JP4927543B2 - サラウンド・サウンド・システムの低域効果およびサラウンド・チャネルの無線ディジタル伝送 - Google Patents

Description

本発明は、音声情報を伝送する装置および方法に関し、特に、ホーム・シアター・システムにおいて１つまたは複数のスピーカに音声データを無線伝送する装置および方法に関する。

本米国非仮特許出願は、「Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬＦＥ ａｎｄ Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｃｈａｎｎｅｌｓ Ｆｏｒ Ｈｏｍｅ Ｔｈｅａｔｅｒ」と題する２００３年９月２４日出願の米国仮特許出願第６０／５０５，５０２号の特典および／または優先権を主張するものである。

図１は、従来の、または従来技術による、ホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの全体を１０で示すブロック図である。従来のホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システム１０は、その主要な構成要素として、ホーム・シアター受信機１２を含む。受信機１２に対して有線で物理的に接続されるのは、右スピーカ１４、左スピーカ１６、および中央スピーカ１８である。受信機１２は、右チャネル音声信号を右スピーカ１４に、左チャネル音声信号を左スピーカ１６に、中央チャネル音声信号を中央スピーカ１８に供給するように動作することができる。

また、右サラウンド・スピーカ２０、左サラウンド・スピーカ２２およびサブウーファ２４も、受信機１２に有線で物理的に接続される。受信機１２は、右サラウンド音声信号を右サラウンド・スピーカ２０に、左サラウンド音声信号を左サラウンド・スピーカ２２に、サブウーファ信号をサブウーファ２４に供給するように動作することができる。全てのスピーカを受信機１２に物理的に接続する必要があるので、このようなホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムには、容易且つ／または効率的に設置するために多くの問題があることは明らかである。従って、設置の困難さのために、多くの消費者がホーム・シアター・システムの購入を諦めてしまう可能性がある。

サラウンド・サウンド・スピーカは受信機からある程度離れた位置に配置されるので、図１に示すようなホーム・シアター・システムを求める多くの消費者は、サラウンド・スピーカの配線の困難さに直面する。この困難さの原因はいくつか考えられるが、通常は、美観の問題またはロジスティックの（ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ）問題による。このため、多くの消費者はやむなくサラウンド・スピーカを接続することを諦めることになり、結果として、ホーム・シアターの音性能は最適とは言えないものになり、消費者は不満を感じることになる。

上記に鑑みて、様々な無線サラウンド・サウンド方式がその解決策として開発されている。ほとんどの無線サラウンド方式では、簡単であり且つ費用効率も良いが音質が悪い「ＲＦアナログ音声（ａｎａｌｏｇ ａｕｄｉｏ ｏｖｅｒ ＲＦ）」方式を利用している。ホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの目的は、良質な音を得ることであるので、このような悪い音質は、購入の目的を損なうことになる。このことが、アナログ技術ではなくディジタル技術が利用されることの根拠になる。しかし、ディジタル技術を使用する場合には、解決策の実施に非常に費用がかかることになる。さらに、無線サラウンド・サウンド・スピーカをバッテリで駆動しない限り、サラウンド・サウンド・スピーカに電力を供給するために、ホーム・シアター受信機からサラウンド・サウンド・スピーカまでの配線は依然として必要である。バッテリ駆動式のサラウンド・サウンド・スピーカを使用することは、いくつかの明らかな理由から許容できる解決策ではない。

例えば、サラウンド・サウンド・スピーカが無線受信機と無線信号用の増幅器とを備える場合には、サラウンド・サウンド・スピーカは、依然としてこの受信機および増幅器を駆動するための電源を必要とする。あるいは、サラウンド・サウンド・スピーカが無線受信機および増幅器を備えない場合には、サラウンド・サウンド・スピーカは、やはり別個の電源を必要とする外部受信機／増幅器に接続する必要がある。

従って、このような従来技術の無線システムは、従来のホーム・シアター・システムに比べてある程度は好ましいが、それでも設置の困難さは残っている。

従って、上記の考察から、設置の困難さを軽減したサラウンド・サウンド・スピーカが必要とされていることは明らかである。

さらに、上記の考察から、従来技術の欠点を軽減する無線サラウンド・サウンド・スピーカ方式が必要とされていることも明らかである。

また、上記の考察から、ディジタル音質を提供する無線サラウンド・サウンド・スピーカ方式が必要とされていることも明らかである。

上記その他の必要は、本発明の原理、ならびに／あるいは本発明を本明細書に図示および／または記述するような１つまたは複数の様々な形態および／または構造で実施したものを適用することによって満たされる。

（発明の概要）
本発明の原理によれば、サブウーファは、低域効果（ＬＦＥ）チャネルに関する情報および両サラウンド・チャネルに関する情報を含む信号を受信するための無線受信機を備える。このサブウーファは、ＬＦＥチャネル情報を利用し、サラウンド・スピーカに給電し、サラウンド・チャネル情報信号をそれぞれのサラウンド・スピーカに供給する。このようにして、サブウーファを、サラウンド・サウンド・システムを設置する部屋の中の後方位置など、サラウンド・サウンド・システム受信機から遠隔の位置に配置することができる。このように、サラウンド・スピーカ用の別個の給電線が不要となり、サラウンド・スピーカは、サラウンド・サウンド・システム受信機から遠隔に配置され、サラウンド・サウンド・システム受信機に接続されない。

