JP2005027113A

JP2005027113A - 音響制御装置

Info

Publication number: JP2005027113A
Application number: JP2003191330A
Authority: JP
Inventors: Koji Nogami; 耕治野上
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】各スピーカと聴取者との距離差を検出し、検出した距離差に基づいて各スピーカを駆動する増幅出力回路の位相遅延と利得とを調整して、多チャンネルサラウンド音響システムの最適な音場効果が得られるようにする。
【解決手段】所定の周期毎に所定の周波数の音波をリモコン装置から送信し、リモコン装置から送信された音波を音響制御装置に接続された複数のスピーカにより受信して、複数のスピーカにより受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出し、それぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別して、それぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて複数のスピーカまでの距離差を演算し、演算された距離差に基づいて複数のスピーカを駆動する増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整するようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多チャンネルサラウンド音響システムを制御する音響制御装置に係り、特に多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を自動設定する機能を有する音響制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ドルビー方式の５．１ｃｈサラウンド等の多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を設定するためには、マニュアル等の記載内容を確認しながら、各スピーカから聴取者までの距離に応じて、各スピーカに出力する音響信号の音量レベル、位相遅延を調整しなければならないという問題点があった。特に、リスニングルームが大きい場合、多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を最適設定することは容易でなかった。
【０００３】従来の技術としては、各スピーカによりリモコンからの電波を受信し、リモコン装置に電波を送信して、リモコン装置により電波の往復時間を測定し、測定結果を基に各スピーカから視聴者までの距離を演算して、距離差に応じてセンタスピーカ、或いは右及び左スピーカを前後に移動させるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】また、聴取位置のリモコン装置から無指向性の超音波信号を送信し、送信された超音波信号を各スピーカに設けられた超音波センサにより受信して、超音波信号の送信位置までの距離を演算し、演算された距離に応じて各スピーカによって再生すべき音響信号を変化調整するようにしたものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】また、リモコン装置の所定の操作キーを操作したとき、操作された操作キーに対応した赤外線光を出力するとともに超音波を出力し、受光素子の出力信号とマイクロフォンの出力信号との時間差に基づいてリモコン装置との距離を演算して、オーディオ信号系の特性を変更するようにしたものがあった（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２３３３７７号公報
【特許文献２】特開平１−３０９５００号公報
【特許文献３】特開平６−１３３３９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の技術で述べたもののうち最初のものにおいては、各スピーカによりリモコンからの電波を受信し、リモコン装置に電波を送信して、リモコン装置により電波の往復時間を測定し、測定結果を基に各スピーカから視聴者までの距離を演算して、距離差に応じてセンタスピーカ、或いは右及び左スピーカを前後に移動させることができたが、電波を送信する送信部と電波を受信する受信部とをリモコン装置に設け、電波を受信する受信部と電波を送信する送信部とを各スピーカに設けなければならないという問題点があった。
【０００８】また、次のものにおいては、聴取位置のリモコン装置から無指向性の超音波信号を送信し、送信された超音波信号を各スピーカに設けられた超音波センサにより受信して、超音波信号の送信位置までの距離を演算し、演算された距離に応じて各スピーカによって再生すべき音響信号を変化調整することができたが、リモコン装置から送信された超音波信号であるか否かを判別するようになっていなかったため、他の超音波信号が超音波センサにより受信された場合、超音波信号の送信位置までの距離が誤って演算されるという問題点があった。
【０００９】また、更にその次のものにおいては、リモコン装置の所定の操作キーを操作したとき、操作された操作キーに対応した赤外光を出力するとともに超音波を出力し、受光素子の出力信号とマイクロフォンの出力信号との時間差に基づいてリモコン装置との距離を演算して、オーディオ信号系の特性を変更することができたが、上記同様、リモコン装置から送信された超音波信号であるか否かを判別するようになっていなかったため、他の超音波信号が超音波センサにより受信された場合、超音波信号の送信位置までの距離が誤って演算されるという問題点があった。
