JP7305162B2 - 音電気変換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、音を電気信号に変換する音電気変換装置に関する。
従来、マイクロホンからの音声出力をミュート状態にするためのスイッチが設けられたヘッドセットが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３－１８８９６７号公報
マイクロホンやヘッドセット等の音電気変換装置を接続可能な端末は、音電気変換装置が接続されたことを検知する接続検知機能を備えている。この接続検知機能は、音電気変換装置のプラグが接続されたときに音電気変換装置に電流が流れることによる電圧の変化を検出することにより、音電気変換装置の接続を検知する。ところが、従来の回路構成では、ミュート状態の音電気変換装置が端末に接続された場合には電流が流れず、端末は、接続検知機能によってマイクロホンが接続されたことを検知できない。そのため、マイクロホンやヘッドセットが端末に接続されても、端末がこれらを認識しないという問題が生じる。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ミュート状態の音電気変換装置が端末に接続された場合であっても、音電気変換装置が接続されたことを端末が検出できるようにする音電気変換装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様の音電気変換装置は、音を電気信号に変換する音電気変換装置であって、前記電気信号を処理する端末における第１接点と接触可能な第１接続点、及び前記第１接点よりも低電位の第２接点と接触可能な第２接続点を有する接続部と、外部から入力された音を電気信号に変換する音電気変換部と、前記電気信号が前記端末に出力される非ミュート状態と、前記電気信号が前記端末に出力されないミュート状態とを切り替える切替スイッチと、前記切替スイッチと前記接続部との間に設けられており、前記接続部が前記端末に接続されてから所定の時間が経過するまでの間、前記第１接点と前記第２接点との間に電流を流し、前記所定の時間が経過した後に、前記第１接点と前記第２接点との間に流れる電流を減少させる電流制御回路と、を有する。
前記電流制御回路は、前記端末から供給される電流に基づく電荷を蓄積するコンデンサと、前記コンデンサに電荷が蓄積されるまでの間に前記第１接続点と前記第２接続点との間を導通状態にし、前記所定の時間が経過した後に前記第１接続点と前記第２接続点との間を非導通状態にする電子スイッチと、を有してもよい。
前記電子スイッチが電界効果トランジスタであり、前記コンデンサは、前記第１接続点と前記電界効果トランジスタのゲート端子との間に設けられており、前記電界効果トランジスタのドレイン端子が前記第１接続点と電気的に接続されており、前記電界効果トランジスタのソース端子が前記第２接続点と電気的に接続されていてもよい。前記電流制御回路は、前記切替スイッチ及び前記第１接続点と前記電界効果トランジスタのドレイン端子との間に設けられた抵抗をさらに有してもよい。
本発明によれば、ミュート状態の音電気変換装置が端末に接続された場合であっても、音電気変換装置が接続されたことを端末が検出できるようにするという効果を奏する。
実施形態に係る音電気変換装置の構成を示す図である。 音電気変換装置及び端末の構成を示す図である。 音電気変換装置が端末に接続された場合の電圧の変化を示す図である。
［音電気変換装置１の概要］
図１は、実施形態に係る音電気変換装置１の構成を示す図である。音電気変換装置１は、音を電気信号に変換するデバイスであり、例えばマイクロホン装置である。音電気変換装置１は、ユーザの頭部に装着するためのヘッドセット等の他の装置であってもよい。音電気変換装置１は、端末２が生成した電気信号を音に変換するスピーカをさらに備えてもよい。
端末２は、例えばゲーム機器、オーディオ機器、通信機器、スマートフォン又はコンピュータである。音電気変換装置１は端末２に着脱可能であり、端末２に接続されている状態で、変換した電気信号を端末２へ出力する。端末２は、音電気変換装置１から入力された電気信号を処理する。端末２は、例えば、入力された電気信号を音に変換したり、入力された電気信号を他の装置に転送したりする。
［音電気変換装置１の構成］
図２は、音電気変換装置１及び端末２の構成を示す図である。音電気変換装置１は、音入力部１０、切替スイッチ１１、ケーブル１２、接続部１３及び電流制御回路１４を備える。
