説明

音声記録再生装置

【課題】音声等の録音対象の録音品質を最適化することのできる音声記録再生装置を提供する。
【解決手段】録音動作中の音声入力を電気的な音声信号に変換する音声入力手段6と、音声入力手段6に対して平衡型伝送路BWを経由して給電を行う給電手段5と、音声信号を増幅する増幅手段7と、平衡型伝送路BWに印加する給電電圧を生成および給電手段5に出力する昇圧手段1と、昇圧手段1の出力電圧を可変制御する出力電圧可変手段3と、給電手段5および出力電圧可変手段3を制御することにより、給電手段5の給電電圧を制御する制御手段4と、を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外部マイク専用の給電機能を備えた音声記録再生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
音声信号をデジタルデータに変換し、フラッシュメモリ等の書き換え可能な記録媒体に記録し、この記録された音声データを読み出してアナログ化し、再生する携帯型の音声記録再生装置(以下、ICレコーダと称す)が、1990年代の後半から本格的に実用化され、今日に至るまで種々のICレコーダが製品化されている。
【0003】
一方、フラッシュメモリの飛躍的な高容量化が進み、近年のICレコーダは、高音質のPCM録音が主流になりつつある。しかも、原音録音への強いこだわりからノイズ耐性に優れた外部マイク接続端子(通称、XLRジャックまたはキャノンジャック)と接続するためメス側端子を備えたプロ志向のICレコーダが製品化されている。
【0004】
外部マイクの多くは、3本の芯線、すなわち、HOT、COLD、GNDで構成される平衡型ケーブルを備えている。また、平衡型ケーブルの一端には、外部マイク接続端子のオス側端子を備えている。上述の3本の芯線のうちHOTとCOLDの2本の芯線は、外部マイクへの給電を兼ねており、HOTとCOLDの2本の芯線に直流を重畳させる給電手法を一般に「ファントム電源」と称する。このファントム電源については、電子情報技術産業協会が制定したJEITA RC−8162B (マイクロフォンの電源供給方式)に規定されている。
【0005】
上述の2本の芯線のうちのHOTとCOLDが接続されるメス側は、高インピーダンスの差動入力アンプ回路(通称、計装アンプ)が設けられている。このため、外部マイクへの給電開始時または給電停止時には、HOTとCOLDの2本の芯線、および差動入力アンプを構成するコンデンサと抵抗に流れる電流の急峻な変化により、差動入力アンプ回路の絶対最大定格を超えるような大きな過渡電圧が生じ易くなる。
【0006】
このような過渡電圧は、機器に悪影響を与えることから過渡電圧の抑制が提案されている。例えば、特許文献1に開示の信号増幅装置では、ファントム電源が接続された平衡型マイクアンプの入力回路に、受動素子回路(CR積分回路)を併設し、過渡応答電圧(クリック、ポップノイズともいう)を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平9−74333号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に開示の信号増幅装置では、受動素子回路を併設することにより過渡電圧を抑制することができる。しかし、一般に、微小な音声信号が通過する入力回路に受動素子回路を併設すると、例えば、その時定数精度がクロストーク、S/N、および周波数特性等のオーディオ性能に悪影響を及ぼすことがある。また、このような受動素子は、可聴帯域に被るノイズを自ら発生するので、マイクアンプのような高ゲインの入力回路に好ましくない。さらに、受動素子の電気的特性上のばらつき(公差)を精度よく揃えることは困難である。このため、特許文献1に開示されるような受動素子回路を併設する方法は、オーディオ性能が損なわれる等、録音品質が低下してしまう。
【0009】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、音声等の録音対象の録音品質を最適化することのできる音声記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため第1の発明に係わる音声記録再生装置は、録音動作中の音声入力を電気的な音声信号に変換する音声入力手段と、上記音声入力手段に対して平衡型伝送路を経由して給電を行う給電手段と、上記音声信号を増幅する増幅手段と、上記平衡型伝送路に印加する給電電圧を生成および上記給電手段に出力する昇圧手段と、上記昇圧手段の出力電圧を可変制御する出力電圧可変手段と、上記給電手段および上記出力電圧可変手段を制御することにより、上記給電手段の給電電圧を制御する制御手段と、を具備する。
【0011】
第2の発明に係わる音声記録再生装置は、上記第1の発明において、上記制御手段は、上記出力電圧可変手段を制御して、上記昇圧手段の出力電圧を概略一定間隔で連続的に増加または減少させることにより、所定時間内に所定の目標電圧を上記給電手段へ出力する。
【0012】
第3の発明に係わる音声記録再生装置は、上記第2の発明において、上記昇圧手段より上記給電手段に出力される出力電流を検出する出力電流検出手段を有し、上記制御手段は、上記出力電流検出手段の出力に基づいて、上記出力電圧可変手段を制御して上記昇圧手段の出力電圧の増加割合または減少割合を制御する。
【0013】
第4の発明に係わる音声記録再生装置は、上記第2の発明において、上記一定間隔とは、上記出力電圧可変手段の出力電圧可変制御に用いる最小単位時間であり、上記制御手段は、上記所定の目標電圧を上記所要時間で均等割りしたときの最小単位電圧を連続的に増加または減少させることにより、出力電圧を可変させて所定の目標電圧まで至らせる。
【0014】
