(57)【要約】【課題】携帯情報端末機器２内部でつくるアンプ用電源電圧Ｖａより高い外部電源電圧Ｖｂを受けるとそれＶｂをアンプ用電源電圧として用いてアンプ１８の最大出力レベルを高める。【解決手段】該電源電圧Ｖｂを受ける外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２と、複数の入力端子を有し、その一方がアンプ用電源回路１６の電源電圧出力端子に、他方が外部電入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続され、電圧の高い方の入力端子の電源電圧をＤ級アンプ１８にアンプ用電源電圧として出力する切換手段Ｄ３、Ｄ４を備える。更に、その切換手段は、アンプ用電源回路１６からの電源電圧Ｖａと、外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２からの外部電源電圧Ｖｂ（＞Ｖａ）をダイオードＤ４、Ｄ５を介してＤ級アンプ１８に電源電圧として印加するようにされている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理回路と、該情報処理回路を駆動する電源電圧を発生する主電源回路と、Ｄ級アンプと、該Ｄ級アンプを駆動するアンプ用電源回路を少なくとも有する携帯情報端末機器であって、
外部から電源電圧を受ける外部電源入力端子と、
複数の入力端子を有し、その内の一つが上記アンプ用電源回路の出力端子と、他の入力端子が外部電源入力端子に接続され、電圧の高い方の入力端子の電源電圧を上記Ｄ級アンプにアンプ用電源電圧として出力する切換手段と、
を備えたことを特徴とする携帯情報端末機器。
【請求項２】
上記Ｄ級アンプの負荷がスピーカである
ことを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末機器。
【請求項３】
上記Ｄ級アンプの負荷がランプである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の携帯情報端末機器。
【請求項４】
上記切換手段は、
上記アンプ用電源回路の出力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する順方向接続されたダイオードと、
上記外部電源入力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する順方向接続されたダイオードと、
からなる
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の携帯情報端末機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末機器、特に、情報処理回路と、該情報処理回路を駆動する電源電圧を発生する主電源回路と、Ｄ級アンプと、該Ｄ級アンプを駆動するアンプ用電源回路を少なくとも有する携帯情報端末機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末機器には、一般に、充放電ができる二次電池を電源として駆動するようにされており、そして、スピーカを内蔵し、そのスピーカから音声、音響を発することのできるものが増えつつある。
そして、携帯情報端末機器は、単に携帯して持ち運びする時のみならず、車の中、机上等様々な環境で使用され、車の中で使用されることが少なくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車の中で携帯情報端末機器を使用する場合、周囲の騒音が強いので、その騒音に掻き消されないように、通常の携帯使用時よりも発する音声、音響の音量を大きくする必要がある。そして、その音量を大きくすることはユーザー（ドライバ等）が出力レベルを調整する操作により行なうことができる。
【０００４】
しかし、従来においては、携帯情報端末機器の音量を大きくするには制約があった。というのは、アンプの最大出力レベルはアンプ部の電源電圧、電源容量で決定されてしまい、携帯情報端末機器は電池により駆動するようにされているので、電源電圧が例えば４Ｖというような所定の値にしかならないからである。
従って、携帯情報端末機器の音量を最大出力レベルにしてもスピーカから発する音声、音響が周囲の騒音に負けてしまうという問題があった。
【０００５】
この出力音声、音響を車の中での騒音に負けてしまうという問題は、車の騒音に負けないような高いアンプの最大出力レベルが得られる１２〜１４Ｖ程度の充分に高い電源電圧、電源容量の電源回路を携帯情報端末機器に内蔵することにより解決することができるといえる。