音入力部１０は、外部から入力された音を電気信号に変換する音電気変換部であるマイクロホン１０１を有する。マイクロホン１０１は、例えばエレクトレットコンデンサマイクロホンである。
切替スイッチ１１は、音を変換した電気信号が端末２に出力される非ミュート状態と、音を変換した電気信号が端末２に出力されないミュート状態とを切り替える。切替スイッチ１１は非ミュート状態では導通し、音電気変換装置１が端末２からの電力を受給できる。非ミュート状態では、マイクロホン１０１が生成した電気信号は、切替スイッチ１１、ケーブル１２及び接続部１３を介して端末２に入力される。切替スイッチ１１はミュート状態では非導通であり、端末２からの電力が音電気変換装置１へ供給されない。このため、ミュート状態では、マイクロホン１０１は外部の音を受けても電気信号への変換を行わない。
ケーブル１２は、音電気変換装置１と端末２とを接続する。ケーブル１２は、マイクロホン１０１が音声を変換した電気信号を端末２に伝送する。
接続部１３は、例えばケーブル１２の先端に設けられたコネクタプラグである。接続部１３は、第１接続点１３１及び第２接続点１３２を有する。第１接続点１３１は端末２に設けられたコネクタジャックの第１接点Ａと接触し、第２接続点１３２は第２接点Ｂと接触する。接続部１３は、例えばプラグインパワー規格に適合しており、端末２から電力を受給する。第１接点Ａは、例えば、端末２の電源（Ｖｃｃ）に接続された金属端子である。第２接点Ｂは、例えば、端末２のグランドに接続された金属端子である。そのため、第１接点Ａの電位は第２接点Ｂの電位よりも高い。
電流制御回路１４は、音電気変換装置１が端末２に接続されてから所定の時間が経過するまでの間に第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に電流を流すための回路である。電流制御回路１４は、切替スイッチ１１と接続部１３との間に設けられている。電流制御回路１４は、コンデンサ１４１、電子スイッチ１４２、抵抗１４３及び抵抗１４４を有する。
コンデンサ１４１は、第１接続点１３１と、電子スイッチ１４２のゲート端子Ｇとの間に配置されている。コンデンサ１４１は、端末２から供給される電力に基づく電荷を蓄積する。
電子スイッチ１４２は、例えば電界効果トランジスタである。電子スイッチ１４２のドレイン端子は、第１接続点１３１と電気的に接続されている。また、電子スイッチ１４２のソース端子は、第２接続点１３２と電気的に接続されている。コンデンサ１４１に電荷が蓄積されるまでの間、電子スイッチ１４２のゲート端子Ｇの電圧が上昇する。その結果、ゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの電位差が大きくなり、電子スイッチ１４２のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間が導通状態になる。
その後、コンデンサ１４１への充電が完了するとゲート端子Ｇの電圧が低下して、電子スイッチ１４２のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間が非導通状態になる。その結果、電子スイッチ１４２は、接続部１３が端末２に接続されてから所定の時間が経過した後に、第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に流れる電流を減少させる。所定の時間はコンデンサ１４１の容量によって定まる時間である。
電子スイッチ１４２のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間が非導通状態になると、電流制御回路１４はハイインピーダンス状態になり、他の回路に影響を及ぼさなくなる。この状態で、第１接点Ａと第２接点Ｂとの間には、マイクロホン１０１に入力された音に基づく電流が流れる。
抵抗１４３は、第１接続点１３１及び切替スイッチ１１と、電子スイッチ１４２のドレイン端子Ｄとの間に配置される。抵抗１４３は、電子スイッチ１４２のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間が導通した状態において第１接点Ａと第２接点Ｂとの間が短絡することを防ぐ。抵抗１４４は、第２接続点１３２とコンデンサ１４１との間に設けられている。抵抗１４４は、音電気変換装置１が端末２に接続されてから所定の時間が経過するまでの間に流れる電流の大きさに応じて、ゲート端子Ｇの電位を上昇させる。その結果、コンデンサ１４１の充電量に応じてゲート端子Ｇの電位が変化する。
［端末２の構成］
続いて、図２を参照しながら、端末２の構成を説明する。端末２は、抵抗２０１、アンプ２０２、電圧検出回路２０３、音声処理回路２０４及び制御部２０５を備える。
