(57)【要約】      （修正有）【課題】電源部に市販の蓄電手段を用いるワイヤレス送信機において、電源供給を中断することなく蓄電手段を交換でき、長時間にわたって連続的に送信できるようにする。【解決手段】電源部２０は、電気的に並列として着脱自在に装着される電池１，２ごとに、電池１，２の電圧を送信機本体が必要とする動作電源電圧に変換して送信機本体に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１を含む電源供給回路２１０，２２０を備え、制御部３０は、電池１，２の残存電圧を監視し、その残存電圧が所定の閾値電圧より低下した電池検出した場合には、その電池を特定して表示部４０に交換を促す電池交換警告表示を行い、電池交換時には、電池が接続されているＤＣ−ＤＣコンバータにより、送信機本体が必要とする動作電源電圧を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信手段を有する送信機本体と、蓄電手段より上記送信機本体に所定の動作電源を供給する電源部と、上記電源部の電圧を監視する制御部と、上記制御部により駆動される表示部とを含むワイヤレス送信機において、
上記電源部は、上記電源部に対して電気的に並列として着脱自在に装着される複数の蓄電手段ごとに、上記蓄電手段の電圧を上記送信機本体が必要とする動作電源電圧に変換して上記送信機本体に供給するＤＣ−ＤＣコンバータを含む電源供給回路を備え、
上記制御部は、上記各蓄電手段の残存電圧を監視し、上記残存電圧が所定の閾値電圧より低下した上記蓄電手段を検出した場合には、その蓄電手段を特定して上記表示部に交換を促す表示を行うことを特徴とするワイヤレス送信機。
【請求項２】
上記制御部は、上記閾値電圧よりも所定電圧だけ高く設定された第２閾値電圧を備え、上記各蓄電手段の残存電圧がほぼ同時に上記第２閾値電圧に至った場合には、その時点で上記表示部にいずれか一つの蓄電手段の交換を促す表示を行う請求項１に記載のワイヤレス送信機。
【請求項３】
上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力段に、上記送信機本体側に向かう方向を順方向とする整流器が接続される請求項１または２に記載のワイヤレス送信機。
【請求項４】
上記閾値電圧は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが動作を維持できる下限電圧以上の電圧に設定される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のワイヤレス送信機。
【請求項５】
上記蓄電手段として、電池もしくは電気二重層キャパシタが用いられる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のワイヤレス送信機。
【請求項６】
上記送信機本体が、デシタル化されたワイヤレスマイクロホンである請求項１ないし５のいずれか１項に記載のワイヤレス送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス送信機に関し、さらに詳しく言えば、長時間にわたって連続的に使用できる電源部を備えたワイヤレス送信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス送信機は、電源コードを引き回す必要がないという点で使い勝手がよいが、他方において、蓄電手段としての例えば電池を電源として動作するため、電池が消耗した場合には、交換なり充電しなければならないという煩わしさがある。
【０００３】
特に、ワイヤレスマイクロホンでは、例えばステージや録音スタジオなどでの使用中に電池切れが生ずると、進行上大きな問題となる。そのため、ワイヤレス送信機には、通常、電池切れ対策が施されている。
【０００４】
その一例として、特許文献１に記載の発明では、電池は劣化が進行するにつれて充電完了時から電圧が低下するまでの時間が短くなるという特性に着目して、タイマにより充電完了時から電圧が所定値まで低下する時間を計時して、電池が劣化していると判定された場合に表示部に電池交換を促すメッセージを表示するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明では、送信機本体の電池収納部に電池パックをスライド可能に装着し得るようにし、電池収納部にそのスライド方向に沿った２箇所に接続端子を配置するとともに、電池パック側にはその接続端子に摺接可能な帯状の端子を形成し、電池交換時には、電池切れとなった電池パックを外す方向にスライドさせながら、充電済みの電池パックを装着方向にスライドさせることにより、電源供給を中断させることなく電池パックの交換を可能としている。
【０００６】
また、特許文献３に記載の発明では、現在使用中の電池の電圧が所定レベル以下に低下した場合には、その電池に別に設けられている電圧出力端子と、送信機本体に別に設けられている外部電源端子とをケーブルで接続して現在使用中の電池を送信機本体から外したのち、送信機本体に充電済みの電池を装着するようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−９４６６１号公報
