JP2001028524A - 音量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者に違和感を与えることがなく、操作性
の良好な音量制御装置を提供する。 【解決手段】 制御信号に応じて音響信号の信号レベル
を可変させることにより音量レベルを可変させる電子ボ
リューム４と、使用者が音量を調整するための回転つま
み８と、使用者による回転つまみ８の操作速度を検出す
るロータリーエンコーダ６およびＣＰＵ１２と、ロータ
リーエンコーダ６およびＣＰＵ１２により検出された操
作速度と反比例した時間間隔毎に、操作速度とほぼ比例
して増減するように音量レベルの変化量を決定し、その
変化量だけ音量レベルを変化させるべく制御信号を電子
ボリューム４に供給するＣＰＵ１２とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばステレオ
装置やテレビジョン受像機などの各種ＡＶ機器、あるい
は電子楽器やパーソナルコンピュータなど、音響を発生
する各種の装置に備えられて、使用者の操作に応じて音
響出力の音量レベルを調整する音量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばステレオ装置などにおいては、
近年、ロータリーエンコーダを用いた音量制御装置が多
用されている。

【０００３】この音量制御装置は、音量調整用の回転つ
まみとともに回転するロータリーエンコーダを設け、ロ
ータリーエンコーダが所定角度回転する毎にパルスが出
力されるように構成して、このパルスが出力される毎
に、音量レベルをたとえば２ｄＢなどの所定量変化させ
ていた。なお、音量レベルを増加させるか減少させるか
は、ロータリーエンコーダから出力される互いに位相の
異なる２種類のパルス列を比較することによって判断す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
音量制御装置では、使用者により操作される音量調整用
の回転つまみの回転角度と音量レベルの変化量とが正比
例するので、音量レベルを容易に微調整できるようにす
ると、音量レベルを大きく変化させるための操作が面倒
になり、逆に、音量レベルを容易に大きく変化させるこ
とができるようにすると、音量レベルの微調整が困難に
なって、使い勝手が悪いという課題があった。すなわ
ち、音量レベルを容易に微調整するためには、ロータリ
ーエンコーダの１回転当たりに発生するパルスの数を少
なくするか、あるいはパルス１個当たりの音量レベルの
変化を小さくする必要があるが、このように構成する
と、音量レベルを大きく変化させたいときに、回転つま
みを非常に大きい角度回転させる必要があり、使い勝手
が悪くなる。逆に、音量レベルを容易に大きく変化させ
るためには、ロータリーエンコーダの１回転当たりに発
生するパルスの数を多くするか、あるいはパルス１個当
たりの音量レベルの変化を大きくする必要があるが、こ
のように構成すると、音量レベルを細かく変化させたい
ときに、回転つまみを非常に小さい角度回転させる必要
があり、使い勝手が悪くなる。

【０００５】このような課題を解決するために、従来、
ロータリーエンコーダから出力されるパルスの周期が所
定の基準値よりも短いときには、音量レベルの変化量を
大きくし、逆に、パルスの周期が所定の基準値よりも長
いときには、音量レベルの変化量を小さくする音量制御
装置が提案されている（実公平７−１８６０号公報参
照）。

【０００６】このような音量制御装置では、使用者が音
量調整用の回転つまみを速く回せば、回転つまみの回転
角度に対する音量レベルの変化の割合が大きくなり、逆
に、使用者が音量調整用の回転つまみをゆっくりと回せ
ば、回転つまみの回転角度に対する音量レベルの変化の
割合が小さくなるので、音量レベルを容易に大きく変化
させたいという要求と、音量レベルを容易に微調整した
いという要求との両者を、ある程度満足させることが可
能になる。しかし、このような音量制御装置では、回転
つまみの回転角速度が所定の閾値を越えたときあるいは
下回ったときに、回転つまみの回転角度に対する音量レ
ベルの変化の割合が急に変化してしまうので、使用者に
違和感を与え、操作の円滑性を損なうという課題があっ
た。