電圧検出回路２０３は、第１接点Ａの電圧を検出する。電圧検出回路２０３は、検出した第１接点Ａの電圧を制御部２０５に通知する。アンプ２０２は、マイクロホン１０１が音を変換した電気信号を増幅する。音声処理回路２０４は、例えば、アンプ２０２から入力された電気信号に基づく音をスピーカに出力する処理を実行したり、通信回線を介して送信する処理を実行したりする。
制御部２０５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、端末２の各部を制御する。制御部２０５は、電圧検出回路２０３が検出した電圧が閾値以上である場合に、端末２に音電気変換装置１が接続されていないと判定し、電圧検出回路２０３が検出した電圧が閾値未満である場合に、端末２に音電気変換装置１が接続されていると判定する。閾値は、端末２に音電気変換装置１が接続されてから所定の時間内の第１接点Ａの電圧として想定される最大値以下に設定されている。制御部２０５は、例えば、電圧検出回路２０３が検出した第１接点Ａの電圧に基づいて、端末２の内蔵のマイクロホン（不図示）をオン状態にするか否かを切り替える。
［音電気変換装置１の接続による電圧変化］
図３は、音電気変換装置１が端末２に接続された場合の電圧の変化を示す図である。図３におけるＶｃｃは、端末２の電源電圧である。図３（ａ）は、電子スイッチ１４２のゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間の電圧を示す。図３（ｂ）は、電圧検出回路２０３が検出した第１接点Ａの電圧を示す。図３における時刻Ｔ１は、音電気変換装置１が端末２に接続された時刻を示す。
図３（ａ）に示すように、電子スイッチ１４２のゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間の電圧は、時刻Ｔ１において端末２からの電力供給が開始されたことにより上昇する。その結果、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間が導通することにより、第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に電流が流れる。電流が流入することによりコンデンサ１４１に電荷が蓄積するにつれて、コンデンサ１４１の端子間電圧が徐々に増加する。このため、ゲート端子Ｇ側に現れる電位は低くなり、ゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間の電圧は徐々に小さくなり、時刻Ｔ２において電子スイッチ１４２が非導通状態になる。
図３（ｂ）に示すように、第１接点Ａの電圧は、時刻Ｔ１において音電気変換装置１が端末２に接続された時点でＶｃｃから下降し、時刻Ｔ２において電子スイッチ１４２が非導通状態になった後に上昇する。その後、電流制御回路１４がハイインピーダンス状態になった時点で、第１接点Ａの電圧はＶｃｃに達する。
［変形例］
以上の説明においては電子スイッチ１４２が電界効果トランジスタである場合を例示したが、電子スイッチ１４２がＮＰＮバイポーラトランジスタであってもよい。この場合、図２における電界効果トランジスタのゲート端子、ソース端子及びドレイン端子が、ＮＰＮバイポーラトランジスタのベース端子、コレクタ端子及びエミッタ端子に対応する。
また、以上の説明においては、電流制御回路１４が電子スイッチ１４２により第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に流れる電流を制御する構成を例示したが、電流制御回路１４の構成はこれに限らない。電流制御回路１４が、例えばソフトウェアを実行することにより動作するプロセッサを有していてもよい。この場合、プロセッサが、端末２から電流が供給されることにより起動したプロセッサが第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に設けられた回路のインピーダンスを減少させることにより、第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に電流を流してもよい。プロセッサは、所定の時間が経過した後に第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に設けられた回路のインピーダンスを増加させて電流を遮断する。
［音電気変換装置１による効果］