【特許文献２】特開平８−１６２０７７号公報
【特許文献３】特許第３３４２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の発明によれば、電池切れ状態がユーザに表示されるが、電池交換時には電源の供給が中断されてしまうという問題がある。
【０００９】
この点、特許文献２，３に記載の発明によれば、電源供給を中断させることなく電池交換を行うことができるが、そのいずれもが、送信機本体および電池に特殊な端子を設ける必要があり、市販されている電池をそのまま使用することができない。
【００１０】
さらには、電池残量は見た目では分からないため、電池を交換する際、古い電池と新しい電池とが混在しているような場合、電池残量が少ない古い電池を誤って装着することがある。このような場合、電池交換したにもかかわらず、早期に電池切れ状態を招くことがあり、ユーザーにとっては安心して使用することができない。
【００１１】
そのため、ワイヤレスマイクロホンの場合、公演や各種イベントなどで長時間にわたって使用する際には、電池残量の多いワイヤレスマイクロホンを別に待機させておき、いつでも交換できるように手だてしておく必要があり、機材を管理するうえで煩わしいという問題がある。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、電源部に市販されている蓄電手段を用いるワイヤレス送信機において、電源供給を中断することなく蓄電手段を交換でき、長時間にわたって連続的に送信できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、無線送信手段を有する送信機本体と、蓄電手段より上記送信機本体に所定の動作電源を供給する電源部と、上記電源部の電圧を監視する制御部と、上記制御部により駆動される表示部とを含むワイヤレス送信機において、上記電源部は、上記電源部に対して電気的に並列として着脱自在に装着される複数の蓄電手段ごとに、上記蓄電手段の電圧を上記送信機本体が必要とする動作電源電圧に変換して上記送信機本体に供給するＤＣ−ＤＣコンバータを含む電源供給回路を備え、上記制御部は、上記各蓄電手段の残存電圧を監視し、上記残存電圧が所定の閾値電圧より低下した上記蓄電手段を検出した場合には、その蓄電手段を特定して上記表示部に交換を促す表示を行うことを特徴としている。
【００１４】
本発明の好ましい態様によれば、上記制御部は、上記閾値電圧よりも所定電圧だけ高く設定された第２閾値電圧を備え、上記各蓄電手段の残存電圧がほぼ同時に上記第２閾値電圧に至った場合には、その時点で上記表示部にいずれか一つの蓄電手段の交換を促す表示を行う。
【００１５】
また、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力段に、上記送信機本体側に向かう方向を順方向とする整流器（ダイオード）が接続される。また、上記閾値電圧は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが動作を維持できる下限電圧以上の電圧に設定される。
【００１６】
また、上記蓄電手段として、電池のほかに静電容量の大きな電気二重層キャパシタが用いられてもよい。本発明は、使用中に電池切れ状態となることがもっとも恐れられるワイヤレスマイクロホン、とりわけ消費電力が大きなデシタル化されたワイヤレスマイクロホンに好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電源部に複数の蓄電手段（例えば、市販されている単三電池などであってよい）が電気的に並列として着脱自在に装着されるが、各蓄電手段ごとに、その蓄電手段の電圧を送信機本体が必要とする動作電源電圧に変換して送信機本体に供給するＤＣ−ＤＣコンバータを含む電源供給回路が設けられているとともに、制御部の残存電圧監視機能により、残存電圧が所定の閾値電圧より低下した蓄電手段が検出され、表示部にその蓄電手段の交換を促す表示がなされるため、ユーザーはその表示により蓄電手段の交換時期を知ることができる。また、交換のため電圧が低下した蓄電手段を外しても、残されている蓄電手段の電圧がＤＣ−ＤＣコンバータにて送信機本体が必要とする動作電源電圧に変換されて送信機本体に供給されるため、電源供給が中断されることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図１ないし図６により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明をワイヤレスマイクロホンに適用した実施形態を示すブロック図，図２は電源部の構成を示す回路図，図３ないし図６は電源部の動作説明図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明によるワイヤレス送信機は、基本的な構成として、送信機本体１０，電源部２０，制御部３０および表示部４０を備えるが、ワイヤレスマイクロホンの場合、送信機本体１０には、信号源としてマイクロホンユニット１１が設けられる。
【００２０】
