(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンプと、
前記アンプに接続されたスピーカと、
前記アンプに所定の検査信号入力する入力手段と、
前記検査信号の入力に起因して発生する被検査信号に基づいて、前記スピーカが前記アンプに接続されているか否かを判断する制御判断手段と、
を備え、
前記被検査信号は、前記アンプに入力される電源ラインから抽出することを特徴とする、スピーカを備えた情報機器。
【請求項２】
前記入力手段は、前記アンプに接続された複数のスピーカに対して、順次、検査信号を入力することを特徴とする請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器。
【請求項３】
前記検査信号は、人間の可聴周波数帯域外の周波数成分、又は人間の可聴周波数帯域外で可聴周波数に近い周波数成分からなることを特徴とする請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器。
【請求項４】
前記被検査信号は、リップル分であり、
前記接続判断手段は、前記リップル分の信号レベルを検出することを特徴とする請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器。
【請求項５】
移動体に搭載されたアンプと前記アンプに接続されたスピーカとを備え、
移動体の始動時に前記アンプに所定の検査信号を入力する入力手段と、
前記検査信号の入力に起因して発生する被検査信号に基づいて、前記スピーカが前記アンプに接続されたか否かを判断する接続判断手段と、
を備え、
前記被検査信号は、前記アンプに入力される電源ラインから抽出することを特徴とするスピーカを備えた情報機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自己診断機能を有する情報機器に係り、特にスピーカがアンプに接続されているか否かを自動的に検出するようにしたスピーカを備えた情報機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機器間の接続が確実に成されているか否かを判断する技術が、多くの分野で採用されている。例えば、ナビゲーションシステムでは、ＧＰＳアンテナ、ビーコン、ジャイロユニット等がシステム本体に接続されているか、また車速パルスがシステム本体に入力されているか否かを判断する自己診断機能が標準的に搭載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車載用機器において、特にアンプとスピーカが確実に接続されているかを判断する場合は、実際に各スピーカから音を出して、使用者がそれを確認する必要があるが、前方左右のスピーカに加えて後方左右にスピーカを配置した場合は、どのスピーカから音が出ていないか、つまり、どのスピーカがアンプと接続されていないかを判断するのが非常に難しい。また、１つづつのスピーカから音を出すように操作を行い確認する場合は、作業に時間を要していた。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、その目的は、簡単な構成でアンプとスピーカが接続されているか否かを、機器自身が自己診断することが可能なスピーカを備えた情報機器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、アンプと、アンプに接続されたスピーカと、アンプに所定の検査信号入力する入力手段と、検査信号の入力に起因して発生する被検査信号基づいて、スピーカがアンプに接続されているか否かを判断する接続判断手段とを備えて構成する。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器であって、入力手段は、アンプに接続された複数のスピーカに対して、順次、検査信号を入力するように構成する。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器であって、検査信号は、人間の可聴周波数帯域外の周波数成分、又は人間の可聴周波数帯域外で可聴周波数に近い周波数成分からなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、請求項１に記載のスピーカを備えた情報機器であって、被検査信号は、アンプに入力される電源ラインから抽出するように構成する。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、請求項４に記載のスピーカを備えた情報機器であって、被検査信号は、リップル分であり、接続判断手段は、リップル分の信号レベルを検出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明に係るスピーカを備えた情報機器は、移動体に搭載されたアンプとアンプに接続されたスピーカとを備え、移動体の始動時にアンプに所定の検査信号を入力する入力手段と、検査信号の入力に起因して発生する被検査信号に基づいて、スピーカがアンプに接続されたか否かを判断する接続判断手段とを備えて構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照しつつ本発明の第1実施の形態によるスピーカを備えた情報機器１００の構成を以下に説明する。尚、図１は、情報機器１００を移動体である車載用機器として用いた場合のブロック図である。
