JP2019186743A

JP2019186743A - スピーカ、スピーカシステム、及びこれを備えたテレビジョン受信機

Info

Publication number: JP2019186743A
Application number: JP2018075249A
Authority: JP
Inventors: 紺野　伊知朗; Ichiro Konno; 伊知朗紺野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2019-10-24

Abstract

【課題】本発明は、複数のスピーカから成るスピーカシステムにおいて、聴視者の位置において最適な音場を設定することを目的とする。【解決手段】カメラを有したテレビジョン受信機と、複数のスピーカから成り、前記テレビジョン受信機はスピーカに対してコマンドを送信し、スピーカは、コマンドを受信すると光パルスと音声パルスを同時に発する。テレビジョン受信機は光パルスと音声パルスを受信すると光パルスと音声パルスの時間差を計測し、その時間化を基に音場を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカ、スピーカシステム及びこれを備えたテレビジョン受信機に関わり、特にリスニングルームでの最適な音場の再現を支援するスピーカ、スピーカシステム及びこれを備えたテレビジョン受信機に関するものである。

近年、大型テレビジョン受信機と複数のスピーカから構成される音響装置を組み合わせて臨場感あふれる映像と音響を楽しむニーズが高まっている。
従来、聴視者の聴視位置で適切な音場を再現するために聴視位置にマイクロフォンを置き、マイクロフォンで拾った音を測定して最適な音場となるように各スピーカの特性を調整していた。
また、カメラで撮影した画像を解析して聴視者の位置を推定し、その推定した位置での音場が最適になるように各スピーカの特性を調整していた。

特許５９１５２０６号公報

特許文献１に開示された技術は、カメラで撮影した画像を解析して聴視者の位置を推定するものである。その方法は、顔の大きさは年齢、性別等で大きな差がないと考え、顔の大きさを基に聴視者の位置を推定しようとするものである。
しかし、上記の方法では、顔の大きさは年齢、性別等で大きな差がないとは言え、個人差が有り、正確性は劣るという課題が有る。また、聴視者とスピーカの位置関係を特定することはできないという課題が有る。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような構成を取る。
即ち、本発明にかかるスピーカシステムは、カメラで撮影した画像から、少なくとも聴視者とスピーカの位置を測定する測定部と、該測定結果から音場を決定する音場決定部と、を具備することを特徴とする。

ここで、前記測定部は、カメラの画角と、撮影された画像の中心線から画縁までの距離と、撮影された画像の中心線からスピーカまでの距離と、から聴視者の位置とカメラの位置とスピーカの位置のなす角を求めても良い。

かかる構成により、カメラで撮影した画像を基に、聴視者の位置とスピーカの位置関係を把握することができる。

また、本発明にかかるスピーカシステムは、テレビジョン受信機と、複数のスピーカから成り、テレビジョン受信機はスピーカに対してコマンドを送信するコマンド送信部を有し、スピーカは、コマンドを受信するコマンド受信部と、該コマンドを受信すると、光パルスと音声パルスを同時に発する光出力部及び音声出力部を有し、テレビジョン受信機は前記光パルスと音声パルスを受信する光センサ及びマイクを有し、該受信した光パルスと音声パルスの時間差を計測する時間差測定部を具備する。

かかる構成により、テレビジョン受信機とスピーカの距離を把握することができる。

加えて、本発明にかかるテレビジョン受信機は、カメラと、光センサと、マイクとを具備し、カメラで撮影した画像及び、前記光センサとマイクで受信した信号の受信タイミングの時間差から音場を決定する。

