特許 7241343 ２線式通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-09

(45)【発行日】2023-03-17

(54)【発明の名称】２線式通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/50 20060101AFI20230310BHJP

   B60R 16/023 20060101ALI20230310BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20230310BHJP

【ＦＩ】

H04B3/50

B60R16/023 P

B60R11/02 M

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019048275

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020150487

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹本 誠

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０８５２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５３４６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１９１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０８８１８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０３４０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０３９３４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／７６－３／４４

Ｈ０４Ｂ ３／５０－３／６０

Ｈ０４Ｂ ７／００－７／０１５

Ｂ６０Ｒ ９／００－１１／０６

Ｂ６０Ｒ １６／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スレーブボードに設けられるスレーブチップを具備し、
マスタチップと前記スレーブチップとを２線式バスで接続し、アナログのマイクロホンカプセルを備えるマイクロホンモジュールのアナログ音声信号を、アナログデジタル変換して前記スレーブチップに入力し、
前記スレーブチップは、汎用入出力ポートを具備し、
前記スレーブチップの前記汎用入出力ポートは、プルアップ電源でプルアップされた入力ポートであり、
前記スレーブボードは、第１のグランド端子を具備し、
前記マイクロホンモジュールは、第２のグランド端子及びセンス端子を具備し、
前記スレーブボードの前記第１のグランド端子は、前記マイクロホンモジュールの前記第２のグランド端子と接続され、
前記マイクロホンモジュールの前記センス端子は、前記スレーブチップの前記汎用入出力ポートの前記入力ポートに接続され、
前記マイクロホンモジュールが前記スレーブチップと接続状態である場合、前記スレーブチップの前記入力ポートの電位は前記第１のグランド端子及び前記第２のグランド端子と同電位であり、
前記マイクロホンモジュールが前記スレーブボードと断線状態である場合、前記スレーブチップの前記入力ポートの電位は前記プルアップ電源と同電位である、
２線式通信システム。

【請求項2】

前記アナログ音声信号を前記アナログデジタル変換するコーデックを含む、請求項１に記載の２線式通信システム。

【請求項3】

前記アナログ音声信号を前記アナログデジタル変換するＡＤコンバータと、ファントム給電用の抵抗とコンデンサを含む、請求項１または２に記載の２線式通信システム。

【請求項4】

前記マイクロホンモジュールは、電源線と前記アナログ音声信号の出力線が同一線である、請求項１～３のいずれか１項に記載の２線式通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、２線式通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、Ａ２Ｂ（Automotive Audio Bus）（登録商標）に代表される２線式通信システムが車両に適用され、マイクロホン、スピーカ等の音響機器が２線式通信システムを介して配置されている。図６は、従来の２線式通信システム１００の構成を示す図であり、図７は従来の２線式通信システム１００を車両２００に搭載した状態を示す図である。

【0003】

従来の２線式通信システム１００は、マスタボード１０、スレーブボード２０から構成されている。マスタボード１０にはマスタチップ１１が搭載されている。スレーブボード２０には、スレーブチップ２１とＰＤＭ（Pulse Density Modulation）インターフェースのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）マイクロホンモジュール２５が搭載されている。マスタボード１０にはマスタチップ１１が搭載されている。マスタボード１０に搭載されるマスタチップ１１と、２枚のスレーブボード２０ａ、２０ｂに搭載されるスレーブチップ２１ａ、２１ｂはバスラインにより接続され、各スレーブボード２０に搭載されるＭＥＭＳマイクロホンモジュール２２で集音された音声データは、各スレーブチップ２１によりマスタチップ１１へ伝送される。また、従来の２線式通信システムの故障検知の方法として、２線式通信システムのバスラインにおいて開放、短絡等を検知する方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１４－５３４６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、マイクロホンの性能は、マイクロホンモジュールの性能に影響されるところが大きいが、ＰＤＭインターフェースのＭＥＭＳマイクロホンモジュール２２のようなデジタルマイクロホンでは、アナログマイクロホンに比べて周波数特性が低域まで伸びていない等により、周波数特性における要求性能を満たすことが出来ない場合がある。

