JP2006211090A - 立体音再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカの配置状態に最も適した特性補正を、簡単に行うことができる立体音再生装置を提供する。
【解決手段】 各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲには各々放音方向を撮像する小型カメラが取り付けられている。表示装置ＴＶはリスナーの正面に設置され、カメラの映像を表示する。入力される楽音データはデコーダ４によってデコードされ、ＤＳＰ５へ入力される。ＤＳＰ５はデコーダ４の各出力データを全体制御部２から出力される補正データにしたがって補正し、ＤＡＣ６へ出力する。ＤＡＣ６はＤＳＰ５の出力をアナログ信号に変換し、各スピーカへ出力する。全体制御部２は、表示装置ＴＶにデータ入力用の表示スロットを表示する。リスナーはそのスロットに、リスナーから各スピーカまでの距離を入力する。ＤＳＰ５は入力されたデータに基づいてデコーダ４の出力を遅延させ、これにより、各スピーカの設置位置の規定位置からの違いを補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ホームシアター等に用いられる立体音再生装置に関する。

近年、６個またはそれ以上のスピーカをリスナーの周囲に配置し、リスナーが前後左右から発する音による立体音を聞くことができる立体音再生装置が開発され、実用化されている。例えば、ＤＶＤ（ディジタル多用途ディスク）の規格を決めているＩＴＵ（国際電気通信連合）においては、５．１ｃｈサラウンドの規格が決められており、その規格によれば、５個のスピーカを図７に示す円周上の位置に配置すると規定されている。この図において、ＬＮはリスナー、Ｌ、Ｃ、Ｒはそれぞれ前左スピーカ、中央スピーカ、前右スピーカであり、ＳＬ、ＳＲはそれぞれ後左スピーカ、後右スピーカである。そして、前左スピーカＬはリスナーＬＮの３０°左前方に配置され、前右スピーカＲはリスナーＬＮの３０°右前方に配置され、後左スピーカＳＬはリスナーＬＮの６０°左後方に配置され、後右スピーカＳＲはリスナーＬＮの６０°右後方に配置されている。

ところで、現実には、立体音再生装置を設置する家屋等において、図７に示す位置に正確にスピーカを配置することが難しいという問題がある。そこで、特許文献１には、スピーカの配置に応じて立体音再生装置の特性を変える技術が記載されている。
特開平7-87598号公報

しかしながら、補正をかける際にスピーカの設置位置には制限があり、また、補正の計算も難しく、かつ、面倒であるという問題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、スピーカの配置状態に最適な特性補正を簡単に行うことができる立体音再生装置を提供することにある。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、複数の楽音信号を生成し、該楽音信号をそれぞれ複数のスピーカへ出力して立体効果を有する楽音を発生する立体音再生装置において、各スピーカに各々取り付けられたカメラと、各カメラから出力される映像信号を表示する表示装置と、前記表示装置に、各スピーカの位置に関するデータを入力するためのデータ入力用スロットを表示する表示制御手段と、前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づいて、前記各スピーカを駆動する楽音信号を各々所定時間遅延させて出力する遅延手段とを具備することを特徴とする立体音再生装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の立体音再生装置において、前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づい、各スピーカの設置位置の、規格位置からのずれ角度を演算する演算手段と、前記楽音信号が通過する複数のフィルタと、前記演算手段の出力データに対応するフィルタ係数を前記各フィルタに設定する補正回路とをさらに具備することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、複数の楽音信号を生成し、該楽音信号をそれぞれ複数のスピーカへ出力して立体効果を有する楽音を発生する立体音再生装置において、各スピーカに各々取り付けられたカメラと、各カメラから出力される映像信号を表示する表示装置と、前記表示装置に、各スピーカの位置に関するデータを入力するためのデータ入力用スロットを表示する表示制御手段と、前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づいて、各スピーカの設置位置の、規格位置からのずれ角度を演算する演算手段と、前記楽音信号が通過する複数のフィルタと、前記演算手段の出力データに対応するフィルタ係数を前記各フィルタに設定する補正回路とを具備することを特徴とする立体音再生装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の立体音再生装置において、前記表示制御手段は、各スピーカとリスナーとの間の距離を入力するためのデータ入力スロットを表示することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の立体音再生装置において、前記表示制御手段は、各スピーカとリスナーとの間の距離および各スピーカ相互間の距離を入力するためのデータ入力スロットを表示することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の立体音再生装置において、前記フィルタはＦＩＲフィルタであることを特徴とする。

