JP6049359B2 - スピーカー付きアンプおよびオーディオ装置 - Google Patents

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この発明は、スピーカーが一体に組み込まれたスピーカー付きアンプと、そのスピーカー付きアンプを用いて構成されるオーディオ装置とに関する。
出願人は以前、図5に示す構成のスピーカー付きアンプ9を提案した(例えば、特許文献1参照)。図示のスピーカー付きアンプ9は、箱形の本体ケース90の片面にスピーカー91が、ひとつの端面に第1、第2の各外部接続端子92,93が、それぞれ設けられたものである。各外部接続端子92,93はジャックにより構成され、一方の外部接続端子92にはケーブル94を介して携帯電話95やオーディオ機器96が、他方の外部接続端子93にはイヤホンまたはヘッドホンが、それぞれ接続可能になっている。なお、図中、97,98はケーブル94の両端に装着されたプラグであり、一方のプラグ97は携帯電話95やオーディオ機器96が有する接続端子99に、他方のプラグ98はスピーカー付きアンプ9の第1の外部接続端子92に、それぞれ差し込まれる。
上記のスピーカー付きアンプ9に携帯電話95を接続すれば、スピーカー付きアンプ9のスピーカー91と携帯電話95に内蔵のマイクロフォンとによって携帯電話95のハンズフリー装置が構成される。前記オーディオ機器96には、スピーカーを内蔵していないイヤホン専用のデジタルオーディオプレーヤーや小出力のスピーカーを内蔵するミニラジオなどが含まれ、その種のオーディオ機器96をスピーカー付きアンプ9に接続すると、オーディオ信号が取り込まれて増幅され、スピーカー91で音に変換されて外部へ出力される。
特開2011−114650号公報
ところで、「スマートフォン」と呼ばれる多機能携帯電話には、音楽などを聴くためのイヤホン専用端子が設けられている。しかし、歩行時に音楽などを楽しむためにイヤホンを耳に装着していると、イヤホンにより周囲の音が遮断されるため、車両などの接近に気づかず、車両などとの衝突事故を招くおそれがある。
この発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、マイクロフォンの接続を可能としてマイクロフォンで集められた周囲の音をオーディオ機器からの音とともにヘッドホンやイヤホンより出力させることを可能となすことにより、上記した衝突事故の発生を防止するとともに、補聴器や拡声器としても使用することが可能な多機能なスピーカー付きアンプと、そのスピーカー付きアンプを用いて構成されるオーディオ装置とを提供することを目的とする。
この発明によるスピーカー付きアンプは、外部より入力した信号を増幅するための増幅器と、増幅器の作動に必要な電源を供給するための電池とを内蔵するととともに、前記増幅器による増幅出力を音に変換して出力するスピーカーが一体に組み込まれたものであり、オーディオ機器よりオーディオ信号を入力するための第1のケーブルを接続することが可能な第1の外部接続端子と、マイクロフォンより音声信号を入力しかつマイクロフォンが内蔵する増幅回路の作動に必要な電源を前記電池より供給するための第2のケーブルを接続することが可能な第2の外部接続端子と、第1の外部接続端子より取り込まれたオーディオ信号と第2の外部接続端子より取り込まれた音声信号とを混合して前記増幅器へ与える信号入力回路と、前記増幅器による増幅出力をイヤホンまたはヘッドホンへ出力するための第3のケーブルを接続することが可能な第3の外部接続端子とを備えて成るものである。
上記した構成のスピーカー付きアンプの第1〜第3のいずれかの外部接続端子に、オーディオ機器、マイクロフォン、イヤホンまたはヘッドホンを選択して接続することで、種々の用途に用いることができる。
第2の外部接続端子にマイクロフォンを接続すると、スピーカー付きアンプが内蔵する電池よりマイクロフォンへ電源が供給されてマイクロフォンの増幅回路が作動する。マイクロフォンへ音声が入力されると、音声信号が増幅回路で増幅されてスピーカー付きアンプに取り込まれ、信号入力回路および増幅器を経てスピーカーより音声が出力される。したがって、この発明に係るスピーカー付きアンプにマイクロフォンを接続したものを各種施設の窓口などに設置すれば、拡声器として機能させることができる。
