JP3900676B2 - オーディオ装置の聴取位置自動設定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個のスピーカを備えたオーディオ装置における聴取位置での最適な設定を行なうための聴取位置設定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数個のスピーカを備えたオーディオ装置においては、聴取位置に対する各スピーカからの距離が異なると、聴取位置における各スピーカからの音量及び時間軸が異なることになってしまう。
このため、オーディオ装置に調整部、所謂プロセッシングユニットを組み込んで、これにより各スピーカに対する音声信号の時間軸調整及び音量調整を行なうようにしている。
【０００３】
ここで、上記調整は、実際には、使用者が、プロセッシングユニットをリモコン装置によって操作して、一旦聴取位置をリモコン装置により数値入力した後、実際にスピーカから出て来る音を聴きながら、聴取位置を前後左右に変更することにより、プロセッシングユニットが各スピーカの時間軸調整及び音量調整を行なうようになっている。そして、使用者が、各スピーカからの音を聴いて最良であると判断したときに、上記調整が完了することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなプロセッシングユニットを組み込んだオーディオ装置においては、オーディオ装置を使用する毎に、使用者は、その聴取位置に基づいて、上述した調整を行なう必要があることから、操作が煩わしく、しかも正確な調整を行なうことは困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、自動的に各スピーカに関する時間軸調整及び音量調整が正確且つ迅速に行われるようにした、オーディオ装置の聴取位置自動設定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明オーディオ装置の聴取位置自動設定装置は、複数個のスピーカが接続されるオーディオ装置に組み込まれて、各スピーカに対する音声信号の時間軸調整及び音量調整を行なうと共に、測定用の超音波信号を発生して超音波スピーカに供給し、且つテスト音信号を発生してこの各スピーカに供給する調整部と、聴取位置付近に配設され、この各スピーカから順次に発せられるテスト音及びこの超音波スピーカからの超音波を受けてそれぞれ電気信号に変換する測定部と、この測定部からの電気信号をこの調整部に対して送信する送信部とを含んでおり、この調整部が、この送信部から送信された電気信号に基づいて、この超音波スピーカへの駆動信号とこの測定部の受信信号との位相差よりこの超音波スピーカからこの測定部（聴取位置）までの距離を算出すると共にこの各スピーカのテスト音に関する相互の音圧差を得ることで、この各スピーカからこの測定部までの距離比を算出して、聴取位置を求め、この聴取位置に対応してオーディオ装置を制御するようにしたものである。
【０００７】
上記構成によれば、調整部が超音波スピーカを制御して、測定用の超音波信号を発生させると共に、オーディオ装置を制御して、各スピーカから順次にテスト音を発生させる。
これにより、測定部は、超音波スピーカ及びオーディオ装置の各スピーカからの超音波信号及びテスト音を受けて、電気信号に変換し、受信信号として送信部により調整部に対して送信する。
調整部は、送信部からの信号を受信して、超音波信号の受信信号と超音波スピーカの駆動信号とを比較して、その位相遅れに基づいて、測定部と超音波スピーカ、即ち調整部と聴取位置との間の距離を算出する。さらに、調整部は、各スピーカからの受信信号と各スピーカの駆動信号とを比較して、その音圧差に基づいて、各スピーカから聴取位置までの距離比を算出する。
【０００８】
これにより、調整部は、測定部から聴取位置までの距離と、各スピーカから聴取位置までの距離比に基づいて、聴取位置を求め、各スピーカに関する時間軸調整及びレベル調整を行なうことにより、当該聴取位置における各スピーカからの音のバランスが最良になるように、聴取位置の調整を行なう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図４を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１０】
図１は、本発明による聴取位置自動設定装置の一実施形態を備えたオーディオ装置の概略構成を示している。
図１において、オーディオ装置１０は、通常の例えば家庭用のオーディオ装置であって、再生信号を生成するための再生部１１と、再生部１１からの再生信号に関して音響調整を行なうプリアンプ機能及び聴取位置調整機能を備えた調整部としてのプロセッシングユニット１２と、プロセッシングユニット１２で調整された再生信号を増幅するパワーアンプ１３と、パワーアンプ１３で増幅された再生信号をそれぞれ音声に変換する複数個のスピーカから成るスピーカシステム２０と、測定部としての超音波マイク及び音声マイクを備えたリモコン装置１４と、上記プロセッシングユニット１２の近傍に配設された超音波スピーカ１５とを含んでいる。
【００１１】
