(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ音声信号を増幅し、接続されたヘッドホンに、増幅したアナログ音声信号を出力する増幅器と、
前記増幅器に電源電圧を供給する電源と、
前記電源と前記増幅器との間に接続された抵抗と、
アナログ音声信号として、テスト信号を前記増幅器に入力した場合の、前記抵抗で発生する電圧を検出する制御部と、
を備え、
前記テスト信号は、正側の積分値と、負側の積分値と、が同じであることを特徴とする音楽再生装置。
【請求項２】
前記制御部は、検出した前記電圧の絶対値が所定値の絶対値よりも大きい場合に、前記増幅器のゲインをローゲインに設定し、
検出した前記電圧の絶対値が前記所定値の絶対値以下である場合に、前記増幅器のゲインをハイゲインに設定することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
【請求項３】
前記制御部は、検出した前記電圧に基づいて、前記ヘッドホンのインピーダンスを算出することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
【請求項４】
前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記増幅器のゲイン設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の音楽再生装置。
【請求項５】
デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換し、前記増幅器に出力するＤ／Ａコンバーターをさらに備え、
前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記Ｄ／Ａコンバーターのボリューム設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の音楽再生装置。
【請求項６】
前記電源を制御する電源制御回路をさらに備え、
前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記電源制御回路により、前記電源から供給される電源電圧の制御を行わせることを特徴とする請求項３に記載の音楽再生装置。
【請求項７】
前記テスト信号は、所定周波数以下の三角波であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の音楽再生装置。
【請求項８】
一端が、前記抵抗と前記増幅器との間に接続され、他端が、接地電位に接続されたデカップリング用のコンデンサをさらに備え、
前記抵抗は、デカップリング用であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の音楽再生装置。
【請求項９】
前記テスト信号の周波数は、前記コンデンサのカットオフ周波数よりも低いことを特徴とする請求項８に記載の音楽再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドホンに音声信号を出力する音楽再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声を聴取するために使用されるヘッドホンにおいては、ヘッドホンによって、インピーダンスが異なる。このため、ヘッドホンのインピーダンスに応じて、音楽再生装置のゲインを変更する必要がある。音楽再生装置のゲインを自動で変更するために、ヘッドホンのインピーダンスを検出する技術が開示されている。特許文献１には、信号ラインに直列抵抗を設け、抵抗の電圧からヘッドホンのインピーダンスを測定することが開示されている。また、特許文献２には、ヘッドホンジャックから直流電圧を印加し、ヘッドホン端子の電圧をＡ／Ｄコンバーターで読み取ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６５９３４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、音声信号ラインに直列抵抗を設けたり、インピーダンス検出用のＩＣを設けたりすると、音質が劣化するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、音質を劣化させることなく、ヘッドホンのインピーダンスを検出可能とすることである。
【０００６】
第１の発明の音楽再生装置は、アナログ音声信号を増幅し、接続されたヘッドホンに、増幅したアナログ音声信号を出力する増幅器と、前記増幅器に電源電圧を供給する電源と、前記電源と前記増幅器との間に接続された抵抗と、アナログ音声信号として、テスト信号を前記増幅器に入力した場合の、前記抵抗で発生する電圧を検出する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、制御部は、アナログ音声信号として、テスト信号を増幅器に入力した場合の、抵抗で発生する電圧を検出する。また、抵抗で発生する電圧から、ヘッドホンのインピーダンスを算出可能である。本発明では、電源ラインにのみ、ヘッドホンのインピーダンスを検出するための検出手段が設けられており、音声信号ラインには、検出手段は設けられていない。これにより、音質を劣化させることなく、ヘッドホンのインピーダンスを検出することができる。
