JP4741166B2 - オーディオ・ジャック - Google Patents
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- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ・ジャックに関し、特に、事業用航空機などの乗客乗物で使用できる多機能ヘッドフォン・ジャックに関するが、それのみに関するわけではない。
【０００２】
【従来の技術】
乗客乗物、特に事業用航空機は、ジャック、すなわち、ヘッドセットまたはヘッドフォン用のコネクタ・プラグを受け入れるソケットを含むシート装置を有している。したがって、ユーザは、自分自身のヘッドセットを準備するか、または乗物の乗員からヘッドセットを提供され、そのヘッドセットを、関連するシート上に設けられたジャックに挿入して様々なオーディオ・チャネルを聞くことができる。
【０００３】
通常、オーディオ情報は、ジャックとプラグとの間の電気接続部からヘッドセットに渡される電気信号の形で与えられる。
【０００４】
乗客オーディオ・システム用に最近開発された装置としては雑音低減ヘッドフォンがある。事業用乗客航空機上で使用できる雑音の少ないヘッドフォンを作製するために、すでに多くの試みがなされている。現在のところ、幾つかの雑音低減システムが具体化されており、その大部分は独自の特定のヘッドセット・プラグ・ジャックの構成を有している。
【０００５】
たとえば、ある雑音低減システムの場合、雑音低減機能を実現する電子回路は、ヘッドフォンと一定の距離をおいて分離しているメダリオン内に配置されている。ヘッドフォンは、ある種のコネクタおよびジャックを介して雑音低減回路に相互接続させる必要がある。そのようなコネクタの一例としては、標準３．５ｍｍステレオ・プラグと、６本の電位信号線を提供する２．５ｍｍステレオ・プラグとの組合せを備えたものがある。
【０００６】
他の例では、雑音低減機能を実現する電子回路は、ヘッドフォン内またはヘッドフォンに隣接して、すなわちヘッドフォンの付属品として位置している。この回路は、電力を必要とすることがあり、したがって、ステレオ・オーディオおよび電力を供給するコネクタが必要である。そのようなコネクタ一例としては、２つの３．５ｍｍモノ・プラグと単一の２．５ｍｍモノ・プラグとの組合せを備える３プロング構成（すなわち、プラグから３本のピンが延びている）を使用したものがある。この場合、６本の独立の信号線分の容量が確保され、通常、このうち４本の独立の信号線が使用される。
【０００７】
全ての場合に、３プロング・ジャックを用いてヘッドフォンを付属回路に接続するようにすると、雑音低減回路がヘッドフォンに対して一定の距離をおいて位置するシステムおよびその逆のシステムのような別法によるシステムを容易に装着することができなくなる。すなわち、プラグ・ジャック構成が異なるということは、あるシステムから別のシステムに切り換える場合、ジャックおよび関連するケーブルを変更することを意味する。したがって、多様なジャック構成は、オペレータが、乗客にヘッドフォンを介して雑音を積極的に低減させ、かつ一般的なオーディオを供給する方法を頻繁に変更または更新するうえで不要な障害となる。多様なジャック構成に伴う他の欠点は、同様の技術はたいていの場合同じ信号線を動作させることを要求しているにもかかわらず、これらを相互に接続するのを面倒にしているということである。
【特許文献１】
米国特許第１１５７０２６号明細書
【特許文献２】
米国特許第４４３３２０９号明細書
【特許文献３】
米国特許第５６４２４２４号明細書
【特許文献４】
米国特許第５３４１２５４号明細書
【特許文献５】
米国特許第６５９４３６６号明細書
【特許文献６】
米国特許第６０６９９６０号明細書
【特許文献７】
米国特許第５６５５０２５号明細書
【特許文献８】
米国特許第６１０９７９７号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改良されたオーディオ・ジャックを提供するか、または少なくとも、大衆が有用な選択を行うことを可能にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
したがって、一態様では、本発明は広義に、各々が１本または複数のピンを有する複数の異なるオーディオ・プラグのうちの１つを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段と、プラグに取り付けられた機器をジャックが識別するのを可能にするインタフェース手段とを有するオーディオ・ジャックからなるということができる。
【００１０】
インタフェース手段は、プラグの構成および／またはプラグの接触構成を識別する受動電気回路または能動電気回路を備えることが好ましい。
【００１１】
上記回路は、オーディオ源と、確立すべきプラグ接点との間の正しい電気接続を可能にすることが好ましい。
【００１２】
したがって、他の態様では、本発明は広義に、各々が１本または複数のピンを有する複数の異なるオーディオ・プラグのうちの１つを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段と、プラグに取り付けられた機器をジャックが識別するのを可能にする識別手段とを有するオーディオ・ジャックからなるということができる。
【００１３】
上記識別手段は、プラグの種類および／またはプラグの接触構成からヘッドセット要件を識別することが好ましい。
【００１４】
ヘッドセットは、ヘッドフォンのみを含んでおり、上記識別手段は、ヘッドフォンとオーディオ信号源との間のインタフェースを構成する能動ネットワークおよび／または受動ネットワークを含んでおり、該ネットワークは、ヘッドフォンを正しく識別しヘッドフォンをオーディオ信号に正しく接続する電気回路と共に動作することが好ましい。
【００１５】
識別されるプラグの種類は、現在ＡＲＩＮＣ仕様６２８第２部に定義されているＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）タイプのうちの１つまたは複数を包含することが好ましい。
【００１６】
ジャックは、各プラグ・ピンに適切なプラグ・ソケットを含み、１つまたは複数のソケットがプラグ・ピンの存在を検出する検出手段を含むことが好ましい。