【０００７】本発明は、このような事情のもとで考え出
されたものであって、使用者に違和感を与えることがな
く、操作性の良好な音量制御装置を提供することをその
課題としている。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００９】本発明の第１の側面によれば、制御信号に
応じて音響信号の信号レベルを可変させることにより音
量レベルを可変させる音量レベル可変手段と、使用者が
音量を調整するための音量調整操作部と、使用者による
音量調整操作部の操作速度を検出する操作速度検出手段
と、操作速度検出手段により検出された操作速度と反比
例した時間間隔毎に、操作速度とほぼ比例して増減する
ように音量レベルの変化量を決定し、その変化量だけ音
量レベルを変化させるべく制御信号を音量レベル可変手
段に供給する音量レベル制御手段とを備えたことを特徴
とする、音量制御装置が提供される。

【００１０】好ましい実施の形態によれば、音量レベル
可変手段は、制御信号として所定ビット数のディジタル
データからなる音量レベル設定データが入力されること
により、それに応じてアナログの音響信号の信号レベル
を可変させる電子ボリュームであり、音量調整操作部
は、使用者によって正逆自在に回転される回転つまみで
あり、操作速度検出手段は、回転つまみとともに回転し
て、回転角速度に比例した周波数で、かつ互いに位相の
異なる２種類のパルス列を出力するロータリーエンコー
ダを含み、音量レベル制御手段は、ロータリーエンコー
ダからの２種類のパルス列を比較することにより音量レ
ベルを増加させるか減少させるかを判断し、かつ、ロー
タリーエンコーダからの２種類のパルス列のうちのいず
れか一方のパルス列の１周期毎に、音量レベル設定デー
タを音量レベル可変手段に供給する。

【００１１】他の好ましい実施の形態によれば、音量レ
ベル制御手段は、音量レベルの変化量の絶対値をＰ、ロ
ータリーエンコーダからのパルス列の周期をＴとし、
ａ，ｂ，ｃを０よりも大きい定数としたときに、上記数
式１により音量レベルの変化量の絶対値Ｐを演算し、そ
れに基づいて音量レベル設定データを生成する。

【００１２】本発明によれば、音量レベル制御手段が、
操作速度検出手段により検出された操作速度と反比例し
た時間間隔毎に、操作速度とほぼ比例して増減するよう
に音量レベルの変化量を決定し、その変化量だけ音量レ
ベルを変化させるべく制御信号を音量レベル可変手段に
供給するので、使用者に違和感を与えることがなく、感
覚的な操作性を向上させることができる。

【００１３】すなわち、使用者による音量調整操作部の
操作速度の増減に応じて、音量レベルを変化させる時間
間隔と、各回の音量レベルの変化量との双方が同時にほ
ぼアナログ的に変化するので、音量調整操作部を充分に
ゆっくりと操作することにより、音量レベルの微調整を
正確に行なうことが可能になり、また音量調整操作部を
充分に速く操作することにより、音量レベルを容易に大
きく変化させることが可能になって、使い勝手が格段に
向上する。しかも、音量調整操作部の操作速度に対する
音量レベルの変化の割合が、ある閾値を境に急に変化す
るということがないので、使用者に違和感を与えること
がなく、感覚的な操作性を向上させることができる。

【００１４】本発明のその他の特徴および利点は、添付
図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明
らかとなろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る音量制御装置を採用
したステレオ装置の要部の構成図であって、このステレ
オ装置は、マイクロコンピュータ２、電子ボリューム
４、ロータリーエンコーダ６、および回転つまみ８を備
えている。マイクロコンピュータ２は、ＣＰＵ１２、Ｒ
ＯＭ１４、ＲＡＭ１６、およびインターフェイス回路１
８を備えている。ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１
６、およびインターフェイス回路１８は、バス線２０に
より相互に接続されている。

【００１７】マイクロコンピュータ２は、ワンチップの
半導体ディバイスによって構成されており、音量制御装
置だけではなく、ステレオ装置の全体を制御する。

【００１８】電子ボリューム４は、ワンチップの半導体
ディバイスによって構成されており、マイクロコンピュ
ータ２からシリアルに供給されるたとえば８ビットのデ
ィジタルデータからなる音量レベル設定データに応じ
て、アナログの音響信号の減衰率を可変させる。本実施
形態においては、音量レベルの変化範囲は０〜８０ｄＢ
である。

