JP6884461B2 - リモコンスイッチ回路 - Google Patents

Description

この発明は、音響再生用のイヤホン本体と、このイヤホン本体に接続されるスイッチ機能を有するケーブルスイッチと、ケーブルスイッチと接続された携帯端末用リモコンで操作される携帯端末とを備え、リモコンに設けられ、ケーブルスイッチのオンオフに応じて所定の出力を携帯端末に送出するリモコンスイッチ回路に関する。

携帯端末をリモコンで操作する場合とは、現在においては携帯端末を音楽プレーヤとして携帯端末のジャックにイヤホンのプラグを差し込み音楽を聞く場合と、マイク機能を持つイヤホンセット（ヘッドセット）を用いて通話を行う場合とがある。

リモコンスイッチの操作時、携帯端末は内部の負荷抵抗の電圧や電圧変化を検出し、プレーヤソフト（アプリ）や通話ソフト（アプリ）は予め決められた動作を行う。

これらの場面は、いずれも携帯端末にリモコンを接続し、操作者はリモコンに接続されたイヤホンまたはイヤホンセットを耳に装着する。この場合、リモコンをイヤホン、イヤホンセットの中間に設けることにより携帯端末を鞄やポケット等から取り出さずに音楽プレーヤや通話に関する操作を手元で行うことが可能となる。

現在の携帯端末の利用方法からは、イヤホン、イヤホンセットにリモコンを組み込むとユーザーの利便性が向上し好ましい。

しかしながら、リモコンの機能自体は必ずしもイヤホン、イヤホンセットに組み込まないこともあり得る。

例えば、音を聞くことを主としたアプリケーションソフトを利用する場合で、複雑なリモコン操作が必要で、専用リモコンを必要とする場合である。

図７は、従来のマイク、リモコン付イヤホンセットの装置全体の概略構成を示す。

図７において、Ａの部分は携帯端末用リモコンスイッチ付マイクイヤホン装置である。このイヤホン装置は、音響変換器（磁気回路、振動板等のユニット）がそれぞれ内蔵された第１、第２のイヤホンＬ、ＲのイヤホンケーブルがリモコンユニットＲＭの一端側に接続されている。リモコンユニットＲＭには、例えば押ボタン式のような複数の機械スイッチＳＷ１−ＳＷ３やマイクロホンＭが設けられている。また、リモコンユニットＲＭの他端側には、前記機械スイッチの操作を信号に変換するスイッチ回路の出力を送出するケーブルが接続され、このケーブルの端部には接続機器である携帯端末Ｃに対し着脱自在なプラグＰが接続されている。

同図７において、Ｂの部分は第１、第２のイヤホンＬ、Ｒ、リモコンユニットＲＭ，マイクロホンＭ、プラグＰ等の配線を示す。すなわち、イヤホンＬ、イヤホンＲの一端はコモンのグランドラインＧＮＤに接続されている。また、イヤホンＬ、イヤホンＲの他端はプラグＰを介して携帯端末Ｋのオーディオ出力Ｌ、オーディオ出力Ｒに接続される。また、マイクＭの一端はグランドＧＮＤに接続され、他端はプラグＰを介して携帯端末Ｋのマイク入力にＭｉｃ.ＩＮに接続される。携帯端末Ｋ側のマイク入力には通常マイクＭにバイアス電圧を与える電源Ｖが負荷抵抗Ｒａを介し接続されている。また、機械スイッチＳＷ１−ＳＷ３のオンオフはスイッチ回路Ｓ’で処理され、どの機械スイッチがオンされたかの信号が出力される。

複数のスイッチＳＷ１−ＳＷ３のうち、どれがオンオフされたかを判別する従来例としては、例えば特許文献１−３（特開２００２−５７５６１、特開２００８−１０２７７、特開２０１５−１７７２２３）がある。

特許文献１は、音響装置本体からイヤホンとマイクの共通端子を介して外部に引き出されたリモートコントロール装置において、マイクロホンと直列接続された複数の抵抗器の段間に、複数の機械スイッチを並設して、そのスイッチのいずれかがオンしたとき、オンしたスイッチに係る特定の電圧値を発生させて、その電圧値を検出して、オンしたスイッチを判別するようにしたものである。

