JP2010258967A - 電子機器および電子機器の制御方法並びに電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】一般に普及しているヘッドフォンやスピーカ等の電気音響変換器に対しても、その特性等を自動的に最適化できるようにする。
【解決手段】音声出力を有する電子機器であって、ＲＦタグリーダと、ＲＦタグリーダに、読み取り可能な範囲にあるＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる読取手段と、読取手段により読み取ったＩＤを基に、各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを検索する検索手段と、前記データベースから、前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得する取得手段と、取得手段により取得した諸特性のデータを基に、音声出力を最適化させる最適化手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声出力を有する電子機器および電子機器の制御方法並びに電気音響変換器に関する。

ヘッドフォンやスピーカに対する周波数特性の最適化や音圧レベルの調整等を行おうとする場合、一般的には個別に最適化や調整が行われる。音量を自動的に調整するものとして、例えば、特許文献１では、ＲＦＩＤタグリーダが接続された音量調節装置を備えたヘッドフォンを使用し、携帯端末の接近に応じて音量を調整できるようにした音声出力装置が提案されている。

特開２００７−５３５０７号公報

しかしながら、ヘッドフォンやスピーカに対する周波数特性の最適化や音圧レベル／音量の調整等を自動的に行おうとすると、特許文献１に開示の発明のように、そのための手段をヘッドフォンやスピーカに設けたり、あるいはプラグやジャックの構造を変えるなど電気的構成を変える必要がある。一般に普及している音響機器とヘッドフォンやスピーカとの間のインターフェースは、Ｒ（Right）、Ｌ（Left）、Ｇ（Ground）の３極となっており、音響機器からヘッドフォンやスピーカへは音声信号を供給することができるのみである。したがって、例えば周波数特性を自動的に最適化するには、音響機器において、ヘッドフォンやスピーカにおける最終出力の特性が最適なものとなるように調整した音声信号を出力する必要がある。しかし、音響機器側は、この音響機器に接続されたヘッドフォンやスピーカの特性を知ることができないので、これらに対して最適化した音声信号を供給することができず、したがって、一般に普及しているヘッドフォンやスピーカに対して、自動的に周波数特性等を最適化するといったことができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一般に普及しているヘッドフォンやスピーカ等の電気音響変換器に対しても、その特性等を自動的に最適化することができる、音声出力を有する電子機器および電子機器の制御方法並びに電気音響変換器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、音声出力を有する電子機器であって、ＲＦタグリーダと、前記ＲＦタグリーダに、読み取り可能な範囲にあるＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる読取手段と、前記読取手段により読み取ったＩＤを基に、各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを検索する検索手段と、前記データベースから、前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得する取得手段と、前記取得手段により取得した諸特性のデータを基に、音声出力を最適化させる最適化手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、音声出力を有する電子機器における制御方法であって、前記電子機器に備わる制御手段が、前記電子機器に備わるＲＦタグリーダに、読み取り可能な範囲にあるＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる読取ステップと、前記制御手段が、前記読取ステップにより読み取ったＩＤを基に、各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを検索する検索ステップと、前記制御手段が、前記データベースから前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得する取得ステップと、前記制御手段が、前記取得ステップにより取得した諸特性のデータを基に、音声出力を最適化させる最適化ステップとを含むことを特徴とする。

また、本発明は、電気音響変換器において、音声出力を有する電子機器に接続するための接続端子に、当該電気音響変換器に固有のＩＤを記録したＲＦタグを固定して設けたことを特徴とする。

本発明によれば、一般に普及しているヘッドフォンやスピーカ等の電気音響変換器に対しても、その特性等を自動的に最適化することができる、という効果を奏する。

図１は、本実施形態における音声出力を有する電子機器としてのＰＣと電気音響変換器としてのヘッドフォンからなる全体構成を示す図である。 図２は、本実施形態のＰＣのハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、本実施形態におけるデータベースに登録される情報の一例を示す図である。 図４は、本実施形態において実行されるソフトウェアの特徴的構成を示すブロック図である。 図５は、本実施形態におけるＰＣ１００の特徴的動作を説明するフローチャートである。 図６は、図５に示した周波数特性最適化処理の詳細を示すフローチャートである。 図７は、図５に示した周波数特性最適化処理を説明するための図である。 図８は、図５に示した出力レベル調整処理の詳細を示すフローチャートである。 図９は、図５に示した出力レベル調整処理を説明するための図である。

