JP4985198B2 - 測定用補助器具 - Google Patents

Description

この発明は、ホームシアター等のスピーカの設置位置を測定する場合に用いられる測定用補助器具に関する。

従来、ホームシアター等の複数のスピーカを設置する環境において、設置環境の音場を測定することが行われている。設置環境における音場を測定し、測定結果に基づいて各スピーカに供給する音声信号のレベル等を制御することで、より良い音場環境を実現することができる。

設置環境の音場を測定する手法としては、例えば非特許文献１に示すような近接４点法等が考えられる。非特許文献１においては、４つのマイクを近接して設置し、インパルス応答を収録することで反射音の到来方向や音響特性を測定するものである。
「近接4 点法によるコンサートホールの音響測定」、山崎芳男 伊藤 毅、JAS Journal No.10-1987

しかし、非特許文献１の測定手法によれば４つのマイクが必要となり、コストがかかるという問題が有った。

一方、１つのマイクだけでも聴取位置と各スピーカとの距離を測定することができるが、聴取位置とスピーカとの角度等、詳細な測定をすることができなかった。

そこで、この発明は、コストを抑えながら、スピーカ設置位置を正確に測定することができる測定用補助器具を提供することを目的とする。

この発明の測定用補助器具は、少なくとも３箇所のマイク設置箇所を備えた筐体を有する測定用補助器具であって、各マイク設置箇所に、マイクを設置する順序を表示した順序指示器を設け、前記筐体のいずれかの箇所に、測定時の設置方向を示す方向指示器を設けたことを特徴とする。

この構成では、測定用補助器具の筐体にマイクを設置する箇所を３箇所以上設けている。各マイク設置箇所にはマイクを設置する順番を表示している。例えば数字の１、数字の２、数字の３を表示する。また、筐体を向ける方向の指示器が設けられている。方向指示器は矢印や文字等で構成すればよい。３箇所のマイク設置位置に１つのマイクを順番に設置し、スピーカとの距離測定を行うと、聴取位置とスピーカとの角度等、詳細な測定をすることができる。すなわち、測定器（オーディオアンプ等）が３点のマイク設置位置の距離関係を示す情報を所持していれば、３点測量により、スピーカの設置位置を求めることができる。これにより、マイクが１つであってもユーザが順番にマイクを置くという簡単な操作でスピーカ設置位置の測定を正確に行うことができる。

また、この発明は、さらに、前記マイク設置箇所は、前記マイクの形状に沿うように凹型に形成されていることを特徴とする。

この構成では、マイク設置箇所は、マイクの形状に沿うように凹型に形成されている。例えば、マイクが円形状の底板を有するものであれば、丸い溝形状であればよい。

また、この発明は、さらに、前記マイク設置箇所を４箇所以上備え、任意に選択した３箇所のマイク設置位置を結ぶことで形成される複数の平面がそれぞれ空間上異なる面を形成するようにマイク設置位置が定められていることを特徴とする。

この構成では、マイク設置箇所を４箇所以上備えている。マイク設置位置を３箇所結んで形成される平面が複数存在し、これらの平面が異なる面を形成している。例えばマイク設置箇所を４箇所備え、各マイク設置箇所を結んで形成される幾何学的形状が正四面体を形成するものである。これにより、各マイク設置箇所で測定を行うと、立体的にスピーカの設置位置を求めることができる。

また、この発明は、さらに、前記筐体は、平板形状であり、平板の上面側に前記マイク設置箇所を設け、平板の下面側にねじ穴を形成したことを特徴とする。

この構成では、平板状の筐体の下面にねじ穴が形成されている。このねじ穴は、例えば国際標準規格の三脚用ねじ穴である。ユーザがこのねじ穴に三脚を取り付けることで、測定用補助器具の設置高さを自由に変更することができる。