上記再生部１１は、例えばカセットテープデッキ，コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ，ミニディスク（ＭＤ）デッキやＦＭ−ＡＭチューナ等であって、各媒体の再生を行なうことにより、あるいは電波を受信することにより、公知の如く再生信号を得るように構成されている。
【００１２】
図２は、上記プロセッシングユニット１２の電気的構成を示すブロック図である。プロセッシングユニット１２は、例えばＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によるデジタルプリアンプ１２ａと、リモコン装置１４からの赤外線信号を受光する受信部１２ｂ，受信部１２ｂからの電気信号に基づいて、各種制御を行なうと共に後述する演算を行なう制御部１２ｃ，制御部１２ｃの演算結果に基づいて、聴取位置調整を行なう調整回路１２ｄとを備えている。
【００１３】
上記デジタルプリアンプ１２ａは、再生部１１からの一組の再生信号を構成する各再生信号に関して、例えばイコライズ等の各種音響調整を行なうように、構成されている。
上記受信部１２ｂは、リモコン装置１４からの赤外線信号を受信して、電気信号に変換して、制御部１２ｃに送出する。
上記制御部１２ｃは、受信部１２ｂからの電気信号に基づいて、プリアンプ１２ａに対して各種操作を行なうと共に、聴取位置の調整の際には、リモコン装置１４からの信号に基づいて、調整回路１２ｄを駆動制御する。
上記調整回路１２ｄは、制御部１２ｃの制御によって、プリアンプ１２ａで音質調整された再生信号に対して、時間軸調整及び音量調整を行なうようになっている。
【００１４】
そして、上記制御部１２ｃは、聴取位置の調整の際に、超音波スピーカ１５を駆動制御して、測定用の超音波信号を発生させると共に、プリアンプ１２ａを駆動制御して、パワーアンプ１３を介して、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒから順次にテスト音を発生させるようになっている。
上記パワーアンプ１３は、上記各再生信号をそれぞれ増幅するように構成されている。
【００１５】
上記スピーカシステム２０は、例えば図１に示すように室内にて左右対称の複数箇所、図示の場合、前側及び後側の左右にそれぞれスピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒから構成されている。
【００１６】
上記リモコン装置１４は、通常のオーディオ装置用のリモコン装置として、プロセッシングユニット１２に設けられた受信部１２ｂに対して、例えば赤外線信号を送信することにより、プロセッシングユニット１２を介してオーディオ装置１０に関する各種操作を行なう。
さらに、リモコン装置１４は、その超音波マイク１４ａにより、超音波スピーカ１５から発せられる測定用の超音波信号を受けて電気信号に変換して、プロセッシングユニット１２に送信すると共に、その音声マイク１４ｂにより、聴取位置調整の際に、スピーカシステム２０の各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒから発せられるテスト音を受けて電気信号に変換して、プロセッシングユニット１２に送信するようになっている。
【００１７】
この場合、リモコン装置１４は、オーディオ装置１０の各種操作を行なうための赤外線送信部を利用して、上記超音波マイク１４ａ及び音声マイク１４ｂからの電気信号を、赤外線信号として送信するように構成されている。
上記超音波スピーカ１５は、プロセッシングユニット１２により制御されて、聴取位置調整の際に、測定用の超音波信号を発生するように構成されている。
【００１８】
ここで、上記プロセッシングユニット１２は、聴取位置調整の際に、リモコン装置１４からの赤外線信号に基づいて、超音波スピーカ１５からの超音波信号の受信信号に関して、超音波スピーカ１５の駆動信号と比較することにより、その位相差を検出し、この位相差から、超音波スピーカ１５からリモコン装置１４までの距離、即ちプロセッシングユニット１２から聴取位置までの距離を算出する。
また、上記プロセッシングユニット１２は、リモコン装置１４からの赤外線信号に基づいて、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからのテスト音の受信信号に関して、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからのテスト音の相互の音圧差を検出し、この音圧差から、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからリモコン装置１４までの距離比、即ち各スピーカから聴取位置までの距離比をそれぞれ算出する。
【００１９】
これにより、プロセッシングユニット１２は、超音波スピーカ１５からの距離及び各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからの距離比により、聴取位置を求め、当該聴取位置に関して最適な音のバランス、即ち各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからの再生音の位相差がゼロになり、且つ各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからの再生音の音圧が等しくなるように、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒに対する再生信号の時間軸調整及び音量調整を行なうようになっている。