【００１７】
ジャックは３つのピン・ソケットを含むことが好ましい。
【００１８】
ピン・ソケットは三角形に配置されることが好ましい。
【００１９】
２つのプラグ・ソケットは、直径３．５ｍｍであり、かつステレオ・ピンを受け入れることのできるソケットであり、第３のプラグ・ソケットは、少なくとも２．５ｍｍモノ・ピンを受け入れることのできる２．５ｍｍソケットであることが好ましい。
【００２０】
ジャックはハウジング内に設けられ、少なくとも１つの移動可能なソケットが、ハウジング内を横方向に浮動することが好ましい。
【００２１】
本発明が関係する当業者には、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱せずに本発明の構成ならびに様々な実施形態および適用例の多数の変更が認識されよう。本明細書の開示および説明は、純粋に例示的なものであり、いかなる点でも制限的なものではない。
【００２２】
本発明は、上記の構成からなり、以下の具体例によって示される構成も示唆する。
【００２３】
次に、本発明の現在好ましい一実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ヘッドセット・ジャックに関して互換性のない異なるヘッドセット・プラグの問題を解消する。上述のように、この問題は、様々な「クラス」の乗客が、それぞれの異なる機能を有する様々なヘッドセットが支給される事業用航空機業界で頻繁に生じている。本発明は、ジャックを変更するのにシート装置全体を変更するのでなく、航空機、バス、または他の乗客乗物全体にわたって単一の多機能ヘッドフォン・ジャックを使用させることで、いくつかの異なる種類のヘッドセットを使用できるようにするものである。
【００２５】
本発明は、一般的なヘッドセット・タイプのそれぞれをジャックに挿入可能とするように構成されたプラグ・ピン・ソケットを提供し、かつ接続されたヘッドセットが正しく機能できるようにするために必要なプラグ導体に必要なオーディオ信号またはその他の信号を供給できるように、ソケットに挿入されたプラグ・ピンから、プラグの種類、したがってヘッドセットの種類を検出する受動検出手段または能動検出手段をジャック・システムに備えることによってこの目的を実現する。上述のように、本発明は特に、雑音低減ヘッドフォン・システムに適用することができる。
【００２６】
本発明のジャックの動作を完全に理解するには、いくつかのヘッドセット・タイプについて概略的に理解すると有用である。航空機の娯楽用ヘッドフォンは、ＡＲＩＮＣによって４つの異なる種類、すなわちＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤに分類されている。タイプＡおよびＢはより古いタイプである。タイプＣおよびＤは、雑音打消し（ＮＣ）システムと共に使用されるタイプである。タイプＣのヘッドフォンはＮＣ電子機器を組み込んでおり、タイプＤは、ＮＣ電子機器がシート領域に離隔して設置されていることを除いてタイプＣに類似している。
【００２７】
航空機の娯楽システムのヘッドフォンについての概略的な表を以下に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
詳細は、公的に入手可能なＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）仕様６２８第２部に記載されている。
【００３０】
また、雑音打消しシステム用のヘッドセット・タイプをある程度理解しておくと有用である。既存のヘッドセット・タイプおよび提案されているヘッドセット・タイプについて以下に説明する。
【００３１】
タイプ１
このヘッドセットは、３ピン・プラグを有し、関連する３ソケット・ジャックを必要とする。これは通常、乗客シートのアームレスト内に設置されている。プラグは図１に示されており、２本の３．５ｍｍモノ・プラグ・ピンおよび１本の２．５モノ・プラグ・ピンを有している。これは、以下に詳しく説明するＡＲＩＮＣ「Ｃ２」プラグとして一般に知られている。
【００３２】
図２にモノ・ピンが示されており、このピンは２つの導体、すなわちリング２１およびチップ２２を有していることが分かる。
【００３３】
図３にステレオ・プラグ・ピンが示されており、この図から、このピンが、３つの導体、すなわち第１のリング３１、および第２のリング３２、ならびにチップ３０を有していることが分かる。
【００３４】
再び図１を参照すると分かるように、２．５ｍｍピンは、ヘッドセット内に位置するか、またはヘッドセットの付属品である雑音打消し電子機器に電力を供給する。雑音打消し（ＮＣ）電子機器は通常、好ましくは６導体ケーブルを有するジャックに接続される。これらの導体のうち２つは電力用であり、１つの導体がプログラム・オーディオ左用で、１つの導体がプログラム・オーディオ右用であり、２つの導体はオーディオ左接地用およびオーディオ右接地用である。したがって、この種のヘッドセット用のジャックは、ステレオ・プラグ・ピンではなくモノ・プラグ・ピンを受け入れるように構成されたジャックである。
【００３５】
ＮＣ回路メダリオンとヘッドセットのトランスデューサとの間に、各々が４つの導体を有する２本のリード線からなる別々のケーブルがある。これらは、２つのスピーカへのプログラム・オーディオを供給すると共に、２つのセンサからの雑音信号を供給する。センサ導体は遮蔽されている。
【００３６】
タイプ２
これは、タイプ１ヘッドセットの変形である。この種の雑音打消しヘッドセットのプラグは、単一の３．５ｍｍステレオ・ソケットおよび２．５ｍｍステレオ・ソケットを備えるジャックに接続される。ヘッドセットには、３．５ｍｍステレオ・ソケットを介して乗客シートのリモート・ジャックからプログラム・オーディオが供給される。電力は、２．５ｍｍステレオ・ソケットを介してヘッドセットのＮＣ回路に供給される。
【００３７】
タイプ３
