JP2014003508A - 携帯音声出力装置 - Google Patents

Abstract

【構成】携帯電話機１０はデジタル回路およびアナログ回路を含む音声回路（５４）および音声回路に電力を供給するＰＭＩＣ（５６）などを備え、イヤホンＥが接続される。アナログ回路とＰＭＩＣとは、アナログ回路用の電源ラインＶＤＤ_ＡＴ、デジタル回路用の電源ラインＤＶＤＤおよびＲＳＴ信号用の信号ラインによって接続される。電源ラインＶＤＤ_ＡＴには、コンデンサ（Ｃ１）および抵抗（Ｒ１）が並列状態で接続されている。音声回路の電源オフ処理が実行されると、電源ラインＶＤＤ_ＡＴによる電力の供給がオフにされ、コンデンサおよび抵抗による放電遅延時間が経過した後にＲＳＴ信号が音声回路に出力される。その後、音声回路がリセットされ、電源ラインＤＶＤＤによる電力の供給がオフにされる。
【効果】このような電源オフ処理を実行することで、イヤホンＥから出力されるポップノイズが抑えられる。
【選択図】図１

Description

この発明は、携帯音声出力装置に関し、特に音声回路を有する、携帯音声出力装置に関する。

音声回路を有する携帯音声出力装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の音声制御回路は、カラーテレビジョン受信器に利用されている。このカラーテレビジョン受信器は、音声切替ＩＣや、音声ミュート回路を内蔵する音声出力ＩＣなどを含む。音声ミュート回路には、スイッチとして動作し音声ミュートを制御するトランジスタが含まれている。このトランジスタは、電源スイッチと連動した反転スイッチが接続されている。そのため、電源スイッチがオフにされると音声ミュートが有効になり、電源スイッチがオンにされると音声ミュートが解除される。これにより、電源スイッチをオフにしたときのポップノイズ音がスピーカから出力されないように抑えられる。
特開２００３−２０４５９１号公報［H04R 3/00］

ところが、特許文献１の音声制御回路が携帯電話機に適用された場合、以下の問題が発生する。

携帯電話機は、電源をオン／オフするためのキーを有しているが、このキーが操作されても、携帯電話機の電源は即座にオン／オフされない。たとえば、電源がオンのときにキーが操作されると、電源オフ処理が実行された後に携帯電話機の電源がオフにされる。これは、ＲＡＭなどに一時的に記憶されているデータは、携帯電話機がオフにされる前に、フラッシュメモリに保存する必要があるからである。したがって、携帯電話機には電源を直接オン／オフする電源スイッチを設けることは出来ず、特許文献１の音声制御回路を携帯電話機に適用することは、根本的にできない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、携帯音声出力装置を提供することである。

この発明の他の目的は、ノイズの出力を抑えることが出来る、携帯音声出力装置を提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、音声回路、音声回路に接続され音声を出力するイヤホン、イヤホンから音声を出力するための電力を供給する電源ライン、電源ラインに接続されるコンデンサ、コンデンサに並列接続される抵抗、およびコンデンサと抵抗とによる放電遅延時間経過後に、音声回路にリセット信号を出力する出力部を備える、携帯音声出力装置である。

第１の発明では、携帯音声出力装置（１０：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）の音声回路（５４）は、デジタル回路およびアナログ回路などを含む。この音声回路には、イヤホン（Ｅ）が接続され、音声データの再生処理などが実行されると、イヤホンから音声が出力される。電源ライン（ＶＤＤ＿ＡＴ）は、たとえば音声回路のアナログ回路に電力を供給する。電源ラインには、コンデンサ（Ｃ１）および抵抗（Ｒ１，Ｒ３）が並列となるように接続されている。出力部（３０，５６）は、コンデンサと抵抗とによる放電遅延時間経過後に、音声回路にリセット信号を出力する。

第１の発明によれば、イヤホンから出力されるノイズが抑えられる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、抵抗に直列接続されるスイッチ（ＳＷ）をさらに備え、スイッチは、電源オフ処理中にオンされる。

第２の発明によれば、通常時は、抵抗に電流が流れないようにすることで、抵抗によって消費される電力を抑えることが出来る。

この発明によれば、ノイズの出力を抑えることが出来る。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例の携帯電話機を示す外観図である。 図２は図１に示す携帯電話機の電気的な構成を示す図解図である。 図３は図２に示すプロセッサ、音声回路およびＰＭＩＣの周辺の一例を示す図解図である。 図４は図３に示すＲＳＴ信号、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴ、点Ｐ１および点Ｐ２における電圧の時間的変化の一例を示す図解図である。 図５は図３に示すＲＳＴ信号、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴ、点Ｐ１および点Ｐ２における電圧の時間的変化の他の一例を示す図解図である。 図３は図２に示すプロセッサ、音声回路およびＰＭＩＣの周辺の他の一例を示す図解図である。

