JP2006174094A

JP2006174094A - スピーカ位置検査装置およびスピーカ位置検査プログラム

Info

Publication number: JP2006174094A
Application number: JP2004363839A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ikegaya; 祐治池ヶ谷
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】５．１サラウンドシステム等におけるスピーカの配線の誤りを自動的に検出する。
【解決手段】５．１サラウンドシステムを構成する各スピーカ１０ＦＬ，１０Ｃ，１０ＦＲ，１０ＳＬ，１０ＳＲからは、テスト信号発生器２０から供給されたテスト信号が順次放音される。このテスト信号は３箇所の位置Ｐ１〜Ｐ３に設けられたマイク１２_１〜１２_３によって検出され、各スピーカからマイク１２_１〜１２_３までの距離に比例する遅延時間が検出される。これにより、各スピーカの座標が特定され、その配置が正しいか否かをＣＰＵ３０が判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サラウンドシステムに用いて好適なスピーカ位置検査装置およびスピーカ位置検査プログラムに関する。

近年、普及している５．１サラウンドシステムにおける理想的なスピーカ配置を図１に示す。図においてＰはユーザの視聴位置であり、この視聴位置Ｐを中心とする前方位置にフロント左スピーカ１０ＦＬ、フロント右スピーカ１０ＦＲが配置され、後方位置にサラウンド右スピーカ１０ＳＲおよびサラウンド左スピーカ１０ＳＬが順次時計回りに配置される。そして、センタースピーカ１０Ｃはフロント左スピーカ１０ＦＬおよびフロント右スピーカ１０ＦＲの間の中央に配置される。なお、これらスピーカの他にスーパーウーハーが配置されるが、これは任意の位置に配置できる。
しかし、実際には視聴用の部屋の形状等の制約があるため、一般ユーザが必ずしも図１のように各スピーカを配置できるわけではない。そこで、視聴位置Ｐと各スピーカとの距離を自動的に測定し、各スピーカに対して供給する音声信号をこの測定した距離に応じて遅延させ、あたかも各スピーカが理想的な位置に配置されているかのような音場を視聴位置Ｐに実現する技術が特許文献１に開示されている。

特開平７−８７５９８号公報

ところで、上述したサラウンドシステムにおいては、比較的多数のスピーカを配線するため、ユーザがスピーカの配線を誤る場合がある。例えば、サラウンド右スピーカ１０ＳＲとサラウンド左スピーカ１０ＳＬとが逆になるように配線してしまう場合もあった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、配線の誤りを自動的に検出できるスピーカ位置検査装置およびスピーカ位置検査プログラムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載のスピーカ位置検査装置にあっては、複数のスピーカに対してテスト信号を供給するテスト信号発生手段（２０）と、前記各スピーカから放音されたテスト信号が複数の測定点に各々達するまでの遅延時間を、前記測定点毎に、かつ前記スピーカ毎に測定する遅延時間測定手段（１８）と、前記各遅延時間に基づいて、前記各スピーカの配置が正常か否かを判定する判定手段（３０）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載のスピーカ位置検査装置において、前記各スピーカに供給される複数系統の音声信号を必要に応じて各々遅延する信号遅延手段（２）と、前記遅延時間測定手段（１８）によって測定された遅延時間に基づいて、前記信号遅延手段（２）に供給された音声信号に係る音声が所定の視聴位置（Ｐ）に同時に達するように前記信号遅延手段（２）における遅延時間を設定する信号遅延時間設定手段（３０）とをさらに有することをを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１記載のスピーカ位置検査装置において、前記判定手段（３０）によって前記各スピーカの配置が異常であると判定された場合は、前記各スピーカに供給される音声信号を必要に応じて入れ替える切換手段（５）をさらに有することをを特徴とする。
また、請求項４記載のスピーカ位置検査プログラムにあっては、複数のスピーカに対してテスト信号を供給するようにテスト信号発生手段（２０）に対して指令する過程（ＳＰ１８）と、前記各スピーカから放音されたテスト信号が複数の測定点に各々達するまでの遅延時間を、前記測定点毎に、かつ前記スピーカ毎に測定する遅延時間測定手段（１８）から、前記各遅延時間を読み出す過程（ＳＰ２０）と、前記各遅延時間に基づいて、前記各スピーカの配置が正常か否かを判定する判定過程（ＳＰ３０，ＳＰ３２）とを処理装置に実行させることを特徴とする。