以下に、本発明にかかる電子機器および電子機器の制御方法並びに電気音響変換器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

はじめに、本実施形態における音声出力を有する電子機器としてのＰＣ（Personal Computer）と、電気音響変換器としてのヘッドフォンからなる全体構成について説明する。図１は、本実施形態における音声出力を有する電子機器としてのＰＣと電気音響変換器としてのヘッドフォンからなる全体構成を示す図である。なお、図１では、電気音響変換器としてヘッドフォンを例示しているが、電気音響変換器としてスピーカを用いて同様に構成することができる。以下では、ヘッドフォンを電気音響変換器の代表として説明する。また、音声出力を有する電子機器としては、ＰＣに限らず、携帯オーディオプレイヤーやオーディオアンプ等の音響機器など、ヘッドフォンやスピーカが接続されて利用される様々な電子機器を対象とすることができる。

ＰＣ１００は、従来のＰＣと同様にヘッドフォンやスピーカに接続するための接続端子１２０が設けられている。ＰＣ１００のＣＰＵは、この接続端子１２０にヘッドフォン１４０の接続端子１４１が接続された状態にあるか、接続されていない状態にあるかを監視しており、ヘッドフォン１４０等の外部の電気音響機器の接続端子が接続された状態で、音声出力を内蔵スピーカ（図示せず）から接続端子１２０側に切り替える。

本実施形態におけるＰＣ１００は、その特徴的構成として、ＲＦタグに記録された情報を読み取るためのＲＦタグリーダ（以下、ＲＦリーダと称す）１３０を内蔵している。このＲＦリーダ１３０は、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１がＰＣ１００の接続端子１２０に接続された状態で、ＲＦタグ１５０がＲＦリーダ１３０の読み取り可能範囲内になるように、ＰＣ１００内において配置される。

ＰＣ１００のＣＰＵは、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１がＰＣ１００の接続端子１２０に差し込まれるとこれを検出する。この検出後（このときＲＦタグ１５０はＲＦリーダ１３０の読み取り可能範囲内にある）、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１部分に固定されているＲＦタグ１５０に記録されたＩＤを、ＲＦリーダ１３０に読み取らせる。

一方、電気音響変換器としてヘッドフォン１４０は、その特徴的構成として、その接続端子１４１部分に、当該ヘッドフォン１４０に固有のＩＤを記録したＲＦタグ１５０が設けられている。このＲＦタグ１５０は、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１部分に、接着またはコーティング処理等により固定されている。このようにＲＦタグ１５０は、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１部分に、接着またはコーティング処理等により固定されるので、従来の一般的なヘッドフォンを用いて本実施形態のヘッドフォン１４０を構成することができる。また、ＲＦタグ１５０がヘッドフォン１４０の接続端子１４１部分に設けられるので、ヘッドフォン１４０の接続端子１４１が接続されるＰＣ１００の接続端子１２０の近くにＲＦリーダ１３０を配置することで、ＲＦリーダ１３０の読み取り可能範囲を狭くすることができ、その結果、誤った読み取りを防止できるとともに、消費電力を抑えることができる。

次に、ＰＣ１００のハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＰＣ１００のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、以下では、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）アーキテクチャによるＣＰＵとチップセットを用いたものとして説明する。また、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１００全体の制御を行うプロセッサであり、ＭＣＨ（memory controller hub）１０２およびＩＣＨ（I/O controller hub）１０３を介してこれらに接続される各種デバイスを制御する。ＭＣＨ１０２に接続されるメモリ１０４は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムがロードされ、またＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。同図においてＩＣＨ１０３には、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０５、ＨＤＤ１０６、Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ１０７、ＲＦリーダ１３０が接続されている。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０５は、インターネット等のネットワークと接続し情報の送受信を行うための通信機能をもつ。ＨＤＤ１０６は、ヘッドフォンやスピーカの各々に割り当てられたＩＤの値に対応するヘッドフォンやスピーカの特性が予め登録されたデータベースや各種プログラムを格納している。