この発明によれば、マイクが１つであっても各マイク設置位置で順番に測定を行うことで、コストを抑えながら、スピーカ設置位置を正確に測定することができる。

本発明の実施形態に係る測定用補助器具、および測定用補助器具を用いた音場環境の測定手法について説明する。本実施形態においては、ユーザが聴取位置にマイクを設置することにより、オーディオ装置が聴取位置とスピーカの位置関係を測定し、測定した位置関係に基づいて音場補正を行うものである。測定用補助器具は、この測定時にマイクを固定して設置するための治具となるものである。

図１は、本実施形態に係る測定用補助器具１の外観を示す上面図であり、図２は下面図である。また、図３は同測定用補助器具１の側面図である。

測定用補助器具１は、樹脂一体成型の筐体１０からなり、筐体１０は、中心位置から１２０度間隔で外側に向けてそれぞれ延びるアーム２１、アーム２２、およびアーム２３からなる。アーム２１、アーム２２、およびアーム２３は、それぞれ高さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の薄い平板形状となっており、先端が円弧状に丸まっている。各アームの長さは１０数ｃｍ程度であり、全て同一の長さである。これらアームの頂点を結ぶと正三角形を形成する。

アーム２１、アーム２２、およびアーム２３は、それぞれ先端に溝１１、溝１２、および溝１３が形成されている。溝１１、溝１２、および溝１３は、それぞれ筐体の上面から見た形状が円形であり、溝の深さは数ｍｍ程度である。各アームの先端は、これら溝の円形形状に沿うようにして円弧状に丸まっている。

筐体の上面から見て、溝１１、溝１２、および溝１３の内面にはそれぞれ数字が形成されている。本実施形態においては、溝１１に数字の１、溝１２に数字の２、溝１３に数字の３が形成されている。また、アーム２１の上面には、インジケータ１４が形成されている。インジケータ１４は、矢印と文字（ＦＲＯＮＴ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ）からなり、ユーザが測定時にこの測定用補助器具１を向ける方向を決定するときの目安となるものである。なお、インジケータ１４は、矢印や文字に限らず、方向の目安になるものであればどのようなものであってもよい。

筐体１０の下面には、ねじ穴３５が形成されている。ねじ穴３５は、国際標準規格の三脚用ねじ穴である。ユーザがこのねじ穴３５に三脚を取り付けることで、測定用補助器具の設置高さを自由に変更することができる。

聴取位置とスピーカの位置関係を測定する場合、ユーザが測定用補助器具１を聴取位置の高さに設置し、測定用マイクを上記溝１１、溝１２、溝１３の順に置く。各溝の位置でマイクとスピーカとの距離を測定することで、スピーカの設置位置を測定することができる。

図４は、聴取位置とスピーカの位置関係を測定する場合において、測定用補助器具１の使用例を示した図である。オーディオ機器７１は、マイク５１、スピーカ９１Ｒ、およびスピーカ９１Ｌに接続されている。オーディオ機器７１は、いわゆるＡＶアンプであり、図示しないＤＶＤプレーヤ等の再生装置から入力される音声信号を補正してからスピーカ９１Ｒ、スピーカ９１Ｌに出力する。また、オーディオ機器７１は、マイク５１が収音した音声信号を入力する。

オーディオ機器７１は、聴取位置と各スピーカの位置関係に基づいて、例えば各スピーカに供給する音声信号の遅延量やレベルを制御し、より良い音場環境に補正する。

同図において、ユーザは測定用補助器具１を聴取位置に設置する。聴取位置は理想的にはユーザの頭部の位置である。このとき、ユーザは、インジケータ１４が示す方向を目安として、測定用補助器具１の溝１１を正面方向（音声を聴取する場合にユーザが向く方向）に向ける。さらにユーザは、マイク５１を測定用補助器具１の溝１１に設置する。溝１１、溝１２、溝１３の内径は、マイク５１の底面外径と略同じ寸法に設定されているため、ユーザはマイク５１を各溝に置くだけで容易に固定設置することができる。ユーザは、マイク５１を測定用補助器具１に設置した後、オーディオ機器７１に音場環境の測定を指示する。なお、ユーザはオーディオ機器７１に備え付けられたリモコンや前面の操作パネル等から測定を指示する。