第5の発明に係わる音声記録再生装置は、上記第1ないし第4の発明において、上記制御手段は、録音動作中は、上記出力電圧可変手段による上記給電手段への出力電圧可変制御を禁止する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、音声等の録音対象の録音品質を最適化することのできる音声記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係わるICレコーダの外部マイクへの給電機能の概略を示したブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係わるICレコーダの電気的構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係わるICレコーダのマイク、マイクアンプ、マイク専用電源部、給電部、および平衡型ケーブルに相当する機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係わるICレコーダの全体動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施形態に係わるICレコーダの録音処理の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施形態に係わるICレコーダのマイク給電処理の動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の一実施形態に係わるICレコーダのVin⇒48V電圧可変処理の動作を示すフローチャートである。
【図8】本発明の一実施形態に係わるICレコーダの48V⇒Vin電圧可変処理の動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の一実施形態の変形例に係わるICレコーダのVin⇒48V又は24V電圧可変処理の動作を示すフローチャートである。
【図10】本発明の一実施形態および変形例に係わるICレコーダにおいて、電圧可変処理を実行する際の給電電圧Voutの出力の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面に従って本発明を適用したICレコーダを用いて好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係わるICレコーダの外部マイクへの給電機能の概略を示したブロック図である。
【0018】
音声入力手段6は、録音動作中の音声入力を電気的な音声信号に変換する機能を有する。音声入力手段6によって変換された音声信号は平衡型伝送路BWを経由して増幅手段7に出力される。給電手段5は、音声入力手段6に対して平衡型伝送路BWを経由して給電電圧Voutで給電を行う機能を有する。増幅手段7は、音声信号を所定ゲインで増幅し、後段の量子化部に出力する。
【0019】
昇圧手段1は、平衡型伝送路BWに印加する給電電圧Voutを生成し、給電手段5に出力する機能を有する。すなわち、図示しない電池等の低電圧Vinを、前述した平衡型伝送路BWに印加する給電電圧Voutに昇圧し、出力電流検出手段2を介して、給電手段5に出力する。出力電圧可変手段3は、出力が昇圧手段1に接続されており、昇圧手段1の出力電圧を可変制御する機能を有する。
【0020】
制御手段4は、給電手段5および出力電圧可変手段3を制御することにより、給電手段5の給電電圧Voutを制御する。また、制御手段4は、出力電圧可変手段3を制御して、昇圧手段1の出力電圧を概略一定間隔で連続的に増加または減少させることにより、所定時間内に所定の目標電圧を給電手段5に出力する。この目標電圧までの給電動作の詳細については、図6ないし図8に示すフローチャートを用いて後述する。
【0021】
出力電流検出手段2は、昇圧手段1より給電手段5に出力される出力電流を検出する。具体的には、出力電流検出手段2は、給電手段5、平衡型伝送路BW、および音声入力手段6を経由して昇圧手段1に環流する電流を検出する。
【0022】
また、制御手段4が昇圧手段1の出力電圧を連続的に増加または減少させる際の上記一定間隔は、出力電圧可変手段の出力電圧可変制御に用いる最小単位時間である。制御手段4は、所定の目標電圧を所要時間で均等割りしたときの最小単位電圧を連続的に増加または減少させることにより、出力電圧を可変させて所定の目標電圧まで至らせる。この目標電圧までの可変制御の詳細については、図7のステップS93、S97、図8のステップS113、および図10において後述する。
【0023】
また、制御手段4は、録音動作中は、出力電圧可変手段3による給電手段5への出力電圧可変制御を禁止する。この出力電圧可変制御の禁止の詳細については、図5のステップS51およびステップS69において後述する。
【0024】
次に、図2を用いて、本実施形態に係わるICレコーダの概略的な全体構成を説明する。マイク(MIC)20は、図1における音声入力手段6に相当し、コンデンサマイク等により音声をアナログ音声信号に変換する。マイク20の出力は、平衡型ケーブル37を介して音声入力部33のマイクアンプ(AMP)21に接続されている。
【0025】
音声入力部33内には、前述のマイクアンプ21の他に、マイクアンプ21に接続されたローパスフィルタ(LPF)22と、このローパスフィルタ22に接続されたA/D変換器(ADC)23が設けられている。マイクアンプ21は、前述の増幅手段7としての機能を有し、アナログ音声信号を所定レベルまで増幅し、ローパスフィルタ22は不要な周波数成分をカットし、A/D変換器23は、不要な周波数成分をカットしたアナログ音声信号をデジタル音声信号(量子化データ)に変換する。なお、図2においては、内蔵マイクを省略してあるが、内蔵マイクを備えている場合には、内蔵マイクの出力がマイクアンプ21に平衡ケーブル37を介すことなく、直接入力するように接続する。
【0026】
A/D変換器23の出力は、デジタル信号処理部(DSP)28に接続されている。デジタル信号処理部28は、デジタル音声信号をフレーム単位で所定の符号化フォーマットの音声データに符号化(圧縮)する。デジタル信号処理部28と制御部29は接続されており、符号化された音声データはシステム制御部29の図示しないバッファメモリに一時記憶される。
【0027】
録音時は、デジタル信号処理部28における符号化と、バッファメモリへの音声データの一時記憶動作が連続的に行われる。バッファメモリに記憶された音声データは、FIFO(First In First Out)の手順で記憶部(メモリ)32に順次記録される。再生時には、システム制御部29がバッファメモリに、記憶部32からFIFO(First In First Out)の手順で音声データを順次読出し、デジタル信号処理部28に音声データを出力する。デジタル信号処理部28は、フレーム単位で所定の復号化フォーマットのデジタル音声信号に復号化(伸張)する。