ここで、図３に、このデータベースに登録される情報の一例を示す。同図に示す例では、ＩＤ毎に、ヘッドフォンやスピーカの各々の周波数特性、入力インピーダンス、音圧感度等が設定されている。なお、同図において周波数特性をグラフで表示しているが、これは理解を容易にするための例示であり、実際にはデータとしてもっている。

Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ１０７は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１０８、ＥＱ（Equalizer）１０９、およびＶｏｌ（Volume）１１０を内蔵している。ＤＡＣ１０８は、ＩＣＨ１０３を介し渡されるオーディオデータをＤ／Ａ変換し音声信号とする。ＥＱ（Equalizer）１０９は、ＤＡＣ１０８から入力される音声信号の周波数特性を変更する。Ｖｏｌ１１０は、ゲイン調整用のボリュームであり、ＥＱ（Equalizer）１０９から入力される音声信号の出力レベルを調整する。Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ１０７から出力される音声信号は、アンプ１１１により増幅され、接続端子１２０を介してこの端子に接続したヘッドフォン（ＨＰ）１４０に出力される。

ＲＦＩＤリーダ１３０は、図１を用いて前述したように、ＲＦタグ１５０に記録された、各種ヘッドフォンまたはスピーカに固有のＩＤを読み取るものであり、図２の例では、当該ＰＣ１００に接続されたヘッドフォン１４０のＲＦタグ１５０に記録されたＩＤを読み取る。

ここで、ＰＣ１００において実行されるソフトウェアの特徴的構成を、図４を説明する。図４は、本実施形態において実行されるソフトウェアの特徴的構成を示すブロック図である。

ＩＤ読取部４０１は、ＲＦリーダー１３０にＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる機能を有する。

データベース検索部４０２は、ＨＤＤ１０６に格納された、ヘッドフォンやスピーカの特性が予め登録されたデータベースを検索する機能を有する。

データ有無判定部４０３は、データベース検索部４０２による検索の結果、必要なデータがデータベースに登録されているか否か判定する機能を有する。

データ取得部４０４は、データ有無判定部４０３によりデータベースに必要なデータが登録されていると判定された場合には、そのデータをＨＤＤ１０６の自データベースから取得し、一方、登録されていないと判定された場合は、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０５を介してインターネット上の所定のサーバから必要なデータを取得する機能を有する。

データ追加部４０５は、データ取得部４０４が、インターネット上の所定のサーバから必要なデータを取得した場合に、そのデータをＨＤＤ１０６のデータベースに追加する機能を有する。

最適化処理部４０６は、所望の最適化処理（下記の周波数特性最適化処理／出力レベル調整処理等）を行う機能を有する。

続いて、上記のように構成されるＰＣ１００に上記ヘッドフォン１４０が接続された際の、ＰＣ１００の動作について図５〜図８を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるＰＣ１００の特徴的動作を説明するフローチャートである。また、図６は、図５に示した周波数特性最適化処理の詳細を示すフローチャートであり、図７は、周波数特性最適化処理を説明するための図である。また、図８は、図５に示した出力レベル調整処理の詳細を示すフローチャートであり、図９は、出力レベル調整処理を説明するための図である。

なお、以下に説明する処理は、ＰＣ１００においてヘッドフォンの接続端子（プラグ）１４１がＰＣ１００の接続端子（ジャック）１２０への差し込みが検出された後に、ＣＰＵ１０１によって実行される処理である。また、以下では、ＰＣ１００の接続端子１２０およびヘッドフォン１４０の接続端子１４１をそれぞれジャック１２０およびプラグ１４１として説明する。

はじめに、ＣＰＵ１０１は、ＲＦリーダー１３０に、プラグ１４１に固定されたＲＦタグ１５０から、このタグに記録されているＩＤを読み取らせる（ステップＳ５０１）。

次に、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０１で読み取ったＩＤを基に、ＨＤＤ１０６にあるデータベース（図３参照）を検索する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２の検索で、上記ＩＤに対応するデータが存在した場合（ステップＳ５０３の判断でＹｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、そのデータを取得し（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０７へ移行する。

