JP2011004329A - 音響機器および音響機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音響機器への外部機器の接続状態を検出することによるオーディオ諸性能への影響を低減し、外部機器の接続による不具合を確実に検出して、自機器の保護を図る。
【解決手段】外部機器接続端子１１を介して入力された外部機器１３の出力音声信号を処理するＤＳＰ１９を備えた車載音響機器１２において、外部機器接続端子１１を介して外部機器１３の出力音声信号が入力される外部音声入力回路１８と、外部機器接続端子１１に接続された外部機器１３の接続状態を検出する接続状態検出回路２１と、外部機器接続端子１１に接続状態検出回路２１を接続するとともに、接続状態検出回路の検出結果に基づいて、外部機器１３の接続状態が正常である場合に、接続状態検出回路２１に代えて外部音声入力回路１８を外部機器接続端子１１に接続するコントローラー１５および切替スイッチ１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音響機器および音響機器の制御方法に係り、特に外部の音響機器を外部機器として接続可能な外部機器接続端子を有する音響機器および音響機器の制御方法に関する。

従来、音響機器としての車載音響機器においては、ＣＤプレーヤー、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）プレーヤーなどの外部機器を外部機器接続端子（例えば、ＡＵＸ端子）に接続して車載スピーカーから出力するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２には、映像音響機器において特定種別の信号（コンポジットビデオ入力信号）を伝送する第１の端子にプラグが接続されているか否かを検出し、第１の端子にプラグが接続されているか否かに応じて、共用端子として構成されている第２の端子において伝送する信号の種別（コンポーネント入力信号群あるいはコンポジットビデオ出力信号と音声出力信号との組み合わせのいずれか）を切り替えることにより、簡易な構成により自動で共用端子の入出力信号を切り替える構成が開示されている。

ところで、上述したような音響機器において、外部機器とつながる音声（入力）ラインの状態を検出するために、音声ラインの接続状態を検出する場合、接続状態検出回路を音声ライン（あるいは映像ライン）に介挿し、あるいは、並列に接続する構成を採ることとなっていた。
このため、音響機器において、接続した外部機器の音声を再生する際に、接続状態検出回路の影響を受けて、Ｓ／Ｎや歪率と云ったオーディオ等の諸特性に影響を及ぼす可能性が有り、音質等の音響性能を重視した音響機器においては、接続状態検出回路の検出機能をオーディオの諸特性に影響を及ぼさない範囲に限定し、あるいは、接続状態検出回路そのものを設けない構成を採っていた。

特開２００１−１２８２８０号公報 特開２００４−０８０６５４号公報

しかしながら、接続状態検出回路の検出機能をオーディオの諸特性に影響を及ぼさない範囲に限定し、あるいは、音声ライン状態検出回路そのものを設けない場合には、外部機器の接続に起因する不具合を検出することができない可能性があり、音響機器が外部機器の接続に起因して発生した不具合によりダメージを受けてしまう可能性があった。
具体的には、外部機器の接続に起因して発生する不具合としては、天絡、地絡、入力短絡等が挙げられ、これらの不具合を検出することができない場合には、それらの影響が音響機器に及んでしまう可能性があった。

そこで、本発明の目的は、音響機器への外部機器の接続状態を検出することによるオーディオ諸性能への影響を低減し、さらには天絡、地絡、入力短絡等の外部機器の接続による不具合を確実に検出して、自機器の保護を図ることが可能な音響機器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第１態様は、外部機器が接続される外部機器接続端子と、前記外部機器接続端子を介して入力された前記外部機器の出力音声信号を処理する信号処理回路と、を備えた音響機器において、前記外部機器接続端子を介して外部機器の出力音声信号が入力される外部音声入力回路と、前記外部機器接続端子に接続された外部機器の状態を検出する接続状態検出回路と、前記外部機器接続端子に前記接続状態検出回路を接続するとともに、接続状態検出回路の検出結果に基づいて、前記外部機器の接続状態が正常である場合に、前記接続状態検出回路に代えて前記外部音声入力回路を前記外部機器接続端子に接続する接続切替回路と、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、接続切替回路は、外部機器接続端子に接続状態検出回路を接続するとともに、接続状態検出回路の検出結果に基づいて、外部機器の接続状態が正常である場合に、接続状態検出回路に代えて外部音声入力回路を外部機器接続端子に接続するので、外部機器接続端子に接続状態検出回路を接続した場合には、外部機器接続端子から外部音声入力回路は切り離され、外部機器接続端子に外部音声入力回路を接続した場合には、外部機器接続端子から接続状態検出回路は切り離される。
したがって、接続状態検出回路の動作が外部音声入力回路の動作に影響を与えることはなく、音響機器の外部機器の接続状態を検出することによるオーディオ諸性能への影響を低減することが可能となる。さらに外部機器の接続状態が非正常状態である場合には、外部音声入力回路には外部接続端子を介して外部機器が接続されることはないため、天絡、地絡、入力短絡等の外部機器の接続による不具合から、自機器の保護を確実に図ることができる。