また、第3の外部接続端子にさらにイヤホンを接続すると、マイクロフォンによって集められた音声などの周囲の音が増幅回路で増幅されてスピーカー付きアンプに取り込まれ、信号入力回路および増幅器を経てイヤホンより出力されるので、この発明に係るマイク付きアンプにマイクロフォンおよびイヤホンを接続したものを携帯すれば、補聴器として活用することができる。
一方、第1の外部接続端子にオーディオ機器を接続すると、オーディオ機器からのオーディオ信号は信号入力回路および増幅器を経てスピーカーで音に変換されて出力されるので、スピーカーを内蔵していないイヤホン専用のデジタルオーディオプレーヤーであっても、イヤホンによらずにスピーカー付きアンプのスピーカーによって音を聴取できる。
さらにまた、第1〜第3の各外部接続端子にオーディオ機器、マイクロフォン、イヤホンまたはヘッドホンをそれぞれ接続すると、第1の外部接続端子より取り込まれたオーディオ信号と第2の外部接続端子より取り込まれた音声信号とが信号入力回路で混合されて増幅器へ与えられるので、イヤホンまたはヘッドホンによって音楽などを聴きつつマイクロフォンで集められた音声などの周囲の音も聴取できる。したがって、音楽などを聴くために歩行時などにイヤホンやヘッドホンで耳が塞がれていても、車両の接近に気づき、車両などとの衝突事故を回避できる。
また、この発明においては、前記第2のケーブルは、アース線と、マイクロフォンより音声信号を入力するための信号線と、前記電池よりマイクロフォンへ電源を供給するための電源供給線と、各線が絶縁状態で接続される3極のプラグとを含み、前記信号入力回路は、第2の外部接続端子を構成するジャックに対する前記プラグの挿脱時に、前記電源供給線とアース線とが短絡したとき、前記電池から電源供給線への電源の供給を遮断して断線を防止する断線防止回路を含んでいる。
この発明によると、スピーカー付きアンプが内蔵する電池よりマイクロフォンに電源を供給することに起因する短絡による断線事故の発生を防止できる。また、マイクロフォンに増幅回路の作動に必要な電池を組み込む必要がないから、電源の供給をスピーカー付きアンプが内蔵するひとつの電池により行うことができる。
この発明のさらに好ましい実施態様においては、前記信号入力回路は、マイクロフォンおよびオーディオ機器より入力される低周波領域の雑音が増幅器に取り込まれるのを規制する雑音規制回路を含んでいる。
この実施態様によると、マイクロフォンおよびオーディオ機器より入力される低周波領域の雑音が増幅器で増幅されないので、オーディオ機器からのオーディオ信号とマイクロフォンからの音声信号とを混合しても、ヘッドホンまたはイヤホンより出力される音は明瞭な音となり、残響音などの悪影響を防止できる。
上記のいずれかに記載されたスピーカー付きアンプを、スピーカー付きアンプの第1の外部接続端子に第1のケーブルを介して接続されるオーディオ機器、スピーカー付きアンプの第2の外部接続端子に第2のケーブルを介して接続されるマイクロフォン、およびスピーカー付きアンプの第3の外部接続端子に第3のケーブルを介して接続されるヘッドホンまたはイヤホンと組み合わせると、上記した所望の効果が得られるオーディオ装置が構成されるものである。
好ましい実施態様のオーディオ装置においては、前記マイクロフォンは、内蔵する増幅回路中に感度調整のために設けられる可変抵抗器と、可変抵抗器の抵抗値を変更するための外部操作が可能なつまみとを有している。
この実施態様によると、歩行時など、室外で音楽などを聴くときは、つまみを操作してマイクロフォンの感度を上げ、周囲の音をも取り込むようにすれば、車両の接近に気づき、車両などとの衝突事故を回避できる。また、室内で音楽などを聴くときは、つまみを操作してマイクロフォンの感度を下げれば、周囲の音は取り込まれない。
さらに好ましい実施態様においては、前記つまみは、円盤状であって外周面に全周にわたって形成された刻みを有し、回動操作によるつまみの間欠送りが可能なように前記刻みに動作表示用のLEDがかみ合わされている。
