(57)【要約】【課題】ΔΣ変調ブロック３２からの１ビット信号を増幅して電気機械変換素子である負荷３３に与え、音響化させるスイッチング増幅器３１において、前記負荷３３からビープ音を発生させ、小型低コスト化を図るとともに、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させられるようにする。【解決手段】前記１ビット信号はトランジスタＱ１〜Ｑ４でスイッチング増幅され、その出力を平滑化してアナログ信号に変換するＬＰＦＦ１，Ｆ２の出力側に、ハイレベルの電圧Ｖ１にプルアップするトランジスタＱ５および抵抗Ｒを接続し、常時通電されている制御マイコン３４が、このトランジスタＱ５を駆動して、ビープ音を発生させる。したがって、通常のオーディオ再生用の負荷３３をビープ音の発生に共用しても、音データを作成するΔΣ変調ブロック３２が電源投入直後で立ち上がっているか否かに拘わらず、ビープ音を発生させることができる。【選択図】  図１
2005006215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号源からのオーディオ信号を増幅して電気機械変換素子に与え、音響化させるオーディオアンプを用いて、前記電気機械変換素子にビープ音を発生させる方法において、
前記電気機械変換素子の少なくとも１つの端子に関してパワー素子を接続し、
該オーディオアンプの動作を制御し、常時通電されている制御手段が、前記パワー素子を駆動し、予め定める電圧を前記端子に与えることで、ビープ音を発生させることを特徴とするオーディオアンプにおけるビープ音発生方法。
【請求項２】
オーディオ信号源からのオーディオ信号を増幅して電気機械変換素子に与え、音響化させるオーディオアンプにおいて、
前記電気機械変換素子の少なくとも１つの端子に予め定める電圧を与えることができるパワー素子を備え、
該オーディオアンプの動作を制御し、常時通電されている制御手段が、前記パワー素子を駆動することで、前記電気機械変換素子にビープ音を発生させることを特徴とするオーディオアンプ。
【請求項３】
前記オーディオ信号源は、デジタルオーディオ信号を出力し、
該オーディオアンプは、前記デジタルオーディオ信号に応答して電源電圧をスイッチングするブリッジ構成のパワー素子と、その出力を平滑化するローパスフィルタとを備えて構成され、
前記ビープ音のパワー素子は、前記ローパスフィルタの出力側に接続されることを特徴とする請求項２記載のオーディオアンプ。
【請求項４】
前記請求項２または３記載のオーディオアンプを搭載することを特徴とする携帯型デジタルオーディオ機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型デジタルオーディオ機器で好適に実施されるオーディオアンプを用いたビープ音発生方法に関し、またそのオーディオアンプおよびそれを搭載する携帯型デジタルオーディオ機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、オーディオ機器などでは、操作時に操作者に操作状態を知らせるためにビープ音発生装置が設けられている。このビープ音発生装置は、大略的に、ビープ音の元となる矩形波を発生するビープ音発生回路と、そのビープ音発生回路の出力信号を電気機械変換するブザ−とを備えて構成されている。
【０００３】
図３は、そのようなビープ音発生装置の典型的な従来技術を示す図であり、実開平５−６９７９６号公報で示されたものである。このビープ音発生装置１では、マイコン２内に前記ビープ音発生回路３を設け、リモートコントローラ４や操作キー５からの操作に応答して、前記ビープ音発生回路３が前記矩形波を発生し、ビープ音コントローラ６を介して前記ブザー７に与えることでビープ音を発生させている。そして、前記マイコン２が前記ビープ音コントローラ６の複数段の抵抗減衰回路をスイッチング素子で切換え制御することで、機器の使用状況に応じてビープ音の音量設定を行うように構成されている。
【０００４】