ユーザが測定を指示すると、オーディオ機器７１は、いずれかのスピーカ（例えばスピーカ９１Ｌ）から測定用信号を出力する。測定用信号はどのようなものであってもよいが、例えばチャープ、スウェプトサイン等であればよい。

測定用信号がマイク５１に到達すると、オーディオ機器７１は、そのマイクが収音した音声信号を入力し、スピーカ９１Ｌの音声出力タイミングからマイク５１の音声入力タイミングの時間差を測定する。これにより、スピーカ９１Ｌからマイク５１が設置されている溝１１の位置までの距離を測定することができる。

次に、ユーザはマイク５１を溝１１から溝１２に移動させる。このとき、オーディオ機器７１がマイク５１を溝１２に移動させることを促す表示（あるいは音声案内）等を行ってもよい。その後、上記と同様に測定用信号をスピーカ９１Ｌから出力し、スピーカ９１Ｌと溝１２の位置との距離を測定する。測定用信号を出力するタイミングはユーザが決定してもよいし、オーディオ機器７１が所定時間経過後に自動的に出力するようにしてもよい。

さらに、ユーザはマイク５１を溝１２から溝１３に移動させ、オーディオ機器７１は測定用信号を出力し、スピーカ９１Ｌと溝１３の位置との距離を測定する。

以上のようにして、オーディオ機器７１は、スピーカ９１Ｌと各溝の位置との距離を測定する。スピーカ９１Ｌと各溝の位置との距離を求めることができるため、オーディオ機器７１が溝間の位置関係の情報を所持していれば、設置環境におけるスピーカ９１Ｌの位置（平面座標）を求めることができる。スピーカ９１Ｌの位置は、聴取位置を原点とした２次元座標で求めることもできるし、聴取位置からの距離と角度で求めることもできる。同様にして、設置環境におけるスピーカ９１Ｒの位置を求めることもできる。これにより、聴取位置からのスピーカ９１Ｌ、スピーカ９１Ｒの開き角度を求めることができる。

オーディオ装置７１は、各スピーカの聴取位置からの距離と角度を求めることで、種々の信号処理を行うことができる。例えばディレイ制御やレベル制御を行い、音声信号の周波数特性等を変更することで仮想音源を設定することができる。また、スピーカ９１Ｌとスピーカ９１Ｒの設置位置の誤り（左右逆に設置している等）を検出することもでき、その旨を表示する（あるいは音声案内をする）こともできる。

なお、図４においては、スピーカ９１Ｌ、スピーカ９１Ｒについて聴取位置との位置関係を求める例を示したが、無論リアスピーカ等、さらに多数のスピーカを設置する場合についても、各スピーカとの位置関係を求めることができる。

このように、本実施形態の測定用補助器具を用いれば、マイクが１つであっても、位置関係が規定されている３箇所の位置でスピーカとの距離を測定することができ、コストを抑えながら、詳細な音場環境測定を正確に行うことができる。

次に、図５は、別の実施形態における測定用補助器具２の上面図である。なお、同図に示す測定用補助器具２において、上記測定用補助器具１と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

同図に示す測定用補助器具２は、筐体１０の中心位置に角度指示器２５が設置されている。角度指示器２５は、インジケータ１４が示す方向を０度として、左右に所定角度毎（例えば１度毎）に刻みが設けられている。ユーザは、この角度指示器２５を参照し、聴取位置から各スピーカの設置位置までの角度を推測することができる。この推測した角度をオーディオ機器７１に入力することでもオーディオ装置７１は、種々の信号処理（ディレイ制御やレベル制御）を行うことができる。

