(57)【要約】【課題】２次電池等の直流電源で駆動される増幅装置を内蔵したスピーカ装置及び遠隔制御スピーカシステム並びに増幅装置に於いて、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いずに音量を安定化させて音質の劣化を防ぐと共に消費電力を削減することを目的とする。【解決手段】直流電源の両端間の降下電圧をモニタ測定し、測定降下電圧をデジタル変換した後のデジタル値は基準電圧値との利得差が演算され、デジタル音声入力に、この演算結果を乗算して２次電池電圧変化に係わらず増幅装置の増幅率αで表される一定の音量をスピーカより出力させる。【選択図】        図１
2004343353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅手段を内蔵し、直流電源で駆動可能なスピーカ装置であって、
上記直流電源の電圧を測定する電圧測定手段と、
上記電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧値との差を演算する演算手段と、上記演算手段の演算出力に基づいて上記増幅手段の音量出力が一定に成る様に制御する利得制御手段とを具備し、
上記直流電源の電圧が変化しても上記増幅手段を介して一定音量で出力する様に成したことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記利得制御手段は前記演算手段の演算出力にスイッチング用の前記増幅手段の増幅率を乗算して、上記スピーカ装置の音量を一定化させる様に成したことを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
増幅手段を内蔵し、直流電源で駆動可能な複数のスピーカ装置を制御手段を介して遠隔制御する様に成された遠隔制御用スピーカシステムであって、
上記直流電源の電圧降下電圧を測定し、該電圧降下分の電圧で上記増幅手段の利得を制御して、上記直流電源の電圧の変化によらず上記スピーカの出力音量を一定にする様に成したことを特徴とする遠隔制御用スピーカシステム。
【請求項４】
前記増幅手段がスイッチング増幅器であることを特徴とする請求項３記載の遠隔制御用スピーカシステム。
【請求項５】
直流電源で駆動される増幅器を介して負荷を駆動する様に成された増幅装置であって、
上記直流電源の電圧を測定する電圧測定手段と、
上記電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧値との差を演算する演算手段と、
上記演算手段の演算出力に基づいて、上記増幅器の音量出力が一定に成る様に制御する利得制御手段とを具備し、
上記直流電源の電圧が変化しても上記増幅器を介して一定音量で出力する様に成したことを特徴とする増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ等の直流電源で駆動される増幅器を内蔵したスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステム並びに増幅装置に係わり、特に、バッテリ電圧の変動にかかわらず一定の音量で再生できる様に成したスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステム並びに増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からスピーカ装置や遠隔制御用スピーカシステム等で増幅器等の増幅手段を内蔵したアクティブスピーカを駆動するためには、このアクティブスピーカに供給する音響信号用入力線と電源用入力線を必要とする。この音響信号入力線をワイヤレス化した遠隔制御用スピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステムが特許文献１に披瀝されている。
【０００３】
図５は音声再生装置とリアスピーカをつなぐスピーカをワイヤを用いずに制御する様にした特許文献１に記載の左（右）リアスピーカ装置のブロック図を示すものである。図でテレビジョン受像機１に内蔵されたサラウンドプロセッサから出力された左右のリア音声信号はＡ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換され、この左右デジタル音声信号によって搬送波信号を変調し、送信部はこの搬送波信号を増幅して、アンテナ２を介して電波として左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒに送信する。
【０００４】
これら左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒの音質、音量、バランス等の制御はリモコン送信機（図示せず）から送信され、リモコンからのこれらリア指令信号は電波として送信されて、左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒにおいて、搬送波信号を受光部４が受信し、復調部５に出力する。復調部５の出力がリアデジタル音声信号である場合、マイコン６は切換スイッチ７の可動接点をａ側に接続し、Ｄ／Ａ変換部８を介して増幅器９へ出力し、スピーカ１０を介して左（右）リア音声信号を放音する。