このヘッドセットは、雑音打消し回路を備えておらず、すでに雑音を打ち消すように処理されているオーディオ信号が供給される。したがって、ＮＣ回路は、ヘッドフォンの付属品として、通常はシート内またはリモート・ジャック・ユニット自体内に設けられている。ヘッドセット上に制御装置を設けることができる。この制御装置は、雑音打消し回路を含んでいないが、ボリューム制御機構およびＮＣ利得制御機構を含んでいる。これらは共に、可変抵抗器の形で設けることができる。これらの制御装置によって、必要な導電経路の数やジャック内のソケットの構成が変更されることはない。
【００３８】
ジャックからヘッドセットまたは回路へのケーブルは７導体アセンブリ（オーディオ左右用の２つの導体、２つのオーディオ・グランド、センサ左右用の２つの遮蔽ケーブル）であることが好ましい。
【００３９】
タイプ４
これは、タイプ２ヘッドセットの変形であり、現在提案されている。これは、個人のオーディオ用途向けにＮＣヘッドセットの購入を希望している乗客に販売される個人用ヘッドセットとして計画されている。このモデルは、３２オーム低電圧源と共に使用できる電池電力を有する。電池は、ヘッドセット内に位置するか、あるいはヘッドセットの付属品としてボックスまたはメダリオン内に位置する。この場合も、本発明によるプラグを使用してこれらの要件を満たすことができる。
【００４０】
これは、上述の雑音打消しヘッドセット・タイプと同様に、シート・ジャック・ユニットが、雑音打消しヘッドセットではないヘッドセットに供給する手段、すなわち、雑音を打ち消さずに単にモノ・オーディオまたはステレオ・オーディオを供給する手段を備えていることが望ましい。事業用航空機用の既知のジャック構成はＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃ）によって指定されている。図４は、通例タイプＡ１およびＢ１として引用される標準航空機シングル・ステレオ・プラグを示している。
【００４１】
図５は、通例タイプＡ２およびＢ２として引用される標準航空機デュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグを示している。図６は、通常Ｄ２として引用される標準デュアル・ステレオ・タイプ航空機プラグを示している。
【００４２】
図７は、通例タイプＤ１プラグと呼ばれるＡＲＩＮＣ２ピン・プラグを示している。
【００４３】
以下に表２として引用される表は、上述のプラグのピン上に設けられる各導体の使用法を示している。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表１には、「スマート・ジャック」という見出しで本発明のジャックの欄も示されている。この欄は、本発明の多機能ジャック内のピン・ソケットの導体の可能な使用法を示している。
【００４６】
本発明のジャックは、図９に全体的に９０で示されている。この図で分かるように、本発明のジャックは、シート回路コネクタ９１に接続された２つの３．５ｍｍプラグ・ソケット（９２、９３）および２．５ｍｍプラグ・ソケット９４を備えている。ソケットはすべて、２つ以上の導体を有するピンを受け入れることができる。このことは、本発明のジャックによって最大で９つの可能な導体が設けられるという顕著な利点を有する。プラグ・ソケットが、ＡＲＩＮＣ３ピン三角形Ｃ２プラグの形状に整合する三角形状に配置されていることが理解されよう。さらに、３．５ｍｍソケットと共に２．５ｍｍソケットが設けられているので、本発明のジャックはＡＲＩＮＣ２ピン（Ｄ１）プラグを受け入れることができる。間隔を置いて配置された２つの３．５５ｍｍプラグ・ソケットが設けられているので、本発明のジャックは、既存のデュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグＤ２、Ａ２、およびＢ２の使用を可能にする。さらに、シングル・ステレオ・プラグ、すなわちＡ１プラグまたはＢ１プラグを受け入れることもできる。
【００４７】
機械的な考慮もなされている。各プラグおよびピンの構成がわずかに異なるため、ジャック・アセンブリ内である程度の移動が可能になることが極めて望ましい。したがって、好ましい実施形態では、１つ（好ましくは２．５ｍｍ）以上のジャック・ソケット（またはジャック）がアセンブリ内で「浮動する」ことができる。これは、Ｃ２プラグ内の２．５ｍｍピンと３．５ｍｍピンとの間の距離がＤ１、Ｄ２プラグ（０．５００インチ（１．２７ｃｍ））よりもわずかに小さい（０．４６６インチ（１．１８ｃｍ））からである。この寸法の公差の程度は、２．５ｍｍジャックの軸から３．５ｍｍジャックまでの角度に対して０．０５インチ（１．２７ｍｍ）程度である必要がある。この公差は図９に示されている。この機械的な許容差がないと、プラグは歪み、適切な接触を確保することができない。
【００４８】
再び表１を参照すると、上記で引用した様々な雑音打消しヘッドセット、および表１の様々なプラグを使用する標準ヘッドセットを動作させるには、本発明の「スマート・ジャック」から乗客シートまたはジャック自体内の回路まで適切な接続を確立する必要があることが理解されよう。
【００４９】
図１０を参照すると、スマート・ジャック１００２とシート・コネクタ１００３に供給されるオーディオ信号との間に設けられたインタフェース１００１を示すブロック図が示されている。使用時にジャックが接続されるヘッドセットは１００４で引用されている。
【００５０】
インタフェース１００１は、好ましい実施形態では、ピンが相応しいソケットに挿入されているかどうかを示す本発明のジャック内のソケットによってイネーブルされるかまたは部分的にこのソケットからなる能動ネットワークまたは受動ネットワークを備えている。
【００５１】
図１１に、代表的なソケットの電気概略図が示されている。図を見ると分かるように、ソケットは、プラグ・ピン上の最大で３つの導体をソケットに電気的に接続できるようにする電気接点を有している。特に、ピンの先端の導体は、互いに隣接する導体間の接続部を開閉することができる。このことは、ピンが相応しいソケットに完全に挿入されたかどうかに関する信号が供給されることを意味する。したがって、ソケットに挿入されたプラグの種類を識別できるように論理テーブルを構築することができ、このテーブルから、相応しいヘッドセットを識別することができる。したがって、シート内に供給されるオーディオ信号のヘッドセットへの適切な接続を確立することができる。さらに、関連する例では、シート内に設けられた雑音打消し回路の相応しいヘッドセットへの適切な接続を確立することができる。たとえば、ピンが挿入されたことを３．５ｍｍソケットのうちの１つのみが示している場合、単一のステレオ・プラグがジャックに挿入されたと推定することができる。これらのソケットにピンが受け入れられたことを両方の３．５ｍｍプラグが示しており、２．５ｍｍプラグは示していない場合、プラグがタイプＡ２、Ｂ２、またはＤ２であると推定することができる。さらに、ソケット先端導体よりも前の導体間に短絡が起こっているかどうかを知ることにより、挿入されたピンがモノであるかそれともステレオであるかが分かり、すなわちＡ２タイプ・プラグとＢ２タイプ・プラグとＤ２タイプ・プラグを区別することができる。