特許文献２には、選択された抵抗値と容量値の組み合わせによる時定数を、電圧の立ち上がり時間で検出することが開示され、また、特許文献３には、各選択スイッチにそれぞれ抵抗値の異なる抵抗を直列に接続し、選択されたスイッチをオンしたときにその抵抗値を検出する技術が開示されている。

従来、複数のスイッチを備えた１ポート出力のリモコンスイッチ用回路は、各スイッチと各スイッチに直列に接続したそれぞれの値の抵抗と組み合わせ、それらをスイッチごとに並列接続した構成としている。そして、接続された機器からのその回路に電圧がくわえられ、このスイッチ回路と、接続された機器内の抵抗との分圧により、どのスイッチがオンになっているか接続機器側から判別し、機器側ではその判別によりそれに応じた動作をすることが可能としている。

特開２００２−５７５６１号公報 特開２００８−１０２７７号公報 特開２００２−１７７２２３号公報

図６は従来のスイッチ回路Ｓ’の構成例である。検出手段、基準電圧供給手段等を備える携帯端末Ｋ側の電源Ｖは負荷抵抗Ｒaを介しスイッチ回路Ｓ’に供給される。スイッチ回路Ｓ’は機械スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有し、これらのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３にそれぞれ抵抗Ｒ１〜Ｒ３が直列接続され、いずれかのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオン（閉）された場合、そのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３に直列に接続された抵抗の電圧Ｖ１によってどのスイッチがオン（閉）されたかを検出するようになっている。

すなわち、負荷抵抗Ｒaと、各機械スイッチＳＷ１〜ＳＷ３に接続された各抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値によってそれぞれ所定の電圧が生じ、接続機器である携帯端末Ｋ側でどの機械スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が押されたかを判断するようになっている。

上記スイッチ回路Ｓ’は、スイッチ自体の抵抗はオン（閉）でゼロ（又は特定の抵抗値で一定）、オフ（開）で無限大（又は数ＭΩ以上）となるのを前提としており、スイッチ自体の抵抗がオンの状態で大きい場合や変化する場合には機器側での判別が正しくできず誤作動の要因になるという問題がある。

したがって、例えばオンの状態で押圧の大きさにより抵抗値の変わる感圧スイッチや長さ方向にスイッチ動作可能なケーブルスイッチ等は抵抗値が変化するため、誤作動してしまう恐れがあり、上記スイッチ回路を備えたリモコン装置には不向きであるという課題があった。

すなわち、ケーブルスイッチは屈曲自在であり、ケーブルの特定箇所にスイッチが設けられたものではなく、ケーブルの長さ方向の有効範囲内にわたってスイッチ機能を担う帯状の電極、導電部が内蔵され、有効範囲内でのケーブルのどこを押圧してもスイッチ動作（スイッチオン・オフ）可能な構造となっている。このケーブルスイッチは変形に対応するため電極や導電部のすべてを低抵抗の材質だけで構成することが困難である。このケーブルスイッチを押圧してオンさせる場合、押圧の大きさや押圧を加えた場所によってスイッチ部としての抵抗が異なり、０にならず比較的大きな値となる。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、ケーブルスイッチを使用した場合であっても誤作動のない簡易構成の携帯端末に用いると好適なリモコンスイッチを提供することにある。