一実施形態によれば、ＬＦＥチャネル信号は、サブウーファに送信されるときに一方または両方のサラウンド・チャネルにディジタル多重化される。サブウーファは、受信した信号を逆多重化して、サラウンド・チャネル信号からＬＦＥチャネル信号を分離する。本発明の一実施形態では、多重化信号は、サブウーファに送信される前に８／１４（ｅｉｇｈｔ ｔｏ ｆｏｕｒｔｅｅｎ）変調（ＥＦＭ）を用いてレッド・ブックＣＤフォーマットに変換される。

ＬＦＥチャネル信号を一方または両方のサラウンド・チャネルに多重化することに加えて、バス周波数音声成分を一方または両方のサラウンド・チャネルに多重化することもできる。

別の実施形態によれば、ＬＦＥチャネル信号は、サラウンド・サウンド・システム受信機によって、最初にアナログ・フォーマットで一方または両方のサラウンド・チャネルに付加される。これらの信号は、加算され、パルス・コード変調（ＰＣＭ）フォーマットに変換される。次いで、ＰＣＭフォーマット信号は、ＥＦＭを用いてレッド・ブックＣＤフォーマットに符号化され、ＲＦ（無線周波数）搬送波を介してサブウーファに送信される。次いで、サブウーファ内またはその付近に位置するＲＦ受信機が、ＲＦ・ＥＦＭ信号を復調し、ＰＣＭ信号をアナログ音声に変換する。

ＬＦＥチャネルは、単純な低域フィルタを用いて一方または両方のサラウンド・チャネルから抽出し、サブウーファによって増幅することができる。ＬＦＥを両方のチャネルから抽出する場合には、加算増幅器を用いてこの２つのＬＦＥ信号を再結合しなければならない。次いで、その結果得られた音声信号を、サブウーファによって増幅する。

一形態では、本発明は、サラウンド・サウンド・システムで使用される無線サブウーファを提案する。この無線サブウーファは、サブウーファ成分およびサラウンド成分の両方を含む信号を無線受信する受信機と、サブウーファを駆動するためのサブウーファ成分を受信した信号から抽出する抽出機とを含む。また、このサブウーファは、適当な右および左のサラウンド成分をそれぞれ右および左のサラウンド・スピーカに供給して、サラウンド・スピーカを駆動する。

別の形態では、本発明は、サラウンド・サウンド受信機を提案する。このサラウンド・サウンド受信機は、第１のフロント・スピーカに接続する第１のポートと、第２のフロント・スピーカに接続する第２のポートと、サブウーファ・チャネルからの信号とサラウンド・チャネルからの信号とを合成するコンバイナと、合成信号をサブウーファに無線送信する送信機とを含む。このサブウーファは、合成信号を無線受信し、合成信号からサブウーファ・チャネルを抽出し、サラウンド・スピーカに給電し、サラウンド・チャネルを含む信号をサラウンド・スピーカに提供する。このサラウンド・サウンド受信機は、中央スピーカに接続する第３のポートも含むことが好ましいが、必ずしもこれが必要と言うわけではない。

さらに別の形態では、本発明は、サブウーファおよび複数のサラウンド・サウンド・スピーカを有するサラウンド・サウンド・サブシステムを駆動する方法を提案する。この方法は、（ａ）サラウンド・サウンド受信機において、サブウーファ信号とサラウンド信号とを合成するステップと、（ｂ）合成信号を、サラウンド・サウンド受信機と連動するディジタルＲＦ送信機を介して無線送信するステップと、（ｃ）無線送信された合成信号を、サブウーファと連動する無線ディジタルＲＦ受信機によって受信するステップと、（ｄ）合成信号からサブウーファ信号を抽出して、この抽出したサブウーファ信号によってサブウーファを駆動するステップと、（ｅ）サブウーファに接続されたサラウンド・サウンド・スピーカにサラウンド信号を提供して、サラウンド・サウンド・スピーカをサラウンド信号によって駆動するステップとを含む。

以下の本発明の一実施形態の説明を図面と併せて読むことにより、本発明の上記その他の特徴および目的ならびにそれらを実現する方法はより明らかになり、本発明自体もより良く理解されるであろう。

いくつかの図面を通じて、対応する部分は対応する参照番号で示してある。これらの図面は本発明のいくつかの実施形態を示すものであるが、これらの図面は必ずしも一定の比率で描かれているわけではなく、本発明の図示および説明が分かりやすくなるように、一部の要素を強調してあることもある。本明細書に記載の例示は、本発明の１つの実施形態の１つの形態を示すものであり、この例示は、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものとして解釈されないものとする。

