JP2007013707A - ワイヤレススピーカシステム、音声信号送信装置、再生音位相同期装置、再生音位相同期方法並びに再生音位相同期プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】
各スピーカ装置からの再生音の位相を、容易に同期させることのできるワイヤレススピーカシステムを実現する。
【解決手段】
複数のワイヤレススピーカ装置３それぞれに対する距離を、音声信号の送信に用いられる無線方式を用いて測定し、当該測定した距離に基づいて、複数のワイヤレススピーカ装置３それぞれの再生音が聴取位置において同期するように各音声信号を遅延させることにより、簡易な構成で、複数のワイヤレススピーカ装置からの再生音の位相を容易に同期させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワイヤレススピーカシステム、音声信号送信装置、再生音位相同期装置、再生音位相同期方法並びに再生音位相同期プログラムに関し、音声信号を無線を介して複数のスピーカ装置に送信して再生する場合に適用して好適なものである。

近年、アンプ等から出力される音声信号を電波や赤外線を介してワイヤレススピーカ装置に送信するようになされたワイヤレススピーカシステムが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３３６２５２公報

かかるワイヤレススピーカシステムではスピーカケーブルが不要であることから、非使用時にはワイヤレススピーカ装置を押入等に収納しておき、使用時にのみワイヤレススピーカ装置を適当な場所に設置することが考えられる。また、各自が持参したワイヤレススピーカ装置を用いて一時的なワイヤレススピーカシステムを構築することも考えられる。

ところがこのような場合、各ワイヤレススピーカ装置の設置位置が定まらないため、聴取位置における各ワイヤレススピーカ装置からの再生音の位相が揃わなくなるという問題があった。

このような複数のスピーカ装置からの再生音位相を同期させるため、ユーザの聴取位置にマイクロホン等の集音手段を配置するとともに特定の音声を各スピーカ装置から順次再生させ、当該音声が集音手段に到達する時間差に応じて各スピーカ装置からの再生音を遅延させることにより、聴取位置における再生音位相を同期させる方法が提案されている。

ところがこのような再生音位相の同期方法では、別途集音手段が必要となって構成が複雑になるとともに、遅延時間を算出する際には上述した特定の音声を再生する必要があるため、ユーザは音楽等の聴取を中断しなければならないという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、各スピーカ装置からの再生音の位相を容易に同期させることのできるワイヤレススピーカシステムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、所定の無線方式を用いて音声信号を受信し、当該受信した音声信号を再生音として出力する複数のワイヤレススピーカ装置と、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対して、無線方式を用いて音声信号を送信する音声信号送信装置と、無線方式を用いて音声信号送信装置を遠隔制御するとともに、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を無線方式を用いて測定する測距手段を有するリモートコントローラと、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての音声信号を、個別の遅延時間だけ遅延させる遅延手段と、測定された複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される再生音の位相がリモートコントローラの位置において同期するように、複数のワイヤレススピーカ装置についての上記遅延時間をそれぞれ算出する遅延時間算出手段とをワイヤレススピーカシステムに設けた。

複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を、音声信号の送信に用いられる無線方式を用いて測定し、当該測定した距離に基づいて、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれの再生音が聴取位置において同期するように各音声信号を遅延させることにより、簡易な構成で、複数のワイヤレススピーカ装置からの再生音の位相を容易に同期させることができる。

本発明によれば、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を、音声信号の送信に用いられる無線方式を用いて測定し、当該測定した距離に基づいて、複数のワイヤレススピーカ装置それぞれの再生音が聴取位置において同期するように各音声信号を遅延させることにより、簡易な構成で、複数のワイヤレススピーカ装置からの再生音の位相を容易に同期させ得るワイヤレススピーカシステムを実現することができる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）ワイヤレススピーカシステムの全体構成
図１において、１は全体として本発明を適用したワイヤレススピーカシステムを示し、ワイヤレスアンプ２と、複数のワイヤレススピーカ装置３と、リモートコントローラ（リモコン）４とで構成される。ワイヤレスアンプ２、ワイヤレススピーカ装置３及びリモコン４はそれぞれＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢ（Ultra Wideband）方式の無線波を用いてアドホックネットワークを形成し、相互に通信を行う。ＵＷＢ方式は１[ns]以下のパルス波を用いて非常に広範囲の周波数帯を使用する無線通信システムであり、１０[m]程度の距離での高速通信を行い得るともに、パルス波の到達時間に基づいて、ＵＷＢデバイス同士の距離を数[cm]単位で測距することができる。

音声信号送信装置としてのワイヤレスアンプ２は、リモコン４から送信されるユーザ操作に応じた制御命令に従って動作し、外部のオーディオ機器（図示せず）から供給される音声信号を、ＵＷＢ波を介して対応するワイヤレススピーカ装置３に送信する。各ワイヤレススピーカ装置３は、それぞれワイヤレスアンプ２から受信した音声信号を再生する。

