JPWO2013179332A1 - オーディオ装置 - Google Patents

Abstract

スピーカの配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶する記憶装置１１と、出力端子１７に接続されたスピーカを検知する電流検知回路１６と、設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してパワーアンプ１５に出力するＤＳＰ１３と、電流検知回路１６による検知結果に基づいてスピーカの配置を判別し、判別した配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定するとともに、この配置に応じてパワーアンプ１５を制御するＣＰＵ１０とを備える。

Description

この発明は、スピーカの配置に応じた出力音の周波数および位相特性を自動で設定するオーディオ装置に関する。

特許文献１に記載される音場補正装置は、車両のメーカー、車種、グレードを示す属性情報ごとのスピーカ位置および聴取位置に応じた音場調整用データをあらかじめ記憶しておき、ユーザが設定画面に基づいて属性情報が設定された場合、この属性情報に対応する音場調整用データを読み出し、この音場調整用データを用いて個々のスピーカの音出力を補正する。

特開２００３−１５３４００号公報

特許文献１に代表される従来の技術は、スピーカの配置が変更するたびにその都度ユーザが属性情報を設定する必要があるという課題があった。この場合、ユーザが現在の車両に対応した属性情報を認識していないと、誤設定によって不適切な音響特性で聴取を続けてしまう可能性がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ユーザが特定の操作を実施することなく、スピーカの配置に応じた出力音の周波数特性および位相特性を設定することができるオーディオ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るオーディオ装置は、アンプに増幅されたオーディオ信号を出力する、所定の位置に配置したスピーカに接続される出力端子を備えるオーディオ装置において、スピーカの配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶する記憶部と、出力端子に接続されたスピーカを検知する検知部と、設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してアンプに出力する信号処理部と、検知部による検知結果に基づいてスピーカの配置を判別し、判別した配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶部から読み出して信号処理部に設定するとともに、この配置に応じてアンプを制御する制御部とを備える。

この発明によれば、ユーザが特定の操作を実施することなく、スピーカの配置に応じた出力音の周波数特性および位相特性を設定することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るオーディオ装置による動作を示すフローチャートである。 スピーカの配置例を示す図である。 ４チャンネルのスピーカ配置における各チャンネルのスピーカの出力音の周波数特性を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るオーディオ装置による動作を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すオーディオ装置１は、移動体（例えば、車両）に搭載されるオーディオ装置であり、ＣＰＵ１０、記憶装置１１、音声再生装置１２、ＤＳＰ１３、オシレータ１４、パワーアンプ１５、電流検知回路１６、出力端子１７、ユーザインタフェース部１８、表示部１９および操作部２０を備えて構成される。

ＣＰＵ１０は、オーディオ装置１内の各構成部の動作を制御する制御部である。また、ＣＰＵ１０は、電流検知回路１６の検知結果に基づき判別したスピーカの配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定するとともに、当該配置構成に応じてパワーアンプ１５を制御する。

記憶装置１１は、スピーカの配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性、および、外部アンプを介して出力されるオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶する記憶部である。
音声再生装置１２は、ＣＤ、ＤＶＤなどの音源から入力した信号からオーディオ信号を再生する装置である。

ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１３は、音声再生装置１２から入力したオーディオ信号を、ＣＰＵ１０から設定された周波数特性および位相特性になるように信号処理してパワーアンプ１５に出力する。
オシレータ１４は、ＤＳＰ１３に設けられたテストトーン信号を発生するオシレータであり、パワーアンプ１５を介してテストトーン信号を出力端子１７に出力する。

パワーアンプ１５は、各チャンネルに対応する出力端子に出力されるオーディオ信号を増幅するアンプである。
電流検知回路１６は、テストトーン信号が出力された出力端子１７における電流を検知する電流検知部である。
出力端子１７は、車両等の移動体内の所定の位置に配置したスピーカに接続される出力端子である。パワーアンプ１５に増幅されたオーディオ信号は、出力端子１７を介して、スピーカから出力される。