このように、本発明によれば、各スピーカから放音されたテスト信号が複数の測定点に各々達するまでの遅延時間を、測定点毎に、かつスピーカ毎に測定するから、これらスピーカに対する配線の誤りを自動的に検出できる。

1．実施例のハードウエア構成
次に、本発明の一実施例のサラウンドシステムの構成を図２を参照し説明する。
図において２は遅延部であり、５．１サラウンドシステムを構成するデジタル音声信号のうちスーパーウーハー以外の信号、すなわちフロント左信号Ｓ_ＦＬ、センター信号Ｓ_Ｃ、フロント右信号Ｓ_ＦＲ、サラウンド左信号Ｓ_ＳＬおよびサラウンド右信号Ｓ_ＳＲを必要に応じて遅延する。２０はテスト信号発生器であり、所定のテスト信号（例えばパルス信号）を出力する。４はセレクタであり、各音声信号Ｓ_ＦＬ、Ｓ_Ｃ、Ｓ_ＦＲ、Ｓ_ＳＬおよびＳ_ＳＲ毎に、対応する音声信号、テスト信号または零信号のうち何れかを選択する。

６はＤＡ変換部であり、これら選択された各音声信号をアナログ信号に変換する。８はアンプ部であり、これらアナログ信号を増幅し、フロント左スピーカ１０ＦＬ、センタースピーカ１０Ｃ、フロント右スピーカ１０ＦＲ、サラウンド左スピーカ１０ＳＬおよびサラウンド右スピーカ１０ＳＲに各々供給する。１２_１〜１２_３はマイクであり、視聴位置Ｐの近傍の位置Ｐ１〜Ｐ３に、各々が所定の大きさの直角二等辺三角形の頂点を成すように配置されている。すなわち、位置Ｐ１は該視聴位置Ｐに一致するとともに該直角二等辺三角形の直角点を成す。位置Ｐ３は位置Ｐ１からセンタースピーカ１０Ｃに向かう位置に設定され、位置Ｐ２は位置Ｐ１よりも右側に配置される。なお、これらマイク１２_１〜１２_３の位置決めを行うには、各頂点にマイクを取り付けた直角二等辺三角形状の治具を用いるとよい。

１４はセレクタであり、マイク１２_１〜１２_３のうち何れかの信号を選択する。１６はＡＤコンバータであり、この選択された信号をデジタル信号に変換する。１８は遅延時間測定部であり、テスト信号がセレクタ４を介して何れかのスピーカから放音された後、セレクタ１４において選択されたマイクに該テスト信号が到達するまでの遅延時間を測定する。３０はＣＰＵであり、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラム（詳細は後述する）に基づいて、バス２４を介して各部を制御する。３２はＲＡＭであり、ＣＰＵ３０によって読み出し／書き込み自在になっており、該制御プログラムに使用される各種データ等を格納する。２８は入力部であり、ＣＰＵ３０に対して指示を与えるためのキーボード等から構成されている。２６は表示部であり、ユーザに対して各種の情報を表示する。２２はＩ／Ｏ制御部であり、ＣＰＵ３０からの指令に基づいて遅延部２における遅延時間、セレクタ４，１４における選択状態を設定するとともに、テスト信号発生器２０に対してテスト信号の発生を指令し、遅延時間測定部１８において測定された遅延時間をＣＰＵ３０に対して通知する。

2．実施例の動作
次に、本実施例の動作を説明する。
まず、ユーザが入力部２８において「テスト開始」を指示する所定の操作を行うと、図３に示すテストルーチンが起動される。図において処理がステップＳＰ１０に進むと、変数Ｍ（マイク番号）が「３」に設定される。なお、マイク番号とは、各マイク１２_１〜１２_３に対して付与された「１」〜「３」のユニークな番号の意味である。次に、処理がステップＳＰ１２に進むと、Ｍ番目のマイクからテスト信号を受信するために、セレクタ１４においてＭ番目のマイクが選択される。

