JP6477633B2 - 音楽再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、音声信号を出力する音楽再生装置に関する。

ヘッドホンに音声信号を出力する音楽再生装置において、ヘッドホン出力には、アンバランス、バランスと呼ばれる方式がある（例えば、特許文献１参照。）。アンバランス方式には、直径３．５ｍｍの３極端子が用いられており、「ホット」、「コールド」の２種類で音声信号を伝送する。一方、バランス方式には、直径２．５ｍｍの４極端子が用いられており、「グラウンド」、「ホット」、「コールド」の３種類で信号を伝送する。「コールド」は、「ホット」の逆相である。外来ノイズが発生した場合、「ホット」、「コールド」双方に同じ位相のノイズが乗る。「コールド」の位相を反転し、「ホット」の信号とミックス（混合）することで、外来ノイズは打ち消しあい、音声信号の振幅は、倍になる。このため、バランス方式は、ノイズに強く、音質が良い。

図８は、バランス方式において音声信号を増幅する増幅器等を示す図である。一方の増幅器には、正相信号が入力される。一方の増幅器は、正相信号を増幅する。他方の増幅器には、逆相信号が入力される。他方の増幅器は、逆相信号を増幅する。増幅された正相信号、逆相信号がミックスされる。以下、バランス方式を、バランスモードという。

図９は、２つの増幅器を用いて音声信号を増幅する他の方式を示す図である。一方の増幅器には、音声信号が入力される。一方の増幅器は、音声信号を増幅する。他方の増幅器は、グラウンドに接続される。このため、他方の増幅器の出力は、０Ｖ（グラウンド）に維持される。この方式では、他方の増幅器により、グラウンドを安定させながら、増幅器に負担をかけずに、ノイズを低減することができる。以下、図９に示す他の方式を、アクティブコントロールグラウンド（以下、「ＡＣＧ」という。）モードという。

音楽再生装置において、バランスモードとＡＣＧモードとを切り替え可能とすることで、ユーザーは、好みのいずれかのモードを選択することができる。しかしながら、バランスモードで出力される音声信号の振幅は、ＡＣＧモードで出力される音声信号の振幅の倍となる。このため、バランスモードで出力される音声信号のボリュームも、ＡＣＧモードで出力される音声信号のボリュームの倍となる。音質は、ボリュームに左右されるため、ボリュームが異なっていると、ユーザーは、音質の違いが判断しにくい。

そこで、出願人は、バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、ＡＣＧモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくする発明を特許出願している（特願２０１５−１６０８２９）。この発明により、ユーザーは、バランスモードで出力される音声信号の音質と、ＡＣＧモードで出力される音声信号の音質と、の違いを判断し易い。

特開２０１３−００５２９１号公報

特願２０１５−１６０８２９に係る発明においては、ボリュームステップに対する減衰量を示すボリュームカーブが線形であった。このため、バランスモードとＡＣＧモードとの切替時に、２倍、又は、半分の音量比に相当する音圧差６ｄＢを一律で調整していた。例えば、ボリュームステップが２ステップで、ボリュームが１ｄＢ変化する場合、バランスモードからＡＣＧモードに切り替えると、ボリューム比が半分になるので、ボリュームステップを６ｄＢに相当する１２ステップ上げて、ボリュームを均一化させている。

しかしながら、ボリュームカーブが非線形である場合、特願２０１５−１６０８２９に係る発明のように、バランスモードとＡＣＧモードとの切替時に、音圧差を一律に調整することができないという問題がある。

本発明の目的は、バランスモードとアクティブコントロールグラウンドモードとを有する音楽再生装置において、ボリュームカーブが非線形であっても、ユーザーが、バランスモードで出力される音声信号の音質と、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号の音質と、の違いを判断し易くすることである。

第１の発明の音楽再生装置は、第１増幅器と、第２増幅器と、制御部と、を備え、前記第１増幅器により音声信号を増幅し、前記第２増幅器により音声信号の逆相信号を増幅し、増幅した音声信号と、増幅した逆相信号と、を混合して出力するバランスモードと、前記第１増幅器により音声信号を増幅し、前記第２増幅器によりグラウンドを維持するアクティブコントロールグラウンドモードと、を有し、前記制御部は、ボリュームステップに対する減衰量が非線形なボリュームカーブに基づいて、音声信号のボリュームを調整し、前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも所定値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更し、前記所定値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更できない場合は、前記所定値の近似値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更することを特徴とする。

本発明では、制御部は、バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも所定値小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合は、所定値の近似値小さくなるように、ボリュームステップを変更する。従って、バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも所定値小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合は、所定値の近似値小さくなるように、ボリュームステップが変更される。これにより、ユーザーは、所定値の近似値差に調整されたボリュームの音声信号を聴取することができる。このため、ボリュームカーブが非線形であっても、ユーザーは、バランスモードで出力される音声信号の音質と、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号の音質と、の違いを判断し易い。