本明細書に開示の実施形態は、全てを網羅するものではなく、当業者がその教示を利用できるように開示した厳密な形態に本発明を限定するものではない。

図２は、本発明の原理を実施した、全体を３０で示すホーム・シアター・システムを示すブロック図である。ホーム・シアター・システム３０は、主サブシステムまたは主部分と呼ばれることもある、全体を３２で示す第１のサブシステムまたは部分を有する。主サブシステム３２は、ホーム・シアター受信機３６を含む。このホーム・シアター受信機３６は、本発明の原理による本明細書に記載の機能および／または動作に加えて、音声信号または音声／映像信号を、１つまたは複数のソースまたは入力から受信し、処理し、且つ／あるいは１つまたは複数の出力先または構成要素に対して分配する（まとめて言えば「処理する」）など、従来技術で既知のホーム・シアター受信機の機能も果たす。音声プロセッサとして、受信機３６は、適当な音声再生装置（例えばスピーカ）を通じて音声を生成するための音声信号を供給する。

従って、主サブシステム３２は、右音声スピーカ（スピーカ）３８、左音声スピーカ（スピーカ）４０、および中央音声スピーカ（スピーカ）４２を含む。受信機３６は、右チャネル音声出力またはスピーカ・ポート３７を含み、１つまたは複数の右チャネル音声信号は、このポート３７から、図２に示すようなポート３７とスピーカ３８の間に延びる線による有線接続を介して、右スピーカ３８に供給される。また、受信機３６は、左音声チャネル出力またはスピーカ・ポート３９も含み、１つまたは複数の左チャネル音声信号は、このポート３９から、図２に示すようなポート３９とスピーカ４０の間に延びる線による有線接続を介して、左スピーカ４０に供給される。さらに、受信機３６は、中央チャネル音声出力またはスピーカ・ポート４１も含み、１つまたは複数の中央チャネル音声信号は、このポート４１から、図２に示すようなポート４１とスピーカ４２の間に延びる線による有線接続を介して、中央スピーカ４２に供給される。また、主サブシステム３２は、その機能、動作および／または特徴について以下で述べるディジタルＲＦ送信機システム５０も含む。ただし、ディジタルＲＦ送信機５０は、受信機３６の一部として、すなわち受信機３６に組み込まれるものとして示してあるが、受信機３６の外部にある、すなわち受信機３６から分離していてもよいことを理解されたい。

また、ホーム・シアター・システム３０は、サラウンド・サウンド・サブシステム、サラウンド・サブシステムまたは高性能サブウーファ・サブシステムもしくは部分と呼ばれることもある、全体を３４で示す第２のサブシステムまたは部分も含む。サラウンド・サブシステム３４は、サブウーファ４４、右サラウンド・サウンド（サラウンド）スピーカ４６、および左サラウンド・サウンド（サラウンド）スピーカ４８を含む。サブウーファは、右サラウンド・サウンド（サラウンド）チャネル・ポート４５を含み、１つまたは複数の右サラウンド・サウンド（サラウンド）チャネル音声信号は、このポート４５から、図２に示すようなポート４５とスピーカ４６の間に延びる線による有線接続を介して、右サラウンド・スピーカ４６に供給される。右および左のサラウンド・スピーカは、右および左のリア・スピーカと呼ばれることもある。また、サブウーファは、左サラウンド・サウンド（サラウンド）チャネル・ポート４７も含み、１つまたは複数の左サラウンド・サウンド（サラウンド）チャネル音声信号は、このポート４７から、図２に示すようなポート４７とスピーカ４８の間に延びる線による有線接続を介して、左サラウンド・スピーカ４８に供給される。また、サブウーファ・システム３４は、その動作、機能および／または特徴について以下で述べるディジタルＲＦ受信機システム５２も含む。ただし、ディジタルＲＦ受信機５２は、サブウーファ４４の一部として、すなわちサブウーファ４４に組み込まれるものとして示してあるが、サブウーファ４４の外部にある、すなわちサブウーファ４４から分離していてもよいことを理解されたい。

図２に示すホーム・シアター・システム３０は、５つのスピーカ（左右のスピーカ、中央スピーカ、および左右のサラウンド・サウンド・スピーカ）と、１つのサブウーファとを備えるところから、５．１システムと呼ばれる。ただし、本発明は、７．１システム（７つのスピーカおよび１つのサブウーファ）など、その他のスピーカ・システム構成にも適用することができることを理解されたい。

主サブシステム３２は、受信機３６と連動する、またはその一部である、上記のディジタル無線周波数（ＲＦ）送信機５０をさらに含む。ディジタルＲＦ送信機５０は、送信する前に、レッド・ブック規格のＣＤフォーマットに準拠したものなどのＣＤフォーマットを用いて音声の変調を行うように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。音声データをレッド・ブックＣＤフォーマットに変換するプロセスは、当業者には周知であり、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製のＳＡＡ７３９２ＩＣを用いて実施することができる。最初に、音声データは、ＰＣＭフォーマットに変換される。この変換では、信号を時間サンプリングし、振幅を量子化して並列２進数にする。これは、通常はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）で行われる。次いで、このディジタル・データを処理して、クロス・インタリーブド（Ｃｒｏｓｓ−Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）リード・ソロモン・コーディング（ＣＩＲＣ）エラー補正符号化および８／１４変調（ＥＦＭ）を行う。