情報機器１００は、例えば前方左右と後方左右に配置される４つのスピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳと、係る４つのスピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳを駆動する４つのパワーＩＣ１０ａ〜１０ｄと、各パワーＩＣ１０ａ〜１０ｄのリップル端子１３ａ〜１３ｄに接続され、リップル成分（後述する被検査信号）を抽出する４つの抽出回路２０ａ〜２０ｄと、各パワーＩＣ１０ａ〜１０ｄの入力端子１４ａ〜１４ｄに信号（後述する検査信号）を入力する入力手段としての入力切換回路２２と、抽出回路２０ａ〜２０ｄの出力電圧に基づいて、各スピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが各アンプ１２ａ〜１２ｄに接続されているか否かを判断する接続判断手段であるマイコン２３と、マイコン２３の動作プログラム等が予め記憶されているＲＯＭ２４と、メッセージ等を表示する表示部２５と、バッテリ２６と電源回路２７とで構成している。
【００１２】
４つのパワーＩＣ１０ａ〜１０ｄは、夫々に電子ボリューム１１ａ〜１１ｄと電力増幅用のアンプ１２ａ〜１２ｄが内蔵され、夫々にリップル端子１３ａ〜１３ｄが設けられた同一回路のＩＣである。各パワーＩＣ１０ａ〜１０ｄの電子ボリューム１１ａ〜１１ｄは、マイコン２３により個別に制御される。４つのパワーＩＣ１０ａ〜１０ｄは、個別に設けられた電源端子１８ａ〜１８ｄからバッテリ２６の電源が電源回路２７を介して供給される。
【００１３】
また、各リップル端子１３ａ〜１３ｄに接続された抽出回路２０ａ〜２０ｄは、後述するように同一回路で構成され、係る出力電圧は、マイコン２３に供給される。
【００１４】
情報機器１００は、各アンプ１２ａ〜１２ｄに夫々スピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが接続されているか否かを自己診断する際に、各ＩＣ１０ａ〜１０ｄの入力端子１４ａ〜１４ｄに入力する信号として検査信号を用いている。この検査信号は、自己診断中にスピーカＦＬＳから出力される音が使用者に聴取できないようにするため、人間の可聴周波数帯域外の周波数（２０〜５０ｋＨｚ）であり、例えば３０ｋＨｚの矩形波信号であって、マイコン２３の内部で発振回路を構成し、生成したものである。また、矩形波としたのは、マイコン２３で簡単に生成することができるためであり、検査信号に正弦波を用いても後述する同様の効果を得ることができる。また、被検査信号は、パワーＩＣ１０ａ〜１０ｄに入力する検査信号に起因して各リップル端子１３ａ〜１３ｄに出力されるリップル成分を示している。
【００１５】
情報機器１００は、各パワーＩＣａ〜１０ｄのリップル端子１３ａ〜１３ｄに発生（漏出）する被検査信号を各抽出回路２０ａ〜２０ｄで抽出し、各抽出回路２０ａ〜２０ｄの出力電圧で各アンプ１２ａ〜１２ｄに夫々スピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが接続されているか否かを自己診断するようにしている。そこで、これらの動作を図２及び図３を用いて詳細に説明する。尚、図２は、図１に示す情報機器１００を構成する４つのパワーＩＣ１０ａ〜１０ｄの内、前面左スピーカＦＬＳを駆動するパワーＩＣ１０ａの要部回路構成とバッテリ２６と電源回路２７を抽出して示した図である。また、図３は、抽出回路２０ａの動作を説明するためのものであり、図２に加えてマイコン２３から供給される検査信号を切換える入力切換回路２２と、被検査信号を抽出する抽出回路２０ａとを示した。
【００１６】
図２に示すようにパワーＩＣ１０ａは、バッテリ２６から電源回路２７を介して電源が供給される。パワーＩＣ１０ａは、電源回路２７のキースイッチＫＳＷがＯＮされることで、電子ボリューム１１ａやアンプ１２ａ等に電源の電圧であるＶｃｃ電圧が供給される。アンプ１２ａは、通常信号入力端子ＩＮと、基準電圧端子ＲＥＦを有し、信号入力端子ＩＮに電子ボリューム１１ａからの信号が供給される。また、基準電圧端子ＲＥＦは、Ｖｃｃ電圧を抵抗分割して得られた電圧が供給されると共に、リップル端子１３ａに接続されている。パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａは、基準となる直流電圧を基準電圧端子ＲＥＦに供給する必要があるため、電源回路２７のリップル分を除去する平滑用コンデンサＣｒの接続用に設けられている。
【００１７】