＜第１実施例＞
図１を参照して、この発明の一実施例の携帯電話機１０は、一例としてスマートフォンであり、縦長の扁平矩形のハウジング（筐体）１２を含む。ただし、この発明は、フィーチャーフォン、音楽プレーヤおよびタブレット端末など任意の携帯音声出力装置に適用可能であることを予め指摘しておく。

ハウジング１２の主面（表面）には、たとえば液晶や有機ＥＬなどのディスプレイ１４が設けられる。ディスプレイ１４の上には、タッチパネル１６が設けられる。したがって、この実施例の携帯電話機１０では、後述のハードキーの操作によるものを除く大部分の入力操作は、このタッチパネル１６を介して行われる。

ハウジング１２の縦方向一端の表面側にスピーカ１８が内蔵され、縦方向他端の表面側にマイク２０が内蔵される。タッチパネル１６と共に、入力操作手段を構成するハードキーとして、この実施例では、通話キー２２ａ、終話キー２２ｂおよびメニューキー２２ｃが設けられる。

たとえば、ユーザは、ディスプレイ１４に表示されたダイヤルキー（図示せず）に対して、タッチパネル１６によってタッチ操作を行うことで電話番号を入力でき、通話キー２２ａを操作して音声通話を開始することが出来る。終話キー２２ｂを操作すれば、音声通話を終了することが出来る。なお、ユーザは、この終話キー２２ｂを長押しすることによって、携帯電話機１０の電源をオン／オフすることが出来る。

また、メニューキー２２ｃを操作すれば、ディスプレイ１４にメニュー画面が表示され、その状態でディスプレイ１４に表示されているソフトキーやメニューアイコン（ともに図示せず）などに対して、タッチパネル１６によるタッチ操作を行うことによってメニューを選択し、その選択を確定させることが出来る。

ハウジング１２の側面にはイヤホンジャックが設けられており、そのイヤホンジャックにはイヤホンＥのプラグが挿入されている。たとえば、携帯電話機１０は音楽再生機能を有しており、図１に示すようにイヤホンＥが携帯電話機１０に接続されているときに音楽が再生されると、イヤホンＥから音声（音楽）が出力される。なお、図１では、ステレオ音声を出力するイヤホンＥを図示したが、他の実施例ではモノラルイヤホン、ハンズフリー用イヤホンおよびＰＴＴ(Push to Talk)用イヤホンなどが接続されてもよい。

図２を参照して、図１に示す実施例の携帯電話機１０は、コンピュータまたはＣＰＵと呼ばれるプロセッサ３０を含む。プロセッサ３０には、無線通信回路３２、Ａ／Ｄ変換器３６、Ｄ／Ａ変換器３８、入力装置４０、表示ドライバ４２、フラッシュメモリ４４、ＲＡＭ４６、タッチパネル制御回路４８、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）回路５０、音声回路およびＰＭＩＣ(Power Management IC：電源ＩＣ)５６などが接続される。

プロセッサ３０は、携帯電話機１０の全体制御を司る。記憶部として機能するＲＡＭ４６には、フラッシュメモリ４４に予め設定されているプログラムの全部または一部が使用に際して展開され、プロセッサ３０はこのＲＡＭ４６上のプログラムに従って動作する。なお、ＲＡＭ４６はさらに、プロセッサ３０のワーキング領域ないしバッファ領域として用いられる。

入力装置４０は、図１に示すタッチパネル１６、ハードキー２２ａ−２２ｃを含むものであり、操作部または入力部を構成する。ユーザが操作したハードキーの情報（キーデータ）はプロセッサ３０に入力される。

無線通信回路３２は、アンテナ３４を通して、音声通話やメールなどのための電波を送受信するための回路である。実施例では、無線通信回路３２は、ＣＤＭＡ方式での無線通信を行うための回路である。たとえば、ユーザがハードキー２２を操作して電話発信（発呼）を指示すると、無線通信回路３２は、プロセッサ３０の指示の下、電話発信処理を実行し、アンテナ３４を介して電話発信信号を出力する。電話発信信号は、基地局および通信網を経て相手の電話機に送信される。そして、相手の電話機において着信処理が行われると、通信可能状態が確立され、プロセッサ３０は通話処理を実行する。