一方、ステップＳ５０２の検索で、上記ＩＤに対応するデータが存在しなかった場合（ステップＳ５０３の判断でＮｏ）、ＣＰＵ１０１は、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０５を介してインターネット上の所定のサーバから、上記ＩＤに対応するデータを取得する（ステップＳ５０５）。

さらに、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０５で取得したデータをＩＤと対応付けて上記データベースに追加し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０７へ移行する。

最後に、ＣＰＵ１０１は、以下に詳述する周波数特性最適化／出力レベル調整処理を実行する（ステップＳ５０７）。

なお、ステップＳ５０１は、ＩＤ読取部４０１の機能として、ステップＳ５０２は、データベース検索部４０２の機能として、ステップＳ５０３は、データ有無判定部４０３の機能として、ステップＳ５０４、Ｓ５０５は、データ取得部４０４の機能として、ステップＳ５０６は、データ追加部４０５の機能として、ステップＳ５０７は、最適化処理部４０６の機能として、ＣＰＵ１０１により実行される。

（周波数特性最適化処理）
ここで、周波数特性最適化処理の例について説明する。図６は、ＰＣ１００において、本実施形態における周波数特性最適化処理として、ＰＣ１００に接続されたヘッドフォン１４０における最終的な音声出力が目標値になるように周波数特性の最適化を行う際の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、フラットな周波数特性となることを目標とするものとするが、これに限るものではない。

まず、ＣＰＵ１０１は、上記ステップＳ５０４またはＳ５０５で取得したデータの内、ヘッドフォン１４０における音声出力の周波数特性のデータ（例えば、ＲＦタグ１５０のＩＤがＡ０００００１の場合、この周波数特性は図３の（１）となる）を用いて、その逆特性のゲインカーブを示すデータを算出する（ステップＳ６０１）。

次いで、算出したデータをパラメータとしてＥＱ１０９に設定する（ステップＳ６０２）。この設定をされたＥＱ１０９は、入力信号に対して、ステップＳ６０１で算出された逆特性のゲインカーブ（例えば、図７（Ｂ））を適用したオーディオ出力をする。これにより、ヘッドフォン１２０での最終的な音声出力（ＳＰＬ：音圧レベル）の周波数特性は、元々は図７（Ａ）に示す特性であったものが図７（Ｃ）に示すフラットな周波数特性となる。

（出力レベル調整処理）
次に、ヘッドフォン１２０の出力レベルを制限する出力レベル調整処理の例について説明する。図８は、ＰＣ１００において、接続されるヘッドフォン１２０の出力レベルを、最終的な出力レベルが目標値になるように、出力レベルを制限する際の動作を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１０１は、前述のステップＳ５０４またはＳ５０５で取得したデータの内、ヘッドフォン１４０の入力インピーダンス、音圧感度のデータ（例えば、図３の例では、ＲＦタグ１５０のＩＤがＡ０００００１の場合、この入力インピーダンスは３２Ω、音圧感度は１１０ｄＢとなる）を用いて、ゲイン調整用のボリューム（Ｖｏｌ１１０）に設定されるゲイン値Ｘを算出する（ステップＳ８０１）。

次いで、ステップＳ８０１での算出結果のゲイン値ＸをＶｏｌ１１０に設定する（ステップＳ８０２）。

ここで、一例として、ヘッドフォン１４０の入力インピーダンス、音圧感度のデータがそれぞれ３２Ω、１１０ｄＢである場合で、望む特性が、ＤＡＣ１０８の出力電圧が−１０ｄＢのときに、ヘッドフォン１２０の出力音圧レベルを１００ｄＢとする場合を考える。このとき、アンプ１１１のゲインが３ｄＢ、ジャック１２０における出力インピーダンスが３３Ωの回路であるとすると（図９参照）、
−１０＋Ｘ＋３−６．２＋１１０＝１００
という関係式が成立する。よって、
Ｘ＝１００＋１０−３＋６．２−１１０＝３．２
が求まる。この３．２ｄＢをＶｏｌ１１０に設定することで、ヘッドフォン１４０における最終的な音圧レベルを目的の音圧レベル１００ｄＢとすることができる。