【００１０】本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各スピーカと聴取者との距離差を検出し、検出した距離差に基づいて各スピーカを駆動する増幅出力回路の位相遅延と利得とを調整して、多チャンネルサラウンド音響システムの最適な音場効果が得られるようにすることができる音響制御装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明においては、多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を制御する音響制御装置であって、所定の周期毎に所定の周波数の信号を発振する発振手段と、前記発振手段により発振された信号を増幅して、該信号を音波として送信する送信手段と、前記送信手段から送信された音波を受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段により受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の音波であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段が前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の音波であると判別したとき、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて前記複数の受信手段までの距離差を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された距離差に基づいて複数の増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整する制御手段とを備える。
【００１２】前記判別手段は、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別するようにする。
【００１３】前記送信手段は、リモコン装置に設けられたスピーカとするとよい。
【００１４】前記複数の受信手段は、音響制御装置に接続された複数のスピーカとするとよい。
【００１５】これらの手段により、各スピーカと聴取者との距離差を検出し、検出した距離差に基づいて各スピーカを駆動する増幅出力回路の位相遅延と利得とを調整して、多チャンネルサラウンド音響システムの最適な音場効果が得られるようにすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る音響制御装置の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態に係る音響制御装置の各スピーカの配置を示す説明図であり、図３は本発明の実施の形態に係る音響制御装置のリモコン装置を示すブロック図であり、図４は本発明の実施の形態に係る音響制御装置の各スピーカにより受信される音波を示す説明図であり、図５は本発明の実施の形態に係る音響制御装置の送受信音波を示す説明図であり、図６は本発明の実施の形態に係る音響制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００１７】まず、図１の本発明の実施の形態に係る音響制御装置の構成を示すブロック図を基に説明する。
【００１８】音響制御装置１０は、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、右フロントスピーカＲを駆動する増幅出力回路１１と、右フロントスピーカＲにより受信された音波を検出する検出回路１２と、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、センタスピーカＣを駆動する増幅出力回路１３と、センタスピーカＣにより受信された音波を検出する検出回路１４と、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、サブウーハＳＷを駆動する増幅出力回路１５と、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、左フロントスピーカＬを駆動する増幅出力回路１６と、左フロントスピーカＬにより受信された音波を検出する検出回路１７と、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、左サラウンドスピーカＳＬを駆動する増幅出力回路１８と、左サラウンドスピーカＳＬにより受信された音波を検出する検出回路１９と、音響信号を位相遅延させ、利得を可変して音響信号を増幅して、右サラウンドスピーカＳＲを駆動する増幅出力回路２０と、右サラウンドスピーカＳＲにより受信された音波を検出する検出回路２１と、音響制御装置１０のシステム全体を制御するマイコン２２とで構成されている。なお、３０はリモコン装置である。
【００１９】そして、音響制御装置１０に接続された各スピーカは、図２に示すように、リスニングルームＢに配置されていて、センタスピーカＣは聴取者Ａの前方中央に配置され、左フロントスピーカＬと右フロントスピーカＲとはセンタスピーカＣの左右に配置され、サブウーハＳＷはセンタスピーカＣの傍に配置され、左サラウンドスピーカＳＬと右サラウンドスピーカＳＲとは聴取者Ａの後方左右に配置されている。
【００２０】また、リモコン装置３０は、図３に示すように、音響制御装置１０の動作を指令する複数の操作キーが設けられたキー操作部３１と、リモコン装置３０のシステムを制御するマイコン３２と、赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）３４を駆動して赤外線信号のリモコン信号を送信する駆動回路３３と、所定の周波数の信号を発振する発振回路３５と、発振回路３５により発振された信号を増幅し、スピーカ３７を駆動して音波を送信する増幅出力回路３６とで構成されている。
【００２１】以上のように構成された音響制御装置について、以下その動作について説明する。
【００２２】聴取者が、モニタ装置（図示せず）に表示されたメニュ画面の音場自動設定を選択して、リモコン装置３０のキー操作部３１の所定の操作キーを操作すると、リモコン装置３０のマイコン３２は、発振回路３５に制御信号を送出して、所定の周期Ｔで所定の周波数の信号を発信させ、増幅出力回路３６により該信号が増幅されて、スピーカ３７が駆動され、所定の周期Ｔ毎に所定の周波数の音波が送信される（図５（ａ）参照）。なお、周期Ｔは、聴取者から最も遠くに配置されているスピーカに音波が到達する時間より十分長く設定されていて、リスニングルームの天井、壁等により反射された音波の影響を受けないようになっている。