【００５２】
また、マイクロフォンが回路内で２つの導体に接続された場合に生じる負荷効果を分析することによっても、このような推定を電子的に行うことができる。
【００５３】
図１２は、次式が成立する電圧比較器を有するそのような手法を示している。
Ｖｂｉａｓ＞Ｖｈ＞Ｖｉｎ＞Ｖｌ＞Ｖｃ
【００５４】
窓比較器は、マイクロフォンｄｃ電圧がＶｈからＶｌの範囲内であるかどうかを検出する。マイクロフォンと並列した抵抗器は、プルアップ抵抗器と共に、Ｖｈ＞Ｖｉｎ＞Ｖｌを確立し、比較器から高出力を与えて雑音打消し回路をイネーブルする最小マイクロフォン負荷を定める。
【００５５】
マイクロフォンが切断されると、Ｖｉｎがプルアップ抵抗器の作用によってＶｂｉａｓに等しくなり、かつＶｂｉａｓ＞Ｖｈであるので、イネーブル信号がローになる。マイクロフォン入力が接地された場合、Ｖｉｎ＜Ｖｌになり、やはりイネーブル信号がローになる。
【００５６】
さらに理解を深めるために、タイプＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのヘッドセットのプラグ構成のすべてに本発明がどのように対処するかを示す図１３を参照することができる。プラグ・ピン・レイアウトは欄Ｃに図示されている。欄Ａはプラグ・タイプを表わし、欄Ｂは本発明のジャックを図示しており、このジャック上に欄Ａのプラグ・タイプが点線で示されている。
【００５７】
【発明の効果】
前述のことから、いくつかの異なるヘッドセット・タイプをジャックに挿入できるようにし、しかも、ヘッドセットがＮＣヘッドセットであるか、それ以外であるかにかかわらず、それらのヘッドセットに予期される機能を実行する多機能ヘッドセット・ジャックが提供されることが理解されよう。
【００５８】
代表的には、ジャックおよび関連する検知回路は、ユーザが、シングル・プラグ・モノ・ヘッドフォンから、内部雑音打消し回路または外部雑音打消し回路を有するトリプル・プラグ雑音打消しタイプまでの、任意の種類のヘッドフォンを挿入するのを可能にし、しかも所期の結果をもたらすようされている。
【００５９】
１つのジャック・ソケットを浮動構成とすることによって、２ピンまたは３ピンなどのヘッドフォン・プラグの製造公差およびささいな仕様差に対処することができる。
【００６０】
変形例
検知回路は、どのソケット・スイッチが閉じているかまたは開いているかを検出することにより、備えられたジャック・ソケットのうちのどれにプラグが挿入されたかを検出することのみに依存することができ、またはプラグ・チップ、リング、およびスリーブのうちの何れかにわたる様々なインピーダンスや供給電圧の存在を更に検出するものでもよい。
【００６１】
検知回路については電気的に実施されるものとして説明したが、簡単な論理回路またはリモート操作で更新できるプログラム可能なソフトウェア制御回路によって実施することが可能である。これによって、仕様の変更が行われたときでも、設置済みのシステムを多様なヘッドセットに適合させることができる。
【００６２】
検知回路についてヘッドフォンに関連して説明したが、この検知回路は、ヘッドフォンおよびマイクロフォンを含むヘッドセットにも同様に適用することができる。
【００６３】
最後に、本発明の範囲から逸脱せずに前記の内容に他の様々な変更または修正を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既知の３ピン・ヘッドセット・プラグの様々な図である。
【図２】モノ・オーディオ・プラグ・ピンの概略立面図である。
【図３】ステレオ・オーディオ・プラグ・ピンの概略立面図である。
【図４】通例タイプＡ１およびＢ１として引用されるヘッドセット・シングル・ステレオ・プラグの図である。
【図５】通例タイプＡ２およびＢ２として引用されるデュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグの図である。
【図６】通常Ｄ２として引用される既知のオーディオ・プラグの図である。
【図７】通例タイプＤ１として引用される２本のピンを有する既知のプラグを示す図である。
【図８】通例タイプＣ１として引用される２本のピンを有するプラグを示す図である。
【図９】本発明によるジャックを示す図である。
【図１０】オーディオ分配システムにおける本発明のジャックの使用を示すブロック図である。
【図１１】本発明のジャックによるソケットの一例の電気概略図である。
【図１２】プラグに連結されたマイクロフォンの存在を検出するようになっている比較器の回路を示す図である。
【図１３】本発明と共に使用できるプラグ構成を示す表である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ・ジャックに関し、特に、事業用航空機などの乗客乗物で使用できる多機能ヘッドフォン・ジャックに関するが、それのみに関するわけではない。
【０００２】
【従来の技術】
乗客乗物、特に事業用航空機は、ジャック、すなわち、ヘッドセットまたはヘッドフォン用のコネクタ・プラグを受け入れるソケットを含むシート装置を有している。したがって、ユーザは、自分自身のヘッドセットを準備するか、または乗物の乗員からヘッドセットを提供され、そのヘッドセットを、関連するシート上に設けられたジャックに挿入して様々なオーディオ・チャネルを聞くことができる。
【０００３】
通常、オーディオ情報は、ジャックとプラグとの間の電気接続部からヘッドセットに渡される電気信号の形で与えられる。
【０００４】