【０００５】
一方、この際マイコン６は、左（右）リア音声信号を音質、音量、バランス制御部１１に出力する。音質、音量、バランス制御部１１の記憶部１２が保持している各値を左（右）リア音声信号に基づいて調整してスピーカ１０から出力する様に成されている。
【０００６】
また、左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒ内に配設された増幅器９を駆動するためのバッテリ等の直流電源を昇圧または降圧するためにスイッチングコンバータ等を用いたスピーカユニットも知られている。
【０００７】
図４は、この様な例えば左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒの電源部近傍の回路図を示すものであり、図５との対応部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【０００８】
左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒ内の増幅器９の直流電源としてバッテリ等の２次電池１３を持ち、入力端子１５から入力される左（右）リア音声信号は増幅器９で増幅されてスピーカ１０から放音される。
【０００９】
２次電池１３の電圧はスピーカ１０の駆動時間に対応して変動するため左（右）リアスピーカユニット３Ｌ（３Ｒ）の２次電池電圧ＶＢ１（ＶＢ２）は昇圧用のスイッチング用コンバータ１４を介して電圧ＶＣの一定電圧に安定化される。
【００１０】
スイッチング用コンバータ１４はスイッチング用トランジスタＴｒの入力端子１６に供給したスイッチングパルスに応じて２次電池１３の直流電圧をインダクタンスＬを介してスイッチングし、整流用ダイオードＣＤ及び平滑用コンデンサＣを介して一定の安定化電圧ＶＣを得ている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−５３８６７号公報（図２、図８）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図５に示す様に増幅器を内蔵した左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒから成るアクティブスピーカ装置では、この増幅器を駆動するための電源をスピーカユニットに内蔵させないと電源供給用のワイヤを室内に引き回して、スピーカユニットに接続させなければならない為に、２次電池１３を図４の回路の様に内蔵させている。
【００１３】
図４に於いて、２次電池１３の電圧ＶＢ１（ＶＢ２）を昇圧するためのコンバータとしてスイッチングコンバータ１４について説明したが、この様なＤＣ／ＤＣコンバータとして、リニアレギュレータを用いるとノイズ発生の少ないものを得ることが出来るが、左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒ等に用いるには効率が悪く、消費電力が大きく、２次電池の使用時間が減少するためにスイッチングコンバータ１４を用いている。
【００１４】
図４に示す、従来の左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒで２次電池１３が一定の電流を流した時の所定時間（Ｈ）経過時の端子電圧の変化を図３（Ａ）に示す。即ち、曲線１７に示す様に消費電力に応じて、２次電池１３の両端の電圧は低下している。
【００１５】
この様なことから、図４（Ｂ）に示す左リアスピーカユニット３Ｌでの２次電池１３の両端電圧ＶＢ１は使用時間によって刻一刻電圧値が減少する。同様に右リアスピーカユニット３Ｒでの２次電池１３の両端電圧ＶＢ２も電圧値が減少するが各チャンネルの２次電池の電圧降下は同一ではない為に、例えば図３（Ｂ）に示す様にチャンネル毎の両端電圧は曲線１８及び曲線１９の様に電圧差ＶＢ１−ＶＢ２を生ずる。従って、電力用の増幅器９に供給される電源電圧に電圧差を生じて、左右リアスピーカユニット３Ｌ，３Ｒから放音される音量が同一でなくなる課題を生ずる。
【００１６】
そこで、この様な欠点を補うために、図４の様に２次電池１３をＤＣ−ＤＣ変換用のスイッチングコンバータ１４を用いて２次電池１３の出力電圧を一定の電圧ＶＣとなる様に安定化させているが、スイッチングコンバータ１４によって電源電圧を安定化させた場合、安定化電圧ＶＣにスイッチング用のノイズが重畳され、電力用の増幅器９の音声信号の音質が劣化する課題を有する。
また、スイッチングコンバータ１４は、電圧を変換するために電力を消費するために、消費電力が増加し２次電池の使用時間が減少するという課題を有する。
また、増幅器９としてスイッチング増幅器を用いた場合においては、スイッチングコンバータとスイッチング増幅器のスイッチング基本周波数が異なるために、相互干渉し、音質はさらに劣化する。
【００１７】