【0028】
デジタル信号処理部28は、音声出力部34内のD/A変換器(DAC)24に接続されている。音声出力部34内には、D/A変換器24の他に、D/A変換器24に接続されたローパスフィルタ25と、このローパスフィルタ25に接続されたパワーアンプ(AMP)26が設けられている。D/A変換器24は、デジタル信号処理部28によって復号化されたデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する。ローパスフィルタ25は、不要な周波数帯域をカットする。パワーアンプ26は、不要な周波数帯域がカットされたアナログ音声信号を増幅し、スピーカ27に出力する。スピーカ27は、アナログ音声信号を音声に変換し出力する。
【0029】
制御手段4としての機能を果たすシステム制御部29は、CPU(Central Processing Unit)とその周辺回路で構成され、前述のデジタル信号処理部28および記憶部32の他に、表示部30、操作部31、マイク専用電源部35、および給電部36が接続されている。システム制御部29内には、A/D変換器(不図示)が設けられており、電池電圧Vinの検出を行う。システム制御部29は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って、ICレコーダ全体の制御を行う。
【0030】
操作部31は、録音スイッチ(REC)、再生スイッチ(PLAY)、停止スイッチ(STOP)、早送りスイッチ(FF)、早戻しスイッチ(REW)、メニュースイッチ(MENU)、ホールドスイッチ(HOLD)、外部マイク切換えスイッチ(MICPWR)等の各種スイッチが機能別に配列されている。外部マイク切換えスイッチは、ICレコーダ本体に設けられており、外部マイク(マイク20)を装着した際に、この外部マイクを動作可能とするためのスイッチである。したがって、外部マイクが装着されても、外部マイク切換えスイッチが操作されていないと、外部マイクによる録音はできない。操作部31は、これらのスイッチの操作状態を検知し、この検知信号をシステム制御部29に出力する。システム制御部29は、検知信号を入力すると、前述のプログラムに従って、所定のシーケンスを実行する。
【0031】
表示部30は、操作部31のいずれかのスイッチ操作により、所定のシーケンスが開始されたときの動作モード、またはその後の動作状態を表示する。例えば録音スイッチ(REC)が操作された場合には、録音の経過時間、録音可能な残り時間、およびファイルナンバ等を表示する。またメニュースイッチ(MENU)が操作された場合には、マイク感度(高/低)、録音モード(標準/ロング)、およびアラーム(オン/オフ)等の機能選択に関連した表示を行う。さらに、システム制御部29が時計機能を有しているときは、現在の日時表示も行う。
【0032】
マイク専用電源部35は、図1に示す昇圧手段1、出力電流検出手段2、および出力電圧可変手段3に相当し、電池電圧Vinを昇圧し、この昇圧電圧をシステム制御部29からの指示に従って可変する。給電部36は、図1に示す給電手段5に相当し、平衡型ケーブル37を経由してマイク20に給電電圧Voutを印加する。
【0033】
マイク専用電源部35、給電部36、マイク20、マイクアンプ21、および平衡型ケーブル37について、図3に示すブロック図を用いて更に詳しく説明する。
【0034】
マイク20に相当する外部マイク47は、コンデンサマイクユニットECM、定電圧素子Reg、正相側DCカット用コンデンサCecmh、逆相側DCカット用コンデンサCecmc、正相側給電抵抗Recmh、逆相側給電抵抗Recmc、およびアンプECMampで構成される。コンデンサマイクユニットECMから出力されるアナログ音声信号は、アンプECMampで増幅され、GND基準の平衡信号として、正相(HOT)および逆相(COLD)の各信号線に出力される。この外部マイク47は、図1の音声入力手段6としての機能を果たす。
【0035】
平衡型ケーブル37に相当するマイクケーブル48は、HOT、COLD、GNDの3本の芯線を有し、外部マイク47のHOT、COLD、GNDの各端子と、マイクプリアンプ50のHOT、COLD、GNDの各端子を接続する。
【0036】
マイクプリアンプ50は、図2のマイクアンプ21に相当し、図1の増幅手段7としての機能を果たす。マイクアンプ50は、両電源(V+、V−)を供給する計装アンプINSTamp、正相側DCカット用コンデンサCinh、逆相側DCカット用コンデンサCinc、正相側入力バイアス抵抗Rinh、および逆相側入力バイアス抵抗Rincで構成される。マイクケーブル48の3本の芯線を伝搬してきたアナログ音声信号は、コネクタ49を介して、正相(HOT)および逆相(COLD)の各音声信号が計装アンプINSTampに入力され、所定ゲインでVampに増幅される。なお、コネクタ49としては、例えば、ノイズ耐性に優れたXLRジャックを使用する。
【0037】
図2に示した給電部36に相当し、図1に示した給電手段5としての機能を果たす給電分配回路46は、ローパスフィルタ(LPF)回路45、ダイオードDptm、FET1〜FET4、正相側給電抵抗Rptm2、Rptm4、および逆相側給電抵抗Rptm1、Rptm3で構成される。ローパスフィルタ回路45は、給電電圧Voutに重畳した可聴帯域のスイッチングノイズを効果的に除去する。ダイオードDptmは、外部機器の誤接続等により、正相(HOT)および逆相(COLD)に不用意に高電圧が印加されたときの逆流防止用である。
【0038】
給電分配回路46中のFET1〜FET4は、正相(HOT)および逆相(COLD)の各信号線への給電を択一的にオンまたはオフする。例えば、FET1およびFET2を48V系に、FET3およびFET4を24V系に割り当てると、48Vの給電を制御信号CNTptmLで制御することができる。同様に、24Vの給電を制御信号CNTptmRで制御することができる。このように、48V系と24V系を割り当てた場合には、各系統の抵抗値は、前述したJEITA RC−8162Bの規格に従うと、Rptm1=Rptm2=6.8kΩ、Rptm3=Rptm4=1.2kΩとなる。
