JP2006148883A - オーディオ／ビデオシステムのスピーカモードの自動設定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーディオ／ビデオシステムのスピーカモードの自動設定方法及び装置を提供する。
【解決手段】任意の信号を発生させてその周波数変化による電流値を検出する過程、検出された電流値に基づいて周波数変化によるスピーカのインピーダンス特性を測定する過程、測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分する過程、区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定する過程を含む。
【選択図】 図８

Description

本発明は、ホームシアターシステムに係り、特に、オーディオ／ビデオシステムでスピーカの特性を自動判別してスピーカモードを自動で設定するスピーカモードの自動設定方法及び装置に関する。

通常的に、ホームシアターシステムは、５.１チャンネルのアンプとＤＶＤ再生器、チューナを内蔵させた製品であって、大画面デジタルＴＶと一セットをなす。また、ホームシアターシステムは、最先端映像技術であるプログレッシブスキャン機能を適用して高画質を具現できるだけでなく、ドルビプロロジックデコーディング技術を適用してＶＣＲ、ＴＶ放送のように２チャンネルステレオサウンドを５.１チャンネルで再生できる。

このようなホームシアターシステムは、スピーカの有無、及びスピーカ再生周波数帯域によって、ユーザが手動でスピーカモードを設定せねばならない。

図１は、従来の５.１チャンネルのスピーカシステムで、スピーカモードを設定するためのデジタル信号処理器のブロック図である。図１を参照するに、入力される５.１チャンネル、すなわち、フロント、センター、サラウンド、サラウンドバック、ＬＦＥ（低周波数効果）チャンネルのオーディオ信号は、それぞれ対応するスピーカに出力される。このとき、ユーザは、リモコンやフロントのキーを押してスピーカモードを設定する。ユーザは、スピーカの種類及び数によって“ＬＡＲＧＥ”、“ＳＭＡＬＬ”、“ＮＯＮＥ”の３つスピーカモードを直接選択する。スピーカ設定モードは、“ＬＡＲＧＥ”、“ＳＭＡＬＬ”、“ＮＯＮＥ”に区分される。“ＬＡＲＧＥ”モードは、可聴周波数帯域である２０Ｈｚ−２０ｋＨｚの全てのオーディオ信号を出力する。“ＳＭＡＬＬ”モードは、低域周波数帯域の信号を除外した中高帯域の信号を出力し、低域信号をサブウーファや他のスピーカに出力する。“ＮＯＮＥ”モードは、当該スピーカに信号を出力しない。

したがって、ユーザの選択によってスピーカモードが設定されれば、デジタル信号処理器は、各スピーカモード別に低域通過フィルタ（ＬＰＦ）及び高域通過フィルタ（ＨＰＦ）の通過如何及びマルチチャンネル信号の組合わせに設定し、サウンド再生器で出力されるサウンドを各スピーカモードに適切に処理して当該スピーカに出力する。

しかし、従来の技術は、ユーザが直接スピーカモード（ＬＡＲＧＥ、ＳＭＡＬＬ、ＮＯＮＥ）を設定せねばならないため、操作が難しく、幾つかのスピーカをそれぞれ設定せねばならない。また、従来の技術は、ユーザの推察によってスピーカモードを設定するため、スピーカが再生できる周波数帯域を正確に把握できない恐れがあるために、最適の音響効果が得難い。また、従来の技術は、実際に連結されていないスピーカを“ＬＡＲＧＥ”モードや“ＳＭＡＬＬ”モードに設定することによって、当該出力信号を聴取者が聞けない場合も発生するという問題点がある。
日本特許公開平１１−１２２７００号公報

本発明が解決しようとする技術的課題は、システムに装着されているスピーカの特性を自動判別してスピーカモードを自動で設定するスピーカモードの自動設定方法を提供することである。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、システムに装着されているスピーカの特性を自動判別してスピーカモードを自動で設定するスピーカモードの自動設定装置を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は、スピーカに出力される信号形態を決定するスピーカモードの自動設定方法において、任意の信号を入力して前記スピーカを駆動する電流を検出する過程と、前記過程で検出された電流値に基づいて、周波数変化によるスピーカのインピーダンス特性を測定する過程と、前記過程で測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分する過程と、前記過程で区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定する過程とを含むことを特徴とする。

前記他の課題を解決するために、本発明は、マルチチャンネルのスピーカシステムのスピーカモードの自動設定装置において、スピーカと、電源を供給する電源部と、信号を増幅するＡＭＰ部と、前記ＡＭＰ部からスピーカに出力される電流または前記電源部から前記ＡＭＰ部に出力される電流を検出する電流検出部と、低周波を含む光帯域信号を前記ＡＭＰ部に出力し、前記電流検出部から検出された電流に基づいてスピーカのインピーダンス特性を測定し、測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分し、その区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定するデジタル信号処理部とを備えることを特徴とする。

