(57)【要約】【課題】  短絡状態を容易に検出することができ、短絡状態を検出した際は無駄な電圧の供給を遮断し、これにより電源の長寿命化を図り、かつ所要の回路部品等に与える悪影響をも防止することができる短絡保護回路を提供する。【解決手段】  音響信号を増幅して出力する増幅手段としてのアンプ１２と、音響信号の帰還電圧としてのＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、当該電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルである場合に起動指令の信号を出力する検出手段としての電圧検出回路２２と、電圧検出回路２２からの起動指令の信号によりアンプ１２に供給すべき電源電圧を遮断する電源遮断手段としての電源制御回路２４とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号を増幅して出力する増幅手段と、
基準電位に対応する電圧を前記音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧として出力するＲＥＦ電圧生成手段と、
前記ＲＥＦ電圧生成手段の出力端に現われる前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、該電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルである場合に起動指令の信号を出力する検出手段と、
前記検出手段からの起動指令の信号により前記増幅手段に供給すべき電源電圧を遮断する電源遮断手段と、
を備えたことを特徴とする短絡保護回路。
【請求項２】
前記検出手段は、前記電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルを検出する電圧検出回路で構成したことを特徴とする請求項１記載の短絡保護回路。
【請求項３】
前記電源遮断手段は、前記検出手段からの起動指令の信号の入力時に前記増幅手段内を非通電状態に制御する電源制御回路で構成したことを特徴とする請求項１記載の短絡保護回路。
【請求項４】
前記電源遮断手段は、前記検出手段からの起動指令の信号の入力時に電源と前記増幅手段との間を遮断するスイッチ手段で構成したことを特徴とする請求項１記載の短絡保護回路。
【請求項５】
前記増幅手段の出力側にヘッドホンの端子を接続するための接続端子、もしくは情報機器やパーソナルコンピュータのオーディオ入力端子を接続するための外部接続用出力端子を備えることを特徴とする請求項１記載の短絡保護回路。
【請求項６】
音響信号を増幅して出力する増幅手段と、前記基準電位に対応する電圧を前記音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧として出力する基準電圧生成手段とを備える装置において、
前記ＲＥＦ電圧生成手段の出力端に現われる前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、該電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルである場合に前記増幅手段に供給すべき電源電圧を遮断するようにした、
ことを特徴とする短絡保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号を増幅して接続状態にあるヘッドホンや情報機器やパーソナルコンピュータ等に出力する際に、短絡乃至短絡の虞がある場合、音響信号の増幅および出力を中断して無駄な電圧、電流の出力を停止させる短絡保護回路および短絡保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば信号再生部で音声信号を生成して信号増幅部を介してヘッドホンのドライバユニットに供給する音響再生装置として、ヘッドホンが装着された時にはセンサ部に生じた電気信号をトランジスタで増幅するとともに直流レベルの信号に変換してもう一方のトランジスタを駆動し、ヘッドホンが外された時には当該もう一方のトランジスタをオフ状態にするとともに信号再生部や信号増幅部に対する電力の供給を停止し音響再生を終了するという音響再生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７８７８５号公報
【０００４】
上述した音響再生装置の場合、ヘッドホンからの接続端子の装着時および取外し時を検出することができるが、ヘッドホンの装着時における短絡等の発生を検出し回路部品等を保護するということには全く対処することはきなかった。
【０００５】