この発明によれば、スピーカの配置状態に合った特性補正を、簡単に行うことができる効果がある。また、この発明によれば、データ入力を表示装置を用いて行うので、リスナー、スピーカ位置を簡単に指定でき、データ入力を容易に行うことができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態による立体音再生装置１の構成を示すブロック図であり、この図において、符号Ｌ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲはスピーカ、ＴＶは表示装置である。スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲは、ほぼ前述した図７と同様の位置に配置されているが、正確に円周上に配置されてはおらず、また、配置角度も規格通りになってはいない。また、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲには各々放音方向を撮像する小型カメラ（ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ）Ｌｃ、Ｃｃ、Ｒｃ、ＳＬｃ、ＳＲｃが取り付けられている。表示装置ＴＶはリスナーＬＮの正面に設置されている。

立体音再生装置１において、符号２は装置各部を制御する全体制御部である。３はドルビーディジタル（登録商標）規格による楽音データが入力される入力端子、４は入力端子３へ入力される楽音データをデコードし、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲを駆動するスピーカ駆動データを出力するデコーダである。５はＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）であり、デコーダ４の出力データを全体制御部２から出力される補正データにしたがって補正し、ＤＡＣ（ディジタル／アナログ変換器）６へ出力する。ＤＡＣ６はＤＳＰ５の出力をアナログ信号に変換し、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲへ出力する。

また、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲのカメラＬｃ、Ｃｃ、Ｒｃ、ＳＬｃ、ＳＲｃからの映像信号は切換回路７に入力される。切換回路７は各カメラＬｃ、Ｃｃ、Ｒｃ、ＳＬｃ、ＳＲｃからの映像信号を全体制御部２からの切換信号にしたがって切り換え、表示制御部８へ出力する。表示制御部８は切換回路７を介して入力される各カメラＬｃ、Ｃｃ、Ｒｃ、ＳＬｃ、ＳＲｃの映像信号に基づいて表示装置ＴＶの映像表示を行うと共に、全体制御部２から出力されるデータ入力用スロットの表示を行う。９はユーザインターフェイスであり、ユーザが所有するリモコン（図示略）からの赤外線信号を電気信号に変換し、全体制御部２へ出力する。

図２はＤＳＰ５の処理内容を示すブロック図である。この図において、１１〜１５はデコーダ４から出力されるスピーカ駆動データを遅延させてＤＡＣ６へ出力する可変遅延回路である。１６は補正回路であり、各可変遅延回路１１〜１５の遅延時間を決める係数を、全体制御部２から供給されるデータに基づいて生成し、各可変遅延回路１１〜１５へ出力する。ここで、全体制御部２から供給されるデータとは、リスナーＬＮと各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとの間の距離を示すデータである。１７はデフォルトの遅延時間を決める係数が予め設定されているデフォルト設定回路であり、電源投入時において補正回路１６へデフォルトの係数を出力する。補正回路１６はこの係数を各可変遅延回路１１〜１５に設定する。

次に、上述した図１、図２に示す立体音再生装置１の動作を説明する。
この立体音再生装置１の使用にあたり、リスナーＬＮは、まず、スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲをほぼ図７に示す位置に配置し、配線を行い、そして電源を投入する。次に、リモコンによって、例えば、スピーカＳＲを指示する。この指示は、ユーザインターフェイス９を介して全体制御部２へ入力される。全体制御部２はこの指示を受け、切換回路７へカメラＳＲｃへの切り換えを指示する信号を送る。切換回路７はこの信号を受け、カメラＳＲｃからの映像信号を表示制御部８へ出力する。これにより、表示装置ＴＶにカメラＳＲｃからの映像が表示される。

図３（ａ）は表示装置ＴＶに表示された映像を示す。この図に示すように、カメラＳＲｃからの映像にはスピーカＬ、Ｃ、Ｒ、表示装置ＴＶおよびリスナーＬＮが表示される。またこの時、全体制御部２はスピーカＳＲから表示されている他のスピーカおよびリスナーまでの距離を入力するための表示スロット（符号Ｄ参照）を表示する。ここで、リスナーＬＮは、リモコンによって、スピーカＳＲからスピーカＬ、Ｃ、Ｒまでの距離およびスピーカＳＲからリスナーＬＮまでの距離を入力する（図３（ｂ）参照）。入力されたデータは全体制御部２内のメモリに記憶される。