本発明の第２態様は、第１態様において、前記接続状態検出回路は、前記外部機器の状態として、前記外部機器接続端子から入力される入力信号の電圧レベルを検出し、前記状態判別制御回路は、前記電圧レベルに基づいて、前記外部機器の接続による天絡状態あるいは地絡状態を検出することを特徴とする。
上記構成によれば、状態判別制御回路は、状態検出回路が検出した電圧レベルに基づいて、外部機器の接続による天絡状態、地絡状態あるいは入力短絡状態を検出するので、外部機器の天絡状態、地絡状態あるいは入力短絡状態により、信号処理回路が破損することもない。

本発明の第３態様は、外部機器が接続される外部機器接続端子と、前記外部機器接続端子を介して入力された前記外部機器の出力音声信号を処理する信号処理回路と、前記外部機器接続端子を介して外部機器の出力音声信号が入力される外部音声入力回路と、前記外部機器接続端子に接続された外部機器の接続状態を検出する接続状態検出回路と、を備えた音響機器の制御方法において、前記外部機器接続端子に前記接続状態検出回路を接続し、前記外部機器接続端子に接続された外部機器の接続状態が正常か否かを検出する接続状態検出過程と、前記外部機器の接続状態が正常である場合に、前記接続状態検出回路に代えて前記外部音声入力回路を前記外部機器接続端子に接続する接続切替過程と、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、外部機器接続端子に接続状態検出回路を接続して外部機器の接続状態が正常か否かを検出し、外部機器の接続状態が正常である場合に、接続状態検出回路に代えて外部音声入力回路を外部機器接続端子に接続するので、接続状態検出回路の動作が外部音声入力回路の動作に影響を与えることはなく、音響機器の外部機器の接続状態を検出することによるオーディオ諸性能への影響を低減することが可能となる。

本発明によれば、音響機器への外部機器の接続状態を検出することによるオーディオ諸性能への影響を低減することができる。
さらに、天絡、地絡、入力短絡等の外部機器の接続による不具合を確実に検出して、音響機器の保護を図ることができる。

車載音響システムの概要構成ブロック図である。 切替スイッチ、外部音声入力回路および接続状態検出回路の具体的回路構成の説明図である。 外部機器の接続状態を自己診断する際の処理フローチャートである。 外部機器再生の処理フローチャートである。

次に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、車載音響システムの概要構成ブロック図である。
車載音響システム１０は、大別すると、外部機器接続端子１１を有し、各種音声信号を処理して、増幅音声信号を出力する車載音響機器１２と、車載音響機器１２の外部機器接続端子に接続される外部機器１３と、増幅音声信号ＳＡＡが入力され、音響出力を行うスピーカーユニット１４と、を備えている。
車載音響機器１２は、大別すると、コントローラー１５と、チューナー１６と、ＣＤプレーヤー１７と、外部音声入力回路１８と、入力音声の信号処理を行うＤＳＰ１９と、アンプ２０と、接続状態検出回路２１と、ディスプレイ２２と、切替スイッチ２３を備えている。

コントローラー１５は、車載音響機器マイクロコンピューターとして構成され、当該コントローラー１５を中枢的に制御する図示しないＭＰＵと、制御プログラムを含む各種データを予め記憶した図示しないＲＯＭと、各種データを一時的に記憶する図示しないＲＡＭと、アナログ信号が入力される後述するＡ／Ｄ入力端子と、を備えている。
チューナー１６は、ＡＭ放送およびＦＭ放送を受信可能に構成され、受信信号を処理してラジオ再生信号をＤＳＰ１９のラジオ信号入力端子ＴＲＤに出力する。
ＣＤプレーヤー１７は、セットされたＣＤの再生を行い、ＣＤ再生信号をＤＳＰ１９のＣＤ信号入力端子ＴＣＤに出力する。