【0006】

また、スレーブボード２０を構成する部品の部品コストとして、スレーブチップ２１のコストが他の部品のコストと比較して高価である。したがって、従来の２線式通信システム１００では、スレーブボード２０を複数枚適用することによって、トータルコストが高価になるという課題があった。

【0007】

本開示は、上記課題に鑑み、安価な２線式通信システム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】

【0008】

上記課題を解決するために本開示の２線式通信システムは、マスタチップとスレーブチップとを２線式バスで接続し、アナログのマイクロホンカプセルを備えるマイクロホンモジュールのアナログ音声信号を、アナログデジタル変換して前記スレーブチップに入力したことを特徴とする。

【0009】

また、本開示の２線式通信システムは、前記スレーブチップは、汎用入出力ポートを具備し、前記汎用入出力ポートは、プルアップ電源でプルアップされた入力ポートであることを特徴とする。

【0010】

また、本開示の２線式通信システムは、前記マイクロホンモジュールは、グランドと接続されるセンス端子を具備し、前記センス端子を前記汎用入出力ポートに接続したことを特徴とする。

【0011】

また、本開示の２線式通信システムは、前記マイクロホンモジュールの音声信号をアナログデジタル変換するコーデックを含むことを特徴とする。

【0012】

また、本開示の２線式通信システムは、前記アナログ音声信号を前記アナログデジタル変換するＡＤコンバータと、ファントム給電用の抵抗とコンデンサを含むことを特徴とする。

【0013】

また、本開示の２線式通信システムは、前記マイクロホンモジュールは、電源線と前記アナログ音声信号の出力線を同一線にしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、安価な２線式通信システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の第１の実施形態に係る２線式通信システムを示す図である。

【図2】本開示の第１の実施形態に係る２線式通信システムを車両に搭載した状態を示す図である。

【図3】本開示の第２の実施形態に係る２線式通信システムを示す図である。

【図4】本開示の第３の実施形態に係る２線式通信システムを示す図である。

【図5】本開示の第４の実施形態に係る２線式通信システムを示す図である。

【図6】従来の２線式通信システムの構成を示す図である。

【図7】従来の２線式通信システムを車両に搭載した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本開示の実施形態では、Ａ２Ｂ（Automotive Audio Bus）（登録商標）の技術は公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

【0017】

（第１の実施形態）
まず、本開示の第１の実施形態について、図１と図２を参照しながら説明する。図１は本開示の第１の実施形態に係る２線式通信システム１を示す図である。また、図２は本開示の第１の実施形態における２線式通信システム１を車両２００に搭載した状態を示す図である。

【0018】

図１および図２において、１０はマスタボード、２０はスレーブボード、３０はマイクロホンモジュール、２００は車両である。マスタボード１０と、スレーブボード２０と、マイクロホンモジュール３０はそれぞれ別の筐体に格納される。マスタボード１０とスレーブボード２０は、バスラインで接続される。また、スレーブボード２０とマイクロホンモジュール３０は、ワイヤーハーネスで接続される。

【0019】

マスタボード１０には、マスタチップ１１が設けられている。スレーブボード２０には、スレーブチップ２１と、ＡＤコンバータ２２ａ、２２ｂが設けられている。マスタチップ１１は、バスラインを通じてスレーブチップ２１に動作電力を供給する。マスタチップ１１は、バスラインの開放、短絡等を検知することでバスラインの断線等を検知する。

【0020】

マイクロホンモジュール３０には、アナログのマイクロホンカプセル３１（以下、マイクロホンカプセル３１、という）が設けられている。

【0021】

スレーブボード２０から各マイクロホンモジュール３０に対して、電源電圧が供給される。マイクロホンモジュール３０ａの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ａのＬチャンネル端子（Ｌｃｈ）に入力される。マイクロホンモジュール３０ｂの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ａのＲチャンネル端子（Ｒｃｈ）に入力される。マイクロホンモジュール３０ｃの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ｂのＬチャンネル端子に入力される。マイクロホンモジュール３０ｄの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ｂのＲチャンネル端子に入力される。

