JP5052108B2 - 携帯可能な電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯可能な電子機器に係り、更に詳しくは、コンデンサーの充電時における回路の時定数を利用して操作スイッチに対する操作を検出する携帯可能な電子機器の改良に関する。

負荷回路に対する電源供給を遮断するために用いられるスイッチとして、トグルスイッチやタクトスイッチ（登録商標）が知られている。トグルスイッチは、ユーザが再度操作するまで端子間の導通状態を保持する操作スイッチであり、オン状態が機械的に保持される。一方、タクトスイッチは、ユーザが操作している間だけ端子間を導通させる操作スイッチであり、オン状態の保持は電子的に行われる。

このタクトスイッチは、指で押圧することにより、遮断状態から導通状態に遷移してオンする。このため、この様な操作スイッチを携帯可能な電子機器に採用すると、携帯時などに物が触れることにより、操作スイッチが誤って動作し、オンしてしまうことが少なくなかった。そこで、操作スイッチの誤動作を防止するために、所定時間以上導通状態が維持された場合にだけオンさせる機能、いわゆる長押し機能を備えた携帯可能な電子機器が提案されている。

この長押し機能は、例えば、抵抗素子及びコンデンサーからなる回路の時定数を利用して操作スイッチに対する操作を検出することにより実現される。具体的には、操作スイッチに対する操作開始によりコンデンサーの充電が開始され、コンデンサーの電荷蓄積量が一定値を越えるとオンする。その際、充電開始からコンデンサーの電荷蓄積量が一定値を越えるまでに必要な時間が、導通状態となってからオンするまでに要する時間であり、その上限値は回路の時定数によって規定される。一方、操作スイッチに対する操作終了によりコンデンサーの放電が開始され、電荷蓄積量が一定値を下回ると当該操作スイッチに対する再度の操作が検出可能となる。

一般に、タクトスイッチは、トグルスイッチに比べて機械的な構造が簡素であり、安価であることから、設計の自由度が高く、従って、電子機器の小型化や防滴性の向上に有利である。そこで、タクトスイッチをワイヤレスマイクロホン装置などの携帯可能な電子機器に用いることが考えられる。

しかしながら、タクトスイッチを採用した従来の電子機器では、上述した様に回路の時定数を利用して操作スイッチに対する操作を検出していることから、コンデンサーを放電させる際に、放電開始から電荷蓄積量が一定値を下回るまでに回路の時定数に応じた時間を要する。このため、操作終了の直後に再度操作スイッチを操作した場合に、この再度の操作が正しく検出できないケースが生じてしまうという問題があった。また、前回の操作による蓄積電荷の放電が完了する前に、操作スイッチが新たに操作される場合、前回の操作終了時の電荷蓄積量や、前回の操作終了から今回の操作開始までの時間に応じて、電荷蓄積量が一定値を越えるまでの時間が変化する。このため、操作開始からオンするまでに要する時間に操作ごとのバラツキが生じ、操作性が良くないという問題もあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、操作スイッチに対する操作終了の直後に再度操作スイッチが操作された場合であっても、この再度の操作を正しく検出することができる携帯可能な電子機器を提供することを目的とする。特に、ユーザによる操作開始により遮断状態から導通状態に遷移するとともに、操作終了により導通状態から遮断状態に遷移する操作スイッチに対する操作を常に正しく検出することができる携帯可能な電子機器を提供することを目的とする。また、操作開始により導通状態となってからオンするまでに要する時間にバラツキが生じるのを抑制させた携帯可能な電子機器を提供することを目的とする。

第１の本発明による携帯可能な電子機器は、ユーザによる操作開始により遮断状態から導通状態に遷移するとともに、操作終了により導通状態から遮断状態に遷移し、導通状態において導通信号を出力する操作スイッチと、上記導通信号に基づいて電荷を蓄積するコンデンサーと、上記コンデンサーを放電させるためのトランジスタと、上記操作スイッチが導通状態から遮断状態へ遷移した際に、上記トランジスタを一定時間オンするための制御信号を上記導通信号に基づいて生成する放電制御回路と、上記コンデンサーの電荷蓄積量を閾値と比較し、この比較結果に基づいて操作検出信号を生成する操作検出回路とを備えて構成される。

この携帯可能な電子機器では、導通状態において操作スイッチから出力される導通信号に基づいて、コンデンサーに電荷が蓄積され、操作スイッチの導通状態から遮断状態への状態遷移時にトランジスタを介してコンデンサーが放電される。操作検出回路では、コンデンサーの電荷蓄積量を所定の閾値と比較し、比較結果に基づいて操作検出信号、例えば、比較結果に応じて異なる電圧レベルからなる操作検出信号が生成される。この様な構成により、操作開始による導通状態への状態遷移に従ってコンデンサーの充電が開始され、電荷蓄積量及び閾値の比較結果に基づいて操作検出信号が生成されるので、回路の時定数に応じて操作スイッチに対する操作を正しく検出することができる。その際、操作終了による遮断状態への状態遷移に従って放電用のトランジスタがオンされ、このトランジスタを介してコンデンサーの蓄積電荷が放電されるので、蓄積電荷を速やかに放電させることができる。従って、操作スイッチに対する操作終了の直後に再度操作スイッチが操作された場合であっても、この再度の操作を常に正しく検出することができる。また、蓄積電荷の放電が速やかに行われるので、操作開始により導通状態となってから電荷蓄積量が閾値を越えるまでに要する時間にバラツキが生じるのを抑制させることができる。