乗客オーディオ・システム用に最近開発された装置としては雑音低減ヘッドフォンがある。事業用乗客航空機上で使用できる雑音の少ないヘッドフォンを作製するために、すでに多くの試みがなされている。現在のところ、幾つかの雑音低減システムが具体化されており、その大部分は独自の特定のヘッドセット・プラグ・ジャックの構成を有している。
【０００５】
たとえば、ある雑音低減システムの場合、雑音低減機能を実現する電子回路は、ヘッドフォンと一定の距離をおいて分離しているメダリオン内に配置されている。ヘッドフォンは、ある種のコネクタおよびジャックを介して雑音低減回路に相互接続させる必要がある。そのようなコネクタの一例としては、標準３．５ｍｍステレオ・プラグと、６本の電位信号線を提供する２．５ｍｍステレオ・プラグとの組合せを備えたものがある。
【０００６】
他の例では、雑音低減機能を実現する電子回路は、ヘッドフォン内またはヘッドフォンに隣接して、すなわちヘッドフォンの付属品として位置している。この回路は、電力を必要とすることがあり、したがって、ステレオ・オーディオおよび電力を供給するコネクタが必要である。そのようなコネクタ一例としては、２つの３．５ｍｍモノ・プラグと単一の２．５ｍｍモノ・プラグとの組合せを備える３プロング構成（すなわち、プラグから３本のピンが延びている）を使用したものがある。この場合、６本の独立の信号線分の容量が確保され、通常、このうち４本の独立の信号線が使用される。
【０００７】
全ての場合に、３プロング・ジャックを用いてヘッドフォンを付属回路に接続するようにすると、雑音低減回路がヘッドフォンに対して一定の距離をおいて位置するシステムおよびその逆のシステムのような別法によるシステムを容易に装着することができなくなる。すなわち、プラグ・ジャック構成が異なるということは、あるシステムから別のシステムに切り換える場合、ジャックおよび関連するケーブルを変更することを意味する。したがって、多様なジャック構成は、オペレータが、乗客にヘッドフォンを介して雑音を積極的に低減させ、かつ一般的なオーディオを供給する方法を頻繁に変更または更新するうえで不要な障害となる。多様なジャック構成に伴う他の欠点は、同様の技術はたいていの場合同じ信号線を動作させることを要求しているにもかかわらず、これらを相互に接続するのを面倒にしているということである。
【特許文献１】
米国特許第１１５７０２６号明細書
【特許文献２】
米国特許第４４３３２０９号明細書
【特許文献３】
米国特許第５６４２４２４号明細書
【特許文献４】
米国特許第５３４１２５４号明細書
【特許文献５】
米国特許第６５９４３６６号明細書
【特許文献６】
米国特許第６０６９９６０号明細書
【特許文献７】
米国特許第５６５５０２５号明細書
【特許文献８】
米国特許第６１０９７９７号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改良されたオーディオ・ジャックを提供するか、または少なくとも、大衆が有用な選択を行うことを可能にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
したがって、一態様では、本発明は広義に、各々が１本または複数のピンを有する複数の異なるオーディオ・プラグのうちの１つを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段と、プラグに取り付けられた機器をジャックが識別するのを可能にするインタフェース手段とを有するオーディオ・ジャックからなるということができる。
【００１０】
インタフェース手段は、プラグの構成および／またはプラグの接触構成を識別する受動電気回路または能動電気回路を備えることが好ましい。
【００１１】
上記回路は、オーディオ源と、確立すべきプラグ接点との間の正しい電気接続を可能にすることが好ましい。
【００１２】
したがって、他の態様では、本発明は広義に、各々が１本または複数のピンを有する複数の異なるオーディオ・プラグのうちの１つを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段と、プラグに取り付けられた機器をジャックが識別するのを可能にする識別手段とを有するオーディオ・ジャックからなるということができる。
【００１３】
上記識別手段は、プラグの種類および／またはプラグの接触構成からヘッドセット要件を識別することが好ましい。
【００１４】
ヘッドセットは、ヘッドフォンのみを含んでおり、上記識別手段は、ヘッドフォンとオーディオ信号源との間のインタフェースを構成する能動ネットワークおよび／または受動ネットワークを含んでおり、該ネットワークは、ヘッドフォンを正しく識別しヘッドフォンをオーディオ信号に正しく接続する電気回路と共に動作することが好ましい。
【００１５】
識別されるプラグの種類は、現在ＡＲＩＮＣ仕様６２８第２部に定義されているＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）タイプのうちの１つまたは複数を包含することが好ましい。
【００１６】
ジャックは、各プラグ・ピンに適切なプラグ・ソケットを含み、１つまたは複数のソケットがプラグ・ピンの存在を検出する検出手段を含むことが好ましい。
【００１７】
ジャックは３つのピン・ソケットを含むことが好ましい。
【００１８】
ピン・ソケットは三角形に配置されることが好ましい。
【００１９】
２つのプラグ・ソケットは、直径３．５ｍｍであり、かつステレオ・ピンを受け入れることのできるソケットであり、第３のプラグ・ソケットは、少なくとも２．５ｍｍモノ・ピンを受け入れることのできる２．５ｍｍソケットであることが好ましい。
【００２０】
ジャックはハウジング内に設けられ、少なくとも１つの移動可能なソケットが、ハウジング内を横方向に浮動することが好ましい。
【００２１】
本発明が関係する当業者には、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱せずに本発明の構成ならびに様々な実施形態および適用例の多数の変更が認識されよう。本明細書の開示および説明は、純粋に例示的なものであり、いかなる点でも制限的なものではない。
【００２２】
本発明は、上記の構成からなり、以下の具体例によって示される構成も示唆する。
【００２３】