上述したようにワイヤレススピーカシステム１では、ワイヤレスアンプ２とワイヤレススピーカ装置３との間で無線（ＵＷＢ波）を介して音声信号を送信するようになされていることから、従来の有線式スピーカ装置に比べ、より容易にスピーカの移動や追加を行うことができる。

図２はワイヤレスアンプ２の構成を示し、制御部１０は、操作部１１を介して入力されたユーザ操作、及び送受信部１３を介して受信したワイヤレススピーカ装置３からの制御信号に従ってワイヤレスアンプ２全体を制御する。

信号処理部１２は制御部１０の制御に応じて、外部のオーディオ機器から供給される１または複数チャンネルの音声信号に対して音量調整や音質調整等の各種処理を施し、送受信部１３に供給する。

送受信部１３はＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢデバイスでなり、各ワイヤレススピーカ装置３及びリモコン４との間で、ＵＷＢ方式による１[ns]以下のパルス波を用いた広帯域高速無線通信を行う。ワイヤレスアンプ２の送受信部１３は、信号処理部１２から供給１または複数チャンネルの音声信号を、ＵＷＢ波を介して対応するワイヤレススピーカ装置３に送信する。

図３はワイヤレススピーカ装置３の構成を示し、制御部２０に対して送受信部２１、信号処理部２２、信号遅延部２３が接続されている。送受信部２１はＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢデバイスでなり、ワイヤレスアンプ２及びリモコン４との間でＵＷＢ方式による無線通信を行い、ワイヤレスアンプ２からＵＷＢ波を介して送信される音声信号を受信し、信号処理部２２に供給する。

信号処理部２２は受信した音声信号を増幅し、信号遅延部２３を介してスピーカ２４から音声として出力する。

図４はリモコン４の構成を示し、制御部３０は操作部３１を介して入力されるユーザ操作に応じて制御信号を生成し、送受信部３２に供給する。送受信部３２はＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢデバイスでなり、制御部３０から供給される制御信号をＵＷＢ波を介してワイヤレスアンプ２に送信する。

かかる構成に加えてリモコン４には、本発明の特徴である測距部３３が設けられている。測距部３３はＵＷＢデバイスでなる送受信部３２の測距機能を利用し、送受信部３２から送信されたＵＷＢ波のパルスが各ワイヤレススピーカ装置３で受信された時間に基づいて、リモコン４から各ワイヤレススピーカ装置３までの距離をそれぞれ測定し、距離情報として制御部３０に供給する。

ここで、リモコン４はワイヤレススピーカシステム１のユーザがその手元で使用するものであるから、当該リモコン４の位置とユーザの位置とは略合致する。このためワイヤレススピーカシステム１では、測距部３３で測定した各ワイヤレススピーカ装置３それぞれの距離情報に基づいて、各ワイヤレススピーカ装置３から再生される再生音を個別に遅延させることにより、ユーザの聴取位置における各ワイヤレススピーカ装置３からの再生音の位相を同期させるようになされている。

すなわち制御部３０は、測距部３３で測定された各ワイヤレススピーカ装置３についての距離情報に基づき、リモコン４から最も遠いワイヤレススピーカ装置３（これを基準スピーカ装置３Ｘと呼ぶ）を基準とし、当該基準スピーカ装置３ｘの距離情報Ｌｘと、その他のワイヤレススピーカ装置３（これを遅延スピーカ装置３ｄと呼ぶ）それぞれの距離情報Ｌｄとの距離差に基づき、次式を用いて、各遅延スピーカ装置３ｄにおける再生遅延時間ｔｄを算出する。但し、音速をｖとする。

ｔｄ＝（Ｌｄ−Ｌｘ）／ｖ ……（１）

制御部３０は、このようにして算出した再生遅延時間ｔｄを、遅延時間情報として送受信部３２を介して対応するワイヤレススピーカ装置３にそれぞれ送信する。なお制御部３０は、基準スピーカ装置３Ｘに対しては、再生遅延時間ｔｄを「０」として送信する。

各ワイヤレススピーカ装置３の制御部２０（図３）は、リモコン４から送信された遅延時間情報に基づいて信号遅延部２３を制御し、信号処理部２２からスピーカ２４へ供給される音声信号を再生遅延時間ｔｄだけ遅延させる。

ワイヤレススピーカシステム１では、上述した各ワイヤレススピーカ装置３に対する測距を所定時間毎に繰り返す（リアルタイム測距）ことにより、ユーザが移動して聴取位置が変更されたり、ワイヤレススピーカ装置３の設置位置が変更されたりした場合でも、各ワイヤレススピーカ装置３についての再生遅延時間ｔｄを迅速に変更して、聴取位置における再生音の位相を常に一致させることができる。