レッド・ブックＣＤフォーマットのデータは、複数のフレームにグループ化され、各フレームは５８８のチャネル・ビットからなる。各フレームは、２７ビット同期部分、８ビットＳＵＢＣＯＤＥ部分（適当または必要な場合）、９６ビット・データ部分、３２ビット・パリティ部分、第２の９６ビット・データ部分、および第２の３２ビット・パリティ部分からなる。フレームの構築においては、６つの３２ビットＰＣＭ音声サンプリング期間を１つのフレームにグループ化し、次いで、各サンプリング・フレームを分割して、４つの８ビット音声シンボルを生成する。起こりうるエラーを分散するために、異なるフレームから得られるシンボルを交互に配置して、１つのフレームの音声信号が様々なフレームから得られるようにする。さらに、各フレームごとに８個の８ビット・パリティ・シンボルを生成し、そのうちの４つは当該フレームの中央に配置し、残りの４つは当該フレームの末端に配置する。フレームの交互配置およびパリティ・フレームの生成により、クロス・インタリーブド・リード・ソロモン・コードに基づくエラー補正符号化が行われる。フレームが構築されたら、このデータをＥＦＭ符号化し、各８ビット・ワードに対して特定の１４ビット・ワードを割り当てるテーブルを用いて、８ビットのブロックを１４ビット・ワードのブロックに変換する。一実施形態では、データの交互配置およびＥＦＭ符号化を含むフレームの構築は、全てディジタルＲＦ送信機５０内にあるＣＩＲＣエンコーダ、制御および表示エンコーダ、時分割マルチプレクサ、およびＥＦＭ変調器を含む、ＣＤフォーマット・エンコーダによって実行される。ただし、上記の機能および処理は、当業者には既知のその他の様々な構成要素およびソフトウェア要素によって実施することもできることを理解されたい。この変換によってＥＦＭ信号が得られ、次いで、このＥＦＭ信号を調整して変調用信号を生成する。

さらに、ディジタルＲＦ送信機５０は、以下のように動作することもできる。ＥＦＭ信号は、音声をディジタルＲＦ受信機５２に送信する搬送波をこのアナログ状信号で周波数変調するその後の周波数変調ステージを簡略にするために、ディジタルＲＦ送信機５０内の信号調整によって、正弦基本波に周波数帯域が制限される。ＥＦＭ信号は、１８０ｋＨｚから７２０ｋＨｚの間などに帯域を制限することもできる。調整済みのＥＦＭ信号を使用して、発振子またはアンテナを備えたディジタルＲＦ送信機５０がＲＦ搬送波信号を変調する。

ただし、この方式は、ステレオにしか対応していない。従って、ＣＤフォーマットは、２つのチャネルしかサポートすることができない。この場合では、これら２つのチャネルは、右サラウンド・サウンド音声チャネルおよび左サラウンド・サウンド音声チャネルである。しかし、本発明の原理によれば、受信機３６は、ディジタルＲＦ送信機５０を通して、且つ／または介して、サブウーファ・チャネルとも呼ばれるサラウンド・サウンド・システムのＬＦＥ（低域効果）チャネルを、左右のサラウンド・チャネルの一方または両方に多重化する。この１つまたは複数のサブウーファ・システム合成音声信号または高性能サラウンド・サウンド合成音声信号は、上述のように受信機３６のディジタルＲＦ送信機５０によってＣＤフォーマットで供給され、サブウーファ４４のディジタルＲＦ受信機５２に無線送信される。サブウーファ４４は、この合成信号から、右サラウンド・サウンド音声チャネル成分、左サラウンド・サウンド音声チャネル成分、およびサブウーファ音声チャネル（ＬＦＥ）成分を復元するために、この合成音声信号を受信して処理するように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。復元された右サラウンド・サウンド音声チャネルは、右サラウンド・スピーカ４６に提供され、復元された左サラウンド・サウンド音声チャネルは、左サラウンド・スピーカ４８に供給され、サブウーファ（ＬＦＥ）チャネルはサブウーファ４４に供給される。サブウーファ４４は通常はホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの後部に設けられるので、ユーザがサラウンド・スピーカ４６および４８を配線する際に、問題は生じない。

図３を参照すると、本発明の原理、特に図２の実施形態に関連して上述した原理を実施する、全体を６０で示すホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの別の例示的な実施形態が示してある。従って、このホーム・シアター・システム６０は、主サブシステムまたは主部分と呼ばれることもある、全体を６２で示す第１のサブシステムまたは部分と、サラウンド・サウンド・サブシステム、サラウンド・サブシステムまたは高性能サブウーファ・サブシステムもしくは部分と呼ばれることもある、全体を６４で示す第２のサブシステムまたは部分とを有する。サブシステム６２および６４はそれぞれ、上述の原理に従って機能する。