次に、処理がステップＳＰ１４に進むと、変数Ｎ（スピーカ番号）が「５」に設定される。なお、スピーカ番号とは、各スピーカ１０ＦＬ，１０Ｃ，１０ＦＲ，１０ＳＬ，１０ＳＲに対して付与された「１」〜「５」のユニークな番号の意味である。次に、処理がステップＳＰ１６に進むと、Ｎ番目のスピーカからテスト信号を放音するために、セレクタ４の切換状態が設定される。すなわち、スピーカ番号Ｎについてはテスト信号を選択し、他のスピーカについては零信号（無音状態）を選択するようにセレクタ４の状態が設定される。処理がステップＳＰ１８に進むと、テスト信号発生器２０に対してテスト信号を送信するように指令が出力されるとともに、遅延時間測定部１８に対して遅延時間の測定を開始するように指令が出力される。これにより、テスト信号発生器２０からテスト信号が出力されると、ＤＡ変換部６およびアンプ部８を順次介して、Ｎ番目のスピーカから該テスト信号が放音される。そして、放音されたテスト信号が空中を伝搬してＭ番目のマイクに到達すると、セレクタ１４およびＡＤコンバータ１６を順次介して該テスト信号が遅延時間測定部１８に供給される。これにより、遅延時間測定部１８にあっては、遅延時間の測定開始指令を受信した後、該テスト信号が供給されるまでの時間が遅延時間として計測されることになる。

次に、処理がステップＳＰ２０に進むと、測定された遅延時間がＩ／Ｏ制御部２２を介してＣＰＵ３０によって読み出され、遅延時間ＤＴ（Ｍ，Ｎ）としてＲＡＭ３２内に記憶される。次に、処理がステップＳＰ２２に進むと、スピーカ番号Ｎが「１」だけデクリメントされる。次に、処理がステップＳＰ２４に進むと、スピーカ番号Ｎが「０」になったか否かが判定される。ここで「ＮＯ」と判定されると、処理はステップＳＰ１６に戻り、新たなスピーカ番号Ｎに対してステップＳＰ１６〜ＳＰ２２の処理が繰り返される。一方、ステップＳＰ２４において「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ２６に進み、マイク番号Ｍが「１」だけデクリメントされる。次に、処理がステップＳＰ２８に進むと、マイク番号Ｍが「０」になったか否かが判定される。ここで「ＮＯ」と判定されると、処理はステップＳＰ１２に戻り、新たなマイク番号Ｍに対してステップＳＰ１２〜ＳＰ２６の処理が繰り返される。かかるループ処理により、マイク番号Ｍ＝「１」〜「３」およびスピーカ番号Ｎ＝「１」〜「５」の全ての組み合わせに対して、遅延時間ＤＴ（Ｍ，Ｎ）が求められることになる。次に、処理がステップＳＰ３０に進むと、各スピーカの座標が決定される。

ここで、図４を参照し、ステップＳＰ３０の座標決定処理の詳細を説明する。まず、視聴位置である位置Ｐ１を原点と考えたとき、位置Ｐ２，Ｐ３の座標は既知である。また、遅延時間ＤＴ（Ｍ，Ｎ）が得られていることにより、これら遅延時間ＤＴ（Ｍ，Ｎ）と空気中の音速とを乗算すると、これら位置Ｐ１〜Ｐ３と各スピーカとの間の距離も求められる。ここで、あるスピーカと、位置Ｐ１〜Ｐ３との間の距離をＲ１〜Ｒ３とし、位置Ｐ１，Ｐ２間の距離および位置Ｐ１，Ｐ３間の距離をＲ０とし、位置Ｐ２，Ｐ３間の距離を√２Ｒ０とする。また、位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線と、スピーカ位置Ｑ０，位置Ｐ２を結ぶ直線とが成す角度をθ２とすると、余弦定理により「２・Ｒ０・Ｒ２・cos θ２＝Ｒ０²＋Ｒ２²−Ｒ１²」が成立するから、これによって角度θ２が求まる。但し、この時点では、スピーカ位置がＱ０にあるのか、Ｑ１にあるのか区別することはできない。位置Ｐ１，Ｐ３を結ぶ直線と、スピーカ位置Ｑ０，位置Ｐ３を結ぶ直線とが成す角度をθ３とすると、上述した角度θ２と同様に余弦定理により角度θ３を求めることができる。これにより、スピーカ位置がＱ０であるのかＱ１であるのかを特定することができる。