しかしながら、そのような従来技術では、機器が前記オーディオ機器の場合には、スピーカやヘッドホンなどの電気機械変換素子とは別に、前記ブザー７などのもう１つの電気機械変換素子を搭載しなければならず、コストやスペースが嵩み、特に携帯型のオーディオ機器で不利になるという問題がある。また、特にヘッドホンオーディオの場合に顕著であるが、ヘッドホンで耳を塞がれている使用者に、ビープ音を知覚させることができない場合が生じるという問題もある。
【０００５】
そこで、このような不具合を解消するために、本件出願人は、先に特願２００３−２６１６３号を提案した。そのヘッドホンオーディオ装置１１の構成を図４に示す。このヘッドホンオーディオ装置１１では、大略的に、ミニディスク１２に記録されているデジタルオーディオデータを光ピックアップ１３で読出し、システムＬＳＩ１４が復調およびデジタル（ＰＷＭ）信号に変換を行い、こうして得られた左右それぞれのデジタル（ＰＷＭ）信号がスイッチングアンプ１５，１６で振幅増幅された後、ローパスフィルタ１７，１８でアナログオーディオ信号に復元され、ヘッドホン１９によって電気機械変換されて音響化される。
【０００６】
前記システムＬＳＩ１４は、前記光ピックアップ１３で読取られた信号をデジタル信号に復調する信号処理回路２１と、前記信号処理回路２１で復調されたデジタル信号を伸長するＡＴＲＡＣ伸長処理回路２２と、前記ＡＴＲＡＣ伸長処理回路２２で復号化されたマルチビットデジタル信号を、該マルチビットデジタル信号のサンプリング周波数よりも高い周波数でサンプリングするオーバーサンプリング回路２３と、そのオーバーサンプリングされたマルチビットデジタル信号を１ビットデジタル信号に変換するΔΣ変調回路２４と、前記１ビットデジタル信号を前記ＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ変調回路２５とを備えて構成されるとともに、ビープ音生成回路２６と、そのビープ音データと前記オーバーサンプリング回路２３からのマルチビットデジタル信号とを前記ΔΣ変調回路２４に与える加算回路２７とを備えて構成される。
【０００７】
そして、操作ボタン２８への操作に応答して、システムコントローラ２９が前記ビープ音生成回路２６にビープ音データを生成させることで、増幅されたビープ音が前記ヘッドホン１９から音響化され、前述のような実開平５−６９７９６号による不具合が解消されている。
【０００８】
【特許文献１】
実開平５−６９７９６号公報（公開日：平成５年９月２１日）
【０００９】
【特許文献２】
特願２００３−２６１６３号（出願日：平成１５年２月３日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成では、ビープ音を発生させるには、前記ΔΣ変調回路２４の手前のビープ音生成回路２６の電源を投入して、該ビープ音生成回路２６を動作させる必要がある。したがって、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させるようとすると、システムコントローラ２９が、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）から成る前記システムＬＳＩ１４への各種設定を短時間のうちに行う必要があり、システムを動作させるマイコンのプログラム上、時間的に苦しい部分があった。
【００１１】
本発明の目的は、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができるオーディオアンプにおけるビープ音発生方法ならびにオーディオアンプおよびそれを搭載する携帯型デジタルオーディオ機器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のオーディオアンプにおけるビープ音発生方法は、オーディオ信号源からのオーディオ信号を増幅して電気機械変換素子に与え、音響化させるオーディオアンプを用いて、前記電気機械変換素子にビープ音を発生させる方法において、前記電気機械変換素子の少なくとも１つの端子に関してパワー素子を接続し、該オーディオアンプの動作を制御し、常時通電されている制御手段が、前記パワー素子を駆動し、予め定める電圧を前記端子に与えることで、ビープ音を発生させることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、オーディオアンプにおいて、操作等に応答したビープ音を発生するにあたって、該オーディオアンプを搭載するオーディオ機器が携帯型である場合に好適なように、オーディオ信号を音響化する電気機械変換素子にビープ音を発生させる。そして、このように通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用するにあたって、電気機械変換素子の少なくとも１つの端子にパワー素子を接続し、そのパワー素子に電源などの予め定める電圧を与えるようにし、さらに該パワー素子をシステム上常時通電されているマイコンなどの制御手段で駆動する。