【0022】

各ＡＤコンバータ２２は、入力されたアナログ音声信号をデジタル信号に変換してスレーブチップ２１に出力する。出力されるデジタル信号は、例えば、時分割多重信号として出力される。

【0023】

よって、各マイクロホンモジュール３０の各マイクロホンカプセル３１で集音されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２、スレーブチップ２１を介してマスタチップ１１へ伝送される。また、各マイクロホンモジュール３０をスレーブボード２０と分離することにより、マイクロホンモジュール３０における設計自由度が増す。

【0024】

（第２の実施形態）
次に、本開示の第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は本開示の第２の実施形態に係る２線式通信システム２を示す図である。なお、図１と同一の符号を付したものについて、同じ説明は繰り返さない。

【0025】

上述した第１の実施形態では、マスタチップ１１とスレーブチップ２１との間の断線を検知することは出来るが、各マイクロホンモジュール３０とスレーブチップ２１との間の断線を検知することは出来なかった。

【0026】

第２の実施形態では、図３に示すように、各マイクロホンモジュール３０には、グランド（ＧＮＤ）と接続されたセンス端子（ＳＥＮＳ）が設けられている。各マイクロホンモジュール３０のグランドはスレーブボード２０のグランドと接続されている。したがって、各マイクロホンモジュール３０のグランドとスレーブボード２０のグランドは同電位である。

【0027】

マイクロホンモジュール３０ａのセンス端子は、スレーブチップ２１の汎用入出力ポート０(ＧＰＩＯ０)に接続されている。マイクロホンモジュール３０ｂのセンス端子は、スレーブチップ２１の汎用入出力ポート１(ＧＰＩＯ１)に接続されている。マイクロホンモジュール３０ｃのセンス端子は、スレーブチップ２１の汎用入出力ポート２(ＧＰＩＯ２)に接続されている。マイクロホンモジュール３０ｄのセンス端子は、スレーブチップ２１の汎用入出力ポート３(ＧＰＩＯ３)に接続されている。

【0028】

各汎用入出力ポートは、抵抗を介して電源電圧Ｖｄｄによりプルアップされている。なお、各汎用入出力ポートは入力ポートに設定される。

【0029】

よって、マイクロホンモジュール３０がスレーブチップ２１と接続されている場合は、スレーブボード２０のグランドと接続されたセンス端子の作用により、汎用入出力ポートはグランドと同電位（ＬＯＷ）となる。一方、マイクロホンモジュール３０がスレーブボード２０と断線状態にある場合は、汎用入出力ポートは電源電圧Ｖｄｄと同電位（ＨＩＧＨ）となる。スレーブチップ２１により、各汎用入出力ポートの状態をマスタチップ１１に通知することで、各マイクロホンモジュール３０の断線を検知することが出来る。

【0030】

（第３の実施形態）
次に、本開示の第３の実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は本開示の第３の実施形態に係る２線式通信システム３を示す図である。なお、図１と同一の符号を付したものについて、同じ説明は繰り返さない。

【0031】

この第３の実施形態が上述した第２の実施形態と異なる点は、第２の実施形態ではＡＤコンバータ２２を用いていたが、第３の実施形態ではＡＤコンバータ２２に替えてコーデック（ＣＯＤＥＣ）２３を用いている点である。断線検知の方法は第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0032】

スレーブボード２０から各マイクロホンモジュール３０に対して電源電圧Ｐｏｗが供給される。各マイクロホンモジュール３０の各音声出力端子からはアナログ音声信号が出力される。

【0033】

マイクロホンモジュール３０ａの音声出力端子（Ｍｉｃ ｏｕｔ）から出力されたアナログ音声信号は、コーデック２３のチャンネル１端子（ｃｈ１）に入力される。マイクロホンモジュール３０ｂの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、コーデック２３のチャンネル２端子（ｃｈ２）に入力される。マイクロホンモジュール３０ｃの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、コーデック２３のチャンネル３端子（ｃｈ３）に入力される。マイクロホンモジュール３０ｄの音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、コーデック２３のチャンネル４端子（ｃｈ４）に入力される。