第２の本発明による携帯可能な電子機器は、上記構成に加えて、上記コンデンサーが、上記導通信号の立ち上がりに基づいて、電荷の蓄積を開始し、上記トランジスタが、上記導通信号の立ち下がりに基づいて、上記コンデンサーを放電させるように構成される。また、第３の本発明による携帯可能な電子機器は、上記構成に加えて、上記コンデンサーには、直列接続された２つの抵抗素子により分圧された導通信号が供給され、上記トランジスタによるコンデンサーの放電時における当該トランジスタを含む放電経路のインピーダンスが上記抵抗素子を含む他の放電経路に比べて低いように構成される。この様な構成によれば、操作終了による遮断状態への状態遷移後は、インピーダンスの低い放電経路を介してコンデンサーの蓄積電荷が放電されるので、抵抗素子及びコンデンサーからなる回路の時定数よりも短時間に蓄積電荷の放電を完了させることができる。

第４の本発明による携帯可能な電子機器は、上記構成に加えて、上記導通信号に対する２つの異なる閾値に基づいてヒステリシス動作を行うシュミットトリガ回路を備え、上記導通信号が、上記シュミットトリガ回路を介して上記操作スイッチから上記放電制御回路に供給されるように構成される。この様な構成によれば、シュミットトリガ回路により導通信号に含まれるノイズが除去されるので、放電用のトランジスタを常に適切に動作させることができる。

第５の本発明による携帯可能な電子機器は、上記構成に加えて、上記操作検出信号の立ち上がり及び立ち下がりのいずれかに基づいて反転する動作フラグを保持し、この動作フラグに応じた電圧レベルからなる状態信号を生成する状態信号生成回路と、上記状態信号に基づいてオンし、負荷回路に電源電圧を供給する電源用スイッチング素子とを備えて構成される。

この携帯可能な電子機器では、操作検出信号の立ち上がり及び立ち下がりのいずれかに基づいて反転する動作フラグが保持され、負荷回路の電源用スイッチング素子が、動作フラグに応じた電圧レベルの状態信号に基づいてオンする。この様な構成によれば、動作フラグが操作検出信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかに基づいて反転されるので、操作スイッチに対する操作を検出するごとに、負荷回路に対する電源供給のオン又はオフを適切に切り替えさせることができる。

第６の本発明による携帯可能な電子機器は、上記構成に加えて、第１電源電圧を供給する電池を着脱可能に収容する電池収容部と、上記電池収容部から供給される第１電源電圧を昇圧し、第２電源電圧を生成する昇圧回路と、上記電源用スイッチング素子を介して上記昇圧回路から第２電源電圧が供給され、上記状態信号に基づいてオフ制御信号を生成するマイクロプロセッサとを備え、上記電源用スイッチング素子が、上記オフ制御信号に基づいて上記マイクロプロセッサに対する第２電源電圧の供給を遮断するように構成される。

この様な構成によれば、負荷回路としてのマイクロプロセッサに対する第２電源電圧の供給が、状態信号に基づく電源用スイッチング素子のオン動作によって開始される。これにより、電源用スイッチング素子がオンしていない場合に、操作検出回路及び状態信号生成回路を第１電源電圧で駆動させつつ、操作スイッチに対する操作を正しく検知して電源用スイッチング素子をオンさせることができる。また、マイクロプロセッサにより状態信号に基づいてオフ制御信号が生成され、このオフ制御信号に基づいてマイクロプロセッサに対する電源供給が、電源用スイッチング素子のオフ動作によって遮断される。これにより、電源用スイッチング素子がオンしている場合に、操作スイッチの操作による状態信号の変化を正しく検知してオフ制御信号を生成させることができ、電源用スイッチング素子を適切にオフさせることができる。

本発明による携帯可能な電子機器によれば、操作開始による導通状態への状態遷移に従ってコンデンサーの充電が開始され、電荷蓄積量及び閾値の比較結果に基づいて操作検出信号が生成されるので、回路の時定数に応じて操作スイッチに対する操作を正しく検出することができる。その際、操作終了による遮断状態への状態遷移に従って放電用スイッチング素子がオン又はオフされ、この放電用スイッチング素子によりコンデンサーの蓄積電荷が放電されるので、蓄積電荷を速やかに放電させることができる。従って、操作スイッチに対する操作終了の直後に再度操作スイッチが操作された場合であっても、この再度の操作を常に正しく検出することができる。また、蓄積電荷の放電が速やかに行われるので、操作開始により導通状態となってから電荷蓄積量が閾値を越えるまでに要する時間にバラツキが生じるのを抑制させることができる。

図１は、本発明の実施の形態による携帯可能な電子機器の概略構成の一例を示した外観図であり、携帯可能な電子機器の一例としてハンドヘルド型のマイクロホン装置１が示されている。このマイクロホン装置１は、マイクロホン４と、マイクロホン４を収容するウィンドスクリーン２と、ウィンドスクリーン２が取り付けられた送信機本体３により構成される。ウィンドスクリーン２は、目の細かな金網などの部材からなる球状の風よけであり、マイクロホン４が風によるノイズを拾うのを防止している。