【００１４】
したがって、通常再生時に前記電気機械変換素子を駆動するパワー素子を制御するオーディオ信号源やバッファアンプが、電源投入直後で立ち上がっていなくても、前記ビープ音を発生させることができ、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる。
【００１５】
また、本発明のオーディオアンプは、オーディオ信号源からのオーディオ信号を増幅して電気機械変換素子に与え、音響化させるオーディオアンプにおいて、前記電気機械変換素子の少なくとも１つの端子に予め定める電圧を与えることができるパワー素子を備え、該オーディオアンプの動作を制御し、常時通電されている制御手段が、前記パワー素子を駆動することで、前記電気機械変換素子にビープ音を発生させることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、オーディオアンプにおいて、操作等に応答したビープ音を発生するにあたって、該オーディオアンプが搭載されるオーディオ機器が携帯型である場合に好適なように、オーディオ信号を音響化する電気機械変換素子にビープ音を発生させる。そして、このように通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用するにあたって、電気機械変換素子の少なくとも１つの端子にパワー素子を接続し、そのパワー素子に電源などの予め定める電圧を与えるようにし、さらに該パワー素子をシステム上常時通電されているマイコンなどの制御手段で駆動する。具体的には、前記制御手段でビープ音の元となる矩形波を発生させ、前記パワー素子が１つの場合には、ＧＮＤ電位などの固定電位となっているもう１つの端子との間で、前記矩形波に応答してパワー素子が電源電圧をオン／オフすることで電気機械変換素子を駆動し、前記パワー素子が２つの場合には、もう１つの端子との間で、相互に逆極性の電源電圧を与えることで電気機械変換素子をプッシュプル駆動する。
【００１７】
したがって、通常再生時に前記電気機械変換素子を駆動するパワー素子を制御するオーディオ信号源やバッファアンプが、電源投入直後で立ち上がっていなくても、前記ビープ音を発生させることができ、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる。
【００１８】
さらにまた、本発明のオーディオアンプでは、前記オーディオ信号源は、デジタルオーディオ信号を出力し、該オーディオアンプは、前記デジタルオーディオ信号に応答して電源電圧をスイッチングするブリッジ構成のパワー素子と、その出力を平滑化するローパスフィルタとを備えて構成され、前記ビープ音のパワー素子は、前記ローパスフィルタの出力側に接続されることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、オーディオ用のデジタルアンプには、ボリウム制御やミュ−ト制御などのために、マイクロコンピュータなどの制御手段が設けられており、その制御手段を用いてビープ音を発生させることができる。そして、ビープ音となる信号は、デジタルオーディオ信号のパワー素子でスイッチングされ、振幅増幅されたデジタル信号をローパスフィルタによってアナログ信号に変換した後に重畳されるので、前記デジタルオーディオ信号のパワー素子に弊害を及すこともない。
【００２０】