図３に戻り、各スピーカの座標が求められた後に処理がステップＳＰ３２に進むと、これらスピーカの座標は正常か否かが判定される。すなわち、図１に示したように、各スピーカは１０ＦＬ，１０Ｃ，１０ＦＲ，１０ＳＲ，１０ＳＬの順に時計回りに配置されている筈であるから、このようにスピーカが配置されていれば正常である。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ３４に進み、遅延部２における各信号の遅延時間が設定される。すなわち、位置Ｐ１から各スピーカまでの距離は既知であるから、遅延部２に同時に入力された音声信号Ｓ_ＦＬ、Ｓ_Ｃ、Ｓ_ＦＲ、Ｓ_ＳＬおよびＳ_ＳＲが同時に位置Ｐ１に到着するように、各信号の遅延時間が設定されるのである。次に、処理がステップＳＰ３４に進むと、遅延時間の設定は完了した旨が表示部２６に表示される。一方、各スピーカの配置が正常でなければステップＳＰ３２において「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ３８に進む。ここでは、配置が異常であるスピーカが表示部２６に表示され、処理が終了する。ここで、ユーザは異常表示を確認した場合は、アンプ部８と各スピーカとの配線状態等を修正し、「テスト開始」を指示する操作を再び実行するとよい。

以上のように本実施例によれば、遅延部２において各音声信号毎に付与すべき遅延時間と、各スピーカの配置が正常であるか否かを同時に測定することができ、各スピーカの配置が正常である場合には、該遅延時間を遅延部２に自動的に設定することができる。

3．変形例
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記各実施例においては、ＣＰＵ３０上で動作するプログラムによって各種制御を実行したが、このプログラムのみをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。

(2)また、上記実施例においては、各スピーカの座標を求めることによって各スピーカの配置が正常であるか否かを判定したが、各スピーカの配置が正常であるか否かを判定するためには、必ずしも座標を求めることは必要ではない。すなわち、図４においてスピーカ位置Ｑ０は、「Ｒ１²＋Ｒ０²−Ｒ２²」が正であれば位置Ｐ１の右側、負であれば位置Ｐ１の左側になる。また、スピーカ位置Ｑ０は、「Ｒ１²＋Ｒ０²−Ｒ３²」が正であれば位置Ｐ１の前側、負であれば位置Ｐ１の後側になる。このように、５．１サラウンドシステム程度のスピーカ数であれば、位置Ｐ１に対する各スピーカ位置の前後左右の関係を求めることにより、スピーカ位置が正常であるか否かを簡易に判定することができる。

(3)また、上記実施例においては、位置Ｐ１を視聴位置Ｐに一致させたが、両者は必ずしも一致させる必要が無いことは言うまでも無い。また、位置Ｐ１〜Ｐ３は必ずしも直角二等辺三角形状に配置する必要はなく、これらを同一直線状に無い三点に配置すれば、各スピーカ位置を求めることができる。但し、スピーカ位置を求めるための計算方法は位置Ｐ１〜Ｐ３の配置方法に応じて異なることは言うまでもない。
(4)また、上記実施例においては、本発明を５．１サラウンドシステムに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々のサラウンドシステムに対して適用することができる。例えば、対応する回路を増設することにより、図５に示す７．１サラウンドシステムに本発明を適用することができる。