主サブシステム６２は、ディジタル・サウンド・プロセッサなどのプロセッサ６８、またはディジタル・サウンド・プロセッサを含むプロセッサ６８を含むホーム・シアター受信機６６を含む。プロセッサ６８は、ディジタルＥＦ送信機７０と連絡している。ディジタルＲＦ送信機７０は、ディジタルＲＦ送信機５０に関連して上述したように機能する。プロセッサ６８は、受信機６６の必要な処理および／または制御を行う。分かりやすくするために、受信機６６に接続される右スピーカ、左スピーカおよび中央スピーカは、図３には示していない。ディジタルＲＦ送信機７０は、ディジタルＲＦ送信機７０からサブシステム６４に向かって広がる曲線で示すように、１つまたは複数の合成サラウンド／サブウーファ信号を無線で供給する。

サラウンド・サブシステム６４は、右サラウンド・ポート７３および左サラウンド・ポート７５を有するサブウーファ７２を含む。右サラウンド・スピーカ７４は、右サラウンド・スピーカ７４と右サラウンド・ポート７３の間の直線で表すワイヤを介して右サラウンド・ポート７３に接続された状態で示してある。左サラウンド・スピーカ７６は、左サラウンド・スピーカ７６と左サラウンド・ポート７５の間の直線で表すワイヤを介して左サラウンド・ポート７５に接続された状態で示してある。サブウーファ７２は、電源７８に接続される。電源７８がサブウーファに電力を供給し、サブウーファがサラウンド・スピーカ７４、７６に電力を供給する。サブウーファ７２は、さらに、ディジタルＲＦ受信機８０、プロセッサ８２および増幅器８４を含む。

特に、受信機６６と連動する、またはその一部であるディジタルＲＦ送信機７０は、送信する前に、レッド・ブック規格のＣＤフォーマットに準拠したものなどのＣＤフォーマットを用いて音声の変調を行うように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。音声データをレッド・ブックＣＤフォーマットに変換するプロセスは、当業者には周知であり、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製のＳＡＡ７３９２ＩＣを用いて実施することができる。最初に、音声データは、ＰＣＭフォーマットに変換される。この変換では、信号を時間サンプリングし、振幅を量子化して並列２進数にする。これは、通常はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）で行われる。次いで、このディジタル・データを処理して、ＣＩＲＣエラー補正符号化および８／１４変調（ＥＦＭ）を行う。

受信機６６は、プロセッサ６８を通して、且つディジタルＲＦ送信機７０を介して、サブウーファ・チャネルとも呼ばれるサラウンド・サウンド・システムのＬＦＥ（低域効果）チャネルを、左右のサラウンド・チャネルの一方または両方に多重化する。この１つまたは複数のサブウーファ・システム合成音声信号または高性能サラウンド・サウンド合成音声信号は、上述のように受信機６６のディジタルＲＦ送信機７０によってＣＤフォーマットで提供され、サブウーファ７２のディジタルＲＦ受信機８０に無線送信される。

サブウーファ７２は、ディジタルＲＦ受信機８０を介してこの合成音声信号を受信して処理するように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。プロセッサ８２は、回路／論理および／またはファームウェアを介して、この合成信号から、右サラウンド・サウンド音声チャネル成分、左サラウンド・サウンド音声チャネル成分、およびサブウーファ音声チャネル（ＬＦＥ）成分を復元するように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。復元された右サラウンド・サウンド音声チャネルは、増幅器８４によって増幅され、右サラウンド・スピーカ４６に供給される。復元された左サラウンド・サウンド音声チャネルは、増幅器８４によって増幅され、左サラウンド・スピーカ４８に供給される。サブウーファ（ＬＦＥ）チャネルは、増幅器８４によって増幅されることも増幅されないこともあるが、サブウーファ７２内のボイス・コイル（図示せず）に供給され、低周波音を発生させる。

次に、図４を参照すると、本発明の原理による、全体を９０で示すホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの別の実施形態が示してある。図４のシステム９０は、本発明または本発明の原理を実施することができるホーム・シアター・システムの典型的なシステム、ならびに複数のサラウンド・チャネルへのＬＦＥの多重化を実施する１つの様式または方法を示すものである。システム９０は、主サブシステム９２およびサラウンド／サブウーファ・サブシステム９４を含む。主サブシステム９２は、主要な構成要素としてサラウンド受信機９６を含み、サラウンド／サブウーファ・サブシステム９４は、その主要な構成要素としてサブウーファ１０６、ディジタルＲＦ受信機１１４およびＬＦＥ抽出機１１６を含む。ここでも、分かりやすくするために、受信機９６に接続されるスピーカは図示していない。右サラウンド・スピーカ１０８および左サラウンド・スピーカ１１０は、ディジタルＲＦ受信機１１４に接続されて、ディジタルＲＦ受信機１１４によって処理された後の適当なサラウンド・チャネルを受信する。さらに、受信機９６は、適当な電源９８に接続され、ディジタルＲＦ受信機１１４は、必要に応じて電力を供給する適当な電源１１２に接続される。通常は、これは、米国の家庭用として標準的な１２０ボルトＡＣである。電源９８および１１２は、通常は、家の中の同じ電源に、異なる電気プラグを介して接続して得られるものである。