Ａ／Ｄ変換器３６には図１に示すマイク２０が接続され、マイク２０からの音声信号はこのＡ／Ｄ変換器３６でデジタルの音声データに接続され、プロセッサ３０に入力される。一方、Ｄ／Ａ変換器３８にはスピーカ１８が接続される。Ｄ／Ａ変換器３８は、デジタルの音声データを音声信号に変換して、アンプを介してスピーカ１８に与える。したがって、音声データの音声がスピーカ１８から出力される。

なお、プロセッサ３０は、たとえばユーザによるボリューム調整の操作に応答して、Ｄ／Ａ変換器３８に接続されるアンプの増幅率を制御することによって、スピーカ１８から出力される音声の音量を調整することが出来る。

表示ドライバ４２はディスプレイ１４と接続される。プロセッサ３０から出力される画像データは表示ドライバ４２のＶＲＡＭに記憶され、表示ドライバ４２はＶＲＡＭのデータに対応する画像をディスプレイ１４に表示する。つまり、表示ドライバ４２は、プロセッサ３０の指示の下、当該表示ドライバ４２に接続されたディスプレイ１４の表示を制御する。また、ディスプレイ１４には、たとえばＬＥＤなどを光源とするバックライトが設けられており、表示ドライバ４２はプロセッサ３０の指示に従って、そのバックライトの明るさや、点灯／消灯を制御する。

タッチパネル制御回路４８には、図１に示すタッチパネル１６が接続される。タッチパネル制御回路４８は、タッチパネル１６に必要な電圧などを付与するとともに、タッチパネル１６に対するユーザによるタッチの開始を示す開始信号、ユーザによるタッチの終了を示す終了信号、およびユーザがタッチしたタッチ位置を示す座標データをプロセッサ３０に入力する。したがって、プロセッサ３０はこの座標データに基づいて、そのときユーザが操作したアイコンやキーを判断することが出来る。

実施例では、タッチパネル１６は、指などの物体が表面に接近して生じた電極間の静電容量の変化を検出する静電容量方式で、たとえば１本または複数本の指がタッチパネル１６に触れたことを検出する。また、タッチパネル１６は、ディスプレイ１４の画面内で、任意の位置を指示するためのポインティングデバイスである。タッチパネル制御回路４８はタッチパネル１６のタッチ有効範囲内でのタッチ操作を検出して、そのタッチ操作の位置を示す座標データをプロセッサ３０に出力する。つまり、ユーザは、タッチパネル１６の表面をタッチ、リリース、スライドおよびそれらの組み合わせた操作で、操作位置や、操作方向などを携帯電話機１０に入力する。

なお、タッチパネル１６の検出方式には、表面型の静電容量方式が採用されてもよいし、抵抗膜方式、超音波方式、赤外線方式および電磁誘導方式などが採用されてもよい。また、タッチ操作はユーザの指だけに限らず、スタイラスペンなどによって行われてもよい。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ回路５０には、アンテナ５２が接続されている。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ回路５０は、たとえばヘッドセットなどの通信機器との間に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ形式の近距離無線通信を確立する。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ形式の近距離無線通信には、マスタおよびスレーブの関係がある。

たとえば、マスタとして動作する携帯電話機１０が近距離無線通信を行うと、スレーブとして動作する通信機器を検索する。このとき、ヘッドセットがスレーブとして動作するように設定され、マスタ端末の接続要求に応答する「接続待機状態」に遷移していれば、マスタとして動作する携帯電話機１０は、スレーブとして動作するヘッドセットを発見することが出来る。携帯電話機１０がヘッドセットを発見すると、ヘッドセットに設定されたパスコード（ＰＩＮ）の入力が、ユーザに求められる。ユーザが正しいＰＩＮを入力した場合、携帯電話機１０とヘッドセットとの近距離無線通信が確立される。そして、通信が確立されると、ヘッドセットを利用してハンズフリー通話を行うことが出来る。

イヤホンＥのプラグがイヤホンジャックに挿入されていれば、音声回路５４は、音声信号ラインを介してイヤホンＥと接続される。また、音声回路５４は、音声信号を処理するためのデジタル回路および音声信号をＤ／Ａ変換するためのアナログ回路を含む。各回路に電力を供給するために、音声回路５４には、アナログ回路用の電源ラインＶＤＤ＿ＡＴおよびデジタル回路用の電源ラインＤＶＤＤが接続される。さらに、音声回路５４をリセットするためのＲＳＴ信号（リセット信号）用の信号ラインも、音声信号回路５４に接続される。つまり、音声回路５４は、これらのラインを介して、ＰＭＩＣ５６と接続される。