ユーザインタフェース部１８は、オーディオ装置１の各種の処理結果を表示する表示部１９と、オーディオ装置１に対して各種の操作入力を行うための操作部２０を備える。
表示部１９は、液晶ディスプレイなどで実現され、操作部２０に相当するタッチパネルを備えていてもよい。また、操作部２０には、ハードウェアキー等の備え付けの操作入力手段の他に、タッチパネルで操作可能なソフトウェアキー等も含まれる。

次に動作について説明する。
図２は、実施の形態１に係るオーディオ装置による動作を示すフローチャートであり、スピーカの配置に応じたオーディオ信号の周波数および位相特性の自動設定処理の詳細を示している。なお、以降では、図３に示すように、オーディオ装置１が車両に搭載されており、図３（ａ）に示すフロント座席側の２チャンネルのスピーカ配置、図３（ｂ）に示すフロント座席側とリア座席側の４チャンネルのスピーカ配置、および、出力端子１７に外部アンプが接続された場合を例に挙げて説明する。

まず、オーディオ装置１の電源を起動すると、ＣＰＵ１０が、オシレータ１４に対してテストトーン信号を出力するよう指令を送信する。
オシレータ１４は、ＣＰＵ１０から受信した上記指令に従い、パワーアンプ１５および電流検知回路１６を介して出力端子１７にテストトーン信号を出力する（ステップＳＴ１）。

電流検知回路１６は、テストトーン信号を出力した出力端子１７を含むスピーカラインに流れる電流を検知する。電流検知回路１６による検知結果はＣＰＵ１０に出力される。
テストトーン信号が出力された出力端子１７にスピーカが接続されている場合（所定の負荷が接続されている場合に相当する）、出力端子１７を含むスピーカラインには、所定値の電流が流れている。
ＣＰＵ１０は、電流検知回路１６により上記テストトーン信号に対応した電流値が検知されたか否かに基づいて出力端子１７におけるスピーカの接続の有無を判定し、この判定結果のスピーカ数から、オーディオ装置１に接続するスピーカの配置を判別する（ステップＳＴ２）。ここでは、スピーカの配置が、図３（ａ）に示すフロント座席側の左右ＦＬ／ＦＲの２チャンネルのスピーカ配置、図３（ｂ）に示すフロント座席側の左右ＦＬ／ＦＲとリア座席側の左右ＲＬ／ＲＲの４チャンネルのスピーカ配置、および、外部アンプが接続された場合のいずれかである。
そこで、ＣＰＵ１０は、電流検知回路１６による検知結果に基づいて、出力端子１７に接続するスピーカ数が２つであると判定した場合、フロント座席側の左右２チャンネルのスピーカ配置であると判別し、出力端子１７に接続するスピーカ数が４つであると判定した場合は、フロント座席側の左右およびリア座席側の左右の４チャンネルのスピーカ配置であると判別する。
また、全ての出力端子１７にスピーカが接続されていない（全ｃｈオープン）と判定された場合は、出力端子１７に外部アンプが接続されていると判別する。

フロント座席側の左右２チャンネルのスピーカ配置であると判別された場合（ステップＳＴ２；２ｃｈ）、ＣＰＵ１０は、フロント座席側の左右２チャンネルのスピーカ配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出して、ＤＳＰ１３に設定する。ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０により設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してパワーアンプ１５に出力する。
このとき、ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０からの設定に従って、フロント座席側の両チャンネルのオーディオ信号の周波数がフラットな特性になるように信号処理を行う。
さらに、ＣＰＵ１０は、フロント座席側の左右２チャンネルのスピーカ配置に応じて、パワーアンプ１５におけるスピーカが接続されていないリア座席側のチャンネルのアンプをオフする制御を行う。ここまでの処理がステップＳＴ３−１に相当する。