図６は、さらに別の実施形態における測定用補助器具３の上面図および斜視図である。同図（Ａ）は上面図であり、同図（Ｂ）は斜視図である。なお、同図に示す測定用補助器具３においても、上記測定用補助器具１と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

同図（Ａ）および同図（Ｂ）に示す測定用補助器具３は、筐体１０の中心位置に柱３２および皿３１が設けられている。柱３２は、筐体１０の中心から上面方向（測定用補助器具３を水平に設置したとすると鉛直上向き）に延びており、皿３１は柱３２の上面側端部に接続されている。皿３１は、溝１１、溝１２、溝１３と同様に、上面から見た形状が円形状であり、数ｍｍ程度の深さを有し、内径がマイク５１の底面外径と略同じ寸法を有する。そのため、ユーザがマイク５１を置くことで容易に固定設置することができるようになっている。

測定用補助器具３の各アームの頂点、および柱３２の上面側端部（皿３１）を結ぶと正四面体を形成する。図４に例示したように測定用補助器具３を用いて聴取位置とスピーカの位置関係を測定する場合、溝１３の位置での測定の後、ユーザがマイク５１を皿３１に設置する。そして、オーディオ機器７１が測定用信号をスピーカ９１Ｌ（スピーカ９１Ｒ）から出力し、マイク５１との距離を測定する。

これにより、オーディオ機器７１は、各スピーカと各溝および皿３１の位置との距離を測定する。スピーカと各溝および皿３１の位置との距離を求めることができるため、オーディオ機器７１が溝と皿３１との間の位置関係の情報を所持していれば、設置環境におけるスピーカの立体座標を求めることができる。これにより、聴取位置からのスピーカ９１Ｌ、スピーカ９１Ｒの空間的な位置関係を求めることができ、より多様な音場補正を行うことができる。

なお、本実施形態においては、マイクを各溝に乗せて設置する例を示したが、このマイクが各溝でロックされるようにしてもよい。例えば、溝の中に切り欠き等を設け、この切り欠きにマイクの筐体が噛み合うようにすればよい。マイクが各溝にロックされることでより正確に位置関係を測定することができる。

なお、本実施形態に示した測定用補助器具は、本発明における測定用補助器具の寸法を限定するものではない。各アームを長くし、溝間の距離を広げることで、より精度の高い測定をすることができるが、アームを長くすると測定用補助器具の寸法が大きくなり、扱いが困難となる。そのため、測定用補助器具の寸法は使用状況やコストに応じて適宜設定すればよい。また、筐体の形状は、少なくとも３箇所のマイク設置箇所を設けることができる形状であれば、上記実施形態に示した形状に限るものではない。

測定用補助器具１の上面図である。 測定用補助器具１の下面図である。 測定用補助器具１の側面図である。 スピーカと聴取位置の関係を測定する場合において、測定用補助器具１の使用例を示した図である。 別の実施形態における測定用補助器具の上面図である。 さらに別の実施形態における測定用補助器具の上面図および斜視図である。

符号の説明

１−測定用補助器具
１０−筐体
１１，１２，１３−溝
１４−インジケータ
２１，２２，２３−アーム

Claims (4)

1. 少なくとも３箇所のマイク設置箇所を備えた筐体を有する測定用補助器具であって、
   各マイク設置箇所に、マイクを設置する順序を表示した順序指示器を設け、
   前記筐体のいずれかの箇所に、測定時の設置方向を示す方向指示器を設けたことを特徴とする測定用補助器具。
2. 前記マイク設置箇所は、前記マイクの形状に沿うように凹型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定用補助器具。
3. 前記マイク設置箇所を４箇所以上備え、
   任意に選択した３箇所のマイク設置位置を結ぶことで形成される複数の平面がそれぞれ空間上異なる面を形成するようにマイク設置位置が定められていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の測定用補助器具。
4. 前記筐体は、平板形状であり、平板の上面側に前記マイク設置箇所を設け、平板の下面側にねじ穴を形成したことを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３に記載の測定用補助器具。

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