以上説明したように、本実施形態では、一般に普及しているヘッドフォンやスピーカ等の電気音響変換器に、固有のＩＤを記録したＲＦタグを接着やコーティング処理により固定し、ＰＣ等の音声出力を有する電子機器側にＲＦタグリーダを設けて、ＲＦタグからＩＤを読み取っている。当該電子機器は、読み取ったＩＤを基に、ＩＤと電気音響変換器の諸特性とを対応付けて登録しているデータベースから、当該電子機器に接続された電気音響変換器の諸特性を知ることができ、この電子機器に接続された電気音響変換器に対して、所望の最適化処理を施した音声出力を供給することができるようになる。また、本実施形態は、ハードウェアについては、ＰＣ１００にＲＦリーダ１３０を新たに設けた点を除いて、従来の回路構成を用いて実現することができる。

なお、本実施形態のＰＣ１００で実行されるプログラムは、ＨＤＤ等に予め組み込まれて提供される。あるいは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、上記プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。

１００…ＰＣ、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＭＣＨ、１０３…ＩＣＨ、１０４…メモリ、１０５…ＬＡＮ Ｉ／Ｆ、１０６…ＨＤＤ、１０７…Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ、１０８…ＤＡＣ、１０９…ＥＱ、１１０…Ｖｏｌ、１１１…アンプ、１２０…接続端子（ジャック）、１３０…ＲＦリーダ、１４０…ＨＰ（ヘッドフォン）、１４１…接続端子（プラグ）、１５０…ＲＦタグ、４０１…ＩＤ読取部、４０２…データベース検索部、４０３…データ有無判定部、４０４…データ取得部、４０５…データ追加部、４０６…最適化処理部

Claims (9)

1. 音声出力を有する電子機器であって、
   ＲＦタグリーダと、
   前記ＲＦタグリーダに、読み取り可能な範囲にあるＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる読取手段と、
   前記読取手段により読み取ったＩＤを基に、各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを検索する検索手段と、
   前記データベースから、前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得した諸特性のデータを基に、音声出力を最適化させる最適化手段と
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記データベースを内蔵したことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. ネットワークに接続するためのインターフェースをさらに備え、
   前記取得手段は、前記ネットワーク上にあって前記データベースを備える所定のサーバから、前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを内蔵し、前記取得手段は、前記内蔵するデータベースから、前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得し、一方、該データを取得できなかった場合には、前記所定のサーバから前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記読み取ったＩＤと前記取得手段が前記所定のサーバから取得した諸特性のデータとを対応付けて前記内蔵するデータベースに追加登録する追加手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記読取手段は、外部の電気音響変換器が接続されたときに、前記ＲＦタグリーダにＩＤの読み取りをさせることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記ＲＦタグリーダは、音声出力するための接続端子の近傍に配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 音声出力を有する電子機器における制御方法であって、
   前記電子機器に備わる制御手段が、前記電子機器に備わるＲＦタグリーダに、読み取り可能な範囲にあるＲＦタグに記録されたＩＤを読み取らせる読取ステップと、
   前記制御手段が、前記読取ステップにより読み取ったＩＤを基に、各種電気音響変換器に固有のＩＤと前記各種電気音響変換器の諸特性のデータとを対応付けて登録したデータベースを検索する検索ステップと、
   前記制御手段が、前記データベースから前記読み取ったＩＤに対応する諸特性のデータを取得する取得ステップと、
   前記制御手段が、前記取得ステップにより取得した諸特性のデータを基に、音声出力を最適化させる最適化ステップと
   を含むことを特徴とする電子機器の制御方法。
9. 電気音響変換器において、
   音声出力を有する電子機器に接続するための接続端子に、当該電気音響変換器に固有のＩＤを記録したＲＦタグを固定して設けたことを特徴とする電気音響変換器。

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