受信機９６など、ほとんどのホーム・シアター受信機は、ディジタル・サウンド・プロセッサ１００を含む。さらに、ファームウェア１０２を設けて、ディジタル音声プロセッサが本明細書で述べた方法で機能または動作することを可能にする。ディジタル・サウンド・プロセッサ１００およびファームウェア１０２により、バス管理および／またはバス・リダイレクションに対応した構成にすることが可能になる。これにより、その他の５つのスピーカ（５：１システムの場合）の全てまたは一部にＬＦＥを付加することが可能になる。また、これにより、音声チャネルの周波数のより低い成分をスピーカからサブウーファに向け直すことも可能になる。従って、また本発明の原理によれば、ディジタル音声プロセッサ１００を利用して、ＬＦＥチャネルを左および右のサラウンドＰＣＭチャネルにディジタル多重化する。ファームウェア１０２は、通常の場合のようにＬＦＥを右および左のチャネルに多重化するのではなく、または通常の場合のようにＬＦＥを右および左のチャネルに多重化することに加えて、ＬＦＥチャネルを左および／または右のサラウンド・チャネルに多重化することができるように、変更される。さらに、音声のバス成分が５つのスピーカからサブウーファに向け直すことができるので、その後に、サウンド・プロセッサ１００によって、ＬＦＥ信号に加えてこのバスもサラウンド・チャネルに多重化することもできる。ディジタル多重化は、ＬＦＥを一方または両方のサラウンド・チャネルに付加する、またはＬＦＥおよびバス周波数音声成分を一方または両方のサラウンド・チャネルに付加するなど、いくつかの選択可能な方法によって実施することができる。従って、システム９０は、合成ＬＦＥ／サラウンド信号を生成し、供給し、受信するためのディジタル領域処理を行う。

ディジタルＲＦ受信機１１４は、ディジタルＲＦ送信機１０４から無線伝送されたサラウンド／サブウーファ（合成）信号を受信するように動作することができ、そのように構成され、且つ／またはそのように適合される。ディジタルＲＦ受信機１１４は、受信した合成信号を処理して、右サラウンド・チャネルおよび左サラウンド・チャネルを取り出す。右サラウンド・チャネルは右サラウンド・スピーカ１０８に供給され、左サラウンド・チャネルは左サラウンド・スピーカ１１０に供給される。

また、ディジタルＲＦ受信機１１４は、ＬＦＥ抽出機１１６にも信号を供給する。ＬＦＥ抽出機１１６は、一方または両方のサラウンド・チャネルから、サブウーファで使用されるＬＦＥチャネルを抽出する。ＬＦＥ抽出機１１６は、そのために低域フィルタ１１８を含むこともできる。その結果得られる抽出されたサブウーファ・チャネルは、サブウーファ１０６に供給される。

図５を参照すると、特にＬＦＥ音声成分／信号と一方または両方の１つまたは複数のサラウンド音声成分／信号とを合成する別の方法を提供するための、全体を１３０で示すホーム・シアター／サラウンド・サウンド・システムの別の例示的な実施形態が示してある。システム１３０は、主サブシステムおよびサブウーファ／サラウンド・サブシステム１３４を含む。主サブシステム１３２は、上記と同じ、または同様に、ディジタルＲＦ送信機１４４を有する受信機１３６を含む。分かりやすくするために、受信機１３６に接続されたスピーカおよび電源は図示していない。サブウーファ・サラウンド・サブシステム１３４は、サブウーファ１４６、右サラウンド・スピーカ１４８および左サラウンド・スピーカ１５０を含む。電力１５２は、サブウーファ１４６に供給される。

システム１３０では、ＬＦＥはアナログ領域で右サラウンド・チャネルおよび左サラウンド・チャネルの一方または両方と加算され、次いで、その結果得られたステレオ・チャネルが、ディジタルＲＦ送信機１４４によるディジタル送信に備えてディジタル符号化される。詳細には、ＬＦＥ、右サラウンド・チャネルおよび／または左サラウンド・チャネルは、加算器１３８において加算される。その後、加算された信号は、ＰＣＭ１４０に供給される。次いで、その結果得られたステレオ・ディジタルＰＣＭ信号を、ＥＦＭ変調器１４２を用いて符号化し、その後、送信機１４４からＲＦ搬送波を介して伝送する。この無線信号は、いくつかの曲線で示してある。