【０００８】
第２の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、検出した前記電圧の絶対値が所定値の絶対値よりも大きい場合に、前記増幅器のゲインをローゲインに設定し、検出した前記電圧の絶対値が前記所定値の絶対値以下である場合に、前記増幅器のゲインをハイゲインに設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、制御部は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値よりも大きい場合に、増幅器のゲインをローゲインに設定する。また、制御部は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値以下である場合に、増幅器のゲインをハイゲインに設定する。従って、本発明によれば、ヘッドホンのインピーダンスに応じたゲイン設定が行われる。
【００１０】
第３の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、検出した前記電圧に基づいて、前記ヘッドホンのインピーダンスを算出することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の音楽再生装置は、第３の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記増幅器のゲイン設定を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、制御部は、算出したインピーダンスに応じて、増幅器のゲイン設定を行う。従って、本発明によれば、インピーダンスに応じた増幅器のゲイン設定が行われる。
【００１３】
第５の発明の音楽再生装置は、第３の発明の音楽再生装置において、デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換し、前記増幅器に出力するＤ／Ａコンバーターをさらに備え、前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記Ｄ／Ａコンバーターのボリューム設定を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、制御部は、算出したインピーダンスに応じて、Ｄ／Ａコンバーターのボリューム設定を行う。従って、本発明によれば、インピーダンスに応じたＤ／Ａコンバーターのボリューム設定が行われる。
【００１５】
第６の発明の音楽再生装置は、第３の発明の音楽再生装置において、前記電源を制御する電源制御回路をさらに備え、前記制御部は、算出した前記インピーダンスに応じて、前記電源制御回路により、前記電源から供給される電源電圧の制御を行わせることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、制御部は、算出したインピーダンスに応じて、電源制御回路により、電源から供給される電源電圧の制御を行わせる。従って、本発明によれば、インピーダンスに応じた電源電圧が増幅器に供給される。
【００１７】
第７の発明の音楽再生装置は、第１〜第６の発明のいずれかの音楽再生装置において、前記テスト信号は、所定周波数以下の三角波であることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、テスト信号は、所定周波数以下であるため、ヘッドホンのインピーダンスを測定中に、ヘッドホンからの音漏れが発生しにくい。また、テスト信号は、三角波であるため、抵抗で発生する電圧のピークレベルを検出しやすい。
【００１９】
第８の発明の音楽再生装置は、第１〜第７の発明のいずれかの音楽再生装置において、前記テスト信号は、正側の積分値と、負側の積分値と、が同じであることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、テスト信号は、正側の積分値と、負側の積分値と、が同じである。すなわち、正側と負側とが対称な信号であるため、テスト直後の電源に対する負荷が均一となる。これにより、電源電圧のオフセットが防止される。
【００２１】
第９の発明の音楽再生装置は、第１〜第８の発明のいずれかの音楽再生装置において、一端が、前記抵抗と前記増幅器との間に接続され、他端が、接地電位に接続されたデカップリング用のコンデンサをさらに備え、前記抵抗は、デカップリング用であることを特徴とする。