【００１９】ロータリーエンコーダ６は、回転つまみ８
の回転とともに回転し、回転角速度に応じた周波数の２
種類のパルス列を出力する。これら２種類のパルス列
は、たとえば図２に示すように、相互に位相が異なって
いる。ＣＰＵ１２は、これら２種類のパルス列を比較す
ることによって、回転つまみ８が右まわりに回転させら
れているか左回りに回転させられているかを判断し、音
量レベルを増加させるか減少させるかを決定する。本実
施形態においては、ロータリーエンコーダ６の１回転に
対して、各パルス列のパルス数は各々２０個である。

【００２０】回転つまみ８は、音量調整用であって、使
用者により正逆回転させられる。

【００２１】ＣＰＵ（central processing unit ）１２
は、ロータリーエンコーダ６からの２種類のパルス列に
基づいて、音量レベルを増加させるべきか減少させるべ
きかを判断する。さらにＣＰＵ１２は、ロータリーエン
コーダ６からのパルス列の周期に基づいて、音量レベル
の変化量を演算し、その変化量だけ音量レベルが変化す
るように音量レベル設定データを演算して、それを制御
信号として電子ボリューム４に供給する。

【００２２】ＲＯＭ（read only memory）１４は、たと
えば１度だけ電気的に書込ができるタイプのＲＯＭであ
って、ＣＰＵ１２を動作させるためのプログラムやデー
タが格納されている。

【００２３】ＲＡＭ（random access memory）１６は、
ＣＰＵ１２にワークエリアを提供し、各種のデータを記
憶する。

【００２４】インターフェイス回路１８は、ＣＰＵ１２
と電子ボリューム４およびロータリーエンコーダ６との
間のデータの授受を制御する。

【００２５】図３は、ＣＰＵ１２による音量レベル制御
処理の手順を説明するフローチャートであって、このフ
ローチャートを参照しながら上記音量制御装置の動作を
説明する。なお、この音量レベル制御処理はメインルー
チンに属しており、ロータリーエンコーダ６からのパル
ス列の周期よりも充分に短い時間間隔で実行される。ま
た、電源投入時の初期設定により、音量レベル設定デー
タは予め決められた初期値に設定され、ＲＡＭ１６に記
憶されているものとする。また、回転つまみ８の回転方
向の判断手法は、周知であるので、説明を判り易くする
ために、ここでは省略する。

【００２６】先ず、ロータリーエンコーダ６からのパル
スの立上がりを検出したか否かを判断する（Ｓ２）。具
体的には、ＣＰＵ１２が、ロータリーエンコーダ６から
出力され、インターフェイス回路１８を介して入力され
る２種類のパルス列のうち、予め決められた一方のパル
ス列が、ハイレベルであるかローレベルであるかを調
べ、ＲＡＭ１６に記憶されている前回調べた状態と比較
して、ローレベルからハイレベルに変化していれば、パ
ルスが立上がったと判断する。そして、ＲＡＭ１６に記
憶されている前回のハイレベルあるいはローレベルの状
態を、次回の判断のために、今回の状態に書き換える。

【００２７】ロータリーエンコーダ６からのパルス列が
立上がっていれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、タイマ計測値が０
であるか否かを判断する（Ｓ４）。具体的には、ＣＰＵ
１２が、タイマを構成するカウンタのカウント値を読み
込み、それが０であるかどうかを調べる。このタイマ
は、ロータリーエンコーダ６からのパルス列の周期を測
定するものであって、所定周波数のクロックパルスのパ
ルス数をカウントするカウンタにより構成されている。

【００２８】タイマ計測値が０でなければ（Ｓ４：Ｎ
Ｏ）、タイマ計測値をＲＡＭ１６に記憶させる（Ｓ
６）。具体的には、ＣＰＵ１２が、タイマを構成するカ
ウンタのカウント値をＲＡＭ１６の所定番地に上書きす
る。このカウント値は、ロータリーエンコーダ６からの
パルス列の前回の立上がりから今回の立上がりまでの値
であるので、パルス列の周期に相当する。