請求項１に係る発明は、携帯端末のマイク入力端子に接続されるリモコン装置において、携帯端末から供給される電源を蓄える充電回路を備え、前記充電回路の出力にはケーブルスイッチの一端が接続され、ケーブルスイッチの他端はＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続され、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は抵抗を介して携帯端末から供給される電源に接続され、ソース端子はグランドに接続されることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項1記載のリモコンスイッチ回路において、前記充電回路は携帯端末から供給される電源をダイオードのアノード端子に接続され、前記ダイオードのカソード端子はコンデンサの一端と前記ケーブルスイッチの一端に接続され、前記コンデンサの他端はグランドに接続されることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のリモコンスイッチ回路において、前記リモコンスイッチ回路から前記充電回路を除いた回路を複数並列接続し、かつ各ＭＯＳＦＥＴのドレイン側に接続された抵抗の抵抗値をそれぞれ異ならせたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３記載のリモコンスイッチ回路において、前記各スイッチ回路のＭＯＳＦＥＴのゲートをアンド回路に接続し、このアンド回路の出力を、ドレインが抵抗を介し電源側に接続され、かつソースがグランドに接続されたＭＯＳＦＥＴのゲートに接続したことを特徴とする。

本発明によれば、ＭＯＳＦＥＴの導通、非導通によってケーブルスイッチのオンオフを検出するようにしたため、ケーブルスイッチ押圧部分の抵抗値が押圧力、押圧部位によって変化するものであっても誤作動しにくい利点がある。また、リモコンスイッチ回路に、ダイオードとコンデンサによる充電回路を設けることによって、リモコンスイッチ回路を複数並列接続し、各スイッチを押圧することにより、携帯端末から供給される電源電圧が変動する場合や、マイクに音声が入力されることにより前記電源電圧が変動しても、ケーブルスイッチに印加される電圧を安定化させることにより、ＭＯＳＦＥＴをオンするために必要なゲート端子に加える電圧が確保されるので、ＭＯＳＦＥＴを確実にオンさせることができ、かつコンデンサＣの放電電流が接続機器側へ逆流するのを防止するようにした。

本発明の構成を機能ブロックで示した概念図。 本発明の基本構成を示す説明図。 本発明の第１実施例を示す。 本発明の第２実施例に係るイヤホン装置の外観図。 本発明の第２実施例の回路構成を示す。 従来のスイッチ回路の一構成例を示す。 従来の携帯端末用イヤホン装置の全体構成の概略を示す。

図１は本発明の構成を機能ブロックで示した概念図で機械スイッチＳＷ１、ＳＷ２はケーブルスイッチに相当する。すなわちこのスイッチ回路Ｓはケーブルスイッチによりコントロールされるスイッチ回路を示す。

スイッチ回路Ｓの出力は、プラグＰを介してどのスイッチがオンしたかを検出する検出手段や基準電圧供給手段を備える携帯端末Ｋに送出される。

携帯端末Ｋ側に設けられる検出手段は、図７に示した携帯端末Ｋ側のプラグインパワー電源Ｖの端子につながる負荷抵抗Ｒａの電圧を検出するもので、このような検出手段や、基準電圧供給手段は公知であり、本発明の要旨とは直接関係ないので詳細な説明は省略する。

図２は本発明のスイッチ回路の基本構成を示す。この例ではスイッチ回路Ｓが一つの場合を示す。本発明のスイッチ回路ＳはＮ型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ１とそのゲートＧ側に接続された機械スイッチであるスイッチＳＷとを備えている。また、ダイオードＤ、コンデンサＣの充電回路ＣＨＧを備えている。スイッチＳＷの一端は、ダイオードＤ、抵抗ＲｃおよびコンデンサＣの直列回路の前記抵抗ＲｃとコンデンサＣとの間に接続されている。一端が抵抗Ｒｃに接続されたコンデンサＣの他端はグランド側に接続されている。コンデンサＣとしては構成上許容できる範囲内で大きめのサイズを選定し、大容量のものを使用することが好ましい。なお、ダイオードＤのカソードは抵抗Ｒｃ側、アノードは電源Ｖ側に接続されている。スイッチＳＷの他端はＦＥＴ１のゲートＧに接続されている。また、スイッチＳＷの他端は、抵抗Ｒｄを介しグランドに接続されている。Ｒｄはケーブルスイッチを押下したときに、ケーブルスイッチの抵抗とＲｃ、Ｒｄで分圧した電圧がＦＥＴ１のゲート端子Ｇに印加されるので、分圧された電圧がＦＥＴ１のゲート閾値電圧を下回らないようにケーブルスイッチの押圧時の抵抗及びＲｃの抵抗より十分に高い抵抗値であることが望ましい。ＦＥＴ１のソース側もグランドに接続されている。ＦＥＴ１のドレイン側は抵抗Ｒ１を介し電源Ｖに接続されている。そして、スイッチＳＷのオンによってＦＥＴ１のドレインソース間を導通させ抵抗Ｒ１の電圧を検出し、スイッチＳＷがオンされたことが分かるようにしている。