(5)また、上記実施例においては、スピーカの配線が誤っている場合には、異常であるスピーカを表示して処理を終了した（ステップＳＰ３８）が、スピーカの配置が正しいものになるように自動的に音声信号を切り換えるようにしてもよい。その一例を図６に示す。図６において、５は切換部であり、通常状態においてはセレクタ４の各出力端とＤＡ変換部６の対応する入力端とを接続する。但し、スピーカの配線に誤りが発見された場合には、この配線を正しいものにすべく、ＣＰＵ３０の制御の下、接続状態が適宜入れ替えられる。なお、上述した以外の構成は上記実施例の構成と同様である。

(6)また、上記実施例においては、遅延部２、セレクタ４、遅延時間測定部１８、テスト信号発生器２０等の回路を設けたが、これら回路の全部または一部をＤＳＰ上のソフトウエアによって実現してもよい。

(7)また、上記実施例においては、「３」個のマイク１２_１〜１２_３を用いて各位置Ｐ１〜Ｐ３と各スピーカとの間の距離を測定したが、「１」個のマイクを使いまわすことによってこれらの距離を測定するようにしてもよい。かかる場合は、上記実施例のステップＳＰ１２の処理に代えて、マイクをＭ番目の位置にセットするようにユーザに促すメッセージを表示部２６に表示して処理を一時的に中止し、ユーザがマイクをＭ番目の位置にセットした後に入力部２８において所定の処理再開操作を行うと以降の処理を再開するようにするとよい。

本発明の一実施例および従来例におけるスピーカの配置図である。本発明の一実施例のサラウンドシステムのブロック図である。ＲＯＭ３４に格納されたテストルーチンのフローチャートである。上記テストルーチンの動作説明図である。上記実施例の変形例におけるスピーカ配置図である。上記実施例の他の変形例におけるサラウンドシステムの要部のブロック図である。

符号の説明

２：遅延部、４，１４：セレクタ、５：切換部（切換手段）、６：ＤＡ変換部、８：アンプ部、１０ＦＬ，１０Ｃ，１０ＦＲ，１０ＳＬ，１０ＳＲ：スピーカ、１２_１〜１２_３：マイク、１６：ＡＤコンバータ、１８：遅延時間測定部（遅延時間測定手段）、２０：テスト信号発生器（テスト信号発生手段）、２２：Ｉ／Ｏ制御部、２４：バス、２６：表示部、２８：入力部、３０：ＣＰＵ、３２：ＲＡＭ、３４：ＲＯＭ。

Claims

複数のスピーカに対してテスト信号を供給するテスト信号発生手段と、
前記各スピーカから放音されたテスト信号が複数の測定点に各々達するまでの遅延時間を、前記測定点毎に、かつ前記スピーカ毎に測定する遅延時間測定手段と、
前記各遅延時間に基づいて、前記各スピーカの配置が正常か否かを判定する判定手段と
を有することを特徴とするスピーカ位置検査装置。
前記各スピーカに供給される複数系統の音声信号を必要に応じて各々遅延する信号遅延手段と、
前記遅延時間測定手段によって測定された遅延時間に基づいて、前記信号遅延手段に供給された音声信号に係る音声が所定の視聴位置に同時に達するように前記信号遅延手段における遅延時間を設定する信号遅延時間設定手段と
をさらに有することをを特徴とする請求項１記載のスピーカ位置検査装置。
前記判定手段によって前記各スピーカの配置が異常であると判定された場合は、前記各スピーカに供給される音声信号を必要に応じて入れ替える切換手段をさらに有することをを特徴とする請求項１記載のスピーカ位置検査装置。
複数のスピーカに対してテスト信号を供給するようにテスト信号発生手段に対して指令する過程と、
前記各スピーカから放音されたテスト信号が複数の測定点に各々達するまでの遅延時間を、前記測定点毎に、かつ前記スピーカ毎に測定する遅延時間測定手段から、前記各遅延時間を読み出す過程と、
前記各遅延時間に基づいて、前記各スピーカの配置が正常か否かを判定する判定過程と
を処理装置に実行させることを特徴とするスピーカ位置検査プログラム。