マイクロホンユニット１１から出力される音声は、信号処理部１２で増幅，フィルタ，圧縮などの各処理が行われる。デジタル信号の場合には符号化，誤り訂正などの各処理が行われる。次に、変調部１３で伝送路に適した変調（アナログならば例えばＦＭ変調，デジタルの場合には例えばＰＳＫ変調）が行われる。
【００２１】
そして、次段の周波数変換部１４で伝送路に効率的に輻射するために高周波に変換されるとともに、増幅部１５で所定に増幅されてアンテナ１６から電波として送信される。なお、赤外線式の場合には、アンテナ１６に代えて赤外線発光ダイオードが用いられる。
【００２２】
図２を参照して、電源部２０には、複数の蓄電手段が電気的に並列として着脱自在に装着される。この例では、蓄電手段として２本の電池１，２が用いられているが、静電容量が大である電気二重層キャパシタが用いられてもよい。
【００２３】
電池１，２は、市販されている例えば単三型，単四型などの電池をそのまま用いることができる。電池１，２は、一次電池，二次電池のいずれであってもよく、電源部２０の図示しない電池ケースに着脱自在に格納される。また、使用する電池は３本以上であってもよい。
【００２４】
電源部２０は、各電池１，２ごとに、電源供給回路２１０，２２０を備える。すなわち、電池１用として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１と、整流器２１２とを直列に含む電源供給回路２１０が設けられ、また、電池２用として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２１と、整流器２２２とを直列に含む電源供給回路２２０が設けられる。本発明において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１には、直流増幅機能を有するものと、直流減衰機能を有するものとが含まれる。
【００２５】
使用する電池が３本以上の場合でも、その各々にＤＣ−ＤＣコンバータを含む電源供給回路が設けられる。また、この例では、電池１，２をそれぞれ１本の電池としているが、例えば、複数本の電池を直列および／または並列に組み合わせた集合電池を電池１，２として用いてもよい。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１は同一仕様で、電池１，２のいずれか一方が外され片側だけの場合でも、最低限ワイヤレスマイクロホンの送信機本体１０を所定時間（例えば１０分程度）駆動し得る電力駆動能力を有するものを用いる。
【００２７】
電源供給回路２１０，２２０から出力される電源は合成されて、送信機本体１０に対してそのシステム電源（動作電源）として供給されるが、整流器２１２，２２２は、一方のＤＣ−ＤＣコンバータから他方のＤＣ−ＤＣコンバータに電流が回り込まないようにするため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１の出力側に、送信機本体１０側に向かう方向を順方向として接続される。整流器２１２，２２２には、好ましくはショットキーダイオードが用いられる。
【００２８】
電池１，２の電圧は、図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御部３０に入力される。制御部３０は電圧監視機能を有し、入力された電池電圧Ｖとあらかじめ設定されている所定の閾値電圧（電池交換設定電圧）Ｖｒｅｆとを比較し、Ｖ＜Ｖｒｅｆ（もしくはＶ≦Ｖｒｅｆ）になった時点で、表示部４０に電池交換警告信号を送出し、電池１，２のうち、どちらの電池を交換する必要があるかを表示させる。
【００２９】
制御部３０には、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）やマイクロコンピュータが用いられてよい。また、表示部４０には、液晶パネルやプラズマディスプレイなどが用いられてよいが、場合によっては、電池１，２の各々に対応する発光ダイオードなどの表示ランプを設けて、Ｖ＜Ｖｒｅｆとなった側の電池の表示ランプを点灯もしくは点滅させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、図３ないし図６により、本発明の動作について説明する。図３は、電池１，２ともに満充電（定格電圧に充電されている状態）もしくは満充電に近い状態のときの動作を示している。
【００３１】
この例において、ワイヤレスマイクロホンの電源仕様は、公称電圧１．５Ｖの単三アルカリ電池２本（電池１，２）で、送信機本体１０を正常に動作させるのに必要とされるシステム電源は、直流電圧３．３Ｖ，直流電流２００ｍＡであるとする。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１が動作を維持できる下限電圧は例えば０．８Ｖであり、制御部３０には、その下限電圧０．８Ｖが閾値電圧Ｖｒｅｆとして設定されている。
【００３２】
図３に示すように、電池１は１．５Ｖ，電池２は１．４５Ｖであるとすると、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１はともに動作上十分余裕があり、設計電圧の３．５Ｖをそれぞれ出力し、整流器２１２，２２２での電圧降下分（０．２Ｖ）を減じた３．３Ｖ，２００ｍＡを送信機本体１０に給電している。この状態では、電池１，２ともに十分な電池残量を有しているため、制御部３０は電池交換警告を発しない。