本実施形態に係る音電気変換装置１によれば、電流制御回路１４は、接続部１３が端末２に接続されてから所定の時間が経過するまでの間、第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に電流を流す。このため、端末２の制御部２０５は、電圧検出回路２０３が検出した電圧に基づいて、音電気変換装置１が接続されたか否かを判定することができる。また、電流制御回路１４は、所定の時間が経過した後に第１接点Ａと第２接点Ｂとの間に流れる電流を減少させ、ハイインピーダンス状態になる。このため、電流制御回路１４は、マイクロホン１０１が生成した電気信号の特性に影響を及ぼさない。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１ 音電気変換装置
２ 端末
１０ 音入力部
１１ 切替スイッチ
１２ ケーブル
１３ 接続部
１４ 電流制御回路
１０１ マイクロホン
１３１ 第１接続点
１３２ 第２接続点
１４１ コンデンサ
１４２ 電子スイッチ
１４３ 抵抗
１４４ 抵抗
２０１ 抵抗
２０２ アンプ
２０３ 電圧検出回路
２０４ 音声処理回路
２０５ 制御部

Claims (4)

  1. 音を電気信号に変換する音電気変換装置であって、
    前記電気信号を処理する端末における第１接点と接触可能な第１接続点、及び前記第１接点よりも低電位の第２接点と接触可能な第２接続点を有する接続部と、
    外部から入力された音を電気信号に変換する音電気変換部と、
    前記電気信号が前記端末に出力される非ミュート状態と、前記電気信号が前記端末に出力されないミュート状態とを切り替える切替スイッチと、
    前記切替スイッチと前記接続部との間に設けられており、前記接続部が前記端末に接続されてから所定の時間が経過するまでの間、前記第１接点と前記第２接点との間に電流を流し、前記所定の時間が経過した後に、前記第１接点と前記第２接点との間に流れる電流を減少させる電流制御回路と、
    を有し、
    前記電流制御回路は、
    前記端末から供給される電流に基づく電荷を蓄積するコンデンサと、
    前記コンデンサに電荷が蓄積されるまでの間に前記第１接続点と前記第２接続点との間を導通状態にし、前記所定の時間が経過した後に前記第１接続点と前記第２接続点との間を非導通状態にする電子スイッチと、
    を有し、
    前記電子スイッチが電界効果トランジスタであり、
    前記コンデンサは、前記第１接続点と前記電界効果トランジスタのゲート端子との間に設けられており、
    前記電界効果トランジスタのドレイン端子が前記第１接続点と電気的に接続されており、
    前記電界効果トランジスタのソース端子が前記第２接続点と電気的に接続されている、
    音電気変換装置。
  2. 前記電流制御回路は、前記切替スイッチ及び前記第１接続点と前記電界効果トランジスタのドレイン端子との間に設けられた抵抗をさらに有する、
    請求項１に記載の音電気変換装置。
  3. 前記音電気変換装置は、前記第１接続点における電圧を検出する電圧検出回路を有する前記端末に接続されるように構成されている、
    請求項１又は２に記載の音電気変換装置。
  4. 音を電気信号に変換する音電気変換装置であって、
    前記電気信号を処理する端末における第１接点と接触可能な第１接続点、及び前記第１接点よりも低電位の第２接点と接触可能な第２接続点を有する接続部と、
    外部から入力された音を電気信号に変換する音電気変換部と、
    前記電気信号が前記端末に出力される非ミュート状態と、前記電気信号が前記端末に出力されないミュート状態とを切り替える切替スイッチと、
    前記切替スイッチと前記接続部との間に設けられており、前記接続部が前記端末に接続されてから所定の時間が経過するまでの間、前記第１接点と前記第２接点との間に電流を流し、前記所定の時間が経過した後に、前記第１接点と前記第２接点との間に流れる電流を減少させる電流制御回路と、
    を有し、
    前記端末は、前記第１接点における電圧を検出する電圧検出回路を有しており、前記電圧検出回路が検出した電圧が閾値以上である場合に前記端末に前記音電気変換装置が接続されていないと判定し、前記電圧検出回路が検出した電圧が前記閾値未満である場合に前記音電気変換装置が接続されていると判定するように構成されており、前記閾値は、前記端末に前記音電気変換装置が接続されてから前記所定の時間内に前記電圧検出回路が検出する電圧として想定される最大値以下に設定されている、
    音電気変換装置。
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