【0039】
図2に示すマイク専用電源部35に相当するファントム電源用昇圧回路40は、昇圧回路41、D/A変換器(DAC)43、および出力電流検出回路42で構成される。昇圧回路41は図1に示す昇圧手段1としての機能を果たし、D/A変換器43は図1に示す出願電圧可変手段3としての機能を果たし、出力電流検出回路42は出力電流検出手段2としての機能を果たす。また、図2に示すシステム制御部29に相当し、図1に示す制御部1としての機能を果たすCPU44は、出力電流検出回路42から検知信号を入力し、昇圧電圧制御信号をD/A変換器43に出力する。
【0040】
昇圧回路41は、一般的に入手が容易なPWM制御型昇圧DC/DCコンバータIC(以下、昇圧ICと称す)で構成した1ステージ昇圧回路であり、D/A変換器43と組み合わせることにより、給電電圧VoutをVin〜48Vの範囲で可変制御することができる。具体的には、昇圧ICの図示しないFB(出力電圧のフィードバック)端子に接続されたブリーダ抵抗の一端に、CPU44で制御されるD/A変換器43の出力電圧を注入することにより、給電電圧Voutを緩やかに変化させる。例えば、D/A変換43が8ビット分解能のとき、最小単位電圧を0.3V/LSB、最小単位速度を14ms/LSBのような加減量・速度に設定すると、昇圧開始電圧(Vout≒Vin≒3.7V)から昇圧目標電圧(Vout=48V)到達までの所要時間は約2秒になる。上述の電池電圧Vinの値は、リチウム電池の標準電圧の場合であるが、これ以外の電池電圧を用いるようにしても勿論かまわない。
【0041】
給電電圧が急速に変化すると、マイクプリアンプ50の入力段に接続されたコンデンサや抵抗に流れる電流の急峻な変化により、大きな過渡電圧が生じ易くなる。しかし、D/A変換器43および昇圧回路41によって給電電圧Voutを緩やかに変化させることにより、計装アンプINSTampの各入力端子に生じる過渡応答電圧(クリック、ポップノイズ)を効果的に抑制することができる。確実に過渡応答電圧を抑制するには、正相側DCカット用コンデンサCinh、逆相側DCカット用コンデンサCinc、正相側入力バイアス抵抗Rinh、および逆相側入力バイアス抵抗Rincの時定数よりも上述の最小単位速度を大きく設定すればよい。
【0042】
なお、過渡応答特性の改善に直接的な影響はないものの、昇圧回路41の後段に出力電流検出回路24を配設することにより、外部マイク47の消費電流Iptmを検出することができる。ファントム電源用昇圧回路40の消費電力は、給電電圧Voutに比例して大きくなる。それゆえ、外部マイク47の消費電流Iptmに見合った電力供給を行うことにより、電池寿命の改善等、使い勝手の向上ができる。外部マイク47の消費電流Iptmが予め決められた所定値(Iptm<7.0mA,Vout=48V給電時)よりも小さい時は、給電電圧Voutを24V系に切換えればよい。上述の所定値は、Vout=24V給電時のマージンを考慮した概略計算(24V/3.4kΩ)の一参考値であり、システム毎に、電池寿命条件が最良になるように、適宜数値を決めればよい。
【0043】
次に、本発明の一実施形態であるICレコーダの動作について、図4ないし図8に示すフローチャートを用いて説明する。これらのフロー(本実施形態の変形例である図9に示すフローも含む)は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って、システム制御部29(CPU44)が実行する。
【0044】
ICレコーダの電源がオン状態になると、システム制御部29は、所定の初期設定を行い(S1)、タイマをスタートさせる(S3)。後述するように、ステップS21、S41において、所定時間経過後にICレコーダが通常の動作モードから待機モードに入る。ステップS3において、この所定時間を計時するためにタイマをスタートさせている。
【0045】
タイマをスタートさせ、通常の動作モードに入ると、ステップS5〜S19に示すスイッチ検出動作を操作部14からの検出信号に基づいて行う。すなわち、操作部31の各種スイッチのスイッチ検出動作により、録音スイッチ(REC)(S5)、再生スイッチ(PLAY)(S7)、早送りスイッチ(FF)(S9)、早戻しスイッチ(REW)(S11)、停止スイッチ(STOP)(S13)、メニュースイッチ(MENU)(S15)、消去スイッチ(ERASE)(S17)、外部マイク切換えスイッチ(MICPWR)(S19)の順に、オンしたスイッチがあるか否かを判定する。
【0046】
ステップS5における判定の結果、録音スイッチがオンである場合には、次に、録音処理を行う(S23)。また、ステップS7における判定の結果、再生スイッチがオンである場合には、再生処理を行う(S25)。また、ステップS9における判定の結果、早送りスイッチがオンである場合には、早送り処理を行う(S27)。また、ステップS11における判定の結果、早戻しスイッチがオンである場合には、早戻し処理を行う(S29)。
【0047】
また、ステップS13における判定の結果、停止スイッチがオンである場合には、停止処理を行う(S31)。また、ステップS15における判定の結果、メニュースイッチがオンである場合には、メニュー変更処理を行う(S33)。またステップS17における判定の結果、消去スイッチがオンである場合には、消去処理を行う(S35)。また、ステップS19における判定の結果、外部マイク切換えスイッチがオンである場合には、マイク給電処理を行う(S37)。
【0048】
上述のステップS21〜S33における各処理を行うと、ステップS3において計時動作を開始したタイマを再スタートさせ(S39)、ステップS5に戻る。ステップS25〜S35における各処理は、周知の処理であることから、詳しい説明を省略する。ステップS23における録音処理については図5を用いて、ステップS37におけるマイク給電処理については図6を用いて、後述する。
【0049】