【００２９】すなわち、使用者が回転つまみ８を一定速
度で回転させた場合、図２に示すように、ロータリーエ
ンコーダ６からは周期Ｔのパルス列が出力される。もち
ろん、使用者が回転つまみ８を不定速度で回転させた場
合、周期Ｔは各パルス毎に異なることになる。この周期
Ｔは、パルス列の前回の立上がり時点から今回の立上が
り時点までの時間であるので、その時間をタイマで計時
することにより、パルス列の周期Ｔを知ることができ
る。

【００３０】そしてＣＰＵ１２が、タイマをリセットす
る（Ｓ８）。

【００３１】そしてＣＰＵ１２が、タイマをスタートさ
せる（Ｓ１０）。すなわち、ロータリーエンコーダ６か
らのパルス列の次回の立上がりまでの時間の計測を開始
するのである。

【００３２】そして、音量レベルの変化量を演算する
（Ｓ１２）。具体的には、ＣＰＵ１２が、ロータリーエ
ンコーダ６からのパルス列の周期をＲＡＭ１６から読み
出して、下記数式２により、音量レベルを変化させるべ
き量を演算する。このとき、演算結果の小数点以下は、
四捨五入などの方法により丸める。数式２において、Ｐ
は音量レベルの変化量の絶対値、Ｔはロータリーエンコ
ーダ６からのパルス列の周期である。下記数式２は、上
記数式１における定数ａを３２、定数ｂを６、定数ｃを
１に設定したものである。ただし、音量レベルの変化量
の絶対値Ｐの単位はｄＢ、ロータリーエンコーダ６から
のパルス列の周期Ｔの単位はｍｓｅｃである。これら定
数ａ，ｂ，ｃの値は、ロータリーエンコーダ６の１回転
に対するパルス列のパルス数や、電子ボリューム４によ
る音量レベルの分解能などに応じて適宜決定すればよ
い。下記数式２を用いた場合、ロータリーエンコーダ６
からの１個のパルス毎に、音量レベルを最大６ｄＢ変化
させることができる。なお、定数ｃを１としたのは、使
用者が回転つまみ８をいくらゆっくりと回転させても、
１個のパルス毎に音量レベルを１ｄＢ変化させるためで
ある。このようにすれば、使用者の操作による回転つま
み８の回転角速度が遅過ぎるため、いつまでたっても音
量が変化しないという事態を回避できる。

【００３３】

【数２】

【００３４】そして、音量レベル設定データを生成し、
それを現在の音量レベルとしてＲＡＭ１６に記憶させる
とともに、インターフェイス回路１８を介して電子ボリ
ューム４に供給して（Ｓ１４）、このルーチンを終了す
る。具体的には、ＣＰＵ１２が、ＲＡＭ１６に記憶され
ている現在の音量レベルと、ステップＳ１２で演算した
音量レベルの変化量の絶対値Ｐと、既に判断している回
転つまみ８の回転方向すなわち音量レベルを増加させる
べきか減少させるべきかの判断結果とから、新たな音量
レベルを演算し、それに応じた音量レベル設定データを
生成して、その音量レベル設定データを、電子ボリュー
ム４に供給するとともに、現在の音量レベルとしてＲＡ
Ｍ１６に上書きする。

【００３５】これにより、電子ボリューム４は、ＣＰＵ
１２からインターフェイス回路１８を介して供給された
音量レベル設定データに応じた減衰率で、入力端に入力
されるアナログの音響信号を減衰させ、出力端から出力
させる。すなわち、電子ボリューム４から出力される音
響信号の信号レベルが、音量レベル設定データに応じた
レベルに制御されたことになる。したがって、電子ボリ
ューム４から出力されて増幅などの処理が施された音響
信号によって駆動されるスピーカなどの音響出力は、音
量レベル設定データに応じた音量レベルになる。

