(57)【要約】【課題】  オーディオ装置において、大音量時に出力を制限して発熱を抑えても、出力される音に不自然さを生じないようにする。【解決手段】  音量調整用の可変アッテネータ回路１３に供給されるオーディオ信号を、３つの帯域成分ＳL〜ＳHに分割して出力するフィルタ４２Ｌ〜４２Ｈを設ける。その帯域成分ＳL〜ＳHのレベルが、規定の期間にわたって基準レベル以上であるか否かを検出する検出回路２０を設ける。可変アッテネータ回路１３により設定した音量のレベルが所定のレベルを越えたときで、かつ、検出回路２０が、帯域成分ＳL〜ＳHのレベルが規定の期間にわたって基準レベル以上であることを検出したとき、その検出した帯域成分ＳL〜ＳHに対応する帯域のレベルを、トーンコントロール回路１４において低下させる。【選択図】  図１
2007028379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力オーディオ信号が供給される音量調整用の可変アッテネータ手段と、
この可変アッテネータ手段から出力されるオーディオ信号が供給されるトーンコントロール回路と、
このトーンコントロール回路から出力されるオーディオ信号をパワー増幅してスピーカに供給するパワーアンプと、
上記可変アッテネータ手段および上記トーンコントロール回路の一方に供給されるオーディオ信号を、複数ｎ個の帯域成分に分割して出力するｎ個のフィルタと、
このｎ個のフィルタからそれぞれ出力される帯域成分のレベルが、規定の期間にわたって基準レベル以上であるか否かをそれぞれ検出するｎ個の検出手段と
を有し、
上記ｎ個の検出手段のいずれかが、それに供給されている帯域成分のレベルが上記規定の期間にわたって上記基準レベル以上であることを検出したとき、この検出した検出手段に供給されている帯域成分に対応するオーディオ信号の帯域成分のレベルを、上記トーンコントロール回路において低下させる
ようにしたオーディオ装置。
【請求項２】
入力オーディオ信号が供給される音量調整用の可変アッテネータ手段と、
この可変アッテネータ手段から出力されるオーディオ信号が供給されるトーンコントロール回路と、
このトーンコントロール回路から出力されるオーディオ信号をパワー増幅してスピーカに供給するパワーアンプと、
上記可変アッテネータ手段に供給されるオーディオ信号を、複数ｎ個の帯域成分に分割して出力するｎ個のフィルタと、
このｎ個のフィルタからそれぞれ出力される帯域成分のレベルが、規定の期間にわたって基準レベル以上であるか否かをそれぞれ検出するｎ個の検出手段と
を有し、
上記可変アッテネータ手段により設定した音量のレベルが所定のレベルを越えたときで、かつ、上記ｎ個の検出手段のいずれかが、それに供給されている帯域成分のレベルが上記規定の期間にわたって上記基準レベル以上であることを検出したとき、この検出した検出手段に供給されている帯域成分に対応するオーディオ信号の帯域成分のレベルを、上記トーンコントロール回路において低下させる
ようにしたオーディオ装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載のオーディオ装置において、
上記トーンコントロール回路は、これに供給されたオーディオ信号の低域成分、中域成分および高域成分の各レベルをそれぞれ独立に制御できるものとされ、
上記ｎは３である
ようにしたオーディオ装置。
【請求項４】
入力オーディオ信号を、音量調整用の可変アッテネータ手段を通じてトーンコントロール回路に供給し、
このトーンコントロール回路から出力されるオーディオ信号を、パワーアンプによりパワー増幅してスピーカに供給する場合において、
上記可変アッテネータ手段および上記トーンコントロール回路の一方に供給されるオーディオ信号を、複数ｎ個の帯域成分に分割するとともに、
このｎ個の帯域成分のレベルが、規定の期間にわたって基準レベル以上であるか否かをそれぞれ検出し、
この検出出力のいずれかが、対応する帯域成分のレベルが上記規定の期間にわたって上記基準レベル以上であることを示したとき、上記規定の期間にわたって上記基準レベル以上であることを示した帯域成分に対応するオーディオ信号の帯域成分のレベルを、上記トーンコントロール回路において低下させる
ようにしたオーディオ信号の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オーディオ装置およびオーディオ信号の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ装置においては、一般に大音量の状態が続くと、パワーアンプや電源部は発熱の大きい状態が続いてしまう。そして、いわゆるミニコンポは装置全体が小型化されている。このため、ミニコンポにおいては、大音量の状態が続くと、パワーアンプや電源部に発生した熱を十分に逃すことができず、その熱がミニコンポの内部にこもってしまうことがある。