第２の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記バランスモードから前記アクティブコントロールグラウンドモードへの切替時、及び、前記アクティブコントロールグラウンドモードから前記バランスモードへの切替時の前記ボリュームステップが記憶されているボリュームテーブルに基づいて、前記ボリュームステップを変更することを特徴とする。

本発明では、制御部は、バランスモードからアクティブコントロールグラウンドモードへの切替時、及び、アクティブコントロールグラウンドモードからバランスモードへの切替時のボリュームステップが記憶されているボリュームテーブルに基づいて、ボリュームステップを変更する。これにより、ボリュームステップの算出等を行うことなく、容易にボリュームステップを変更することができる。

第３の発明の音楽再生装置は、第１又は第２の発明の音楽再生装置において、前記所定値は、６ｄＢであることを特徴とする。

２倍の音量比は、６ｄＢの音圧差に相当する。このため、本発明では、制御部は、基本的に、バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームと比べて、６ｄＢ減少させる。従って、バランスモードで出力される音声信号のボリュームと、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームと、が均等となる。これにより、ユーザーは、バランスモードで出力される音声信号の音質と、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号の音質と、の違いを判断し易い。

第４の発明の音楽再生装置は、第１〜第３のいずれかの発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくするオートボリュームを行うか否かの設定を受け付け、前記オートボリュームを行う設定を受け付けた場合、前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくし、前記オートボリュームを行わない設定を受け付けた場合、前記バランスモードと前記アクティブコントロールグラウンドモードとで出力される音声信号のボリュームを変更しないことを特徴とする。

本発明では、制御部は、バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくするオートボリュームを行うか否かの設定を受け付ける。これにより、ユーザーは、オートボリュームを行うか否かの選択をすることができる。

本発明によれば、ボリュームカーブが非線形であっても、ユーザーは、バランスモードで出力される音声信号の音質と、アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号の音質と、の違いを判断し易い。

本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤーの構成を示すブロック図である。 デジタルオーディオプレーヤーにおけるボリュームカーブを示す図である。 ボリュームカーブのテーブルを示す図である。 ボリュームカーブのテーブルを示す図である。 ボリュームテーブルを示す図である。 ボリュームテーブルを示す図である。 オートボリュームを行う場合のデジタルオーディオプレーヤーの処理動作を示すフローチャートである。 バランスモードを説明するための図である。 アクティブコントロールグラウンドモードを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤー（以下、「ＤＡＰ」という。）の構成を示すブロック図である。ＤＡＰ１（音楽再生装置）は、ヘッドホン１０１にアナログオーディオデータを出力する。ヘッドホン１０１は、アナログオーディオデータに基づいて、音声を外部に出力する。図１に示すように、ＤＡＰ１は、ＳｏＣ（System on Chip）２、記憶部３、表示部４、操作部５、Ｄ／Ａコンバーター（以下、「ＤＡＣ」という。）６、７、増幅器８、９、無線モジュール１０、ＵＳＢインターフェース（以下、「ＵＳＢ Ｉ／Ｆ」という。）１１を備える。

ＳｏＣ２（制御部）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、メモリ等を有し、ＤＡＰ１を構成する各部を制御する。記憶部３は、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム等のプログラム、デジタルオーディオデータ等の各種データを記憶するフラッシュメモリから構成されている。なお、記憶部３は、例示する構成に限られず、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等であってもよい。

表示部４は、種々の画像（静止画像、動画像を含む）を表示するものであり、液晶パネルにより構成されている。操作部５は、各種設定を行うための操作キー、及び、表示部４と連動したタッチパネルを備えている。ユーザーは、操作部５を介して、各種の文字入力、設定などを行うことが可能である。

ＤＡＣ６、７は、デジタルオーディオデータをアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。増幅器８には、ＤＡＣ６からのアナログオーディオデータが入力される。増幅器９には、ＤＡＣ７からのアナログオーディオデータが入力される。増幅器８、９は、ＤＡＣ６、７がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅し、ヘッドホン１０１に出力する。無線モジュール１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ規格に従った無線通信を行うためのものである。ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１１は、ＵＳＢ規格に従った通信を行うためのものである。

ＤＡＰ１は、バランスモードと、アクティブコントロールグラウンド（以下、「ＡＣＧ」という。）モードと、を有する。バランスモードの場合、増幅器８（第１増幅器）は、アナログオーディオデータを増幅する。また、増幅器９（第２増幅器）は、アナログオーディオデータが反転した逆相アナログオーディオデータ（逆相信号）を増幅する。増幅されたアナログオーディオデータと、増幅された逆相アナログオーディオデータとは、混合して出力される。ＡＣＧモードの場合、増幅器８は、アナログオーディオデータを増幅する。増幅器９は、グラウンドを維持する。ここで、ＡＣＧモードの場合、ＳｏＣ２は、増幅器９にアナログオーディオデータを出力するＤＡＣ７をミュートする。従って、ＤＡＣ７は、増幅器９にゼロデータを出力するため、増幅器９の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。