【００３６】ステップＳ４において、タイマ計測値が０
であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、使用者による回転つまみ８
の操作開始後初めてのパルス列の立上がりであるという
ことなので、パルスの周期を計測できないことから、次
回の立上がりまでの時間を計時すべく、タイマをスター
トさせて（Ｓ１６）、このルーチンを終了する。

【００３７】ステップＳ２において、ロータリーエンコ
ーダ６からのパルス列が立上がっていなければ（Ｓ２：
ＮＯ）、タイマによる計測値が所定値以上であるか否か
を判断する（Ｓ１８）。具体的には、ＣＰＵ１２が、タ
イマを構成するカウンタのカウント値を読み取り、その
値が予め決められた所定値以上であるかどうかを調べ
る。

【００３８】タイマによる計測値が所定値以上であれば
（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２が、タイマをリセット
し（Ｓ２０）、このルーチンを終了する。すなわち、使
用者が回転つまみ８の操作を中断あるいは終了した場
合、ロータリーエンコーダ６からのパルス列は立上がら
ないので、カウンタのカウント値が増加を続けることに
なる。このため、予め決められた所定時間が経過しても
次のパルスが立ち上がらなければ、使用者が回転つまみ
８の操作を中断あるいは終了したものとして、カウンタ
すなわちタイマをリセットし、パルス列の周期の計測を
終了するのである。

【００３９】ステップＳ１８において、タイマによる計
測値が所定値以上でなければ（Ｓ１８：ＮＯ）、使用者
が回転つまみ８の操作を継続しているものと判断して、
タイマをリセットすることなく、このルーチンを終了す
る。

【００４０】かくして、ロータリーエンコーダ６からの
パルス列の立上がり毎に、音量レベルの変化量が演算さ
れ、音量レベルが増減される。

【００４１】このように、上記数式２により音量レベル
の変化量を決定するので、ロータリーエンコーダ６から
のパルス列の周期Ｔ、すなわち使用者が回転つまみ８を
回転させる回転角速度に応じて、各回毎の音量レベルの
変化量が変化する。しかも、ロータリーエンコーダ６か
らのパルス列の周期Ｔ、すなわち使用者が回転つまみ８
を回転させる回転角速度に応じて、音量レベルを変化さ
せる時間間隔が変化する。したがって、回転つまみ８を
充分にゆっくりと回転させることにより、１回の音量レ
ベルの変化量が非常に小さくなり、しかも音量レベルを
変化させる時間間隔が長くなることから、音量レベルの
微調整を容易かつ正確に行なうことができる。また、回
転つまみ８を充分に速く回転させることにより、１回の
音量レベルの変化量が非常に大きくなり、しかも音量レ
ベルを変化させる時間間隔が短くなることから、音量レ
ベルを容易に大きく変化させることができる。したがっ
て、使い勝手が格段に向上する。また、回転つまみ８の
回転角速度に対する音量レベルの変化の割合が、ある閾
値を境に急に変化するということがないので、使用者に
違和感を与えることがなく、感覚的な操作性を向上させ
ることができる。

【００４２】なお、上記実施形態においては、上記数式
２を用いて音量レベルの変化量を演算したが、他の数式
を用いて音量レベルの変化量を決定してもよい。すなわ
ち、数式１の定数ａ，ｂ，ｃは数式２のように限定され
るものではなく、さらには、数式１で一般化された以外
の数式を用いてもよい。

【００４３】また、上記実施形態においては、音量レベ
ル可変手段として電子ボリューム４を用いたが、電子ボ
リューム４の代わりにたとえばＤ／Ａ変換器と増幅器と
を用い、ＣＰＵ１２からの音量レベル設定データをＤ／
Ａ変換器によりアナログ信号に変換し、そのアナログ信
号により、音響信号を増幅する増幅器の増幅度を可変さ
せるように構成してもよい。

【００４４】また、上記実施形態においては、音量調整
操作部として回転つまみ８を用いたが、回転つまみ８の
代わりにたとえばスライド式の操作レバーを用いてもよ
い。

【００４５】また、上記実施形態においては、操作速度
検出手段の一部として、ロータリーエンコーダ６を用い
たが、ロータリーエンコーダ６の代わりにたとえばスラ
イド式のエンコーダを用いてもよい。音量調整操作部と
してスライド式の操作レバーを用いた場合、操作速度検
出手段の一部としてスライド式のエンコーダを用いるの
が便利である。

