信号Ｓ１を出力して、そのときに検出される電流レベルに基づいて閾値電流Ｉｔｈを設定してもよい。
【００８４】
（第７の実施形態）
次に、図１７を参照して、第７の実施形態に係る保護装置について説明する。本実施形態に係る保護装置は、直流オフセットによって発生している異常電流を検出する点で、第１の実施形態と相違する。
【００８５】
図１７は、本実施形態に係る保護装置の構成を示す図である。本実施形態に係る電流レベル検出部６ａは、出力増幅部３の直流オフセットによって発生している異常電流を検出するべく、出力増幅部３の直流オフセットのレベルを検出する。電流レベル検出部６ａは、例えば、出力増幅部３として一般的なＢＴＬ(Balanced Transformer Less)方式である場合、出力増幅部３を構成する反転増幅器及び非反転増幅器夫々の出力側の差電圧Ｓ３ａを検出することで直流オフセットのレベルを検出することができる。より具体的には、出力増幅部３を構成する反転増幅器及び非反転増幅器夫々の出力側の差電圧は、直流オフセット成分に音声信号Ｓ１に対応する交流成分が重畳した波形となっているため、ローパスフィルタ等を用いることで、当該差電圧から直流オフセット成分のみを抽出することができる。そして、電流レベル検出部６ａは、当該直流オフセット成分と閾値電流（第２の閾値）に対応する電圧Ｖｔｈ２とを比較して、その比較結果を、電流レベル検出信号Ｓ３ｂとして判定部８に出力する。
【００８６】
判定部８は、当該電流レベル検出信号Ｓ３ｂと音声レベル検出信号２に基づいて、直流オフセットに起因する異常電流が発生しているか否かを判定して、保護指令信号Ｓ４を生成する。尚、本実施形態の場合においても、音声レベル検出部５、判定部８の動作は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００８７】
以上のように、本実施形態に係る保護装置によれば、直流オフセットに起因する異常電流の発生を早期に検出することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
【００８９】
上記実施形態では、音声再生装置２の一例として、ＤＳＰを用いる態様を示したが。ラジオ等のアナログ式の再生装置であってもよい。
【００９０】
又、上記実施形態では、音声レベル検出部５の一例として、全波整流回路５１、包絡線検波器５２、コンパレータ５３を含んで構成するものとしたが、音声信号Ｓ１の音声レベルを検出することができれば、他の回路部品で構成してもよく、ウィンドウコンパレータとＯＲ回路を用いて構成してもよい。又、音声レベル検出部５をＤＳＰの構成の一部として、音声信号Ｓ１のデジタルデータを演算して、小音量期間を検出する構成であってもよい。又、音声信号Ｓ１のデジタルデータを演算して、絶対値検出を行ってもよい。又、音声信号Ｓ１のデジタルデータを演算して、二乗値検出または二乗平均値検出を行ってもよい。
【００９１】
又、上記実施形態では、電流レベル検出部６の一例として、シャント抵抗６１によって、電源１からスピーカ４に通流する電流を検出する態様を示したが、電流レベルを検出することができれば、他の回路部品で構成してもよく、ホール素子やカレントミラー回路を用いてもよい。又、電流レベル検出部６が電源１からスピーカ４に通流する電流を検出する位置も、電源１と出力増幅部３の間の電源回路内に限らず、出力増幅部３の出力側であってもよい。又、電流レベル検出部６は、ＤＳＰの構成の一部として、電流レベル検出信号Ｓ３のデジタルデータを演算して、電流レベルを検出する構成であってもよい。又、電流レベル検出部６の後段側に電流遮断部７を設ける等、配置を変更してもよい。
【００９２】
又、上記実施形態では、判定部８が保護指令信号Ｓ４を生成（ハイレベル出力）した場合、電流遮断部７のスイッチ回路をオフして、電源１からスピーカ４に通流する電流を遮断する構成としたが、その保護方法は任意であり、例えば、音声再生装置２に保護指令信号Ｓ４を出力して、音声再生装置２から警報用の音声信号Ｓ１を出力させたり、音楽再生を停止させたりする構成であってもよい。又、電源１からスピーカ４に通流する電流の電流値を低減させる構成であってもよい。
【００９３】
又、上記実施形態では、音声レベル検出部５、電流レベル検出部６、判定部８等の各部の構成をハードウェア構成によって実現する態様を示した。但し、これらの構成の一部又は全部を、マイコン等のプログラム制御によるソフトウェア構成によって実現する態様であってもよい。
【００９４】
又、上記実施形態では、継続期間検出部１０の一例として、音声レベル検出部５と判定部８の間に設けて、音声信号Ｓ１の音声レベルが第１の閾値よりも小さい状態の継続期間を検出して、第２の期間を超えるまで、当該音声レベル検出信号Ｓ２を無効にする態様を示した。一方、ノイズによる誤検出を抑制する観点のみを考慮した場合、継続期間検出部１０は、上記構成に代えて、電流レベル検出部６と判定部８の間に設けて、電流レベルが第２の閾値よりも大きい状態の継続期間を検出して、第２の期間を超えるまで、当該電流レベル検出信号Ｓ３を無効にする構成であってもよい。又、頻度検出部１１についても、同様に、電流レベル検出部６と判定部８の間に設けて、電流レベルが第２の閾値よりも大きい状態の頻度を検出して、当該頻度が所定の頻度を超えるまで、当該電流レベル検出信号Ｓ３を無効にする構成であってもよい。
【００９５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００９６】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００９７】
スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置であって、前記駆動回路に出力される音声信号Ｓ１の音声レベルを検出する音声レベル検出部５と、電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出する電流レベル検出部６と、前記音声レベルの検出信号Ｓ２と前記電流レベルの検出信号Ｓ３に基づいて、音声信号の音声レベルが第１の閾値Ｖｔｈ１よりも小さいときに、第２の閾値Ｉｔｈよりも大きい電流レベルが検出された場合、保護指令信号Ｓ４を生成する判定部８と、を備えることを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声レベルが小さい期間にのみ、異常電流を検出することで、微弱な異常電流まで検出することが可能となり、異常電流の検出精度を向上させることができる。そして、音声再生中に異常電流を検出することが可能となるため、異常電流の早期発見につながり、スピーカや電力増幅部（パワーアンプＩＣ）の破損を確実に防止することができる。
【００９８】
又、前記判定部８に出力される前記音声レベルの検出信号Ｓ２又は前記電流レベルの検出信号Ｓ３の少なくともいずれか一方を第１の期間遅延させる遅延補正部９を更に備える、ことを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声レベル検出信号Ｓ２に対して電流レベル検出信号に遅延が生じる場合においても、異常電流を誤検出することがなくなり、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【００９９】
又、前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の継続期間を検出し、当該継続期間が第２の期間を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする継続期間検出部１０を更に備える、ことを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズに起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【０１００】
又、前記音声信号の音声レベルが前記第１の閾値よりも小さい状態の頻度を第３の期間において検出し、当該頻度が所定の頻度を超えるまで、前記判定部に出力される前記音声レベルの検出信号を無効とする頻度検出部１１を更に備える、ことを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズに起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【０１０１】
又、前記継続期間検出部１０は、前記第２の期間が、前記音声レベルの検出信号Ｓ２に対する前記電流レベルの検出信号Ｓ３の遅延時間Ｄ以上の長さとなるように設定されることを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズや電流レベル検出信号の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【０１０２】
又、前記頻度検出部１１は、前記第３の期間を開始してから当該音声レベルの検出信号Ｓ２を無効とする期間が、少なくとも前記音声レベルの検出信号Ｓ２に対する前記電流レベルの検出信号Ｓ３の遅延時間Ｄ以上の長さとなるように設定されることを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズや電流レベル検出信号の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止することができる。
【０１０３】
又、前記継続期間検出部１０は、前記第２の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定されることを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズや電流レベル検出信号の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止しつつ、ミュート期間においても、異常電流の検出が可能となる。
【０１０４】
又、前記頻度検出部１１は、前記第３の期間が、一連の前記音声信号を構成する音声データの切り替え時に設けられる所定のミュート期間よりも短い期間となるように設定されることを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、音声信号に重畳するノイズや電流レベル検出信号の遅延に起因する異常電流の誤検出を防止しつつ、ミュート期間においても、異常電流の検出が可能となる。
【０１０５】
又、前記音声信号の音源機器種別に応じて前記第１の閾値を設定する第１の閾値設定部１２を更に備える、ことを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、異常電流の誤検出を防止するとともに、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【０１０６】
又、所定のミュート期間において電源から前記駆動回路に通流する電流の電流レベルを検出し、当該電流レベルに基づいて、前記第２の閾値を設定する第２の閾値設定部１２を更に備える、ことを特徴とする保護装置を開示する。この保護装置によれば、駆動電流の電流レベルに応じた閾値電流Ｉｔｈを設定することができるため、異常電流の誤検出を防止するとともに、異常電流の検出精度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本開示は、スピーカを駆動する駆動回路における異常電流を検出する保護装置に用いるに好適である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  電源
２  音声再生装置
３  出力増幅部
４  スピーカ
５  音声レベル検出部
６  電流レベル検出部
７  電流遮断部
８  判定部
９  遅延補正部
１０  継続期間検出部
１１  頻度検出部
１２  第１の閾値設定部
１３  第２の閾値設定部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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