（２）再生音位相同期処理手順
次に、上述した再生音位相の同期を行うための、リモコン４及びワイヤレススピーカ装置３における処理手順を、図５に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。

リモコン４の制御部３０（図４）は、再生音位相同期処理手順ＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１に移り、各ワイヤレススピーカ３との間の距離を測定し、次のステップＳＰ２に移る。

ステップＳＰ２において制御部３０は、各ワイヤレススピーカ３それぞれについての距離情報Ｌｄが変化したかを判定する。ステップＳＰ２において、全てのワイヤレススピーカ３についての距離情報Ｌｄが変化していないと判定された場合、制御部３０はステップＳＰ１に戻って再度測距を行う。

これに対して、ステップＳＰ２においてワイヤレススピーカ３の距離情報Ｌｄに変化があったと判定された場合、制御部３０は次のステップＳＰ３に移る。なお、再生音位相同期処理手順ＲＴ１の開始直後においては各ワイヤレススピーカ３の距離情報Ｌｄが初めて算出されることから、この場合全ての距離情報Ｌｄに変化があったものとして制御部３０は必ずステップＳＰ３に移る。

ステップＳＰ３において制御部３０は、変化のあった距離情報Ｌｄに基づいて再生遅延時間ｔｄを算出し、次のステップＳＰ４に移る。ステップＳＰ４において制御部３０は、算出した再生遅延時間ｔｄを遅延時間情報として対応するワイヤレススピーカ装置３に送信し、ステップＳＰ１に戻る

一方、ワイヤレススピーカ装置３の制御部２０（図３）は、再生音位相同期処理手順ＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ１１に移り、リモコン４からの遅延時間情報を待ち受け、当該遅延時間情報を受信すると次のステップＳＰ１２に移る。

ステップＳＰ１２において制御部２０は、スピーカ２４に供給される音声信号を遅延時間情報で示される再生遅延時間ｔｄだけ遅延させ、ステップＳＰ１１に戻って次の遅延時間情報を待ち受ける。

リモコン４の制御部３０及びワイヤレススピーカ装置３の制御部２０は、上述した処理を常に繰り返すことにより、聴取位置における再生音の位相をリアルタイムで同期させる。

（３）動作及び効果
以上の構成において、このワイヤレススピーカシステム１では、ワイヤレスアンプ２、ワイヤレススピーカ装置３及びリモコン４にそれぞれＵＷＢ方式の送受信部を設け、ワイヤレスアンプ２からワイヤレススピーカ装置３への音声信号やリモコン４からワイヤレスアンプ２への制御信号をＵＷＢ波を介して送受するとともに、リモコン４と各ワイヤレススピーカ装置３との距離を、当該ＵＷＢ波を用いて随時測定するようにした。

そしてワイヤレススピーカシステム１では、測定した各ワイヤレススピーカ装置３についての距離情報Ｌｄに基づいて再生遅延時間ｔｄをそれぞれ算出し、各ワイヤレススピーカ装置３において音声信号をそれぞれ再生遅延時間ｔｄだけ遅延して再生することにより、リモコン４の位置すなわちユーザの聴取位置における各ワイヤレススピーカ３からの再生音位相を、常に同期させることができる。

ここでワイヤレススピーカシステム１では、音声信号や制御信号を送受するためのＵＷＢ方式の送受信部を用いて、各ワイヤレススピーカ装置３の距離を測定するようにしたことにより、従来のマイクロホンを用いた再生音位相の同期方法のような集音手段が不要になるとともに、ユーザ任意の音声を再生しながらリアルタイムに再生音位相を同期させることができる。

そしてワイヤレススピーカシステム１では、ユーザが移動して聴取位置が変更された場合や、ワイヤレススピーカ装置３の設置位置が変更された場合、さらには新たなワイヤレススピーカ装置３が加えられた場合でも、随時各ワイヤレススピーカ装置３の再生遅延時間ｔｄを更新して、常に聴取位置における再生音位相を同期させることができる。

以上の構成によれば、ワイヤレスアンプ２、ワイヤレススピーカ装置３及びリモコン４に設けたＵＷＢ方式の送受信部によって、音声信号や制御信号を送受するとともに、リモコン４と各ワイヤレススピーカ装置３との距離を随時測距し、この距離に応じて各ワイヤレススピーカ装置３それぞれの再生遅延時間を制御するようにしたことにより、簡易な構成で、各ワイヤレススピーカ装置３からの再生音の位相を容易に同期させることができる。