図２は、ＤＡＰ１におけるボリュームカーブを示す図である。図３、及び、図４は、ボリュームカーブのテーブルを示す図である。ボリュームカーブは、ボリュームステップに対する減衰量を示す。ＤＡＰ１のボリュームステップは、０−６０の６１ステップである。図２おいて、横軸は、ステップ数を示す。縦軸は、ゲイン（ｄＢ）を示す。ステップ６０では、０ｄＢである。ステップ６０−１８において、１ステップ下がる毎の、ボリュームの減衰量は、１ｄＢである（−１．０ｄＢ／ステップ）。ステップ１８では、−４２．０ｄＢである。ステップ１８−７において、１ステップ下がる毎の、ボリュームの減衰量は、２ｄＢである（−２．０ｄＢ／ステップ）。ステップ７では、−６４．０ｄＢである。ステップ７−２において、１ステップ下がる毎の、ボリュームの減衰量は、３ｄＢである（−３．０ｄＢ／ステップ）。ステップ２では、−７９．０ｄＢである。ステップ２−１において、１ステップ下がる毎の、ボリュームの減衰量は、４ｄＢである（−４．０ｄＢ／ステップ）。ステップ１では、−８３．０ｄＢである。ステップ０では、−∞、すなわち、ミュート状態である。

図２に示すように、ボリュームカーブは、非線形である。ＳｏＣ２は、非線形なボリュームカーブに基づいて、オーディオデータ（音声信号）のボリュームを調整する。

ＳｏＣ２は、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも小さくするオートボリュームを行うか否かの設定を受け付ける。ＳｏＣ２は、オートボリュームを行う設定を受け付けた場合、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも小さくする。具体的には、ＳｏＣ２は、基本的に、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームと比べて、６ｄＢ（所定値）減少させる（−６ｄＢ）。

また、ＳｏＣ２は、バランスモード、又は、ＡＣＧモードの選択を受け付ける。ＳｏＣ２は、ＡＣＧモードからバランスモードへの切り替えを受け付けた場合、基本的に、ボリュームを６ｄＢ減少させる。ＳｏＣ２は、バランスモードからＡＣＧモードへの切り替えを受け付けた場合、基本的に、ボリュームを６ｄＢ増加させる。

ここで、ボリュームカーブは、非線形である。このため、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも６ｄＢ小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合がある。例えば、バランスモードでボリュームステップがステップ６（−６７ｄＢ）である場合、ＡＣＧモードに切り替えるときに、ボリュームを６ｄＢ増加させたい。しかしながら、ステップ７−２において、−３．０ｄＢ／ステップ、ステップ１８−７において、−２．０ｄＢ／ステップであるため、６ｄＢ増加させることができない。このため、ＳｏＣ２は、ボリュームが５ｄＢ増加するように、ボリュームステップをステップ６からステップ８（−６２ｄＢ）に変更する。このように、ＳｏＣ２は、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも６ｄＢ小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも６ｄＢの近似値（例えば、５ｄＢ）小さくなるように、ボリュームステップを変更する。

本実施形態では、ＳｏＣ２は、バランスモードからＡＣＧモードへの切替時、及び、ＡＣＧモードからバランスモードへの切替時のボリュームステップが記憶されているボリュームテーブルに基づいて、ボリュームステップを変更する。図５、及び、図６は、ボリュームテーブルを示す図である。１列目に、ボリュームステップのステップ数が記憶されている。２列目に、バランスモードからＡＣＧモードに切り替える場合のステップ数が記憶されている。３列目に、ＡＣＧモードからバランスモードに切り替える場合のステップ数が記憶されている。

例えば、ボリュームステップがステップ１２で、バランスモードからＡＣＧモードに切り替える場合、ＳｏＣ２は、ボリュームステップを３ステップ増加させる（ステップ１２（−５４ｄＢ）−＞ステップ１５（−４８ｄＢ））。ボリュームステップがステップ１２で、ＡＣＧモードからバランスモードに切り替える場合、ＳｏＣ２は、ボリュームステップを３ステップ減少させる（ステップ１２（−５４ｄＢ）−＞ステップ９（−６０ｄＢ））。