パワーＩＣ１０ａは、入力端子１４ａから入力される信号を電子ボリューム１１ａを介してアンプ１２ａに供給し、アンプ１２ａに接続されたスピーカＦＬＳを駆動する。アンプ１２ａは、入力される信号に追従して駆動電流を電源端子１８ａ、出力端子１６ａ、スピーカＦＬＳ、出力端子１７ａの経路で供給する。パワーＩＣ１０ａは、出力信号が大きくなりアンプ１２ａの駆動電流が大きくなると、電源端子１８ａからアンプ１２ａの駆動電流に見合った電流が供給されることで、スピーカＦＬＳから大きな信号を出力することが可能となる。電源回路２７は、駆動インピーダンスがゼロで出力インピーダンスが無限大であれば、パワーＩＣ１０ａの駆動電流に対して安定に電流を供給することができるが、バッテリ２６から長い配線材（電源ライン）で接続されているので、バッテリ２６を含めた電源ラインの電源インピーダンスが大きくなる。このような場合、パワーＩＣ１０ａのＶｃｃ電圧は、アンプ１２ａの駆動電流に応じて僅かな電圧変動が生じる。
【００１８】
上述したように、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａは、Ｖｃｃ電圧を抵抗分割して基準電圧を作り出している端子であるが、Ｖｃｃ電圧に電圧変動が生じると、平滑コンデンサＣｒでは完全に除去することができなかったリップル成分が出力される。このリップル成分は、アンプ１２ａに入力される信号に起因した成分であると共に、駆動電流の大きさに応じた振幅で出力される。つまり、アンプ１２ａに例えば１ｋＨｚが供給されれば、１ｋＨｚが平滑された波形で出力される。また、リップル成分は、駆動電流が大きければ大きく、駆動電流が小さければ小さく出力される。
【００１９】
従って、リップル端子１３ａに出力されるリップル成分は、パワーＩＣ１０ａの出力端子１６ａ、１７ａに接続されたスピーカＦＬＲが断線、或は配線が外れた場合、パワーＩＣ１０ａに大きな入力信号が供給された場合でもスピーカＦＬＳを介して大きな駆動電流が流れないので、小さくなる。つまり、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａに出力される信号を正確に抽出し、抽出された信号レベルの大きさを監視すれば、スピーカＦＬＲが断線、或は配線が外れたか否かを判断することができる。そこで、本発明の情報機器１００は、図３に示す抽出回路２０ａを用いることで、リップル端子１３ａに出力される信号を正確に抽出するようにしている。
【００２０】
抽出回路２０ａは、図３に示すように増幅器２１と、結合コンデンサＣ１と、検波用ダイオードＤと、高周波フィルタＣ２、Ｒ２とで構成され、リップル端子１３に増幅器２１が接続され、抽出回路２０の出力はマイコン２３に接続されている。
【００２１】
パワーＩＣ１０ａは、電子ボリューム１１ａがマイコン２３により定格ボリューム位置に設定され、入力端子１４ａに定格入力の検査信号が供給されると、スピーカＦＬＳに定格電力の信号が出力される。この時、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａには、被検査信号が出力される。パワーＩＣ１０ａの入力端子１４ａに定格入力を供給した時、リップル端子１３ａに出力される定格時の被検査信号の信号レベルは、略５０ｍＶＰ−Ｐである。
【００２２】
抽出回路２０ａは、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａから出力される被検査信号を増幅器２１で増幅し、これをダイオードＤで振幅検波した後、高周波フィルタＣ２、Ｒ１で高周波成分を除去して直流電圧の状態でマイコン２３に供給する。抽出回路２０ａは、リップル端子１３ａの被検査信号を振幅検波しているので、被検査信号の信号レベルが大きければ高い直流電圧が、被検査信号の信号レベルが小さければ低い直流電圧が出力される。
【００２３】
例えば、スピーカＦＬＳが断線、或は配線が外れた場合は、上述したようにパワーＩＣ１０ａの入力端子１４ａに定格入力を供給した場合であっても、アンプ１２ａの駆動電流は減少するので、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａに出力される被検査信号の信号レベルも減少する。この時、リップル端子１３ａに出力される被検査信号の信号レベルは、入力端子１４ａに定格入力を供給した時の信号レベルに対して凡そ１／３程度となる。
【００２４】
マイコン２３は、パワーＩＣ１０ａの入力端子１４ａに定格入力を供給した時に抽出回路２０ａから出力される直流電圧と、スピーカＦＬＳが断線、或は配線が外れた時に抽出回路２０ａから出力される直流電圧とを明確に区別することができるので、抽出回路２０ａから出力される直流電圧に対して例えばしきい値を設け、所定のしきい値以上であれば、スピーカＦＬＳが正常に接続され、所定のしきい値以下であれば、スピーカＦＬＳが断線、或は配線が外れた状態であると判断することが可能となる。
【００２５】
