JP2020014151A - 拡声システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電力低下時の情報伝達の不足を補う拡声システムを提供する。【解決手段】 拡声システムは、拡声する複数のスピーカをそれぞれ駆動する複数の電力増幅部と、前記電力増幅部に電力を供給するバッテリの状態を監視するバッテリ電圧検出部と、前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて前記電力増幅部の出力を制御するアンプ制御部とを備えている。また、この拡声システムは、前記バッテリから前記電力増幅部への電力供給をオンまたはオフする電源スイッチを備え、前記アンプ制御部は、前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて、前記電源スイッチをオンまたはオフする制御を行う。【選択図】 図２

Description

この発明は、スピーカを用いて音声による情報伝達用を行う拡声システムに関するものであり、特に、停電時にバッテリ駆動により使用継続する拡声システムに関するものである。

従来の拡声システムにおいて、停電時に動作を継続するために必要な電力を供給するバッテリを搭載し、その停電補償時間内の運用を可能とするものがあった。

また、スピーカ制御方法としては、特許文献１の様にハイパワー出力制御を行い、電力増幅部の過負荷を防止する電力増幅装置としては、コスト低減を図るもの等があった。

特開２００８−７２１５７号公報（第１図）

防災行政用途等で使用される情報伝達用等の拡声システムにおいても、災害や事故による停電時にスピーカ駆動用アンプがバッテリ駆動されるシステムである場合、停電時間が長時間継続する状況で運用を継続することには問題点があった。

この発明は、停電時間が長時間継続する状況で運用を継続することによりバッテリが徐々に消費され、その蓄電容量が不足した際は、電力不足によりスピーカが起動できず、全ての重要な放送が音声出力されないという問題点を解消するスピーカアンプ駆動方式を得ることを目的としている。

本発明は、拡声する複数のスピーカをそれぞれ駆動する複数の電力増幅部と、
前記電力増幅部に電力を供給するバッテリの状態を監視するバッテリ電圧検出部と、
前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて前記電力増幅部の出力を制御するアンプ制御部とを備えたことを特徴とする拡声システムである。

以上のように、この発明によれば災害や事故等の停電により外部からの電源供給が止まり、バッテリにより運用を継続した場合、継続運用することでバッテリ容量が減少しても残容量に応じて、アンプの出力を制御することで、消費電力を減らし、最低限の情報伝達（音声出力）を継続、または運用時間の延長ができるという効果がある。

本発明の実施の形態１に係る拡声システムの構成を示す図。 拡声用スピーカアンプ駆動設備の詳細構成を示す図。 停電補償時間に対するバッテリ蓄電容量の比較例を示すグラフ。 停電補償時間に対するバッテリ蓄電容量の実施例を示すグラフ。 本発明の実施の形態２に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図。 本発明の実施の形態３に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図。 本発明の実施の形態４に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る拡声システムの構成を示す図である。拡声用スピーカアンプ駆動設備の設置形態は、拠点Aのように単独設置（４a）や中央拠点と通信手段２で接続して連携して運用される構成（４b、４c）がある。拠点Bは通信手段３aとして無線を利用した場合であり、中央拠点からの音声情報によりスピーカを拡声することができる。また、拠点Cでは、通信手段３b として有線を利用した場合で、動作は拠点Bと同様である。拡声用スピーカアンプ駆動設備は本設備内のマイク、音声回路から放送設備１の音声情報の拡声が可能である。

図２は、拡声用スピーカアンプ駆動設備の詳細構成を示す図である。外部電源入力部１０は電源回路１１とバッテリ（蓄電池）１２に接続される。バッテリ電圧検出部１７はバッテリ（蓄電池）の電圧監視を行い、その監視情報を基にアンプ制御部１８で制御信号を生成し、電力増幅器（アンプ）１５a、１５b 、１５c の電源が電源スイッチ１９a、１９b 、１９c を介してＯＮ／ＯＦＦ制御する。その制御を受けたスピーカ１６a 、１６b 、１６c はマイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号を拡声する。