前記他の課題を解決するために、本発明は、マルチチャンネルのオーディオ／ビデオシステムにおいて、特定信号を発生させてその周波数変化による電流値を検出し、その電流値に基づいて、周波数変化によるスピーカのインピーダンス特性を測定し、そのインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分し、各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定するデジタル信号処理器と、前記デジタル信号処理手段から前記スピーカモード設定データを受ければ、そのスピーカモード設定データによって信号のフィルタ通過如何及びチャンネルの組合わせを制御するマイクロプロセッサとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、マルチチャンネルのスピーカシステムからスピーカに流れる電流の変化を利用してスピーカモードを自動で設定することによって、スピーカモード設定に不慣れなユーザに便宜を提供し、ユーザの失策を防止して自動で適したスピーカモードを設定して最適の音響を再生できる。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明する。

図２は、本発明によるスピーカモードの自動設定システムを示す第１実施形態である。図２のシステムは、マイクロプロセッサ２００、電源部２１０、ＡＭＰ ２２０、電流検出部２３０、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）２４０、スピーカ２５０で構成される。

図２を参照するに、マイクロプロセッサ２００は、スピーカモードの設定命令を発生させる。電源部２１０は、ＡＭＰ ２２０及び他のブロックに電源を供給する。

電流検出部２３０は、ＡＭＰ ２２０からスピーカ２５０に出力される電流の量を検出する。このとき、電流検出部２３０は、抵抗Ｒのような電流センシング部品を利用することによって、スピーカ２４０を駆動する電流をセンシングできる。

ＤＳＰ ２４０は、マイクロプロセッサ２００からスピーカモード設定命令を受ければ、低周波を含む光帯域のテスト信号をＡＭＰ ２２０に出力し、電流検出部２３０から検出された電流に基づいてスピーカのインピーダンス特性を測定し、測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプ（ダクト型スピーカまたは密閉型スピーカ）を区分し、その区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によって、当該スピーカに出力される信号形態を決定するスピーカモード（ＬＡＲＧＥ、ＳＭＡＬＬ、ＮＯＮＥ）を設定する。また、ＤＳＰ ２４０は、設定されるスピーカモードによってＬＰＦ及びＨＰＦの通過如何及びマルチチャンネル信号の組合わせを制御する。

ＡＭＰ ２２０は、ＤＳＰ ２４０で発生するテスト信号を増幅してスピーカ２５０に出力する。

他の実施形態として、マイクロプロセッサ２００は、ＤＳＰ ２４０からスピーカモード設定データを受ければ、そのスピーカモード設定データによってＬＰＦ及びＨＰＦの通過如何及びマルチチャンネル信号の組合わせを制御する。

図３は、本発明によるスピーカモードの自動設定システムを示す第２実施形態である。図３を参照するに、電流検出部２３０−１は、電源部２１０からＡＭＰ ２２０に供給される電流を検出する。電流検出部２３０−１を除外したマイクロプロセッサ２００、電源部２１０、ＡＭＰ ２２０、ＤＳＰ ２４０、スピーカ２５０の動作は、図２のシステムのブロックと同一であるので、ここでは省略する。

図４ないし図７は、ダクト型及び密閉型スピーカの周波数別インピーダンス波形図である。図４ないし図７の波形図を参照するに、ダクト型スピーカの場合、低周波帯域で二つのピーク成分が発生し、その間に一つのディップ成分が発生する。このとき、ディップ成分の周波数の付近がそのスピーカの低域限界周波数に該当する−３ｄＢを表す。また、密閉型スピーカの場合、低周波帯域で一つのピーク成分が発生する。このとき、ピーク成分の周波数の付近がそのスピーカの低域限界周波数に該当する−３ｄＢを表す。

図４の波形図を参照するに、低周波帯域で二つのピーク成分と一つのディップ成分とが発生するので、ダクト型スピーカと判断でき、ディップの周波数が４０Ｈｚほどとなるので、低域再生が可能なスピーカと判断できる。このとき、スピーカモードは、“ＬＡＲＧＥ”に設定される。

図５の波形図を参照するに、低周波帯域で一つのピーク成分が発生するので、密閉型スピーカと判断でき、そのピークの周波数が８０Ｈｚほどとなるので、低域再生が可能なスピーカと判断できる。このとき、スピーカモードは、“ＬＡＲＧＥ”に設定される。