送信機本体３は、縦長の筒状の筐体と、この筐体内に収容され、電源回路ユニット１０及び送信回路ユニット２０が設けられた回路基板５とからなる。また、送信機本体３の筐体底面には、送信回路ユニット２０に対する電源供給のオン又はオフを切り替えるためのタクトスイッチ６が設けられている。このマイクロホン装置１を使用する際には、送信機本体３が手で保持される。

マイクロホン４は、外部から入力された音声を電気信号に変換し、音声信号を生成する集音素子である。送信回路ユニット２０は、マイクロホン４から入力された音声信号をＲＦ（Radio Frequency）信号に変換して送信するための回路ユニットである。電源回路ユニット１０は、電池の電源電圧を昇圧して送信回路ユニット２０に供給するための回路ユニットである。

回路基板５は、絶縁層を挟んで導電層及び配線層が形成された多層基板からなる。この導電層は、電気を通す導電体からなる層であり、回路基板５上に設けられる回路素子の接地を行うためのグランド（ＧＮＤ）層、或いは、回路素子に電源を供給するための電源層として用いられる。配線層は、回路素子間を電気的に接続する配線パターンからなる層であり、基板表面に形成されている。ここでは、回路基板５の導電層が、グランド層として用いられるとともに、ＲＦ信号を送信するためのダイポールアンテナのアンテナエレメントとして使用されるものとする。

タクトスイッチ６は、操作状態と、非操作状態とを識別可能な信号を出力する操作スイッチであり、ユーザが操作している間だけオンする。操作状態とは、ユーザがタクトスイッチ６を操作中の状態であり、操作開始から操作終了までの期間が導通状態となる。非操作状態から操作状態への遷移は、例えば、ユーザがタクトスイッチ６を押圧することによって行われる。これに対し、操作状態から非操作状態へは、自動的に遷移する。

例えば、タクトスイッチ６は、２つの端子と、これらの端子間を導通可能な可動部とからなり、押圧操作により可動部を移動させることにより端子間が導通され、押圧を止めれば可動部が元の位置に自動復帰するように構成される。つまり、可動部は、一方向に付勢されており、可動部を押圧することにより、付勢力に逆らって可動部を移動させると、導通状態となる。

ここでは、操作開始により遮断状態から導通状態に遷移するとともに、操作終了により導通状態から遮断状態に遷移し、導通状態において導通信号を出力する操作スイッチが、タクトスイッチ６として用いられるものとする。つまり、操作開始から操作終了までが導通状態であり、操作終了から次の操作が開始されるまでが遮断状態である。この例では、タクトスイッチ６は、押しボタン型のスイッチであるものとする。

図２は、図１のマイクロホン装置１における送信回路ユニット２０の構成例を示したブロック図である。この送信回路ユニット２０は、トーン回路２１、音声回路２２、送信回路２３及びマイクロプロセッサ２４により構成される。トーン回路２１は、所定の周波数信号からなるトーン信号を生成するための回路である。トーン信号は、マイクロホン装置１の電源オフ時に受信機側に送信終了を検知させるために、音声信号に付加して送信される１又は２以上の周波数信号である。

ここでは、音声信号の周波数帯域とは異なる周波数信号、例えば、周波数３２．７６８ｋＨｚ（キロヘルツ）の信号がトーン信号として音声信号に付加される。

音声回路２２は、マイクロホン４からの音声信号と、トーン回路２１からのトーン信号を合成し、合成信号を生成するための回路である。送信回路２３は、音声回路２２からの合成信号をＲＦ信号に変換するための変調回路であり、例えば、ＶＣＯ、ＰＬＬ及び増幅器からなる。

ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）は、電圧レベルの変化に応じて発振する発振器であり、所定の周波数信号が生成される。ＰＬＬ（Phase Locked Loop）は、ＶＣＯの発振周波数を調整して出力信号の周波数を一定に保持させる電子回路である。増幅器は、変調後のＲＦ信号を電力増幅する回路素子である。

この様な送信回路２３により生成されたＲＦ信号は、アンテナエレメントとして機能する回路基板５のグランド層に供給され、送信される。トーン回路２１、音声回路２２及び送信回路２３には、それぞれマイクロプロセッサ２４を介して電源回路ユニット１０から電源供給される。

マイクロプロセッサ２４は、電源回路ユニット１０から電源供給され、タクトスイッチ６の操作を検知して電源オフ制御を行う半導体チップからなる回路素子である。この電源オフ制御は、トーン信号の生成要求を生成するとともに、トーン回路２１、音声回路２２及び送信回路２３への電源供給を遮断し、電源回路ユニット１０に電源供給を停止させるためのオフ制御信号を出力する制御である。

なお、マイクロプロセッサ２４のグランド端子は、回路基板５のグランド層に接続されている。また、トーン回路２１では、マイクロプロセッサ２４からの生成要求に基づいてトーン信号が生成される。