ステップS5〜S19におけるスイッチの状態判定の結果、すべてのスイッチがオフであった場合には、次に、タイムオーバか否かの判定を行う(S21)。前述したように、ステップS3においてタイマがスタートし、またステップS23〜S37において各種処理を実行した場合には、ステップS39においてタイマを再スタートさせている。このため、タイマがスタートから所定時間、もしくはスタート後、再スタートした場合には、再スタートから所定時間が経過すると、タイムオーバと判定される。この判定の結果、タイムオーバしていなかった場合には、ステップS5に戻り、通常の動作を続行する。
【0050】
一方、ステップS19における判定の結果、タイムオーバであった場合には、待機モードに入る(S41)。待機モードに入ると低消費電流動作になる。具体的には、図2において、音声入力部33、音声出力部34、デジタル信号処理部28、表示部30、記憶部32、電源マイク専用電源部35、および給電部36の電源を遮断、もしくは各ブロックを構成する図示しないICに設けられているチップイネーブル端子に、システム制御部29から非選択信号を出力する。これらの処理により低消費電流状態になる。このとき、システム制御部29内のCPUは、自らも動作クロックを最も消費電流の少ない低速クロックに切換えて低消費電流状態になる。場合によっては、動作クロックをメインクロック(例えば、12,000MHz)からサブクロック(例えば、32.768kHz)に切換えて、その後、スイッチ入力が検出されるまでの間、メインクロックを完全に停止させてもよい。
【0051】
待機モード中に、いずれかのスイッチが操作されると、待機モードを脱し、ステップS3に戻り、通常の動作を再開する。
【0052】
次に、ステップS23(図4参照)における録音処理の動作について、図5に示すフローチャートを用いて、図2〜図4を参照しながら説明する。録音処理を開始すると、まず、最初に外部マイクへの電圧可変処理を禁止する(S51)。録音中に、外部マイク切換えスイッチが操作され、外部マイクに給電されると、外部マイクとしてのマイク20に給電電圧Voutが印加される。本実施形態においては、前述したようにマイク専用電源部35によって徐々に電圧が昇圧され、プリアンプ21に給電電圧Voutが印加され、ポップノイズを抑圧している。しかし、録音時には、ノイズを最小限とするために、電圧可変処理を行わないようにしている。
【0053】
外部マイクへの電圧可変処理を禁止すると、次に、録音開始時の各種情報をインデックス情報領域に記憶する(S53)。ここでは、マイク感度(高/低)、録音モード(標準/ロング)、ファイルナンバ、録音モニタ(有/無)、および音声データを記憶する音声データ記憶領域開始アドレス等の各種情報を記憶する。
【0054】
各種情報を記憶すると、次に、音声入力を行う(S55)。ここでは、マイク20から音声を入力し、アナログ音声信号を取得する。音声入力を行うと、次に、所定のサンプリング周波数で音声信号の量子化(A/D変換)を行う(S57)。ここでは、入力したアナログ音声信号を、所定のサンプリング周波数に同期したA/D変換器23により量子化(A/D変換)を行う。
【0055】
音声信号の量子化を行うと、次に、デジタル信号処理部(DSP)28による音声符号化を行う(S59)。音声データの符号化そのものは、フレーム単位で行われる。符号化された音声データは、システム制御部29内の図示しないバッファメモリに順次格納される。
【0056】
音声符号化を行うと、次に、所定フレーム数に達したか否かを判定する(S61)。ここでは、ステップS59における符号化されたフレーム数が所定数に達したか否かを判定する。例えば、10ビット/フレームの音声信号を4ビット/フレームのまで符号化した音声データを記憶部32に512バイト単位で書きこむ場合、所定フレーム数は1024になる。この判定の結果、所定フレーム数に達していなかった場合には、ステップS55に戻り、所定フレーム数に達するまで、この処理を連続的に繰り返す。
【0057】
ステップS61における判定の結果、符号化した音声データが所定フレーム数に達すると、次に、音声データをメモリに記憶する(S63)。ここでは、符号化した音声データを、記憶部32の図示しない音声データ記憶領域開始アドレスから順に書き込んで記憶する。
【0058】
音声データをメモリに記憶すると、次に、停止スイッチ(STOP)がオンしたか否かを判定する(S65)。ここでは、操作部31からの検出信号に基づいて、停止スイッチがオン状態となったか否かを判定する。この判定の結果、停止スイッチがオフの場合には、ステップS55に戻り、ステップS55〜S59において録音処理を続行する。
【0059】
ステップS65における判定の結果、停止スイッチがオンの場合には、録音終了処理として、録音終了時の各種情報をインデックス情報領域に記憶する(S67)。続いて、外部マイクへの電圧可変処理を許可する(S69)。前述したように、ステップS51において、外部マイクへの電圧可変処理を禁止しており、ステップS67において録音終了処理を行ったことから、以後、外部マイクへの電圧可変処理を許可するようにしている。外部マイクへの電圧可変処理を許可すると元のフローに戻る。
【0060】
次に、ステップS37(図4参照)におけるマイク給電処理の動作について、図6に示すフローチャートを用いて、図2〜図4を参照しながら説明する。マイク給電処理を開始すると、まず外部マイク切換えスイッチ(MICPWR SW)の状態が変化したか否かを判定する(S71)。ここでは、操作部31から外部マイク切換えスイッチの操作状態を示す検知信号に基づいて判定する。
【0061】
ステップS71における判定の結果、外部マイク切換えスイッチの状態が変化した場合には、次に、状態変化が、オン→オフであるか、オフ→オンであるか否かを判定する(S73)。この判定の結果、オフ→オンであった場合には、次に、電池電圧Vinを48Vに昇圧する電圧可変処理を実行する(S75)。ここでは、外部マイク切換えスイッチがオフからオンとなり、外部マイク(マイク20)を動作状態とするために、電池電圧を48Vに昇圧を開始する。ここでの昇圧動作は、昇圧回路41およびD/Aコンバータ43等により、給電電圧Voutを48Vに達するまで緩やかに変化させる。この処理の詳細については、図7を用いて後述する。
【0062】