また、本発明の携帯型デジタルオーディオ機器は、前記のオーディオアンプを搭載することを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用することができ、小型化に好適であるとともに、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる携帯型デジタルオーディオ機器を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態のオーディオアンプであるスイッチング増幅器３１の電気的構成を示すブロック図である。このスイッチング増幅器３１では、ΔΣ変調ブロック３２は、図示しないΔΣ変換回路を備えており、アナログ入力、マルチビットデジタル入力または１ビット信号（ＰＤＭ：ｐｕｌｓｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ信号）から、先ず１系列の２値信号を作成し、さらに、発生した２値信号を基に２系列の１ビット信号（正相信号と逆相信号）を生成して、それぞれを１ビット出力端子Ｐ１１，Ｐ１２から出力する例を示しているけれども、前記スイッチング素子の駆動用のデジタル信号は、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号であってもよいことは、言うまでもない。
【００２４】
電源端子Ｅ１に接続される高電圧Ｖ１の電源ラインとＧＮＤラインとの間には、Ｎチャネルの出力トランジスタＱ１，Ｑ２から成る直列回路と、Ｎチャネルの出力トランジスタＱ３，Ｑ４から成る直列回路とから成るＨブリッジ回路が接続される。前記出力トランジスタＱ１，Ｑ４は、前記ΔΣ変調ブロック３２の正相出力端子Ｐ１１から出力される正相の１ビット信号に応答して、バッファＢ１１，Ｂ１２によって、それぞれのゲートが駆動される。また、前記出力トランジスタＱ３，Ｑ２は、前記ΔΣ変調ブロック３２の逆相出力端子Ｐ１２から出力される逆相の１ビット信号に応答して、バッファＢ２１，Ｂ２２によって、それぞれのゲートが駆動される。こうして、出力トランジスタＱ１，Ｑ４と出力トランジスタＱ３，Ｑ２とが相反動作でスイッチングを行い、正相出力と逆相出力との間で、負荷３３をプッシュプル駆動する。
【００２５】
前記出力トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点は逆相の出力端となり、コイルＬ２およびコンデンサＣ２から成るローパスフィルタＦ２を介して逆相の出力端子Ｐ２２に接続され、前記出力トランジスタＱ３，Ｑ４の接続点は正相の出力端となり、コイルＬ１およびコンデンサＣ１から成るローパスフィルタＦ１を介して正相の出力端子Ｐ２１に接続される。前記出力端子Ｐ２１，Ｐ２２間には、前記ヘッドホンなどの電気音響変換器から成る負荷３３が接続される。
【００２６】
前記ΔΣ変調ブロック３２や図示しない電源回路などの該スイッチング増幅器３１内の各回路は、制御マイコン３４によって制御されており、たとえばボリウム制御やミュ−ト制御などが行われる。
【００２７】
注目すべきは、このスイッチング増幅器３１では、前記ローパスフィルタＦ１，Ｆ２の何れか一方（図１ではＦ１）の出力端、すなわち正相の出力端子Ｐ２１と、電源端子Ｅ２に接続される高電圧Ｖ２の電源ラインとの間には、ＰチャネルのトランジスタＱ５と抵抗Ｒから成る直列回路が介在されており、前記トランジスタＱ５のゲ−トが前記制御マイコン３４のビープ信号出力端子Ｐ３１から出力されるビープ信号で駆動されることである。したがって、電源投入直後で前記ΔΣ変調ブロック３２やバッファＢ１１，Ｂ１２；Ｂ２１，Ｂ２２が立ち上がっていなくても、常時通電されている制御マイコン３４からのビープ信号を音響化することができる。なお、前記各トランジスタＱ１〜Ｑ５は、図１ではＭＯＳトランジスタで示されているけれども、バイポーラトランジスタであってもよいことは言うまでもない。
【００２８】
図２は、上述のように構成されるスイッチング増幅器３１の動作を説明するためのタイミングチャートである。この動作は、通常の音響再生中に、ビープ音を発生する場合を示している。ΔΣ変調ブロック３２では、たとえば入力されたマルチビットのデジタル信号が２４倍の周波数でオーバーサンプリングされた１ビット信号が作成され、正相成分が前記正相出力端子Ｐ１１から、逆相成分が前記逆相出力端子Ｐ１２から出力され、それぞれバッファＢ１１，Ｂ１２；Ｂ２１，Ｂ２２で増幅され、各トランジスタＱ１，Ｑ４；Ｑ３，Ｑ２のゲートに与えられる。