本発明は叙上の課題を解消するためなされたもので、２次電池の如き直流電源によって駆動される増幅器を有する複数のスピーカユニット内の直流電源が消費電力によって変化しても一定の音量でスピーカユニットから再生可能なスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステム並びに増幅装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流電源及び電力用の増幅器を内蔵するスピーカ装置或は遠隔制御用スピーカシステムにおいて、直流電源の電圧変化にかかわらず、少なくとも２チャンネルスピーカユニット間で一定の音量で再生できるスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステムを得る様に成したものである。
【００１９】
斯かる、本発明に依れば少なくとも２チャンネルのスピーカユニット間で直流電源電圧が消費電力の差等で異なっても、直流電源の電圧降下に対応して電力用の利得を制御することで少なくとも２つのスピーカユニット間で音量の変化しないスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステムを得ることができる。
【００２０】
本発明のスピーカ装置は、増幅手段を内蔵し、直流電源で駆動可能なスピーカ装置であって、直流電源の電圧を測定する電圧測定手段と、この電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧値との差を演算する演算手段と、この演算手段の演算出力に基づいて増幅手段の音量出力が一定に成る様に制御する利得制御手段とを具備し、直流電源の電圧が変化しても増幅手段を介して一定音量で出力する様に成したものである。
【００２１】
斯かる、本発明によれば電圧測定手段で直流電源の電圧変動を監視測定し、演算手段によって電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧値との差を演算し、この演算結果に応じて利得制御手段を介して音量が一定になる様に制御したので音量の安定した音質に劣化のないスピーカ装置を得ることができる。
【００２２】
本発明の遠隔制御用スピーカシステムは増幅手段を内蔵し、直流電源で駆動可能な複数のスピーカ装置を制御手段を介して遠隔制御する様に成された遠隔制御用スピーカシステムであって、直流電源の電圧降下電圧を測定し、電圧降下分の電圧で、増幅手段の利得を制御して、直流電源の電圧の変化によらずスピーカの出力音量を一定にする様に成したものである。
【００２３】
斯かる、本発明に依れば直流電源の電圧降下を測定し、増幅手段の利得を電源電圧降下に対応した電圧で増幅手段の利得を制御したので複数の遠隔制御用スピーカユニット内で電源電圧変動があっても音量変動のない出力を再生可能なものが得られる。
【００２４】
本発明の増幅装置は、直流電源で駆動される増幅手段を介して負荷を駆動する様に成された増幅手段であって、直流電源の電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧との差を演算する演算手段と、演算手段の演算出力に基づいて、増幅器の音量出力が一定に成る様に制御する利得制御手段とを具備し、直流電源の電圧が変化しても増幅器を介して一定音量で出力する様に成したものである。
【００２５】
斯かる、本発明によれば電圧測定手段で直流電源の電圧変動を監視測定し、演算手段によって電圧測定手段で測定した電圧と所定電圧値との差を演算し、この演算結果に応じて利得制御手段を介して音量が一定になる様に制御したので、音量の安定した音質に劣化のない増幅装置を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明に用いる図５と同様の例えば左右リアスピーカ装置（以下スピーカ装置と記す）を示すものであり、勿論左右フロントスピーカ装置やセンタスピーカ装置及びサブウーハ装置等に適用可能であり、図４及び図５との対応部分には同一符号を付して説明する。
【００２８】
図で、スピーカ装置３Ｌ、３Ｒ内にはバッテリ等の２次電池或いは１次電池等の直流電源１３及び電力用のスイッチング増幅器９Ａ並びにスピーカ１０を有する。
【００２９】
直流電源１３の両端端子は直列接続された分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の両端に接続されると共にスイッチング増幅器９Ａに接続されている。
【００３０】
分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の直列接続点には電圧測定回路２０の入力端が接続され、直流電源１３の両端電圧を常時モニタする。この電圧測定回路２０の出力端はアナログ−デジタル変換回路（以下Ａ／Ｄと記す）２１に接続されている。
【００３１】
Ａ／Ｄ２１でデジタル数値化されたモニタ（測定電圧値）値は演算回路２２で所定の演算を行った出力を利得制御回路２３の制御信号入力端子に供給する。利得制御回路２３の入力端子１５Ａには外部の音声入力信号源（図示せず）からデジタル音声信号を供給する。