図６の波形図を参照するに、低周波帯域で二つのピーク成分と一つのディップ成分が発生するので、ダクト型スピーカと判断でき、ディップの周波数が１５０Ｈｚほどとなるので、低域再生が困難なスピーカと判断できる。このとき、スピーカモードは、“ＳＭＡＬＬ”に設定される。

図７の波形図を参照するに、低周波帯域で一つのピーク成分が発生するので、密閉型スピーカと判断でき、ピークの周波数が２００Ｈｚほどとなるので、低域再生が困難なスピーカと判断できる。このとき、スピーカモードは、“ＳＭＡＬＬ”に設定される。

図８は、本発明によるスピーカモードの自動設定を示すフローチャートである。まず、マイクロプロセッサ２００からスピーカモード設定命令を受信すれば、ＤＳＰ ２４０は、低周波を含む光帯域のテスト信号、例えば、ホワイトノイズまたはインパルスノイズを発生する（８１０過程）。

次いで、電流検出部２３０は、テスト信号の周波数変化によって、ＡＭＰ２２０からスピーカ２５０または電源部２１０からアンプ２２０に流れる電流Ｉを測定する（８２０過程）。

このとき、ＤＳＰ ２４０は、電流検出部２３０を通じてＡＭＰ２２０からスピーカ２５０または電源部２１０からＡＭＰ２２０に電流が変化するか否かをチェックする（８３０過程）。ここで、電流検出部２３０が電流変化を検知できなければ、ＤＳＰ ２４０は、当該スピーカがないと判断し、スピーカモードを“ＮＯＮＥ”に設定する（８９６過程）。

また、電流検出部２３０が電流変化を検知すれば、ＤＳＰ ２４０は、その電流を利用して周波数によるインピーダンス特性を測定する（８４０過程）。例えば、低周波の電圧Ｖと電流Ｉとを利用してインピーダンスＺを測定する。

次いで、ＤＳＰ ２４０は、その測定されたインピーダンス特性によって、当該スピーカをダクト型と密閉型とに区分する（８５０過程）。すなわち、図４及び図６のインピーダンス特性を分析すれば、低周波帯域で二つのピーク成分と一つのディップ成分とが検出されるので、ダクト型スピーカと判断し、図５及び図７のインピーダンス特性を分析すれば、低周波帯域で一つのピーク成分が検出されるので、密閉型スピーカと判断する。

したがって、ＤＳＰ ２４０は、測定されたインピーダンス特性がダクト型スピーカに該当すると判断すれば、インピーダンス特性曲線の最高点間のディップの周波数を検出する（８６０過程）。このとき、ＤＳＰ ２４０は、検出されたディップの周波数が基準周波数より小さければ、低域再生が可能であるので、スピーカモードを“ＬＡＲＧＥ”に設定し（８８４過程）、ディップの周波数が基準周波数より大きければ、低域再生が困難であるので、スピーカモードを“ＳＭＡＬＬ”に設定する（８８６過程）。例えば、図４を参照するに、ディップの周波数（約４０Ｈｚほど）が基準周波数（１００Ｈｚ）より小さいので、低域再生が可能なスピーカモード（ＬＡＲＧＥ）と判断する。また、図６を参照するに、ディップの周波数（約１５０Ｈｚほど）が基準周波数（１００Ｈｚ）より大きいので、低域再生が困難なスピーカモード（ＳＭＡＬＬ）と判断する。

次いで、ＤＳＰ ２４０は、測定されたインピーダンス特性が密閉型スピーカに該当すると判断すれば、インピーダンス特性曲線の第１のピークの周波数を検出する（８７０過程）。このとき、ＤＳＰ ２４０は、検出されたピークの周波数が基準周波数より小さければ、低域再生が可能であるので、スピーカモードを“ＬＡＲＧＥ”に設定し（８９２過程）、ピークの周波数が基準周波数より大きければ、低域再生が困難であるので、スピーカモードを“ＳＭＡＬＬ”に設定する（８９４過程）。例えば、図５を参照するに、ピークの周波数（約８０Ｈｚほど）が基準周波数（１００Ｈｚ）より小さいので、低域再生が可能なスピーカモード（ＬＡＲＧＥ）と判断する。また、図７を参照するに、ピークの周波数（約２００Ｈｚほど）が基準周波数（１００Ｈｚ）より大きいので、低域再生が困難なスピーカモード（ＳＭＡＬＬ）と判断する。

最終的に、ＤＳＰ ２４０は、マルチチャンネルのスピーカそれぞれに対して、自動で設定されたスピーカモードによってＬＰＦ及びＨＰＦの通過如何及びマルチチャンネル信号の組合わせを制御して当該スピーカにサウンドを出力する。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の思想内で当業者による変形が可能である。

また、本発明は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取れるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、フラッシュメモリ、光データ保存装置があり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）状に具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードとして保存され、かつ実行されうる。