【００２９】
そして、時刻ｔ１でビープ音が発生されるるまでは、前記ビープ信号出力端子Ｐ３１から出力されるビープ信号はハイレベルに固定されており、ＰチャネルのトランジスタＱ５はオフし、該トランジスタＱ５のドレイン電位ＶＤは、正相の出力端子Ｐ２１と等しい電位となる。これによって、トランジスタＱ１〜Ｑ４のスイッチング動作に影響を及ぼすことなく、負荷３３からは、音楽の再生を行うことができる。
【００３０】
これに対して、時刻ｔ１で前記ビープ音の出力が開始されると、前記ビープ信号は、たとえば１ｋＨｚの矩形波となり、前記トランジスタＱ５はこれに応答して、前記１ｋＨｚ周期でオン／オフ動作を繰返し、これによってオン状態であるときには、ローパスフィルタＦ１で平滑化されたアナログオーディオ信号に前記高電圧Ｖ２が重畳（通常の音響再生では、前記高電圧Ｖ２の方が高くなるように設定）され、前記正相の出力端子Ｐ２１の電位は、前記高電圧Ｖ２から抵抗Ｒ２による電圧降下分だけ低下したレベルとなる。その出力端子Ｐ２１の電位は、前記高電圧Ｖ２を、トランジスタＱ５のオン抵抗と、抵抗Ｒとで分圧した値となる。
【００３１】
一方、トランジスタＱ５がオフ状態であるときには、アナログオーディオ信号がそのまま出力される。こうして、負荷３３からの出力音響には、再生信号に１ｋＨｚの信号が重畳され、ビープ音として聞こえることになる。時刻ｔ２でビープ音の発生が終了すると、前記ビープ信号は、再びハイレベルの固定となる。
【００３２】
前記ビープ信号は、矩形波に限らず、三角波などであってもよい。また、上述の説明では、正相の出力端子Ｐ２１側にトランジスタＱ５および抵抗Ｒが設けられ、該正相の出力端子Ｐ２１を前記高電圧Ｖ２にプルアップし、逆相の出力端子Ｐ２２側はトランジスタＱ１，Ｑ２で駆動されたままであるけれども、前記トランジスタＱ５および抵抗Ｒが、この逆相の出力端子Ｐ２２側に設けられてもよく、またこの逆相の出力端子Ｐ２２側には、ＧＮＤや負の電源にプルダウンするトランジスタおよび抵抗が設けられ、前記正相の出力端子Ｐ２１側のトランジスタＱ５および抵抗Ｒとの間で、プッシュプル駆動するようにしてもよい。
【００３３】
以上のように構成することによって、本発明のスイッチング増幅器３１では、操作等に応答したビープ音を発生するにあたって、オーディオ信号を音響化する電気機械変換素子である負荷３３にビープ音を発生させるので、前記電気機械変換素子を共用し、小型化および低コスト化を図り、該スイッチング増幅器３１を携帯型のオーディオ機器として好適に実施することができる。
【００３４】
また、前記ビープ音を発生するにあたって、ΔΣ変調ブロック３２やバッファＢ１１，Ｂ１２；Ｂ２１，Ｂ２２を使用せず、新たに設けたトランジスタＱ５を、システム上常時通電されている制御マイコン３４が直接矩形波で駆動するので、前記ΔΣ変調ブロック３２やバッファＢ１１，Ｂ１２；Ｂ２１，Ｂ２２が、電源投入直後で立ち上がっていなくても、制御マイコン３４が矩形波を出力するだけで前記ビープ音を発生させることができ、マイコンプログラム上、非常に負担も軽く、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる。
【００３５】
さらにまた、本発明のスイッチング増幅器３１は、１ビット信号に応答して電源電圧Ｖ１をスイッチングするＨブリッジ構成のトランジスタＱ１〜Ｑ４と、その出力を平滑化するローパスフィルタＦ１，Ｆ２とを備えて構成され、前記ビープ音を発生するトランジスタＱ５を、前記ローパスフィルタＦ１の出力側に接続するので、前記トランジスタＱ１〜Ｑ４でスイッチングされ、振幅増幅された１ビット信号をローパスフィルタによってアナログ信号に変換した後に前記ビープ音を重畳するので、前記トランジスタＱ１〜Ｑ４に弊害を及すこともない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のオーディオアンプにおけるビープ音発生方法は、以上のように、操作等に応答したビープ音を発生するにあたって、該オーディオアンプを搭載するオーディオ機器が携帯型である場合に好適なように、オーディオ信号を音響化する電気機械変換素子にビープ音を発生させ、通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用するとともに、前記電気機械変換素子の少なくとも１つの端子にパワー素子を接続し、そのパワー素子に電源などの予め定める電圧を与えるようにし、さらに該パワー素子をシステム上常時通電されているマイコンなどの制御手段で駆動する。