マイクロプロセッサ２４による電源オフ制御では、電源オフ時に、トーン回路２１、音声回路２２及び送信回路２３への電源供給を遮断した後に、オフ制御信号が出力される。その際、送信回路２３のオフに伴って受信機側でノイズが出力されるのを防止するという観点から、トーン回路２１に対してトーン信号の生成要求を出力した後に、電源回路ユニット１０に対してオフ制御信号を出力するのが望ましい。

図３は、図１のマイクロホン装置１における電源回路ユニット１０の構成例を示したブロック図である。この電源回路ユニット１０は、電池１１、電池収容部１２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３、ＦＥＴ１４、スイッチ回路ユニット１５、状態信号生成回路１６、ＯＲ回路１７及び電圧レベル変換回路１８により構成される。

電池１１は、第１電源電圧を供給する電源装置であり、電池収容部１２内に着脱可能に収容される。ここでは、電池１１として、起電力１．５Ｖ（ボルト）の乾電池（１次電池）が１個使用されるものとする。電池１１の負極は、回路基板５のグランド層に接続され、正極は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の入力端子、スイッチ回路ユニット１５及び状態信号生成回路１６に接続される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、電池収容部１２から供給される第１電源電圧を昇圧し、第２電源電圧を生成する昇圧回路であり、直流電圧を電圧レベルの異なる直流電圧に変換する処理を行っている。ここでは、第１電源電圧（１．５Ｖ）が３．０Ｖに昇圧され、第２電源電圧として出力されるものとする。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３のグランド端子は、回路基板５のグランド層に接続されている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３内には、出力の一部を帰還させることにより発振する発振回路と、この発振回路により得られる高電圧の脈動電流を整流し、プラス側のみの信号を得るための半導体ダイオードと、この信号を整流して直流出力を得るためのＬＣフィルタ回路などが設けられる。

ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３から供給された第２電源電圧を送信回路ユニット２０のマイクロプロセッサ２４及び電圧レベル変換回路１８に供給し、電源オフ時に電源供給を遮断するための電源用スイッチング素子である。このＦＥＴ１４は、ソース端子、ドレイン端子及びゲート端子を有し、ゲート端子（制御端子）に印加される電圧により出力電流が制御される。ＦＥＴ１４のソース端子は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力端子に接続され、ドレイン端子は、送信回路ユニット２０及び電圧レベル変換回路１８に接続されている。また、ゲート端子は、ＯＲ回路１７の出力端子に接続されている。このＦＥＴ１４は、電源オフ時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３内の半導体ダイオードを介して電源電圧が電池１１から送信回路ユニット２０に供給されるのを防止している。

スイッチ回路ユニット１５は、タクトスイッチ６の操作を検出し、電池収容部１２から供給される第１電源電圧を利用して２つの異なる電圧レベルからなる操作検出信号を生成する動作を行っている。

状態信号生成回路１６は、スイッチ回路ユニット１５からの操作検出信号に基づいて反転する動作フラグを保持し、動作フラグに応じた電圧レベルからなる状態信号Ｓ１を生成する回路である。上記動作フラグは、操作検出信号の立ち上がり又は立ち下がりのいずれかに基づいて反転するフラグである。状態信号生成回路１６のグランド端子は、回路基板５のグランド層に接続されている。

この様な状態信号生成回路１６としては、例えば、フリップフロップ回路からなる１ビットカウンタを用いることができる。このフリップフロップ回路は、電源端子（ＶＣＣ）、出力端子、クロック端子（ＣＬＫ）、Ｄ端子及びグランド端子（ＧＮＤ）を有する論理回路である。フリップフロップ回路の電源端子には、電池収容部１２から第１電源電圧が供給され、クロック端子には、操作検出信号が供給される。また、出力端子は、ＯＲ回路１７の入力端子に接続され、Ｄ端子は、電圧レベル変換回路１８の入力端子に接続される。ここでは、出力端子から状態信号Ｓ１が出力され、Ｄ端子から状態信号Ｓ１の反転信号Ｓ２が出力されるものとする。

ここでは、状態信号Ｓ１として、タクトスイッチ６の操作が検出されるごとに、電圧レベルがロー（low）レベル又はハイ（high）レベルのいずれかに切り替えられる電圧信号が用いられるものとする。つまり、操作検出時に電圧レベルがローレベルであれば、ハイレベルへ切り替えられ、ハイレベルならローレベルへ切り替えられる。

電圧レベル変換回路１８は、ＦＥＴ１４のドレイン端子から供給される第２電源電圧を利用して状態信号生成回路１６からの反転信号Ｓ２を異なる電圧レベルの信号に変換し、電源オン検知信号Ｓ３としてマイクロプロセッサ２４に供給する回路である。マイクロプロセッサ２４では、電圧レベル変換回路１８からの電源オン検知信号Ｓ３に基づいてタクトスイッチ６に対する操作が検知されるとともに、電源オン後の再度の操作に基づいてオフ制御信号Ｓ４が生成される。