しかし、携帯情報端末機器は、元々、通常の形態使用時等、騒音の小さい環境で４Ｖ程度という電池駆動で使用される通常の使用形態を念頭に小型化の要請に可能な限り応えるように設計されたものである。そして、車の中で使用するのは、携帯情報端末機器の飽くまで一使用態様に過ぎない。にも拘わらず、車の中で使用するという一使用形態を考慮して電源電圧が高く電源容量の大きな電源回路を設けるのは、機器が大きくなり、消費電力が増大するという、携帯情報端末機器にとっての大きなデメリットがある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、車の中では、車載バッテリからの１０〜１４Ｖ程度の高い電源電圧を利用し、それをアンプの電源電圧として用いることにより、アンプの最大出力レベルを電池駆動時よりも顕著に高くすることを思い着いた。
更に、本願発明者は、電池による電源回路からの電源電圧と、車載バッテリからの電源電圧を、電源電圧切換手段を介してアンプに加えることとし、その切換手段により高い方の電源電圧を加えるようにすれば、車の中で使用する使用形態のときと、それ以外の使用形態のときとで、ユーザー（ドライバ等）が出力レベルを調整する操作をしなくても、自動的に出力レベルが変化するようにすることができることを思い着いた。
【０００７】
そして、本発明は、本願発明者がそれ等の着想を具体化すべく模索を続け、その結果として産まれたものである。
即ち、本発明は、内部に用意するアンプ用電源電圧は電池による低いものであっても、そのアンプ用電源電圧より高い外部電源電圧を受けるとその外部電源電圧をアンプ用電源電圧として利用してアンプの最大出力レベルを高めることができる携帯情報端末機器を提供することを目的とするものであり、更には、外部電源電圧を受けたときとそうでないときとの間のアンプに供給する電源電圧の切換を自動的に行うことのできる携帯情報端末機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の携帯情報端末機器は、電源電圧を受ける外部電源入力端子と、外部から電源電圧を受ける外部電源入力端子と、複数の入力端子を有し、その内の一つがアンプ用電源回路の出力端子と他の入力端子が外部電源入力端子に接続され、電圧の高い方の入力端子の電源電圧をＤ級アンプにアンプ用電源電圧として出力する切換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１の携帯情報端末機器によれば、外部電源入力端子に電源電圧が入力されていないときは、切換手段によってアンプ用電源回路の電源電圧出力端子からの電源電圧がＤ級アンプにアンプ用電源電圧として供給され、Ｄ級アンプがアンプ用電源回路から出力された電源電圧によって駆動された状態になる。
また、外部電源入力端子に上記アンプ用電源電圧よりも高い電源電圧が入力されたときは、切換手段によってその電源電圧がＤ級アンプにアンプ用電源電圧として供給され、Ｄ級アンプは外部電源入力端子からの高い電源電圧によって駆動された状態になる。
依って、Ｄ級アンプは、通常時には、Ｄ級アンプがアンプ用電源回路により駆動されて例えば４Ｖというような低い電源電圧で駆動されるが、外部電源入力端子に例えば１２Ｖというような高い電源電圧が入力された時には、その電源電圧により駆動され、最大出力レベルが自動的に高くなる。
しかして、携帯情報端末機器の内部の電源回路の電源電圧を高くせず、電源容量を大きくしなくても、外部電源電圧によりアンプの最大出力レベルを高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、基本的には、情報処理回路と、該情報処理回路を駆動する電源電圧を発生する主電源回路と、Ｄ級アンプと、該Ｄ級アンプを駆動するアンプ用電源回路を少なくとも有する携帯情報端末機器であって、外部から電源電圧を受ける外部電源入力端子と、複数の入力端子を有し、その内の一つが上記アンプ用電源回路の出力端子と、他の入力端子が外部電源入力端子に接続され、電圧の高い方の入力端子の電源電圧を上記Ｄ級アンプにアンプ用電源電圧として出力する切換手段を備えたことを特徴とするが、Ｄ級アンプの負荷は一般的にはスピーカである。即ち、例えばオーディオ入力をＤ級アンプによって例えばパルス幅変調し、その出力をスピーカによって音声、音響に変換して出力するのが最も一般的である。このスピーカ等の負荷は携帯情報端末機器に内蔵されていても良いし、外部接続するようにしたものであっても良い。
【００１１】
尚、オーディオ入力がディジタル信号である場合には、ディジタルインターフェイス（ＳＰＤＩＦ等）で伝送された信号をデコード処理する回路がＤ級アンプ内においてＰＷＭ回路（ΔΣ変換回路）の前段に入力信号処理回路として配置される。また、オーディオ入力がアナログ信号である場合には、Ａ／Ｄ変換回路及びその出力のディジタル信号をディジタル処理するディジタル処理回路がＤ級アンプ内においてＰＷＭ回路（ΔΣ変換回路）の前段に入力信号処理回路として配置される。