ＳｏＣ２は、オートボリュームを行わない設定を受け付けた場合、バランスモードとＡＣＧモードとで出力されるオーディオデータのボリュームを変更しない。

以下、オートボリュームを行う場合のＤＡＰ１の処理動作を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。ＳｏＣ２は、バランスモードからＡＣＧモードへの切り替え、又は、ＡＣＧモードからバランスモードへの切り替えを受け付けたか否かを判断する（Ｓ１）。ＳｏＣ２は、モードの切り替えを受け付けていないと判断している間は（Ｓ１：Ｎｏ）、Ｓ１の処理を実行する。ＳｏＣ２は、モードの切り替えを受け付けたと判断した場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、オートボリュームが有効であるか否かを判断する（Ｓ２）。ＳｏＣ２は、オートボリュームが有効であると判断した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、現在のステップ数に基づいて、ボリュームテーブルから、モード切替後のステップ数を取得する（Ｓ３）。次に、ＳｏＣ２は、ボリュームステップを取得したステップ数に変更する（Ｓ４）。ＳｏＣ２は、Ｓ４の処理の後、又は、オートボリュームが有効でないと判断した場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ＤＡＣ６、７のモードを切り替える（Ｓ５）。

以上説明したように、本実施形態では、ＳｏＣ２は、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも６ｄＢ（所定値）小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合は、６ｄＢの近似値（例えば、５ｄＢ）小さくなるように、ボリュームステップを変更する。従って、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも６ｄＢ小さくなるように、ボリュームステップを変更できない場合は、６ｄＢの近似値小さくなるように、ボリュームステップが変更される。これにより、ユーザーは、６ｄＢの近似値差に調整されたボリュームのオーディオデータを聴取することができる。このため、ボリュームカーブが非線形であっても、ユーザーは、バランスモードで出力されるオーディオデータの音質と、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータの音質と、の違いを判断しやすい。

また、本実施形態では、ＳｏＣ２は、バランスモードからＡＣＧモードへの切替時、及び、ＡＣＧモードからバランスモードへの切替時のボリュームステップが記憶されているボリュームテーブルに基づいて、ボリュームステップを変更する。これにより、ボリュームステップの算出等を行うことなく、容易にボリュームステップを変更することができる。

２倍の音量比は、６ｄＢの音圧差に相当する。このため、本実施形態では、ＳｏＣ２は、基本的に、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームと比べて、６ｄＢ減少させる。従って、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームと、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームと、が均等となる。これにより、ユーザーは、バランスモードで出力されるオーディオデータの音質と、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータの音質と、の違いを判断し易い。

また、本実施形態では、ＳｏＣ２は、バランスモードで出力されるオーディオデータのボリュームを、ＡＣＧモードで出力されるオーディオデータのボリュームよりも小さくするオートボリュームを行うか否かの設定を受け付ける。これにより、ユーザーは、オートボリュームを行うか否かの選択をすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上述の実施形態においては、音楽再生装置として、ＤＡＰを例示した。これに限らず、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＵＳＢ ＤＡＣ等であってもよい。

本発明は、音声信号を出力する音楽再生装置に好適に採用され得る。

１ ＤＡＰ（音楽再生装置）
２ ＳｏＣ（制御部）
３ 記憶部
４ 表示部
５ 操作部
６、７ ＤＡＣ
８ 増幅器（第１増幅器）
９ 増幅器（第２増幅器）
１０１ ヘッドホン

Claims (4)

1. 第１増幅器と、第２増幅器と、制御部と、を備え、
   前記第１増幅器により音声信号を増幅し、前記第２増幅器により音声信号の逆相信号を増幅し、増幅した音声信号と、増幅した逆相信号と、を混合して出力するバランスモードと、
   前記第１増幅器により音声信号を増幅し、前記第２増幅器によりグラウンドを維持するアクティブコントロールグラウンドモードと、を有し、
   前記制御部は、
   ボリュームステップに対する減衰量が非線形なボリュームカーブに基づいて、音声信号のボリュームを調整し、
   前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも所定値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更し、
   前記所定値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更できない場合は、前記所定値の近似値小さくなるように、前記ボリュームステップを変更することを特徴とする音楽再生装置。
2. 前記制御部は、前記バランスモードから前記アクティブコントロールグラウンドモードへの切替時、及び、前記アクティブコントロールグラウンドモードから前記バランスモードへの切替時の前記ボリュームステップが記憶されているボリュームテーブルに基づいて、前記ボリュームステップを変更することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
3. 前記所定値は、６ｄＢであることを特徴とする請求項１又は２に記載の音楽再生装置。
4. 前記制御部は、
   前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくするオートボリュームを行うか否かの設定を受け付け、
   前記オートボリュームを行う設定を受け付けた場合、前記バランスモードで出力される音声信号のボリュームを、前記アクティブコントロールグラウンドモードで出力される音声信号のボリュームよりも小さくし、
   前記オートボリュームを行わない設定を受け付けた場合、前記バランスモードと前記アクティブコントロールグラウンドモードとで出力される音声信号のボリュームを変更しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の音楽再生装置。

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