サブウーファ１４６内にある、またはこれと連動するＲＦ受信機１５４は、この合成信号を受信する。次いで、ＥＦＭ復調器１５６が、このＲＦ・ＥＦＭ信号を復調する。次いで、ＰＣＭ／アナログ・プロセッサ／処理回路１５８が、ステレオＰＣＭ信号をアナログ音声に変換する。このアナログ音声信号は、サラウンド・チャネルの一方または両方のＬＦＥチャネルを含む。ＰＣＭ／アナログ・プロセッサ／処理回路１５８は、サラウンド・チャネルを増幅器１６２に供給し、増幅器１６２は、右サラウンド・チャネルを右サラウンド・スピーカ１４８に、左サラウンド・チャネルを左サラウンド・スピーカ１５０に供給する。ＰＣＭ／アナログ・プロセッサ／処理回路１５８は、さらに、この信号をＬＦＥ抽出機／抽出回路１６０にも供給する。ＬＦＥ抽出機／抽出回路１６０は、低域フィルタなどを介して、ステレオ・サラウンド・チャネルの一方または両方からＬＦＥチャネルを抽出する。その後、ＬＦＥ信号は、サブウーファで使用するために増幅器１６２で増幅される。ＬＦＥを両方のサラウンド・チャネルから抽出した場合には、その後に、加算増幅器を用いてこれら２つのＬＦＥ信号を再結合し、その後にサブウーファによって増幅しなければならない。

あるいは、単純な高域フィルタを用いて、サラウンド・チャネルからＬＦＥ成分を除去することもできる。場合によっては（ＬＦＥ信号がサラウンド・スピーカに損傷を与える場合には）、ＬＦＥ成分を除去することが有利であることもある。あるいは（サラウンド・スピーカがＬＦＥ成分を扱うことができる場合、またはサラウンド・スピーカがＬＦＥ成分をフィルタ除去する場合には）、ＬＦＥ成分を高域フィルタリングする必要がないこともある。

図６を参照すると、本発明の例示的な動作の流れを示す、全体を１７０で示す流れ図が示してある。ステップ１７２で、サブウーファ（例えばＬＦＥ）信号／チャネルが、一方または両方のサラウンド信号／チャネルと合成される。これは、受信機内で、上述のように様々な方法で実施される。次いで、ステップ１７４で、合成信号が、受信機と連動したディジタルＲＦ送信機を介して無線伝送される。ステップ１７６で、合成信号は、サブウーファと連動したディジタルＲＦ受信機によって無線受信される。ステップ１７８で、サブウーファは、この合成信号からサブウーファ信号／チャネルを抽出して、抽出したサブウーファ信号／チャネルによってサブウーファを駆動する。この抽出は、信号／チャネルがどのように合成されたかによって決まる。最後に、ステップ１８０で、この１つまたは複数のサラウンド信号／チャネルが、サブウーファに接続された一方または両方の（すなわち右および／または左の）サラウンド・スピーカに供給される。

上記で説明し、図６に示した流れ図１７０は、本明細書に記載の本発明の例示的な動作の流れを与えるものであることを理解されたい。本発明は、流れ図１７０の全てのステップより少ないステップで、またはこれらとは異なるステップを用いて、実施することもできる。このことは、特許請求の範囲に反映されている。さらに、手順、方法または動作１７０の代替の実施形態において、これより多い、または少ないステップで、本明細書に記載の原理に従って本発明を実施することもできる。また、上記手順１７０全体ではなく、上記手順の一部分によって、本発明の原理を実施することもできる。さらに、様々な変更が考えられる。

好ましい設計を有する本発明について説明したが、本発明は、本開示の趣旨および範囲内でさらに変更することができる。従って、本願は、本発明の一般原理を用いた本発明の任意の変更、用途、改変を包含するものとする。さらに、本願は、本発明が関係する技術分野における既知または従来の手法の範囲内であり、且つ特許請求の範囲の制限内となるような本開示からの逸脱を包含するものとする。

従来技術のホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの構成を示すブロック図である。 本発明の原理による例示的なホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムを示すブロック図である。 本発明の原理による図２のホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの実施形態を示す図である。 本発明の原理による図２のホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの別の実施形態を示す図である。 本発明の原理による図２のホーム・シアターまたはサラウンド・サウンド・システムの別の実施形態を示す図である。 本発明の例示的な全体の動作の流れを示す流れ図である。

Claims (20)