このため、例えば携帯用音響再生装置等では、図３、図４に示すようにヘッドホン側の雄状の接続端子１０２を接続してヘッドホン側に音響信号を出力する場合、例えばヘッドホン側に短絡が生じた場合等に対応するため、例えば図３に示すＧＮＤ電位方式、もしくは図４に示すＲＥＦ電位方式等による音響信号出力方式が採用されている。
図３に示すＧＮＤ電位方式では例えばヘッドホン内で短絡が生じた場合、音響信号の電圧がＨＰＧＮＤ（０Ｖ）を通る。
図４に示すＲＥＦ電位方式では例えばヘッドホン内で短絡が生じたことで例えばＲＥＦ電位（ＧＮＤ電位と電源電位の間で定義される電位）に近い電位が生じた場合、当該電位はＯＵＴ３＝ＶＲＥＦに帰還し内蔵する電流制限回路（図示省略）により音響信号の電流量を低減するという内部処理を行っていた。
このＲＥＦ電位方式の場合、結合コンデンサを削減でき、コストやスペース的にはメリットがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＧＮＤ電位方式、ＲＥＦ電位方式ともに例えばヘッドホン側に短絡等が生じた場合、即座に音響信号の出力を停止するという構成を備えているわけではなく、したがって無駄な電圧、電流が消費されてしまう欠点がある。
一方、一般のオーディオ機器であれば、ヘッドホン出力を外部機器に接続したり、ヘッドホン以外の出力を外部機器に接続したりするということはあまりないが、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）機器等では音響信号を出力する接続端子が例えば所要のケーブル等を介してＰＣ（Personal Computer）のオーディオ入力用の接続端子と接続され、かつＵＳＢ（Universal serial Bus）端子も同一のＰＣに接続されるという利用方法も考えられる。
しかし、この場合も、ＰＣのＧＮＤを通じて音響信号出力（ＬＯＵＴ／ＲＯＵＴ）およびＯＵＴ（ＶＲＥＦ）がＧＮＤ電位に定常的に短絡される状態となることがあり、したがってオーディオ機器やＰＤＡ機器に対し電流制限回路を備え、当該短絡時に電圧、電流を制限するようにしているが、やはり短絡時には無駄な電圧、電流が消費されてしまうという欠点が内在している。
【０００７】
本発明は、短絡状態を容易に検出することができ、短絡状態を検出した際には無駄な電圧、電流の出力を遮断し、これにより電源が例えば電池である場合に電源の長寿命化を図り、かつ所要の回路部品等に与える悪影響をも防止することができる短絡保護回路および短絡保護方法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】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明にかかる短絡保護回路は、音響信号を増幅して出力する増幅手段と、前記基準電位に対応する電圧を前記音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧として出力するＲＥＦ電圧生成手段と、前記ＲＥＦ電圧生成手段の出力端に現われる前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、該電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルである場合に起動指令の信号を出力する検出手段と、前記検出手段からの起動指令の信号により前記増幅手段に供給すべき電源電圧を遮断する電源遮断手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる短絡保護方法は、音響信号を増幅して出力する増幅手段と、前記基準電位に対応する電圧を前記音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧として出力する基準電圧生成手段とを備える装置において、前記ＲＥＦ電圧生成手段の出力端に現われる前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、該電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルである場合に前記増幅手段に供給すべき電源電圧を遮断するようにしたことを特徴とする。