【００１２】
Ｄ級アンプの負荷は、スピーカが一般的であるといえるが、ランプというような実施の形態もあり得る。例えば、アナログ入力に伴ってそのランプの明るさが変化するようにすることもできるのである。
また、Ｄ級アンプに負荷として、スピーカと、ランプの両方を接続するようにしても良い。この場合は、スピーカの発生する音声、音響の変化に応じてランプの明るさが変化するようになる。
前記切換手段は、常に、電源電圧の高い方の入力端子の電源電圧の上記Ｄ級アンプへのアンプ用電源電圧としての供給を行うようにするようにすると良い。これは、アンプ用電源回路の出力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する経路と、上記外部電源入力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する経路それぞれに順方向にダイオードを介在させることにより為し得る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
図１は本発明携帯情報端末機器の第１の実施例２を示す回路ブロック図、図２はそのＤ級アンプを示す回路ブロック図である。図面において、４は主電源回路で、制御部６、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８、操作部１０、ディスプレイ１２及びディジタルボリューム調整回路１４へ供給する電源電圧Ｖｃｃを発生する。１３はディジタルインターフェイスであり、本実施例においては、該ディジタルインターフェイス１３経由でＤ級アンプ１８にオーディオ信号が伝送される。
【００１４】
制御部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、該ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）及び該ＣＰＵがプログラムを実行するうえで必要なデータの一時的な記憶をするＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｓｅｓ　ｍｅｍｏｒｙ）等からなり、携帯情報端末機器２の略全体を制御し、且つ、情報処理を行う。ＲＡＭ８は各種情報を記憶するメモリ、操作部１０は各種スイッチ、ボタン等からなり、指等により操作されてそれに応じた入力を行う。指等による操作には、上記ディジタルボリューム調整回路１４によるボリューム調整操作も含まれる。
【００１５】
１６はアンプ用電源回路で、後述するダイオードＤ４を介してＤ級アンプ８に供給する電源電圧Ｖａを供給する。
該Ｄ級アンプ８は、図２に示すように、ディジタルインターフェイス（ＳＰＤＩＦ）１３経由で伝送されたディジタル信号をデコード処理する回路からなる入力信号処理装置１９と、該回路１９の出力をパルスワイド変調（或いはΔΣ変調）するＰＷＭ（或いはΔΣ変調）回路２０と、該回路２０の出力を受ける電源電圧Ｖｐに応じた振幅のパルスの出力に増幅するパワースイッチング回路２２と、その出力を受けて所定の低域成分のみを通すことによってアナログ信号化するローパスフィルタ２４と、該ローパスフィルタ２４から出力された音声信号の音量を上記ディジタルボリューム調整回路１４から出力されたボリューム調整信号Ｖｖｏｌに応じて調整する音量調整回路２６とからなる。
尚、オーディオ入力がアナログ信号の場合、入力信号処理回路１９は、そのオーディオ入力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、その出力を処理するディジタル処理回路とからなる。
２８はスピーカ、３０はランプで、該スピーカ２８及びランプ３０はパワースイッチング回路２２の出力側に負荷として接続されている。
【００１６】
Ｂは内蔵バッテリであり、充放電可能な２次電池からなり、外部電源入力端子Ｔ１（＋側）、Ｔ２（−側）に外部電源が接続されていない場合には、この内蔵バッテリＢが電源として機能し、主電源回路４及びアンプ用電源回路１６へ電源電圧を供給する。
Ｄ１はアノードが上記外部電源入力端子Ｔ１に接続され、カソードがスイッチ回路ＳＷを介して上記主電源回路４の＋側入力端子に接続されたダイオード、Ｄ２はアノードが上記外部電源入力端子Ｔ１に接続され、カソードが上記内蔵バッテリＢの＋側電極に接続されたダイオード、Ｄ３はアノードが上記内蔵バッテリＢの＋側電極に接続され、カソードが上記主電源回路４の＋側入力端子に接続されたダイオードである。バッテリＢの−側電極、主電源回路４の−側入力端子、アンプ用電源回路１６の−側入力端子及び上記外部電源入力端子（−側）Ｔ２はそれぞれ接地されている。