この実施態様によれば、つまみを回すと間歇送りされるので、つまみによる細やかな感度調整が可能となり、しかも、動作表示用のLEDをつまみの間歇送り機構に兼用するので、構造の複雑化やコスト高を招くおそれがない。
この発明によれば、マイクロフォンの接続を可能としてマイクロフォンからの音をスピーカーやヘッドホンまたはイヤホンより出力できる構成としたから、補聴器や拡声器としての機能が付加され、多機能化がはかられる。また、ヘッドホンやイヤホンによって音楽などを聴いているときにマイクロフォンで集められた周囲の音もイヤホンより出力できるので、ヘッドホンやイヤホンで耳が塞がれていても、周囲の音が遮断されることがなく、車両などとの衝突事故を回避できる。
また、マイクロフォンが内蔵する増幅回路の作動に必要な電源をスピーカー付きアンプが内蔵する電池より供給するので、マイクロフォンに電池を内蔵させる必要がなく、構造の簡易化およびコストの低減を実現できる。
この発明の一実施例であるスピーカー付きアンプの構成とそのスピーカー付きアンプを用いて構成されるオーディオ装置の構成とを示す説明図である。 マイクロフォンを拡大して示す正面図である。 スピーカー付きアンプの回路構成を示す電気回路図である。 雑音規制回路が組み込まれた実施例の回路構成を示す電気回路図である。 従来のスピーカー付きアンプの構成を示す説明図である。
図1は、この発明の一実施例であるスピーカー付きアンプ1の構成と、そのスピーカー付きアンプ1を用いて構成されるオーディオ装置の構成とを示している。図示例のスピーカー付きアンプ1は、箱形の本体ケース10の片面にスピーカー14および電池収容部15が設けられるとともに、ひとつの端面に第1〜第3の各外部接続端子11〜13および動作表示用のLED17がそれぞれ設けられたものである。図示例の電池収容部15は、2個の乾電池を収容することが可能な大きさであり、蓋板16を開閉することで電池の出し入れが可能となっている。
第1の外部接続端子11には第1のケーブル2を介してオーディオ機器5が、第2の外部接続端子12には第2のケーブル3を介してマイクロフォン6が、第3の外部接続端子13には第3のケーブル4を介してヘッドホン7またはイヤホン(図示せず)が、それぞれ接続可能になっている。
第1〜第3の各外部接続端子11〜13はジャックJ1〜J3により構成され、一方、第1〜第3の各ケーブル2〜4には各ジャックJ1〜J3に挿脱可能な3極のプラグP1〜P3がそれぞれ装着されている。3極のプラグP1〜P3は、図示していないが、先端側がチップ、根元側がスリーブ、中間がリングと呼ばれ、それぞれが絶縁リングにより絶縁されている。
第1〜第3の各ケーブル2〜4としてミニステレオコードが用いられている。第1のケーブル2の一端にはスピーカー付きアンプ1の第1のジャックJ1に差し込むことが可能な前記3極のプラグP1が、他端にはオーディオ機器5の外部接続端子(ジャック)51に差し込むことが可能な3極のプラグP4が、それぞれ装着されている。オーディオ機器5には多機能携帯電話の他、音楽プレーヤー、ボイスレコーダ、ワンセグテレビ、ポケットラジオなどが含まれる。
第2のケーブル3はマイクロフォン6に接続されており、第2のケーブル3の先端にはスピーカー付きアンプ1の第2のジャックJ2に差し込むことが可能な3極のプラグP2が装着されている。図示例のマイクロフォン6は、合成樹脂製のケースの内部に、図3の電気回路図に示されているコンデンサマイク61および増幅回路62が実装されたプリント基板が組み込まれたものである。増幅回路62には感度調整用の可変抵抗器VRが含まれており、図2に拡大して示したケース60の上面に、前記可変抵抗器VRの抵抗値を外部操作により変更することが可能なつまみ63が設けられている。つまみ63は、円盤状であって、中心部が回動可能に軸支されている。つまみ63の外周面にはローレット加工による刻み64が全周にわたって形成されており、つまみ63の間欠送りが可能なように前記刻み64に動作表示用のLED65がかみ合わされている。図中、66は音声などの周囲の音をケース60内に取り込むための集音口である。また、図示していないが、ケース60の背面側にはマイクロフォン6を胸元などの適所に装着するためのフックが設けられている。