そのため、増幅後の音響信号の出力先で短絡等が生じ、前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルが前記ＲＥＦ電圧の電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルになると、検出手段がその状態を即座に検出して起動指令の信号を出力し、この起動指令の信号を入力した電源遮断手段が増幅手段に供給すべき電源電圧を遮断し増幅手段の駆動を止める。この結果、無用な電圧、電流の消費を有効に防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる短絡保護回路および短絡保護方法によれば、音響信号の出力先で短絡状態が発生したとしても、その短絡状態を即座に検出することができ、かつ短絡状態を検出した際には増幅に要する電圧、電流を即座に遮断し、これにより電源が例えば電池である場合に電源の長寿命化を図り、かつ所要の回路部品等に与える悪影響をも有効に防止することができ、結果として、音響信号を出力する音響再生装置側の長寿命化をも可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
短絡状態の検出に応じて無駄な電圧、電流の出力を遮断することを、音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧を検出する検出手段と、検出手段により電源電圧を遮断する電源遮断手段とを設けることによって実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１を参照し本発明の実施例１にかかる短絡保護回路について説明する。
図１は実施例１にかかる短絡保護回路を例えば携帯用音響再生装置に適用した場合の構成例を示す回路構成図であり、図１において符号１０は携帯用音響再生装置の音響信号出力部を示し、符号２０は短絡保護回路（スタンバイ回路方式）を示す。
携帯用音響再生装置の音響信号出力部１０は、音響信号増幅用のアンプ１２、該アンプ１２の出力端子（ＬＯＵＴ用またはＲＯＵＴ用）１４、ＲＥＦ電圧生成部１５、ＲＥＦ電圧増幅用のアンプ１６、アンプ１６の出力端子１８を備え、これら出力端子１４，１８を互いに絶縁状態に組合せて構成され、さらに例えばヘッドホン（図示省略）の雄状の接続端子（図示省略）を接続するための雌状の接続端子（図示省略）を備える。
音響信号増幅用のアンプ１２は、音響信号を電源からの電圧を取込んで電力増幅する増幅手段を構成するものである。
ＲＥＦ電圧生成部１５は、グランド電圧と電源電圧との間で定義される基準電圧を生成するものである。ＲＥＦ電圧増幅用のアンプ１６は、前記基準電圧を増幅することにより、前記音響信号の帰還電圧であるＲＥＦ電圧を出力するように構成されており、これらＲＥＦ電圧生成部１５およびアンプ１６によって特許請求の範囲のＲＥＦ電圧生成手段が構成されている。
したがって、アンプ１２の出力（音響信号）は例えばヘッドホンのスピーカを駆動させた後に出力端子１８に帰還される。前記ＲＥＦ電圧は、音響信号を例えばＧＮＤ電位〜電源電圧の間で振幅させるため、例えば中点電圧として１．６Ｖ程度等に増幅されるが、これは例えば携帯用音響再生装置の設計規格、回路特性等を考慮し任意に設定される。
なお、アンプ１２の出力（音響信号）は例えばヘッドホンのスピーカを駆動させた後に出力端子１８に帰還する。
【００１２】
一方、短絡保護回路２０は、出力端子１８の電圧レベル、すなわちＲＥＦ電圧生成手段の出力端に現われるＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出し、該ＲＥＦ電圧の電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルであることを検出した時に起動指令の信号を出力する検出手段としての電圧検出回路２２と、電圧検出回路２２からの起動指令の信号を入力した場合に、例えばオフ状態になることによりアンプ１２，１６に供給すべき電源からの電圧、電流を遮断してアンプ１２，１６の駆動を中断させる電源遮断手段としての電源制御回路２４とを備えている。
なお、前記短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルとは、例えばＦＥＴトランジスタの使用を考慮して例えば１．０Ｖ程度の電圧レベルに設定される。
電源制御回路２４は、携帯用音響再生装置上の例えば所要のスイッチ操作等に応じて初期状態（オン状態）に復帰するようにしてもよい。また、電圧検出回路２２が、正常なＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出することによって前記起動指令の信号の出力を中断するか、もしくは復帰指令の信号を出力するかした場合に、初期の状態（オン状態）に復帰し、これによりアンプ１２に電源からの電圧、電流を供給して音響信号の増幅および出力を行わせるようにしてもよい。
【００１３】
なお、携帯用音響再生装置の外面上の所要の位置に、電源制御回路２４がオフ状態となることでアンプ１２，１６の動作を停止させる場合に発光する発光部を備え、この発光でアンプ１４，１６の停止状態を表示するようにしてもよい。