本発明によれば、聴視者の位置と各スピーカの位置関係を適切に把握し、聴視位置における最適な音場を設定することができる。

本発明にかかるリスニングルームの様子を示した図である。本発明にかかるテレビジョン受信機とリアスピーカと聴視者の位置関係を示した図である。本発明にかかるカメラ映像の図である。本発明にかかるテレビジョン受信機とスピーカのブロック図である。本発明にかかるテレビジョン受信機のブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明のスピーカ及びスピーカシステムに係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。なお、本発明は、これらの実施形態での例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内および均等の範囲内におけるすべての変更を含む。
（第１の実施形態）
図１は、リスニングルームの様子を示した図である。
図１において、１０１は、テレビジョン受信機であり、１０２は、テレビジョン受信機の前面に配置されたフロントスピーカであり、１０３は、聴視者の位置であり、１０４は、聴視者の後方に配置されたリアスピーカであり、１０５はカメラである。
ここで、フロントスピーカ１０２は、テレビジョン受信機１０１に内蔵されたものでも良いし、テレビジョン受信機１０１とは個別に設置されたものでも良い。また、カメラ１０５は、テレビジョン受信機１０１に内蔵されていても良いし、テレビジョン受信機１０１とは個別に設置されたものでも良い。

本発明は、以上のように配置されたリスニングルームにおいて、聴視者の位置１０３とリアスピーカ１０４の位置関係を特定し、聴視者の位置１０３において、最適な音場を設定するものである。

先ず、図２にテレビジョン受信機１０１と、リアスピーカ１０４と、聴視者の位置１０３との位置関係を示す。同図において、Ｘ点は、テレビジョン受信機１０１の位置であり、Ｙ点は、リアスピーカ１０４の位置であり、Ｚ点は、聴視者の位置１０３である。

同図において、Ｚ点からＹ点までの距離（距離Ａ）を求めることが目的である。
そこで、先ず、Ｚ点、Ｘ点、Ｙ点で張られる角（角度Ｐ）を求める。かかる角度Ｐを求める方法を、図３を参照して説明する。
図３は、カメラ１０５で撮影された画像の様子であり、リアスピーカ１０４が映されている様子を示している。同図において、３０１は、撮影画像の外縁となる画縁であり、３０２は撮影画像の中心を示す中心線である。
かかる撮影画像から同図の中心線３０２から画縁３０１までの距離（距離Ｄ）と、中心線３０２からリアスピーカ１０４までの距離（距離ｄ）と、を測定する。次に、距離Ｄと距
離ｄから角度Ｐは、
Ｐ＝Ｑ＊ｄ／Ｄ
なる式で求める。ここで、Ｑは、カメラの視野角（または、画角ともいう）であり、
Ｑ＝２＊ａｒｃＴａｎ（２Ｄ／２ｆ）（ｆはレンズの実効焦点距離）
なる式で特定される。

次に、図２における、Ｘ点からＹ点までの距離（距離a）を求める。かかる距離aを求める方法を、図４を参照して説明する。
図４は、テレビジョン受信機１０１とリアスピーカ１０４のブロック図である。図４において、４０１はテレビジョン受信機１０１の制御部であり、４０２は無線送信部であり、４０３は光センサであり、４０４は時間差測定部であり、４０５はマイクである。また、４０６はリアスピーカ１０４の無線受信部であり、４０７は制御部であり、４０８は音声出力部であり、４０９は光出力部である。

先ず、テレビジョン受信機１０１の制御部４０１は、無線送信部４０２に対して距離測定のコマンド送信命令を出す。無線送信部４０２は、かかる命令を受け取ると、距離測定のコマンド４１０を送信する。
一方、リアスピーカ１０４の無線受信部４０６は、距離測定のコマンド４１０を受信して、リアスピーカ１０４の制御部４０７に伝える。リアスピーカ１０４の制御部４０７は、コマンドを受信すると、音声出力部４０８に対して音声パルス４１２を出力させ、また、光出力部４０９に対して光パルス４１１を出力させる。尚、音声パルス４１２と光パルス４１１は同時に出力される。
音声パルス４１２はテレビジョン受信機１０１のマイク４０５で受信され、また、光パルス４１１はテレビジョン受信機１０１の光センサ４０３で受信される。受信された音声パルス４１２と光パルス４１１の時間差が時間差測定部４０４で測定される。

時間差測定部４０４で測定された音声パルス４１２と光パルス４１１の時間差をＴとすると、距離aは、
a＝３４０＊Ｔ
となる。ここで、空気中の音速を秒速３４０メートルとしている。