図1に戻って、第3のケーブル4はヘッドホン7に接続されており、第3のケーブル4の先端にスピーカー付きアンプ1の第3のジャックJ3に差し込むことが可能な3極のプラグP3が装着されている。なお、図示していないが、ヘッドホン7に代えてイヤホンを用いることもできる。
図3は、マイクロフォン6に組み込まれた増幅回路62の構成と、スピーカー付きアンプ1に組み込まれた制御回路8の構成とを示している。
スピーカー付きアンプ1の制御回路8は、外部より入力した信号を増幅するための増幅器80と、増幅器80の作動に必要な電源を供給するための電池81と、オーディオ機器5からのステレオのオーディオ信号i,iとマイクロフォン6からの音声信号kとを混合して増幅器80へ与える信号入力回路82とを含んでいる。信号入力回路82には、複数個のカップリングコンデンサC5〜C9が用いられており、各コンデンサC5〜C9は、音声信号k、オーディオ信号i,iおよびそれらを混合した信号について、直流分の通過を阻止して交流成分のみを通過させる。
図3において、J1はオーディオ機器5よりオーディオ信号i,iを入力するための第1の外部接続端子11を構成するジャックであり、第1のケーブル2に装着された第1のプラグP1が差し込まれる。J2はマイクロフォン6より音声信号kを入力しかつマイクロフォン6が内蔵する増幅回路62の作動に必要な電源を前記電池81より供給するための第2の外部接続端子12を構成するジャックであり、第2のケーブル3に装着された第2のプラグP2が差し込まれる。J3は前記増幅器80による増幅出力をヘッドホン7またはイヤホンへ出力するための第3の外部接続端子13を構成するジャックであり、第3のケーブル4に装着された第3のプラグP3が差し込まれる。前記増幅器80の増幅出力はスピーカー14で音に変換されて出力されるが、ジャックJ3にヘッドホン7またはイヤホンが接続されると、ヘッドホン7またはイヤホンで音に変換されて出力される。
第2のケーブル3は、アース線Eと、マイクロフォン6より音声信号kをスピーカー付きアンプ1へ送るための信号線Rと、前記電池81よりマイクロフォン6の増幅回路62へ電源を供給するための電源供給線Lとを含んでいる。マイクロフォン6の増幅回路62は、前記電源供給線Lを介してスピーカー付きアンプ1より電源の供給を受けて作動し、その増幅出力である音声信号kを信号線Rを介してスピーカー付きアンプ1へ送る。なお、音声信号kは、人の声、周囲の音などが電気信号に変換されかつ増幅回路62により増幅されたものであり、スピーカー付きアンプ1の用途に応じて、専ら人の声を示す信号であったり、専ら周囲の音を示す信号であったりする。
マイクロフォン6に用いられるコンデンサマイク61は、音の強弱により容量が変化するもので、抵抗R1によりコンデンサマイク61に電圧がかけられると、コンデンサマイク61の容量変化が電圧の変化としてコンデンサC1を介して取り出されて音声信号kとなる。TR1〜TR3は増幅用のトランジスタであり、前記つまみ63を回すことで可変抵抗器VRの大きさが変化し、これによりトランジスタTR2の増幅率が変化して感度が調整される。可変抵抗器VRの抵抗値を小さくすると、感度が上がり、大きな音声信号kが取り出せる。可変抵抗器VRの抵抗値を大きくすると、感度が下がり、音声信号kは小さくなる。図中、C1〜C4はカップリングコンデンサであり、直流分を阻止し交流成分のみを通過させる。なお、コンデンサマイク61の増幅回路62は一般に公知であり、ここでは回路構成およびその動作についての詳細な説明を省略する。
マイクロフォン6からの音声信号kは第2のケーブル3の信号線Rを介してスピーカー付きアンプ1に取り込まれるが、第2のケーブル3に装着された第2のプラグP2をスピーカー付きアンプ1の第2の外部接続端子12を構成するジャックJ2に差し込んだり、ジャックJ2より抜き取ったりするとき、稀に、第2のケーブル3の電源供給線Lとアース線Eとが短絡して断線を生じさせるおそれがある。