フロント座席側の左右およびリア座席側の左右の４チャンネルのスピーカ配置であると判別された場合（ステップＳＴ２；４ｃｈ）、ＣＰＵ１０は、フロント座席側の左右およびリア座席側の左右の４チャンネルのスピーカ配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定する。ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０により設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してパワーアンプ１５に出力する。
このとき、ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０からの設定に従って、図４に示すように、フロント座席側のスピーカから出力するオーディオ信号にはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）により低周波成分をカットした周波数特性および位相特性になるように信号処理を行い、リア座席側のスピーカから出力するオーディオ信号についてはロウパスフィルタ（ＬＰＦ）により高周波成分をカットした周波数特性および位相特性になるように信号処理を行う。
なお、ＣＰＵ１０は、４チャンネルのスピーカ配置に応じてパワーアンプ１５におけるスピーカが接続されたチャンネルのアンプのゲインを維持する制御を行う。ここまでの処理がステップＳＴ３−２に相当する。

外部アンプが接続されていると判別された場合（ステップＳＴ２；全ｃｈオープン）、ＣＰＵ１０は、外部アンプを介して出力されるオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定する。
ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０によって設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してパワーアンプ１５に出力する。
このとき、ＤＳＰ１３は、ＣＰＵ１０からの設定に従い、全てのチャンネルのオーディオ信号の周波数がフラットな特性になるように信号処理を行う。
さらに、出力端子１７に別のアンプ（外部アンプ）の入力が接続されている状態であることから、ＣＰＵ１０は、外部アンプへの入力をクリップさせないため、パワーアンプ１５における全てのチャンネルのアンプのゲインを現在の値よりも低下させる。

上述した一連のプロセスを電源起動ごとに実施することによって、オーディオ装置１が別の車両に取り付けられ、スピーカの配置が変更された場合であっても、記憶装置１１に新たな車室内におけるスピーカの配置に対応したオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶させておくことで、自動的に当該スピーカの配置に対応したオーディオ信号の周波数特性および位相特性が設定される。

以上のように、この実施の形態１によれば、スピーカの配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶する記憶装置１１と、出力端子１７に接続されたスピーカを検知する電流検知回路１６と、設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理してパワーアンプ１５に出力するＤＳＰ１３と、電流検知回路１６による検知結果に基づいてスピーカの配置を判別し、判別した配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定するとともに、この配置に応じてパワーアンプ１５を制御するＣＰＵ１０とを備える。
特に、テストトーン信号を発生して出力端子１７に出力するオシレータ１４を備え、電流検知回路１６は、テストトーン信号を出力した出力端子１７における電流を検知し、ＣＰＵ１０は、電流検知回路１６によってテストトーン信号に対応する電流値が検知されたか否かに基づいて出力端子１７におけるスピーカの接続有無を判定し、この判定結果からスピーカの配置を判別する。
このように構成することで、ユーザが特定の操作を実施することなく、スピーカの配置に応じた出力音の周波数および位相特性を自動で設定することができる。

また、この実施の形態１によれば、記憶装置１１が、外部アンプを介して出力されるオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶しており、ＣＰＵ１０が、電流検知回路１６による検知結果に基づいて全ての出力端子１７にスピーカが接続されていないと判定すると、出力端子１７に外部アンプが接続されていると判別し、外部アンプに対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１から読み出してＤＳＰ１３に設定するとともに、外部アンプの接続に応じてパワーアンプ１５を制御する。
このようにすることで、外部アンプが接続された場合であっても、外部アンプに対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を設定することが可能である。