次に、本発明の現在好ましい一実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ヘッドセット・ジャックに関して互換性のない異なるヘッドセット・プラグの問題を解消する。上述のように、この問題は、様々な「クラス」の乗客が、それぞれの異なる機能を有する様々なヘッドセットが支給される事業用航空機業界で頻繁に生じている。本発明は、ジャックを変更するのにシート装置全体を変更するのでなく、航空機、バス、または他の乗客乗物全体にわたって単一の多機能ヘッドフォン・ジャックを使用させることで、いくつかの異なる種類のヘッドセットを使用できるようにするものである。
【００２５】
本発明は、一般的なヘッドセット・タイプのそれぞれをジャックに挿入可能とするように構成されたプラグ・ピン・ソケットを提供し、かつ接続されたヘッドセットが正しく機能できるようにするために必要なプラグ導体に必要なオーディオ信号またはその他の信号を供給できるように、ソケットに挿入されたプラグ・ピンから、プラグの種類、したがってヘッドセットの種類を検出する受動検出手段または能動検出手段をジャック・システムに備えることによってこの目的を実現する。上述のように、本発明は特に、雑音低減ヘッドフォン・システムに適用することができる。
【００２６】
本発明のジャックの動作を完全に理解するには、いくつかのヘッドセット・タイプについて概略的に理解すると有用である。航空機の娯楽用ヘッドフォンは、ＡＲＩＮＣによって４つの異なる種類、すなわちＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤに分類されている。タイプＡおよびＢはより古いタイプである。タイプＣおよびＤは、雑音打消し（ＮＣ）システムと共に使用されるタイプである。タイプＣのヘッドフォンはＮＣ電子機器を組み込んでおり、タイプＤは、ＮＣ電子機器がシート領域に離隔して設置されていることを除いてタイプＣに類似している。
【００２７】
航空機の娯楽システムのヘッドフォンについての概略的な表を以下に示す。
【００２８】
【表１】
詳細は、公的に入手可能なＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）仕様６２８第２部に記載されている。
【００３０】
また、雑音打消しシステム用のヘッドセット・タイプをある程度理解しておくと有用である。既存のヘッドセット・タイプおよび提案されているヘッドセット・タイプについて以下に説明する。
【００３１】
タイプ１
このヘッドセットは、３ピン・プラグを有し、関連する３ソケット・ジャックを必要とする。これは通常、乗客シートのアームレスト内に設置されている。プラグは図１に示されており、２本の３．５ｍｍモノ・プラグ・ピンおよび１本の２．５モノ・プラグ・ピンを有している。これは、以下に詳しく説明するＡＲＩＮＣ「Ｃ２」プラグとして一般に知られている。
【００３２】
図２にモノ・ピンが示されており、このピンは２つの導体、すなわちリング２１およびチップ２２を有していることが分かる。
【００３３】
図３にステレオ・プラグ・ピンが示されており、この図から、このピンが、３つの導体、すなわち第１のリング３１、および第２のリング３２、ならびにチップ３０を有していることが分かる。
【００３４】
再び図１を参照すると分かるように、２．５ｍｍピンは、ヘッドセット内に位置するか、またはヘッドセットの付属品である雑音打消し電子機器に電力を供給する。雑音打消し（ＮＣ）電子機器は通常、好ましくは６導体ケーブルを有するジャックに接続される。これらの導体のうち２つは電力用であり、１つの導体がプログラム・オーディオ左用で、１つの導体がプログラム・オーディオ右用であり、２つの導体はオーディオ左接地用およびオーディオ右接地用である。したがって、この種のヘッドセット用のジャックは、ステレオ・プラグ・ピンではなくモノ・プラグ・ピンを受け入れるように構成されたジャックである。
【００３５】
ＮＣ回路メダリオンとヘッドセットのトランスデューサとの間に、各々が４つの導体を有する２本のリード線からなる別々のケーブルがある。これらは、２つのスピーカへのプログラム・オーディオを供給すると共に、２つのセンサからの雑音信号を供給する。センサ導体は遮蔽されている。
【００３６】
タイプ２
これは、タイプ１ヘッドセットの変形である。この種の雑音打消しヘッドセットのプラグは、単一の３．５ｍｍステレオ・ソケットおよび２．５ｍｍステレオ・ソケットを備えるジャックに接続される。ヘッドセットには、３．５ｍｍステレオ・ソケットを介して乗客シートのリモート・ジャックからプログラム・オーディオが供給される。電力は、２．５ｍｍステレオ・ソケットを介してヘッドセットのＮＣ回路に供給される。
【００３７】
タイプ３
このヘッドセットは、雑音打消し回路を備えておらず、すでに雑音を打ち消すように処理されているオーディオ信号が供給される。したがって、ＮＣ回路は、ヘッドフォンの付属品として、通常はシート内またはリモート・ジャック・ユニット自体内に設けられている。ヘッドセット上に制御装置を設けることができる。この制御装置は、雑音打消し回路を含んでいないが、ボリューム制御機構およびＮＣ利得制御機構を含んでいる。これらは共に、可変抵抗器の形で設けることができる。これらの制御装置によって、必要な導電経路の数やジャック内のソケットの構成が変更されることはない。
【００３８】
ジャックからヘッドセットまたは回路へのケーブルは７導体アセンブリ（オーディオ左右用の２つの導体、２つのオーディオ・グランド、センサ左右用の２つの遮蔽ケーブル）であることが好ましい。
【００３９】
タイプ４
これは、タイプ２ヘッドセットの変形であり、現在提案されている。これは、個人のオーディオ用途向けにＮＣヘッドセットの購入を希望している乗客に販売される個人用ヘッドセットとして計画されている。このモデルは、３２オーム低電圧源と共に使用できる電池電力を有する。電池は、ヘッドセット内に位置するか、あるいはヘッドセットの付属品としてボックスまたはメダリオン内に位置する。この場合も、本発明によるプラグを使用してこれらの要件を満たすことができる。
【００４０】