本発明は、このように抵抗Ｒ１の電圧検出を機械スイッチでなくＭＯＳ−ＦＥＴの能動素子を用いて検出するようにスイッチ回路Ｓを構成したことに特徴を有している。

動作にあたっては、接続機器である電源Ｖのバイアス電圧が充電回路ＣＨＧのダイオードＤと抵抗Ｒｃを介しコンデンサＣに充電される。スイッチＳＷがオンされるとコンデンサＣの充電電圧がＦＥＴ１のゲートＧに印加されＦＥＴ１がオンになり、ＦＥＴ１のドレインＤ−ソースＳ間に分圧抵抗Ｒ１を介した電流が流れＦＥＴ１は導通する。この場合、ＦＥＴ１のドレインＤ−ソースＳ間の抵抗はほぼゼロとなり、ＦＥＴ１のドレインＤ側の分圧抵抗Ｒ１の電圧を携帯端末で検出するようにしている。

ＦＥＴ１がオンしたことにより、バイアス電圧が分圧比にしたがってドロップするが、コンデンサＣに充電された電圧がコンデンサＣと、抵抗ＲｄとスイッチＳＷのオン抵抗の直列抵抗による時定数に応じて徐々に放電していくため、時定数は携帯端末ＫがＦＥＴ１のオンした状態を検出できるのに十分な時間が確保できるように設定することが望ましい。ダイオードＤはコンデンサＣの放電電流の接続機器側への逆流を防止している。すなわち、このダイオードＤがないとコンデンサＣに充電された電荷が抵抗Ｒｃを通じて電源に逆流することにより電源電圧Ｖの値が変化し、携帯端末Ｋ側で正しい電圧が検出できない問題が生じる。

本発明では抵抗Ｒ１の電圧をＦＥＴ１のオン・オフで検出するようにしたことに加え、スイッチ回路Ｓの充電回路ＣＨＧにダイオードＤを付加したことにも特徴を有している。

なお、充電回路ＣＨＧのダイオードＤとコンデンサＣ間にある抵抗Ｒｃは電流制限用で接続機器を接続したときの突入電流がそのままコンデンサＣを介して流れ、短絡状態にならないようにするためのものであり、後述の図３に示すマイクロホンＭの負荷抵抗を形成するものである。従ってマイクロホンＭが接続されている場合は、抵抗ＲｃとコンデンサＣの時定数により、マイクロホンＭの出力信号の周波数特性に影響を及ぼすので、抵抗Ｒｃは携帯端末Ｋの負荷抵抗Ｒａより大きな値であることが望ましい。但し、マイクロホンＭが接続されない場合で、接続機器側に負荷抵抗があり、仮に端子がショートして壊れない、または何らかの対策が取られている場合にはこの抵抗Ｒｃは必ずしも必要ではない。

図３は本発明の第１実施例を示す。

この実施例では、図２に示した第１のスイッチ回路Ｓ１に並列に第２のスイッチ回路Ｓ２、Ｓ３を接続した構成である。この場合、第２、第３のスイッチ回路Ｓ２、Ｓ３は第１のスイッチ回路Ｓ１のコンデンサＣを共有する接続としている。そして、第２のスイッチ回路Ｓ２に、スイッチを有さない分圧抵抗Ｒ３とＦＥＴ３を備える第３のスイッチ回路Ｓ３を並列に接続し、この第１、第２のスイッチ回路Ｓ１、Ｓ２の各スイッチＳＷ１、ＳＷ２が同時にオンされた場合、第３のスイッチ回路Ｓ３のＦＥＴ３がオンするようにし、第３のスイッチ回路Ｓ３の分圧抵抗にＲ３の電圧を検出するようにしている。