なお、上記実施の形態１では、フロント座席側の２チャンネルのスピーカ配置、フロント座席側とリア座席側の４チャンネルのスピーカ配置、および、出力端子１７に外部アンプが接続された場合を例に挙げたが、これら以外のスピーカ配置であっても本発明を適用することができる。
すなわち、テストトーン信号が出力された出力端子１７を含むスピーカラインには、スピーカ（負荷）の種類（抵抗値）に応じた所定値の電流が流れるので、この電流値の検知結果に基づいてスピーカの配置を的確に判別することができる。従って、様々なスピーカ配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶装置１１に記憶しておけば、判別したスピーカ配置に対応する設定を自動的に行うことができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様に、移動体（例えば、車両）に搭載されるオーディオ装置を示している。
図５に示すオーディオ装置１Ａは、ＣＰＵ１０、記憶装置１１、音声再生装置１２、ＤＳＰ１３、オシレータ１４、パワーアンプ１５Ａ、電流検知回路１６、出力端子１７、ユーザインタフェース部１８、表示部１９および操作部２０を備えて構成される。なお、図５において、図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

パワーアンプ１５Ａは、各チャンネルに対応する出力端子に出力されるオーディオ信号を増幅するアンプであり、スピーカダイアグシステム２１を備える。
スピーカダイアグシステム２１は、テストトーン信号を発生して出力端子１７に出力し、テストトーン信号を出力した出力端子１７における電流を検知する自己診断システムである。

次に動作について説明する。
図６は、実施の形態２に係るオーディオ装置による動作を示すフローチャートであり、スピーカの配置に応じたオーディオ信号の周波数および位相特性の自動設定処理の詳細を示している。なお、上記実施の形態１と同様に、オーディオ装置１Ａが車両に搭載されており、図３（ａ）に示すフロント座席側の２チャンネルのスピーカ配置、図３（ｂ）に示すフロント座席側とリア座席側の４チャンネルのスピーカ配置、および、出力端子１７に外部アンプが接続された場合を例に挙げて説明する。

まず、オーディオ装置１Ａの電源を起動すると、ＣＰＵ１０が、パワーアンプ１５Ａに対してスピーカダイアグを行うよう指令を送信する。
パワーアンプ１５Ａのスピーカダイアグシステム２１は、ＣＰＵ１０から受信した上記指令に従い、出力端子１７にテストトーン信号を出力する（ステップＳＴ１ａ）。

スピーカダイアグシステム２１は、テストトーン信号を出力した出力端子１７を含むスピーカラインに流れる電流を検知する。スピーカダイアグシステム２１による検知結果はＣＰＵ１０に出力される。
上記実施の形態１と同様に、テストトーン信号が出力された出力端子１７にスピーカが接続されている場合（所定の負荷が接続されている場合に相当する）、出力端子１７を含むスピーカラインには、所定値の電流が流れている。
ＣＰＵ１０は、スピーカダイアグシステム２１により上記テストトーン信号に対応した電流値が検知されたか否かに基づいて出力端子１７におけるスピーカの接続の有無を判定し、この判定結果から、オーディオ装置１Ａに接続するスピーカの配置を判別する（ステップＳＴ２ａ）。ここでは、スピーカの配置が、図３（ａ）に示すフロント座席側の左右ＦＬ／ＦＲの２チャンネルのスピーカ配置、図３（ｂ）に示すフロント座席側の左右ＦＬ／ＦＲとリア座席側の左右ＲＬ／ＲＲの４チャンネルのスピーカ配置、および、外部アンプが接続された場合のいずれかである。
そこで、ＣＰＵ１０は、スピーカダイアグシステム２１による検知結果に基づいて２つの出力端子１７にスピーカが接続していると判定した場合、フロント座席側の左右２チャンネルのスピーカ配置であると判別し、４つの出力端子１７にスピーカが接続していると判定した場合は、フロント座席側の左右およびリア座席側の左右の４チャンネルのスピーカ配置であると判別する。
また、スピーカ、すなわちその負荷に応じた電流が流れておらず、全ての出力端子１７にスピーカが接続されていない（全ｃｈオープン）と判定された場合は、出力端子１７に外部アンプが接続されていると判別する。