ＯＲ回路１７は、状態信号生成回路１６からの状態信号Ｓ１と、マイクロプロセッサ２４からのオフ制御信号Ｓ４の論理和をＤＣ−ＤＣコンバータ１３及びＦＥＴ１４の各制御端子へ出力する論理回路である。具体的には、状態信号Ｓ１又はオフ制御信号Ｓ４のいずれかの電圧レベルがハイレベルの場合に、ハイレベルの電圧信号が制御信号として出力される。一方、状態信号Ｓ１及びオフ制御信号Ｓ４の電圧レベルが共にローレベルの場合には、ローレベルの電圧信号が制御信号として出力される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３では、ＯＲ回路１７からの制御信号に基づいて動作が行われる。具体的には、状態信号Ｓ１の立ち上がりに基づいて電源電圧を昇圧する処理が開始され、オフ制御信号Ｓ４に基づいて当該処理が終了される。

ＦＥＴ１４では、ＯＲ回路１７からの制御信号に基づいて動作が行われる。具体的には、状態信号Ｓ１の立ち上がりに基づいてオンされ、送信回路ユニット２０に対する電源供給が開始される。一方。オフ制御信号Ｓ４に基づいてオフされ、送信回路ユニット２０に対する電源供給が遮断される。つまり、タクトスイッチ６の操作が検出されるごとに、状態信号Ｓ１の電圧レベルが切り替えられ、ＦＥＴ１４のオン又はオフが切り替えられる。

図４は、図３の電源回路ユニット１０の要部における構成例を示した回路図であり、スイッチ回路ユニット１５が示されている。このスイッチ回路ユニット１５は、タクトスイッチ６と、シュミットトリガ回路３１及び３２と、フリップフロップ回路３３と、放電用スイッチング素子３４と、操作検出回路３５と、操作検出用コンデンサーＣと、抵抗素子Ｒ、Ｒ１及びＲ２とからなる。タクトスイッチ６は、一方の端子が電池１１に接続され、他方の端子が抵抗素子Ｒを介して回路基板５のグランド層に接続されている。つまり、この例では、タクトスイッチ６が遮断状態から導通状態に遷移すると、その状態遷移に基づいて立ち上がり、導通状態から遮断状態に遷移すると、その状態遷移に基づいて立ち下がる導通信号Ｓ５が、上記他方の端子から出力される。

シュミットトリガ（schmitt trigger）回路３１及び３２は、２つの異なる入力閾値を有し、これらの入力閾値に基づいてヒステリシス動作を行う論理回路である。この入力閾値は、タクトスイッチ６から供給される導通信号Ｓ５に対する閾値であり、導通信号Ｓ５の電圧レベルに基づいて予め定められる。このシュミットトリガ回路３１及び３２では、上側閾値及び下側閾値の入力閾値が保持され、タクトスイッチ６からの入力電圧と、これらの閾値との比較結果に応じた電圧レベルの出力信号が生成される。導通信号Ｓ５は、シュミットトリガ回路３１及び３２を通過することにより、信号波形が方形波に整形される。

シュミットトリガ回路３１は、入力電圧が上側閾値を越えると、出力信号の電圧レベルをローレベルからハイレベルに切り替え、その後、入力電圧が上側閾値よりも小さな下側閾値を下回ると、出力信号の電圧レベルをハイレベルからローレベルに切り替える動作を行っている。この出力信号は、抵抗素子Ｒ１を介して、放電用スイッチング素子３４の入力端子、抵抗素子Ｒ２、操作検出用コンデンサーＣ及び操作検出回路３５に供給される。

シュミットトリガ回路３２は、入力電圧が上側閾値を越えると、出力信号の電圧レベルをハイレベルからローレベルに切り替え、その後、入力電圧が下側閾値を下回ると、出力信号の電圧レベルをローレベルからハイレベルに切り替える動作を行っている。この出力信号は、フリップフロップ回路３３に供給される。

フリップフロップ回路３３は、シュミットトリガ回路３２の出力信号に基づいて動作し、放電用スイッチング素子３４の制御信号を生成する論理回路である。具体的には、クロック端子にシュミットトリガ回路３２の出力信号が供給され、出力端子は、放電用スイッチング素子３４の制御端子に接続されている。また、電源端子には、電池１１から第１電源電圧が供給され、グランド端子は、回路基板５のグランド層に接続されている。

この例では、タクトスイッチ６が導通状態である場合、ハイレベルの出力信号がシュミットトリガ回路３１から操作検出用コンデンサーＣに供給されるとともに、ローレベルの制御信号がフリップフロップ回路３３から放電用スイッチング素子３４に供給される。一方、タクトスイッチ６が遮断状態である場合、ローレベルの出力信号がシュミットトリガ回路３１から操作検出用コンデンサーＣに供給されるとともに、タクトスイッチ６が遮断状態になった時にハイレベルの制御信号がフリップフロップ回路３３から放電用スイッチング素子３４に所定期間Ｔ１のみ供給される。すなわち、フリップフロップ回路３３から放電用スイッチング素子３４に供給される制御信号は、タクトスイッチ６の導通状態から遮断状態への状態遷移に基づいて電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。その後、所定期間Ｔ１が経過すると、ハイレベルからローレベルに切り替えられる。上記所定期間Ｔ１は、例えば、操作検出用コンデンサーＣの残留電荷を放電により除去するのに要する時間に基づいて予め定められる。