従って、情報機器１００は、各抽出回路２０ａ〜２０ｄから出力される直流電圧を監視することで、各アンプ１２ａ〜１２ｄと各スピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが接続されているか否かを自己診断することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の第1実施の形態によるスピーカを備えた情報機器１００の動作を図１及び図４に示す動作フロー図を用いて説明する。尚、図４に示す動作フローは、キースイッチＫＳＷがＯＦＦの状態でもバックアップされたマイコン２３の動作フロー図であり、予めＲＯＭ２４に記憶された動作プログラムである。従って、この動作プログラムは、使用者によりキースイッチＫＳＷがＯＮされ、情報機器１００の始動時に自動的に実行される。また、この動作フロー図は、４つのスピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが断線、或は配線が外れているか否かを判断する自己診断プログラムであり、前方左側スピーカＦＬＳ、前方右側スピーカＦＲＳ、後方左側スピーカＲＬＳ、後方右側スピーカＲＲＳの順に自己診断が行われる。
【００２７】
先ず、スピーカを備えた情報機器１００のマイコン２３は、ステップＳ１０において、キースイッチＫＳＷがＯＮされるか否かを監視し、キースイッチＫＳＷがＯＮされされない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１０の監視動作を継続する。マイコン２３は、ステップＳ１０において、キースイッチＫＳＷがＯＮされたと判断された場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１１に移行する。次いで、マイコン２３は、ステップＳ１１において、パワーＩＣ１０のアンプ１２が安定状態にあるか否かを監視する。アンプ１２は、基準電圧が供給され、これに伴い所定のアイドル電流が供給されることで安定状態に入るので、例えば中点電圧を監視するか、或は所定の時間待機することで安定状態と判断することができる。従って、マイコン２３は、アンプ１２が安定状態に無いと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ１１の監視動作を継続する。また、マイコン２３は、アンプ１２が安定状態に有ると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１２に移行する。
【００２８】
マイコン２３は、ステップＳ１２において、検査信号を入力切換回路２２に供給すると共に、入力切換回路２２を例えば前方左側スピーカＦＬＳの駆動用のパワーＩＣ１０ａ側に切換えた後、ステップＳ１３に移行する。そして、マイコン２３は、ステップＳ１３において、パワーＩＣ１０ａの電子ボリューム１１ａを定格ボリューム位置に設定した後、ステップＳ１４に移行する。そして、マイコン２３は、ステップＳ１４において、パワーＩＣ１０ａのリップル端子１３ａに接続されている抽出回路２０ａの出力電圧を確認する。マイコン２３は、抽出回路２０ａから供給される出力電圧でスピーカＦＬＳが正常に接続されているか否かを診断し、この診断結果と、ステップＳ１２で選択したパワーＩＣ１０の番号を図示しないＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１５に移行する。
【００２９】
マイコン２３は、ステップＳ１５において、全ての診断動作が終了したか否かを判断（ｎ＝３？）するためのカウンタを設定する。カウンタは、キースイッチＫＳＷがＯＮされた時を初期値（ｎ＝０）とし、ステップＳ１５を１回実行する毎に１つ加算（ｎ＝ｎ＋１）するように構成している。従って、マイコン２３は、カウンタの数（自己診断するべき回路数、この事例では４回路とした。）を監視することで、全ての診断動作が終了したか否かを判断することができる。マイコン２３は、ステップＳ１５において、診断動作が終了していないと判断された場合（ＮＯ）は、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２以降の診断動作を繰り返し実行する。
【００３０】
つまり、マイコン２３は、ステップＳ１２で検査信号をパワーＩＣ１０ｂに供給し、ステップＳ１３で電子ボリューム１１ｂを定格ボリューム位置に設定し、ステップＳ１４で抽出回路２０ｂの出力電圧を確認し、ステップＳ１５で診断動作が終了したか否かを判断し、同様の診断動作をパワーＩＣ１０ｃ及びパワーＩＣ１０ｄに対して実行することで、４つのパワーＩＣ１０ａ〜１０ｄに対する抽出回路２０ａ〜２０ｄの出力電圧の結果から、４つのスピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳが正常に接続されているか否かを診断することができる。そして、マイコン２３は、ステップＳ１５において、診断動作が終了したと判断された場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１６に移行する。マイコン２３は、ステップＳ１５において、上記診断動作の結果、異常が認められない場合は「異常なし」、異常が認められた場合は、例えば「後方右側スピーカが接続されていません」と表示するか或は、音声により報知する。