次に、図２に戻り、距離Ａを求める。
ここでは、テレビジョン受信機１０１の位置であるＸ点から聴視者の位置１０３であるＺ点までの距離（距離ｃ２）は既知であるとする。
距離Ａは距離Ｂと距離Ｃから
Ａ＝（Ｂ^２＋Ｃ^２）^１／２
で求められる。
ここで、距離Ｂは、
Ｂ＝a＊Ｓｉｎ（Ｐ）
で求められる。
また、距離Ｃは
Ｃ＝（a＊Ｃоｓ（Ｐ））−ｃ２
で求められる。

以上のようにテレビジョン受信機１０１の位置とリアスピーカ１０４の位置と聴視者の位置１０３との関係が特定される。本発明にかかるスピーカシステムは、かかる位置関係と音場の設定パラメータとを規定するテーブルを予め保持する。この設定パラメータは具体的には、音量、周波数特性、位相等である。これにより、例えば、テレビジョン受信機１０１の位置とリアスピーカ１０４の位置と聴視者の位置１０３との関係を基にして各スピーカの音量、周波数特性、位相などを調整して放音するように制御するものである。

図５にテレビジョン受信機１０１のブロック図を示す。
同図において、５０１は、前述のテーブルである。また、１０５は、図１で示したカメラである。テレビジョン受信機１０１は、前述のように各種距離が測定されると、その距離に基づいてテーブル５０１のパラメータを決定する。これにより、聴視者の聴視位置において最適な音場が設定できる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、テレビジョン受信機１０１の位置であるＸ点から聴視者の位置１０３であるＺ点までの距離（距離ｃ２）は既知であるとした。

しかし、かかる距離に関しては従来技術（特許５９１５２０６号公報）と同様の方法、即ち、聴視者の顔の大きさなどを基に距離を推定しても良い。
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、Ｚ点からＹ点までの距離（距離Ａ）を求めた。併せて、Ｘ点からＺ点の方向とＺ点からＹ点に至る方向のなす角（図２の角度Ｒ）を求めても良い。
かかる角度Ｒは、
Ｒ＝ａｒｃＴａｎ（Ｂ／Ｃ）
で求められる。
方向と距離が規定されることでより正確な音場設定が可能となる。

１０１：テレビジョン受信機、１０２：フロントスピーカ、１０３：聴視位置、１０４：リアスピーカ、１０５：カメラ、４０１：テレビジョン受信機の制御部、４０２：無線送信部、４０３：光センサ、４０４：時間差測定部、４０５：マイク、４０６：無線受信部、４０７：リアスピーカの制御部、４０８：音声出力部、４０９：光出力部、５０１：音場設定テーブル

Claims

カメラで撮影した画像から、少なくとも聴視者とスピーカの位置を測定する測定部と、
該測定結果から音場を決定する音場決定部と、
を具備することを特徴とするスピーカシステム。
請求項１に記載のスピーカシステムにおいて、
前記測定部は、カメラの画角と、撮影された画像の中心線から画縁までの距離と、撮影された画像の中心線からスピーカまでの距離と、から聴視者の位置とカメラの位置とスピーカの位置のなす角を求めることを特徴とするスピーカシステム。
テレビジョン受信機と、複数のスピーカから成るスピーカシステムにおいて、
前記テレビジョン受信機は前記スピーカに対してコマンドを送信するコマンド送信部を有し、
前記スピーカは、前記コマンドを受信するコマンド受信部と、該コマンドを受信すると、光パルスと音声パルスを同時に発する光出力部及び音声出力部を有し、
前記テレビジョン受信機は前記光パルスと音声パルスを受信する光センサ及びマイクを有し、
該受信した光パルスと音声パルスの時間差を計測する時間差測定部を具備することを特徴とするスピーカシステム。
カメラと、光センサと、マイクとを具備したテレビジョン受信機であって、
前記カメラで撮影した画像及び、前記光センサとマイクで受信した信号の受信タイミングの時間差から音場を決定することを特徴とするテレビジョン受信機。