1. 主サブシステム及び無線サブウーファ装置を有するサラウンド・サウンド・システムにおける無線サブウーファ装置であって、
   互いにディジタル多重化され、かつ前記主サブシステムにおいて既定のフォーマットに符号化されたサブウーファ成分およびサラウンド成分の両方を含む信号を前記主サブシステムから無線受信する受信機と、
   サブウーファを駆動するための前記サブウーファ成分を、受信した信号から抽出する抽出機とを含み、
   前記無線サブウーファ装置は、前記サラウンド成分をサラウンド・スピーカに供給して、該サラウンド・スピーカを駆動する、前記無線サブウーファ装置。
2. 前記受信機が、低域効果成分を含むサブウーファ成分を有する信号を無線受信する、請求項１記載の無線サブウーファ装置。
3. 前記受信機が、バス周波数音声成分を有する信号を無線受信する、請求項１記載の無線サブウーファ装置。
4. 前記抽出機が、前記受信信号の前記サラウンド成分でディジタル多重化された前記サブウーファ成分をディジタルに逆多重化するディジタル・デマルチプレクサを含む、請求項１記載の無線サブウーファ装置。
5. 互いにディジタル多重化されたサブウーファ成分およびサラウンド成分は、８／１４変調を用いて既定のフォーマットに符号化される、請求項１記載の無線サブウーファ装置。
6. 主サブシステム及び無線サブウーファ装置を有するサラウンド・サウンド・システムにおける無線サブウーファ装置であって、
   サブウーファ成分およびサラウンド成分の両方を含む信号を前記主サブシステムから無線受信する受信機であって、前記サブウーファ成分が、前記サラウンド成分と加算され、パルス・コード変調フォーマットに変換され、かつ８／１４変調を用いて既定のフォーマットに符号化されている、前記受信機と、
   前記８／１４変調信号を復調してパルス・コード変調信号を導出することによって、前記サブウーファ成分を前記受信信号から抽出し、かつ、導出したパルス・コード変調信号を、サブウーファおよびサラウンド・スピーカをそれぞれ駆動するためのアナログ・サブウーファ信号およびアナログ・サラウンド信号に変換する抽出機とを含む、前記無線サブウーファ装置。
7. 前記抽出機が、前記サブウーファ成分をフィルタ除去するための低域フィルタをさらに含み、前記無線サブウーファ装置が、前記アナログ・サブウーファ信号および前記アナログ・サラウンド信号を増幅するための増幅器をさらに含む、請求項６記載の無線サブウーファ装置。
8. 第１のフロント・スピーカに接続する第１のポートと、
   第２のフロント・スピーカに接続する第２のポートと、
   サブウーファ・チャネルからの信号とサラウンド・チャネルからの信号とを合成するコンバイナと、
   前記合成信号を無線サブウーファ装置に無線送信する送信機とを含み、
   前記無線サブウーファ装置が、前記合成信号を無線受信し、前記合成信号から前記サブウーファ・チャネルを抽出し、サラウンド・スピーカに給電し、前記サラウンド・チャネルを含む信号を前記サラウンド・スピーカに供給する、主サラウンド・サウンド・サブシステム。
9. 前記コンバイナが、前記サブウーファ・チャネルおよび前記サラウンド・チャネルをディジタル多重化するディジタル・マルチプレクサを含む、請求項８記載のサラウンド・サウンド・サブシステム。
10. 前記コンバイナが、前記サブウーファ・チャネルおよびサラウンド・チャネルの信号を合成し、前記サブウーファ・チャネルが低域効果成分を含む、請求項８記載のサラウンド・サウンド・サブシステム。
11. 前記コンバイナが、前記サブウーファ・チャネルおよびサラウンド・チャネルの信号を合成し、前記サブウーファ・チャネルがバス周波数音声成分を含む、請求項８記載のサラウンド・サウンド・サブシステム。
12. 前記コンバイナが、互いにディジタル多重化され、且つ８／１４変調を用いて既定のフォーマットに符号化された前記サブウーファ・チャネルおよびサラウンド・チャネルからの信号を合成する、請求項８記載のサラウンド・サウンド・サブシステム。
13. 前記コンバイナが、加算され、パルス・コード変調フォーマットに変換され、かつ８／１４変調を用いて既定のフォーマットに符号化されている前記サブウーファ・チャネルおよびサラウンド・チャネルからの信号を合成する、請求項８記載のサラウンド・サウンド・サブシステム。
14. サブウーファ装置および複数のサラウンド・サウンド・スピーカを有するサラウンド・サウンド・システムを動作させる方法であって、
    主サラウンド・サウンド・サブシステムにおいて、サブウーファ信号とサラウンド信号とを合成するステップと、
    前記合成信号を、前記主サラウンド・サウンド・サブシステムと関連付けられたディジタルＲＦ送信機を介して無線送信するステップと、
    前記無線送信された合成信号を、前記サブウーファと関連付けられた無線ディジタルＲＦ受信機によって受信するステップと、
    前記サブウーファ装置によって、前記サブウーファ装置に接続された前記サラウンド・サウンド・スピーカに前記サラウンド信号を供給して、前記サラウンド・サウンド・スピーカを前記サラウンド信号によって駆動するステップとを含む、前記方法。
15. 前記合成ステップが、前記サブウーファ信号と前記サラウンド信号とをディジタル多重化するステップを含む、請求項１４記載の方法。
16. 前記合成ステップが、前記ディジタル多重化信号を、８／１４変調を用いて既定のフォーマットに変換するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
17. 前記合成信号から前記サブウーファ信号を抽出して、前記抽出したサブウーファ信号によってサブウーファを駆動するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
18. 前記抽出ステップが、前記サラウンド信号から前記サブウーファ信号を逆多重化するステップを含む、請求項１７記載の方法。
19. 前記合成ステップが、
    前記サブウーファ信号と前記サラウンド信号とをアナログ・フォーマットで加算するステップと、
    前記加算信号をパルス・コード変調フォーマットに変換するステップと、
    ８／１４変調を用いて前記パルス・コード変調フォーマット信号を符号化するステップとを含む、請求項１４記載の方法。
20. 前記抽出ステップが、
    前記８／１４変調信号を復調してパルス・コード変調信号を得るステップと、
    前記パルス・コード変調信号をアナログ音声に変換するステップとを含む、請求項１９記載の方法。

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