【０００３】
また、ミニコンポ用のスピーカ装置においても、スピーカのボイスコイルについて同様であり、大音量の状態が続くことは、発熱の点から好ましくない。さらに、発熱を解決できたとしても、大音量時には、パワーアンプやスピーカで大きな歪みを発生する傾向がある。
【０００４】
そこで、一部のオーディオ装置、特にミニコンポにおいては、大音量の状態を制限するようにしている。図３は、そのようなオーディオ装置の信号系を示すもので、この図においては、簡単のため、２チャンネルステレオの一方のチャンネルについてのみ示す。
【０００５】
すなわち、ＣＤプレーヤやチューナなどの信号源（図示せず）から出力されるオーディオ信号が、外部入力端子１１Ａ〜１１Ｎを通じてファンクションスイッチ１２に供給され、それらオーディオ信号のうちの１つが選択されて取り出される。そして、この取り出されたオーディオ信号が、音量調整用の可変アッテネータ回路１３を通じ、さらに、トーンコントロール回路１４を通じてパワーアンプ１５に供給されてパワー増幅され、このパワー増幅されたオーディオ信号が出力端子１６を通じてスピーカ１７に供給される。
【０００６】
また、このオーディオ装置の制御回路としてマイクロコンピュータ２０が設けられるとともに、このマイクロコンピュータ２０には、各種の操作ボタン３１が接続される。そして、マイクロコンピュータ２０からは操作ボタン３１の操作に対応した各種の制御信号が取り出され、この制御信号のうちの第１の制御信号がファンクションスイッチ１２にその制御信号として供給されて入力切り換えが行われる。また、マイクロコンピュータ２０からの第２の制御信号が可変アッテネータ回路１３に供給されてオーディオ信号のレベルが制御され、したがって、音量の調整が行われる。さらに、マイクロコンピュータ２０からトーンコントロール回路１３に第３の制御信号が供給されて音質調整が行われる。
【０００７】
さらに、パワーアンプ１５から出力されるオーディオ信号が、マイクロコンピュータ３２のアナログ入力ポート（マイクロコンピュータ２０に内蔵のＡ／Ｄコンバータ回路の入力端子）に供給される。マイクロコンピュータ３２は、この供給されたオーディオ信号から、パワーアンプ１５の出力信号のレベルを検出し、この検出した信号レベルが、所定の期間にわたって連続して規定のレベルを越えたとき、可変アッテネータ回路１３を制御してオーディオ信号のレベルを所定のレベルだけ小さくする。なお、このレベルを小さくした状態は、以後も継続させる。
【０００８】
したがって、以後、パワーアンプ１５から出力されるオーディオ信号のレベルが過大になることがないので、パワーアンプ１５や電源部（図示せず）の発熱を抑えることができ、また、スピーカ１７の発熱も抑えることができる。さらに、パワーアンプ１５やスピーカ１７における歪みの発生も抑えることができる。
【０００９】
なお、先行技術文献として例えば以下のものがある。
【特許文献１】特開昭５８−８３４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところでが、上述のオーディオ装置においては、パワーアンプ１５の出力信号のレベルが、所定の期間にわたって連続して規定のレベルを越えると、以後、継続してパワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号のレベルを小さくしている。このため、スピーカ１７から出力される再生音は、大音量が続くと、急に音量が小さくなるとともに、その状態が続くことなり、不自然な再生音となってしまう。
【００１１】
この発明は、このような問題点を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明においては、
入力オーディオ信号が供給される音量調整用の可変アッテネータ手段と、
この可変アッテネータ手段から出力されるオーディオ信号が供給されるトーンコントロール回路と、
このトーンコントロール回路から出力されるオーディオ信号をパワー増幅してスピーカに供給するパワーアンプと、
上記可変アッテネータ手段および上記トーンコントロール回路の一方に供給されるオーディオ信号を、複数ｎ個の帯域成分に分割して出力するｎ個のフィルタと、
このｎ個のフィルタからそれぞれ出力される帯域成分のレベルが、規定の期間にわたって基準レベル以上であるか否かをそれぞれ検出するｎ個の検出手段と
を有し、