次に、本発明の実施の形態１による拡声システムの動作を、図２を用いて説明する。

まず、外部電源入力部１０は電源回路１１に接続され、バッテリ（蓄電池）１２に充電されると共に装置内の各回路に給電する。バッテリ電圧検出部１７はそのバッテリ（蓄電池）１２の容量を端子開放電圧値で常時監視しており、バッテリの残容量である消費状態に応じて駆動可能数を算出した結果である信号を送出する。

バッテリ電圧検出部１７から送出された信号をアンプ制御部１８が受信すると、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプを駆動する様に動作し、その制御信号を受けた電源スイッチ１９a、１９b 、１９c により切断された電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c は動作しない。

マイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号は、動作する電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c に接続されたスピーカ１６a 、１６b 、１６c のみが音声を拡声する。

また、動作例について図３および図４を用いて説明する。

図３は、停電補償時間に対するバッテリ蓄電容量の比較例を示すグラフである。災害等で停電が発生した場合、比較例の拡声用スピーカアンプ駆動設備は図３のとおり、バッテリ（蓄電池）により動作を継続する。停電が継続し電源が復旧しない場合は、放送a〜放送c の様に停電補償時間内の拡声動作を繰り返してバッテリを消費し、停電補償時間に至ると以降の動作が継続できない。

図４は、停電補償時間に対するバッテリ蓄電容量の実施例を示すグラフである。実施形態１による拡声用スピーカアンプ駆動方式の設備は、図４のとおり当初は比較例と同じく通常動作を行っており、バッテリ状態を監視の結果、ある条件に至った場合にバッテリ残容量で放送w〜放送z のように最大限のアンプを駆動する様に動作し、停電補償時間に至っても継続運用することができる。

以上説明したように、停電補償時間内に停電復旧しない場合に、そのバッテリ（蓄電池）容量に応じて駆動できるスピーカ用電力増幅部を選択するように構成したので、選択した範囲で継続的に放送することが可能となり、重要な音声情報を第三者に伝達できるという効果が得られる。また、あらかじめ制御基準を決めておくことで、通常運用時も節電できるという効果もある。

なお本発明は、上述のような拡声システムに限らず、放送用のスピーカシステムのような拡声システムにも適用可能である。

本実施の形態のアンプ制御部１８の部分は、あらかじめ決められた電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c のみの動作電源を制限する動作のようにしてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１ではアンプ制御部に電源スイッチを接続して駆動する電力増幅部（アンプ）を選択したものを示したが、実施の形態２では電源スイッチに変え電力増幅部（アンプ）の音声入力を変化させる減衰器を設けたものを説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図である。外部電源入力部１０は電源回路１１とバッテリ（蓄電池）１２に接続される。バッテリ電圧検出部１７はバッテリ（蓄電池）１２の電圧監視を行い、その監視情報を基にアンプ制御部１８で制御信号を生成し、音声回路１４との間に設けられた減衰器２０a、２０b 、２０c で電力増幅器（アンプ）１５a、１５b 、１５c の音声入力を制御する。その制御を受けたスピーカ１６a 、１６b 、１６c はマイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号を拡声する。

次に、本発明の実施の形態２による拡声システムの動作を、図５を用いて説明する。

まず、外部電源入力部１０は電源回路１１に接続され、バッテリ（蓄電池）１２に充電されると共に装置内の各回路に給電する。バッテリ電圧検出部１７はそのバッテリ（蓄電池）１２の容量を端子開放電圧値で常時監視しており、バッテリの残容量である消費状態に応じて最大限のアンプ出力を算出した結果である信号を送出する。

バッテリ電圧検出部１７から送出された信号をアンプ制御部１８が受信すると、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプ出力で駆動する様に動作し、その制御信号を受けた減衰器２０a、２０b 、２０c により制限された音声入力に対して電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c を駆動する。

マイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号は、減衰を受けた信号で電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c に接続されたスピーカ１６a 、１６b 、１６c で音声を拡声する。

以上説明したように、停電等が長時間継続し、停電補償時間内に停電復旧しない場合に、そのバッテリ（蓄電池）容量に応じて駆動できる最大出力で電力増幅部がスピーカを駆動するように構成したので、継続的に放送することが可能となり、重要な音声情報を第三者に伝達できるという効果が得られる。また、あらかじめ制御基準を決めておくことで、通常運用時も節電できるという効果もある。