【００１７】
Ｄ４はアノードが上記アンプ用電源回路１６の出力端子に接続され、カソードが上記Ｄ級アンプ１８の＋側電源端子に接続されたダイオード、Ｄ５はアノードが上記外部電源入力端子Ｔ２（−側）に、カソードが上記Ｄ級アンプ１８の＋側電源端子に接続されたダイオードである。３２は外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２の電圧を検出し、その検出値が所定基準値（例えば４〜５Ｖ）を越えているか否かを検出し、越えているときは、上記スイッチ回路ＳＷへそれをオフさせる信号を、越えていないときはそのスイッチ回路ＳＷへそれをオンさせる信号を送るようにされている。
３４は内部バッテリＢの過充電を防止する過充電防止回路（電圧制限回路）であり、内部バッテリＢ、主電源回路４及びアンプ用電源回路１６にかかる電圧が所定電圧（例えば４〜５Ｖ）以上にならないようにする役割を果たす。
３６は図示しないクレードルを介して外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続された外部電源（例えば車載バッテリ）である。
【００１８】
次に、携帯情報端末機器の動作の説明をする。
１．外部電源３２が外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続されていない場合。
外部から電源電圧が供給されないので、主電源回路４及びアンプ用電源回路１６へは内蔵バッテリＢからダイオードＤ３及びＤ４を介して電源電圧（例えば４Ｖ）が供給される。従って、制御部６、操作部１０、ディスプレイ１２及びディジタルボリューム調整回路１４並びにＤ級アンプ１８はその内蔵バッテリＢから主電源回路４及びアンプ用電源回路１６経由で受けた電源電圧Ｖｃｃ、Ｖａ（共に例えば４Ｖ程度）により駆動される。
この場合、Ｄ級アンプ１８の最大出力レベルはその電源電圧Ｖａ（この場合のＤ級アンプ１８の電源電圧ＶｐはＶａ。即ち、Ｖｐ＝Ｖａ）により決まる。即ち、パワースイッチング回路２２の出力パルスの振幅はその電源電圧Ｖａを越えて大きくなることはできない。
そして、その最大出力レベルの範囲内において、操作部１０の所定の操作によりディジタルボリューム調整回路１４を介して音量調整回路２６により音量調整をすることが可能である。尚、ランプ３０はそのＤ級アンプ１８の出力信号を受けてそれに対応する明るさになる。
【００１９】
２．ＡＣアダプタの出力（電圧が例えば４Ｖ）が外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続されている場合。
この場合、スイッチ回路ＳＷはＡＣアダプタの出力電圧が上記基準電圧５Ｖ以下なのでオン状態になる。従って、ＡＣアダプタの出力電圧がそのダイオードＤ３及びスイッチ回路ＳＷを介して主電源回路４に印加される。従って、制御部６、操作部１０、ディスプレイ１２及びディジタルボリューム調整回路１４はその主電源回路４からの電源電圧Ｖｃｃ、（例えば４Ｖ程度）により駆動される。
【００２０】
また、ＡＣアダプタの出力電圧がダイオードＤ２を通じてアンプ用電源回路１６に印加され、その出力である電源電圧ＶａはダイオードＤ４経由でＤ級アンプ１８に電源電圧（この場合もＤ級アンプ１８の電源電圧ＶｐはＶａ。即ち、Ｖｐ＝Ｖａ）として印加され、このＤ級アンプ１８はその電源電圧Ｖａにより駆動される。このＤ級アンプ１８の音量については、１．外部電源３２が外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続されていない場合と略同様のことがいえる。尚、ダイオードＤ３はカットオフ状態になる。
【００２１】
３．車載バッテリ３４（電圧が１２〜１４Ｖ）が外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続されている場合。
この場合、スイッチ回路ＳＷは車載バッテリ３４の電圧（１２〜１４Ｖ）が上記基準電圧５Ｖ以上なのでオフ状態になる。従って、車載バッテリ３４の出力電圧は主電源回路４にはダイオードＤ１経由では印加されない。
主電源回路４に印加されるのは、ダイオードＤ２及びＤ３を経由の車載バッテリ３４の電圧であり、且つ、その値は上記過充電防止回路３４により例えば４〜５Ｖ程度に制限される。従って、主電源回路４は４〜５Ｖ程度の電圧を受けて制御部６、操作部１０、ディスプレイ１２及びディジタルボリューム調整回路１４へ電源電圧Ｖｃｃを供給する動作をする。
【００２２】
尚、当然のことながら、内部バッテリＢは、ダイオードＤ２経由で受けた電圧により充電される。