電圧可変処理を行うと、次に、給電タイマをスタートさせる(S77)。外部マイクに給電を行うと電池消耗が急速に進むことから、本実施形態においては、ステップS85において判定される所定時間の間のみマイク給電を許可している。このステップでは、マイク給電時間を計時するための給電タイマをスタートさせている。
【0063】
給電タイマをスタートさせると、次に、給電中か否かの判定を行う(S79)。外部マイクに給電するための処理は、前述のステップS75において開始され、48Vに達すると自動的に停止され(図7のS99参照)、また後述するステップS85において所定時間が経過した場合か、ステップS83において判定電圧Vngよりも低下した場合にマイク給電が停止される。このステップにおいては、上述の条件を満たさず、給電動作を実行中であるか否かを判定する。
【0064】
ステップS79における判定の結果、給電中であった場合には、次に、電池電圧Vinを検出する(S81)。給電中は、電池消耗が急速に進むことから、バッテリチェックを常時行うようにしている。システム制御部29(CPU44)に内蔵される図示しないA/D変換器により、電池電圧Vinを検出すると、続いて、電池電圧VinがバッテリチェックNG判定電圧Vngより低いか(Vin<Vng)否かを判定する(S83)。外部マイク給電用に昇圧を行っても、バッテリチェックNG判定電圧Vngよりも低下した場合には、電池消耗による電池電圧の低下、または昇圧動作そのものに不具合が生じているので、給電動作を停止させる。
【0065】
ステップS83における判定の結果、電池電圧VinがバッテリチェックNG判定電圧Vngよりも高い場合には、次に、給電タイマがオーバしたか否かを判定する(S85)。ここでは、上述したステップS77においてスタートした給電タイマが所定時間を計時したか否かを判定する。この判定の結果、給電タイマがオーバしていなかった場合には、元のフローに戻る。
【0066】
ステップS73における判定の結果、外部マイク切換えスイッチ(MICPWR SW)がオンからオフに切換えられた場合、またはステップS83における判定の結果、電池電圧VinがバッテリチェックNG判定電圧Vngより低い場合、またはステップS85における判定の結果、給電タイマがオーバした場合には、次に、給電電圧Voutを電池電圧Vinに降圧させる電圧可変処理を行う(S87)。ここで、外部マイク切換えスイッチがオフに切換えられた場合には、外部マイク(マイク20)の使用が停止されたことから、外部マイクへの給電を停止するために電圧可変処理を行っている。また、バッテリチェックNG判定電圧Vngよりも低下した場合には、電池消耗による電池電圧の低下、または昇圧動作そのものに不具合が生じているので、給電動作を停止させる。また、給電タイマがオーバした場合には、電池消耗を防ぐために電圧可変処理を行っている。
【0067】
ステップS87における、給電電圧Voutを電池電圧Vinに降圧させる電圧可変処理は、昇圧回路41およびD/Aコンバータ43等により、給電電圧Voutを48Vから電池電圧Vinに達するまで緩やかに変化させる。この処理の詳細については、図8を用いて後述する。
【0068】
ステップS87におけるVinへの電圧可変処理を行うと、またはステップS85における判定の結果、給電タイマがオーバした場合、またはステップS79における判定の結果、給電中でない場合には、元のフローに戻る。
【0069】
次に、ステップS75(図6参照)におけるVin⇒48V電圧可変処理の動作について、図7に示すフローチャートを用いて、図2および図3を参照しながら説明する。Vin⇒48V電圧可変処理を開始すると、まず給電電圧Voutとして略電池電圧Vinを設定する(S91)。ここでは、D/A変換器43に、初期値として電池電圧Vinを書き込み、昇圧開始電圧(Vout≒Vin)とする。なお、D/A変換器43に書き込む初期値は、D/A変換器43のビット数に応じて、電池電圧Vinに近い値とする。
【0070】
続いて、昇圧電圧の最小単位速度の設定を行う(S93)。ここでは、昇圧開始電圧(Vout≒Vin)から昇圧目標電圧(Vout=48V)に到達するまでの所要時間の最小単位速度を設定する。すなわち、最小時間ごとに増加するD/A変換器43の値を設定する。昇圧電圧の最小単位速度を設定すると、次に、昇圧動作を開始する(S95)。ここでは、D/A変換器43および昇圧回路41等によって電池電圧Vinの昇圧動作を開始する。
【0071】
次に、設定した最小単位速度で昇圧電圧を可変する(S97)。ここでは、昇圧動作において、D/A変換器43の出力電圧と給電電圧Voutとは、反比例の関係となる。すなわち、D/A変換器43の出力電圧が減少するとき、給電電圧Voutは上昇する。上述したように、本実施形態においては、例えば、0.3V/LSB(最小単位電圧)を14ms/LSB(最小単位速度)で可変制御すると、所要時間として約2秒で昇圧目標電圧(Vout=48V)に到達する。
【0072】
設定した最小単位速で昇圧電圧を可変すると、次に、給電電圧Voutが目標昇圧電圧48Vに達したか否かの判定を行う(S99)。この判定の結果、目標昇圧電圧に達していなかった場合には、ステップS97に戻り、昇圧動作を続行する。一方、目標昇圧電圧に達した場合には、元のフローに戻る。
【0073】
図10(a)は、Vin⇒48V電圧可変処理を実行する際の給電電圧Voutの出力の変化を示すタイムチャートである。最小単位速度が異なると、異なるカーブで給電電圧Voutが上昇する。例えば、最小単位速度が大きいカーブ100の場合には、時間T1で目標昇圧電圧である48Vに達し、最小単位速度が小さいカーブ102の場合には、時間T2で目標昇圧電圧に達する。従って、最小単位速度を変化させることにより、目標昇圧電圧までに達する時間が変化するので、マイクアンプ21等の特性を考慮して、最小単位速度を適宜設定すればよい。
【0074】
次に、ステップS87(図6参照)における48V⇒Vin電圧可変処理の動作について、図8に示すフローチャートを用いて、図2および図3を参照しながら説明する。Vin⇒48V電圧可変処理を開始すると、まず昇圧電圧の最小単位速度の設定を行う(S111)。図7に示したVin⇒48V電圧可変処理では、電池電圧Vinから昇圧目標電圧である48Vに向けて昇圧したが、図8では、開始電圧48Vから目標とする電池電圧Vinに向けて給電電圧Voutを少しずつ下げていく。このステップでは、開始電圧(Vout=48V)から目標電圧(Vout≒Vin)に到達するまでの所要時間の最小単位速度を設定する。