【００２２】
本発明では、インピーダンス検出用の抵抗として、デカップリング用の抵抗を用いている。このため、ヘッドホンのインピーダンス検出のために、新たな部品を追加する必要がない。
【００２３】
第１０の発明の音楽再生装置は、第９の発明の音楽再生装置において、前記テスト信号の周波数は、前記コンデンサのカットオフ周波数よりも低いことを特徴とする。
【００２４】
本発明では、テスト信号の周波数は、コンデンサのカットオフ周波数よりも低い。このため、テスト信号は、デカップリング用のコンデンサの影響を受けない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、音質を劣化させることなく、ヘッドホンのインピーダンスを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤーの構成を示すブロック図である。
【図２】増幅器及びその周辺回路を示す図である。
【図３】テスト信号を示すグラフである。
【図４】増幅器及びその周辺回路を示す図である。
【図５】抵抗で発生する電圧を示すグラフである。
【図６】ヘッドホンのインピーダンスを測定する場合のＤＡＰの処理動作を示すフローチャートである。
【図７】増幅器及びその周辺回路を示す図である。
【図８】増幅器及びその周辺回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤー（以下、「ＤＡＰ」という。）の構成を示すブロック図である。ＤＡＰ１（音楽再生装置）は、ヘッドホン１０１にアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）を出力する。ヘッドホン１０１は、アナログオーディオデータに基づいて、音声を外部に出力する。
【００２８】
図１に示すように、ＤＡＰ１は、ＣＰＵ２、記憶部３、表示部４、操作部５、ＤＳＰ６、Ｄ／Ａコンバーター（以下、「ＤＡＣ」という。）７、増幅器８、無線モジュール９、ＵＳＢインターフェース（以下、「ＵＳＢ  Ｉ／Ｆ」という。）１０を備える。
【００２９】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）２（制御部）は、制御プログラム、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラムに従って、ＤＡＰ１を構成する各部を制御する。記憶部３は、ＣＰＵ２の主メモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム等のプログラム、デジタルオーディオデータ等の各種データを記憶するフラッシュメモリから構成されている。なお、記憶部３は、例示する構成に限られず、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含んでいてもよい。
【００３０】
表示部４は、種々の画像（静止画像、動画像を含む）を表示するものであり、液晶パネルにより構成されている。操作部５は、各種設定を行うための操作キー、及び、表示部４と連動したタッチパネルを備えている。ユーザーは、操作部５を介して、各種の文字入力、設定などを行うことが可能である。また、ユーザーは、操作部５を介して、ヘッドホン１０１のインピーダンスを測定するインピーダンス測定モードにＤＡＰ１を設定することが可能である。ＣＰＵ２は、操作部５を介して、インピーダンス測定モードの設定を受け付ける。
【００３１】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６は、デジタルオーディオデータに、イコライザー処理等の信号処理を行う。ＤＡＣ７は、デジタルオーディオデータ（デジタル音声信号）をアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）にＤ／Ａ変換する。増幅器８は、ＤＡＣ７がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅し、ヘッドホン１０１に出力する。無線モジュール９は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ規格に従った無線通信を行うためのものである。ＵＳＢ  Ｉ／Ｆ１０は、ＵＳＢ規格に従った通信を行うためのものである。
【００３２】
図２は、増幅器及びその周辺回路を示す図である。図２に示すように、ＤＡＰ１は、さらに、電源Ｖ１、Ｖ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、コンデンサＣ１、Ｃ２を備える。なお、図２では、ヘッドホン１０１を負荷抵抗ＲＬとして示している。電源Ｖ１は、増幅器８に正側の電源電圧を供給する。電源Ｖ２は、増幅器８に負側の電源電圧を供給する。抵抗Ｒ１は、電源Ｖ１と増幅器８との間に接続されている。抵抗Ｒ２は、電源Ｖ２と増幅器８との間に接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、デカップリング用の抵抗であるが、ヘッドホン１０１のインピーダンス検出用の抵抗も兼ねている。