一方、Ｄ級アンプ１８は、電源電圧Ｖｐとして外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２からの車載バッテリ３４の電圧ＶｂをダイオードＤ５経由で受ける。即ち、この場合のＤ級アンプ１８の電源電圧ＶｐはＶｂ、つまり、即ち、Ｖｐ＝Ｖｂである。尚、ダイオードＤ４はアノードよりカソードの方が電位が高いのでカットオフ状態になる。
【００２３】
従って、Ｄ級アンプ１８の最大出力レベルはその１２〜１４Ｖ程度の電源電圧Ｖｂにより決まり、パワースイッチング回路２２の出力パルスの振幅はその電源電圧Ｖｂに伴って大きくなる。即ち、その振幅を通常の４Ｖより顕著に大きい１２〜１４Ｖ程度に大きくすることができる。つまり、ダイナミックレンジを顕著に大きくして、スピーカ２８から発生する音声、音響をノイズに負けない音量にすることが可能になるのである。
そして、その最大出力レベルの範囲内において、操作部１０の所定の操作によりディジタルボリューム調整回路１４を介して音量調整回路２６により音量調整をすることが可能であることは言うまでもない。また、ランプ３０はそのＤ級アンプ１８の出力信号を受けてそれに対応する明るさになるので、明るさのダイナミックレンジも当然に広くなる。
【００２４】
そして、車にて使用するために、ダイナミックレンジを広くすることは、単に車載バッテリ３４の電源電圧を外部電源入力端子Ｔ１、Ｔ２に印加することにより、ダイオードＤ４、Ｄ５からなる切換手段にて自動的に行うことができ、ダイナミックレンジを切り換えるためにユーザー（ドライバ）がその切換操作をすることは必要ではない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の携帯情報端末機器によれば、外部電源入力端子に電源電圧が入力されていないときは、切換手段によってアンプ用電源回路の出力端子からの電源電圧がＤ級アンプにアンプ用電源電圧として供給され、Ｄ級アンプはアンプ用電源回路によって駆動される。また、外部電源入力端子に高い電源電圧が入力されたときは、切換手段によってその電源電圧Ｄ級アンプにアンプ用電源電圧として供給され、Ｄ級アンプは電源電圧によって駆動される。
従って、Ｄ級アンプは、通常時には、Ｄ級アンプがアンプ用電源回路により駆動されて例えば４Ｖというような低い電源電圧で駆動されるが、外部電源入力端子に例えば１２Ｖというような高い電源電圧が入力された時には、その電源電圧により駆動され、最大出力レベルが自動的に高くなる。而して、内部の電源回路の電源電圧を高くせず、電源容量を大きくしなくても、外部電源電圧によりアンプの最大出力レベルを高めることができる。
【００２６】
請求項２のアンプ用電源回路によれば、請求項１のアンプ用電源回路において、Ｄ級アンプの負荷がスピーカであるので、Ｄ級アンプにより音声信号を変調、増幅してスピーカにより音声再生をすることができる。
請求項３のアンプ用電源回路によれば、請求項１、２のアンプ用電源回路において、Ｄ級アンプの負荷がランプであるので、Ｄ級アンプに入力されるアナログ信号に応じてランプの明るさが変化するようにすることができる。
【００２７】
請求項４のアンプ用電源回路によれば、請求項１、２又は３のアンプ用電源回路において、切換手段が、アンプ用電源回路の出力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する順方向接続されたダイオードと、上記外部電源入力端子から上記Ｄ級アンプへ電源電圧を伝送する順方向接続されたダイオードからなるので、常に、電源電圧の高い方をＤ級アンプへアンプ用電源電圧としての供給を行うことができる。
従って、内部の電源電圧でＤ級アンプを駆動する状態と外部の電源電圧でＤ級アンプを駆動してその出力のダイナミックレンジを広くした状態との切換はユーザー（ドライバ）が特別の操作をすることなく為し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明携帯情報端末機器の一つの実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】上記実施例のＤ級アンプを示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
２・・・携帯情報端末機器、４・・・主電源回路、６、８、１０、１２、１４・・・情報処理回路、１６・・・アンプ用電源回路、１８・・・Ｄ級アンプ、２８・・・負荷（スピーカ）、３０・・・負荷（ランプ）、３６・・・外部電源、Ｂ・・・内部バッテリ、Ｔ１、Ｔ２・・・外部電源入力端子、Ｄ４、Ｄ５・・・ダイオード（切換手段）、Ｖａ・・・携帯情報端末機器内部でつくるアンプ用電源電圧、Ｖｂ・・・外部から供給された外部電源電圧。
【図１】
2004112377.tif 000003
【図２】
2004112377.tif 000004