放電用スイッチング素子３４は、フリップフロップ回路３３からの制御信号に基づいてオンし、操作検出用コンデンサーＣを放電させるためのスイッチング素子である。ここでは、放電用スイッチング素子３４として、コレクタ端子、エミッタ端子及びベース端子を有するバイポーラトランジスタが用いられるものとする。このコレクタ端子には、抵抗素子Ｒ１を介してシュミットトリガ回路３１の出力信号が供給され、ベース端子には、フリップフロップ回路３３からの制御信号が供給される。また、エミッタ端子は、回路基板５のグランド層に接続されている。

この放電用スイッチング素子３４では、タクトスイッチ６の導通状態から遮断状態への状態遷移時にオンし、所定期間Ｔ１が経過するとオフする動作が行われる。つまり、放電用スイッチング素子３４は、タクトスイッチ６が遮断状態である場合に、タクトスイッチ６の状態遷移から所定期間Ｔ１のみオン状態となる。

抵抗素子Ｒ１及びＲ２は、シュミットトリガ回路３１の出力信号を分圧して操作検出用コンデンサーＣに供給するための抵抗素子である。つまり、直列接続された２つの抵抗素子Ｒ１及びＲ２により、シュミットトリガ回路３１の出力信号が分圧され、分圧された信号が操作検出用コンデンサーＣに供給される。

操作検出用コンデンサーＣは、シュミットトリガ回路３１の出力信号に基づいて、電荷を蓄積するコンデンサーである。操作検出用コンデンサーＣの充電時には、抵抗素子Ｒ１を介してシュミットトリガ回路３１から電荷が供給され、放電時には、主に、放電用スイッチング素子３４を介して蓄積電荷が放電される。ここで、放電用スイッチング素子３４のオン時における当該放電用スイッチング素子３４を含む放電経路のインピーダンスは、抵抗素子Ｒ１又はＲ２を含む他の放電経路に比べて低いものとする。これにより、タクトスイッチ６の操作終了による遮断状態への状態遷移後は、インピーダンスの低い放電経路を介して操作検出用コンデンサーＣの蓄積電荷が放電されるので、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２及び操作検出用コンデンサーＣからなる回路の時定数よりも短時間に蓄積電荷の放電を完了させることができる。

操作検出回路３５は、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑを所定の閾値と比較し、この比較結果に基づいて操作検出信号Ｓ６を生成する動作を行っている。ここでは、操作検出回路３５として、シュミットトリガ回路が用いられるものとする。つまり、この操作検出回路３５では、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑに応じて変化する入力電圧が上側閾値を越えると、出力信号の電圧レベルをローレベルからハイレベルに切り替え、その後、入力電圧が下側閾値を下回ると、出力信号の電圧レベルをハイレベルからローレベルに切り替える動作が行われる。

この様なスイッチ回路ユニット１５では、導通信号Ｓ５の立ち上がりに基づいて操作検出用コンデンサーＣの充電が開始される。その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値を越えると、操作検出信号Ｓ６の電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。一方、導通信号Ｓ５の立ち下がりに基づいて放電用スイッチング素子３４がオンされ、操作検出用コンデンサーＣの放電が開始される。その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値を下回ると、操作検出信号Ｓ６の電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り替えられる。

つまり、操作検出信号Ｓ６として、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値を越えたときからタクトスイッチ６の操作終了時までハイレベルであり、操作終了から次に電荷蓄積量Ｑが閾値を越えるときまでローレベルである信号が操作検出回路３５から出力されることとなる。

図５は、図３の電源回路ユニット１０における動作の一例を示したタイミングチャートであり、電源オン後に再度操作された場合の状態信号Ｓ１の様子が示されている。まず、タクトスイッチ６に対する操作開始（時刻ｔ１）により、遮断状態から導通状態に移行し、導通信号Ｓ５の電圧レベルが、ローレベル（０Ｖ）からハイレベル（１．５Ｖ）に切り替えられる。この導通信号Ｓ５の立ち上がりに同期して、操作検出用コンデンサーＣの充電が開始される。

その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑは、単調に増加し、電荷蓄積量Ｑが閾値Ａ１を越える（時刻ｔ２）と、操作検出信号Ｓ６の電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。状態信号Ｓ１は、この様な操作検出信号Ｓ６の例えば立ち上がりに同期して電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられ、ＦＥＴ１４がオンされる。

次に、タクトスイッチ６に対する操作終了（時刻ｔ３）により、導通状態から遮断状態に移行すると、導通信号Ｓ５の電圧レベルは、ハイレベルからローレベルに切り替えられ、放電用スイッチング素子３４が所定期間Ｔ１のみオンされる。操作検出用コンデンサーＣは、放電用スイッチング素子３４のオンにより、蓄積電荷が速やかに放電される。操作検出信号Ｓ６は、操作検出用コンデンサーＣの放電に同期して電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り替えられる。

その後、タクトスイッチ６が再度操作されると、その再度の操作の操作開始（時刻ｔ４）により、遮断状態から導通状態に移行し、導通信号Ｓ５の電圧レベルが、ローレベルからハイレベルに切り替えられる。この導通信号Ｓ５の立ち上がりに同期して、操作検出用コンデンサーＣの充電が開始される。