次に、リスナーＬＮは、リモコンによってスピーカＲを指示し、これにより表示装置ＴＶに映し出された画面に上記と同様の入力を行う。以下、順次上記の動作を繰り返すことにより、全体制御部２のメモリ内に図４に示す各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲ相互間の距離ａ１〜ａ５および各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離ｂ１〜ｂ５がセットされる。

上述した各データがメモリ内にセットされると、全体制御部２が各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離を示すデータをＤＳＰ５の補正回路１６へ出力する。補正回路１６はそれらのデータを受け、各スピーカＬ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離がそれぞれ、スピーカＣとリスナーＬＮとの距離と同じである場合と同等の効果が得られるように各可変遅延回路１１〜１５の遅延時間を求め、求めた遅延時間に対応する係数を可変遅延回路１１〜１５へ設定する。

このように、上記実施形態においては、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離の違いを、可変遅延回路１１〜１５によって補正し、これによりスピーカ配置の規格位置からの違いを補正している。

次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、図１における全体制御部２の処理の一部およびＤＳＰ５の処理である。最初に、全体制御部２の処理について説明する。
まず、上述した第１の実施形態において説明した各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲ相互間の距離ａ１〜ａ５および各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離ｂ１〜ｂ５を内部のメモリにセットするまでは第１の実施形態と同様である。次に、この第２の実施形態の全体制御部２は、メモリにセットされたデータから各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲの設置位置の規格位置との角度差を演算によって求める。

図６はこの演算を説明するための図であり、この図において、ＬＮはリスナーの位置、Ｃは中央のスピーカの位置、Ｒｉはドルビーディジタル（登録商標）による前右スピーカの規格位置、Ｒｘは実際の前右スピーカが設置された位置である。この場合、ＬＮ−Ｃ間の距離ｂ１、Ｃ−Ｒｘ間の距離ａ１、Ｒｘ−ＬＮ間の距離ｂ２は各々全体制御部２のメモリ内にセットされている。また、角度（Ｃ−ＬＮ−Ｒｉ）は規格から３０°である（図７参照）。

いま、三角形Ｃ−ＬＮ−Ｒｘの面積をＳ、角度（Ｒｉ−ＬＮ−Ｒｘ）をα、角度（Ｃ−ＬＮ−Ｒｘ）をβとすると、ヘロンの公式から、
Ｓ＝√（ｓ（ｓ−ｂ１）（ｓ−ｂ２）（ｓ−Ａ））
但し：ｓ＝（ｂ１＋ｂ２＋ａ１）／２
三角形Ｃ−ＬＮ−Ｒｘの底辺をｂ２とした時、高さｈは、
ｈ＝２・Ｓ／ｂ２
となる。したがって、
ｓｉｎβ＝ｈ／ｂ１＝２・Ｓ／（ｂ１・ｂ２）
β＝ａｒｃｓｉｎ（２・Ｓ／（ｂ１・ｂ２））
なる式が得られ、この式から角度αが、
α＝β−３０°＝ａｒｃｓｉｎ（２・Ｓ／（ｂ１・ｂ２））−３０°
として求められる。
全体制御部２は上述した演算によって各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲの設置位置の規格位置との角度差を求め、距離データｂ１〜ｂ５と共にＤＳＰ５へ出力する。

図５はこの第２の実施形態におけるＤＳＰ５の処理内容を示すブロック図である。この図において、１１〜１５は図２において説明した可変遅延回路であり、デコーダ４から出力されるスピーカ駆動データを所定時間遅延させて出力する。２１〜２５は各々ＦＩＲフィルタであり、各フィルタ２１〜２５の出力が各々ＤＡＣ６（図１）によってアナログ信号に変換され、スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲへ加えられる。２７は補正回路であり、全体制御部２から上述した距離データｂ１〜ｂ５および角度差を示すデータを受け、図２に示す補正回路１６と同様に距離データｂ１〜ｂ５に基づいて可変遅延回路１１〜１５の係数を求め、各可変遅延回路１１〜１５に設定する。また、スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲについて求められた角度差をフィルタ係数に変換し、ＦＩＲフィルタ２１〜２５へ出力する。２８はデフォルト設定回路であり、電源投入時においてデフォルトの可変遅延回路係数およびフィルタ係数を補正回路２７へ出力する。これらの係数は補正回路２７によって可変遅延回路１１〜１５およびＦＩＲフィルタ２１〜２５に設定される。