たとえば、音声データの再生処理が実行されたりすると、音声回路５４は起動する。このとき、音声回路５４には、音声データに基づく音声信号が入力され、入力された音声信号に対してデジタル回路で信号処理が施される。アナログ回路では音声信号に対してＤ／Ａ変換などが行われ、音声回路５４からイヤホンＥにアナログ音声信号が出力される。これにより、イヤホンＥから音声が出力される。また、音声回路５４は再生処理が終了するとスタンバイ状態となり、消費電力が抑えられる。

なお、音声回路５４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ形式の近距離無線通信が確立され、ヘッドセットを利用してハンズフリー通話が行われるときにも起動する。

ＰＭＩＣ５６は、二次電池５８と接続される。そして、ＰＭＩＣ５６は二次電池５８の電圧に基づく電力をシステム全体に供給する。たとえば、図２では、ＰＭＩＣ５６には、上述した電源ラインＶＤＤ＿ＡＴおよび電源ラインＤＶＤＤなどが接続されており、それぞれの電源ラインには電力が供給されている。また、ＰＭＩＣ５６は、プロセッサ３０の指示に従って、音声回路５４をリセットするためのＲＳＴ信号も出力することもある。

ここで、ＰＭＩＣ５６が電力をシステム全体に供給している場合には、電源オン状態と言うことにする。一方、ＰＭＩＣ５６が電力をシステム全体に供給していない場合には、電源オフ状態と言うことにする。ＰＭＩＣ５６は、電源オフ状態で、入力装置４０によって電源オン操作がされると起動され、電源オン状態で、入力装置４０による電源オフ操作がされると停止される。さらに、電源オフ状態であっても、ＰＭＩＣ５６は、外部電源が接続され、二次電池５８に電力が供給（充電）されると起動し、二次電池５８の満充電状態が検知されると停止する。また、「充電」とは、外部電源と接続され電力の供給を受け、二次電池５８が電気エネルギーを蓄えることを言う。

図３はプロセッサ３０、音声回路５４およびＰＭＩＣ５６の周辺を示す図解図である。なお、図３では、他のブロックについては図示を省略する。図３を参照して、ＰＭＩＣ５６に接続される電源ラインＶＤＤ＿ＡＴには、コンデンサＣ１が接続される。また、コンデンサＣ１に並列するように抵抗Ｒ１も電源ラインＶＤＤ＿ＡＴに接続される。なお、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１は、それぞれＧＮＤに接続される。

また、電源ラインＤＶＤＤにはコンデンサＣ２が接続され、ＲＳＴ信号が出力される信号ラインにはコンデンサＣ３が接続される。そして、コンデンサＣ２およびコンデンサＣ３はそれぞれＧＮＤに接続される。

また、音声回路５４とイヤホンＥとの間の音声信号ラインには、コンデンサＣ４が設けられており、コンデンサＣ４に抵抗Ｒ２が直列接続されている。

コンデンサＣ１，Ｃ２は、電源ラインのノイズを除去し、電源の電圧を安定させるために、各電源ラインに接続されている。また、コンデンサＣ３は、信号に含まれるノイズを除去するために、信号線に接続される。コンデンサＣ４は、イヤホンへ出力される音声信号におけるＤＣ成分を除去するために、音声信号ラインに設けられる。抵抗Ｒ２は、負荷調整のために調整のために音声信号ラインに接続される。

また、抵抗Ｒ１はプルダウン抵抗として、コンデンサＣ１と並列接続されている。この抵抗Ｒ１については、後述するためここでの詳細な説明は省略する。

ここで、従来の携帯電話機における音声回路５４の電源オフ処理について説明する。また、電源がオンの状態で終話キー２２ｂが長押しされると、携帯電話機１０の電源オフ処理が開始される。そして、この処理の一部として、音声回路５４の電源オフ処理が実行される。

音声回路５４の電源オフ処理が開始されると、プロセッサ３０はＰＭＩＣ５６に、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴから供給される電力の停止命令をＰＭＩＣ５６に出す。次に、プロセッサ３０はＰＭＩＣ５６にＲＳＴ信号の出力命令を出す。ＰＭＩＣ５６は、出力命令を受けるとＲＳＴ信号を出力し、音声回路５４をリセットする。そして、プロセッサ３０は、電源ラインＤＶＤＤから供給される電力の停止命令をＰＭＩＣ５６に出す。つまり、音声回路５４では、アナログ回路の電源がオフされた後にリセットされ、デジタル回路の電源がオフにされる。そして、従来の携帯電話機で、このような手順で音声回路５４がオフにされると、図４に示すように音声信号ラインにノイズが発生し、イヤホンＥからポップノイズが出力される。