以降のステップＳＴ３ａ−１、ステップＳＴ３ａ−２およびステップＳＴ３ａ−３は、上記実施の形態１の図２に示したステップＳＴ３−１、ステップＳＴ３−２およびステップＳＴ３−３と同様の処理であるので、説明を省略する。

以上のように、この実施の形態２によれば、テストトーン信号を発生して出力端子１７に出力し、テストトーン信号を出力した出力端子１７における電流を検知する自己診断システムであるスピーカダイアグシステム２１を備え、ＣＰＵ１０が、スピーカダイアグシステム２１によってテストトーン信号に対応した電流値が検知されたか否かに基づいて、出力端子１７におけるスピーカの接続の有無を判定し、この判定結果からスピーカの配置を判別する。このように、電流検知回路１６を実装することなく、パワーアンプ１５Ａの一つの機能としてスピーカダイアグシステム２１を設ける構成であっても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態１では電流検知回路１６を備え、上記実施の形態２ではスピーカダイアグシステム２１を備えた構成を示したが、出力端子１７に接続されたスピーカを検知する検知部であれば、これらに限定されるものではない。例えば、負荷のインピーダンスを測定してスピーカ接続の有無を検知してもよい。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係るオーディオ装置は、ユーザが特定の操作を実施することなく、スピーカの配置に応じた出力音の周波数および位相特性を自動で設定することができるので、車種等に応じて様々なスピーカ配置となる車載用のオーディオ装置に好適である。

１，１Ａ オーディオ装置、１０ ＣＰＵ、１１ 記憶装置、１２ 音声再生装置、１３ ＤＳＰ、１４ オシレータ、１５，１５Ａ パワーアンプ、１６ 電流検知回路、１７ 出力端子、１８ ユーザインタフェース部、１９ 表示部、２０ 操作部、２１ スピーカダイアグシステム。

Claims (4)

1. アンプに増幅されたオーディオ信号を出力する、所定の位置に配置したスピーカに接続される出力端子を備えるオーディオ装置において、
   前記スピーカの配置に対応したオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶する記憶部と、
   前記出力端子に接続されたスピーカを検知する検知部と、
   設定された周波数特性および位相特性になるようにオーディオ信号を信号処理して前記アンプに出力する信号処理部と、
   前記検知部による検知結果に基づいて前記スピーカの配置を判別し、判別した配置に対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を前記記憶部から読み出して前記信号処理部に設定するとともに、この配置に応じて前記アンプを制御する制御部とを備えることを特徴とするオーディオ装置。
2. テストトーン信号を発生して前記出力端子に出力する信号発生部を備え、
   前記検知部は、前記テストトーン信号を出力した前記出力端子における電流を検知する電流検知部を備え、
   前記制御部は、前記電流検知部によって前記テストトーン信号に対応した電流値が検知されたか否かに基づいて前記出力端子における前記スピーカの接続の有無を判定し、この判定結果から前記スピーカの配置を判別することを特徴とする請求項１記載のオーディオ装置。
3. 前記検知部は、テストトーン信号を発生して前記出力端子に出力し、前記テストトーン信号を出力した前記出力端子における電流を検知する自己診断システムであり、
   前記制御部は、前記自己診断システムによって前記テストトーン信号に対応した電流値が検知されたか否かに基づいて、前記出力端子における前記スピーカの接続の有無を判定し、この判定結果から前記スピーカの配置を判別することを特徴とする請求項１記載のオーディオ装置。
4. 前記記憶部は、外部アンプを介して出力されるオーディオ信号の周波数特性および位相特性を記憶しており、
   前記制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて全ての出力端子に前記スピーカが接続されていないと判定すると、前記出力端子に前記外部アンプが接続されていると判別し、前記外部アンプに対応するオーディオ信号の周波数特性および位相特性を前記記憶部から読み出して前記信号処理部に設定するとともに、前記外部アンプの接続に応じて前記アンプを制御することを特徴とする請求項１記載のオーディオ装置。

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