なお、本実施の形態のアンプ制御部は、電力増幅部（アンプ）の入力音声信号に対し、減衰器を用いてレベルを下げる代わりに、電力増幅部の利得調整を行う様に動作してもよい。

実施の形態３．
実施の形態１ではアンプ制御部に電源スイッチを接続して駆動する電力増幅部を選択したものを示し、実施の形態２では電源スイッチに変えて電力増幅部の入力音声信号を変化させる減衰器を設けたものを示したが、その両形態を設けたものを説明する。

図６は、本発明の実施の形態３に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図である。外部電源入力部１０は電源回路１１とバッテリ（蓄電池）３に接続される。バッテリ電圧検出部１７はバッテリ（蓄電池）１２の電圧監視を行い、その監視情報を基にアンプ制御部１８で制御信号を生成し、電力増幅器（アンプ）１５a、１５b 、１５c の電源が電源スイッチ１９a、１９b 、１９c を介してＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に、音声回路１４との間に設けられた減衰器で電力増幅器（アンプ）１５a、１５b 、１５c の音声入力を制御する。その制御を受けたスピーカ１６a 、１６b 、１６c はマイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号を拡声する。

次に、本発明の実施の形態３による拡声システムの動作を、図６を用いて説明する。

まず、外部電源入力部１０は電源回路１１に接続され、バッテリ（蓄電池）１２に充電されると共に装置内の各回路に給電する。バッテリ電圧検出部１７はそのバッテリ（蓄電池）１２の容量を端子開放電圧値で常時監視しており、バッテリの残容量である消費状態に応じて駆動可能数を算出した結果である信号及び最大限のアンプ出力を算出した結果である信号を送出する。

バッテリ電圧検出部１７から送出された両信号をアンプ制御部１８が受信すると、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプを駆動する様に動作し、その制御信号を受けた電源スイッチ１９a、１９b 、１９c により切断された電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c は動作しない様にする。また合わせて、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプ出力で駆動する様に動作し、その制御信号を受けた減衰器２０a、２０b 、２０c により制限された音声入力にて電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c を組み合わせて駆動する。

マイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号は、動作する電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c に接続されたスピーカ１６a 、１６b 、１６c で音声を拡声する。

以上説明したように、停電補償時間内に停電復旧しない場合に、そのバッテリ（蓄電池）容量に応じて駆動できるスピーカ用電力増幅部を選択するように構成し、また、駆動できる最大出力で電力増幅部がスピーカを駆動するように構成したので、継続的に放送することが可能となり、重要な音声情報を第三者に伝達できるという効果が得られる。また、あらかじめ制御基準を決めておくことで、通常運用時も節電できるという効果もある。

実施の形態４．
実施の形態３では実施の形態１のアンプ制御部に電源スチッチを接続して駆動する電力増幅部を選択したものと、実施の形態２の電源スチッチに変えて電力増幅部の音声入力を変化させる減衰器を設けた両形態を設けたものを示したが、実施の形態４では実施の形態３に優先制御情報を遠隔で外部から設定を書き込める通信手段（無線、有線等）を備えたものを説明する。

図７は、本発明の実施の形態４に係る拡声用スピーカアンプ駆動設備の構成を示す図である。外部電源入力部１０は電源回路１１とバッテリ（蓄電池）１２に接続される。バッテリ電圧検出部１７は自己検出に加え、外部から遠隔で制御情報の設定を可能とする通信手段（無線、有線等）２１と遠隔監視制御部２２を備えて、その監視情報を基にアンプ制御部１８で制御信号を生成し、電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c の電源スイッチ１９a、１９b 、１９c を介してＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に、音声回路１４との間に設けられた減衰器２０a、２０b 、２０c で電力増幅部（アンプ）１５a、１５b 、１５c の音声入力を制御する。

その制御を受けたスピーカ１６a 、１６b 、１６c はマイク１３の接続された音声回路からの音声信号を拡声する。

次に、発明の実施の形態３による拡声システムの動作を、図７を用いて説明する。

まず、外部電源入力部１０は電源回路１１に接続され、バッテリ（蓄電池）１２に充電されると共に装置内の各回路に給電する。バッテリ電圧検出部はそのバッテリ（蓄電池）１２の容量を端子開放電圧値で常時監視しており、バッテリの残容量である消費状態に応じて駆動可能数を算出した結果である信号及び最大限のアンプ出力を算出した結果である信号を送出する。更に、外部からの通信手段（無線、有線等）２１を経由して遠隔監視制御部２２に設定情報を送ることができる。