この場合、発光部の発光でヘッドホンに異常があることを使用者に知らせ、このためヘッドホンから音響出力がなく、かつアンプ１２，１６が停止中であることを知らせることが可能となる。
また、あるいは発光部の代りに例えば液晶表示部を用いてもよく、この場合、短絡等のある旨文字で表示したり、携帯用音響再生装置からヘッドホンの接続端子を引抜くべきであることを文字で表示したりすることが可能となり、使用者に適切な行為を促すことができる。
【００１４】
次に、本実施例の短絡保護回路２０の動作について説明する。
まず携帯用音響再生装置が電源オンの状態下で、例えばＣＤ−ＲＯＭ（図示省略）の音響再生、あるいはカセットテープ（図示省略）の音響再生、もしくはラジオチューナ（図示せず）の起動による音響再生等を行って、音響再生による音響信号をアンプ１２に供給して所要の電圧レベルに電力増幅し接続端子１４から出力させる。
増幅後に出力された音響信号は、ヘッドホンの接続端子を介してヘッドホンのスピーカを駆動した後に出力端子１８に帰還し、その帰還電圧の電圧レベルが電圧検出回路２２により検出される。
かくて後、例えばヘッドホン側に短絡等が発生したことにより電圧検出回路２２が前記短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルを検出した場合、電圧検出回路２２から電源制御回路２４に対し起動指令の信号が出力される。
この時、起動指令の信号により電源制御回路２４が起動して例えばオフ状態となりアンプ１２，１６に供給すべき電源からの電圧、電流を遮断し、これによりアンプ１２による音響信号の増幅および出力を停止させる。
【００１５】
しかる状態の後、例えば正常なヘッドホンの接続端子を出力端子１４，１８を含む構成の接続端子に電気的に接続したことで電圧検出回路２２が正常な範囲のＲＥＦ電圧の電圧レベル（例えば１Ｖよりも低い電圧レベル）を検出した場合、電圧検出回路２２から電源制御回路２４に対し例えば復帰指令の信号が出力されるため、電源制御回路２４が復帰して例えばオン状態となりアンプ１２，１６に電源からの電圧、電流を供給させ、もってアンプ１２による音響信号の電力増幅および出力を行わせ、この音響信号でヘッドホンのスピーカを正常に駆動させる。
【００１６】
本実施例においては、ＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出しヘッドホンが短絡状態乃至短絡状態に近い場合に起動指令の信号を出力する電圧検出回路２２と、電圧検出回路２２からの起動指令の信号を入力した場合に、例えばオフ状態になることによりアンプ１２，１６に供給すべき電源からの電圧、電流を遮断する電源制御回路２４とを備えた短絡保護回路２０を構成したため、ヘッドホンの短絡状態乃至短絡状態に近い異常な場合を容易に検出することができ、しかも短絡状態等の異常な場合を検出した際にはアンプ１２，１６に対する電圧、電流の出力を遮断し、これにより電源が例えば電池である場合等に電源の長寿命化を図り、かつ所要の回路部品等に与える悪影響をも防止することができる。
【００１７】
なお、本実施例の場合、短絡保護回路２０を携帯用音響再生装置に構成した場合について説明したが、短絡保護回路２０は、一般のオーディオビジュアル機器やＰＤＡ機器等に構成してもよく、その場合、音響信号を出力する接続端子が例えば所要のケーブル等を介してＰＣのオーディオ入力用の接続端子と接続され、かつＵＳＢ端子も同一のＰＣに接続されるという利用方法において、ＰＣのＧＮＤを通じて音響信号出力（ＬＯＵＴ／ＲＯＵＴ）およびＯＵＴ（ＶＲＥＦ）がＧＮＤ電位に定常的に短絡される状態となる事態が生じたとしても、この短絡状態を電圧検出回路２２が容易に検出し、かつ電源制御回路２４が音響信号の出力を中断するため、無駄な電圧、電流の消費を防止することが可能で、かつ内部の回路部品等に悪影響を与えることをも防止することが可能である。
【実施例２】
【００１８】
次に、図２を参照し本発明の最良なる実施例２にかかる短絡保護回路について説明する。
図２は実施例２にかかる短絡保護回路を例えば携帯用音響再生装置に適用した場合の構成例を示す回路構成図であり、図２において符号３０は短絡保護回路（電源制御方式）を示す。
なお、携帯用音響再生装置の音響信号出力部１０については実施例１で説明したアンプ１２，１６に対しアンプ１２，１６の動作点を設定する所要の基準電圧を与えるバイアス回路３２を備える他は実施例１のものと同様のものである。
【００１９】
一方、短絡保護回路３０は、実施例１の場合と同様の検出手段としての電圧検出回路２２と、電圧検出回路２２からの起動指令の信号を入力した場合に、例えばオフ状態になってアンプ１２，１６に供給すべき電源からの電圧、電流を遮断しアンプ１２，１６の駆動を中断させる電源遮断手段（スイッチ手段）としてのスイッチ３４とを備えている。