上述したように、この第２の実施形態によれば、可変遅延回路１１〜１５によって第１の実施形態と同様に、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離の規定値からの違いを補正し、また、ＦＩＲフィルタ２１〜２５によって各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲの規格位置からの角度の違い（図６のα参照）を補正している。これによりスピーカ配置の規格位置からの違いを第１の実施形態よりさらに正確に補正することができる。

なお、上記実施形態においては、各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲ相互間の距離ａ１〜ａ５および各スピーカＬ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲとリスナーＬＮとの距離ｂ１〜ｂ５をリスナーが入力するものとしたが、表示装置ＴＶの映像の解析によってこれらの距離を求めてもよい。

この発明は、オーディオシステムやホームシアター等に用いられる。

この発明の第１の実施形態による立体音再生装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるＤＳＰ５の処理内容を示すブロック図である。 同実施形態における表示装置ＴＶの表示例を示す図である。 同実施形態の動作を説明するための説明図である。 この発明の第２の実施形態による立体音再生装置におけるＤＳＰの処理内容を示すブロック図である。 同第２の実施形態の動作を説明するための説明図である。 ＩＴＵによって規定された５．１チャネルサラウンドにおけるスピーカの配置規格を示す図である。

符号の説明

１…立体音再生装置、２…全体制御部、３…入力端子、４…デコーダ、５…ＤＳＰ、６…ＤＡＣ、７…切換回路、８…表示制御部、９…ユーザインターフェイス、１１〜１５…可変遅延回路、１６、２７…補正回路、１７、２８…デフォルト設定回路、２１〜２５…ＦＩＲフィルタ、Ｌ、Ｃ、Ｒ、ＳＬ、ＳＲ…スピーカ、Ｌｃ、Ｃｃ、Ｒｃ、ＳＬｃ、ＳＲｃ…カメラ。

Claims (6)

1. 複数の楽音信号を生成し、該楽音信号をそれぞれ複数のスピーカへ出力して立体効果を有する楽音を発生する立体音再生装置において、
   各スピーカに各々取り付けられたカメラと、
   各カメラから出力される映像信号を表示する表示装置と、
   前記表示装置に、各スピーカの位置に関するデータを入力するためのデータ入力用スロットを表示する表示制御手段と、
   前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づいて、前記各スピーカを駆動する楽音信号を各々所定時間遅延させて出力する遅延手段と、
   を具備することを特徴とする立体音再生装置。
2. 前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づいて、各スピーカの設置位置の、規格位置からのずれ角度を演算する演算手段と、
   前記楽音信号が通過する複数のフィルタと、
   前記演算手段の出力データに対応するフィルタ係数を前記各フィルタに設定する補正回路と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の立体音再生装置。
3. 複数の楽音信号を生成し、該楽音信号をそれぞれ複数のスピーカへ出力して立体効果を有する楽音を発生する立体音再生装置において、
   各スピーカに各々取り付けられたカメラと、
   各カメラから出力される映像信号を表示する表示装置と、
   前記表示装置に、各スピーカの位置に関するデータを入力するためのデータ入力用スロットを表示する表示制御手段と、
   前記データ入力用スロットに入力されたデータに基づいて、各スピーカの設置位置の、規格位置からのずれ角度を演算する演算手段と、
   前記楽音信号が通過する複数のフィルタと、
   前記演算手段の出力データに対応するフィルタ係数を前記各フィルタに設定する補正回路と、
   を具備することを特徴とする立体音再生装置。
4. 前記表示制御手段は、各スピーカとリスナーとの間の距離を入力するためのデータ入力スロットを表示することを特徴とする請求項１に記載の立体音再生装置。
5. 前記表示制御手段は、各スピーカとリスナーとの間の距離および各スピーカ相互間の距離を入力するためのデータ入力スロットを表示することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の立体音再生装置。
6. 前記フィルタはＦＩＲフィルタであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の立体音再生装置。

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