【００２０】
本実施形態によるオーディオ装置１０は、以上のように構成されており、聴取位置調整の場合、図３に示したフローチャートに従って以下のように動作する。先づ、ステップＳＴ１にて、使用者は、リモコン装置１４を使用して、プロセッシングユニット１２を操作することにより、プロセッシングユニット１２を聴取位置の調整モードに切換える。
【００２１】
そして、ステップＳＴ２にて、プロセッシングユニット１２は、その制御部１２ｃが、超音波スピーカ１５を駆動制御して、測定用の超音波信号を発生させる。
これにより、超音波スピーカ１５からの超音波信号は、リモコン装置１４の超音波マイク１４ａにより集音されて、電気信号に変換され、リモコン装置１４の図示しない送信部から赤外線信号として送信され、プロセッシングユニット１２の受信部１２ｂにより受信され、制御部１２ｃに入力される。
【００２２】
次に、ステップＳＴ３にて、プロセッシングユニット１２は、その制御部１２ｃが、プリアンプ１２ａを駆動制御して、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒに対して順次にテスト音を発生させる。
これにより、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからのテスト音は、それぞれリモコン装置１４の音声マイク１４ｂにより集音されて、電気信号に変換され、リモコン装置１４の図示しない送信部から赤外線信号として送信され、プロセッシングユニット１２の受信部１２ｂにより受信され、制御部１２ｃに入力される。
この場合、各スピーカから順次にテスト音が発生されることにより、各スピーカ毎に、それぞれのテスト音が独立して確実に音声マイク１４ｂにより集音されることになる。
【００２３】
これにより、ステップＳＴ４にて、上記制御部１２ｃは、リモコン装置１４からの信号に基づいて、超音波信号に関して、超音波スピーカ１５の駆動信号と比較することにより、その位相差から、超音波スピーカ１５からリモコン装置１４即ち聴取位置付近までの距離を算出する。この距離は、図４にて、超音波スピーカ１５を中心とするリモコン装置１４の半径位置を特定することになる。
また、上記制御部１２ｃは、リモコン装置１４からの信号に基づいて、各スピーカからのテスト音に関して、その相互の音圧差から、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからリモコン装置１４即ち聴取位置付近までの距離比を算出する。この距離比により、図４にて、スピーカ２１Ｌ，２１Ｒについて示すと、上記半径位置を示す円周上で、当該距離比に相当する位置が、聴取位置を示すことになる。
かくして、各スピーカ２１Ｌ乃至２２Ｒからの距離比と、超音波スピーカ１５からの距離に基づいて、制御部１２ｃは、当該聴取位置を求める。
【００２４】
最後に、ステップＳＴ５にて、上記制御部１２ｃは、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒから聴取位置までの距離に対応して、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒに出力される再生信号の時間軸調整を行なう。これにより、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからの再生音が、聴取位置に同時に同じ位相で到達するようになる。
さらに、上記制御部１２ｃは、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒから聴取位置までの距離と上記テスト音の音圧差に基づいて、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒに出力される再生信号の音量調整を行なう。これにより、各スピーカ２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒからの再生音が、聴取位置にて同じ音量になる。
以上で、本聴取位置自動調整装置による聴取位置の設定が完了する。
【００２５】
このようにして聴取位置設定されたオーディオ装置１０は、再生部１１からの各再生信号が、聴取位置自動調整装置１２のプリアンプ１２ａによって音響調整された後、パワーアンプ１３によって増幅されて、各スピーカ２１Ｌ乃至２２Ｒに入力されることにより、各スピーカ２１Ｌ乃至２２Ｒから再生音が発生することにより、再生が行なわれ、聴取位置においては、各スピーカ２１Ｌ乃至２２Ｒからの再生音が、同じ位相で且つ同じ音量で聞こえることになる。
【００２６】
したがって、上述の実施形態によれば、各スピーカからの再生音は、上記聴取位置に同時に達するようになると共に、この聴取位置における各スピーカからの再生音の音量が等しくなるので、使用者は、各スピーカの中間位置に居ると同様の再生音を聴取することになり、臨場感のある再生音を鑑賞することが可能となる。
【００２７】
そして、上記超音波スピーカが、水平方向に関して無指向性である場合には、測定部からの超音波信号に対する電気信号に関して、水平方向の指向性を考慮して、距離の算出を行なう必要がないので、容易に距離が算出されることになる。