上記の短絡による断線の発生を防止するために、スピーカー付きアンプ1の信号入力回路82には、ジャックJ2に対するプラグP2の挿脱時に、電源供給線Lとアース線Eとが短絡したとき、前記電池81から電源供給線Lへの電源の供給を遮断する断線防止回路83が設けられている。
図示例の断線防止回路83は、電池81より抵抗R3およびトランジスタTR4を介して電源供給線Lへ電源を供給するための電源供給回路84と、増幅器80より出力される電流を抵抗R2を介してトランジスタTR4のベースに与える電流帰還回路85とで構成されている。電源供給線Lとアース線Eとが短絡したとき、電流帰還回路85によりトランジスタTR4のベースへ与えられる信号は無信号の状態となり、その結果、トランジスタTR4がオフとなって電源供給回路84がオープン状態となり、電源供給線Lへの電源供給が停止されるものである。なお、図中、C10〜C12はパルス電圧吸収用のコンデンサである。
図4は、スピーカー付きアンプ1の信号入力回路82にさらに雑音規制回路86が設けられた実施例を示している。この雑音規制回路86は、マイクロフォン6およびオーディオ機器5より入力される低周波領域の雑音が増幅器80に取り込まれるのを規制するためのもので、第1、第2の各トランジスタTR5,TR6と直流阻止用のコンデンサC13と電流制限用の抵抗R4とを含んでいる。第1のトランジスタTR5は増幅器80へ入力される雑音を制限するために、第1のトランジスタTR5のベースに電池81より正の電荷が常に与えられている。その結果、第1のトランジスタTR5のエミッタ、コレクタ間のインピーダンスはゼロに近い状態となり、増幅器80への信号入力が制限され、マイクロフォン6やオーディオ機器5より入力される低周波領域の雑音(例えば、残響音に起因する雑音)の増幅器80への入力が規制される。
マイクロフォン6からは音声信号kが、オーディオ機器5からはオーディオ信号i,iが、それぞれ入力され、その合成された信号が第2のトランジスタTR6のベースに与えられると、第2のトランジスタTR6が動作してトランジスタTR6のエミッタ、コレクタ間のインピーダンスは小さくなるため、第1のトランジスタTR5のベース電位が低くなり、第1のトランジスタTR5のエミッタ、コレクタ間のインピーダンスが大きくなり、増幅器80に入力される信号が大きくなる。
第1、第2の各トランジスタTR5,TR6は、マイクロフォン6からの音声信号kやオーディオ機器5からのオーディオ信号i,iの増減に応じてオン、オフを繰り返すことで、残響音などに起因する低周波領域の雑音が増幅器80に入力されて増幅されるのが抑制される。その結果、ヘッドホン7またはイヤホンで聴取される音が明瞭となり、オーディオ機器5とマイクロフォン6の双方から音が取り込まれて混ざり合っても、聴き取りにくいということもない。
上記した構成のスピーカー付きアンプ1の第1〜第3のいずれかの外部接続端子11〜13に、オーディオ機器5、マイクロフォン6、ヘッドホン7またはイヤホンを選択して接続することで、種々の用途に用いることができる。
第2の外部接続端子12にマイクロフォン6を接続すると、スピーカー付きアンプ1が内蔵する電池81よりマイクロフォン6へ電源が供給されてマイクロフォン6の増幅回路62が作動する。マイクロフォン6へ音声などが入力されると、音声信号kが増幅回路62で増幅されてスピーカー付きアンプ1に送られ、信号入力回路82および増幅器80を経てスピーカー14より音声が出力される。したがって、この発明に係るスピーカー付きアンプ1にマイクロフォン6を接続したものを各種施設の窓口などに設置すれば、拡声器として機能させることができる。
また、第3の外部接続端子13にさらにイヤホンを接続すると、マイクロフォン6によって集められた音声などの周囲の音が増幅回路62で増幅されてスピーカー付きアンプ1に取り込まれ、信号入力回路82および増幅器80を経てイヤホンより出力されるので、この発明に係るスピーカー付きアンプ1にイヤホンを接続したものを携帯すれば、補聴器として利用することができる。