外部音声入力回路１８は、外部機器接続端子１１を介して外部機器１３から入力された入力音声信号を処理して外部音声入力信号をＤＳＰ１９の外部音声入力端子ＴＡＸに出力する。
ＤＳＰ１９は、入力切替スイッチ１９Ａを有し、入力切替スイッチ１９Ａを介して入力された信号に対応する入力音声の信号処理を行ってアンプ２０に出力する。
アンプ２０は、ＤＳＰ１９が出力した処理済音声信号を増幅し、増幅音声信号ＳＡＡとしてスピーカーユニット１４に出力する。
接続状態検出回路２１は、外部機器の接続状態を検出し、コントローラー１５に後述する状態検出信号を出力する。
ディスプレイ２２は、コントローラー１５の制御下で各種情報を表示することとなる。
切替スイッチ２３は、外部機器接続端子１１に外部音声入力回路あるいは接続状態検出回路２１のいずれかを排他的に接続する接続切替回路として機能する。

次に外部音声入力回路および接続状態検出回路について詳細に説明する。
図２は、切替スイッチ、外部音声入力回路および接続状態検出回路の具体的回路構成の説明図である。
外部機器接続端子１１は、正極側接続端子１１Ａと、負極側接続端子１１Ｂと、を備えている。
切替スイッチ２３は、正極側接続端子１１Ａに接続された第１切替スイッチ２３Ａと、負極側接続端子１１Ｂに接続された第２切替スイッチ２３Ｂと、を備えている。この場合において、正極側接続端子１１Ａと第１切替スイッチ２３Ａとの接続点とグランドとの間には、入力信号安定化用のコンデンサーＣ１が設けられ、負極側接続端子１１Ｂと第２切替スイッチ２３Ｂとの接続点とグランドとの間には、入力信号安定化用のコンデンサーＣ２が設けられている。

外部音声入力回路１８は、正極側接続端子１１Ａと、負極側接続端子１１Ｂとの間に接続された外部機器１３からの入力信号の差動増幅を行い、増幅信号を絶縁状態でＤＳＰ１９の外部音声入力端子ＴＡＸに出力するものであり、差動増幅器として構成された絶縁（アイソレーション）アンプ３１と、絶縁アンプ３１の非反転入力端子−反転入力端子間の電位差を所定の電位差以上に保持するための抵抗ｒ０と、一端が第１切替スイッチ２３Ａの出力端子に接続された入力カップリングコンデンサーＣ３と、一端が入力カップリングコンデンサーＣ３の他端に接続され、他端が絶縁アンプ３１の非反転入力端子に接続された第１入力抵抗ｒ１と、一端が第２切替スイッチ２３Ｂの出力端子に接続された入力カップリングコンデンサーＣ４と、一端が入力カップリングコンデンサーＣ４の他端に接続され、他端が絶縁アンプ３１の反転入力端子に接続された第２入力抵抗ｒ２と、絶縁アンプ３１の非反転入力端子に１／２バイアス電圧を印加する際の電流制限を行う電流制限抵抗ｒ３と、フィードバック抵抗ｒ４と、を備えている。

接続状態検出回路２１は、コントローラー１５のアナログ／ディジタルポート用電源が供給される電源入力端子ＴＰＷとグランドとの間に接続され、正極側接続端子１１Ａに印加された電圧を分圧する分圧回路を構成するプルアップ抵抗Ｒ１，プルダウン抵抗Ｒ３と、コントローラー１５のアナログ／ディジタルポート用電源とグランドとの間に接続され、負極側接続端子１１Ｂに印加された電圧を分圧する分圧回路を構成するプルアップ抵抗Ｒ２，プルダウン抵抗Ｒ４と、正極側接続端子１１Ａ側からの入力電流の制限を行う電流制限抵抗Ｒ５と、負極側接続端子１１Ｂ側からの入力電流の制限を行う電流制限抵抗Ｒ６と、電流制限抵抗Ｒ５の一端に接続された正極側信号検出端子ＴＰＬと、電流制限抵抗Ｒ６の一端に接続された負極側信号検出端子ＴＭＮと、電源入力端子ＴＰＷと正極側信号検出端子ＴＰＬとの間に接続されたダイオードＤ１と、電源入力端子ＴＰＷと負極側信号検出端子ＴＭＮとの間に接続されたダイオードＤ２と、を備えている。