【００３７】
それゆえ、通常再生時に前記電気機械変換素子を駆動するパワー素子を制御するオーディオ信号源やバッファアンプが、電源投入直後で立ち上がっていなくても、前記ビープ音を発生させることができ、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる。
【００３８】
また、本発明のオーディオアンプは、以上のように、操作等に応答したビープ音を発生するにあたって、該オーディオアンプが搭載されるオーディオ機器が携帯型である場合に好適なように、オーディオ信号を音響化する電気機械変換素子にビープ音を発生させ、通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用するとともに、電気機械変換素子の少なくとも１つの端子にパワー素子を接続し、そのパワー素子に電源などの予め定める電圧を与えるようにし、さらに該パワー素子をシステム上常時通電されているマイコンなどの制御手段で駆動する。
【００３９】
それゆえ、通常再生時に前記電気機械変換素子を駆動するパワー素子を制御するオーディオ信号源やバッファアンプが、電源投入直後で立ち上がっていなくても、前記ビープ音を発生させることができ、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる。
【００４０】
さらにまた、本発明のオーディオアンプは、以上のように、前記オーディオ信号源がデジタルオーディオ信号を出力し、該オーディオアンプを、前記デジタルオーディオ信号に応答して電源電圧をスイッチングするブリッジ構成のパワー素子と、その出力を平滑化するローパスフィルタとを備えて構成し、前記ビープ音のパワー素子を、前記ローパスフィルタの出力側に接続する。
【００４１】
それゆえ、ボリウム制御やミュ−ト制御などのためにオーディオ用のデジタルアンプに設けられているマイクロコンピュータなどの制御手段を用いてビープ音を発生させることができる。また、ビープ音となる信号は、デジタルオーディオ信号のパワー素子でスイッチングされ、振幅増幅されたデジタル信号をローパスフィルタによってアナログ信号に変換した後に重畳されるので、前記デジタルオーディオ信号のパワー素子に弊害を及すこともない。
【００４２】
また、本発明の携帯型デジタルオーディオ機器は、以上のように、前記のオーディオアンプを搭載する。
【００４３】
それゆえ、通常再生とビープ音の再生とに電気機械変換素子を共用することができ、小型化に好適であるとともに、電源投入時の確認用としてもビープ音を発生させることができる携帯型デジタルオーディオ機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のオーディオアンプであるスイッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のスイッチング増幅器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】典型的な従来技術のビープ音発生装置のブロック図である。
【図４】本件出願人が先に提案したヘッドホンオーディオ装置のブロック図である。
【符号の説明】
３１    スイッチング増幅器（オーディオアンプ）
３２    ΔΣ変調ブロック（オーディオ信号源）
３３    負荷（電気機械変換素子）
３４    制御マイコン（制御手段）
Ｂ１１，Ｂ１２；Ｂ２１，Ｂ２２    バッファ（バッファアンプ）
Ｃ１，Ｃ２    コンデンサ
Ｆ１，Ｆ２    ローパスフィルタ
Ｌ１，Ｌ２    コイル
Ｑ１〜Ｑ４    出力トランジスタ（パワー素子）
Ｑ５    トランジスタ（パワー素子）
Ｒ    抵抗
【図１】
2005006215.tif 000003
【図２】
2005006215.tif 000004
【図３】
2005006215.tif 000005
【図４】
2005006215.tif 000006