上記ｎ個の検出手段のいずれかが、それに供給されている帯域成分のレベルが上記規定の期間にわたって上記基準レベル以上であることを検出したとき、この検出した検出手段に供給されている帯域成分に対応するオーディオ信号の帯域成分のレベルを、上記トーンコントロール回路において低下させる
ようにしたオーディオ装置
とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、パワーアンプに供給されるオーディオ信号の帯域成分が、所定の期間にわたって基準レベルを越えたとき、その基準レベルを越えた帯域成分のレベルを低下させているので、パワーアンプや電源部の発熱を抑えることができ、また、スピーカの発熱も抑えることができる。さらに、パワーアンプやスピーカにおける歪みの発生も抑えることができる。
【００１４】
そして、この場合、所定の期間にわたって基準レベルを越えた帯域成分だけ、そのレベルを低下させているので、スピーカから出力される再生音の音量変化が目立つことがなく、したがって、不自然な再生音となることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明をミニコンポに適用した場合の一例を示す。ただし、この図においては、簡単のため、２チャンネルステレオの一方のチャンネルについてのみ示す。
【００１６】
すなわち、ＣＤプレーヤやチューナなどの信号源（図示せず）から出力されるオーディオ信号が、外部入力端子１１Ａ〜１１Ｎを通じてファンクションスイッチ１２に供給され、それらオーディオ信号のうちの１つのオーディオ信号Ｓ12が選択されて取り出される。そして、この取り出されたオーディオ信号Ｓ12が、音量調整用の可変アッテネータ回路１３を通じ、さらに、トーンコントロール回路１４を通じてパワーアンプ１５に供給されてパワー増幅され、このパワー増幅されたオーディオ信号Ｓ15が出力端子１６を通じてスピーカ１７に供給される。
【００１７】
この場合、トーンコントロール回路１４は、これを通じるオーディオ信号Ｓ12を複数の周波数帯域、この例においては、低域、中域および高域の３つの帯域に分割し、その分割された帯域ごとに、レベル（利得）を上昇および下降させることができるように構成されている。
【００１８】
また、このオーディオ装置の制御回路としてマイクロコンピュータ２０が設けられる。このマイクロコンピュータ２０は、プログラムを実行するＣＰＵ２１、各種のプログラムの書き込まれたＲＯＭ２２、ワークエリア用のＲＡＭ２３、および外部とのインターフェイス回路（図示せず）などを有している。さらに、このマイクロコンピュータ２０には、各種の操作ボタン３１が接続され、マイクロコンピュータ２０からは操作ボタン３１の操作に対応した第１〜第３の制御信号が取り出される。
【００１９】
そして、その第１の制御信号がファンクションスイッチ１２にその制御信号として供給されて入力の切り換えが行われる。また、第２の制御信号が可変アッテネータ回路１３に供給されてオーディオ信号のレベルが制御され、したがって、音量の調整が行われる。さらに、マイクロコンピュータ２０からの第３の制御信号がトーンコントロール回路１４に供給され、このトーンコントロール回路１４を通じるオーディオ信号は、低域、中域および高域のレベルが独立に制御されて音質調整が行われる。
【００２０】
そして、特にこの発明においては、さらに次のように構成される。すなわち、ファンクションスイッチ１２からのオーディオ信号が、アンプ４１を通じて帯域フィルタ４２Ｌ、４２Ｍ、４２Ｈに供給される。これらフィルタ４２Ｌ〜４２Ｈは、トーンコントロール回路１４が扱う周波数帯域に対応するものであり、したがって、この例においては、フィルタ４２Ｌはローパスフィルタ、フィルタ４２Ｍはバンドパスフィルタ、フィルタ４２Ｈはハイパスフィルタとされている。
【００２１】
こうして、フィルタ４２Ｌからはオーディオ信号Ｓ12の低域成分ＳLが取り出され、フィルタ４２Ｍからはオーディオ信号Ｓ12の中域成分ＳMが取り出され、さらに、フィルタ４２Ｈからはオーディオ信号Ｓ12の高域成分ＳHが取り出される。そして、これらの信号成分ＳL、ＳM、ＳHが、マイクロコンピュータ２０のアナログ入力ポートＰA、ＰB、ＰCにそれぞれ供給される。
【００２２】
また、マイクロコンピュータ２０のＲＯＭ２２には、この発明における処理を実現するために、例えば図２に示すルーチン１００Ｌ（および１００Ｍ、１００Ｈ）が用意されている。このルーチン１００Ｌについては以下に詳述するが、ルーチン１００Ｌは、オーディオ信号Ｓ12の低域成分ＳLについて所定の処理を実行するものであり、ルーチン１００Ｍ、１００Ｈは、オーディオ信号Ｓ12の中域成分ＳMおよび高域成分ＳHについてそれぞれ所定の処理を実行するものである。そして、これらルーチン１００Ｌ〜１００Ｈは、ＣＰＵ２１により同時に実行される。なお、図２においては、ルーチン１００Ｌはこの発明に関係する部分だけを抜粋して示している。