（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、リモコン４が各ワイヤレススピーカ装置３についての距離情報を測定するとともに再生遅延時間ｔｄを算出して各ワイヤレススピーカ装置３に送信し、各ワイヤレススピーカ装置３それぞれが音声信号を遅延して出力するようにしたが、本発明はこれに限らず、リモコン４で測定した各距離情報をワイヤレスアンプに送信し、ワイヤレスアンプ側で再生遅延時間の算出及び音声信号の遅延を行うようにしてもよい。

図６は、このような場合のワイヤレスアンプ５２を示し、信号処理部１２と送受信部１３の間に信号遅延部５３が設けられている以外は、図２に示すワイヤレスアンプ２と同一の構成を有している。なお、リモコン４については、構成に変更が無いので説明を省略する。

制御部１３は、リモコン４から送信された各ワイヤレススピーカ装置３についての距離情報を送受信部１３から受け取り、当該距離情報に基づいて、各ワイヤレススピーカ装置３それぞれについての再生遅延時間ｔｄを算出する。

そして制御部１３は、算出した再生遅延時間ｔｄに基づいて信号遅延部５３を制御し、各ワイヤレススピーカ装置３に対する音声信号をそれぞれ再生遅延時間ｔｄだけ遅延させ、送受信部１３を介して送信する。なおこの場合、音声信号はワイヤレスアンプ５２から送信される時点で既に遅延が施されているため、ワイヤレススピーカ装置３の信号遅延部が不要となる。

また上述の実施の形態においては、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢデバイスを各送受信部に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、データ通信及び測距を行う他の種々の無線通信方式を各送受信部に適用してもよい。

本発明の一実施の形態によるワイヤレススピーカシステムの構成を示すブロック図である。 ワイヤレスアンプの構成を示すブロック図である。 ワイヤレススピーカ装置の構成を示すブロック図である。 リモコンの構成を示すブロック図である。 再生音位相同期処理手順を示すフローチャートである。 他の実施の形態のワイヤレスアンプの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１……ワイヤレススピーカシステム、２……ワイヤレスアンプ、３……ワイヤレススピーカ装置、４……リモコン、１０、２０、３０……制御部、１１、３１……操作部、１２、２２……信号処理部、１３、２１、３２……送受信部、２３……信号遅延部、２４……スピーカ、３３……測距部。

Claims (8)

1. 所定の無線方式を用いて音声信号を受信し、当該受信した音声信号を再生音として出力する複数のワイヤレススピーカ装置と、
   上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対して、上記無線方式を用いて上記音声信号を送信する音声信号送信装置と、
   上記無線方式を用いて上記音声信号送信装置を遠隔制御するとともに、上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を上記無線方式を用いて測定する測距手段を有するリモートコントローラと、
   上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての上記音声信号を、個別の遅延時間だけ遅延させる遅延手段と、
   上記測定された複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される上記再生音の位相が上記リモートコントローラの位置において同期するように、上記複数のワイヤレススピーカ装置についての上記遅延時間をそれぞれ算出する遅延時間算出手段と
   を具えることを特徴とするワイヤレススピーカシステム。
2. 上記遅延時間算出手段は、上記リモートコントローラに設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレススピーカシステム。
3. 上記遅延手段は、上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレススピーカシステム。
4. 上記遅延時間算出手段及び上記遅延手段は、上記音声信号送信装置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレススピーカシステム。
5. 所定の無線方式を用いて複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対して音声信号を送信する送信手段と、
   上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離情報に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される上記再生音の位相が同期するように、上記複数のワイヤレススピーカ装置に送信する上記音声信号をそれぞれ遅延させる遅延手段と
   を具えることを特徴とする音声信号送信装置。
6. 複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を、当該ワイヤレススピーカ装置が用いる無線方式を用いて測定する測距手段と、
   上記測定した複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される上記再生音の位相が上記測距手段の位置において同期するように、上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての音声信号の遅延時間をそれぞれ算出する遅延時間算出手段と
   を具えることを特徴とする再生音位相同期装置。
7. 複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を測定する測距ステップと、
   上記測定された複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される再生音の位相が測距位置において同期するように、上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての音声信号の遅延時間をそれぞれ算出する遅延時間算出ステップと、
   上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての上記音声信号を、上記遅延時間だけ遅延させる遅延ステップと
   を具えることを特徴とする再生音位相同期方法。
8. 複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離を測定する測距ステップと、
   上記測定された複数のワイヤレススピーカ装置それぞれに対する距離に基づいて、当該ワイヤレススピーカ装置それぞれから出力される再生音の位相が測距位置において同期するように、上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての音声信号の遅延時間をそれぞれ算出する遅延時間算出ステップと、
   上記複数のワイヤレススピーカ装置それぞれについての上記音声信号を、上記遅延時間だけ遅延させる遅延ステップと
   を具えることを特徴とする再生音位相同期プログラム。
   

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