【００３３】
図４は、ワイヤレスマイクロホンの使用に伴って電池が消耗し、電池１が０．９Ｖ，電池２が０．８Ｖになった状態を示している。このとき、電池２側のＤＣ−ＤＣコンバータ２２１は、設計電圧の３．５Ｖを安定的に出力できない状態に近づくため、制御部３０は電池２の残存電圧が閾値電圧である０．８Ｖを下回った時点で、表示部４０を駆動して電池２の交換警告を表示する。
【００３４】
図５は、表示部４０の電池２の交換警告表示にしたがって、ユーザーにより電池２が取り外され交換中の状態を示しており、電池１は０．９Ｖで、電池２側は交換中で電池が接続されていないため０Ｖである。
【００３５】
このとき、電池１側のＤＣ−ＤＣコンバータ２１１から設計電圧の３．５Ｖが連続的に出力されるため、電池交換中においても、ワイヤレスマイクロホンを正常に使用することができる。この場合、電池１は、電池１，２の２本駆動時に比べると消耗は早いが１０分程度はもつため、余裕をもって電池を交換することができる。
【００３６】
図６は、図５に引き続いて、新品である１．５Ｖもしくは１．５Ｖに充電された電池２を交換した状態を示している。電池１は消耗しつつも０．８５Ｖ，電池２は１．５Ｖで、いずれも閾値電圧の０．８Ｖ以上であるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１，２２１はともに、安定的に設計電圧の３．５Ｖを出力する。なお、新しい電池２を装着した時点で、制御部３０は表示部４０より電池交換警告表示を消す。
【００３７】
その後、電池１が消耗して残存電圧が閾値電圧の０．８Ｖを下回ると、制御部３０は、表示部４０に電池１の電池交換警告を表示する。電池１の交換中、今度は電池２側のＤＣ−ＤＣコンバータ２２１より設計電圧の３．５Ｖが安定的に出力される。
【００３８】
なお、希ではあるが、電池１，２の残存電圧がほぼ同一電圧で、しかもその消耗進行速度もほぼ同一である場合には、同時に閾値電圧Ｖｒｅｆ（上記の例では０．８Ｖ）となることが予想される。
【００３９】
このような事態に対処するため、電池１，２の残存電圧がほぼ同時に、第２閾値電圧としての例えば０．８５Ｖに達した時点（ＤＣ−ＤＣコンバータがまだ動作的に余裕がある時点）で、いずれか一方の電池交換警告表示を行うようなプログラムを制御部３０に書き込んでおくことが好ましい。
【００４０】
以上説明したように、本発明によれば、電源供給が中断されることがないため、ワイヤレスマイクロホンを長時間にわたって連続的に使用することができる。したがって、従来のように、電池切れに備えて、電池残量の多いワイヤレスマイクロホンを別に待機させておく必要がなくなる。
【００４１】
また、電池交換時に誤って電池残量が少ない電池を装着した場合や、やむを得ず電池残量がアンバランスである電池を組合せて使用しなければならない場合でも、本発明によれば、上記したのと同様に、ワイヤレスマイクロホン（送信機）を連続的に使用することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、蓄電手段を有する電源部より長時間にわたって、送信機本体が必要とするシステム電源（動作電源）を連続的に供給することが可能であることから、本発明は、特に多くの消費電力を必要とするワイヤレスマイクロホンのデジタル化（多機能化，高処理能力化など）にとって好適であり、ワイヤレスマイクロホンシステムに多くのアプリケーションを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、上記した実施形態のワイヤレスマイクロホンのほかに、携帯電話機や携帯情報端末など、蓄電手段を電源として動作するワイヤレス送信機（もしくは送受信機）などに広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明をワイヤレスマイクロホンに適用した実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明により構成される電源部の構成を示す回路図。
【図３】上記電源部の動作説明図。
【図４】上記電源部の動作説明図。
【図５】上記電源部の動作説明図。
【図６】上記電源部の動作説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１，２  電池
１０  送信機本体
１１  マイクロホンユニット
１２  信号処理部
１３  変調部
１４  周波数変換部
１５  増幅部
１６  アンテナ
２０  電源部
２１０，２２０  電源供給回路
２１１，２２１  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１２，２２２  整流器
３０  制御部
４０  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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