【００３３】
抵抗Ｒ３の一端は、増幅器８の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、増幅器８の非反転入力端子と抵抗Ｒ４の一端とに接続されている。抵抗Ｒ４の一端は、増幅器８の非反転入力端子と抵抗Ｒ３の他端とに接続されている。抵抗Ｒ４の他端は、接地電位に接続されている。コンデンサＣ１、Ｃ２は、デカップリング用のコンデンサである。コンデンサＣ１の一端は、抵抗Ｒ１と増幅器８との間に接続されている。コンデンサＣ１の他端は、接地電位に接続されている。コンデンサＣ２の一端は、抵抗Ｒ２と増幅器８との間に接続されている。コンデンサＣ２の他端は、接地電位に接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ２は、インピーダンス測定モードの設定を受け付けた場合、増幅器８の非反転入力端子にテスト信号を入力する。図３は、テスト信号を示すグラフである。図３に示すように、テスト信号は、三角波である。また、テスト信号は、正側の積分値（面積）と負側の積分値（面積）とが同じである。また、テスト信号の周波数は、コンデンサＣ１、Ｃ２のカットオフ周波数よりも低い周波数（所定周波数以下）である。
【００３５】
ＣＰＵ２は、テスト信号を増幅器８に入力した場合の、抵抗Ｒ１、Ｒ２で発生する電圧を検出する。なお、正側の電圧検出と負側の電圧検出とは、構成が同じであるため、正側の電圧検出についてのみ説明する。図４に示すように、ＣＰＵ２は、Ａ／Ｄコンバーター１１がＡ／Ｄ変換した抵抗Ｒ１で発生する電圧を検出する。
【００３６】
図５は、抵抗Ｒ１で発生する電圧を示すグラフである。それぞれ、ヘッドホンのインピーダンスが、１６Ω、３２Ω、６０Ω、１００Ω、３００Ω、１０ｋΩの場合の電圧を示している。本実施形態では、ＣＰＵ２は、検出した電圧（ピークレベル）の絶対値が１７ｍＶ（所定値の絶対値）よりも大きい場合に、増幅器８のゲインをローゲインに設定する。また、ＣＰＵ２は、検出した電圧の絶対値が１７ｍＶ以下である場合に、増幅器８のゲインをハイゲインに設定する。なお、負側の電圧検出の場合、所定値は、−１７ｍＶであり、所定値の絶対値は、１７ｍＶである。
【００３７】
次に、ヘッドホンのインピーダンスを測定する場合のＤＡＰ１の処理動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。ＣＰＵ２は、インピーダンス測定モードの設定を受け付けたか否かを判断する（Ｓ１）。ＣＰＵ２は、インピーダンス測定モードの設定を受け付けていないと判断している間は（Ｓ１：Ｎｏ）、Ｓ１の判断を繰り返し実行する。ＣＰＵ２は、インピーダンス測定モードの設定を受け付けたと判断した場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、テスト信号を発生させる（Ｓ２）。次に、ＣＰＵ２は、電源電流による抵抗Ｒ１、Ｒ２での発生電圧を測定する（Ｓ３）。なお、ＣＰＵ２は、Ａ／Ｄコンバーター１１がＡ／Ｄ変換した発生電圧を測定する。次に、ＣＰＵ２は、測定した電圧Ｖの絶対値が１７ｍＶよりも大きいか否かを判断する（Ｓ４）。ＣＰＵ２は、測定した電圧Ｖの絶対値が１７ｍＶよりも大きいと判断した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、増幅器８のゲインをローゲインに設定する（Ｓ５）。一方、ＣＰＵ２は、測定した電圧Ｖの絶対値が１７ｍＶよりも大きくない、すなわち、測定した電圧Ｖの絶対値が１７ｍＶ以下であると判断した場合（Ｓ４：Ｎｏ）、増幅器８のゲインをハイゲインに設定する（Ｓ６）。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、ＣＰＵ２は、アナログオーディオデータとして、テスト信号を増幅器８に入力した場合の、抵抗Ｒ１、Ｒ２で発生する電圧を検出する。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２で発生する電圧から、ヘッドホン１０１のインピーダンスを算出可能である。本実施形態では、電源ラインにのみ、ヘッドホン１０１のインピーダンスを検出するための検出手段が設けられており、音声信号ラインには、検出手段は設けられていない。これにより、音質を劣化させることなく、ヘッドホン１０１のインピーダンスを検出することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、ＣＰＵ２は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値（１７ｍＶ）よりも大きい場合に、増幅器８のゲインをローゲインに設定する。また、ＣＰＵ２は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値（１７ｍＶ）以下である場合に、増幅器８のゲインをハイゲインに設定する。従って、本実施形態によれば、ヘッドホン１０１のインピーダンスに応じたゲイン設定が行われる。