【００３２】
利得制御回路２３では音声信号に演算結果を乗算して、スイッチング増幅器９Ａに供給する様に成され、左右側の両方のスピーカ装置３Ｌ、３Ｒのスピーカ１０からは一定音量が再生される。
【００３３】
図２は、デジタル音声入力信号系路の更に詳細な系統図を示すもので、利得制御回路２３とスイッチング増幅器９Ａ間には利得制御されたデータをデルタシグマ変換器２４及びＰＷＭ（パルス幅変調回路）２５を有し、スイッチング増幅器９Ａとスピーカ１０間にはＬＰＦ（低域通過濾波器）２６を有する。
【００３４】
デルタシグマ変換器２４は、例えばＣＤから入力端子１５Ａに供給されたマルチビット（例えば１サンプル１６ビット）方式のデジタル音声データを１ビット方式のデジタル音声データに変換し、ＰＷＭ変換器２５からのＰＷＭ信号はスイッチング増幅器９Ａに供給されて、直流電源１３からの安定化電圧ＶＣをＰＷＭ信号に基づいてオン、オフ制御する。
【００３５】
スイッチング増幅器９Ａ内のスイッチング素子としては電界効果トランジスタが用いられ、スイッチング素子でスイッチングされた信号はＬＰＦ２６で高周波成分を除去し、音声信号成分を抽出して、スピーカ１０に供給し、所定の音量を放音させている。
【００３６】
上述で説明した、図１の左右のスピーカ装置３Ｌ、３Ｒの動作を説明する。２次電池１３の両端電圧ＶＢ１（ＶＢ２）は分圧抵抗Ｒ１及びＲ２によって分圧された分圧電圧を電圧測定回路２０で常時モニタする様に測定する。この測定された測定電圧はＡ／Ｄ２１でデジタルデータに変換されて、デジタル数値化されて、演算回路２２に供給される。
【００３７】
演算回路２２では基準電圧値ＶＢ０との利得差ＶＢ０／ＶＢ１が演算される。
【００３８】
利得制御回路２３では音声入力端子１５Ａに供給される音声入力をＡとすると、この音声入力Ａに演算結果ＶＢ０／ＶＢ１を乗算する。
【００３９】
今、スイッチング増幅回路９Ａの増幅率をαとし、出力をＸ、音声入力をＡとするとスイッチング増幅器の出力Ｘは下記（１）式で表される。
2004343353.tif 000003
【００４０】
従って、スイッチング増幅器９Ａの出力Ｘは２次電池１３の両端電圧ＶＢ１或いはＶＢ２に係わらず増幅率αで表される一定の音量を得ることができる。
【００４１】
ここで、上述の如きスイッチング増幅器９Ａを用いたデジタルパワーアンプでデジタルデータの段階で音量調整を行う方法としてはＰＷＭ信号により示されるレベルを利得制御回路２３で音量の調整値に対応して可変させる方法やスイッチング増幅器２３に供給する電圧値を音量の調整値に対応して可変させる方法等が用いられている。
【００４２】
本発明では、スピーカ装置３Ｌ，３Ｒとしてリアスピーカ装置について説明したがテレビジョン受像機、ＶＴＲ、オーディオ機器の音声再生装置に用いるドルビーサラウンドやマトリックスサラウンドに用いる各種スピーカ装置や増幅装置に適用し得ることは明白である。
【００４３】
本発明のスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステム並びに増幅装置に依れば電源安定化の為にスイッチングコンバータを用いることが無い為に増幅器からの音質にスイッチングノイズが乗ることがなく音量を安定化させることができて音質劣化のないものが得られる。
【００４４】
また、複数のスピーカ装置にあっては、夫々のスピーカ装置の音量を一定に保つことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に依れば直流電源の消費電力による電圧の低下があっても一定の音量で再生可能であり、複数のスピーカ装置の各チャンネル間の音量を同一にすることができるのでステレオ或はサラウンド再生で支障をきたすことのなく、スイッチングコンバータを用いない為に電力消費が削減され、直流電源の使用時間が長く、Ｓ／Ｎの良いスピーカ装置及び遠隔制御用スピーカシステム並びに増幅装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカ装置の一形態例を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いるスピーカ装置のデジタル音声処理系路を示すブロック図である。
【図３】直流電源の端子電圧と消費電力との関係を説明するための波形図である。
【図４】従来のアクティブスピーカ装置のブロック図である。
【図５】従来の遠隔制御装置用スピーカ装置システムのブロック図である。
【符号の説明】
３Ｌ，３Ｒ‥‥左右リアスピーカ装置、４‥‥受光部、５‥‥復調部、６‥‥マイコン、９‥‥増幅器、９Ａ‥‥スイッチング増幅器、１０‥‥スピーカ、１１‥‥音質、音量バランス制御部、１３‥‥直流電源（２次電池）、１４‥‥スイッチングコンバータ、２０‥‥電圧測定回路、２２‥‥演算回路、２３‥‥利得制御回路
【図１】
2004343353.tif 000004
【図２】
2004343353.tif 000005
【図３】
2004343353.tif 000006
【図４】
2004343353.tif 000007
【図５】
2004343353.tif 000008