すなわち、第１、第２のスイッチ回路Ｓ１、Ｓ２に対しアンド回路ＡＮＤを付設し、このアンド回路ＡＮＤにより第３のスイッチ回路Ｓ３を動作させるようにしている。

具体的には、第１、第２のスイッチ回路Ｓ１、Ｓ２の各ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のゲートＧをアンド回路ＡＮＤの各入力端子に接続し、アンド回路ＡＮＤの出力を第３のスイッチ回路Ｓ３のＦＥＴ３のゲートに接続した構成としている。

これにより、第１、第２のスイッチ回路Ｓ１、Ｓ２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２が同時にオンされるとコンデンサＣの充電電圧がアンド回路ＡＮＤを介し第３のスイッチ回路Ｓ３のＦＥＴ３に印加され、ＦＥＴ３がオンし、抵抗Ｒ３の電圧を検出することができるようになっている。なお、図３においてＭは図７に示したマイクロホンであり、マイクロホンＭはＭｉｃ．ＩＮの部分で携帯端末に接続され、マイクロホンＭを使用した場合、マイク信号ｍが携帯端末Ｋに入力される。

図４は、本発明の第２実施例に係るイヤホン装置の概略外観図を示す。

前述の実施例では、イヤホンＬ、ＲのそれぞれのケーブルをケーブルスイッチＳＷ１、ＳＷ２としリモコンＲＭのスイッチ回路Ｓに接続したが、この実施例ではリモコンＲＭの出力側のケーブルもケーブルスイッチＳＷ３としたものである。

回路的には、図５に示すように、コンデンサＣを備える第１のスイッチ回路Ｓ１に対し、コンデンサＣを共用した第２、第３のスイッチ回路Ｓ２、Ｓ３を並列接続した構成としている。

この場合、各スイッチ回路Ｓ１〜Ｓ３の各分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値をそれぞれ異ならせることによりどのスイッチ回路Ｓ１〜Ｓ３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオンされたかを知ることができる。

Ｖ 回路電源
Ｄ ダイオード
Ｒｃ、Ｒ 抵抗
Ｒ１〜Ｒ３、Ｒｄ 分圧抵抗
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ 電界効果トランジスタ
Ｃ コンデンサ
ＡＮＤ アンド回路
Ｒａ 負荷抵抗
Ｓ スイッチ回路
ＳＷ スイッチ
ＲＭ リモコン
Ｋ 携帯端末
Ｐ プラグ
Ｍ マイク
ＣＨＧ 充電回路

Claims (4)

1. 携帯端末のマイク入力端子に接続されるリモコン装置において、携帯端末から供給される電源を蓄える充電回路を備え、前記充電回路の出力にはケーブルスイッチの一端が接続され、ケーブルスイッチの他端はＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続され、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は抵抗を介して携帯端末から供給される電源に接続され、ソース端子はグランドに接続されることを特徴とするリモコンスイッチ回路。
2. 請求項1記載のリモコンスイッチ回路において、前記充電回路は携帯端末から供給される電源をダイオードのアノード端子に接続され、前記ダイオードのカソード端子はコンデンサの一端と前記ケーブルスイッチの一端に接続され、前記コンデンサの他端はグランドに接続されることを特徴とするリモコンスイッチ回路。
3. 請求項１または２記載のリモコンスイッチ回路において、前記リモコンスイッチ回路から前記充電回路を除いた回路を複数並列接続し、かつ各ＭＯＳＦＥＴのドレイン側に接続された抵抗の抵抗値をそれぞれ異ならせたことを特徴とするリモコンスイッチ回路。
4. 請求項３記載のリモコンスイッチ回路において、前記各ＭＯＳＦＥＴのゲートをアンド回路の入力に接続し、このアンド回路の出力を、ドレインが抵抗を介し電源側に接続され、かつソースがグランドに接続されたＭＯＳＦＥＴのゲートに接続したことを特徴とするリモコンスイッチ回路。
   

Images