【００２８】
また、上記測定部及び送信部が、オーディオ装置及び／または測定部の各種操作を行なうためのリモコン装置に組み込まれている場合には、使用者は、オーディオ装置の使用の際に、通常は手元に置いてあるリモコン装置に、上記測定部及び送信部が組み込まれることにより、聴取位置のすぐ傍に配設されることになると共に、リモコン装置と別体の測定部及び送信部を用意する必要がなく、取扱いが容易になる。
【００２９】
上記送信部が、リモコン装置の送信部、例えば赤外線式の送信部を利用したものである場合には、リモコン装置の送信部を共用することにより、本聴取位置自動設定装置の送信部が省略されることになり、構成が簡略化され、コストが低減されることになる。
【００３０】
上述した実施形態においては、スピーカシステム２０は、４個のスピーカ２１Ｌ乃至２２Ｒを有するように構成されているが、これに限らず、左右対称に配設された複数個のスピーカを有する場合であっても、また特に低音用スピーカに関しては左右対称位置でなくても、本発明を適用することが可能である。
【００３１】
また、上述した実施形態においては、リモコン装置１４からプロセッシングユニット１２の受信部１２ｂへの送信は、赤外線信号を介して行なわれるようになっているが、これに限らず、電波等の他の形式の送信であってもよいことは明らかである。
【００３２】
さらに、上述した実施形態においては、超音波スピーカ１５は、プロセッシングユニット１２の近くに配設されているが、これに限らず、例えば超音波スピーカ１５は、プロセッシングユニット１２のフロントパネルに組み込まれていてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、自動的に各スピーカに関する時間軸調整及び音量調整が正確且つ迅速に行われるようにした、オーディオ装置の聴取位置自動設定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による聴取位置自動設定装置の一実施形態を組み込んだオーディオ装置の全体の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の聴取位置自動設定装置におけるプロセッシングユニットの構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】図１の聴取位置自動設定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の聴取位置自動設定装置における距離算出の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１０・・・オーディオ装置、１１・・・再生部、１２・・・プロセッシングユニット（調整部）、１２ａ・・・プリアンプ、１２ｂ・・・受信部、１２ｃ・・・制御部、１２ｄ・・・調整回路、１３・・・パワーアンプ、１４・・・リモコン装置、１５・・・超音波スピーカ、２０・・・スピーカシステム、２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ・・・スピーカ。

Claims (5)

1. 複数個のスピーカが接続されるオーディオ装置に組み込まれて、各スピーカに対する音声信号の時間軸調整及び音量調整を行なうと共に、測定用の超音波信号を発生して超音波スピーカに供給し、且つテスト音信号を発生して上記各スピーカに供給する調整部と、
   聴取位置付近に配設され、上記各スピーカから順次に発せられるテスト音及び上記超音波スピーカからの超音波を受けてそれぞれ電気信号に変換する測定部と、
   上記測定部からの電気信号を上記調整部に対して送信する送信部とを含んでおり、
   上記調整部が、上記送信部から送信された電気信号に基づいて、上記超音波スピーカへの駆動信号と上記測定部の受信信号との位相差より上記超音波スピーカから上記測定部（聴取位置）までの距離を算出すると共に上記各スピーカのテスト音に関する相互の音圧差を得ることで、上記各スピーカから上記測定部までの距離比を算出して、聴取位置を求め、この聴取位置に対応してオーディオ装置を制御するようにしたことを特徴とするオーディオ装置の聴取位置自動設定装置。
2. 上記超音波スピーカが、水平方向に関して無指向性であることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置の聴取位置自動設定装置。
3. 上記測定部及び送信部が、オーディオ装置及び／または測定部の各種操作を行なうためのリモコン装置に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置の聴取位置自動設定装置。
4. 上記送信部が、リモコン装置の送信部を利用したものであることを特徴とする請求項３に記載のオーディオ装置の聴取位置自動設定装置。
5. 上記送信部が赤外線信号を送信する赤外線式送信部であることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置の聴取位置自動設定装置。

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