【００４６】また、上記実施形態においては、現在の音
量レベルをＲＡＭ１６に記憶させ、電源投入時に現在の
音量レベルを初期設定するように構成したが、ＲＡＭ１
６の代わりにたとえばＥＥＰＲＯＭ（electrically era
sable and programmable read only memory ）あるいは
フラッシュメモリに現在の音量レベルを記憶させるよう
に構成してもよい。このように、現在の音量レベルを記
憶する記憶手段として不揮発性メモリを用いるか、ある
いはＲＡＭ１６に充電電池などの電池で電源バックアッ
プを施すように構成すれば、電源断時における音量レベ
ルの記憶が保持されるので、電源投入時に現在の音量レ
ベルを初期設定する必要がなくなる。

【００４７】また、上記実施形態においては、ロータリ
ーエンコーダ６からの２種類のパルス列のうち、予め決
められた一方のパルス列の周期を計測するように構成し
たが、ロータリーエンコーダ６からの２種類のパルス列
のうち、使用者による回転つまみ８の操作開始の後、最
初に立上がったパルス列の周期を計測するように構成し
てもよい。

【００４８】また、上記実施形態においては、ロータリ
ーエンコーダ６からのパルス列の立上がりを基準に周期
の計測などを行ったが、立上がりの代わりに立下がりを
用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る音量制御装置を採用したステレオ
装置の要部の構成図である。

【図２】図１に示すステレオ装置に備えられたロータリ
ーエンコーダから出力される２種類のパルス列の波形図
である。

【図３】図１に示すステレオ装置に備えられたＣＰＵに
よる音量レベル制御処理の手順を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

２ マイクロコンピュータ ４ 電子ボリューム ６ ロータリーエンコーダ ８ 回転つまみ １２ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ １６ ＲＡＭ １８ インターフェイス回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御信号に応じて音響信号の信号レベル
   を可変させることにより音量レベルを可変させる音量レ
   ベル可変手段と、 使用者が音量を調整するための音量調整操作部と、 使用者による前記音量調整操作部の操作速度を検出する
   操作速度検出手段と、 前記操作速度検出手段により検出された操作速度と反比
   例した時間間隔毎に、前記操作速度とほぼ比例して増減
   するように音量レベルの変化量を決定し、その変化量だ
   け音量レベルを変化させるべく制御信号を前記音量レベ
   ル可変手段に供給する音量レベル制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする、音量制御装置。
2. 【請求項２】 前記音量レベル可変手段は、制御信号と
   して所定ビット数のディジタルデータからなる音量レベ
   ル設定データが入力されることにより、それに応じてア
   ナログの音響信号の信号レベルを可変させる電子ボリュ
   ームであり、 前記音量調整操作部は、使用者によって正逆自在に回転
   される回転つまみであり、 前記操作速度検出手段は、前記回転つまみとともに回転
   して、回転角速度に比例した周波数で、かつ互いに位相
   の異なる２種類のパルス列を出力するロータリーエンコ
   ーダを含み、 前記音量レベル制御手段は、前記ロータリーエンコーダ
   からの２種類のパルス列を比較することにより音量レベ
   ルを増加させるか減少させるかを判断し、かつ、前記ロ
   ータリーエンコーダからの２種類のパルス列のうちのい
   ずれか一方のパルス列の１周期毎に、音量レベル設定デ
   ータを前記音量レベル可変手段に供給する、請求項１に
   記載の音量制御装置。
3. 【請求項３】 前記音量レベル制御手段は、音量レベル
   の変化量の絶対値をＰ、前記ロータリーエンコーダから
   のパルス列の周期をＴとし、ａ，ｂ，ｃを０よりも大き
   い定数としたときに、下記数式１により音量レベルの変
   化量の絶対値Ｐを演算し、それに基づいて音量レベル設
   定データを生成する、請求項２に記載の音量制御装置。 【数１】