そして、一連の診断動作を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第1実施の形態によるスピーカを備えた情報機器１００は、移動体として用いられた場合は、その始動時にアンプに接続されている複数のスピーカに対して、順次、検査信号を入力し、その検査信号の入力に起因して発生する被検査信号の信号レベルを抽出し、抽出した出力電圧に基づいてスピーカがアンプに接続されているかを判断することができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態によるスピーカを備えた情報機器１５０の構造を図５に示すブロック図に基づき説明する。尚、図５は、図１に示したブロック図と同様の機能を有する部分には同一の符号を付してある。
【００３３】
本発明の第２の実施形態によるスピーカを備えた情報機器１５０は、１つのパワーＩＣ１０に４つの電子ボリューム１１ａ〜１１ｄと４つのアンプ１２ａ〜１２ｄが内蔵された時の構成を示した。パワーＩＣ１０は、４つのアンプ１２ａ〜１２ｄの各基準電圧端子がパワーＩＣ１０の内部で共通に接続されているので、リップル端子１３は１箇所である。従って、抽出回路２０は、一つ有れば良い。上記動作フロー図で説明したように、本発明の実施形態によるスピーカを備えた情報機器１００は、検査信号をパワーＩＣ１０に供給し、そのパワーＩＣ１０のリップル端子１３に出力される被検査信号を抽出回路２０ａで抽出し、その出力電圧でスピーカが正常に接続されているか否かを診断し、この診断結果と共に、選択したパワーＩＣ１０の番号をＲＡＭに記憶するようにしている。従って、検査信号を供給した時に得られる被検査信号は、検査信号を供給したパワーＩＣ１０に起因して出力されたものである。つまり、本発明の第２の実施形態によるスピーカを備えた情報機器１５０において、パワーＩＣ１０のリップル端子１３に出力される被検査信号は、検査信号が供給されたアンプ１２に起因して出力されたものと判断することができる。従って、１つのパワーＩＣの場合は、１つの抽出回路２０を設けるだけで４つのスピーカＦＬＳ、ＦＲＳ、ＲＬＳ、ＲＲＳに対する自己診断が可能となる。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態のよるスピーカを備えた情報機器は、車載用機器とした場合の例で説明したが、これに限定されず、家庭用でも業務用でも同様の効果を得ることができる。また、４つのスピーカを例に説明したが、スピーカの数に限定されない。
【００３５】
また、本発明の実施の形態のよるスピーカを備えた情報機器は、アンプに所定の検査信号入力する入力手段として入力切換回路を設けて構成したが、係る入力切換回路を用いずに構成しても良い。つまり、マイコンから４つのパワーＩＣに同時に検査信号を入力し、自己診断するパワーＩＣの電子ボリュームを定格ボリューム位置に設定し、自己診断が終了した後に電子ボリュームを最小ボリューム位置に戻すように構成すれば、複数のスピーカの内、１つのスピーカにだけ検査信号が供給されることになり、上記同様の診断結果が得られる。
【００３６】
また、検査信号をマイコンで発生させるように構成したが、外部回路で発振器を構成しても良い。また、発振周波数は、２０〜５０ｋＨｚに限定されず、人間の可聴周波数帯域外の周波数成分であれば良く、可聴周波数帯域外の低周波を用いて構成しても良いし、更に可聴周波数帯域外でも可聴周波数に近い周波数成分で構成しても良い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、スピーカを備えた情報機器は、アンプに可聴周波数帯域外の周波数を検査信号として入力し、検査信号に起因して発生する被検査信号を簡単な構成の抽出回路で抽出し、抽出回路から出力される信号レベルの大きさで、スピーカがアンプに接続されているか否かを判断するように構成したので、実際に音を聴取することなく自己診断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるスピーカを備えた情報機器のブロック図。
【図２】本発明のスピーカを備えた情報機器の動作を説明するのに用いた図。
【図３】本発明のスピーカを備えた情報機器に用いられる抽出回路の動作を説明するのに用いた図。
【図４】本発明の第１実施形態によるスピーカを備えた情報機器の動作フロー図。
【図５】本発明の第２実施形態によるスピーカを備えた情報機器のブロック図。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｄ・・・パワーＩＣ
１１ａ〜１１ｄ・・・電子ボリューム
１２ａ〜１２ｄ・・・アンプ
１３ａ〜１３ｄ・・・リップル端子
１４ａ〜１４ｄ・・・入力端子
２０ａ〜２０ｄ・・・抽出回路
２２・・・入力切替回路
２３・・・マイコン
２４・・・ＲＯＭ
２５・・・表示部
２６・・・バッテリ
２７・・・電源回路
【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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