次に実施形態の動作について説明する。
図３は、外部機器の接続状態を自己診断する際の処理フローチャートである。
初期状態において、切替スイッチ２３は、接続状態検出回路２１側に接続されているものとする。したがって、外部機器接続端子１１を介して切替スイッチ２３に外部機器１３が接続されたとすると、切替スイッチ２３の第１切替スイッチ２３Ａおよび第２切替スイッチ２３Ｂを介して、外部機器１３が、接続状態検出回路２１に接続されることとなる。

まず、コントローラー１５は、外部機器接続端子１１に外部機器１３が接続されているか否かを接続状態検出回路２１を介して判別する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の判別において、外部機器接続端子１１に外部機器１３が接続されていない場合には、自己診断処理を終了する。
一方、外部機器接続端子１１に外部機器１３が接続されている場合には、外部機器１３から正極側接続端子１１Ａおよび第１切替スイッチ２３Ａを介して接続状態検出回路２１に流れる電流は、分圧回路を構成するプルアップ抵抗Ｒ１，プルダウン抵抗Ｒ３により分圧され、正極側信号検出端子ＴＰＬに印加される。
同様に、外部機器１３から負極側接続端子１１Ｂおよび第２切替スイッチ２３Ｂを介して接続状態検出回路２１に流れる電流は、分圧回路を構成するプルアップ抵抗Ｒ２，プルダウン抵抗Ｒ４により分圧され、負極側信号検出端子ＴＭＮに印加される。

この結果、コントローラー１５は、ステップＳ１１の判別において、外部機器接続端子１１に外部機器が接続されていると判別し（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、正極側信号検出端子ＴＰＬに印加された電圧と、負極側信号検出端子ＴＭＮに印加された電圧と、の差電圧が入力電圧となり、当該入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１１の判別において、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲内である場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、コントローラー１５は、外部機器１３の接続状態は正常であり、音声入力ラインは正常であると判別して（ステップＳ１３）、自己診断処理を終了する。

ステップＳ１２の判別において、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲外である場合には（ステップＳ１２；Ｎｏ）、コントローラー１５は、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲未満であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４の判別において、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲未満である場合には（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、コントローラー１５は、外部機器１３、すなわち、音声入力ラインが地絡状態あるいは入力短絡状態であると判別して（ステップＳ１５）、自己診断処理を終了する。

ステップＳ１４の判別において、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲未満ではない場合、すなわち、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲を超えている場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、コントローラー１５は、外部機器１３、すなわち、音声入力ラインが天絡状態であると判別して（ステップＳ１６）、自己診断処理を終了する。

図４は、外部機器再生の処理フローチャートである。
自己診断処理が終了したコントローラー１５は、自己診断の結果、外部機器１３の接続状態は正常であり、ＯＫであったか否かを判別する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１の判別において、外部機器１３の接続状態は正常であり、ＯＫであった場合には、コントローラー１５は、切替スイッチ２３を外部音声入力回路１８側に切り替える（ステップＳ２２）。

これにより、外部機器１３からの出力信号は、入力カップリングコンデンサーＣ３、Ｃ４を介して、絶縁アンプ３１の非反転入力端子−反転入力端子間に印加され、ＤＳＰ１９の外部音声入力端子ＴＡＸに出力される。
この結果、ＤＳＰ１９は、外部音声入力端子ＴＡＸを介して入力された信号（アナログ信号）を一旦、アナログ／ディジタル変換し、イコライジング処理、トーンコントロール処理、スピーカー補正処理、コンプレッション処理、フェード・バランス処理、サラウンド（音場）処理等の各種信号処理を施した後、ディジタル／アナログ変換を行って、アンプ２０に出力する。

アンプ２０は、ＤＳＰ１９の出力信号（アナログ信号）の増幅を行って増幅音声信号ＳＡＡとしてスピーカーユニット１４に出力し、スピーカーユニット１４から音響出力がなされることとなる。
一方、ステップＳ２１の判別において、外部機器１３の接続状態が異常である場合、すなわち、天絡、地絡あるいは入力短絡を検出した場合には、外部機器１３による再生を継続することはできないので、コントローラー１５は、切替スイッチ２３を外部音声入力回路１８側に切り替えることなく、ディスプレイ２２に異常状態表示を行う（ステップＳ２４）。この結果、ユーザーは、外部機器１３の接続状態あるいは動作状態の確認を迅速に行うことができ、状況に応じて、外部機器１３を外部機器接続端子１１から取り外すこととなるので、車載音響機器１２への無用な負担、ひいては、車載音響システム１０への無用な負担を強いることなく対処が可能となる。