【００２３】
すなわち、このオーディオ装置の電源をオンにすると、マイクロコンピュータ２０のＣＰＵ２１の処理がルーチン１００Ｌのステップ１０１からスタートし、次にステップ１０２において、可変アッテネータ回路１３により設定されている音量、つまり、可変アッテネータ回路１３により設定されている利得が所定値以上であるか否かが判別され、設定されている利得が規定値未満のときには（音量の設定が規定値未満のときには）、ステップ１０２が繰り返される。したがって、パワーアンプ１５から出力されるオーディオ信号Ｓ15のレベルが所定値以下に設定されているとき、すなわち、パワーアンプ１５の発熱が問題にならないときには、可変アッテネータ回路１３に設定されている利得が常にチェックされていることになる。
【００２４】
そして、操作ボタン３１のうちの音量を上昇させるボタンを操作したときには、この操作により可変アッテネータ回路１３に設定される利得が大きくなるが、この利得が所定値以上とされたとき（音量の設定が規定値以上とされたときには）、処理はステップ１０２からステップ１０３に進む。そして、このステップ１０３において、ローパスフィルタ４２Ｌから出力される低域成分ＳLが、アナログ入力ポートＰAを通じてマイクロコンピュータ２０に取り込まれ、次にステップ１０４において、その取り込まれた低域成分ＳLが基準レベル以上であるか否かが判別される。
【００２５】
この判別の結果、低域成分ＳLが基準レベル未満のときには、処理はステップ１０４からステップ１１１に進み、このステップ１１１において、監視フラグFMONLが“０”にリセットされるとともに、経過時間変数TPASSLが「０」にクリアされ、その後、処理はステップ１０２に戻る。
【００２６】
ここで、監視フラグFMONLは、低域成分ＳLのレベルを監視するためのフラグであり、低域成分ＳLが基準レベル以上のとき“１”とされる。また、経過時間変数TPASSLは、低域成分ＳLが基準レベルを連続して越えている期間を計測するための変数である。したがって、音量を大きくしても、低域成分ＳLが基準レベル未満のときには、ステップ１１１が繰り返されるだけである。
【００２７】
しかし、ステップ１０４において、低域成分ＳLが基準レベル以上のときには、処理はステップ１０４からステップ１０５に進み、このステップ１０５において、監視フラグFMONLがチェックされ、今の場合、ステップ１１１によりFMONL＝“０”なので、処理はステップ１０５からステップ１１２に進む。そして、このステップ１１２において、監視フラグFMONLが“１”にセットされ、その後、処理はステップ１０２に戻る。したがって、音量を大きくすることにより低域成分ＳLのレベルが所定値を越えると、監視フラグFMONLが“１”にセットされることになる。
【００２８】
すると、次に再びステップ１０５が実行されたとき、処理はステップ１０５からステップ１０６に進み、このステップ１０６において、経過時間変数TPASSLの示す時間が、規定の時間、例えば１秒以上であるか否かが判別され、今の場合、規定の時間に達していないので、処理はステップ１０６からステップ１１３に進み、このステップ１１３において、経過時間変数TPASSLが所定の大きさだけインクリメントされ、その後、処理はステップ１０２に戻る。
【００２９】
したがって、音量を大きくすることにより、低域成分ＳLが基準レベルを越えるとともに、その越えた状態が続くと、経過時間変数TPASSLがインクリメントされていくことになる。しかし、経過時間変数TPASSLがインクリメントされていっても、途中で低域成分ＳLが基準レベル未満になると、処理はステップ１０４からステップ１１１に進むので、経過時間変数TPASSLのインクリメント結果は「０」にクリアされることになり、次に低域成分ＳLが基準レベル以上となったとき、ステップ１１３により再び「０」からインクリメントされていくことなる。
【００３０】
しかし、音量を大きくすることにより、低域成分ＳLが基準レベルを越えるとともに、その越えた状態が規定の時間（例えば１秒）続くと、これがステップ１０６により判別され、処理はステップ１０６からステップ１０７に進み、このステップ１０７において、トーンコントロール回路１４が制御されて低域成分ＳLのレベルが所定の大きさだけ低下させられ、その後、処理はステップ１０８に進んでルーチン１００Ｌを終了する。
【００３１】
つまり、音量を大きくすることにより、低域成分ＳLが基準レベルを越える状態が規定の期間（例えば、１秒）続くと、パワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号Ｓ15の低域成分ＳLのレベルが抑えられ、以後、その状態が続く。