その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値Ａ１を越える（時刻ｔ５）と、操作検出信号Ｓ６の電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。このとき、状態信号Ｓ１は、電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り替えられ、ＦＥＴ１４がオフされる。この様に、タクトスイッチ６に対する操作終了の直後に再度タクトスイッチ６が操作された場合であっても、この再度の操作を正しく検出することができる。

図６は、図３の電源回路ユニット１０における動作の一例を示したタイミングチャートであり、電源オン前に操作終了され再度操作された場合の様子が示されている。まず、タクトスイッチ６の操作開始（時刻ｔ６）により、遮断状態から導通状態に移行し、導通信号Ｓ５の電圧レベルが、ローレベルからハイレベルに切り替えられる。この導通信号Ｓ５の立ち上がりに同期して、操作検出用コンデンサーＣの充電が開始される。

その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値Ａ１を越える前のある時点（時刻ｔ７）で、タクトスイッチ６の操作が終了されると、その操作終了により、導通状態から遮断状態に移行すると、導通信号Ｓ５の電圧レベルは、ハイレベルからローレベルに切り替えられ、放電用スイッチング素子３４が所定期間Ｔ１のみオンされる。操作検出用コンデンサーＣは、放電用スイッチング素子３４のオンにより、蓄積電荷が速やかに放電される。

次に、タクトスイッチ６が再度操作されると、その再度の操作の操作開始（時刻ｔ８）により、遮断状態から導通状態に移行し、導通信号Ｓ５の電圧レベルが、ローレベルからハイレベルに切り替えられる。この導通信号Ｓ５の立ち上がりに同期して、操作検出用コンデンサーＣの充電が開始される。

その後、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量Ｑが閾値Ａ１を越える（時刻ｔ９）と、操作検出信号Ｓ６の電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。このとき、状態信号Ｓ１は、電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられ、ＦＥＴ１４がオンされる。

次に、タクトスイッチ６の操作終了（時刻ｔ１０）により、導通状態から遮断状態に移行すると、導通信号Ｓ５の電圧レベルは、ハイレベルからローレベルに切り替えられ、放電用スイッチング素子３４が所定期間Ｔ１のみオンされる。操作検出用コンデンサーＣは、放電用スイッチング素子３４のオンにより、蓄積電荷が速やかに放電される。操作検出信号Ｓ６は、操作検出用コンデンサーＣの放電に同期して電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り替えられる。この様に、蓄積電荷の放電が速やかに行われるので、操作開始により導通状態となってから電荷蓄積量Ｑが閾値を越えるまでに要する時間にバラツキが生じるのを抑制させることができる。

本実施の形態によれば、操作開始による導通状態への状態遷移に従って操作検出用コンデンサーＣの充電が開始され、電荷蓄積量Ｑ及び閾値の比較結果に基づいて操作検出信号が生成されるので、回路の時定数に応じてタクトスイッチ６に対する操作を正しく検出することができる。その際、操作終了による遮断状態への状態遷移に従って放電用スイッチング素子３４が所定期間Ｔ１のみオンされ、この放電用スイッチング素子３４により操作検出用コンデンサーＣの蓄積電荷が放電されるので、蓄積電荷を速やかに放電させることができる。つまり、タクトスイッチ６の操作終了による放電時には、充電時の時定数にかかわらず、操作検出用コンデンサーＣを速やかに放電させることができる。

また、操作終了による遮断状態への状態遷移後は、インピーダンスの低い放電経路を介して操作検出用コンデンサーＣの蓄積電荷が放電されるので、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２及びコンデンサーＣからなる回路の時定数よりも短時間に蓄積電荷の放電を完了させることができる。また、シュミットトリガ回路３２により導通信号に含まれるノイズが除去されるので、放電用スイッチング素子３４を常に適切に動作させることができる。

さらに、負荷回路としてのマイクロプロセッサ２４に対する第２電源電圧の供給が、状態信号に基づくＦＥＴ１４のオン動作によって開始される。これにより、ＦＥＴ１４がオンしていない場合に、操作検出回路３５及び状態信号生成回路１６を第１電源電圧で駆動させつつ、タクトスイッチ６に対する操作を正しく検知してＦＥＴ１４をオンさせることができる。また、マイクロプロセッサ２４により状態信号に基づいてオフ制御信号が生成され、このオフ制御信号に基づいてマイクロプロセッサ２４に対する電源供給が、ＦＥＴ１４のオフ動作によって遮断される。これにより、ＦＥＴ１４がオンしている場合に、タクトスイッチ６の操作による状態信号の変化を正しく検知してオフ制御信号を生成させることができ、ＦＥＴ１４を適切にオフさせることができる。

なお、本実施の形態では、タクトスイッチ６に対する操作終了により放電用スイッチング素子３４が所定期間Ｔ１のみオンされ、操作検出用コンデンサーＣの放電が開始される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、操作検出用コンデンサーＣの電荷蓄積量が閾値を越え、操作検出信号の電圧レベルが切り替えられた後に、放電用スイッチング素子３４をオンさせるタイミングは、操作終了をトリガとする以外に、例えば、タイマーの出力をトリガとするようなものであっても良い。