【0075】
続いて、設定した最小単位速度で昇圧電圧を可変する(S113)。ここでは、ステップS111において設定した最小単位速度で、目標とする電池電圧Vinに向けて、昇圧回路41およびD/A変換器43等が、徐々に給電電圧Voutを下げていく。図10(a)に示すように、設定された最小単位速度が大きいカーブ100の場合には、比較的早く電池電圧Vinまで低下するが、設定された最小単位速度が小さいカーブ102の場合には、電池電圧Vinまで低下するのに、カーブ100の場合に比較し時間がかかる。
【0076】
続いて、給電電圧Voutが目標とする電池電圧Vinと略等しいか(Vout≒Vin)否かを判定する(S115)。この判定の結果、給電電圧Voutが目標の電池電圧Vinに達していなかった場合には、ステップS113に戻り、昇給電電圧Voutを最小単位速度で低下させる。一方、判定の結果、給電電圧Voutが目標の電池電圧Vinに達した場合には、昇圧動作を停止し(S117)、元のフローに戻る。
【0077】
このように、本発明の一実施形態においては、マイクプリアンプ21に供給する給電電圧Voutを、略一定時間間隔で連続的に目標電圧まで増加、もしくは減少させている。このため、外部マイクに過渡応答電圧が重畳することを抑制でき、録音音質を向上させることができる。
【0078】
次に、図7に示した本発明の一実施形態に係わるVin⇒48V電圧可変処理のフローの変形例を、図9に示すVin⇒48V又は24V電圧可変処理のフローを用いて説明する。本変形例は、図7のフローに外部マイク47(マイク20)の種類に応じて、目標とする昇圧電圧を48Vまたは24Vに切換えるようにしている。すなわち、外部マイク47によって消費電流が大きいものと小さいものがあり、消費電流が小さい外部マイク47では、給電電圧Voutは24Vあれば十分である。そこで、本変形例においては、図7に示したフローにステップS101〜S109を追加している。このため、ステップS91〜S99についての説明を省略し、追加したステップS101〜S109について説明する。
【0079】
ステップS99における判定の結果、給電電圧Voutが目標とする48Vに達すると、次に、外部マイク消費電流Iptmを検出する(S101)。この検出は、昇圧回路41の後段に接続した出力電流検出回路42によって、外部マイク47(外部マイク20)の消費電流Iptmを検出する。すなわち、図3から分かるように、外部マイク47の消費電流Iptmは、給電分配回路46内のダイオードDptmおよびローパスフィルタ回路45を流れる電流と同じであり、この電流は出力電流検出回路42から出力される。従って、出力電流検出回路42によって、外部マイク47の消費電流Iptmを検出することができる。
【0080】
外部マイク消費電流Iptmを検出すると、次に、検出された消費電流Iptmが判定電流Imicよりも小さいか(Iptm<Imic)否かを判定する(S103)。この判定電流Imicは、外部マイク47の給電電圧Voutとして、48Vが適切かまたは24Vが適切かを判定できる程度であればよい。本変形例においては、例えば、7.0mA程度とする。
【0081】
ステップS103における判定の結果、外部マイク消費電流Iptmが判定電流Imicよりも大きかった場合には、給電電圧Voutとしては48Vが適切であることから、電圧可変処理を終了し、元のフローに戻る。
【0082】
一方、ステップS103における判定の結果、外部マイク消費電流Iptmが判定電流Imicよりも小さかった場合には、次に、昇圧電圧の最小単位速度の設定を行う(S105)。外部マイク消費電流Iptmが判定電流Imicよりも小さいことから、ファントム電源用昇圧回路40の消費電力抑制を考慮して、24V系に切換える。この切換えは、給電分配回路46中のFET1、FET2を制御する信号CNTptmLと、FET3、FET4を制御する信号CNTptmRによって行う。このときの昇圧目標電圧(Vout=24V)に到達するまでの所要時間の最小単位速度は、ステップS93において設定した最小単位速度をそのまま用いてもよく、また、新たな最小単位速度を設定し、昇圧目標電圧到達までの所要時間を変更してもよい。
【0083】
最小単位速度を設定すると、ステップS97と同様に、設定した最小単位速度で昇圧電圧を可変する(S107)。ただし、ステップS97では、電池電圧Vinから目標とする48Vまで昇圧していたが、このステップS107では、48Vから24Vに向けて、徐々に昇圧電圧を低下させていく。
【0084】
ステップS107において昇圧電圧を可変すると、次に、給電電圧Voutが24Vに到達したか否かを判定する(S109)。この判定の結果、24Vに到達していない場合には、ステップS107に戻り、徐々に昇圧電圧を低下させていく。一方、判定の結果、給電電圧Voutが24Vに到達すると、電圧可変処理を終了し、元のフローに戻る。
【0085】
図10(b)は、Vin⇒48V又は24V電圧可変処理を実行する際の給電電圧Voutの出力の変化を示すタイムチャートである。外部マイクの消費電流Iptmに応じて、給電電圧Voutが異なる。例えば、消費電流Iptmが判定電流Imicよりも大きい場合には、カーブ104のように給電電圧Voutを48Vとし、一方、消費電流Iptmが判定電流Imicよりも小さい場合には、カーブ106のように給電電圧Voutを24Vとしている。なお、図10(b)に示す例では、消費電流Iptmに係わらず、最小単位速度を同じにしているが、異ならせても勿論かまわない。
【0086】