【００３２】
また、オーディオ信号Ｓ12の中域成分ＳMおよび高域成分ＳHについても、ルーチン１００Ｌ、１００Ｍが、低域成分ＳLについてのルーチン１００Ｌと同様に実行される。このとき、監視フラグおよび経過時間変数は、フラグFMONLおよび変数TPASSLに代わって、フラグFMONM、FMONHおよび変数TPASSM、TPASSHとされ、音量を大きくすることにより、中域成分ＳMまたは高域成分ＳHが基準レベルを越える状態が規定の期間続くと、パワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号Ｓ15の中域成分ＳMまたは高域成分ＳHのレベルが抑えられ、以後、その状態が続く。
【００３３】
なお、ステップ１０７によりレベルが低くされた低域成分ＳL、中域成分ＳMあるいは高域成分ＳHは、次に電源をオフからオンにしたとき、ファンクションスイッチ１２を切り換ええたとき、あるいはＣＤプレーヤを内蔵しているときには、ＣＤを交換したときや再生するトラックが変わったときなどに、トーンコントロール回路１４が制御されてもとのレベルに復帰させられる。
【００３４】
こうして、上述のオーディオ装置によれば、パワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号Ｓ12の低域成分ＳL、中域成分ＳMあるいは高域成分ＳHが、所定の期間にわたって基準レベルを越えたとき、その各帯域成分ＳL、ＳMあるいはＳHのうち、基準レベルを越えた帯域成分のレベルを低下させている。したがって、低域成分ＳL、中域成分ＳMあるいは高域成分ＳHが、所定の期間にわたって基準レベルを連続して超過しても、パワーアンプ１５や電源部（図示せず）の発熱を抑えることができ、また、スピーカ１７の発熱も抑えることができる。さらに、パワーアンプ１５やスピーカ１７における歪みの発生も抑えることができる。
【００３５】
そして、この場合、パワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号Ｓ12の低域成分ＳL、中域成分ＳMあるいは高域成分ＳHのうち、所定の期間にわたって基準レベルを越えた帯域成分だけ、そのレベルを低下させているので、スピーカ１７から出力される再生音の変化が目立つことがなく、したがって、不自然な再生音となることがない。
【００３６】
さらに、トーンコントロール回路１４を利用して帯域成分ＳL、ＳMあるいはＳHのレベルを低下させるようにしているので、帯域成分ＳL、ＳMあるいはＳHのレベルを低下させるための回路を追加する必要がない。
【００３７】
なお、上述において、マイクロコンピュータ２０にアナログ入力ポートがない場合には、フィルタ４２Ｌ〜４２Ｈから出力される帯域成分ＳL〜ＳHを、Ａ／Ｄコンバータ回路によりデジタルデータにＡ／Ｄ変換してからマイクロコンピュータ２０の入力ポートに供給すればよい。また、可変アッテネータ回路１３から出力されるオーディオ信号をフィルタ４２Ｌ〜４２Ｈに供給する場合には、ステップ１０２を省略することができる。
【００３８】
さらに、上述においては、パワーアンプ１５に供給されるオーディオ信号を、低域成分、中域成分および高域成分の３つの帯域に分割した場合であるが、トーンコントロール回路１４が例えばグラフィックイコライザ形式であってより多くの帯域成分に分割する場合にも、この発明を適用できる。また、ＡＶ機器のオーディオ出力部（パワーアンプ部）であれば、この発明を適用できる。
【００３９】
〔略語の一覧〕
Ａ／Ｄ：Analog to Digital
ＣＤ  ：Compact Disc
ＣＰＵ：Central Processing Unit
ＲＡＭ：Random Access Memory
ＲＯＭ：Read Only Memory
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一形態を示す系統図である。
【図２】この発明の一形態を示すフローチャートである。
【図３】この発明を説明するための系統図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１Ａ〜１１Ｎ…入力端子、１２…ファンクションスイッチ、１３…可変アッテネータ回路、１４…トーンコントロール回路、１５…パワーアンプ、１７…スピーカ、２０…マイクロコンピュータ、３１…操作ボタン、４２Ｌ…ローパスフィルタ、４２Ｍ…バンドパスフィルタ、４２Ｈ…ハイパスフィルタ
【図１】
2007028379.tif 000003
【図２】
2007028379.tif 000004
【図３】
2007028379.tif 000005