これは、上述の雑音打消しヘッドセット・タイプと同様に、シート・ジャック・ユニットが、雑音打消しヘッドセットではないヘッドセットに供給する手段、すなわち、雑音を打ち消さずに単にモノ・オーディオまたはステレオ・オーディオを供給する手段を備えていることが望ましい。事業用航空機用の既知のジャック構成はＡＲＩＮＣ（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｃ）によって指定されている。図４は、通例タイプＡ１およびＢ１として引用される標準航空機シングル・ステレオ・プラグを示している。
【００４１】
図５は、通例タイプＡ２およびＢ２として引用される標準航空機デュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグを示している。図６は、通常Ｄ２として引用される標準デュアル・ステレオ・タイプ航空機プラグを示している。
【００４２】
図７は、通例タイプＤ１プラグと呼ばれるＡＲＩＮＣ２ピン・プラグを示している。
【００４３】
以下に表２として引用される表は、上述のプラグのピン上に設けられる各導体の使用法を示している。
【００４４】
【表２】
表１には、「スマート・ジャック」という見出しで本発明のジャックの欄も示されている。この欄は、本発明の多機能ジャック内のピン・ソケットの導体の可能な使用法を示している。
【００４６】
本発明のジャックは、図９に全体的に９０で示されている。この図で分かるように、本発明のジャックは、シート回路コネクタ９１に接続された２つの３．５ｍｍプラグ・ソケット（９２、９３）および２．５ｍｍプラグ・ソケット９４を備えている。ソケットはすべて、２つ以上の導体を有するピンを受け入れることができる。このことは、本発明のジャックによって最大で９つの可能な導体が設けられるという顕著な利点を有する。プラグ・ソケットが、ＡＲＩＮＣ３ピン三角形Ｃ２プラグの形状に整合する三角形状に配置されていることが理解されよう。さらに、３．５ｍｍソケットと共に２．５ｍｍソケットが設けられているので、本発明のジャックはＡＲＩＮＣ２ピン（Ｄ１）プラグを受け入れることができる。間隔を置いて配置された２つの３．５５ｍｍプラグ・ソケットが設けられているので、本発明のジャックは、既存のデュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグＤ２、Ａ２、およびＢ２の使用を可能にする。さらに、シングル・ステレオ・プラグ、すなわちＡ１プラグまたはＢ１プラグを受け入れることもできる。
【００４７】
機械的な考慮もなされている。各プラグおよびピンの構成がわずかに異なるため、ジャック・アセンブリ内である程度の移動が可能になることが極めて望ましい。したがって、好ましい実施形態では、１つ（好ましくは２．５ｍｍ）以上のジャック・ソケット（またはジャック）がアセンブリ内で「浮動する」ことができる。これは、Ｃ２プラグ内の２．５ｍｍピンと３．５ｍｍピンとの間の距離がＤ１、Ｄ２プラグ（０．５００インチ（１．２７ｃｍ））よりもわずかに小さい（０．４６６インチ（１．１８ｃｍ））からである。この寸法の公差の程度は、２．５ｍｍジャックの軸から３．５ｍｍジャックまでの角度に対して０．０５インチ（１．２７ｍｍ）程度である必要がある。この公差は図９に示されている。この機械的な許容差がないと、プラグは歪み、適切な接触を確保することができない。
【００４８】
再び表１を参照すると、上記で引用した様々な雑音打消しヘッドセット、および表１の様々なプラグを使用する標準ヘッドセットを動作させるには、本発明の「スマート・ジャック」から乗客シートまたはジャック自体内の回路まで適切な接続を確立する必要があることが理解されよう。
【００４９】
図１０を参照すると、スマート・ジャック１００２とシート・コネクタ１００３に供給されるオーディオ信号との間に設けられたインタフェース１００１を示すブロック図が示されている。使用時にジャックが接続されるヘッドセットは１００４で引用されている。
【００５０】
インタフェース１００１は、好ましい実施形態では、ピンが相応しいソケットに挿入されているかどうかを示す本発明のジャック内のソケットによってイネーブルされるかまたは部分的にこのソケットからなる能動ネットワークまたは受動ネットワークを備えている。
【００５１】
図１１に、代表的なソケットの電気概略図が示されている。図を見ると分かるように、ソケットは、プラグ・ピン上の最大で３つの導体をソケットに電気的に接続できるようにする電気接点を有している。特に、ピンの先端の導体は、互いに隣接する導体間の接続部を開閉することができる。このことは、ピンが相応しいソケットに完全に挿入されたかどうかに関する信号が供給されることを意味する。したがって、ソケットに挿入されたプラグの種類を識別できるように論理テーブルを構築することができ、このテーブルから、相応しいヘッドセットを識別することができる。したがって、シート内に供給されるオーディオ信号のヘッドセットへの適切な接続を確立することができる。さらに、関連する例では、シート内に設けられた雑音打消し回路の相応しいヘッドセットへの適切な接続を確立することができる。たとえば、ピンが挿入されたことを３．５ｍｍソケットのうちの１つのみが示している場合、単一のステレオ・プラグがジャックに挿入されたと推定することができる。これらのソケットにピンが受け入れられたことを両方の３．５ｍｍプラグが示しており、２．５ｍｍプラグは示していない場合、プラグがタイプＡ２、Ｂ２、またはＤ２であると推定することができる。さらに、ソケット先端導体よりも前の導体間に短絡が起こっているかどうかを知ることにより、挿入されたピンがモノであるかそれともステレオであるかが分かり、すなわちＡ２タイプ・プラグとＢ２タイプ・プラグとＤ２タイプ・プラグを区別することができる。
【００５２】
また、マイクロフォンが回路内で２つの導体に接続された場合に生じる負荷効果を分析することによっても、このような推定を電子的に行うことができる。
【００５３】
図１２は、次式が成立する電圧比較器を有するそのような手法を示している。
Ｖｂｉａｓ＞Ｖｈ＞Ｖｉｎ＞Ｖｌ＞Ｖｃ
【００５４】
窓比較器は、マイクロフォンｄｃ電圧がＶｈからＶｌの範囲内であるかどうかを検出する。マイクロフォンと並列した抵抗器は、プルアップ抵抗器と共に、Ｖｈ＞Ｖｉｎ＞Ｖｌを確立し、比較器から高出力を与えて雑音打消し回路をイネーブルする最小マイクロフォン負荷を定める。
【００５５】