図４を参照して、音声回路５４のアナログ回路は、スタンバイ状態では内部回路のインピーダンスが高く、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴから供給される電力が停止されても、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴの放電には時間がかかり、バイアス残存状態が続く。つまり、音声回路５４のアナログ回路に動作電圧が印加された状態が続く。この状態で、ＲＳＴ信号が出力されて音声回路５４がリセットされ、電源ラインＤＶＤＤから供給される電力が停止されると、アナログ回路の動作が不安定になり、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴの電圧が急激に落ちる。そのため、アナログ回路の出力、つまり音声信号ラインにおける点Ｐ１でノイズが発生する。このノイズは、コンデンサＣ４で減衰しきれず、音声信号ラインにおける点Ｐ２でも発生する。したがって、イヤホンＥからポップノイズが出力される。

これに対して、本実施例では、イヤホンＥから出力されるポップノイズを抑制できる。具体的には、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴの放電時間を短くし、かつ供給される電力が停止されてから、音声回路５４がリセットされるまでの放電遅延時間を管理することで、音声信号ラインにノイズが発生しないようにしている。

まず、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴの放電時間は、プルダウン抵抗、つまり抵抗Ｒ１を電源ラインＶＤＤ＿ＡＴに追加することで短くする。また、抵抗Ｒ１の抵抗値およびコンデンサＣ１の静電容量値から算出される時定数に基づいて、放電遅延時間が決められる。

たとえば、抵抗Ｒ１の抵抗値が４７ｋΩであり、コンデンサＣ１の静電容量値が６０μＦであり、抵抗Ｒ１の誤差が±１％、コンデンサＣ１の許容差が±２０％であるとき、放電遅延時間は２２３３ｍｓ〜３４１７ｍｓとすることができる。

また、プロセッサ３０は、所定時間でループする任意の処理の処理回数を利用して、放電遅延時間を計測することができる。具体的には、プロセッサ３０は、所定時間と所定回数の積が、およそ放電遅延時間となったときに終了する待機処理を実行することができる。

したがって、音声回路５４の電源オフ処理が開始されると、プロセッサ３０は、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴから供給される電力の停止命令を出した後に、上記の待機処理を実行してからＰＭＩＣ５にＲＳＴ信号の出力命令を出す。その結果、図５に示すように、ＲＳＴ信号が出力される前に、電源ラインＶＤＤ＿ＡＴの放電が終了するため、点Ｐ１，Ｐ２においてノイズが発生しなくなる。これにより、イヤホンＥから出力されるポップノイズを抑えることが出来る。

＜第２実施例＞
図６を参照して、第２実施例では、抵抗Ｒ１に代えて抵抗Ｒ３が設けられ、抵抗Ｒ３とＧＮＤとの間にスイッチＳＷがさらに設けられる。スイッチＳＷは、通常時はオフにされている。また、音声回路５４の電源オフ処理が実行されると、プロセッサ３０は、スイッチ信号を切り替えることで、スイッチＳＷをオンにする。そして、第１実施例と同様の手順で、リセット信号が出力されると、プロセッサ３０はスイッチ信号を再び切り替えることで、スイッチＳＷをオフにする。

このように、第２実施例では、通常時は、スイッチＳＷによって抵抗Ｒ３に電流が流れないようにされているため、抵抗Ｒ３によって消費される電力を抑えることができる。

なお、第２実施例では、スイッチＳＷが追加されているため、抵抗Ｒ３の抵抗値は抵抗Ｒ１の抵抗値よりも小さくすることが出来る。

また、第１実施例および第２実施例では、プロセッサ３０およびＰＭＩＣ５６は、まとめて出力部と呼ばれることもある。

また、他の実施例では、コンデンサＣおよび抵抗Ｒは、１つの素子ではなく、複数の素子に置き換えられてもよい。

また、本明細書中で挙げた、具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様変更などに応じて適宜変更可能である。

１０ … 携帯電話機
３０ … プロセッサ
５４ … 音声回路
５６ … ＰＭＩＣ
Ｅ … イヤホン
Ｒ１−Ｒ３ … 抵抗
Ｃ１−Ｃ４ … コンデンサ

Claims (2)

1. 音声回路、
   前記音声回路に接続され音声を出力するイヤホン、
   前記イヤホンから音声を出力するための電力を供給する電源ライン、
   前記電源ラインに接続されるコンデンサ、
   前記コンデンサに並列接続される抵抗、および
   前記コンデンサと前記抵抗とによる放電遅延時間経過後に、前記音声回路にリセット信号を出力する出力部を備える、携帯音声出力装置。
2. 前記抵抗に直列接続されるスイッチをさらに備え、
   前記スイッチは、前記電源オフ処理中にオンされる、請求項１記載の携帯音声出力装置。

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