【００２３】音響制御装置１０に接続されたセンタスピーカＣ、左フロントスピーカＬ、右フロントスピーカＲ、左サラウンドスピーカＳＬ、右サラウンドスピーカＳＲのいずれかによりリモコン装置３０のスピーカ３７から直接受信した振幅の大きい直接波の音波、リスニングルームＢの天井、壁等により反射された振幅の小さい間接波の音波が受信されると（図４及び図５参照）、受信された音波の振幅レベルに基づいて、受信された音波の中の振幅の大きい直接波の音波が検出回路１２、１４、１７、１９、２１によりそれぞれ検出され、それぞれ検出された振幅の大きい直接波の音波の信号がマイコン２２に送出される。マイコン２２は、検出回路１２、１４、１７、１９、２１によりそれぞれ検出された振幅の大きい直接波の音波が所定の周期Ｔの所定の周波数の音波であるか否かを判別して、それぞれ検出された振幅の大きい直接波の音波が所定の周期Ｔの所定の周波数の音波である場合、センタスピーカＣ、左フロントスピーカＬ、右フロントスピーカＲ、左サラウンドスピーカＳＬ、右サラウンドスピーカＳＲのいずれかにより所定の周期毎に最初に受信された振幅の大きい直接波を基準として、それに続いて他のスピーカにより所定の周期毎に受信された振幅の大きい直接波の到達時間差ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を計測し（図５（ｂ）〜（ｆ）参照）、各スピーカの距離差ｖ×ｔ１、ｖ×ｔ２、ｖ×ｔ３、ｖ×ｔ４を演算する。ｖは音速である。例えば、センタスピーカＣが聴取者Ａに最も近く配置され、左フロントスピーカＬ、右フロントスピーカＲ、左サラウンドスピーカＳＬ、右サラウンドスピーカＳＲの順に聴取者Ａに近く配置されている場合、センタスピーカＣと左フロントスピーカＬ、右フロントスピーカＲ、左サラウンドスピーカＳＬ、右サラウンドスピーカＳＲとの距離差がＬ２−Ｌ１＝ｖ×ｔ１、Ｌ３−Ｌ１＝ｖ×ｔ２、Ｌ４−Ｌ１＝ｖ×ｔ３、Ｌ５−Ｌ１＝ｖ×ｔ４として演算される（図２及び図５参照）。
【００２４】そして、マイコン２２は、各スピーカまでの距離差がある場合、演算した各スピーカまでの距離差に基づいて、各増幅出力回路１１、１３、１６、１８、２０の利得と位相遅延とを調整する。なお、サブウーハＳＷはセンタスピーカＣの傍に設置されているので、サブウーハＳＷを駆動する増幅出力回路１５はセンタスピーカＣを駆動する増幅出力回路１３の利得と位相遅延との調整に準じて調整される。これにより、各スピーカから聴取者Ａまでの距離差がある場合、多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を最適調整することができる。
【００２５】また、図６の本発明の実施の形態に係る音響制御装置の動作を示すフローチャートを基に説明する。
【００２６】音響制御装置に接続された複数のスピーカのいずれかによりリモコン装置から送信された音波が受信されると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、ステップＳ２で、受信された音波が所定の周期の音波であるか否かが判断され、受信された音波が所定の周期の音波である場合、ステップＳ３に進み、受信された音波が所定の周期の音波でない場合、ステップＳ７に進んで処理を終了する。
【００２７】ステップＳ３で、受信された音波が所定の周波数の音波であるか否かが判断され、受信された音波が所定の周波数の音波である場合、ステップＳ４に進み、受信された音波が所定の周波数の音波でない場合、ステップＳ７に進んで処理を終了する。
【００２８】ステップＳ４で、各スピーカにより所定の周期毎にそれぞれ受信された音波の中の振幅の大きい音波の到達時間差が計測されて、各スピーカまでの距離差が演算され、ステップＳ５に進む。
【００２９】ステップＳ５で、各スピーカまでの距離差があるか否かが判断され、各スピーカまでの距離差がある場合、ステップＳ６に進み、各スピーカまでの距離差がない場合、ステップＳ７に進んで処理を終了する。
【００３０】ステップＳ６で、演算されたそれぞれの距離差に基づいて、各スピーカを駆動する増幅出力回路の利得と位相遅延とが調整され、ステップＳ７に進んで処理を終了する。
【００３１】以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限らず、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能である。例えば、リモコン装置から音波を送信して、各スピーカまでの音波の到達時間差を計測して、各スピーカまでの距離差を演算することを説明したが、超音波を受信する超音波センサ、電波を受信する受信部、或いは赤外線を受光する受光部を各スピーカに設け、リモコン装置から送信された超音波信号、電波信号、或いは赤外線信号をそれぞれ受信して、各スピーカまでの超音波信号、電波信号、或いは赤外線信号のそれぞれの到達時間差を計測し、各スピーカまでの距離差を演算するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による音響制御装置によれば、所定の周期毎に所定の周波数の音波をリモコン装置から送信し、リモコン装置から送信された音波を音響制御装置に接続された複数のスピーカにより受信して、複数のスピーカにより受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出し、それぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別して、それぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるとき、複数のスピーカのいずれかにより所定の周期毎に最初に受信された振幅の大きい直接波を基準として、それに続いて他のスピーカにより所定の周期毎に受信された振幅の大きい直接波の到達時間差を計測し、各スピーカまでの距離差を演算して、演算された距離差に基づいて複数のスピーカを駆動する増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整することができる。このことにより、各スピーカと聴取者との距離差を検出し、検出した距離差に基づいて各スピーカを駆動する増幅出力回路の位相遅延と利得とを調整して、多チャンネルサラウンド音響システムの最適な音場効果が得られるようにすることができる。
【００３３】請求項１記載の発明に係る音響制御装置は、所定の周期毎に所定の周波数の音波をリモコン装置から送信し、リモコン装置から送信された音波を音響制御装置に接続された複数のスピーカにより受信して、複数のスピーカにより受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出し、それぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別して、それぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるとき、それぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて複数のスピーカまでの距離差を演算し、演算された距離差に基づいて複数のスピーカを駆動する増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整するようにしているので、周期や周波数の異なる他の音波の受信により各スピーカまでの距離差を誤って検出しないようにすることができ、リスニングルームの天井、壁等による振幅の小さい間接波と振幅の大きい直接波とを判別しているので、間接波の受信により各スピーカまでの距離差を誤って検出しないようにすることができる。