【0034】

コーデック２３は、各チャンネル端子から入力されたアナログ音声信号をデジタル信号に変換してスレーブチップ２１に出力する。出力されるデジタル信号は、例えば、時分割多重信号として出力される。よって、各マイクロホンモジュール３０に設けられた各マイクロホンカプセル３１で集音された音声データは、コーデック２３、スレーブチップ２１を介してマスタチップ１１へ伝送される。

【0035】

（第４の実施形態）
次に、本開示の第４の実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は本開示の第４の実施形態に係る２線式通信システム４を示す図である。なお、図１と同一の符号を付したものについて、同じ説明は繰り返さない。

【0036】

この第４の実施形態が上述した第２の実施形態と異なる点は、第２の実施形態ではマイクロホンモジュール３０の電源電圧Ｐｏｗ端子と音声出力端子を別々に設けていたが、第４の実施形態ではマイクロホンモジュール３０の電源電圧Ｐｏｗと音声出力を同一ラインした点である。この第４の実施形態では、ファントム給電により信号ラインから電力を供給する。なお、断線検知の方法は第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0037】

マイクロホンモジュール３０の電源電圧Ｐｏｗと音声出力を同一ラインとし、ファントム給電にしたことにより、マイクロホンモジュール３０へのワイヤーハーネスの本数を３本にすることが出来る。

【0038】

各マイクロホンモジュール３０の電源／音声出力端子（Ｐｏｗ／Ｍｉｃ ｏｕｔ）には、スレーブボード２０から、抵抗を介して電源電圧Ｐｏｗが供給される。また、各ＡＤコンバータ２２のＬチャンネル入力端子とＲチャンネル入力端子の信号ラインには、コンデンサが設けられる。

【0039】

マイクロホンモジュール３０ａの電源／音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ａのＬチャンネル端子に入力される。マイクロホンモジュール３０ｂの電源／音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ａのＲチャンネル端子に入力される。マイクロホンモジュール３０ｃの電源／音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ｂのＬチャンネル端子に入力される。マイクロホンモジュール３０ｄの電源／音声出力端子から出力されたアナログ音声信号は、ＡＤコンバータ２２ｂのＲチャンネル端子に入力される。

【0040】

各ＡＤコンバータ２２は、入力されたアナログ音声信号をデジタル信号に変換してスレーブチップ２１に出力する。出力されるデジタル信号は、例えば、時分割多重信号として出力される。よって、各マイクロホンモジュール３０に設けられた各マイクロホンカプセル３１で集音された音声データは、ＡＤコンバータ２２、スレーブチップ２１を介してマスタチップ１１へ伝送される。

【0041】

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【0042】

（付記事項）
マスタチップとスレーブチップとを２線式バスで接続し、アナログのマイクロホンカプセルを備えるマイクロホンモジュールのアナログ音声信号を、アナログデジタル変換してスレーブチップに入力し、スレーブチップは、汎用入出力ポートを具備し、マイクロホンモジュールのセンス端子をスレーブチップの汎用入出力ポートと接続し、汎用入出力ポートを、プルアップ電源でプルアップされた入力ポートにすることで、スレーブチップによりマイクロホンモジュールの断線を検知することが出来るようにした２線式通信システムの故障検知方法。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本開示によれば、マスタチップとスレーブチップとを２線式バスで接続し、アナログのマイクロホンカプセルからなるマイクロホンモジュールの音声信号をアナログデジタル変換してスレーブチップに入力したので、安価な２線式通信システムを提供することが出来る。

【符号の説明】

【0044】

１ 第１の実施形態に係る２線式通信システム
２ 第２の実施形態に係る２線式通信システム
３ 第３の実施形態に係る２線式通信システム
４ 第４の実施形態に係る２線式通信システム
１０ マスタボード
１１ マスタチップ
２０（２０ａ、２０ｂ） スレーブボード
２１（２１ａ、２１ｂ） スレーブチップ
２２（２２ａ、２２ｂ） ＡＤコンバータ
２３ コーデック
２５（２５ａ～２５ｄ） ＭＥＭＳマイクロホンモジュール
３０（３０ａ～３０ｄ） マイクロホンモジュール
３１（３１ａ～３１ｄ） アナログのマイクロホンカプセル
１００ 従来の２線式通信システム
２００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】