また、本実施の形態では、タクトスイッチ６に対する操作が検出されるごとに、状態信号の電圧レベルが切り替えられ、ＦＥＴ１４のオン又はオフが切り替えられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、操作検出信号の立ち上がりに基づいてＦＥＴ１４を所定期間のみオンさせるようなものであっても良い。つまり、タクトスイッチ６の操作が検出されてから所定期間だけＦＥＴ１４がオンするようなものにも本発明は適用することができる。

また、本実施の形態では、ハンドヘルド型のワイヤレスマイクロホン装置に本発明が適用される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、マイクロホンユニット及び送信機ユニットが別々の筐体からなるツーピース型のワイヤレスマイクロホン装置にも適用することができる。或いは、ワイヤレスマイクロホン装置、携帯電話機、音楽プレーヤーなどを含む携帯可能な電子機器に本発明は適用することができる。

本発明の実施の形態による携帯可能な電子機器の概略構成の一例を示した外観図であり、ハンドヘルド型のマイクロホン装置１が示されている。 図１のマイクロホン装置１における送信回路ユニット２０の構成例を示したブロック図である。 図１のマイクロホン装置１における電源回路ユニット１０の構成例を示したブロック図である。 図３の電源回路ユニット１０の要部における構成例を示した回路図であり、スイッチ回路ユニット１５が示されている。 図３の電源回路ユニット１０における動作の一例を示したタイミングチャートであり、電源オン後に再度操作された場合の状態信号Ｓ１の様子が示されている。 図３の電源回路ユニット１０における動作の一例を示したタイミングチャートであり、電源オン前に操作終了され再度操作された場合の様子が示されている。

符号の説明

１ マイクロホン装置
２ ウィンドスクリーン
３ 送信機本体
４ マイクロホン
５ 回路基板
６ タクトスイッチ
１０ 電源回路ユニット
１１ 電池
１２ 電池収容部
１３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４ ＦＥＴ
１５ スイッチ回路ユニット
１６ 状態信号生成回路
１７ ＯＲ回路
１８ 電圧レベル変換回路
２０ 送信回路ユニット
２１ トーン回路
２２ 音声回路
２３ 送信回路
２４ マイクロプロセッサ
３１，３２ シュミットトリガ回路
３３ フリップフロップ回路
３４ 放電用スイッチング素子
３５ 操作検出回路
Ｃ 操作検出用コンデンサー
Ｑ 電荷蓄積量
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗素子
Ｓ１ 状態信号
Ｓ２ 反転信号
Ｓ３ 電源オン検知信号
Ｓ４ オフ制御信号
Ｓ５ 導通信号
Ｓ６ 操作検出信号

Claims (6)

1. ユーザによる操作開始により遮断状態から導通状態に遷移するとともに、操作終了により導通状態から遮断状態に遷移し、導通状態において導通信号を出力する操作スイッチと、
   上記導通信号に基づいて電荷を蓄積するコンデンサーと、
   上記コンデンサーを放電させるためのトランジスタと、
   上記操作スイッチが導通状態から遮断状態へ遷移した際に、上記トランジスタを一定時間オンするための制御信号を上記導通信号に基づいて生成する放電制御回路と、
   上記コンデンサーの電荷蓄積量を閾値と比較し、この比較結果に基づいて操作検出信号を生成する操作検出回路とを備えたことを特徴とする携帯可能な電子機器。
2. 上記コンデンサーは、上記導通信号の立ち上がりに基づいて、電荷の蓄積を開始し、
   上記トランジスタは、上記導通信号の立ち下がりに基づいて、上記コンデンサーを放電させることを特徴とする請求項１に記載の携帯可能な電子機器。
3. 上記コンデンサーには、直列接続された２つの抵抗素子により分圧された導通信号が供給され、
   上記トランジスタによるコンデンサーの放電時における当該トランジスタを含む放電経路のインピーダンスが上記抵抗素子を含む他の放電経路に比べて低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯可能な電子機器。
4. 上記導通信号に対する２つの異なる閾値に基づいてヒステリシス動作を行うシュミットトリガ回路を備え、
   上記導通信号が、上記シュミットトリガ回路を介して上記操作スイッチから上記放電制御回路に供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯可能な電子機器。
5. 上記操作検出信号の立ち上がり及び立ち下がりのいずれかに基づいて反転する動作フラグを保持し、この動作フラグに応じた電圧レベルからなる状態信号を生成する状態信号生成回路と、
   上記状態信号に基づいてオンし、負荷回路に電源電圧を供給する電源用スイッチング素子とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯可能な電子機器。
6. 第１電源電圧を供給する電池を着脱可能に収容する電池収容部と、
   上記電池収容部から供給される第１電源電圧を昇圧し、第２電源電圧を生成する昇圧回路と、
   上記電源用スイッチング素子を介して上記昇圧回路から第２電源電圧が供給され、上記状態信号に基づいてオフ制御信号を生成するマイクロプロセッサとを備え、
   上記電源用スイッチング素子が、上記オフ制御信号に基づいて上記マイクロプロセッサに対する第２電源電圧の供給を遮断することを特徴とする請求項５に記載の携帯可能な電子機器。

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