スイッチ３４には、例えば論理素子等を用いたスイッチ回路、もしくは励磁により接点の状態を切換えるスイッチ機構等の他、任意の構成を用いてもよい。
また、スイッチ３４は、携帯用音響再生装置上の例えば所要のスイッチ操作等に応じて初期状態（オン状態）に復帰させるようにしてもよいが、その他、例えばＲｅｆ電圧が１．０Ｖ程度以上となる場合、あるいはバイアス回路３２がオフ状態の場合、もしくは電圧検出回路２２が異常な電圧レベルの検出がなくなったことで起動指令の信号の出力を中断するか、復帰指令の信号を出力するかした場合に、初期の状態（オン状態）に復帰し、これによりアンプ１２に電源からの電圧、電流を供給して音響信号の電力増幅および出力を行わせる。
なお、携帯用音響再生装置の外面上の所要の位置には、スイッチ３４の動作でアンプ１２，１６の動作を停止させる場合に発光する発光部、あるいはその旨文字で表示する液晶表示部等を用いてもよい。
【００２０】
次に、本実施例の短絡保護回路３０の動作について説明する。
まず例えば携帯用音響再生装置が電源オンの状態下で、例えばＣＤ−ＲＯＭ（図示省略）の音響再生、あるいはカセットテープ（図示省略）の音響再生、もしくはラジオチューナ（図示せず）の起動による音響再生等を行って、音響再生による音響信号をアンプ１２に供給して所要の電圧レベルに電力増幅し接続端子１４から出力させる。
増幅後に出力された音響信号は、ヘッドホンの接続端子を介してヘッドホンのスピーカを駆動した後に出力端子１８に帰還し、その帰還電圧の電圧レベルが電圧検出回路２２により検出される。
かくて後、例えばヘッドホン側に短絡等が発生したことにより電圧検出回路２２がＲＥＦ電圧の電圧レベルが短絡電圧乃至短絡電圧に近い電圧レベルであることを検出した場合、電圧検出回路２２からスイッチ３４に対し起動指令の信号が出力される。
この時、起動指令の信号によりスイッチ３４が起動して例えばオフ状態となりアンプ１２，１６に供給すべき電源からの電圧、電流を遮断し、これによりアンプ１２による音響信号の電力増幅および出力を停止させる。
【００２１】
しかる状態の後、例えば正常なヘッドホンの接続端子を出力端子１４，１８を含む構成の接続端子に電気的に接続したことで電圧検出回路２２が正常な範囲のＲＥＦ電圧の電圧レベルを検出した場合、電圧検出回路２２からスイッチ３４に対し例えば復帰指令の信号が出力されるため、スイッチ３４が復帰して例えばオン状態となりアンプ１２，１６に電源からの電圧、電流を供給させ、もってアンプ１２による音響信号の電力増幅および出力を行わせ、この音響信号でヘッドホンのスピーカを正常に駆動させる。
【００２２】
本実施例においても実施例１と同様に、ヘッドホンの短絡状態乃至短絡状態に近い異常な場合を容易に検出することができ、しかも短絡状態等の異常な場合を検出した際には無駄な電圧、電流の出力を遮断し、これにより電源が例えば電池である場合等に電源の長寿命化を図り、かつ所要の回路部品等に与える悪影響をも防止することが可能となる。
また、本実施例においても、短絡保護回路３０は、実施例１と同様に一般のオーディオビジュアル機器やＰＤＡ機器等に構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明にかかる短絡保護回路および短絡保護方法は、音響信号の短絡等を検出し保護することができるため、モノラル機を含め、例えば携帯用音響再生装置や、一般のオーディオビジュアル機器、ＰＤＡ機器等の他、ＰＣ、携帯用ゲーム機等、音響信号を出力するあらゆる装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る短絡保護回路の構成を示す回路構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る短絡保護回路の構成を示す回路構成図である。
【図３】従来のＧＮＤ電位方式による音響信号出力方式の構成を概念的に示す構成図である。
【図４】従来のＲＥＦ電位方式による音響信号出力方式の構成を概念的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０……携帯用音響再生装置の音響信号出力部、１２……アンプ、１４……出力端子、１５……ＲＥＦ電圧生成部、１６……アンプ、１８……出力端子、２０……短絡保護回路、２２……電圧検出回路、２４……電源制御回路、３０……短絡保護回路、３２……バイアス回路、３４……スイッチ。
【図１】
2005057624.tif 000003
【図２】
2005057624.tif 000004
【図３】
2005057624.tif 000005
【図４】
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