マイクロフォンが切断されると、Ｖｉｎがプルアップ抵抗器の作用によってＶｂｉａｓに等しくなり、かつＶｂｉａｓ＞Ｖｈであるので、イネーブル信号がローになる。マイクロフォン入力が接地された場合、Ｖｉｎ＜Ｖｌになり、やはりイネーブル信号がローになる。
【００５６】
さらに理解を深めるために、タイプＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのヘッドセットのプラグ構成のすべてに本発明がどのように対処するかを示す図１３を参照することができる。プラグ・ピン・レイアウトは欄Ｃに図示されている。欄Ａはプラグ・タイプを表わし、欄Ｂは本発明のジャックを図示しており、このジャック上に欄Ａのプラグ・タイプが点線で示されている。
【００５７】
【発明の効果】
前述のことから、いくつかの異なるヘッドセット・タイプをジャックに挿入できるようにし、しかも、ヘッドセットがＮＣヘッドセットであるか、それ以外であるかにかかわらず、それらのヘッドセットに予期される機能を実行する多機能ヘッドセット・ジャックが提供されることが理解されよう。
【００５８】
代表的には、ジャックおよび関連する検知回路は、ユーザが、シングル・プラグ・モノ・ヘッドフォンから、内部雑音打消し回路または外部雑音打消し回路を有するトリプル・プラグ雑音打消しタイプまでの、任意の種類のヘッドフォンを挿入するのを可能にし、しかも所期の結果をもたらすようされている。
【００５９】
１つのジャック・ソケットを浮動構成とすることによって、２ピンまたは３ピンなどのヘッドフォン・プラグの製造公差およびささいな仕様差に対処することができる。
【００６０】
変形例
検知回路は、どのソケット・スイッチが閉じているかまたは開いているかを検出することにより、備えられたジャック・ソケットのうちのどれにプラグが挿入されたかを検出することのみに依存することができ、またはプラグ・チップ、リング、およびスリーブのうちの何れかにわたる様々なインピーダンスや供給電圧の存在を更に検出するものでもよい。
【００６１】
検知回路については電気的に実施されるものとして説明したが、簡単な論理回路またはリモート操作で更新できるプログラム可能なソフトウェア制御回路によって実施することが可能である。これによって、仕様の変更が行われたときでも、設置済みのシステムを多様なヘッドセットに適合させることができる。
【００６２】
検知回路についてヘッドフォンに関連して説明したが、この検知回路は、ヘッドフォンおよびマイクロフォンを含むヘッドセットにも同様に適用することができる。
【００６３】
最後に、本発明の範囲から逸脱せずに前記の内容に他の様々な変更または修正を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既知の３ピン・ヘッドセット・プラグの様々な図である。
【図２】モノ・オーディオ・プラグ・ピンの概略立面図である。
【図３】ステレオ・オーディオ・プラグ・ピンの概略立面図である。
【図４】通例タイプＡ１およびＢ１として引用されるヘッドセット・シングル・ステレオ・プラグの図である。
【図５】通例タイプＡ２およびＢ２として引用されるデュアル・モノ・プラグおよびデュアル・ステレオ・プラグの図である。
【図６】通常Ｄ２として引用される既知のオーディオ・プラグの図である。
【図７】通例タイプＤ１として引用される２本のピンを有する既知のプラグを示す図である。
【図８】通例タイプＣ１として引用される２本のピンを有するプラグを示す図である。
【図９】本発明によるジャックを示す図である。
【図１０】オーディオ分配システムにおける本発明のジャックの使用を示すブロック図である。
【図１１】本発明のジャックによるソケットの一例の電気概略図である。
【図１２】プラグに連結されたマイクロフォンの存在を検出するようになっている比較器の回路を示す図である。
【図１３】本発明と共に使用できるプラグ構成を示す表である。
Claims (10)
- 各々が１本または複数のピンを有する複数の異なるオーディオ・プラグのうちの１つを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段と、プラグに取り付けられた機器をジャックが識別するのを可能にするインタフェース手段とを有しているオーディオ・ジャック。
- インタフェース手段は、プラグの構成および／またはプラグの接触構成を識別する受動電気回路または能動電気回路を備えている、請求項１に記載のオーディオ・ジャック。
- インタフェースが、オーディオ源と、確立すべきプラグ接点との間の正しい電気的な接続を可能にする、請求項２に記載のオーディオ・ジャック。
- ジャックが、複数の特定の種類のヘッドセットのうちの任意のヘッドセットのプラグを互換的に受け入れるプラグ受入れ手段を有しており、各プラグが１本または複数のピンを有している、請求項２に記載のオーディオ・ジャック。
- ヘッドセットがヘッドフォンのみを含んでおり、識別手段が、ヘッドフォンとオーディオ信号源との間のインタフェースを構成する能動ネットワークおよび／または受動ネットワークを含んでおり、ネットワークが、ヘッドフォンを正しく識別しヘッドフォンをオーディオ信号に正しく接続する電気回路と共に動作する、請求項４に記載のオーディオ・ジャック。
- 接続されるプラグ・タイプは、１つまたは複数のＡＲＩＮＣタイプのものである、請求項５に記載のオーディオ・ジャック。
- ジャックが三角形状に配置されたピン・ソケットを含む、請求項４に記載のオーディオ・ジャック。
- ２つのプラグ・ソケットが、ステレオ・ピンを受け入れることのできる直径３．５ｍｍのソケットであり、第３のプラグ・ソケットが、少なくとも２．５ｍｍモノ・ピンを受け入れることのできる２．５ｍｍソケットである、請求項７に記載のオーディオ・ジャック。
- ジャックがハウジング内に設けられ、少なくとも１つのソケットが移動可能であり、ハウジング内を横方向に浮動する、請求項４に記載のオーディオ・ジャック。
- プラグ受け入れ手段は１本のピンを有するオーディオ・プラグ、２本のピンを有するオーディオ・プラグおよび３本のピンを有するオーディオ・プラグを互換的に受け入れるように構成されてなる請求項１に記載のオーディオ・ジャック。
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