バッテリ電圧検出部１７から送出された信号または外部からの通信手段（無線、有線等）２１を経由して遠隔監視制御部２２の優先制御情報をアンプ制御部１８が受信すると、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプを駆動する様に動作し、その制御信号を受けた電源スイッチ１９a、１９b 、１９c により切断された電力増幅部は動作しない様にすると共に、その時点のバッテリ残容量で最大限のアンプ出力で駆動する様に動作し、その制御信号を受けた減衰器２０a、２０b 、２０c により制限された音声入力にて電力増幅部（アンプ）を組み合わせて駆動する。

マイク１３の接続された音声回路１４からの音声信号は、動作する電力増幅部に接続されたスピーカ１６a 、１６b 、１６c で音声を拡声する。

以上説明したように、停電補償時間内に停電復旧しない場合に、そのバッテリ（蓄電池）容量に応じて駆動できるスピーカ用電力増幅部を選択するように構成し、また、駆動できる最大出力で電力増幅部がスピーカを駆動するように構成し、状況に応じて外部からの遠隔制御で優先制御情報を書き込めるように構成したので、継続的に放送することが可能となり、重要な音声情報を第三者に伝達できるという効果が得られる。また、自動及び遠隔で制御をきめ細かく行うことで、通常運用時も節電できるという効果もある。

１ 放送設備
２ 通信手段（無線、有線）
３a 通信手段（無線）
３b 通信手段（有線）
４a 拡声用スピーカアンプ駆動設備（単独）
４b 拡声用スピーカアンプ駆動設備（無線接続）
４c 拡声用スピーカアンプ駆動設備（有線接続）
１０ 外部電源入力部
１１ 電源回路
１２ バッテリ（蓄電池）
１３ マイク
１４ 音声回路
１５a 電力増幅部（アンプ）Ａ向け
１５b 電力増幅部（アンプ）Ｂ向け
１５c 電力増幅部（アンプ）Ｚ向け
１６a スピーカ Ａ向け
１６b スピーカ Ｂ向け
１６c スピーカ Ｚ向け
１７ バッテリ電圧検出部
１８ アンプ制御部
１９a 電源スイッチ Ａ向け
１９b 電源スイッチ Ｂ向け
１９c 電源スイッチ Ｚ向け
２０a 減衰器 Ａ向け
２０b 減衰器 Ｂ向け
２０c 減衰器 Ｚ向け
２１ 通信手段
２２ 遠隔監視制御部

Claims (5)

1. 拡声する複数のスピーカをそれぞれ駆動する複数の電力増幅部と、
   前記電力増幅部に電力を供給するバッテリの状態を監視するバッテリ電圧検出部と、
   前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて前記電力増幅部の出力を制御するアンプ制御部とを備えたことを特徴とする拡声システム。
2. 前記バッテリから前記電力増幅部への電力供給をオンまたはオフする電源スイッチを備え、
   前記アンプ制御部は、前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて、前記電源スイッチをオンまたはオフする制御を行うことを特徴とする請求項１記載の拡声システム。
3. 複数の前記電力増幅部に入力される音声信号をそれぞれ減衰する複数の減衰器を備え、
   前記アンプ制御部は、前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて、前記減衰器における減衰量の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の拡声システム。
4. 前記バッテリから前記電力増幅部への電力供給をオンまたはオフする電源スイッチと、
   複数の前記電力増幅部に入力される音声信号をそれぞれ減衰する複数の減衰器と、を備え、
   前記アンプ制御部は、前記バッテリ電圧検出部によって検出された電圧に応じて、前記電源スイッチをオンまたはオフする制御および前記減衰器における減衰量の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の拡声システム。
5. 優先して駆動すべきスピーカを指定する優先制御情報を前記アンプ制御部に遠隔から送る遠隔監視制御部を備え、
   前記アンプ制御部は、前記遠隔監視制御部からの前記優先制御情報に基づいて、前記電源スイッチをオンまたはオフする制御を行うことを特徴とする請求項２記載の拡声システム。

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