このように、本変形例においては、外部マイクの消費電流に応じて、外部マイクに給電する給電電圧Voutを切換えている。図1に示した機能ブロック図を用いて説明すると、出力電流検出手段2は、昇圧手段1より給電手段5に出力される出力電流を検出しており、具体的には、出力電流検出手段2は、給電手段5、平衡型伝送路BW、および音声入力手段6を経由して昇圧手段1に環流する電流を検出する。また、制御手段4は、出力電流検出手段2の出力に基づいて、出力電圧可変手段3を制御して昇圧手段1の出力電圧の増加割合または減少割合を制御する。すなわち、制御手段4は、出力電流部2において検出された電流に基づいて、音声入力手段6への給電に際して、複数の給電電圧の中から昇圧手段1の消費電力が最小となるような給電電圧Voutを選択し、出力電圧可変手段3に制御信号を出力する。このため、録音時の消費電力を最適化することができ、電池の消耗を防止することができる。
【0087】
なお、本変形例においては、外部マイクに応じてファントム電源用昇圧回路40を48V系と24V系に切換えていたが、これらの電圧系に限らず、外部マイクの特性に応じた電圧系としても勿論かまわない。また、本変形例においては、電圧系は2種類であったが、3種類以上であっても勿論かまわない。さらに、外部マイクの検知にあたっては、外部マイクの消費電流を検知することによって行っていたが、これに限らず、例えば、外部マイクとデータ通信を行い、外部マイクの種類を取得するようにしても勿論かまわない。
【0088】
以上説明したように、本発明の一実施形態や変形例においては、音声入力手段に対して平衡型伝送路を経由して給電を行う給電手段と、昇圧手段の出力電圧を可変制御する出力電圧可変手段を制御することにより、給電手段の給電電圧を制御するようにしている。このため、音声入力手段への給電を行う際の給電電圧の時間変化を制御でき、この結果、過渡応答電圧の発生を抑制することができる。
【0089】
なお、本発明の一実施形態や変形例においては、D/A変換器による給電電圧の増加または減少は、一定時間間隔毎に行っていたが、これに限らず、給電電圧の増加または減少を一定量とし、時間間隔を可変するようにしても勿論かまわない。また、給電電圧も48V、または48Vと24Vの組合せについて説明したが、これ以外の電圧でもよく、また3種類以上の電圧の組み合わせでも勿論かまわない。
【0090】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、音声記録再生装置として、ICレコーダを用いて説明したが、これ以外にも携帯電話や携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assist)、ゲーム機器等と一体化された音声記録再生装置でも構わない。
【0091】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【0092】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0093】
1・・・昇圧部、2・・・出力電流検出部、3・・・出力電圧可変部、4・・・制御部、5・・・給電部、6・・・音声入力部、7・・・増幅部、20・・・マイク、21・・・マイクアンプ、22・・・ローパスフィルタ(LPF)、23・・・A/D変換器(ADC)、24・・・D/A変換器(DAC)、25・・・ローパスフィルタ(LPF)、26・・・パワーアンプ(AMP)、27・・・スピーカ(SP)、28・・・デジタル信号処理部(DSP)、29・・・システム制御部、30・・・表示部、31・・・操作部、32・・・記憶部、33・・・音声入力部、34・・・音声出力部、35・・・マイク専用電源部、36・・・給電部、37・・・平衡型ケーブル、40・・・ファントム電源用昇圧回路、41・・・昇圧回路、42・・・出力電流検出回路、43・・・D/A変換器、44・・・CPU、45・・・ローパスフィルタ回路(LPF回路)、46・・・給電分配回路、47・・・外部マイク、48・・・マイクケーブル、49・・・コネクタ、50・・・マイクプリアンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
録音動作中の音声入力を電気的な音声信号に変換する音声入力手段と、
上記音声入力手段に対して平衡型伝送路を経由して給電を行う給電手段と、
上記音声信号を増幅する増幅手段と、
上記平衡型伝送路に印加する給電電圧を生成および上記給電手段に出力する昇圧手段と、
上記昇圧手段の出力電圧を可変制御する出力電圧可変手段と、
上記給電手段および上記出力電圧可変手段を制御することにより、上記給電手段の給電電圧を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする音声記録再生装置。
【請求項2】
上記制御手段は、上記出力電圧可変手段を制御して、上記昇圧手段の出力電圧を概略一定間隔で連続的に増加または減少させることにより、所定時間内に所定の目標電圧を上記給電手段へ出力することを特徴とする請求項1に記載の音声記録再生装置。
【請求項3】
上記昇圧手段より上記給電手段に出力される出力電流を検出する出力電流検出手段を有し、
上記制御手段は、上記出力電流検出手段の出力に基づいて、上記出力電圧可変手段を制御して上記昇圧手段の出力電圧の増加割合または減少割合を制御することを特徴とする請求項2に記載の音声記録再生装置。
【請求項4】
上記一定間隔とは、上記出力電圧可変手段の出力電圧可変制御に用いる最小単位時間であり、
上記制御手段は、上記所定の目標電圧を上記所要時間で均等割りしたときの最小単位電圧を連続的に増加または減少させることにより、出力電圧を可変させて所定の目標電圧まで至らせることを特徴とする請求項2に記載の音声記録再生装置。
【請求項5】
上記制御手段は、録音動作中は、上記出力電圧可変手段による上記給電手段への出力電圧可変制御を禁止することを特徴とする請求項1ないし4に記載の音声記録再生装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−34052(P2013−34052A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−168126(P2011−168126)
【出願日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【出願人】(504371974)オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Fターム(参考)】