【００４０】
また、本実施形態では、テスト信号は、所定周波数以下（コンデンサＣ１、Ｃ２のカットオフ周波数よりも低い）であるため、ヘッドホン１０１のインピーダンスを測定中に、ヘッドホン１０１からの音漏れが発生しにくい。また、テスト信号は、三角波であるため、抵抗Ｒ１、Ｒ２で発生する電圧のピークレベルを検出しやすい。
【００４１】
また、本実施形態では、テスト信号は、正側の積分値と、負側の積分値と、が同じである。すなわち、正側と負側とが対称な信号であるため、テスト直後の電源Ｖ１、Ｖ２に対する負荷が均一となる。これにより、電源電圧のオフセットが防止される。
【００４２】
また、本実施形態では、インピーダンス検出用の抵抗Ｒ１、Ｒ２として、デカップリング用の抵抗Ｒ１、Ｒ２を用いている。このため、ヘッドホン１０１のインピーダンス検出のために、新たな部品を追加する必要がない。
【００４３】
また、本実施形態では、テスト信号の周波数は、コンデンサＣ１、Ｃ２のカットオフ周波数よりも低い。このため、テスト信号は、デカップリング用のコンデンサＣ１、Ｃ２の影響を受けない。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。
【００４５】
上述の実施形態においては、ＣＰＵ２は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値（１７ｍＶ）よりも大きい場合に、増幅器８のゲインをローゲインに設定する。また、ＣＰＵ２は、検出した電圧の絶対値が所定値の絶対値（１７ｍＶ）以下である場合に、増幅器８のゲインをハイゲインに設定する。これに替えて、ＣＰＵ２は、検出した電圧に基づいて、ヘッドホン１０１のインピーダンスを算出し、後の処理を行ってもよい。例えば、図５に示すように、電圧のピークレベルが２３ｍｖであれば、ヘッドホン１０１のインピーダンスは、３２Ωである。ＣＰＵ２は、電圧のピークレベルと、インピーダンスと、の対応関係から、ヘッドホン１０１のインピーダンスを算出することができる。
【００４６】
ＣＰＵ２は、算出したインピーダンスに応じて、増幅器８のゲイン設定を行うようになっていてもよい。これにより、インピーダンスに応じた増幅器８のゲイン設定が行われる。
【００４７】
また、図７に示すように、ＣＰＵ２は、算出したインピーダンスに応じて、ＤＡＣ７のボリューム設定を行うようになっていてもよい。これにより、インピーダンスに応じたＤＡＣ７のボリューム設定が行われる。
【００４８】
また、図８に示すように、ＣＰＵ２は、算出したインピーダンスに応じて、電源Ｖ１、Ｖ２を制御する電源制御回路１２により、電源Ｖ１、Ｖ２から供給される電源電圧の制御を行わせる。これにより、インピーダンスに応じた電源電圧が増幅器８に供給される。
【００４９】
上述のように、ＣＰＵ２は、電圧のピークレベルと、インピーダンスと、の対応関係から、ヘッドホン１０１のインピーダンスを算出することができる。これに限らず、抵抗Ｒ１、Ｒ２で発生する電圧が、所定値までに達するまでの時間をカウンタ等で測定し、これに基づいて、ＣＰＵ２は、インピーダンスを算出するようになっていてもよい。
【００５０】
上述の実施形態においては、音楽再生装置として、ＤＡＰを例示した。これに限らず、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＵＳＢ  ＤＡＣ等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ヘッドホンに音声信号を出力する音楽再生装置に好適に採用され得る。
【符号の説明】
【００５２】
１  ＤＡＰ（音楽再生装置）
２  ＣＰＵ（制御部）
７  ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバーター）
８  増幅器
１１  Ａ／Ｄコンバーター
１２  電源制御回路
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
Ｖ１、Ｖ２  電源
１０１  ヘッドホン
【図１】
0006330798.tif 000002
【図２】
0006330798.tif 000003
【図３】
0006330798.tif 000004
【図４】
0006330798.tif 000005
【図５】
0006330798.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006330798.tif 000008
【図８】
0006330798.tif 000009