本発明は、オーディオ／ビデオシステムでスピーカの特性を自動判別してスピーカモードを自動で設定するスピーカモードの自動設定方法及び装置に係り、一般的に、ホームシアターシステムに適用可能である。

従来のスピーカモードを設定するための制御ブロック図である。 本発明によるスピーカモードの自動設定システムを示す第１実施形態である。 本発明によるスピーカモードの自動設定システムを示す第２実施形態である。 低域信号再生が可能なダクト型スピーカの周波数別インピーダンス波形図である。 低域信号再生が可能な密閉型スピーカの周波数別インピーダンス波形図である。 低域信号再生が困難なダクト型スピーカの周波数別インピーダンス波形図である。 低域信号再生が困難な密閉型スピーカの周波数別インピーダンス波形図である。 本発明によるスピーカモードの自動設定を示すフローチャートである。

符号の説明

２００ マイクロプロセッサ
２１０ 電源部
２２０ アンプ
２３０、２３０−１ 電流検出部
２４０ デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
２５０ スピーカ

Claims (10)

1. スピーカに出力される信号形態を決定するスピーカモードの自動設定方法において、
   任意の信号を発生させて前記スピーカを動作する電流値を検出する過程と、
   前記過程で検出された電流値に基づいて、周波数変化によるスピーカのインピーダンス特性を測定する過程と、
   前記過程で測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分する過程と、
   前記過程で区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定する過程と、を含むスピーカモードの自動設定方法。
2. 前記電流検出過程は、アンプからスピーカに流れる電流を検出する過程であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
3. 前記電流検出過程は、電源からアンプに供給される電流を検出する過程であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
4. 前記過程で電流変化が検出されなければ、当該スピーカがないと判断し、信号を出力しない過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
5. 前記スピーカタイプの区分過程は、前記インピーダンス特性曲線の低周波帯域で二つのピークとその間に一つのディップ成分とが存在すれば、ダクト型スピーカと判断し、前記インピーダンス特性曲線の低周波帯域で一つのピーク成分が存在すれば、密閉型スピーカと判断する過程であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
6. 前記スピーカモードの設定過程は、ダクト型スピーカと判断された場合、前記インピーダンス特性曲線の最高点間のディップの周波数を検出し、密閉型スピーカと判断される場合、前記インピーダンス特性曲線の最高点の周波数を検出することを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
7. 前記スピーカモードの設定過程は、前記インピーダンス特性曲線の最高点間のディップの周波数が基準周波数より小さければ、可聴周波数帯域の信号出力モードと決定し、前記インピーダンス特性曲線の最高点の周波数が基準周波数より大きければ、低域信号を除外した中高帯域の信号出力モードと決定することを特徴とする請求項１に記載のスピーカモードの自動設定方法。
8. マルチチャンネルのオーディオシステムのスピーカモードの自動設定装置において、
   電源を供給する電源部と、
   信号を増幅するアンプ部と、
   前記アンプ部からスピーカに出力される電流または前記電源部から前記アンプ部に出力される電流のうち何れか一つを検出する電流検出部と、
   低周波を含む光帯域信号を前記アンプ部に出力し、前記電流検出部から検出された電流に基づいてスピーカのインピーダンス特性を測定し、測定されたインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分し、その区分された各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定するデジタル信号処理部と、を備えるスピーカモードの自動設定装置。
9. 前記デジタル信号処理部は、
   低周波を含む光帯域信号を発生させる手段、検出された電流に基づいて周波数によるインピーダンス特性を測定する手段、前記インピーダンス特性によってダクト型スピーカと密閉型スピーカとを区分する手段、前記ダクト型スピーカである場合、前記インピーダンス特性曲線の最高点間のディップの周波数を検出し、前記密閉型スピーカである場合、前記インピーダンス特性曲線の最高点の周波数を検出する手段、及び前記検出されたディップまたはピーク周波数と基準周波数とを比較してスピーカモードを設定する手段を含む請求項８に記載のスピーカモードの自動設定装置。
10. マルチチャンネルのオーディオ／ビデオシステムにおいて、
    特定信号を発生させてその周波数変化による電流値を検出し、その電流値に基づいて周波数変化によるスピーカのインピーダンス特性を測定し、そのインピーダンス特性によってスピーカタイプを区分し、各スピーカタイプのインピーダンス特性曲線によってスピーカモードを設定するデジタル信号処理器と、
    前記デジタル信号処理手段から前記スピーカモード設定データを受ければ、そのスピーカモード設定データによって信号のフィルタ通過如何及びチャンネルの組合わせを制御するマイクロプロセッサと、を備えるオーディオ／ビデオシステム。

Images