【００３４】請求項２記載の発明に係る音響制御装置は、所定の周期毎に所定の周波数の音波を送信して、送信された音波をそれぞれ受信し、受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出して、それぞれ検出された音波が所定の音波であるか否かを判別し、それぞれ検出された音波が所定の音波であるとき、それぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて距離差を演算し、演算された距離差に基づいて複数の増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整するようにしているので、周期や周波数の異なる他の音波やリスニングルームの天井、壁等による振幅の小さい間接波の音波の受信により、各スピーカまでの距離差を誤って検出しないようにすることができる。
【００３５】請求項３記載の発明に係る音響制御装置は、受信された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別するようにしているので、他の音波の受信により、各スピーカまでの距離差を誤って検出しないようにすることができる。
【００３６】請求項４記載の発明に係る音響制御装置は、リモコン装置に設けられたスピーカにより音波を送信するようにしているので、無指向性の音波を送信することができる。
【００３７】請求項５記載の発明に係る音響制御装置は、音響制御装置に接続された複数のスピーカにより音波を受信するようにしているので、複数のスピーカにマイクロフォン等の他の受信素子を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る音響制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る音響制御装置の各スピーカの配置を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る音響制御装置のリモコン装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る音響制御装置の各スピーカにより受信される音波を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る音響制御装置の送受信音波を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る音響制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０音響制御装置
１１、１３、１５、１６、１８、２０増幅出力回路
１２、１４、１７、１９、２１検出回路
２２マイコン
３０リモコン装置
３１キー操作部
３２マイコン
３３駆動回路
３４赤外ＬＥＤ
３５発振回路
３６増幅出力回路
３７スピーカ
Ｃセンタスピーカ
Ｌ左フロントスピーカ
Ｒ右フロントスピーカ
ＳＷサブウーハ
ＳＬ左サラウンドスピーカ
ＳＲ右サラウンドスピーカ
Ａ聴取者
Ｂリスニングルーム

Claims

多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を制御する音響制御装置であって、
所定の周期毎に所定の周波数の信号を発振する発振手段と、前記発振手段により発振された信号を増幅して、該信号を音波として送信するリモコン装置に設けられたスピーカと、前記リモコン装置から送信された音波を受信する音響制御装置に接続された複数のスピーカと、前記複数のスピーカにより受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段が前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であると判別したとき、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて前記複数のスピーカまでの距離差を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された距離差に基づいて前記複数のスピーカを駆動する増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整する制御手段とを備えたことを特徴とする音響制御装置。
多チャンネルサラウンド音響システムの音場効果を制御する音響制御装置であって、
所定の周期毎に所定の周波数の信号を発振する発振手段と、前記発振手段により発振された信号を増幅して、該信号を音波として送信する送信手段と、前記送信手段から送信された音波を受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段により受信された音波の中の振幅の大きい音波をそれぞれ検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の音波であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段が前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の音波であると判別したとき、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波の到達時間差に基づいて前記複数の受信手段までの距離差を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された距離差に基づいて複数の増幅出力回路の利得と位相遅延とをそれぞれ調整する制御手段とを備えたことを特徴とする音響制御装置。
前記判別手段は、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出された音波が所定の周期の所定の周波数の音波であるか否かを判別する判別手段であることを特徴とする請求項２記載の音響制御装置。
前記送信手段は、リモコン装置に設けられたスピーカであることを特徴とする請求項２記載の音響制御装置。
前記複数の受信手段は、音響制御装置に接続された複数のスピーカであることを特徴とする請求項２記載の音響制御装置。