以上の説明のように、本実施形態によれば、外部機器１３の音声入力機能を有する車載音響機器１２において、外部機器１３の接続状態を検出する接続状態検出回路２１と、外部音声入力回路１８あるいは接続状態検出回路２１を排他的に外部機器接続端子１１に接続する切替スイッチ２３を設けているので、外部機器１３が正常に接続されていない場合には、外部機器１３が外部音声入力回路１８、ひいては、ＤＳＰ１９に接続されることはないので、外部機器１３の動作不良あるいは外部機器１３の接続不良から外部音声入力回路１８、ＤＳＰ１９およびアンプ２０を保護することが可能となる。
また、外部機器１３が正常に接続された場合には、外部機器１３の音声入力ラインは、接続状態検出回路２１から電気的に分離されているため、外部音声入力回路１８、ＤＳＰ１９およびアンプ２０は、接続状態検出回路２１の影響を受けることはなく、オーディオ諸性能を損なうことがない。

以上の説明においては、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲未満である場合には、外部機器１３からの音声入力ラインが地絡状態あるいは入力短絡状態であると判別し、入力電圧が外部機器１３が正常に接続された場合に相当する適正電圧範囲を超えている場合には天絡と判別していたが、外部機器１３の音声出力回路構成がＤＣ結合となっている場合などには、必ずしも上記判別条件を満たすわけではないので、接続状態検出回路２１の回路構成、定数、コントローラー１５の状態検出用のしきい値などを考慮して判別条件を定める必要がある。

以上の説明においては、異常検出時には、ディスプレイ２２に異常状態表示を行う構成を採っていたが、これに加えて、あるいは、これに代えて音声により異常状態を告知するように構成することも可能である。

以上の説明においては、車載音響システムを例として説明したが、外部機器の接続端子を有する据置型音響システムであっても同様に適用が可能である。

１０ 車載音響システム
１１ 外部機器接続端子
１２ 車載音響機器
１３ 外部機器
１５ コントローラー（接続切替回路）
１８ 外部音声入力回路
１９ ＤＳＰ（信号処理回路）
２１ 接続状態検出回路
２３ 切替スイッチ（接続切替回路）
２３Ａ 第１切替スイッチ
２３Ｂ 第２切替スイッチ

Claims (3)

1. 外部機器が接続される外部機器接続端子と、前記外部機器接続端子を介して入力された前記外部機器の出力音声信号を処理する信号処理回路と、を備えた音響機器において、
   前記外部機器接続端子を介して外部機器の出力音声信号が入力される外部音声入力回路と、
   前記外部機器接続端子に接続された外部機器の状態を検出する接続状態検出回路と、
   前記外部機器接続端子に前記接続状態検出回路を接続するとともに、接続状態検出回路の検出結果に基づいて、前記外部機器の接続状態が正常である場合に、前記接続状態検出回路に代えて前記外部音声入力回路を前記外部機器接続端子に接続する接続切替回路と、を備えたことを特徴とする音響機器。
2. 請求項１記載の音響機器において、
   前記接続状態検出回路は、前記外部機器の状態として、前記外部機器接続端子から入力される入力信号の電圧レベルを検出し、
   前記状態判別制御回路は、前記電圧レベルに基づいて、前記外部機器の接続による天絡状態、地絡状態あるいは入力短絡状態を検出することを特徴とする音響機器。
3. 外部機器が接続される外部機器接続端子と、前記外部機器接続端子を介して入力された前記外部機器の出力音声信号を処理する信号処理回路と、前記外部機器接続端子を介して外部機器の出力音声信号が入力される外部音声入力回路と、前記外部機器接続端子に接続された外部機器の接続状態を検出する接続状態検出回路と、を備えた音響機器の制御方法において、
   前記外部機器接続端子に前記接続状態検出回路を接続し、前記外部機器接続端子に接続された外部機器の接続状態が正常か否かを検出する接続状態検出過程と、
   前記外部機器の接続状態が正常である場合に、前記接続状態検出回路に代えて前記外部音声入力回路を前記外部機器接続端子に接続する接続切替過程と、
   を備えたことを特徴とする音響機器の制御方法。

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