一方、第1の外部接続端子11にオーディオ機器5を接続すると、オーディオ機器5からのオーディオ信号i,iは信号入力回路82および増幅器80を経てスピーカー14で音に変換されて出力されるので、スピーカー14を内蔵していないイヤホン専用のデジタルオーディオプレーヤーであっても、イヤホンによらずにスピーカー付きアンプ1のスピーカー14によって音を聴取できる。
さらにまた、第1〜第3の各外部接続端子11〜13にオーディオ機器5、マイクロフォン6、ヘッドホン7またはイヤホンをそれぞれ接続すると、第1の外部接続端子11より取り込まれたオーディオ信号i,iと第2の外部接続端子12より取り込まれた音声信号kとが信号入力回路82で混合されて増幅器80へ与えられるので、ヘッドホン7またはイヤホンによって音楽などを聴きつつマイクロフォン6で集められた音声などの周囲の音も聴取できる。したがって、音楽などを聴くために歩行時などにヘッドホン7またはイヤホンで耳が塞がれていても、車両の接近に気づき、車両などとの衝突事故を回避できる。
1 スピーカー付きアンプ
2 第1のケーブル
3 第2のケーブル
4 第3のケーブル
5 オーディオ機器
6 マイクロフォン
7 ヘッドホン
11 第1の外部接続端子
12 第2の外部接続端子
13 第3の外部接続端子
14 スピーカー
63 つまみ
64 刻み
65 動作表示用のLED
62 増幅回路
VR 可変抵抗器
80 増幅器
81 電池
82 信号入力回路
83 断線防止回路
86 雑音規制回路
J1,J2,J3 ジャック
P1,P2,P3 プラグ

Claims (5)

  1. 外部より入力した信号を増幅するための増幅器と、増幅器の作動に必要な電源を供給する電池とを内蔵するととともに、前記増幅器による増幅出力を音に変換して出力するスピーカーが一体に組み込まれて成るスピーカー付きアンプにおいて、
    オーディオ機器よりオーディオ信号を入力するための第1のケーブルを接続することが可能な第1の外部接続端子と、マイクロフォンより音声信号を入力しかつマイクロフォンが内蔵する増幅回路の作動に必要な電源を前記電池より供給するための第2のケーブルを接続することが可能な第2の外部接続端子と、第1の外部接続端子より取り込まれたオーディオ信号と第2の外部接続端子より取り込まれた音声信号とを混合して前記増幅器へ与える信号入力回路と、前記増幅器による増幅出力をイヤホンまたはヘッドホンへ出力するための第3のケーブルを接続することが可能な第3の外部接続端子とを備えてなり、前記第2のケーブルは、アース線と、マイクロフォンより音声信号を入力するための信号線と、前記電池よりマイクロフォンへ電源を供給するための電源供給線と、各線が絶縁状態で接続される3極のプラグとを含み、前記信号入力回路は、第2の外部接続端子を構成するジャックに対する前記プラグの挿脱時に、前記電源供給線とアース線とが短絡したとき、前記電池から電源供給線への電源の供給を遮断して断線を防止する断線防止回路を含んでいるスピーカー付きアンプ。
  2. 前記信号入力回路は、マイクロフォンおよびオーディオ機器より入力される低周波領域の雑音が増幅器に取り込まれるのを規制する雑音規制回路を含んでいる請求項1に記載されたスピーカー付きアンプ。
  3. 請求項1または2に記載されたスピーカー付きアンプと、スピーカー付きアンプの第1の外部接続端子に第1のケーブルを介して接続されるオーディオ機器と、スピーカー付きアンプの第2の外部接続端子に第2のケーブルを介して接続されるマイクロフォンと、スピーカー付きアンプの第3の外部接続端子に第3のケーブルを介して接続されるヘッドホンまたはイヤホンとで構成されて成るオーディオ装置。
  4. 前記マイクロフォンは、内蔵する増幅回路中に感度調整のために設けられる可変抵抗器と、可変抵抗器の抵抗値を変更するための外部操作が可能なつまみとを有している請求項に記載されたオーディオ装置。
  5. 前記つまみは、円盤状であって外周面に全周にわたって形成された刻みを有し、回動操作によるつまみの間欠送りが可能なように前記刻みに動作表示用のLEDがかみ合わされている請求項に記載されたオーディオ装置。
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